避免2.4GHz ISM频段各种类型无线设备干扰的技术

图2：无线USB设计的频率捷变示意图。

2.4GHz无绳电话在北美越来越流行，且不采用标准联网技术。虽然有些无绳电话采用DSSS，但多数采用FHSS。采用DSSS及其他固定信道算法的无绳电话一般在电话上装有"信道"按键，使用户能手动改变信道。FHSS电话则没有"信道"按键，因为它们经常改变信道。大多数2.4GHz无绳电话均采用5至10MHz的信道宽度。

避免冲突的技术

除了解每一项技术的工作原理外，了解上述技术在同构及异构环境下的相互作用也很重要。

Wi-Fi免冲突法在发射前侦听"安静"的信道，这使得多个Wi-Fi客户能有效地与单个Wi-Fi接入点通信。如果Wi-Fi信道噪声很大，则Wi-Fi设备在又一次倾听信道前会进行随机退避。如果信道仍有噪声，则会重复此过程直至信道安静为止。一旦信道变得安静，Wi-Fi设备即会开始发射。如果信道永远嘈杂，则Wi-Fi设备会搜索另条信道上的其他可用接入点。

由于有免冲突算法，故采用相同或重叠信道的Wi-Fi网络可共处，但每一网络的吞吐量会有所下降。如果在同一地域使用多个网络，则最好能使用非重叠信号，如信道1、6及11等。这能提高每个网络的吞吐量，因为无需与其他网络共用带宽。

由于蓝牙发送的跳频特性，故来自蓝牙的干扰很小。如果蓝牙设备在一个与Wi-Fi信道重叠的频率上发送，而Wi-Fi设备此时正在进行"发送前侦听"，则Wi-Fi设备会执行随机退避，在这期间，蓝牙设备会跳转到一个非重叠的信道，以允许Wi-Fi设备可开始发送。

即使无绳电话采用FHSS而不是DSSS，2.4GHz无绳电话发出的干扰也可完全中断一个Wi-Fi网络的工作。这部分是因为与蓝牙(1MHz)相比它占用更宽的信道(5-10MHz)，以及无绳电话信号具有更高的功率。跳转到Wi-Fi信道中间的FHSS无绳电话可能会破坏Wi-Fi发送，从而导致Wi-Fi设备需要重复发送。2.4GHz FHSS无绳电话很可能会干扰邻近的所有Wi-Fi设备。故建议在Wi-Fi网络以外使用这些电话。如果无绳电话采用DSSS，则可将无绳电话与Wi-Fi接入点所使用的信道配置成互不重叠，以消除干扰。

处理蓝牙的干扰

在蓝牙中，来自其他蓝牙微网的干扰很小，因为每个微网都使用它自己的伪随机跳频方案。如果两个共处微网被激活，则发生冲突的概率为1/79。冲突的概率随共处有效微网的数量线性增加。

蓝牙最初依赖其跳频算法来处理干扰，但人们意识到单个有效Wi-Fi网可对25%的蓝牙信道造成严重的干扰。由于信道重迭而引起的数据包丢失必须在安静的信道上重传，因此会大大降低蓝牙设备的吞吐量。

1.2版蓝牙规范通过定义一种自适应跳频(AFH)算法来解决此问题。该算法允许蓝牙设备将信道分别标记为好、坏及未知，然后再通过一个查找表来用好信道替换跳频模式中的坏信道。蓝牙主设备可通过定期侦听坏信道来确定干扰是否消失。如果干扰消失，则将信道标记为好信道并将其从查找表中删除。当蓝牙主设备查询从设备时，后者也可向主设备发送一个报告来向主设备通告其对信道质量的评价。例如，从设备可能可以侦听到一个Wi-Fi网络，而主设备却不能。联邦通信委员会(FCC)要求至少使用15个不同的信道。

AFH算法使蓝牙设备能避免使用被Wi-Fi网络及无线USB等DSSS系统所占用的信道。2.4GHz FHSS无绳电话仍可能干扰蓝牙设备，因为这两种系统均在整个2.4GHz ISM频段上以跳频方式工作。但由于蓝牙信号只有1MHz宽，故FHSS无绳电话与蓝牙信号之间的频率冲突远小于Wi-Fi与FHSS无绳电话之间的频率冲突。

蓝牙还具有三种不同的数据包长度，在给定信道上表现为具有不同的驻留时间。蓝牙还具有一个通过减小数据包长度以提高数据吞吐量可靠性的选项。在这种情况下，最好是使较小数据包以较低的速率通过，这比以正常速率会丢失较大的数据包更为可取。

解决无线USB、ZigBee的干扰

在无线USB中，每个网络在选择信道前均检查其他无线USB网络，故可减少来自其他无线USB网络的干扰。无线USB至少每50毫秒检查一次信道的噪声水平。Wi-Fi设备的干扰会引起连续的高噪声数据读取，从而迫使无线USB主设备选择一个新信道。无线USB可与多个Wi-Fi网络和平共处，因为无线USB能找到Wi-Fi网络中的安静信道(见图2)。

蓝牙的干扰可能会引起无线USB数据包的重传。由于蓝牙的跳频天性，无线USB数据包的重传不会与下一次蓝牙传输发生冲突，因为蓝牙设备会跳到另一个信道上。蓝牙网络不会造成足够连续高的噪声电平来迫使无线USB主设备改变信道。

ZigBee规定了一种类似802.11b的免冲突算法；每个设备在发送数据之前侦听信道，以减小ZigBee设备之间的频率冲突。在严重干扰期间，ZigBee不改变信道；相反，它依靠其低占空比及免冲突算法来减小由于传输冲突所造成的数据丢失。如果ZigBee使用的信道与一个频繁使用的Wi-Fi信道相重叠，则现场实验表明，有多达20%的ZigBee数据包会由于包冲突而重传。