如何避免2.4GHz ISM频段下各种无线设备的干扰

其他WirelessUSB网络造成的干扰极校WirelessUSB至少每50 ms都会检查一下通道的噪声大校Wi-Fi设备造成的干扰会导致持续的高噪声，这就会使WirelessUSB主设备选择新的通道。WirelessUSB能与多个Wi-Fi网络和平共处，因为WirelessUSB能发现Wi-Fi网络之间的安静通道(图2)。

图 2：WirelessUSB 设计方案的频率捷变性方框图。

蓝牙的干扰可能会引起 WirelessUSB 数据包的重发射。由于蓝牙的跳频特性，WirelessUSB 数据包的重发射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通道。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 规定了一种类似于 802.11b 的免冲突算法；每个设备在发射数据之前都会侦听通道，从而使ZigBee 设备之间的冲突频率达到最小。ZigBee 在干扰严重的情况下不会改变通道，而是通过低占空比以及免冲突算法来尽可能减少冲突造成的数据丢损失。如果 ZigBee 使用的通道与一个频繁使用的 Wi-Fi 通道相重叠，则现场实验结果显示，由于数据包冲突的缘故，有五分之一的 ZigBee 数据包都需要重发射。

我们能采取什么措施？

在开发蓝牙、Wi-Fi 或 ZigBee 解决方案时，设计人员必须使用规范中所提供的方法。在开发一种基于802.15.4、WirelessUSB 或其他 2.4 GHz 无线电的专用系统时，设计人员可使用较低级的工具即可获得频率捷变性。

由于存在与其他 DSSS 系统相重叠的风险，DSSS 系统最可能发生工作失败的情况。不过 DSSS 系统也能通过一定方式实现与 FHSS 系统类似的频率捷变性，方法之一就是通过网络监视。如果 DSSS 系统使用轮询协议(所期望数据包以规定间隔出现)，那么主设备可在多次传输尝试失败或连续接收到损坏数据包情况下改变通道。

还有一种办法就是在无线电设备支持的情况下读取空中传输信号的功率等级。我们可用接收信号强度指示器 (RSSI)来预先测量空中传输通道的功率，如果功率等级在一定时期内过高，则会切换到另一个无干扰的通道。之所以考虑这一段时间是为了在 FHSS 系统通过的情况下不改变信道。

网络监视和 RSSI 读取都假设无线电均为可发射也可接收数据包的收发器。在一个一端为发射器而另一端为接收器 DSSS 系统中，我们可通过多重发射技术来实现频率捷变性。发射器使用多种频率发送同一个数据包，而接收器则以较低速度在接收通道中循环接收。当接收器连接到电源上并且电池供电发射器使用不频繁时，这种系统是可行的。无线遥控器就可以使用这种方法。

总结

每种标准的 2.4-GHz 网络技术都需要在设计过程中对不同因素加以折中取舍，从而降低干扰的影响，或彻底避免干扰问题。设计人员可通过现行标准所提供的方法，或根据本文介绍的有关方法设计自己的协议并配合使用 RSSI 等无线电特性，便可实现系统的频率捷变性。尽管我们不可能完全杜绝 2.4-GHz 系统的干扰问题，但设计人员可提高系统的频率捷变性，提高产品在目前非常拥挤的 2.4-GHz ISM 频带环境中抗干扰的生存能力。