2.4GHz ZigBee与WiFi以及蓝牙系统间干扰分析

摘要

随着无线通信技术的快速发展,尤其是短距离无线通信技术的迅猛发展,越来越多的无线通信技术应用设备在人们的日常生活中出现。ISM2.4GHz是全球唯一公开的频段,许多系统在此频段上工作,例如 ZigBee、WiFi、Bluetooth、以及无线USB。日益增多的短距离无线通信技术在2.4GHz上工作,这就导致不同系统间相互干扰的问题变得日益严重,并且这种干扰是不可避免的。其中 ZigBee与WiFi和蓝牙之间的干扰尤其受到重视。虽然 WiFi、蓝牙同 ZigBee相比,具有不同的的设计用途,并且它们两个的技术发展比ZigBee技术早,但是在日常的应用当中,很可能在近距离内共存。所以ZigBee系统必定会受到其他系统的电磁兼容干扰,尤其是WiFi系统和蓝牙系统。所以,研究ZigBee系统在受到来自WiFi设备系统以及蓝牙系统设备所发出信号干扰时性能的变化是十分必要的。
　　本文首先介绍了IEEE802.15.4协议的物理层的帧结构,信道分配以及调制和扩频技术。接着,分别对WiFi系统以及蓝牙系统的物理层协议和特点做了简单介绍。
　　本文通过Matlab中的simulink仿真,在没有WiFi和蓝牙信号干扰并且其他信道条件不变的情况下,只改变SNR的值,得到相应的BER与PER值,当PER值小于等于阈值1％时,可以说在接收端可以成功接收到发送端所发送的信号。可以统计出此ZigBee系统的性能;并假定ZigBee与WiFi、蓝牙此三个系统同时发送消息,在SNR分别等于5dB,3dB以及0dB时,改变SIR的值,根据得到的PER值,统计出 WiFi以及蓝牙分别对 ZigBee系统的干扰影响,以及两者同时干扰ZigBee系统时,分析此系统的性能。

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第一章 绪论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的意义与结构

第二章 ZigBee概述

2.1 2.4GHz频段

2.2 IEEE 802.15

2.3 LR—WPAN概述

2.4 ZigBee技术概述

2.5 ZigBee特点

2.6 ZigBee与IEEE802.15.4的联系

2.7 ZigBee物理层规范

2.8 2.4GHz物理层规范

2.9 2.4GHz ZigBee无线规范

2.10 本章小结

第三章 WiFi系统与蓝牙系统概述

3.1 无线局域网概念

3.2 802.11系列标准

3.3 WiFi(IEEE 802.11b)概述

3.4 蓝牙无线技术

3.5 本章小结

第四章 ZigBee与WiFi系统和蓝牙系统间干扰研究

4.1 无线信号的特性及相互干扰问题

4.2 通信系统共存问题的研究手段及解决途径

4.3 分析WiFi信号和蓝牙信号对ZigBee系统性能影响

4.4 信道相关概念

4.5 ZigBee系统与WiFi、蓝牙间干扰评估方法

4.6 ZigBee系统建模

4.7 仿真过程及结果分析

第五章 总结与展望

致谢

参考文献