[发明专利]一种ZigBee网络的抗干扰方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种ZigBee网络的抗干扰方法和设备。

背景技术

ZigBee是近年来出现的一种新兴的短距离无线通信技术，它采用了IEEE802.15.4标准作为其物理层和媒体接入层规范，主要面向的应用领域是低速率无线个人区域网（LR-WPAN，Low Rate Wireless Personal Area Network），具有低功耗、低成本和低复杂度的特点。

基于IEEE802.11b标准的WiFi是当今无线局域网的主流技术。随着低速率应用市场需求的不断增长，需要ZigBee和WiFi系统共存的应用场景越来越多。但由于两者都主要工作在2.4GHz的工业科学医学的免费频段（ISM Band，Industrial Scientific Medical Band），它们不可避免地会产生相互干扰，所以ZigBee和WiFi共存时如何消除干扰成为了一个亟需解决的问题。

ZigBee把2.4GHz的ISM频段划分为16个信道，每个信道带宽为2MHz。WiFi将该频段划分为13个直扩信道，信道带宽为22MHz，WiFi的13个信道大部分都与ZigBee的信道有重叠，无重叠的信道最多只有3个。显而易见，假定WiFi系统工作在任一信道，则ZigBee系统和其信道频率重叠的概率为1/4。当ZigBee和WiFi同时使用相同频段通信时，会产生同频干扰。研究表明，ZigBee对WiFi性能的影响几乎可以忽略，但WiFi严重影响ZigBee系统的吞吐量和丢包率，所以探求一种ZigBee的抗干扰方法显得很重要。

现有技术中存在一种频率捷变（FA，Frequency Agility）用于解决上述问题的抗干扰方法，它通过切换信道避免干扰。在ZigBee标准中，现有的FA抗干扰技术具体为：网络中节点检测到干扰后通知网络管理器，网络管理器让网络中所有节点进行空闲信道（也称之为无干扰信道）检测，将检测结果告知网络管理器。网络管理器根据各个节点对空闲信道检测的结果选择一个最优的空闲信道，然后把选择的信道通知给网络中的所有节点。各个节点收到网络管理器选择的新信道后同时进行信道切换，切换到该空闲信道，从而使整个网络都在新的无干扰信道上工作。

现有的FA抗干扰方法通过使整个网络都切换到新信道上来实现干扰避免，但是当网络中节点个数比较多的时候，整个网络都进行信道切换到同一信道，开销太大，造成不必要的浪费；当ZigBee网络中有多个信道都受到WiFi信道干扰时，要使整个网络切换同时却换到同一信道，这样的可用空闲信道可能不存在，导致现有的FA抗干扰方法不是在任何场景下都能有效实现干扰避免，其应用具有局限性。

发明内容

本发明实施例提供了一种ZigBee网络的抗干扰方法和设备，用于增强ZigBee网络的抗干扰性能，使通信的可靠性提高。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种ZigBee网络的抗干扰方法，包括：

ZigBee网络中的网络节点检测是否受到WiFi信道的干扰；

若所述网络节点受到干扰，所述网络节点切换到信道列表中的第一信道，所述信道列表中包括所述ZigBee网络中的所有信道；

所述网络节点切换到所述第一信道之后，所述网络节点判断当前信道是否是可用信道；

若所述当前信道是可用信道，所述网络节点判断在第一预置时间内是否接收到所述网络节点的邻居节点发送的指示其它信道不是可用信道的命令帧，若没有接收到所述指示其它信道不是可用信道的命令帧，所述网络节点在当前信道上向所述网络节点的邻居节点广播信道选定帧，以使接收到所述广播信道选定帧的邻居节点向所述网络节点反馈应答帧，所述信道选定帧包括所述网络节点的网络地址。

另一方面，本发明实施例还提供了一种ZigBee网络中的网络节点设备，包括：

干扰检测单元，用于检测是否受到WiFi信道的干扰，以及向所述信道切换单元反馈检测结果；

信道切换单元，用于从所述干扰检测单元接收检测结果，以及若所述网络节点设备受到干扰，切换到信道列表中的第一信道，所述信道列表中包括所述ZigBee网络中的所有信道，以及将切换后的第一信道传输给第一判断单元；

第一判断单元，用于从所述信道切换单元接收所述第一信道，以及切换到所述第一信道之后，判断当前信道是否是可用信道，以及将第一判断结果传输给第二判断单元；