ZigBee測(cè)試Q&A問(wèn)答
ZigBee抗干擾特性主要是抗同頻干擾,即來(lái)自共用相同頻段的其他技術(shù)的干擾。主要特性如下:
1、空閑信道評(píng)估(Clear Channel Assessment,CCA):
判斷信道是否空閑。IEEE 802.15.4 物理層在碰撞避免機(jī)制中提供CCA的能力,即如果
信道被其他設(shè)備占用,則允許傳輸退出而不必考慮采用該信道的通信協(xié)議。
現(xiàn)主要有3種空閑信道評(píng)估模式:(1)判斷信道的信號(hào)能量,若信號(hào)能量低于某一個(gè)門限量,則認(rèn)為信道空閑;(2)判斷無(wú)線信道的特征,這個(gè)特征主要包括兩方面,即擴(kuò)頻信號(hào)和載波頻率;(3)綜合前兩種模式,同時(shí)檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)特征,給出信道空閑判斷。
2、動(dòng)態(tài)信道選擇:
ZigBee 個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)中的協(xié)調(diào)器(網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的組織和維護(hù))。首先要掃描所有的信道,然后確認(rèn)并加入一個(gè)合適的PAN(不需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的PAN),減少同頻段PAN的數(shù)量,降低潛在的干擾。如果干擾源出現(xiàn)在重疊的信道上,協(xié)調(diào)器上層的軟件要應(yīng)用信道算法選擇一個(gè)新的信道。
3、信道算法:
在網(wǎng)絡(luò)初始化或者響應(yīng)中斷時(shí),ZigBee 設(shè)備都會(huì)先掃描一系列被列入信道表參數(shù)中的信道,以便進(jìn)行動(dòng)態(tài)信道選擇,按照上述空閑信道來(lái)設(shè)置信道表參數(shù),以便加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的共存性能。
在嚴(yán)重干擾期間,ZigBee不改變信道,而是依靠其低占空比、免沖突算法(每個(gè)設(shè)備在發(fā)送數(shù)據(jù)之前偵聽(tīng)信道)來(lái)減小由于傳輸沖突所造成的數(shù)據(jù)丟失。
4、直序擴(kuò)頻技術(shù)(DSSS) 和頻率快變FA:
直接序列擴(kuò)頻技術(shù)具有一定的抗干擾效果(如下圖所示),在其他條件相同情況下傳輸距離要大于跳頻技術(shù)(發(fā)射功率為0dBm的情況下,Bluetooth有10m作用范圍,而ZigBee在室內(nèi)能達(dá)到30——50m作用范圍)。所謂頻率快變是改變頻率、以避開(kāi)一個(gè)已知干擾源或信號(hào)源的影響。
由上圖可見(jiàn),ZigBee的誤碼率在信噪比為4dB的情況下可達(dá)10 -9 ,要達(dá)到同樣誤碼率,Wi-Fi要達(dá) 10dB,藍(lán)牙高達(dá)16dB, ZIGBEE的抗干擾性能明顯高于Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)。
5、應(yīng)答重傳和幀緩存:
ZigBee的MAC層和應(yīng)用層(APS部分)具有自動(dòng)請(qǐng)求重傳ARQ和幀緩存功能。當(dāng)傳送數(shù)據(jù)幀給設(shè)備時(shí),如果接收設(shè)備處于忙或者休眠狀態(tài)而不能接收該幀,那么網(wǎng)絡(luò)的主協(xié)調(diào)設(shè)備就暫時(shí)緩存該幀,直到接收端接收該幀。
雖然調(diào)制方式很簡(jiǎn)單,但ZigBee在2.4GHz ISM頻段表現(xiàn)出了很好的抗干擾性能,非常適合于低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)合。目前ZiBee產(chǎn)品在CE認(rèn)證中主要采用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為EN300328、而在FCC中則主要采用Part 15C的測(cè)試要求。