智能电网应用中ZigBee在WiFi干扰下的信道分配研究

摘要

目前在智能电网应用中,ZigBee的工作信道受到无线局域网(WiFi)接入点(Access Point,AP)在工业、科学和医疗(Industrial Scientific Medical,ISM)频段重叠信道的干扰。针对其服务质量(Quality of Service,QoS)严重降低的问题,本文提出一种将“偏置频率”和“偏置距离”相结合的新型信道干扰模型,并在此基础上详细分析了WiFi对ZigBee节点的干扰,同时提出一种基于WiFi干扰下的ZigBee信道分配算法ICD-CA,此算法将信道分配问题建模为不等式约束条件下的非线性整数规划问题,并采用卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)理论,迅速准确地在ZigBee系统中做出最优信道分配。数值分析结果表明ICD-CA可有效地减少WiFi信道的干扰,降低ZigBee系统的丢包率(Packet Error Rate,PER),提高系统的QoS,从而验证了该算法的有效性和合理性。