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如何避免2.4GHz ISM頻段下各種無線設備的干擾
作者：Mark Gerrior&Ryan Winfield Woodings
來源：我愛研發網
日期：2009-03-10 14:44:33
摘要：隨著越來越多的公司生產使用 2.4GHz 頻段的產品，設計人員必須處理來自其他信源的更多信號。管理免許可頻段的規定表明，您的設備必須考慮干擾問題。
隨著越來越多的公司生產使用 2.4GHz 頻段的產品，設計人員必須處理來自其他信源的更多信號。管理免許可頻段的規定表明，您的設備必須考慮干擾問題。
設計人員如何使處于這種苛刻條件下的 2.4 GHz 解決方案獲得最大性能呢？產品往往在受控的實驗室環境下工作得很好，但在現場卻會由于受到其它2.4GHz解決方案的影響而使性能顯著下降。目前，2.4 GHz 頻段下存在 Wi-Fi、藍牙和 ZigBee 等不同標準，絕大多數產品是以標準制定者所提供的方法來實現，不過，通過控制協議，設計人員能通過一定的措施將其他信號源的干擾問題降至最低。
在本文中，我們將探討 2.4 GHz 無線系統中的各種干擾控制技術，并介紹如何運用低級工具實現 2.4 GHz 設計方案中的頻率穩定性。
Wi-Fi
跳頻擴頻(FHSS)和直接序列擴頻(DSSS)是兩種免許可 2.4 GHz ISM 頻段中射頻調制的方法。藍牙使用FHSS，而 WirelessUSB、802.11b/g/a(也就是常說的 Wi-Fi)和802.15.4(與上層網絡層相結合時稱作ZigBee)則使用 DSSS。所有這些技術都工作于全球通用的 ISM 頻段(即 2.400"2.483 GHz)(見圖 1)。
Wi-Fi 使用 DSSS 技術，每個通道的帶寬為 22 MHz，故允許同時采用三個均勻分布的通道而不會互相重疊。每個 Wi-Fi 接入點使用的通道均需手動配置；Wi-Fi客戶會搜索所有通道中的可用接入點。
802.11 采用一種稱為巴克(Barker)碼的11位偽隨機噪聲(PN)碼來對每一原始數據速率為1及2Mbps的信息位進行編碼。為實現更高的數據速率，802.11b通過補碼鍵控技術(CCK)將 6 個信息位編碼為一個 8 碼片符號。
CCK 算法中有 64 個可以使用的符號，要求每個 802.11b 無線電設備均包括 64 個單獨的相關器(即用于將符號轉化為信息位的器件)，這雖然會增加無線電設備的復雜性與成本，但能將數據速率提高至 11 Mbps。
藍牙
藍牙技術則側重于蜂窩手機、耳機與PDA之間自適應組網的互操作性。大多數藍牙設備都需要定期充電。
藍牙采用 FHSS 并將 2.4GHz ISM 頻段劃分成 79 個 1MHz 的通道。藍牙設備以偽隨機碼方式在這 79 個通道間每秒鐘跳 1,600 次。所連接藍牙設備被分組到稱為微網(piconet)的網絡中；每個微網均包括一個主設備和多達 7 個有效從設備。每個微網的通道跳頻順序源于主設備的時鐘，所有從設備都必須保持與此時鐘同步。
通過將數據包報頭中的每個位發送三次，可對所有數據包報頭執行前向糾錯(FEC)。亦可將漢明(Hamming)碼用于某類數據包數據有效載荷的前向糾錯。漢明碼雖會對每一個數據包帶來 50% 的額外開銷，但能糾正每個 15 位碼字(每個 15 位碼字包含 10 個信息位)中所有一位錯誤并檢測兩位錯誤。
WirelessUSB采用無線電信號技術，類似于藍牙標準，，但其采用 DSSS 而不是 FHSS 技術進行調制。每個 WirelessUSB 通道寬度1 MHz，允許 WirelessUSB 像藍牙那樣將 2.4 GHz ISM頻段分為 79 個 1 MHz 通道。
WirelessUSB 設備具有頻率捷變性，換言之，它們雖然采用“固定”通道，但在最初通道的鏈接質量不佳時又能動態改變通道。
WirelessUSB使用偽隨機噪聲(PN)碼對每個信息位進行編碼。大多數 WirelessUSB 系統均使用兩個32碼片PN碼，以便在每個 32 碼片符號中可編碼兩個信息位。這種方案可糾正多達 3 個碼片錯誤(每符號)，并能檢測到多達 10 個碼片錯誤(每符號)。盡管使用 32 碼片(有時甚至是 64 碼片)PN碼會將 WirelessUSB 的數據速率限制在 62.5 kbps 上，但其數據完整性則遠高于藍牙，尤其在噪聲環境下更是如此。
ZigBee
ZigBee設計旨在作為傳感和控制網絡的標準化解決方案，大多數 ZigBee 設備都對用電非常敏感(如自動調溫器、安全感應器等)，其電池壽命可以年來計算。
ZigBee可采用 868MHz 頻段(歐洲)、915MHz 頻段(北美)及 2.4GHz ISM 頻段(全球)中的 DSSS 無線電信號。在 2.4GHz ISM 頻段中定義了 16 個通道，每通道寬 3MHz，通道中心間隔為 5MHz，使相鄰信道間留有 2MHz 的頻率間隔。
ZigBee 使用 11 碼片 PN 碼，每 4個信號位編碼為一個符號，最大數據速率為 128 Kbps。物理層和 MAC 層由 IEEE 802.15.4 工作組定義，與IEEE 802.11b 標準共享相同的設計特點。
2.4 GHz 無繩電話
2.4 GHz 無繩電話在北美日益流行，其不使用標準網絡技術。有的無繩電話使用DSSS，但大多數使用 FHSS。使用 DSSS 和其他固定通道算法的無繩電話通常在電話上有一個“通道”按鈕，使用戶能手動改變通道。而使用 FHSS 的電話則沒有“通道”按鈕，因為這種電話經常會改變通道。大多數 2.4 GHz 無繩電話都使用帶寬為5～10 MHz的通道。
避免沖突的技術
除了解每項技術的工作原理外，了解上述技術在同構及異構環境下的相互作用也很重要。
Wi-Fi的免沖突算法在發射前會偵聽“安靜”的通道，這樣多個 Wi-Fi 客戶端能有效地與單一 Wi-Fi 接入點通信。如果 Wi-Fi 通道噪聲很大，則Wi-Fi 設備在再次聆聽該通道前進行隨機退避。如果通道噪聲仍然較大，那么會重復此過程直至通道安靜為止。一旦通道安靜下來，Wi-Fi設備將開始發射。如果通道一直嘈雜，那么 Wi-Fi 設備就會尋找另條通道上的其他可用接入點。
使用相同或重疊通道的 Wi-Fi 網絡通過免沖突算法可以實現共存，但每個網絡的吞吐量會有所下降。如果同一區域使用多個網絡，那么我們最好使用非重疊的通道，比如通道1、6 和 11，這能提高每個網絡的吞吐量，因為無需與其他網絡共用帶寬。
由于藍牙發射的跳頻特性，故來自藍牙的干擾最小。如果藍牙設備在一個與 Wi-Fi 通道重疊的頻率上發射，而Wi-Fi設備此時正在進行“發射前偵聽”，則 Wi-Fi 設備會執行隨機退避，在這期間，藍牙設備會跳轉到一個非重疊的通道，以允許 Wi-Fi 設備可開始發射。
即便無繩電話使用的是 FHSS 而不是 DSSS，來自 2.4 GHz 無繩電話的干擾也可完全中斷 Wi-Fi 網絡完全的工作，部分原因是因為與藍牙(1MHz)相比其占用更寬的通道(5-10MHz)，以及無繩電話信號具有更高的功率。跳轉到 Wi-Fi 通道中間的 FHSS 無繩電話信號能夠破壞 Wi-Fi 發射，這就導致 Wi-Fi 設備要重復發射。2.4 GHz FHSS 無繩電話很可能會干擾鄰近所有 Wi-Fi 設備，因此我們不建議在 Wi-Fi 網絡附近使用這種電話。如果無繩電話使用 DSSS，那么無繩電話和 Wi-Fi接入點使用的通道可配置成互不重疊，以消除干擾。
解決藍牙的干擾
在藍牙中，來自其他藍牙微網的干擾最小，因為每個微網都使用它自己的偽隨機跳頻模式。如果兩個共處的微網被激活，則發生沖突的概率為 1/79。沖突的概率隨共處的有效微網的數量呈線性增加。
藍牙最初采用跳頻算法來處理干擾，不過人們意識到，單個活動的 Wi-Fi 網絡會對四分之一的藍牙通道造成嚴重干擾。由于通道重疊導致的數據包丟失必須在空閑的通道上重新發射，這就大幅降低了藍牙設備的吞吐量。
藍牙規范 1.2 版通過定義自適應跳頻(AFH)算法來解決上述問題，這種算法使藍牙設備能將通道標為好、壞或未知三種狀態。跳頻模式中的壞通道可通過查詢表由好通道來取代。藍牙主設備會定期聆聽壞通道，以確定干擾是否消失；如果干擾消失，那么就將通道標記為好通道并將其從查詢表中刪除。藍牙從設備應主設備請求也能向主設備發送報告，告知其對通道質量的評估。舉例來說，從設備可能偵聽到主設備未聆聽到的 Wi-Fi 網絡。聯邦通訊委員會(FCC)要求至少使用 15 個不同的通道。
AFH 算法使藍牙能避免使用 Wi-Fi 和 WirelessUSB 等 DSSS 系統占用的通道。2.4 GHz FHSS 無繩電話仍可能會對藍牙設備造成干擾，因為這兩種系統都是在整個 2.4 GHz ISM 頻段上以跳頻方式工作，不過，由于藍牙信號的帶僅為1 MHz，因此 FHSS 無繩電話與藍牙之間的沖突頻率要遠小于 Wi-Fi 和 FHSS 無繩電話之間的沖突頻率。
藍牙還支持三種不同的數據包長度，在給定信道上表現為具有不同的駐留時間。藍牙還可通過縮短數據包長度，以提高數據吞吐量可靠性。在此情況下，最好是使較小數據包以較低的速率通過，這比以正常速率會丟失較大的數據包更為可取。
解決WirelessUSB和ZigBee的干擾問題
在WirelessUSB中，每個網絡在選擇通道前都會檢查其他WirelessUSB網絡。因此，其他WirelessUSB網絡造成的干擾極小。WirelessUSB至少每50 ms都會檢查一下通道的噪聲大小。Wi-Fi設備造成的干擾會導致持續的高噪聲，這就會使WirelessUSB主設備選擇新的通道。WirelessUSB能與多個Wi-Fi網絡和平共處，因為WirelessUSB能發現Wi-Fi網絡之間的安靜通道(圖2)。
ZigBee 規定了一種類似于 802.11b 的免沖突算法；每個設備在發射數據之前都會偵聽通道，從而使ZigBee 設備之間的沖突頻率達到最小。ZigBee 在干擾嚴重的情況下不會改變通道，而是通過低占空比以及免沖突算法來盡可能減少沖突造成的數據丟損失。如果 ZigBee 使用的通道與一個頻繁使用的 Wi-Fi 通道相重疊，則現場實驗結果顯示，由于數據包沖突的緣故，有五分之一的 ZigBee 數據包都需要重發射。
我們能采取什么措施？
在開發藍牙、Wi-Fi 或 ZigBee 解決方案時，設計人員必須使用規范中所提供的方法。在開發一種基于802.15.4、WirelessUSB 或其他 2.4 GHz 無線電的專用系統時，設計人員可使用較低級的工具即可獲得頻率捷變性。
由于存在與其他 DSSS 系統相重疊的風險，DSSS 系統最可能發生工作失敗的情況。不過 DSSS 系統也能通過一定方式實現與 FHSS 系統類似的頻率捷變性，方法之一就是通過網絡監視。如果 DSSS 系統使用輪詢協議(所期望數據包以規定間隔出現)，那么主設備可在多次傳輸嘗試失敗或連續接收到損壞數據包情況下改變通道。
還有一種辦法就是在無線電設備支持的情況下讀取空中傳輸信號的功率等級。我們可用接收信號強度指示器 (RSSI)來預先測量空中傳輸通道的功率，如果功率等級在一定時期內過高，則會切換到另一個無干擾的通道。之所以考慮這一段時間是為了在 FHSS 系統通過的情況下不改變信道。
網絡監視和 RSSI 讀取都假設無線電均為可發射也可接收數據包的收發器。在一個一端為發射器而另一端為接收器 DSSS 系統中，我們可通過多重發射技術來實現頻率捷變性。發射器使用多種頻率發送同一個數據包，而接收器則以較低速度在接收通道中循環接收。當接收器連接到電源上并且電池供電發射器使用不頻繁時，這種系統是可行的。無線遙控器就可以使用這種方法。
總結
每種標準的 2.4-GHz 網絡技術都需要在設計過程中對不同因素加以折中取舍，從而降低干擾的影響，或徹底避免干擾問題。設計人員可通過現行標準所提供的方法，或根據本文介紹的有關方法設計自己的協議并配合使用 RSSI 等無線電特性，便可實現系統的頻率捷變性。盡管我們不可能完全杜絕 2.4-GHz 系統的干擾問題，但設計人員可提高系統的頻率捷變性，提高產品在目前非常擁擠的 2.4-GHz ISM 頻帶環境中抗干擾的生存能力。
關于作者
Mark Gerrior 是賽普拉斯半導體消費類與計算產品部的首席軟件工程師。他畢業于馬爾波羅學院(Marlboro College)，獲得計算機科學學士學位，其電子郵件地址為：mgt@cypress.com。
Ryan Winfield Woodings 是賽普拉斯半導體消費類與計算產品部的系統工程師。他畢業于楊百翰大學 (Brigham Young University)，獲得計算機科學學士和碩士學位，其電子郵件地址為：rww@cypress.com。
設計人員如何使處于這種苛刻條件下的 2.4 GHz 解決方案獲得最大性能呢？產品往往在受控的實驗室環境下工作得很好，但在現場卻會由于受到其它2.4GHz解決方案的影響而使性能顯著下降。目前，2.4 GHz 頻段下存在 Wi-Fi、藍牙和 ZigBee 等不同標準，絕大多數產品是以標準制定者所提供的方法來實現，不過，通過控制協議，設計人員能通過一定的措施將其他信號源的干擾問題降至最低。
在本文中，我們將探討 2.4 GHz 無線系統中的各種干擾控制技術，并介紹如何運用低級工具實現 2.4 GHz 設計方案中的頻率穩定性。
Wi-Fi
跳頻擴頻(FHSS)和直接序列擴頻(DSSS)是兩種免許可 2.4 GHz ISM 頻段中射頻調制的方法。藍牙使用FHSS，而 WirelessUSB、802.11b/g/a(也就是常說的 Wi-Fi)和802.15.4(與上層網絡層相結合時稱作ZigBee)則使用 DSSS。所有這些技術都工作于全球通用的 ISM 頻段(即 2.400"2.483 GHz)(見圖 1)。
圖 1：工作在 2.4 GHz 頻段中無線系統的信號比較。
Wi-Fi 使用 DSSS 技術，每個通道的帶寬為 22 MHz，故允許同時采用三個均勻分布的通道而不會互相重疊。每個 Wi-Fi 接入點使用的通道均需手動配置；Wi-Fi客戶會搜索所有通道中的可用接入點。
802.11 采用一種稱為巴克(Barker)碼的11位偽隨機噪聲(PN)碼來對每一原始數據速率為1及2Mbps的信息位進行編碼。為實現更高的數據速率，802.11b通過補碼鍵控技術(CCK)將 6 個信息位編碼為一個 8 碼片符號。
CCK 算法中有 64 個可以使用的符號，要求每個 802.11b 無線電設備均包括 64 個單獨的相關器(即用于將符號轉化為信息位的器件)，這雖然會增加無線電設備的復雜性與成本，但能將數據速率提高至 11 Mbps。
藍牙
藍牙技術則側重于蜂窩手機、耳機與PDA之間自適應組網的互操作性。大多數藍牙設備都需要定期充電。
藍牙采用 FHSS 并將 2.4GHz ISM 頻段劃分成 79 個 1MHz 的通道。藍牙設備以偽隨機碼方式在這 79 個通道間每秒鐘跳 1,600 次。所連接藍牙設備被分組到稱為微網(piconet)的網絡中；每個微網均包括一個主設備和多達 7 個有效從設備。每個微網的通道跳頻順序源于主設備的時鐘，所有從設備都必須保持與此時鐘同步。
通過將數據包報頭中的每個位發送三次，可對所有數據包報頭執行前向糾錯(FEC)。亦可將漢明(Hamming)碼用于某類數據包數據有效載荷的前向糾錯。漢明碼雖會對每一個數據包帶來 50% 的額外開銷，但能糾正每個 15 位碼字(每個 15 位碼字包含 10 個信息位)中所有一位錯誤并檢測兩位錯誤。
表1
WirelessUSB
WirelessUSB采用無線電信號技術，類似于藍牙標準，，但其采用 DSSS 而不是 FHSS 技術進行調制。每個 WirelessUSB 通道寬度1 MHz，允許 WirelessUSB 像藍牙那樣將 2.4 GHz ISM頻段分為 79 個 1 MHz 通道。
WirelessUSB 設備具有頻率捷變性，換言之，它們雖然采用“固定”通道，但在最初通道的鏈接質量不佳時又能動態改變通道。
WirelessUSB使用偽隨機噪聲(PN)碼對每個信息位進行編碼。大多數 WirelessUSB 系統均使用兩個32碼片PN碼，以便在每個 32 碼片符號中可編碼兩個信息位。這種方案可糾正多達 3 個碼片錯誤(每符號)，并能檢測到多達 10 個碼片錯誤(每符號)。盡管使用 32 碼片(有時甚至是 64 碼片)PN碼會將 WirelessUSB 的數據速率限制在 62.5 kbps 上，但其數據完整性則遠高于藍牙，尤其在噪聲環境下更是如此。
ZigBee
ZigBee設計旨在作為傳感和控制網絡的標準化解決方案，大多數 ZigBee 設備都對用電非常敏感(如自動調溫器、安全感應器等)，其電池壽命可以年來計算。
ZigBee可采用 868MHz 頻段(歐洲)、915MHz 頻段(北美)及 2.4GHz ISM 頻段(全球)中的 DSSS 無線電信號。在 2.4GHz ISM 頻段中定義了 16 個通道，每通道寬 3MHz，通道中心間隔為 5MHz，使相鄰信道間留有 2MHz 的頻率間隔。
ZigBee 使用 11 碼片 PN 碼，每 4個信號位編碼為一個符號，最大數據速率為 128 Kbps。物理層和 MAC 層由 IEEE 802.15.4 工作組定義，與IEEE 802.11b 標準共享相同的設計特點。
2.4 GHz 無繩電話
2.4 GHz 無繩電話在北美日益流行，其不使用標準網絡技術。有的無繩電話使用DSSS，但大多數使用 FHSS。使用 DSSS 和其他固定通道算法的無繩電話通常在電話上有一個“通道”按鈕，使用戶能手動改變通道。而使用 FHSS 的電話則沒有“通道”按鈕，因為這種電話經常會改變通道。大多數 2.4 GHz 無繩電話都使用帶寬為5～10 MHz的通道。
避免沖突的技術
除了解每項技術的工作原理外，了解上述技術在同構及異構環境下的相互作用也很重要。
Wi-Fi的免沖突算法在發射前會偵聽“安靜”的通道，這樣多個 Wi-Fi 客戶端能有效地與單一 Wi-Fi 接入點通信。如果 Wi-Fi 通道噪聲很大，則Wi-Fi 設備在再次聆聽該通道前進行隨機退避。如果通道噪聲仍然較大，那么會重復此過程直至通道安靜為止。一旦通道安靜下來，Wi-Fi設備將開始發射。如果通道一直嘈雜，那么 Wi-Fi 設備就會尋找另條通道上的其他可用接入點。
使用相同或重疊通道的 Wi-Fi 網絡通過免沖突算法可以實現共存，但每個網絡的吞吐量會有所下降。如果同一區域使用多個網絡，那么我們最好使用非重疊的通道，比如通道1、6 和 11，這能提高每個網絡的吞吐量，因為無需與其他網絡共用帶寬。
由于藍牙發射的跳頻特性，故來自藍牙的干擾最小。如果藍牙設備在一個與 Wi-Fi 通道重疊的頻率上發射，而Wi-Fi設備此時正在進行“發射前偵聽”，則 Wi-Fi 設備會執行隨機退避，在這期間，藍牙設備會跳轉到一個非重疊的通道，以允許 Wi-Fi 設備可開始發射。
即便無繩電話使用的是 FHSS 而不是 DSSS，來自 2.4 GHz 無繩電話的干擾也可完全中斷 Wi-Fi 網絡完全的工作，部分原因是因為與藍牙(1MHz)相比其占用更寬的通道(5-10MHz)，以及無繩電話信號具有更高的功率。跳轉到 Wi-Fi 通道中間的 FHSS 無繩電話信號能夠破壞 Wi-Fi 發射，這就導致 Wi-Fi 設備要重復發射。2.4 GHz FHSS 無繩電話很可能會干擾鄰近所有 Wi-Fi 設備，因此我們不建議在 Wi-Fi 網絡附近使用這種電話。如果無繩電話使用 DSSS，那么無繩電話和 Wi-Fi接入點使用的通道可配置成互不重疊，以消除干擾。
解決藍牙的干擾
在藍牙中，來自其他藍牙微網的干擾最小，因為每個微網都使用它自己的偽隨機跳頻模式。如果兩個共處的微網被激活，則發生沖突的概率為 1/79。沖突的概率隨共處的有效微網的數量呈線性增加。
藍牙最初采用跳頻算法來處理干擾，不過人們意識到，單個活動的 Wi-Fi 網絡會對四分之一的藍牙通道造成嚴重干擾。由于通道重疊導致的數據包丟失必須在空閑的通道上重新發射，這就大幅降低了藍牙設備的吞吐量。
藍牙規范 1.2 版通過定義自適應跳頻(AFH)算法來解決上述問題，這種算法使藍牙設備能將通道標為好、壞或未知三種狀態。跳頻模式中的壞通道可通過查詢表由好通道來取代。藍牙主設備會定期聆聽壞通道，以確定干擾是否消失；如果干擾消失，那么就將通道標記為好通道并將其從查詢表中刪除。藍牙從設備應主設備請求也能向主設備發送報告，告知其對通道質量的評估。舉例來說，從設備可能偵聽到主設備未聆聽到的 Wi-Fi 網絡。聯邦通訊委員會(FCC)要求至少使用 15 個不同的通道。
AFH 算法使藍牙能避免使用 Wi-Fi 和 WirelessUSB 等 DSSS 系統占用的通道。2.4 GHz FHSS 無繩電話仍可能會對藍牙設備造成干擾，因為這兩種系統都是在整個 2.4 GHz ISM 頻段上以跳頻方式工作，不過，由于藍牙信號的帶僅為1 MHz，因此 FHSS 無繩電話與藍牙之間的沖突頻率要遠小于 Wi-Fi 和 FHSS 無繩電話之間的沖突頻率。
藍牙還支持三種不同的數據包長度，在給定信道上表現為具有不同的駐留時間。藍牙還可通過縮短數據包長度，以提高數據吞吐量可靠性。在此情況下，最好是使較小數據包以較低的速率通過，這比以正常速率會丟失較大的數據包更為可取。
解決WirelessUSB和ZigBee的干擾問題
在WirelessUSB中，每個網絡在選擇通道前都會檢查其他WirelessUSB網絡。因此，其他WirelessUSB網絡造成的干擾極小。WirelessUSB至少每50 ms都會檢查一下通道的噪聲大小。Wi-Fi設備造成的干擾會導致持續的高噪聲，這就會使WirelessUSB主設備選擇新的通道。WirelessUSB能與多個Wi-Fi網絡和平共處，因為WirelessUSB能發現Wi-Fi網絡之間的安靜通道(圖2)。
圖 2：WirelessUSB 設計方案的頻率捷變性方框圖。
ZigBee 規定了一種類似于 802.11b 的免沖突算法；每個設備在發射數據之前都會偵聽通道，從而使ZigBee 設備之間的沖突頻率達到最小。ZigBee 在干擾嚴重的情況下不會改變通道，而是通過低占空比以及免沖突算法來盡可能減少沖突造成的數據丟損失。如果 ZigBee 使用的通道與一個頻繁使用的 Wi-Fi 通道相重疊，則現場實驗結果顯示，由于數據包沖突的緣故，有五分之一的 ZigBee 數據包都需要重發射。
我們能采取什么措施？
在開發藍牙、Wi-Fi 或 ZigBee 解決方案時，設計人員必須使用規范中所提供的方法。在開發一種基于802.15.4、WirelessUSB 或其他 2.4 GHz 無線電的專用系統時，設計人員可使用較低級的工具即可獲得頻率捷變性。
由于存在與其他 DSSS 系統相重疊的風險，DSSS 系統最可能發生工作失敗的情況。不過 DSSS 系統也能通過一定方式實現與 FHSS 系統類似的頻率捷變性，方法之一就是通過網絡監視。如果 DSSS 系統使用輪詢協議(所期望數據包以規定間隔出現)，那么主設備可在多次傳輸嘗試失敗或連續接收到損壞數據包情況下改變通道。
還有一種辦法就是在無線電設備支持的情況下讀取空中傳輸信號的功率等級。我們可用接收信號強度指示器 (RSSI)來預先測量空中傳輸通道的功率，如果功率等級在一定時期內過高，則會切換到另一個無干擾的通道。之所以考慮這一段時間是為了在 FHSS 系統通過的情況下不改變信道。
網絡監視和 RSSI 讀取都假設無線電均為可發射也可接收數據包的收發器。在一個一端為發射器而另一端為接收器 DSSS 系統中，我們可通過多重發射技術來實現頻率捷變性。發射器使用多種頻率發送同一個數據包，而接收器則以較低速度在接收通道中循環接收。當接收器連接到電源上并且電池供電發射器使用不頻繁時，這種系統是可行的。無線遙控器就可以使用這種方法。
總結
每種標準的 2.4-GHz 網絡技術都需要在設計過程中對不同因素加以折中取舍，從而降低干擾的影響，或徹底避免干擾問題。設計人員可通過現行標準所提供的方法，或根據本文介紹的有關方法設計自己的協議并配合使用 RSSI 等無線電特性，便可實現系統的頻率捷變性。盡管我們不可能完全杜絕 2.4-GHz 系統的干擾問題，但設計人員可提高系統的頻率捷變性，提高產品在目前非常擁擠的 2.4-GHz ISM 頻帶環境中抗干擾的生存能力。
關于作者
Mark Gerrior 是賽普拉斯半導體消費類與計算產品部的首席軟件工程師。他畢業于馬爾波羅學院(Marlboro College)，獲得計算機科學學士學位，其電子郵件地址為：mgt@cypress.com。
Ryan Winfield Woodings 是賽普拉斯半導體消費類與計算產品部的系統工程師。他畢業于楊百翰大學 (Brigham Young University)，獲得計算機科學學士和碩士學位，其電子郵件地址為：rww@cypress.com。
