近年来,随着无线传感器网络技术的发展,尤其是以低成本、低功耗、高可靠性为优点的ZigBee技术的发展,越来越多无线传感器网络应用已经走进人们的生活,例如,家庭中的智能家居系统,医院中的病人看护系统。受地理空间以及频谱空间所限,这些基于ZigBee协议的无线传感器网络应用大多部署于室内环境,由于都工作于2.4GHz的ISM频段,ZigBee与Wi-Fi构成了异构无线网络共存环境。随着诸如Wi-Fi热点、智能手机等设备的不断增多,ZigBee网络的数据包接收率以及网络整体吞吐量都受到Wi-Fi网络的严重影响。测量结果显示,在Wi-Fi网络影响下,ZigBee网络的丢包率达到近50%,并且由于二者不兼容的物理层与数据链路层协议,CSMA/CA机制并不能有效解决此问题。本文通过实际测量以及建模发现,Wi-Fi流量存在爆发式的特性,大部分的流量集中在较短的时间内,Wi-Fi数据帧簇满足幂律分布,并且Wi-Fi信道在近60%时间处于空闲状态。本文避开复杂的不同种协议间的解析,而是从原始的物理层信息入手,提出信道空闲状态指示(CII)这一新测量量用于量化信道空闲状态,CII仅需通过感知物理层的背景接收信号强度(RSSI)这一物理层信息即可计算得到。本文基于CII,利用逻辑回归分类器构建信道状态预测模型,以此调度ZigBee节点在时域上有效利用Wi-Fi信道的空闲时间发送数据包。本文提出的异构无线网络调度算法是一种高效且能够应用在当今商用ZigBee设备上的轻量级解决方案,无需对Wi-Fi端设备做任何修改。本文在实验室自主开发的ZigBee节点上实现了该调度算法。通过实测实验验证,本文的方案能使ZigBee在数据包接收率上达到91%,相比802.15.4原始的B-MAC协议提高了近40%,网络整体吞吐量也为B-MAC的1.5倍。进一步,在能量消耗方面,本文的调度算法最大化ZigBee的发包效率,相比B-MAC,节省了大量的因丢包而造成的能量浪费,从提高了整个网络的能量使用效率。