ZigBee 3.0理论教程-通用-1-03：协议架构-物理层（PHY）

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ZigBee在ISM频率上工作。通信信道定义如下：

ZigBee最常见的工作频率是2.4GHz。

一、调制

物理层还处理数据原始数据的发送和接收。PHY层在868/915 MHz频带中使用二进制相移键控（BPSK），并在2.4 GHz下使用偏移正交相移键控（O-QPSK）。信息通过直接序列扩频（DSSS）编码到载波上，DSSS是一种固有的鲁棒方法，可通过信号处理增益来提高多径性能和接收机灵敏度。请注意，2.4 GHz是全球ZigBee通信最常用的频段。唯一官方Sub GHz的支持是英国的Smart Energy。

二、输出功率

802.15.4是专为低功耗，低数据速率，低成本的网络设计的。这些通常称为PAN或个人局域网。它主要是为中小无线电范围的应用而设计，但是外接功率放大器也是可以的。在大多数国家中，允许获得大约+20 dBm的输出功率。在欧洲，最大发射功率被限制到+10 dBm左右。但是，这足以使您到达大约一到三公里的距离，这取决于您的链路预算，所使用的功率放大系数和/或所拥有的天线的类型。

三、数据速率

使用2.4 GHz直接序列扩频Phy或DSSS，原始比特率为250 kb / s。在实际应用中，通常只有理论速率的四分之一或五分之一。预期的吞吐率与56k波特调制解调器相当。单跳链路上每秒约52700 kb。放入多跳效果后，传播所需的时间会更长一些。

四、开阔场地的传输距离

对于2.4GHz的PHY，在视线可达的空间，传输距离大约可以达到2KM。这是在大部分地区的无线法规允许的范围内，经过放大发射功率来实现的。由于存在大量信道的缘故，你可以选择一个相对安静的信道来避免干扰，从而保证可靠的通信。如果你选择了一个嘈杂的信道，ZigBee的网络管理单元可以切换到一个新的信道，这就是被称为“frequency agility”的特性。工作在2.4GHz频段还有一个好处，因为这个频段在全球范围内都是可用的，这样可以让你的产品具有更广阔的应用空间。

五、总结

物理层的功能包括：

• 物理无线和MAC层的接口
• 无线电开/关控制（ZigBee硬件的收发是不能同时进行的）
• 调制与解调
• 信道选择
• 链接质量估算，信号强度检测
• 能量检测，功率调节

六、补充

ZigBee在2.4GHz的工作频率范围内，和2.4GHZ的WiFi的工作频率是有重叠的，WiFi的信道带宽通常是20MHz或者40MHz。

当WiFi和ZigBee在同一个空间内工作的时候，就可能会出现干扰。如何保证ZigBee和WiFi在狭小的空间内的共存，这对于ZigBee网关的设计会是一个极大的挑战。

（注：任何相关问题，欢迎在文末技术交流QQ群中交流讨论。）

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