概述
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。)
最后
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