目录1、概要1、物理层主要功能2、传输介质3、频率选择2、调制解调技术1、模拟调制2、数字调制(1)、B-ary调制)2)、M-ary调制3、扩频通信4、UWB通信技术3、信道特性1、传输
一.概要
物理层主要负责数据的调制、发送、接收，是确定WSN节点体积、功耗、成本的关键。
物理层负责比特流的传输
1、物理层的主要功能物理层的主要功能是提供向数据终端设备传输数据的通道、传输数据的其他管理工作。 这包括以下内容：
信源编码信道编码：降低无线信道差错对信源影响的交织和无线信道传播信息处理2、传输介质传输层的无线介质主要包括电波、红外和光波。 红外线不受电波的干扰，使用没有限制，但对非透明物体的透过性极差。 WSN的主流传输方式是电波。
3、频率选择性在频率选择性方面，一般不需要选择ISM频带并注册公共频带。 考虑到WSN节点小型化、低成本、低功耗的特点，欧洲使用433MHz频段，美国使用915MHz频段。
二、调制解调技术与传统的无线通信系统相比，WSN必须解决节能和成本问题。 一般调制方式：
1、模拟调制
基于正弦调制技术主要为其幅度、频率、相位调制，分别被称为AM、FM、PM。 模拟调制由于功耗大、抗干扰能力弱、灵活性差，逐渐被数字调制所取代。
2、数字调制数字调制是以一定方式将数字基带信号调制到模拟载波中进行传输的，可以根据载波参数的修改分为ASK、FSK、PSK。
(1)、B-ary调制ASK
结构简单易实现，对带宽要求小，但抗干扰能力差。 FSK
需要比ASK更大的带宽。 PSK
虽然很复杂，但是抗干扰能力很好。 ) 2、M-ary调制多阶调制器被分为多阶幅度调制器、多阶频率调制器、多阶相位调制器。 与二进制相比，多值调制具有以下特征。
在相同的码元传输速率的条件下，M-ary调制器的信息传输速率为B-ary调制器的log2M倍。 M-ary调制电路更复杂，需要在输入侧追加2-M转换器，在接收侧追加M-2转换器。 M-ary调制需要更高的发射功率。 在启动能量消耗较大的系统中，B-ary调制更有效。 M-ary调制的误码率通常大于B-ary。 3、扩频通信中传输的信息采用伪随机码进行调制，实现扩频后再传输。 接收端使用相同的码进行解调，恢复原始的指信息数据。 用于传输信息的射频带宽远大于信息本身的带宽。
4、UWB通信技术UWB通信技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术之一。 与普通的二进制相移键控相比，UWB在不利用cdsp进行载波调制的情况下发送大量小于1ns的脉冲，其占用带宽非常宽。 UWB通过在宽带中传输非常低功率的信号，可以在10m左右的范围内实现数百Mbit/s到数Gbit/s的传输速度。 UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、功耗小、发射功率小等优点。
三、信道特性1、传播特性无线信道效应：
衰减
随着信号波在空气中传播，信号强度减弱。 反射和折射
信号从一种介质进入另一种介质时，一部分反弹称为反射，另一部分继续通过边界面传播称为折射。 衍射
当信号波在陡峭的边缘传播时，陡峭的边缘形成波源。 散射
当波浪碰到粗糙的表面时，它会向各个方向散射。 2、自由空间Friis公式表明接收功率与发射功率的关系：
接收天线接收功率：
收发天线之间的总损耗：
Pt :发送功率
G1 )发射天线增益
G2 )接收天线增益
Lfs :自由空间传播损失
()气候损失
3、多径传播
电波在传输中遇到障碍物时，会发生反射、折射、衍射等。 因此，到达接收天线的信号可能存在各种波。
4、噪声噪声通常为噪声，导致信号失真，在严重的情况下，无法有效地进行通信。 在噪声通信信道的情况下，最简单的数学模型为加性噪声信道。
如果噪声主要来自电子部件和接收放大器，则称为热噪声。因为噪声在统计学上表征为高斯噪声，所以该数学模型被称为加性高斯白噪声信道模型。 该模型广泛适用于许多信道，且易于数学处理，是目前通信系统分析和设计中主要应用的信道模型。 信道衰减嵌入在该模型中，接收信号如下：
a是衰减因子
四、物理层设计要点物理层的设计目标是以尽可能少的能量损失获得较大的链路能量，需要考虑的要点是：
节点成本要求
最大限度地集成化设计节点，减少分立元件是降低成本的主要手段。 节点功耗要求
请求节点的功耗是几个uW，主要从降低收发器电路本身的损失、选择调制解调方式的通信速率的请求通信带宽这两个方面开始
目前频段的选择几乎都集中在433-464MHz、902-928MHz、2.4-2.5GHz的ISM频段。 编码调制方式选择物理帧结构