第二章
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什么是物理层？
物理层是无线传感网通信协议的底层，决定数据的发送与接收，是传感器节点能量消耗的主要部分。
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扩频通信技术
扩频调制是将待传送的信息数据用伪噪声编码（Pnpseudo noise，PN）扩频处理后，再将频谱扩展了的带宽信号在信道上进行传输。接收端采用相同的PN序列进行解调和相关处理后，恢复出原来的信息数据。
按扩展频谱方式不同分为：
直接序列扩频方式（direct sequence spreadspectrum，DSSS）：直扩方式DS，直接用高码率的扩频码序列在发端与调制信号相乘实现信号的频谱扩展；在收端，用相同的扩频码序列去进行相关处理解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。
跳频扩频工作方式（frequency hopping spreadspectrum，FHHSS）：跳频扩频FH，使伪随机序列控制被数据调制的载波中心频率在一组频率中随机地跳动。
跳时扩频工作方式（time hopping spread spectrum，THSS）：跳时扩频TH
宽带线性调频方式（chirp modulation）：Chirp方式
混合方式：FH/DS、DS/TH、FH/TH
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物理层设计目标
以尽可能少的能量消耗获得较大的链路容量。
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物理层设计要求
低成本、低功耗、小体积
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物理层面临的挑战
成本、功耗
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典型的物理层通信技术
（1）、zigbee：近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率要求不高的各种电子设备之间进行数据通信。
（2）、UWB（Ultra Wideband）：超宽带技术是一种在宽频带基础上，通过脉冲信号高速传输数据的无线通信技术，同时是一种短距离低发射功率低成本的技术。
试题：简述基于WSN的近距离无线通信技术，比较各自的优缺点
近距离的无线通信技术有红外、激光、超声波等外，还有常用的无线通信技术： 802.11b、802.15.4(ZigBee)、Bluetooth、UWB、RFID等；
利用激光作为传输媒体，功耗比用电磁波低，更安全。缺点是：只能直线传输；易受大气状况影响；传输具有方向性。这些缺点决定这不是一种理想的传输介质。
红外线的传输也具有方向性，距离短，不需要天线。
UWB具有发射信号功率谱密度低、系统复杂度低、对信道衰落不敏感、安全性好、数据传输率高、能提供数cm的定位精度等优点；缺点是传输距离只有10 m左右，隔墙穿透力不好。
802.11b因为功耗高而应用不多。
Bluetooth工作在2.4 GHz频段，传输速率可达10 Mbps；缺点是传输距离只有10 m左右，完整协议栈有250 KB，不适合使用低端处理器，多用于家庭个人无线局域网，在无线传感器网络中也有所应用。
802.15.4(ZigBee) 是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，完整的协议栈只有32 KB，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。以上特点决定ZigBee技术非常适合应用在无线传感器网络中。