PHY 层是ZigBee协议架构的最低层,承担着和外界直接作用的任务。由射频模块和控制模块构成,它采用扩频通信的调制方式,控制RF收发器工作,信号传输距离约为50m(室内)或150m(室外)。PHY 层能够通过该射频模块使无线信道和MAC 层之间进行通信连接,PHY层的数据服务由物理层的数据服务访问点(PDSAP)供给,PHY 层的管理服务由管理实体服务访问点(PLME-SAP)供给。PHY 层参考模型如图4.7所示。

图4.7　PHY 层参考模型

物理层模型主要包括：

(1)物理层通过数据服务访问点PD-SAP提供给MAC层数据服务。

(2)物理层还包括物理层管理实体PLME,PLME-SAP 是提供给MAC 层调用物理层管理功能的管理服务接口,负责维护物理层PAN 信息库(PHY PIB)。

(3)RF-SAP是由底层无线射频驱动程序提供给物理层的接口。

IEEE 802.15.4 在ISM 频段定义了三种载波频段,分别是868MHz 频段、915MHz频段和2.4GHz频段。IEEE 802.15.4 PHY 层共划分了27 个信道(0～26)：868MHz频段被划分了1个信道(编号0),通常用于欧洲国家；915MHz频段被划分成了10个信道(编号1～10),通常用于北美；2.4GHz频段被划分成了16个信道(编号11～26),供世界通用。(www.daowen.com)

ZigBee PHY 层主要有以下功能：

(1)激活或关闭无线射频设备。

(2)指定信道能量扫描、检测,判断信道带宽内接收信号功率的大小,由此来选取能量足够的信道。

(3)接收链路质量指示,一般通过信噪比来判断无线信号的强弱和传输数据包是否有丢包现象。

(4)空闲信道评估(CCA),通过能量门限检测和载波侦听检测来判断信道是空闲还是已被占用。

(5)数据的接收/发送。

(6)信道频率的选择,避免同区域内的多个ZigBee网络相互影响和闲置信道的浪费。