The physical layer
1.名词概念
数据：是传送信息的实体。
信号：是数据在传输过程中的存在形式（如0,1)，是数据的电气或电磁的表现。
模拟数据（信号）：连续变化的数据（信号）。
离散数据（信号）：取值仅允许为有限的几个离散数值的数据（信号）。
数据的串行传输：指一个一个比特按照时间顺序传输（出于经济上的考虑，远距离通信通常采用串行传输）。
数据的并行传输：指多个比特通过多条信道同时传输。
码元：指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），表示一位k进制数字，是数字通信中数字信号的计量单位。这个时长内的信号称为k进制码元，而该时长称为码元宽度。一个码元可以携带多个比特的信息量。例如，二进制编码时，只有两种码元：一个代表0状态，另一个1状态。
信道：是信息的传输媒介。一个信道可以堪称是一条线路的逻辑部件，一般用来表示向某一个方向传送信息的介质。一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接受信道，信道可以进行双向通信。信道与电路并不等同。
通信双方信息有三种交换方式：
1)单工通信。只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需要一条信道。如无线电广播，电视广播。
2)半双工通信。通信双方都可以发送或者接受信息，但任何一方都不能同时发送和接受。需要两条信道。
3)全双工通信。通信双方可以同时发送和接受信息，需要两条信道。
速率：指数据的传输速率，表示单位时间内传输的数据量。可以用码元传输速率和信息传输速率表示。
1）码元传输速率（波特率）：表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数（也称脉冲个数或信号变化次数），单位是波特（Baud）。1 baud表示每秒一个码元。码元速率与进制数无关。
2）信息传输速率（比特率）：单位时间内传输的二进制码元（即比特，bit）个数。单位是比特每秒，b/s
带宽：原指信号具有的频带宽度，单位是赫兹Hz。实际网络中，带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”，单位是 b/s.
2. 信道的最大数据速率
1）Nyquist 定理，有限带宽的无噪声信道的最大数据传输率
最大数据速率 = 2*B*log2V , (b/s)
B 是带宽，单位Hz。V表示每个码元离散电平的数目（指有多少种不同的码元或者一个信号有多少中变化）。公式说明理想信道的码元传输速率也是有上限的。
2）Shannon定理 有随机噪声的信道
最大比特率 = B*log2(1+S/N)，（b/s）
B是带宽，单位Hz，S是信道所传输信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率，
信噪比（信号平均功率和噪声的平均功率之比）。信噪比 = 10*log10(S/N),单位是分贝（dB）。如:当S/N = 10，信噪比为10dB。S/N = 1000，信噪比为30dB。S/N的值往往由给定的信噪比推出来。
