物理层基本概念
物理层为数据链路层屏蔽了各种传输媒体的差异。
数据通信基础
信道
信道和电路并不等同。信道是用来向一个方向传送信息的媒体。一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
信息交互方式
① 单向通信（单工）。例如，无线电广播。
② 双向交替通信（半双工）。可以双向，但不能同时双向。例如对讲机。
③ 双向同时通信（全双工）。可以同时发送接收。需要两个信道。
来自信源的信号被称为基带信号。例如计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号。分为数字信号和模拟基带信号，前者例如CPU与总线之间传递的比特流，后者例如麦克风的音频信号。
编码与调制
不改变信号数字/模拟性质的前提下，对数字基带信号的波形进行变换，称为编码，编码后仍然是数字信号。模拟信号也可以编码，编码后变成数字信号，不过要采样。
把数字信号的频率范围搬移到较高频段，并转换为 模拟信号，称为调制，调制后变成模拟信号。
常用编码方式
码元是在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
归零与不归零编码的区别就是，归零编码，显然计算机无法判断哪里到哪里是一个码原，那就需要多加一根线或者一根信道传输时钟信号。这不优。因此可以采用归零编码，每传输一个码原后归零，来实现自同步。
但是不归零编码效率比较低（可以看得出需要大量跳变），继续考虑优化，引入了曼彻斯特编码。曼彻斯特编码通过信号跳变来传输数据，每个码原中间的跳变既表示时钟，也表示数据。
差分曼彻斯特编码中，跳变只表示时钟。用每个码原开始处电平是否发生变化来表示数据。需要的跳变更少了。
基本带通调制方法
三种调制方法是 调幅、调频、调相。
使用基本调制方法，一个码元只能包含一个比特信息。能不能让一个码元包含更多比特？这就是混合调制，例如，振幅相位混合调制方法中的 正交振幅调制QAM。
（通信原理内容，略了。）
信道极限容量
限制码元在信道上传输速率的因素有两个：
① 信道能通过的频率范围。
[!IMPORTANT]
奈氏准则：在带宽为 $W(Hz) $ 的低通信道中，若不考虑噪声影响，则码元传输的最高速率是 （码元/秒）。
例如，信道带宽为 ，最高传输速率就是每秒 个码元。
上述是不考虑噪声的，但实际上噪声不可避免。
② 信噪比。
信噪比是信号的平均功率和噪声的平均功率之比，记为 ，通常用 分贝 作为度量单位。
信噪比(dB)=10 \log_{10}(S/N)& (dB)\\[!IMPORTANT]
香农公式：信道的极限信息传输速率 是
C=W\log_2(1+S/N) & (bit/s)\\这表明，信道的带宽或信道中的信噪比越大，信道的极限信息传输速率越高。
信道复用技术
频分复用、时分复用、统计时分复用
波分复用
码分复用
码分复用CDM (Code Division Multiplexing)，更常用的名字是码分多址(CDMA)。
码分复用技术可以让不同用户在同样的时间使用同样的频率进行通信。由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰。
在CDMA中，每一个比特时间在划分位个短的间隔，称为码片(chip)。
题：电视信道的物理带宽为6MHz，如果使用QPSK进行调制，其数字带宽可达多少？假设电视信道是无噪声的。
QPSK（四相位键控）是一种调制方式，每个符号携带2比特的信息。在理论上，QPSK可以将频带使用效率提高到每赫兹传送2比特的信息。