1.
物理层的主要任务就是确定与传输媒体的接⼝有关的⼀些特性。传输
比特流、屏蔽媒体差异。
机械特性：指明接⼝所⽤接线器的形状和尺⼨、引脚数⽬和排列、固定和锁定装置等。
电⽓特性：指明在接⼝电缆的各条线上出现的电压的范围。
功能特性：指明某条线上出现的某⼀电平的电压的意义。
过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
2.通信双⽅信息交互的
主要⽅式
单向通信：⼜称为单⼯通信，即只能有⼀个⽅向的通信⽽没有反⽅向的交互。如⽆线电⼴播或有线电⼴播以及电视⼴播
双向交替通信：⼜称为半双⼯通信，即通信的双⽅都可以发送信息，但不能双⽅同时发送（接收）。这种通信⽅式是⼀⽅发送另⼀⽅接收。
双向同时通信：⼜称为全双⼯通信，即通信的双⽅可以同时发送和接收信息。
单向通信只需要⼀条信道，双向交替、双向同时通信需要两条。双向同时通信的传输效率最⾼
3.基带调制（编码）：把数字信号转化为另一种数字信号
•
数据通信系统模型：消息、数据、信号、码元
(Baud
波特
)
曼彻斯特编码：每个码元的中间时刻电平发生跳变：正跳变表示1还是0，负跳变表示0还是1，可以自行定义。
差分曼彻斯特编码：数据的表示在于每一个码元开始处是否有电平跳变：无跳变表示1，有跳变表示0。
带通调制：使用载波，把基带信号转移为模拟信号，调制后的信号为带通信号。
（AM/FM/PM
）
技术上采用更为复杂的多元制振幅相位混合调制方法，如：正交振幅调制QAM quadrature amplitude modulation
如果信道的频带越宽，则能够通过的信号的高频分量就越多，那么码元的传输速率就可以更高，而不会导致码间串扰。然而，信道的频率带宽是有上限的，不可能无限大。因此，码元的传输速率也有上限。 信道的极限容量：影响码元传输速率的因素 ( 带宽,信噪比 ) 、 奈氏准则（最高码元传输速率2W ）；香农公式、信噪比（S/N）、分贝（dB）
奈氏准则：
设信号状态数（可调制出的不同基本波形或码元数量）为X
则每个码元可携带的比特数量为log2X
信道在无噪声情况下的极限数据传输速率（用奈氏准则计算）= 2W（码元/秒）= 2W log2X（比特/秒）
信噪比：
10log10(S/N)：S:信号功率，去除噪声之后的有效信号的功率。N：噪声功率。噪声功率相对信号功率越大，影响越高。
香农公式：
带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道极限、无差错的信息传输速率。
香农公式：C=Wlog2(1+S/N) 信道的带宽或信噪比越大，极限传输速率越高。
提高信息传输速率：有效离散值/
比特数（如习题
2-7
）
在信道的频率带宽W一定的情况下，根据奈氏准则和香农公式，要想提高信息的传输速率，就必须采用
多元制（更复杂的调制技术），并努力提高信道中的信噪比。
自从香农公式发表后，各种新的信号处理和调制方法就不断出现，其目的都是为了使码元可以携带更多个比特，进而可以尽可能地接近香农公式给出的传输速率极限。
比特率和波特率的关系：
比特率（bit rate）是指单位时间内传输的比特数量，通常用bps（每秒比特数）来表示
波特率（码元速率）（baud rate）是指单位时间内传输的信号变化次数，通常用波特（baud）来表示。
基本调制：一码元带1比特信息量 比特率=波特率
混合调制：一码元带n个比特信息量
数据传输速率=波特率x信息量
传输媒体：导引型(双绞线、同轴电缆、光纤/光缆)、非导引型(微波、卫星、ISM)
• 传输媒体不属于物理层；
信道复用技术(静态划分信道）
复用(Multiplexing)就是在一条传输媒体上同时传输多路用户的信号。
当一条传输媒体的传输容量大于多条信道传输的总容量时，就可以通过复用技术，在这条传输媒体上建立多条通信信道，以便充分利用传输媒体的带宽。【共享一条物理线路】
·频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(这里的“带宽"是频率带宽而不是数据的发送速率)。
–
TDM(Time Division Multiplexing,
时分复用
)
时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧)。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙
每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是TDM帧的长度)的。
TDM信号也称为等时(isochronous)信号。
o统计时分复用（异步时分）:使用STDM帧来传送复用的数据，根据用户实际需要动态分配时长。(可能会有间隙) – WDM(Wavelength Division Multiplexing, 波分复用)光的频分复用。
–
如何计算规格化内积、判断收到的数据（如习题2-16
）
码分复用CDM(Code Division Multiplexing)*又称
码分多址CDMA(Code Division Multiple Access)。
结果为1说明发送了1，为-1说明发送了0，为0说明没有发送
将每个比特时间划分为m个更短的时间片，称为码片(m通常取值为64/128)，每个站点都被指派一个唯一的m比特码片序列。若某个站要发送比特1，则发送它自己的m比特码片序列;若要发送0，则发送它自己的m比特码片序列的 反码。
S*T=0 S*T'(反码)=0
S*S=1 S*S' =-1
标签：码元,比特,通信,带宽,计算机网络,传输速率,信道,物理层,第二章
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