基础概念
- 数据：传送信息的实体，通常是有意义的符号序列。
- 信号：数据的电气/电磁的表现，是数据在传输过程中的存在形式。
- 信源：产生和发送数据的源头。
- 信宿：接受数据的终点。
- 信道：信号的传输媒介。一般用来表示向某一个方向传送信息的介质。
- 码元：码元指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），代表不同离散数值的基本波形，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。一码元可以携带多个比特的信息量。
- 速率：也叫数据率，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。
- 码元传输速率：表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数，单位是波特，1波特表示数字通信系统每秒传输一个码元。
- 信息传输速率：表示单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数（即比特数），单位是比特/秒。
三种基本通信方式
- 单向通信。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、电视广播就属于这种类型。
- 半双工通信。通信的双方都可以发送或接收信息，但任何一方都不能同时发送和接受信息，需要两条信道。
- 全双工通信。通信双方可以同时发送和接受信息，也需要两条信道。
奈氏准则
由于具体的信道所能铜棍的频率范围是有限的，信号中的许多高频分类往往不能通过信道，奈氏准则就是在理想低通的条件下，为了避免码间串扰，规定极限码元传输速率为2W Baud（波特），W是信道带宽，单位是Hz。
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理想低通信道下的极限数据传输速率=2W\log_2V (b/s)
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对于奈氏准则，可以得出以下结论：
- 在任何信道中，码元传输速率氏有上限的。
- 信道的频带越宽，就可以用更高的速率进行码元的有效传输。
- 奈氏准则给出了码元传输速率的限制，但并未对信息传输速率给出限制，即未对一个码元可以对应多少个二进制给出限制。
香农定理
香农定理给出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限数据传输速率。
信噪比=信号的平均功率/噪声的平均功率，记为S/N，并用分贝（dB）作为度量单位，即：
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信噪比(dB)=10\log_{10}(S/N)
$$
香农定理：在带宽受限且有噪声的信道中，为了不产生误差，信息的数据传输率有上限值。
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信道的极限数据传输速率=W\log_2(1+S/N)(b/s)
$$
W是信道的带宽，S为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。
香农定理可得出以下结论：
- 信道的带宽或信道中的信噪比越大，信息的极限传输速率越高。
- 对一定的传输带宽和一定的信噪比，信息传输速率的上限是确定的。
- 只要信息传输速率低于信道的极限传输速率，就能找到某种方法来实现无差错的传输。
- 香农定理得出的是极限信息传输速率，实际信道能达到的传输速率要比它低。
