物理层——从奈奎斯特定理到香农定理

奈奎斯特定理（Nyquist’s Theorem）和香农定理（Shannon’s Theorem）是网络传输中的两个基本定理。

1. 前置知识

波特率：信号每秒钟电平变化的次数，单位是Hz一个信号在一秒钟内电平发生了365次变化，那么这个信号的波特率就是365Hz；
比特率：信号每秒钟传输的数据的位数也就是每秒钟传输0和1的个数，单位是bps（bit per second）
波特率与比特率的联系： 比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。即 比特率=波特率X log2(M) ；M是信号的编码级数。

两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍；每个电平就可以被理解成“00”，“01”，“10”，“11”，这样每次电平变化就能传输两位的数据了,依次类推。

带宽：一般信道都有一个最高的信号频率（注意不是波特率哦，频率是指每秒钟的周期数，而每个周期都会有几次电平变化）和最低的信号频率，只有在这两个频率之间的信号才能通过这个信道，这两个频率的差值就叫做这个信道的带宽，单位是Hz。
容量：最高的比特率就叫做这个信道的容量，单位是bps。我们平常所说的“带宽”不是带宽，而是信道容量。

2. 从奈奎斯特定理到香农定理

奈奎斯特定理：
Cmax=2×B×log2L
这里Cmax指的是信道的最大容量，B是信道的带宽，L还是信号电平的个数
奈奎斯特定理适用的情况是无噪声信道，用来计算理论值。没有噪声的信道在现实中是不存在的。

香农定理——香农第二定理（有噪信道编码定理）：