《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全》課件 第06章 物理層

第六章物理層《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全》第六章物理層本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解物理層主要功能理解數(shù)據(jù)通信相關(guān)概念與基本原理掌握物理傳輸介質(zhì)特性掌握信道與信道容量的概念，信道容量的計(jì)算掌握多路復(fù)用技術(shù)理解基帶傳輸與頻帶傳輸?shù)幕靖拍罾斫饣鶐鬏數(shù)湫途幋a與頻帶傳輸?shù)牡湫驼{(diào)制技術(shù)主要內(nèi)容第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)第二節(jié)

物理介質(zhì)第三節(jié)

信道與信道容量第四節(jié)基帶傳輸?shù)谖骞?jié)頻帶傳輸?shù)诹?jié)物理層接口規(guī)程2本章重點(diǎn)與難點(diǎn)本章重點(diǎn)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型數(shù)字通信基本概念物理介質(zhì)導(dǎo)向介質(zhì)非導(dǎo)向介質(zhì)信道與信道容量奈奎斯特公式香農(nóng)公式數(shù)據(jù)傳輸編碼與調(diào)制信號(hào)碼型與傳輸碼型二進(jìn)制調(diào)制、多進(jìn)制調(diào)制QAM物理層接口規(guī)程特性本章難點(diǎn)奈奎斯特公式的無噪聲信道容量的計(jì)算香農(nóng)公式的有噪聲信道容量的計(jì)算基帶傳輸信號(hào)碼型與傳輸碼型歸零碼與非歸零碼曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼頻帶傳輸調(diào)制技術(shù)2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK比特率與波特率QAM基本原理3李全龍第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)4物理層5物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層主機(jī)A主機(jī)B中間系統(tǒng)傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)物理層功能在連接結(jié)點(diǎn)的物理介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)比特流傳輸比特編碼

數(shù)據(jù)率比特同步接口特性機(jī)械特性、電氣特性、功能特性、規(guī)程特性

時(shí)鐘同步傳輸模式單工（Simplex）、半雙工（half-duplex）、全雙工（full-duplex）1100100111DL-PDU物理層1100100111DL-PDU數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理介質(zhì)物理層第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)常見數(shù)據(jù)通信術(shù)語7消息(message)：人類能夠感知的描述。信息(information)：信息是一個(gè)抽象的概念，可以理解為消息中所包含的有意義的內(nèi)容，而消息是信息的載體。通信(communication)：在一點(diǎn)精確或近似地再生另一點(diǎn)的信息。信號(hào)(signal)：數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表示：數(shù)據(jù)(data)：傳送消息的實(shí)體?！澳M的”(analogous)：參數(shù)的取值是連續(xù)的?！皵?shù)字的”(digital)：參數(shù)的取值是離散的。碼元(code)：信號(hào)基本波形（信號(hào)基本單元）。波特率：碼元速率RB。比特率：信息速率Rb，，M為碼元狀態(tài)數(shù)。第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)信源：將消息轉(zhuǎn)換為信號(hào)的設(shè)備，如計(jì)算機(jī)等。發(fā)送設(shè)備：將信源產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)變換的裝置，使之適合于在信道中傳輸。主要包括編碼和調(diào)制。信道：信號(hào)傳輸通道，如物理介質(zhì)。噪聲：自然界和通信設(shè)備中所產(chǎn)生的干擾。接收設(shè)備：完成發(fā)送設(shè)備反變換，還原原始發(fā)送信號(hào)。信宿：信號(hào)終點(diǎn)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為供人們能識(shí)別的消息。8第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)模擬通信vs數(shù)字通信9區(qū)別在于信道中傳輸?shù)氖牵耗M信號(hào)數(shù)字信號(hào)第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信方式10單向通信（單工通信）雙向交替通信（半雙工通信）雙向同時(shí)通信（全雙工通信）并行通信vs串行通信異步通信vs同步通信第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)異步通信vs同步通信11發(fā)送器（transmitter，通常簡記為Tx）與接收器（receiver，通常簡記為Rx）之間的時(shí)鐘同步問題兩種解決方案：異步（Asynchronous）同步（Synchronous）第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)異步通信12每次傳輸一個(gè)字符5to8bits發(fā)送器和接收器分別使用各自獨(dú)立的時(shí)鐘只需在每個(gè)字符傳輸期間保證時(shí)鐘同步兩個(gè)字符之間時(shí)鐘不必同步每個(gè)字符傳輸開始重新同步時(shí)鐘第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)異步通信13第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)異步通信14第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)異步通信15第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)異步通信16字符之間間隔時(shí)間不一致空閑狀態(tài)下，接收器檢測1到0的跳變?nèi)缓箝_始采樣（一個(gè)字符長度）回歸空閑狀態(tài)然后再次檢測1到0的跳變+：簡單+：低成本-：開銷大，每個(gè)字符有2或3位開銷(~20%)適合短距離、低速率、字符間間隔時(shí)間大(如鍵盤)等通信場景第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)同步通信17（大）數(shù)據(jù)塊傳輸時(shí)鐘必須同步可以使用單獨(dú)的時(shí)鐘線適合短距離時(shí)鐘信號(hào)損傷將時(shí)鐘信號(hào)嵌入到數(shù)據(jù)信號(hào)中曼徹斯特編碼載波頻率比異步通信更高效(開銷少)第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的功能18第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信的任務(wù)解釋信道的利用信道通常會(huì)被多個(gè)通信設(shè)備共享，需要有某種技術(shù)或機(jī)制為多個(gè)用戶合理分配傳輸系統(tǒng)的總傳輸能力，充分利用傳輸設(shè)施，如多路復(fù)用技術(shù)等。接口及信號(hào)產(chǎn)生保證終端（信源和信宿）與傳輸系統(tǒng)間的信息交互，產(chǎn)生能在信道上傳播，并能被接收器轉(zhuǎn)換還原成數(shù)據(jù)的信號(hào)。同步發(fā)送器和接收器之間達(dá)成約定，接收器能夠正確判斷信號(hào)開始到達(dá)和結(jié)束的時(shí)間點(diǎn),同時(shí)知道每個(gè)信號(hào)單元的持續(xù)時(shí)間。差錯(cuò)檢測與糾正對(duì)通信系統(tǒng)中各種原因造成的信號(hào)失真能夠發(fā)現(xiàn)，并糾正由此引起的數(shù)據(jù)差錯(cuò)。尋址與路由當(dāng)兩個(gè)以上設(shè)備共享傳輸設(shè)施時(shí)，終端系統(tǒng)必須有獨(dú)立的地址標(biāo)識(shí)，傳輸系統(tǒng)能夠保證終點(diǎn)系統(tǒng)能唯一的收到具有該標(biāo)識(shí)信息的數(shù)據(jù)；如果傳輸系統(tǒng)本身是具有多條路徑的網(wǎng)絡(luò)，某條特定的路徑能夠被選擇出來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)通信設(shè)施作為非常復(fù)雜的系統(tǒng)，不能自動(dòng)創(chuàng)建和運(yùn)行，需要各種管理功能來規(guī)劃、設(shè)置、監(jiān)控、調(diào)度和維護(hù)。安全保證數(shù)據(jù)能夠在源點(diǎn)和終點(diǎn)間不被改變的傳輸，且不被其他非法用戶獲取。信源編碼19Q：如果信源產(chǎn)生的是模擬數(shù)據(jù)，如何在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸？A：信源編碼典型的信源編碼：PCMPCM包括三個(gè)步驟：采樣→量化→編碼采樣：目的就是要用一系列在時(shí)間上離散的采樣值，代替時(shí)間上連續(xù)的模擬數(shù)據(jù)，即實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的離散化。量化：就是使采樣值在取值上離散化編碼：就是將量化后的采樣值用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)碼來表示。

如果量化級(jí)數(shù)為N，則每個(gè)采樣值就編碼成log2N位二進(jìn)制碼

第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)PCM舉例20第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)擴(kuò)頻（SpreadSpectrum）21模擬或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號(hào)將數(shù)據(jù)的傳輸（調(diào)制）擴(kuò)展到更寬的頻帶上制造干擾使通信不易被竊聽跳頻（Frequencyhoping）載波信號(hào)頻率在一組頻率上隨機(jī)（某種規(guī)律）跳變由好萊塢女影星（HedyLamarr）發(fā)明直接序列擴(kuò)頻（DirectSequenceSpreadSpectrum）通過傳輸多個(gè)比特表示原始信息的1個(gè)比特碎碼序列第一節(jié)

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)李全龍第二節(jié)

物理介質(zhì)22物理介質(zhì)23導(dǎo)引型傳輸介質(zhì)架空明線易受天氣和外界電磁干擾，對(duì)外界噪聲敏感，帶寬有限雙絞線主要用于基帶傳輸屏蔽雙絞線STP(ShieldedTwistedPair)非屏蔽雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)UTP類別帶寬典型應(yīng)用316MHz低速網(wǎng)絡(luò)，電話網(wǎng)絡(luò)420MHz10Base-T以太網(wǎng)5100MHz10Base-T以太網(wǎng)，100Base-T快速以太網(wǎng)5E（超5類）100MHz100Base-T快速以太網(wǎng)，1000-BaseT吉比特以太網(wǎng)6250MHz1000Base-T吉比特以太網(wǎng)，ATM網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)

物理介質(zhì)物理介質(zhì)24導(dǎo)引型傳輸介質(zhì)同軸電纜主要用于頻帶傳輸光纖基本原理：光的全反射分為：多模光纖和單模光纖兩類第二節(jié)

物理介質(zhì)物理介質(zhì)25非導(dǎo)引型傳輸介質(zhì)自由空間無線電傳播途徑不同頻段具有不同傳播特性頻段名稱典型應(yīng)用3~30Hz極低頻（ELF）遠(yuǎn)程導(dǎo)航，水下通信30~300Hz超低頻（SLF）水下通信300~3000Hz特低頻（ULF）遠(yuǎn)程導(dǎo)航3~30kHz甚低頻（VLF）遠(yuǎn)程導(dǎo)航，水下通信，聲納30~300kHz低頻（LF）導(dǎo)航，水下通信，無線電信標(biāo)300~3000kHz中頻（MF）廣播，海事通信，測向，救險(xiǎn)，海岸警衛(wèi)3~30MHz高頻（HF）遠(yuǎn)程廣播，電報(bào)，電話，傳真，搜救，飛機(jī)與艦船通信30~300MHz甚高頻（VHF）電視，調(diào)頻廣播，陸地交通，空中交通管制，導(dǎo)航，飛機(jī)通信0.3~3GHz特高頻（UHF）電視，蜂窩網(wǎng)，微波鏈路，導(dǎo)航，衛(wèi)星通信，GPS，監(jiān)視雷達(dá)3~30GHz超高頻（SHF）衛(wèi)星通信，微波鏈路，機(jī)載雷達(dá)，氣象雷達(dá)，公用陸地移動(dòng)通信30~300GHz極高頻（EHF）雷達(dá)著陸系統(tǒng)，衛(wèi)星通信，移動(dòng)通信，鐵路業(yè)務(wù)300GHz~3THz亞毫米波（0.1~1mm）尚為劃分，實(shí)驗(yàn)應(yīng)用43~430THz紅外線（7~0.7μm）光通信系統(tǒng)430~750THz可見光（0.7~0.4μm）光通信系統(tǒng)750~3000THz紫外線（0.4~0.1μm）光通信系統(tǒng)第二節(jié)

物理介質(zhì)物理介質(zhì)26非導(dǎo)引型傳輸介質(zhì)地波傳播頻率較低（大約2MHz以下）的電磁波趨于沿地球表面?zhèn)鞑ビ幸欢ǖ睦@射能力在低頻和甚低頻段，地波傳播距離可以超過數(shù)百米或數(shù)千公里天波傳播電離層，距離地表約60~400km高度頻率較高（大約在2~30MHz之間）的電磁波會(huì)被電離層反射電離層的密度和厚度隨時(shí)間隨機(jī)變化電磁波可以傳播10000km以上隨參信道第二節(jié)

物理介質(zhì)物理介質(zhì)27非導(dǎo)引型傳輸介質(zhì)視線傳播頻率高于30MHz的電磁波將穿透電離層，不會(huì)被反射回來沿地面繞射能力也很弱通常采用視線無障礙的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直線傳播可以設(shè)立地面中繼站或衛(wèi)星中繼站進(jìn)行接力傳輸?shù)诙?jié)

物理介質(zhì)李全龍第三節(jié)

信道與信道容量28信道分類與模型29狹義信道信號(hào)傳輸介質(zhì)廣義信道包括信號(hào)傳輸介質(zhì)和通信系統(tǒng)的一些變換裝置，如發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、天線、調(diào)制器等調(diào)制信道編碼信道第三節(jié)

信道與信道容量信道傳輸特性30恒參信道傳輸特性各種有線信道和部分無線信道，如微波視線傳播鏈路和衛(wèi)星鏈路等，都屬于恒參信道理想的恒參信道是一個(gè)理想的無失真?zhèn)鬏斝诺缹?duì)信號(hào)幅值產(chǎn)生固定的衰減對(duì)信號(hào)輸出產(chǎn)生固定的時(shí)延隨參信道傳輸特性許多無線信道都是隨參信道信號(hào)的傳輸衰減隨時(shí)間隨機(jī)變化信號(hào)的傳輸時(shí)延隨時(shí)間隨機(jī)變化存在多徑傳播現(xiàn)象第三節(jié)

信道與信道容量信道容量31信道容量是指信道無差錯(cuò)傳輸信息的最大平均信息速率奈奎斯特(Nyquist)信道容量公式理想無噪聲信道的信道容量：C=2Blog2M其中：C為信道容量，單位為b/s（或bps）；B為信道帶寬，單位為Hz；M為進(jìn)制數(shù)，即信號(hào)狀態(tài)數(shù)理想信道的極限容量【例題1】：Q：在無噪聲情況下，若某通信鏈路的帶寬為3kHz，采用4個(gè)相位、每個(gè)相位具有4種振幅的QAM調(diào)制技術(shù)，則該通信鏈路的最大數(shù)據(jù)傳輸速率是多少？A：24kbps第三節(jié)

信道與信道容量信道容量32香農(nóng)(Shannon)信道容量公式有噪聲信道的信道容量：C=Blog2(1+S/N)其中：S/N為信噪比，即信號(hào)能量與噪聲能量之比S/N通常以分貝（dB）為單位描述：(S/N)dB=10log10(Signalpower/Noisepower)【例題2】：Q：若某通信鏈路的帶寬為2MHz，信噪比為30dB，則該通信鏈路的最大數(shù)據(jù)傳輸速率約是多少？A：20Mbps第三節(jié)

信道與信道容量李全龍第四節(jié)

基帶傳輸基帶傳輸34信源發(fā)出的原始電信號(hào)是基帶信號(hào)模擬信源→模擬基帶信號(hào)數(shù)字信源→數(shù)字基帶信號(hào)基帶信號(hào)往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分直接在信道中傳送基帶信號(hào)稱為基帶傳輸實(shí)現(xiàn)基帶傳輸?shù)南到y(tǒng)稱為基帶傳輸系統(tǒng)在信道中直接傳輸數(shù)字基帶信號(hào)，稱為數(shù)字基帶傳輸，相應(yīng)的系統(tǒng)稱為數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)第四節(jié)

基帶傳輸數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)35基帶信號(hào)比較適合在具有低通特性的有線信道中傳輸，通常不適合在無線信道中直接傳輸信道的傳輸特性會(huì)引起波形失真，并會(huì)受噪聲的影響信道中的信號(hào)傳播一定距離后，信號(hào)質(zhì)量就會(huì)有所下降，甚至出現(xiàn)傳輸誤碼現(xiàn)象第四節(jié)

基帶傳輸?shù)湫蛿?shù)字基帶信號(hào)碼型36單極不歸零碼（NotReturntoZero-NRZ）這種碼型易于產(chǎn)生，但不適合長距離傳輸?shù)谒墓?jié)

基帶傳輸?shù)湫蛿?shù)字基帶信號(hào)碼型37雙極不歸零碼第四節(jié)

基帶傳輸?shù)湫蛿?shù)字基帶信號(hào)碼型38單極歸零碼（ReturntoZero-RZ）碼元不為零的時(shí)間占一個(gè)碼元周期的百分比稱為占空比若碼元不為零時(shí)間為Tb/2，碼元周期為Tb，則該單極歸零碼的占空比為50%第四節(jié)

基帶傳輸?shù)湫蛿?shù)字基帶信號(hào)碼型39雙極歸零碼第四節(jié)

基帶傳輸?shù)湫蛿?shù)字基帶信號(hào)碼型40差分碼差分碼又稱為相對(duì)碼例如：相鄰脈沖有電平跳變表示1，無跳變表示0第四節(jié)

基帶傳輸?shù)湫蛿?shù)字基帶傳輸碼型41AMI碼AMI（AlternativeMarkInversion）碼的全稱是信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼AMI碼的編碼規(guī)則：信息碼中的0編碼為AMI傳輸碼中的0（零電平）信號(hào)碼中的1交替編碼為AMI傳輸碼中的+1（正脈沖）和-1(負(fù)脈沖)例如：第四節(jié)

基帶傳輸?shù)湫蛿?shù)字基帶傳輸碼型42雙相碼雙相碼（BiphaseCode）又稱為曼徹斯特（Manchester）碼雙相碼只有正、負(fù)兩種電平每個(gè)比特持續(xù)時(shí)間的中間時(shí)刻要進(jìn)行電平跳變正（高）電平跳到負(fù)（低）電平表示1負(fù)電平跳到正電平表示0雙相碼在每個(gè)比特周期中間時(shí)刻都會(huì)有電平跳變，因此便于提取定時(shí)信息雙相碼利用了兩個(gè)脈沖編碼信息碼中的一個(gè)比特，相當(dāng)于雙極碼中的兩個(gè)比特10Mbps的以太網(wǎng)采用曼徹斯特碼第四節(jié)

基帶傳輸?shù)湫蛿?shù)字基帶傳輸碼型43雙相碼雙相碼的另一種碼型是差分雙相碼，也稱為差分曼徹斯特碼差分雙相碼的每個(gè)比特周期的中間時(shí)刻也要進(jìn)行電平跳變，但該跳變僅用于同步利用每個(gè)比特開始處是否存在電平跳變編碼信息：有跳變表示0無跳變表示1IEEE806.5令牌環(huán)網(wǎng)采用差分曼徹斯特碼第四節(jié)

基帶傳輸?shù)湫蛿?shù)字基帶傳輸碼型44雙相碼例如：雙相碼差分雙相碼第四節(jié)

基帶傳輸?shù)湫蛿?shù)字基帶傳輸碼型45nBmBnBmB碼將n位二進(jìn)制信息碼作為一組，映射成m位二進(jìn)制新碼組，其中m>n由于m>n，因此2m個(gè)碼的新碼組中只會(huì)用到2n個(gè)，多出（2m-2n）個(gè)碼可以從2m個(gè)碼中優(yōu)選出2n個(gè)碼作為有效碼，已獲得良好的編碼性能，其余碼則作為禁用碼，可以用于檢錯(cuò)快速以太網(wǎng)（100BASE-TX和100BASE-FX）傳輸碼采用的是4B5B編碼這樣只需從25=32個(gè)碼中優(yōu)化選擇24=16個(gè)碼，以便保證足夠的同步信息，并且可以利用剩余的16個(gè)禁用碼進(jìn)行差錯(cuò)檢測第四節(jié)

基帶傳輸李全龍第五節(jié)

頻帶傳輸46頻帶傳輸47基帶信號(hào)具有低通特性，可以在具有低通特性的信道中進(jìn)行傳輸許多帶通信道（如無線信道）不具有低通特性，因此不能在這些信道中直接傳輸基帶信號(hào)只能利用基帶信號(hào)去調(diào)制與對(duì)應(yīng)信道傳輸特性相匹配的載波信號(hào)通過在信道中傳送經(jīng)過調(diào)制的載波信號(hào)實(shí)現(xiàn)將基帶信號(hào)所攜帶信息傳送出去利用模擬基帶信號(hào)調(diào)制載波，稱為模擬調(diào)制，利用數(shù)字基帶信號(hào)調(diào)制載波，稱為數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制就是利用數(shù)字基帶信號(hào)控制（或影響）載波信號(hào)的某些特征參量第五節(jié)

頻帶傳輸數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)48頻帶傳輸系統(tǒng)通常選擇正弦波信號(hào)作為載波：二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制：二進(jìn)制幅移鍵控（2ASK）二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）第五節(jié)

頻帶傳輸二進(jìn)制幅移鍵控（2ASK）49利用二進(jìn)制基帶信號(hào)控制載波信號(hào)的幅值變化：二進(jìn)制基帶信號(hào)s(t)為單極不歸零碼信號(hào)波形第五節(jié)

頻帶傳輸二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）50選擇兩個(gè)不同頻率的載波，f1和f2二進(jìn)制基帶信號(hào)編碼的信息（比特）序列為{bn}例如：第五節(jié)

頻帶傳輸二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）51第五節(jié)

頻帶傳輸二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）52利用二進(jìn)制基帶信號(hào)控制載波信號(hào)的相位變化二進(jìn)制基帶信號(hào)編碼的信息（比特）序列為{bn}其中：第五節(jié)

頻帶傳輸二進(jìn)制相移鍵控（2PSK）53例如（載波信號(hào)初始相位φ0=-π/2）：第五節(jié)

頻帶傳輸二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）54利用相鄰兩個(gè)碼元載波間的相對(duì)相位變化表示數(shù)字基帶信號(hào)的數(shù)字信息二進(jìn)制基帶信號(hào)編碼的信息（比特）序列為{bn}：其中：第五節(jié)

頻帶傳輸二進(jìn)制差分相移鍵控（2DPSK）55例如（虛線為前一碼元調(diào)制信號(hào)或初始參考載波信號(hào)）：第五節(jié)

頻帶傳輸二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制性能56頻帶利用率：2ASK、2PSK以及2DPSK的頻帶利用率相同2FSK的頻帶利用率最低誤碼率：在相同信噪比下，2PSK的誤碼率最低，而2ASK的誤碼率最高二進(jìn)制相移鍵控抗噪聲性能優(yōu)于二進(jìn)制頻移鍵控，二進(jìn)制頻移鍵控優(yōu)于二進(jìn)制幅移鍵控對(duì)信道特性的敏感性：2ASK對(duì)信道特性變化比較敏感，性能最差2FSK與2PSK對(duì)信道特性變化不敏感第五節(jié)

頻帶傳輸多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制57在確定帶寬與頻帶利用率的情況下，提高數(shù)據(jù)傳輸速率的有效方法：提高每個(gè)碼元傳輸信息量，每個(gè)碼元調(diào)制多個(gè)比特信息，即多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制數(shù)據(jù)傳輸速率Rb（bps）與碼元傳輸速率RB（Baud）以及進(jìn)制數(shù)M（通常為2的冪次）之間的關(guān)系為：Rb也稱為比特率，單位為bps；碼元傳輸速率RB也稱為調(diào)制速率，或稱為波特率，單位為Baud多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制需要更大的信噪比，發(fā)送端需要增大發(fā)送信號(hào)的功率第五節(jié)

頻帶傳輸正交幅值調(diào)制QAM58正交幅值調(diào)制（QAM）也稱為幅值相位聯(lián)合鍵控(APK)具有高頻帶利用率，且可以自適應(yīng)調(diào)整調(diào)制速率QAM系統(tǒng)設(shè)備比較簡單，應(yīng)用廣泛QAM的調(diào)制信號(hào)的幅值和相位均受基帶信號(hào)調(diào)制，可表示為：正余弦變換后：其中：QAM信號(hào)是由兩路相互正交載波經(jīng)調(diào)制后疊加而成：兩路載波信號(hào)的幅值分別被離散幅值序列{An}和{Bn}所調(diào)制，分別稱為同相信號(hào)（I信號(hào)