为提高信号的传输速率，总是希望传输通道在单位时间内能够传输尽可能多的数字比特（bit）。但是受传输通道的带宽和传输距离衰减的限制，和各种外来干扰信号的影响，使输出端波形质量变差，直至很难判断出信号是1还是0，如图3-3所示。信道距离越长，信号受到的衰减越大，因此码流传输速率的上限值也就越低。

1948年，香农（Shannon）用信息理论推导出了受传输线路带宽的限制，而且存在高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率C可表达为

C=Wlog₂（1+S/N） （3-1）

式中，C为信道的极限信息传输速率，单位为bit/s；W为信道的带宽，单位为Hz；S为信道内传输信号的平均功率，单位为mW；N为信道内部的白噪声功率，单位为mW。

图3-3 数字信号通过传输线路的实际输出波形

香农公式表明，信道的带宽W越宽、信道中信息的信噪比越高，则信道的极限传输速率也就越高。此外，公式还表明，只要信息的最高码率低于信道的极限传输速率，就一定可以找到无差错传输的方法。(www.daowen.com)

由于香农公式还没有考虑信号传输过程中的各种电磁脉冲干扰和传输过程中产生的失真等因素，所以实际信道上传输的信息速率比式（3-1）计算出来的极限传输速率更低。例如：频响特性为300～3400Hz带宽的一个标准电话话路信道，在这个频带中，接近理想带宽的是中间一段，即W=2400Hz左右。如果要让传输系统输出信号的信噪比为30，那么按式（3-1）可计算出该话路的极限信息传输速率为

C=2100log₂（1+30）=2100×log₂（31）=8400bit/s（8.4kbit/s）

1942年奈奎斯特（Nyquist）推导出在理想矩形带通滤波器特性的信道中传输数据信号的最高传输速率为理想带通特性信道的最高数据传输速率=信道带宽（W） （3-2）

式中，电报传输速率单位为Baud（波特）；信道的带宽（W），单位为Hz；

Baud（波特）为每秒钟可传送多少个bit（比特），又称调制速率、波形速率或符号率。1个Baud（波特）可携带nbit的信息量。当n=1时，1Baud=1bit/s。要提高信息传输速率，必须设法使每个Baud（波特）能携带更多个bit（比特）的信息量（通过调制方法）。例如：上述话路信道如果采用调制方法将1Baud携带4bit的信息量，那么在上述带宽为2400Hz的电话信道中可传输的最高速率=2400Baud=2400×4bit=9600bit/s（9.6kbit/s）。提高Baud携带bit的信息量可采用图3-8所示的调幅、调频或调相等方法进行波形变换或者频谱变换。

例如我们要传送的基带信号是：101011000110111010…，如果希望1个波特要能携带3bit信息量，那么可把每3bit编为一组（简称码组）。3bit码组可表达8个不同的二进制数值，并把这些8个不同的二进制数值对一组正弦波信号进行调相φ，则可得到8个调相数值：（000）₂=0（φ₀），（001）₂=1（φ₁），（010）₂=2（φ₂），（011）₂=3（φ₃），（100）₂=4（φ₄），（101）₂=5（φ₅），（110）₂=6（φ₆），（111）₂=7（φ₇）。调相后的正弦波相位分别为：φ₅（101），φ₃（011），φ₀（000），φ₆（110）φ₇（111），φ₂（010），φ₁（001），φ₄（100）。也就是说如果基带信号不进行码组调相处理，那么，每个Baud（波特）只能携带1bit的信息量，发送8Baud（波特）的信息量为1bit×8=8bit/s。如果用3bit码组调相，每个波特码组携带3bit信息量，此时发送φ₄φ₅φ₃φ₀φ₁φ₆φ₇φ₂等8个波特的调相码组，就能发送的信息量为3bit×8=24bit/s。这样就可以提高数据的传输速率了。