信道极限容量


奈氏准则

在假定的理想条件下,为了避免码间串扰,码元传输速率是有上限的

  1. 理想低通信道的最高码元传输速率:2W Baud = 2W 码元/秒

  2. 理想带通信道的最高码元传输速率:W Baud = W 码元/秒

    W:信道带宽(单位为Hz)

    Baud:波特,即码元/秒

实际的信道所能传输的最高码元速率,要明显低于奈氏准则给出的上限数值

码元传输速率又称为波特率,调制速度,波形速率或符号速率,它与比特率有一定关系

  1. 当1个码元携带1比特信息量时,波特率(码元/秒)与比特率(比特/秒)在数值上相等
  2. 当1个码元携带n比特信息量时,波特率转换为比特率时,数值要乘于n

香农公式

公式:$c = W log_2(1 + \frac{S}{N})$

其中W为信道带宽,S为信道所传信号的平均功率,N为信道的高斯噪声功率

$\frac{S}{N}$是信噪比(dB)= $10log_{10}(\frac{S}{N})(dB)$

在实际信道上能够达到的信息传输速率要比要公式的极限传输速率低不少。这是因为在实际信道中,信号还要受到其他一些损伤,如各种脉冲干扰、信号在传输中的衰减和失真等,这些因素未被考虑到香农公式

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