2.2.3信道的极限容量任何实际的信道都不是理想的,在传输信号时会产生各种失真以及带来多种干扰。1码元传输的速率越高,或信号传输的距离越远,在信道的输出端的波形的失真就越严重
2.2.3 信道的极限容量 ◼ 任何实际的信道都不是理想的,在传输 信号时会产生各种失真以及带来多种干 扰。 ◼ 码元传输的速率越高,或信号传输的距 离越远,在信道的输出端的波形的失真 就越严重
数字信号通过实际的信道有失真,但可识别实际的信道心(带宽受限、有噪声、干扰和失真发送信号波形接收信号波形无法识别失真大,实际的信道心(带宽受限、有噪声、干扰和失真)发送信号波形接收信号波形
数字信号通过实际的信道 ◼ 有失真,但可识别 ◼ 失真大,无法识别 实际的信道 (带宽受限、有噪声、干扰和失真) 发送信号波形 接收信号波形 发送信号波形 实际的信道 (带宽受限、有噪声、干扰和失真) 接收信号波形
(1)信道能够通过的频率范围1924年,奈奎斯特(Nyquist)就推导出了著名的奈氏准则。他给出了在假定的理想条件下,为了避免码间串扰,码元的传输速率的上限值。在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,否则就会出现码间串扰的问题,使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。如果信道的频带越宽,也就是能够通过的信号高频分量越多,那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰
(1) 信道能够通过的频率范围 ◼ 1924 年,奈奎斯特(Nyquist)就推导出了著名 的奈氏准则。他给出了在假定的理想条件下, 为了避免码间串扰,码元的传输速率的上限值。 ◼ 在任何信道中,码元传输的速率是有上限的, 否则就会出现码间串扰的问题,使接收端对码 元的判决(即识别)成为不可能。 ◼ 如果信道的频带越宽,也就是能够通过的信号 高频分量越多,那么就可以用更高的速率传送 码元而不出现码间串扰
(2)信噪比香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。信道的极限信息传输速率C可表达为C=Wlog2(1+S/N) b/sW为信道的带宽(以Hz为单位):S为信道内所传信号的平均功率:N为信道内部的高斯噪声功率
(2) 信噪比 ◼ 香农(Shannon)用信息论的理论推导出了 带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的 极限、无差错的信息传输速率。 ◼ 信道的极限信息传输速率 C 可表达为 C = W log2 (1+S/N) b/s ◼ W 为信道的带宽(以 Hz 为单位); ◼ S 为信道内所传信号的平均功率; ◼ N 为信道内部的高斯噪声功率
香农公式表明信道的带宽或信道中的信噪比越大,则信息的极限传输速率就越高。只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率,就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。(当然实若信道带宽W或信噪比SIN没有上限际信道不可能是这样的),则信道的极限信息传输速率C也就没有上限。实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少
香农公式表明 ◼ 信道的带宽或信道中的信噪比越大,则信息的 极限传输速率就越高。 ◼ 只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速 率,就一定可以找到某种办法来实现无差错的 传输。 ◼ 若信道带宽W或信噪比S/N 没有上限(当然实 际信道不可能是这样的),则信道的极限信息 传输速率C 也就没有上限。 ◼ 实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农 的极限传输速率低不少