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。 。 由傅里叶理论可知，任何信号均可以表示成各种 不同频率信号的叠加，即傅里叶级数。而信号的 频率不同，通过非理想信道后其振幅的衰减是不 同的，这样就导致了失真。 2.物理层 27
2. 27
数字信号通过实际的信道 ■有失真，但可识别 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 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 2.物理层 28
2. 28
2.2.3信道的极限容量 从概念上讲，限制码元在信道上的传输速率的因 素有以下两个： ·信道能够通过的频率范围 ·信噪比 ·具体的信道所能通过的频率范围总是有限的。信 号中的许多高频分量往往不能通过信道。 2.物理层 29
2.2.3 2. 29
(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.物理层 30
1924 (Nyquist) (1) 2. 30
(2)信噪比 ·噪声存在于所有的电子设备和通信信道中。 ·噪声是随机产生的，它的瞬时值有时会很大。因此 噪声会使接收端对码元的判决产生错误。 ·但噪声的影响是相对的。如果信号相对较强，那么 噪声的影响就相对较小。 ·信噪比就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比。 常记为SN,并用分贝(dB)作为度量单位。即： 信噪比(dB)=10log1o(SW)(dB) ·例如，当SN=10时，信噪比为10dB,而当SN= 1000时，信噪比为30dB。 2.物理层 31
(2) S/N (dB) (dB) = 10 log10(S/N) (dB) S/N = 10 10 dB S/N = 1000 30 dB 2. 31