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计算机网络信道容量

2016-10-23 09:41:47 |人围观 | 评论:

信道带宽：在信道上所能传输的电信号的频率范围，单位为赫兹。
信道容量：以数据传输速率作为指标来表征一个信道传输数字信号的能力，即信道所能支持的最大数据传输速率。
它取决于信道本身的特征――带宽和信噪比，与具体的通信手段无关。
数据传输速率：信道实际上每秒钟传输的二进制比特的个数。
1.奈奎斯特定理
定义：对具有矩形频谱的无噪声信道，若信道带宽为BHz，所能传送的信号最高码元速率为2B波特，则离散的、无噪声的数字信道的信道容量C为：

C与码元状态数M有关，M越高C就越高，对于无噪信道，M可以取任意值，因而无噪信道的信道容量在理论上是无限的。
例如：若信道带宽为3000Hz，则极限数据传输速率为6000bps；当信号电平数M为8时，即log28=3，则极限数据传输速率为18000bps。
2.香农定理
香农定理推导出了带宽受限制且有随机热噪声干扰的信道的极限数据传输速率，信号的极限数据传输速率除了与信道带宽B有关外，还与信号功率对噪声功率的比值S/N（信噪比）有关，其最大的数据传输速率(信道容量)为：

实际中，用 10lg(S/N) 来表示信道的信噪比，单位为分贝(dB)。
例如：若信道带宽为3000Hz，信噪比为30dB，则极限数据传输速率为：

信道的带宽B越大或信道中的信噪比S/N越大，则信息的极限数据传输速率就越高。
信号在信道里实际传输的过程中还受其他的损失，故实际信道所能够达到的信息传输速度要比香农定理的极限数据传输速率低得多。





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