频道的容量

2024-12-15 14:52:08
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信道是传输信息的通道,信道容量描述了信道无差错地传输信息的最大能力,可以用来衡量信道的好坏。香农在他的著名论文《通信的数学原理》中给出了信道容量的定义和计算,即信道容量是信道输入信号与输出信号互信息量的上界。
对于信噪比为 S/N、带宽为B的加性高斯白噪声信道,其信道容量为
log2(1 + S / N)为信道传输信息的频谱效率,即单位时间、单位带宽上能够传输的信息量,单位为。增大信噪比可以提高信道的容量,这可以通过抑制噪声或者增加发射功率实现。假若信噪比无穷大,则信道容量也趋于无穷。不过由于信道中总存在噪声,而且发射机的功率不可能没有限制,因此这种情况不会出现。增加信道带宽也可以增加信道容量,但是这种增加不是无限制的。设信道的噪声功率谱密度为N0,则随着信道带宽 B 的增加,噪声功率N = BN0也随之增加。记信号功率最大为Es,则带宽无穷大时,信道容量的极限为
可见,增加带宽并不是提高信道容量的好方法。
信道容量是理论上信道传输信息的能力的极限,在各种通信技术中,实际能够达到的信道吞吐量远小于这一极限