信道极限传输速率讲稿

带宽，传输速率【带宽W】带宽，⼜叫频宽，是数据的传输能⼒，指单位时间内能够传输的⽐特数。

⾼带宽意味着⾼能⼒。

数字设备中带宽⽤bps（b/s）表⽰，即每秒最⾼可以传输的位数。

模拟设备中带宽⽤Hz表⽰，即每秒传送的信号周期数。

通常描述带宽时省略单位，如10M实质是10M b/s。

带宽计算公式为：带宽=时钟频率*总线位数/8。

电⼦学上的带宽则指电路可以保持稳定⼯作的频率范围。

【数据传输速率Rb】数据传输速率，⼜称⽐特率，指每秒钟实际传输的⽐特数，是信息传输速率（传信率）的度量。

单位为“⽐特每秒（bps）”。

其计算公式为S=1/T。

T为传输1⽐特数据所花的时间。

【波特率RB】波特率，⼜称调制速率、传符号率（符号⼜称单位码元），指单位时间内载波参数变化的次数，可以以波形每秒的振荡数来衡量，是信号传输速率的度量。

单位为“波特每秒（Bps）”，不同的调制⽅法可以在⼀个码元上负载多个⽐特信息，所以它与⽐特率是不同的概念。

【码元速率和信息速率的关系】码元速率和信息速率的关系式为： Rb=RB*log2 N。

其中，N为进制数。

对于⼆进制的信号，码元速率和信息速率在数值上是相等的。

【奈奎斯特定律】奈奎斯特定律描述了⽆噪声信道的极限速率与信道带宽的关系。

1924年，奈奎斯特（Nyquist）推导出理想低通信道下的最⾼码元传输速率公式：理想低通信道下的最⾼RB = 2W Baud。

其中，W为理想低通信道的带宽，单位是赫兹（Hz），即每赫兹带宽的理想低通信道的最⾼码元传输速率是每秒2个码元。

对于理想带通信道的最⾼码元传输速率则是：理想带通信道的最⾼RB= W Baud，即每赫兹带宽的理想带通信道的最⾼码元传输速率是每秒1个码元。

符号率与信道带宽的确切关系为：RB=W(1+α)。

其中， 1/1+α为频道利⽤率，α为低通滤波器的滚降系数，α取值为0时，频带利⽤率最⾼，但此时因波形“拖尾”⽽易造成码间⼲扰。

它的取值⼀般不⼩于0.15，以调解频带利⽤率和波形“拖尾”之间的⽭盾。

带宽与数据传输速率如果从电⼦电路⾓度出发，带宽（Bandwidth）本意指的是电⼦电路中存在⼀个固有通频带，这个概念或许⽐较抽象，我们有必要作进⼀步解释。

⼤家都知道，各类复杂的电⼦电路⽆⼀例外都存在电感、电容或相当功能的储能元件，即使没有采⽤现成的电感线圈或电容，导线⾃⾝就是⼀个电感，⽽导线与导线之间、导线与地之间便可以组成电容——这就是通常所说的杂散电容或分布电容；不管是哪种类型的电容、电感，都会对信号起着阻滞作⽤从⽽消耗信号能量，严重的话会影响信号品质。

这种效应与交流电信号的频率成正⽐关系，当频率⾼到⼀定程度、令信号难以保持稳定时，整个电⼦电路⾃然就⽆法正常⼯作。

为此，电⼦学上就提出了“带宽”的概念，它指的是电路可以保持稳定⼯作的频率范围。

⽽属于该体系的有显⽰器带宽、通讯/⽹络中的带宽等等。

⽽第⼆种带宽的概念⼤家也许会更熟悉，它所指的其实是数据传输率，譬如内存带宽、总线带宽、⽹络带宽等等，都是以“字节/秒”为单位。

我们不清楚从什么时候起这些数据传输率的概念被称为“带宽”，但因业界与公众都接受了这种说法，代表数据传输率的带宽概念⾮常流⾏，尽管它与电⼦电路中“带宽”的本意相差很远。

对于电⼦电路中的带宽，决定因素在于电路设计。

它主要是由⾼频放⼤部分元件的特性决定，⽽⾼频电路的设计是⽐较困难的部分，成本也⽐普通电路要⾼很多。

这部分内容涉及到电路设计的知识，对此我们就不做深⼊的分析。

⽽对于总线、内存中的带宽，决定其数值的主要因素在于⼯作频率和位宽，在这两个领域，带宽等于⼯作频率与位宽的乘积，因此带宽和⼯作频率、位宽两个指标成正⽐。

不过⼯作频率或位宽并不能⽆限制提⾼，它们受到很多因素的制约数据传输速率1)数据传输速率--每秒传输⼆进制信息的位数，单位为位/秒，记作bps或b/s。

计算公式: S=1/T log2N(bps) ⑴式中 T为⼀个数字脉冲信号的宽度(全宽码)或重复周期(归零码)单位为秒；N为⼀个码元所取的离散值个数。

信道、信道容量、数据传输速率简介：信道、信道容量、数据传输速率（⽐特率）、电脑装置带宽列表⼀、信道的概念信道，是信号在通信系统中传输的通道，是信号从发射端传输到接收端所经过的传输媒质，这是狭义信道的定义。

⼴义信道的定义除了包括传输媒质，还包括信号传输的相关设备。

信道容量是在通信信道上可靠地传输信息时能够达到的最⼤速率。

根据有噪信道编码定理，给定信道的信道容量是其以任意⼩的差错概率传输信息的极限速率。

信道容量的单位为⽐特每秒、奈特每秒等等。

⾹农在第⼆次世界⼤战期间发展出信息论，并给出了信道容量的定义和计算信道容量的数学模型。

他指出，信道容量是信道的输⼊与输出的互信息量的最⼤值，这⼀最⼤取值由输⼊信号的概率分布决定。

⼆、信道的分类（⼀）狭义信道的分类狭义信道，按照传输媒质来划分，可以分为有线信道、⽆线信道和存储信道三类。

1. 有线信道有线信道以导线为传输媒质，信号沿导线进⾏传输，信号的能量集中在导线附近，因此传输效率⾼，但是部署不够灵活。

这⼀类信道使⽤的传输媒质包括⽤电线传输电信号的架空明线、电话线、双绞线、对称电缆和同轴电缆等等，还有传输经过调制的光脉冲信号的光导纤维。

2. ⽆线信道⽆线信道主要有以辐射⽆线电波为传输⽅式的⽆线电信道和在⽔下传播声波的⽔声信道等。

⽆线电信号由发射机的天线辐射到整个⾃由空间上进⾏传播。

不同频段的⽆线电波有不同的传播⽅式，主要有：地波传输：地球和电离层构成波导，中长波、长波和甚长波可以在这天然波导内沿着地⾯传播并绕过地⾯的障碍物。

长波可以应⽤于海事通信，中波调幅⼴播也利⽤了地波传输。

天波传输：短波、超短波可以通过电离层形成的反射信道和对流层形成的散射信道进⾏传播。

短波电台就利⽤了天波传输⽅式。

天波传输的距离最⼤可以达到400千⽶左右。

电离层和对流层的反射与散射，形成了从发射机到接收机的多条随时间变化的传播路径，电波信号经过这些路径在接收端形成相长或相消的叠加，使得接收信号的幅度和相位呈随机变化，这就是多径信道的衰落，这种信道被称作衰落信道。

信道传输能力的指标信道传输能力是指在单位时间内通过信道传输的数据量。

它是衡量信道传输性能的重要指标之一，对于评估通信系统的性能具有重要意义。

本文将从不同角度介绍信道传输能力的指标，并探讨其相关概念和应用。

我们来介绍一些常见的衡量信道传输能力的指标。

第一个指标是数据传输速率，即单位时间内传输的数据位数。

常见的单位有bps （比特每秒）、Kbps（千比特每秒）、Mbps（兆比特每秒）等。

数据传输速率直接影响着信道的传输能力，通常情况下，数据传输速率越高，信道传输能力越大。

除了数据传输速率，信道的带宽也是衡量传输能力的重要指标之一。

带宽是指信道能够传输的频率范围，通常以Hz为单位。

带宽越大，信道传输能力越高，能够传输更多的数据。

带宽与数据传输速率之间存在着一定的关系，可以通过调制技术和编码方式来提高信道的传输效率，从而提高数据传输速率。

除了数据传输速率和带宽，误码率也是衡量信道传输能力的重要指标之一。

误码率是指在信道传输过程中出现错误的比例。

误码率越低，信道传输能力越强，能够更可靠地传输数据。

为了降低误码率，通信系统通常会采用差错控制编码和纠错编码等技术，以提高信道传输的可靠性。

另外一个重要的指标是信噪比（SNR），它是信号与噪声功率之比。

信噪比越高，表示信号在传输过程中受到的噪声干扰越小，信道传输能力越强。

在实际通信系统中，为了提高信噪比，通常会采用调制技术、功率控制和多天线等技术手段。

时延也是衡量信道传输能力的重要指标之一。

时延包括传输时延、传播时延、处理时延和排队时延等。

传输时延是指数据从发送端到接收端所需的时间；传播时延是指信号在信道中传播所需的时间；处理时延是指数据在通信设备中处理所需的时间；排队时延是指数据在队列中等待处理所需的时间。

时延越小，信道传输能力越高，能够更快速地传输数据。

信道传输能力的指标包括数据传输速率、带宽、误码率、信噪比和时延等。

这些指标反映了信道传输的性能和可靠性，对于设计和评估通信系统具有重要意义。

网线极限传输速率计算公式在现代社会中，网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分。

无论是在家里上网，还是在工作中进行数据传输，网络都扮演着重要的角色。

而在网络中，网线是一种常见的传输介质，其传输速率的计算公式对于网络工程师和网络管理员来说是非常重要的。

本文将介绍网线极限传输速率的计算公式，并对其进行详细解释。

网线极限传输速率的计算公式可以用以下公式表示：速率 = 带宽信噪比传输速率信道利用率。

其中，带宽是网线的频率范围，通常以赫兹（Hz）为单位；信噪比是信号与噪声的比值；传输速率是数据在单位时间内通过网线的速度，通常以比特每秒（bps）为单位；信道利用率是网络中实际传输数据的时间与总时间的比值。

在这个公式中，带宽是网线传输速率的关键因素之一。

带宽越大，网线传输速率就越高。

带宽的大小受到网线本身的物理特性和信号传输技术的影响。

通常情况下，网线的带宽在100MHz到1000MHz之间，不同类型的网线带宽有所不同。

信噪比是另一个影响网线传输速率的重要因素。

信噪比越高，网线传输速率就越高。

信噪比是指信号与噪声的比值，它反映了信号的清晰程度。

通常情况下，信噪比越高，网线传输速率就越高。

传输速率是指数据在单位时间内通过网线的速度。

传输速率越高，网线传输速率就越高。

传输速率受到网线本身的传输能力和接口设备的影响。

通常情况下，传输速率越高，网线传输速率就越高。

信道利用率是网络中实际传输数据的时间与总时间的比值。

信道利用率越高，网线传输速率就越高。

信道利用率受到网络中设备和数据流量的影响。

通常情况下，信道利用率越高，网线传输速率就越高。

通过以上公式和解释，我们可以看出网线极限传输速率的计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素的影响。

在实际应用中，网络工程师和网络管理员需要根据具体情况综合考虑各种因素，选择合适的网线和配置参数，以达到最佳的传输速率。

除了以上公式中提到的因素，网线传输速率还受到其他因素的影响，例如网络拓扑结构、网络设备性能、数据包大小等。

奈氏准则与香农公式奈氏准则1924年，奈奎斯特（Nyquist）就推导出在理想低通信道下的最高码元传输速率的公式：理想低通信道下的最高码元传输速率＝2WBaud其中W是理想低通信道的带宽，单位为赫兹；Baud是波特，即码元传输速率的单位，1波特为每秒传送1个码元。

奈氏准则的另一种表达方法是：每赫兹带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。

若码元的传输速率超过了奈氏准则所给出的数值，则将出现码元之间的互相干扰，以致在接收端就无法正确判定码元是1还是0。

对于具有理想带通矩形特性的信道（带宽为W），奈氏准则就变为：理想带通信道的最高码元传输速率＝1WBaud，即每赫宽带的带通信道的最高码元传输速率为每秒1个码元。

奈氏准则是在理想条件下推导出的。

在实际条件下，最高码元传输速率要比理想条件下得出的数值还要小些。

电信技术人员的任务就是要在实际条件下，寻找出较好的传输码元波形，将比特转换为较为合适的传输信号。

需要注意的是，奈氏准则并没有对信息传输速率（b/s）给出限制。

要提高信息传输速率就必须使每一个传输的码元能够代表许多个比特的信息。

这就需要有很好的编码技术。

香农公式1948年，香农（Shannon）用信息论的理论推导出了带宽受限且有噪声干扰的信道的极限信息传输速率。

当用次速率进行传输时，以做到不出差错。

用公式表示，则信道的极限信息传输速率C可表达为C＝Blog 2（1+S/N）信噪比SNR=S(信号功率)/N(噪声功率)其中B为信道的宽度，S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的噪声功率。

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。

它给出了信息传输速率的极限，即对于一定的传输带宽（以赫兹为单位）和一定的信噪比，信息传输速率的上限就确定了。

这个极限是不能够突破的。

要想提高信息的传输速率，或者必须设法提高传输线路的带宽，或者必须设法提高所传信号的信噪比，此外没有其他任何办法。