信道容量

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。

视距传输：对于超短波、微波等更高频率的电磁波，通常采用直接点对点的直线传输。

MIMO信道容量计算公式
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）是一种通过同时使用多个发射天线和接收天线来增加无线通信系统容量的技术。

MIMO技术可以利用信道的冗余和多路径效应，提高信号的传输速率和可靠性。

1.SISO信道容量计算公式：
SISO信道容量的计算公式使用香农公式，用于计算传输速率。

香农公式如下：
C = B * log2(1 + SNR)
其中，C是信道容量，B是带宽，SNR是信噪比（Signal-to-Noise Ratio）。

SISO信道容量计算公式适用于只有一个天线的系统。

2.MIMO信道容量计算公式：
C = log2(det(I + H*SNR*H^H))
其中，C是信道容量，H是MIMO信道的传输矩阵，SNR是信噪比。

除了以上基本的MIMO信道容量计算公式，还有一些进一步考虑调制方式、信道状态信息等因素的改进公式，如ZF（Zero Forcing）和MMSE （Minimum Mean Square Error）等方法，用于提高MIMO系统的容量。

这些方法考虑了天线之间的干扰和多径效应，可以优化信号的传输和接收性能。

总结起来，MIMO信道容量的计算公式可以通过SISO信道容量公式和MIMO信道容量公式来表示，具体的计算方法需要综合考虑信道状况和系
统参数，并结合数值计算方法进行分析。

通过合理设计和优化，MIMO技术可以显著提高无线通信系统的容量和性能。

信道容量和概率的关系
在信息理论中，信道容量指的是在给定信道条件下，能够通过该信道传输的最大信息率。

信道容量的大小取决于信道的特性和噪声水平。

概率与信道容量的关系表现在信道的转移概率分布函数上。

对于一个离散无记忆信道来说，其转移概率分布函数指的是在每个可能输入符号下，输出符号的概率分布情况。

概率分布函数的不同将直接影响信道容量的大小。

简单来说，当信道的转移概率分布函数越均匀、随机性越高，信道容量就越大。

这是因为当概率分布函数随机性较高时，信道能够提供更多不同的输出选项，从而传输更多的信息。

相反，当信道的概率分布函数越集中、不均匀，信道容量就越小。

这是因为当概率分布函数集中在某些输出选项上时，信道能提供的输出选择较少，传输的信息量就受限制。

总结起来，概率分布函数的不确定性越高，信道容量就越大；概率分布函数的不确定性越低，信道容量就越小。

当一个信道受到加性高斯噪声的干扰时，如果信道传输信号的功率和信道的带宽受限，则这种信道传输数据的能力将会如何？这一问题，在信息论中有一个非常肯定的结论――高斯白噪声下关于信道容量的山农（Shannon）公式。

本节介绍信道容量的概念及山农定理。

1、信道容量的定义在信息论中，称信道无差错传输信息的最大信息速率为信道容量，记为。

从信息论的观点来看，各种信道可概括为两大类：离散信道和连续信道。

所谓离散信道就是输入与输出信号都是取值离散的时间函数；而连续信道是指输入和输出信号都是取值连续的。

可以看出，前者就是广义信道中的编码信道，后者则是调制信道。

仅从说明概念的角度考虑，我们只讨论连续信道的信道容量。

2. 山农公式假设连续信道的加性高斯白噪声功率为（W），信道的带宽为（Hz），信号功率为（W），则该信道的信道容量为这就是信息论中具有重要意义的山农公式，它表明了当信号与作用在信道上的起伏噪声的平均功率给定时，具有一定频带宽度的信道上，理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。

由于噪声功率与信道带宽有关，故若噪声单边功率谱密度为（W/Hz），则噪声功率。

因此，山农公式的另一种形式为由上式可见，一个连续信道的信道容量受、、三个要素限制，只要这三个要素确定，则信道容量也就随之确定。

3. 关于山农公式的几点讨论山农公式告诉我们如下重要结论：（1）在给定、的情况下，信道的极限传输能力为，而且此时能够做到无差错传输（即差错率为零）。

这就是说，如果信道的实际传输速率大于值，则无差错传输在理论上就已不可能。

因此，实际传输速率一般不能大于信道容量，除非允许存在一定的差错率。

（2）提高信噪比（通过减小或增大），可提高信道容量。

特别是，若，则，这意味着无干扰信道容量为无穷大；（3）增加信道带宽，也可增加信道容量，但做不到无限制地增加。

这是因为，如果、一定，有（4）维持同样大小的信道容量，可以通过调整信道的及来达到，即信道容量可以通过系统带宽与信噪比的互换而保持不变。

信道容量的计算方法信道容量的计算方法：1、对于离散无记忆信道，香农公式是计算信道容量的重要方法。

香农公式为C = W log₂(1 + S/N)，其中C表示信道容量，W表示信道带宽，S表示信号功率，N表示噪声功率。

2、在计算信道容量时，先确定信道带宽W的值。

例如，在一个无线通信系统中，经过测量或者根据通信标准规定，信道带宽可能是20MHz。

3、接着确定信号功率S。

信号功率可以通过功率测量仪器得到，比如在一个发射机输出端测量到的功率为10W。

4、然后确定噪声功率N。

噪声功率的确定需要考虑多种因素，如热噪声、干扰噪声等。

热噪声功率可以根据公式N₀= kT₀B计算，其中k是玻尔兹曼常数，T₀是绝对温度，B是等效噪声带宽。

在常温下，假设T₀= 290K，若等效噪声带宽与信道带宽相同为20MHz，可算出热噪声功率，再加上其他干扰噪声功率得到总的噪声功率N。

5、将确定好的W、S、N的值代入香农公式计算信道容量C。

6、对于离散有记忆信道，计算信道容量会更复杂。

需要考虑信道的记忆特性，通常采用马尔可夫链来描述信道状态的转移概率。

7、构建马尔可夫链的状态转移矩阵，矩阵中的元素表示从一个状态转移到另一个状态的概率。

8、通过求解马尔可夫链的稳态分布，结合输入符号的概率分布，利用信息论中的互信息公式来计算信道容量。

9、在多输入多输出(MIMO) 系统中，信道容量的计算又有不同。

需要考虑多个发射天线和多个接收天线之间的信道矩阵H。

10、利用矩阵H的特征值等信息，根据MIMO信道容量公式C = log₂det(I + ρHH*)计算信道容量，其中ρ是信噪比，I是单位矩阵，H*是H的共轭转置矩阵。

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。

●信道容量是指信息能够传输的最大平均信息速率，分为连续和离散信道。

●AM信号的频谱由载频分量，上边带和下边带三部分组成●AM信号是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽的2倍，DSB的调制效率100%●在大信噪化情况下，AM信号包络检波器的性能几乎与相干解调法相同，当输入信噪比低于当限值时，将会出现门限效应，这时解调器的输出信噪比将急剧恶化，系统无法正常工作。

（现象）进行解调，解调器输出端总是单独存在有用信号项。

●相干解调的方法解调各种线性调制信号时不存在门限效应。

原因是信号与噪声分别●确知信号按照其强度可分为能量信号和功率信号，能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，平均功率为0，功率信号的持续时间无限，能量为无穷大●①均值与t无关，为常数②自相函数只与时间间隔t=t2-t1有关，同时满足①②的过程为广义平稳随机过程，平稳过程一定是广义平稳的，具有各态历经性的随机过程一定是广义平稳的。

●输出过程的功率谱密度是输出过程的功率谱密度乘以系统频率响应模值的平方。

●一个过程的时间平均等于对应的统计平均，则该过程是各态历经性的。

广义平稳过程的自相关函数R（t）是t的偶函数，且R（0）等于总平均功率，是R（t）的最大值。

功率谱密度P（f）是自相关函数R（t）的博立叶变换。

●DSB信号的调制效率为100%，SSB信号的频谱最窄，效率最高。

AM调制效率最大为2/3●解调方法有相干解调和非相干解调（包括检波法，模拟调制分为幅度和角度调制）●数字通信系统的主要性能指标是传码率和误码率●信道为路复用方法有时分复用，码分复用和频分复用。

●按信道中传输信号不同，通信可分为模拟传输系统和数字传输系统。

●模拟现行调制系统在解调过程中AM包络检波解调会产生门限效应。

●通信系统的一般模型：信息源￫发送设备￫信道￫接收设备￫受信者●按信道中传输的信号是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和频带传输系统●正弦波加窄带高斯噪声的包络服从广义瑞利分布●随机过程的功率谱密度集中在中心频率fc附近相对窄的频率内●按信息传送方向于时间的关系，分为单工半双工全双工三种通信方式。

对称信道的信道容量计算公式
对称信道的信道容量
在通信系统中，信道容量是一个重要的性能指标，用于评估在给
定的信道条件下，可以传输的最大信息量。

针对对称信道，信道容量
的计算公式如下：
计算公式
对称信道的信道容量计算公式为：
C = B * log2(1 + S/N)
其中： - C：信道容量，单位为比特每秒（bps） - B：信道带宽，单位为赫兹（Hz） - S：信号功率，单位为瓦特（W） - N：噪声功率，单位为瓦特（W）
实例解释
假设某通信系统中，对称信道的带宽为10 kHz，信号功率为 1 W，噪声功率为 W。

根据上述计算公式，可以计算出该对称信道的信道容量：
C = 10,000 * log2(1 + 1/) ≈ 66,427 bps
因此，在该信道条件下，该通信系统可以以每秒传输约66,427比特的信息量。

总结
对称信道的信道容量可以通过计算公式 C = B * log2(1 + S/N) 来求解。

通过了解信道带宽、信号功率和噪声功率等参数，我们可以评估在给定的信道条件下，通信系统能够传输的最大信息量。

通信基础知识｜信道容量写在前面：关于信道容量相关的定义与理论，最经典的是与AWGN信道相关的香农公式，随着移动通信系统的发展，通信信道越来越复杂，在香农公式研究的基础上实际上又有很多展开的研究，包括平坦衰落信道、频率选择性等信道的容量、又包括收发端是否已知信道信息条件下的容量。

本篇文章将相关的资料加以记录整理，供个人学习使用。

1 相关定义•香农容量（各态历经容量、遍历容量）：系统无误传输（误码率为0）下，能够实现的最大传输速率；香农定义该容量为在某种输入分布\(p_X(x)\)下，信息传递能够获得的最大平均互信息\(I(X;Y)\)，也即\(C_{\rmergodic}=\max_{p_X(x)}I(X;Y)\)；如果信道衰落变化很快，在一个编码块内，所有的信息会经历所有可能的衰落，那么此时通常用各态历经容量来定义capacity，为每种可能衰落下，信道容量的统计平均值•中断容量：系统在某个可接受的中断概率下的最大传输速率（注意信噪比越小，中断概率越大，于是可接受的最大中断概率对应着一个最小的信噪比），有\(P_{\rm outage}=P(\gamma<\gamma_{\min})\)；如果信道衰落变化较慢，在一个编码块内，信息经历相同的衰落，而不同编码块内信息经历不同的衰落，此时通常用中断容量来讨论capacity2 影响信道容量的因素•信道种类：AWGN信道、平坦衰落信道、频率选择性衰落信道、时间选择性衰落信道等•信道信息对于收发端是否已知：收发端已知信道衰落分布信息CDI、接收端已知信道实时的状态信息CSIR、收发端都已知信道实时的状态信息CSIRT3 SISO信道容量AWGN信道：最简单的加性高斯白噪声AWGN信道的（香农）信道容量，即是经典的香农公式：\(C=B\log(1+\frac{S}{N})\)，其推导见通信基础知识 | 信息熵与香农公式，注意两个条件：高斯分布的信源熵最大、信号与噪声不相关平坦衰落信道：对于平坦衰落信道模型\(y=hx+n\)来说，信道的抽头系数可以写为\(\sqrt{g[i]}\)，其中\(g[i]\)为每时刻的功率增益系数，信噪比此时考虑信道的衰落作用，为\(\gamma=\frac{S|h|^2}{N}\)•CDI：求解困难•CSIR：经过衰落的信道\(h\)的作用，相比AWGN信道，平坦衰落信道的信噪比会随之随机下降o各态历经容量：\(C_{\rmergodic}=B\int_0^{\infty}\log(1+\gamma)p(\gamma)d\gamma\)，由于平坦衰落信道中的信噪比\(\gamma\)相比AWGN信道都是下降的，不难判断有\(C_{\rm fading}<C_{\rm AWGN}\)o中断容量：\(C_{\rmoutage}=B\log(1+\gamma_{\min})\)，平均正确接受的信息速率为\(C_{\rm right}=(1-P_{\rmoutage})B\log(1+\gamma_{\min})\)•CSIRT：根据香农公式，信道容量与接收信号功率、噪声功率、信号带宽相关。

信道容量是信道的一个参数，反映了信道所能传输的最大信息量，其大小与信源无关。

对不同的输入概率分布，互信息一定存在最大值。

我们将这个最大值定义为信道的容量。

一但转移概率矩阵确定以后，信道容量也完全确定了。

尽管信道容量的定义涉及到输入概率分布，但信道容量的数值与输入概率分布无关。

我们将不同的输入概率分布称为试验信源，对不同的试验信源，互信息也不同。

其中必有一个试验信源使互信息达到最大。

这个最大值就是信道容量。

信道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数（称信道的数据传输速率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，简记为bps。

通信的目的是为了获得信息，为度量信息的多少（信息量），我们用到了熵这个概念。

在信号通过信道传输的过程中，我们涉及到了两个熵，发射端处信源熵——即发端信源的不确定度，接收端处在接收信号条件下的发端信源熵——即在接收信号条件下发端信源的不确定度。

接收到了信号，不确定度小了，我们也就在一定程度上消除了发端信源的不确定性，也就是在一定程度上获得了发端信源的信息，这部分信息的获取是通过信道传输信号带来的。

如果在通信的过程中熵不能够减小（不确定度减小）的话，也就没有通信的必要了。

最理想的情况就是在接收信号条件下信源熵变为0（不确定度完全消失），这时，发端信息完全得到。

通信信道，发端X，收端Y。

从信息传输的角度看，通过信道传输了I(X;Y)=H(X)-H(X|Y) ,( 接收Y前后对于X的不确定度的变化)。

I该值与两个概率有关，p(x),p(y|x)，特定信道转移概率一定，那么在所有p(x) 分布中，max I(X;Y)就是该信道的信道容量C(互信息的上凸性）。

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。

[3]X代表已传送信号的随机变量空间，Y代表已收到信号的随机变量空间。

代表已知X的情况下Y的条件机率。

我们先把通道的统计特性当作已知，p Y | X(y | x)就是通道的统计特性。

什么是信道容量？信道容量是信息通信领域中一个重要的概念，它用来衡量在特定条件下传输信号的最大速率，也被称为传输速率极限。

在信息论中，信道容量用来衡量最大可靠传输的信息速率，是评估通信系统性能的一个重要指标。

那么，究竟什么是信道容量呢？下面将从几个方面进行科普，向您解释清楚。

一、信息论初探信息论是一门研究信息传输和处理的数学理论，由克劳迪奥·香农于1948年提出。

它以概率论和统计学为基础，深入探讨了信息的表示、传输和处理过程。

信息论的核心概念之一就是信道容量，它对于研究通信系统的可靠性和传输效率有着重要意义。

二、信道容量的定义信道容量衡量了在给定的信道条件下，能够传输的最大信息速率。

该容量与信道的带宽、信噪比等因素密切相关。

在理想条件下，信道容量就代表了信道的极限传输速率。

具体而言，如果我们能设计出适当的编码和解码方法，使得数据传输速率接近信道容量，那么我们就可以在信息传输中达到很高的可靠性。

三、影响信道容量的因素1. 带宽：信道带宽是指信号传输过程中可用的频率范围。

带宽越大，信道容量理论上也就越大。

2. 信噪比：信噪比是指信号与噪声的比值，用来衡量信号受到噪声干扰的情况。

信噪比越大，信道容量就越高。

3. 多径效应：多径效应是指信号在传输过程中经历多条路径，导致信号传输的时延扩展和衰落。

多径效应会降低信道容量。

4. 调制方式：调制方式也会影响信道容量。

不同调制方式可以将同一带宽内的信息量增加或减少。

四、提高信道容量的方法1. 带宽分配：通过合理分配信道带宽，可以增加信道容量。

例如，在多用户系统中，将带宽分配给各个用户，可以提高整体的传输速率。

2. 编码技术：利用各种编码技术，包括纠错编码和压缩编码，可以提高信道容量。

通过巧妙地设计编码方案，可以在有限的带宽内传输更多的信息。

3. 天线设计：合理设计天线阵列可以改善信道传输的性能和容量。

通过增加天线的数量和优化布局，可以提高信号的接收和发送效果，进而提高信道容量。

信息论中的信道容量与编码速率信息论是研究信息传输和处理的数学理论，其中信道容量和编码速率是信息论中的重要概念。

信道容量指的是一个通信信道所能传输的最大信息速率，而编码速率则是在给定信道容量下实现可靠通信所需要的编码速率。

本文将分别介绍信道容量和编码速率在信息论中的作用和重要性。

信道容量是一个通信系统的重要指标，它描述了在给定信道条件下最大的数据传输速率。

信道容量的计算取决于信道的物理特性以及噪声水平。

通常情况下，信道容量可以通过香农公式进行计算，该公式考虑了信道的带宽、信噪比等因素。

信道容量的大小直接影响到通信系统的传输效率，理论上，如果通信系统的编码速率大于信道容量，那么就可以实现无限接近于理论上的最大传输速率。

因此，信道容量是通信系统设计中一个重要的参考指标。

与信道容量相关的是编码速率，编码速率是指在信道容量限制下实现可靠通信所需要的编码速率。

编码速率的选择与信道编码技术密切相关，通信系统需要设计合适的编码方案来提高数据传输的可靠性和效率。

传统的编码技术包括奇偶校验码、循环冗余校验码等，而近年来，随着深度学习和人工智能的发展，基于神经网络的编码技术也得到了广泛的应用。

选择适当的编码速率可以提高数据传输的可靠性，减小误码率和延迟，提升通信系统的性能。

在实际通信系统中，信道容量和编码速率通常需要进行折中考虑。

信道容量较大时，可以选择更高的编码速率来提高传输速率，但也会增加误码率和复杂度；而信道容量较小时，则需要降低编码速率以保证数据传输的可靠性。

通信系统的设计者需要根据实际需求和信道条件来合理选择信道容量和编码速率，从而实现较好的通信性能。

综上所述，信息论中的信道容量和编码速率是通信系统设计中不可或缺的重要概念。

合理选择适当的信道容量和编码速率可以提高通信系统的传输效率和可靠性，为信息传输提供更好的保障。

在未来的通信技术发展中，信道容量和编码速率仍将是信息论研究的热点领域，不断推动通信技术的进步和创新。

第5章 信道及信道容量教学内容包括：信道模型及信道分类、单符号离散信道、多符号离散信道、多用户信道及连续信道5．1信道模型及信道分类教学内容：1、一般信道的数学模型2、信道的分类3、信道容量的定义1、 一般信道的数学模型影响信道传输的因素：噪声、干扰。

噪声、干扰：非函数表述、随机性、统计依赖。

信道的全部特性：输入信号、输出信号，以及它们之间的依赖关系。

信道的一般数学模型：2、 信道的分类输出随机信号输入、输出随机变量个数输入和输出的个数信道上有无干扰有无记忆特性3、信道容量的定义衡量一个信息传递系统的好坏，有两个主要指标：图5.1.1 一般信道的数学模型离散信道、连续信道、半离散或半连续信道 单符号信道和多符号信道 有干扰信道和无干扰信道有记忆信道和无记忆信道单用户信道和多用户信道 速度指标质量指标速度指标：信息（传输）率R ，即信道中平均每个符号传递的信息量；质量指标：平均差错率e P ，即对信道输出符号进行译码的平均错误概率；目标：速度快、错误少，即R 尽量大而e P 尽量小。

信道容量：信息率R 能大到什么程度； )/()()/()();(X Y H Y H Y X H X H Y X I R -=-==若信道平均传送一个符号所需时间为t 秒，则);(1Y X I t R t =（bit/s ）称t R 为信息（传输）速率。

分析：对于给定的信道，总存在一个信源（其概率分布为*)(X P ），会使信道的信息率R 达到最大。

（);(Y X I 是输入概率)(X P 的上凸函数，这意味着);(Y X I 关于)(X P 存在最大值）每个给定的信道都存在一个最大的信息率，这个最大的信息率定义为该信道的信道容量，记为C ，即);(max max Y X I R C XXP P ==bit/符号 （5.1.3）信道容量也可以定义为信道的最大的信息速率，记为t C⎭⎬⎫⎩⎨⎧==);(1max max Y X I t R C XX P t P t （bit /s ） （5.1.4） 解释：(1)信道容量C 是信道信息率R 的上限，定量描述了信道（信息的）最大通过能力； (2)使得给定信道的);(Y X I 达到最大值（即信道容量C ）的输入分布，称为最佳输入（概率）分布，记为*)(X P ；(3)信道的);(Y X I 与输入概率分布)(X P 和转移概率分布)/(X Y P 两者有关，但信道容量C 是信道的固有参数，只与信道转移概率)/(X Y P 有关。