影响信道极限传输速率的因素ppt课件

数字信道是一种离散信道，它只能传送离散值的 数字信号，信道的带宽决定了信道中能不失真的传输 脉序列的最高速率。
（二）三个基本量之间的关系
信道容量和信道带宽具有正比的关系：带宽越大， 容量越大。(这句话是说,信道容量只是在受信噪比影 响的情况下的信息传输速率)
因此通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在 着明确的关系，所以人们可以用“带宽”去取代“速率”。
C =W log2（1+s/N）（bit/s）
这就是香农信道容量公式。从公式(1)中我们可以 看出，在特定带宽（W）和特定信噪比(S/N)的信道中 传送信息的速率是一定的。由信道容量公式还可得出以 下结论：
(1)提高信号S与噪声N功率之比，可以增加信道容量。
(2)当信道中噪声功率N->0时，信道容量C->无穷大， 这就是说无干扰信道的信道容量可以为无穷大。
Cw→∞=1.44S/N0 (bit/s)
其中，N0为噪声功率谱密度,N0=N/W。
2、无噪声信道的极限传输速 率
奈奎斯特准则指出： 如果间隔为π/ω(ω=2πf),通过理想通信信道传输的
窄脉冲信号，则前后码元之间不产生相互窜扰。因此， 对于二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与通信 信道带宽B（B单位Hz)的关系可以写为：
2 Rmax＝ B (bit/s)
也就是在当信道的带宽为B（Hz）时,该信道的无 码间干扰时的最高传输速率为2B（bit/s）,也即系统的的 最高频带利用率（单位频带内的传输速率）为2 .当发送 端是传输码率超过了该基带信道的带宽的2倍时，将出 现码间干扰，也就是信道的带宽限制了比特的传输速率。
(3)信道容量C一定时，带宽W与信噪比S/N之间可以互 换，即减小带宽，同时提高信噪比，可以维持原来信 道容量。
(4)信噪比一定时，增加带宽W可以增大信道容量。但 噪声为高斯白噪声时(实际的通信系统背景噪声大多为 高斯白噪)，增加带宽同时会造成信噪比下降，因此无 限增大带宽也只能对应有限信道容量，该极限容量为：
（三）最大数据传输速率
奈奎斯特定理--描述了有限带宽、无噪声信道的 最大数据传输速率与信道带宽的关系。
香农定理则--描述了有限带宽、有随机热噪声信 道的最大传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。
1、有噪声信道的极限传输速率
香农定理指出，在噪声与信号独立的高斯白噪信 道中，假设信号的功率为S，噪声功率为N，信道通频带 宽为W(Hz)，则该信道的信道容量C有：
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Hale Waihona Puke 1 对于二进制数据，数据传输速率为：S= /T (bps)，
其中，T为发送每一比特所需要的时间。
2、信道容量
在特定约束下，给定信道从规定的信源发送消息 的能力的度量。通常是在采用适当的代码，且差错率 在可接受范围的条件下，以所能达到的最大比特率来 表示。
3、带宽的物理意义
在模拟通信系统或传输介质中，所说的“带宽” 是指信号频率的通频范围，单位为“HZ”。
三、影响信道 极限传输速率的因素
（一）几个相关基本概念
1、什么是数据传输速率？ 2、所谓的信道容量是什么？ 3、带宽的物理意义是什么？
1、数据传输速率
数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指 标之一。数据传输速率在数值上等于每秒钟传输的二 进制比特数，单位为比特/秒，记作bit/s或者bps。