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§4.2信道容量的计算这里,我们介绍一般离散信道的信道容量计算方法,根据信道容量的定义，就是在固定信道的条件下，对所有可能的输入概率分布)(x P 求平均互信息的极大值。
前面已知()Y X I ;是输入概率分布的上凸函数，所以极大值一定存在。
而);(Y X I 是r 个变量)}(),(),({21r x p x p x p 的多元函数。
并且满足1)(1=∑=ri i x p 。
所以可用拉格朗日乘子法来计算这个条件极值。
引入一个函数：∑-=ii x p Y X I )();(λφ解方程组0)(])();([)(=∑∂-∂∂∂i ii i x p x p Y X I x p λφ1)(=∑iix p （4.2。
1）可以先解出达到极值的概率分布和拉格朗日乘子λ的值，然后在解出信道容量C .因为 )()(log)()();(11i i i i i ri sj i y p x y Q x y Q x p Y X I ∑∑===而)()()(1i i ri i i x y Q x p y p ∑==，所以e e y p y p i i i i i x y Q i x p i x p log log ))(ln ()(log )()()(==∂∂∂∂。
解（4.2。
1）式有0log )()()()()()(log )(111=--∑∑∑===λe y p x y Q x y Q x p y p x y Q x y Q ii i ii r i s j i i i i sj i i (对r i ,,2,1 =都成立） 又因为)()()(1j k k rk k y p x y Q x p =∑=ri x y Q sj i j,,2,1,1)(1==∑=所以（4.2.1）式方程组可以转化为 ),,2,1(log )()(log)(1r i e y p x y Q x y Q j i j sj i j =+=∑=λ1)(1=∑=ri i x p假设使得平均互信息);(Y X I 达到极值的输入概率分布},,{21r p p p 这样有 e y p x y Q x y Q x p j i j i j ri sj i log )()(log)()(11+=∑∑==λ从而上式左边即为信道容量，得 e C log +=λ 现在令)()(log)();(1j i j sj i j i y p x y Q x y Q Y x I ∑==式中，);(Y x I i 是输出端接收到Y 后获得关于i x X =的信息量，即是信源符号i x X =对输出端Y 平均提供的互信息。
连续信道的信道容量公式
连续信道容量是指由若干连续频道组成的信道容量，其计算公式为：C=B log2 (1+SNR)，其中B为信号带宽，SNR即信噪比。
连续信道信号容量的估计与信号带宽、信噪比等参数密切相关。
在信道带宽固定的情况下，信号容量随信噪比的增大而增大。
即当信噪比增大时，信号容量也会相应增大。
因此，为了提高信号容量，在设计信号量化之前，应充分考虑信噪比，以最大限度提高信号容量。
由于连续信道容量紧密联系信号带宽与信噪比，为计算连续信道容量，应确定信号带宽及相应的信噪比。
以确定连续信道容量时，不同系统或应用场合，信号带宽及信噪比也不尽相同，选取参数则会有所差异。
考虑到防止信噪比损失过大的情况，在参与系统的比特率及频带带宽都有限的情况下，连续信道容量高信道容量可以通过改善信噪比来提升。
另外，改善系统的外部条件也会促进信号容量的增长，例如改善环境噪声及其他外部干扰因素。
如此可以使连续信道带宽进一步扩大，可产生更大的信号容量。
总之，带宽与信噪比是影响信号容量的两个重要因素，考虑到这两个参数，可以准确地估计连续信道容量。
改善信噪比及相应的外部条件是提高连续信道容量的主要手段，此外还要正确合理的选择信号带宽，以较大程度提升连续信道容量。
