信道帶寬:在信道上所能傳輸?shù)碾娦盘?hào)的頻率范圍,單位為赫茲。
信道容量:以數(shù)據(jù)傳輸速率作為指標(biāo)來(lái)表征一個(gè)信道傳輸數(shù)字信號(hào)的能力,即信道所能支持的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。
它取決于信道本身的特征——帶寬和信噪比,與具體的通信手段無(wú)關(guān)。
數(shù)據(jù)傳輸速率:信道實(shí)際上每秒鐘傳輸?shù)亩M(jìn)制比特的個(gè)數(shù)。
1.奈奎斯特定理
定義:對(duì)具有矩形頻譜的無(wú)噪聲信道,若信道帶寬為bhz,所能傳送的信號(hào)最高碼元速率為2b波特,則離散的、無(wú)噪聲的數(shù)字信道的信道容量c為:
c與碼元狀態(tài)數(shù)m有關(guān),m越高c就越高,對(duì)于無(wú)噪信道,m可以取任意值,因而無(wú)噪信道的信道容量在理論上是無(wú)限的。
例如:若信道帶寬為3000hz,則極限數(shù)據(jù)傳輸速率為6000bps;當(dāng)信號(hào)電平數(shù)m為8時(shí),即log28=3,則極限數(shù)據(jù)傳輸速率為18000bps。
2.香農(nóng)定理
香農(nóng)定理推導(dǎo)出了帶寬受限制且有隨機(jī)熱噪聲干擾的信道的極限數(shù)據(jù)傳輸速率,信號(hào)的極限數(shù)據(jù)傳輸速率除了與信道帶寬b有關(guān)外,還與信號(hào)功率對(duì)噪聲功率的比值s/n(信噪比)有關(guān),其最大的數(shù)據(jù)傳輸速率(信道容量)為:
實(shí)際中,用 10lg(s/n) 來(lái)表示信道的信噪比,單位為分貝(db)。
例如:若信道帶寬為3000hz,信噪比為30db,則極限數(shù)據(jù)傳輸速率為:
信道的帶寬b越大或信道中的信噪比s/n越大,則信息的極限數(shù)據(jù)傳輸速率就越高。
信號(hào)在信道里實(shí)際傳輸?shù)倪^(guò)程中還受其他的損失,故實(shí)際信道所能夠達(dá)到的信息傳輸速度要比香農(nóng)定理的極限數(shù)據(jù)傳輸速率低得多。