影响信道极限传输速率的因素ppt课件
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通信原理ppt课件——第三章
输出信号
两条路径信道模型
34
频域表示 信道传输函数为
35
信道幅频特性为
若两条路径的相对时 延差 固定，则信 道的幅频特性为：
36
若两条路径的相对时延差相对时延
差
是随机参量 ，则信道的幅
频特性为：
多径传播信道的相关带宽 ——信道传输特性相邻两个零点之间的频率间隔
信道最大多径时延差
37
• 如果信号的频谱比相关带宽宽，则会产生严重的频率 选择性衰落，为了减少频率选择性衰落，就应使信号 的频谱小于相关带宽（通常选择信号带宽为相关带宽 的1/3~1/5）
（噪声）。
根据以上几条性质，调制 信道可以用一个二端口线 性时变网络来表示，该网 络称为调制信道模型：
调制信道模型
4
二端口的调制信道模型，其输出与输入的关系有
一般情况下，
可以表示为信道单位冲激响应c(t)与输入
பைடு நூலகம்
信号的卷积， c(t)的傅里叶变换C(w)是信道传输函数：
或
可看成是乘性干扰
根据信道传输函数 的时变特性的不同，将物理信道分为
21
➢自由空间传播 ——当移动台和基站天线在视距范围之内，这时
电波传播的主要方式是直射波，其传播可以按自由 空间传播来分析。
设发射机输入给天线功率为 (W)，则接收天线 上获得的功率为
22
自由空间传播损耗定义为 当发射天线增益和接收天线增益都等于1时
用 dB可表示为
自由空间传播损耗与距离d的平 方成正比，距离越远损耗越大
发送信号
单一频率正弦波
陆地移动多径传播
多径信道一共有n条路径，各条 路径具有时变衰耗和时变传输 时延且各条路径到达接收端的 信号相互独立，则接收端接收 到的合成波为
通信原理第四章ppt课件
通信原理第四章
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
信道的定义
通信系统中的信道是指发送设备到接收设备之间信号传 输的通道，是通信系统的重要组成部分
本章内容:
第4章 信道
信道分类 信道模型 恒参/随参信道特性对信号传输的影响 信道噪声 信道容量
按照传输媒介的不同
概述
信道的定义与分类
无线信道 ——自由空间或大气层 有线信道 ——明线、电缆、光纤
有线信道
信道频带在几百MHz至1GHz左右 主要应用： 长途通信干线，有线电视等
基带同轴电缆：
50Ω，多用于数字基带传输 速率可达10Mb/s 传输距离<几千米
宽带（射频）同轴电缆：
75Ω，用于传输模拟信号 多用于有线电视（CATV）系统 传输距离可达几十千米
有线信道
光纤
有线信道
按照系统模型中研究对象的不同：
编
调制信道
码 器
——研究调制/解调问题
调 制 器
发 转 换 器
媒 质
收 转 换 器
解 调 器
译 码 器
编码信道
——研究编码/译码问题 恒参信道
按照信道中冲击响 应是否随时间变化
——特性参数变化缓慢，视为恒定值 随参信道
——特性参数随时间变化
§4.1
无线信道
光作为一种特殊的电磁波， 在人造介质（光纤）中传播， 实现大容量，高可靠性的通信 主要应用：
电信网和移动网的骨干网
单模阶跃折射率光纤
光纤结构示意图
优点
缺点 应用
有线信道
§4.3
信道数学模型
按照系统模型中研究对象的不同：
调制信道 ——研究调制/解调问题 编码信道 ——研究编码/译码问题
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
信道的定义
通信系统中的信道是指发送设备到接收设备之间信号传 输的通道，是通信系统的重要组成部分
本章内容:
第4章 信道
信道分类 信道模型 恒参/随参信道特性对信号传输的影响 信道噪声 信道容量
按照传输媒介的不同
概述
信道的定义与分类
无线信道 ——自由空间或大气层 有线信道 ——明线、电缆、光纤
有线信道
信道频带在几百MHz至1GHz左右 主要应用： 长途通信干线，有线电视等
基带同轴电缆：
50Ω，多用于数字基带传输 速率可达10Mb/s 传输距离<几千米
宽带（射频）同轴电缆：
75Ω，用于传输模拟信号 多用于有线电视（CATV）系统 传输距离可达几十千米
有线信道
光纤
有线信道
按照系统模型中研究对象的不同：
编
调制信道
码 器
——研究调制/解调问题
调 制 器
发 转 换 器
媒 质
收 转 换 器
解 调 器
译 码 器
编码信道
——研究编码/译码问题 恒参信道
按照信道中冲击响 应是否随时间变化
——特性参数变化缓慢，视为恒定值 随参信道
——特性参数随时间变化
§4.1
无线信道
光作为一种特殊的电磁波， 在人造介质（光纤）中传播， 实现大容量，高可靠性的通信 主要应用：
电信网和移动网的骨干网
单模阶跃折射率光纤
光纤结构示意图
优点
缺点 应用
有线信道
§4.3
信道数学模型
按照系统模型中研究对象的不同：
调制信道 ——研究调制/解调问题 编码信道 ——研究编码/译码问题
信道的最高码元传输速率=WPPT课件
概况二
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概况三
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2.1 物理层的基本概念
物理层考虑的是如何在传输媒体上传输数据比特流，而不是 传输媒体或物理设备本身。物理层的主要任务是确定与传输媒体 的接口的一些特性：
（1）机械特性 （2）电气特性 （3）功能特性 （4）规程特性
6
基带信号和宽带信号
▪ 基带信号 就是将数字信号 1 或 0 直接用两种不同的电压 来表示，然后送到线路上去传输。
▪ 宽带信号 则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模 拟信号。
7
2.2.3 信道及其传输速率
1、几个概念
信 道（channel）
信道和电路并不等同，信道一般表示向某一个方向传送信息的媒体。 一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。 信道按所传输的信号可分为模拟信道和数字信道，信道上传输的信号 还有基带信号和宽带信号之分。
18
“比特/秒”与“波特”
▪ 信息的传输速率“比特/秒”与码元的传输速率“波特”在数 量上却有一定的关系。
▪ 若 1 个码元只携带 1 bit 的信息量，则“比特/秒”和“波特” 在数值上相等。
▪ 若 1 个码元携带 n bit 的信息量，则 M Baud 的码元传输速率所对应的信息传输速率为 M n b/s。
13
另一种形式的奈氏准则
理想带通特性信道的最高码元传输速率 = W Baud W 是理想带通信道的带宽，单位为赫(Hz)
不能通过
0
能通过 W (Hz)
不能通过 频率(Hz)
▪ 每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒 1 个码 元。
14
影响信道极限传输速率的因素
THANKS
信号失真分为线性失真和非线性失真 。线性失真主要由于信道带宽限制和 信号的频谱特性不匹配，而非线性失 真则主要是由于信道非线性效应。
信号失真对传输速率的影响
信号失真会导致误码率的增加，从而降低数据传输的可靠 性。在高速传输时，信号失真会更加明显，影响传输速率 的提升。
随着传输速率的提高，信道对信号的畸变能力减弱，因此 需要在有限带宽内控制信号的畸变，以保证信号质量。
02
信噪比
定义
信噪比（Signal-to-Noise Ratio，简称SNR）是指信号功 率与噪声功率的比值，通常以 分贝（dB）为单位表示。
信噪比是衡量通信系统性能的 重要参数，它决定了信号在传 输过程中能够被正确接收和识 别的能力。
在通信系统中，信噪比越大， 信号质量越好，传输误码率越 低，传输速率越高。
05
信道衰减
定义
信道衰减是指信号在 传输过程中，由于各 种原因导致的信号幅 度减小。
信道衰减是影响信道 极限传输速率的重要 因素之一。
信道衰减可能是由于 传输线、电磁波、散 射、折射等原因引起 的。
信道衰减对传输速率的影响
信道衰减会降低信号的幅度，导致信号接收端无法正确解码，从而降低传输速率。 随着信道衰减的增加，信号的误码率也会相应增加，导致数据传输的可靠性降低。
降低系统中的噪声功率可以改善信噪比。这可以 通过改进系统设计、优化设备性能、加强环境噪 声抑制等方法实现。
信道编码技术
通过采用纠错编码技术，可以在传输过程中纠正 因噪声干扰引起的错误，从而提高信噪比和传输 速率。
03
信号失真
定义
信号失真：在信号传输过程中，由于 信道特性、噪声干扰等因素，导致信 号波形发生变化，使得接收端收到的 信号与原始信号不一致。
信号失真分为线性失真和非线性失真 。线性失真主要由于信道带宽限制和 信号的频谱特性不匹配，而非线性失 真则主要是由于信道非线性效应。
信号失真对传输速率的影响
信号失真会导致误码率的增加，从而降低数据传输的可靠 性。在高速传输时，信号失真会更加明显，影响传输速率 的提升。
随着传输速率的提高，信道对信号的畸变能力减弱，因此 需要在有限带宽内控制信号的畸变，以保证信号质量。
02
信噪比
定义
信噪比（Signal-to-Noise Ratio，简称SNR）是指信号功 率与噪声功率的比值，通常以 分贝（dB）为单位表示。
信噪比是衡量通信系统性能的 重要参数，它决定了信号在传 输过程中能够被正确接收和识 别的能力。
在通信系统中，信噪比越大， 信号质量越好，传输误码率越 低，传输速率越高。
05
信道衰减
定义
信道衰减是指信号在 传输过程中，由于各 种原因导致的信号幅 度减小。
信道衰减是影响信道 极限传输速率的重要 因素之一。
信道衰减可能是由于 传输线、电磁波、散 射、折射等原因引起 的。
信道衰减对传输速率的影响
信道衰减会降低信号的幅度，导致信号接收端无法正确解码，从而降低传输速率。 随着信道衰减的增加，信号的误码率也会相应增加，导致数据传输的可靠性降低。
降低系统中的噪声功率可以改善信噪比。这可以 通过改进系统设计、优化设备性能、加强环境噪 声抑制等方法实现。
信道编码技术
通过采用纠错编码技术，可以在传输过程中纠正 因噪声干扰引起的错误，从而提高信噪比和传输 速率。
03
信号失真
定义
信号失真：在信号传输过程中，由于 信道特性、噪声干扰等因素，导致信 号波形发生变化，使得接收端收到的 信号与原始信号不一致。
通信原理第7版第4章PPT课件(樊昌信版)
→RB↓
课件制作：曹丽娜
归纳
随参信道特性
多径效应
减小衰落的措施
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
§4.5
信道噪声
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
1. 何谓噪声
2. 噪声类型
按 噪 声 来 源
人为噪声
自然噪声
内部噪声
（如热噪声）
按 噪 声 性 质
（1）信源发送的平均信息量（熵）
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
§4.2
有线信道
明线 对称电缆 同轴电缆 光纤
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
明线
1880年纽约街貌
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
对称电缆
有线信道
由多对 双绞线组成
非屏蔽双绞线(UTP)
（便宜、易弯曲、易安装）
屏蔽双绞线(STP)
第i条路径 接收信号振幅
n i 1 n
an (t ) cos c t n (t )
传输时延
ai (t ) cos c t i (t ) ai (t ) cos c t i (t )
i 1
西安电子科技大学 通信工程学院
i (t ) c i (t )
常数衰减因子 确定的传输时延因子 与信号频率有关的复因子
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
信道幅频特性
H ( ) 1 e
j
2 cos
2
信道对信号不同的频率成分，将有不同的衰减。 ——频率选择性衰落
通信原理ppt课件
移动通信系统组成
详细描述移动通信系统的各个组成部分，包括基站、移动终端、 网络设备等。
移动通信工作原理
阐述移动通信的工作原理，包括信号的发射、传输和接收过程， 以及移动终端如何实现移动通信。
有线通信系统
有线通信概述
介绍有线通信的基本原理、特点和应用领域。
有线通信系统组成
详细描述有线通信系统的各个组成部分，包括电 话线、光纤、交换机等。
多进制解调
在接收端使用相应的算法将接收到的波形还原为原始的数字 信号。
数字通信的优缺点
优点 抗干扰能力强：数字信号在传输过程中不易受到干扰，能够保证信息的准确传输。
保密性好：数字通信可以通过加密技术保证信息的安全性。
数字通信的优缺点
• 便于存储和复制：数字信号可以方便地存储和复制，不会因传输而损失信息。
有线通信工作原理
阐述有线通信的工作原理，包括信号的传输和接 收过程。
计算机网络通信系统
计算机网络概述
介绍计算机网络的基本概念、发展历程和应用领域。
计算机网络组成
详细描述计算机网络的各个组成部分，包括路由器、交换机、服务 器等。
计算机网络工作原理
阐述计算机网络的工作原理，包括信号的传输和接收过程，以及如何 实现网络通信。
STEP 03
周期性
模拟信号通常具有周期性 ，可以通过傅里叶变换将 其分解为不同频率的正弦 波。
模拟信号在传输过程中满 足线性叠加原理，即不同 频率的信号可以相互叠加 。
调幅调制与解调
调幅调制
将需要传输的消息信号与载波信号相乘，得到调幅波信号，实现将消息信号加载到载波 信号上的过程。
解调
通过将调幅波信号再次与载波信号相乘，得到原始的消息信号，实现从调幅波中提取出 消息信号的过程。
详细描述移动通信系统的各个组成部分，包括基站、移动终端、 网络设备等。
移动通信工作原理
阐述移动通信的工作原理，包括信号的发射、传输和接收过程， 以及移动终端如何实现移动通信。
有线通信系统
有线通信概述
介绍有线通信的基本原理、特点和应用领域。
有线通信系统组成
详细描述有线通信系统的各个组成部分，包括电 话线、光纤、交换机等。
多进制解调
在接收端使用相应的算法将接收到的波形还原为原始的数字 信号。
数字通信的优缺点
优点 抗干扰能力强：数字信号在传输过程中不易受到干扰，能够保证信息的准确传输。
保密性好：数字通信可以通过加密技术保证信息的安全性。
数字通信的优缺点
• 便于存储和复制：数字信号可以方便地存储和复制，不会因传输而损失信息。
有线通信工作原理
阐述有线通信的工作原理，包括信号的传输和接 收过程。
计算机网络通信系统
计算机网络概述
介绍计算机网络的基本概念、发展历程和应用领域。
计算机网络组成
详细描述计算机网络的各个组成部分，包括路由器、交换机、服务 器等。
计算机网络工作原理
阐述计算机网络的工作原理，包括信号的传输和接收过程，以及如何 实现网络通信。
STEP 03
周期性
模拟信号通常具有周期性 ，可以通过傅里叶变换将 其分解为不同频率的正弦 波。
模拟信号在传输过程中满 足线性叠加原理，即不同 频率的信号可以相互叠加 。
调幅调制与解调
调幅调制
将需要传输的消息信号与载波信号相乘，得到调幅波信号，实现将消息信号加载到载波 信号上的过程。
解调
通过将调幅波信号再次与载波信号相乘，得到原始的消息信号，实现从调幅波中提取出 消息信号的过程。
《信道极限传输速率》课件
介绍通过网络参数优化和算 法改进来提高信道传输速率 的方法。
信道编码
详细讲解如何利用更好的信 道编码技术来提高传输速率 和可靠性。
调制方式选择与带宽效率
1
调制技术
比较不同调制方式的优劣，包括ASK、FSK、PSK等。
2
带宽效率
讨论不同调制方式的带宽利用率，以及如何选择合适的调制方式来提高传输效率。
3
多天线技术
简要介绍利用多天线技术来提高信道传输速率的方法。
信道极限传输速率的改进方法
技术创新
网络优化
探讨通过技术创新来突破信 道极限，如MIMO、OFDM等。
信道容量的定义和计算方法
1和条件熵。
2
香农定理
详细解释信道容量的定义和计算方法，以及如何最大限度地利用信道资源。
3
信道带宽和信噪比
探讨信道带宽和信噪比对信道容量的影响。
香农公式及其应用
香农公式
阐述了计算信道容量的重要 方程，具体讲解其中的变量 和参数。
应用实例
提供了一个实际应用场景， 展示了如何应用香农公式来 计算传输速率。
性能优化
介绍了如何优化系统设计以 实现更高的传输速率。
多路径衰落和信噪比
多径传播
解释多径信号传播导致的衰落现象，以及如何应对和利用这种现象。
信噪比
探讨信号与噪声之间的比例，以及如何通过改进信噪比来提高传输速率。
信道编码与对码
介绍常用的信道编码和解码方法，如卷积码、纠错码等，以及其对提高信道传输速率的作用。
《信道极限传输速率》 PPT课件
在这个PPT课件中，我们将探讨无线信道的概述，信道容量的定义和计算方法， 以及香农公式及其应用。我们还将详细讲解多路径衰落和信噪比，信道编码 与对码，调制方式选择与带宽效率，以及提升信道极限传输速率的改进方法。
通信原理 第四章信道 ppt课件
§4.4 信道特性对信号传输的影响 一、恒参信道
举例：各种有线信道和部分无线信道，如卫星通 信链路信道，微波中继链路信道，…
恒参信道 实质是 非时变线性网络 信号通过 线性系统的分析方法（假设输入源这确知信号）
ei（ t）h(t)
eo(t)=ei(t)*h(t)+n(t)
n(t)
下面首先介绍一种理想的恒参信道。
有效散射区域
地球
通信原理 第四章信道 图4-7 对流层散射通信 12
阜阳师范学院物电学院
流星流星余迹散射
流星余迹
图4-8 流星余迹散射通信
流星余迹特点 － 高度80 ~ 120 km，长度15 ~ 40 km
存留时间：小于1秒至几分钟
频率 － 30 ~ 100 MHz
距离 － 1000 km以上
特点 － 低速存储、高速突发、断续传输阳师范学院物电学院
•架空明线：架空明线，即在电线杆上架设的互相平行而绝
缘的裸线，它是一种在20世纪初就已经大量使用的通信介质。
•双绞线：双绞线又称为双扭线，它是由若干对且每对有两
条相互绝缘的铜导线按一定规则绞合而成。采用这种绞合结
(2) 对信号在时间上产生固定的迟延。
这种情况也称信号是无失真传输。
通信原理 第四章信道
28
阜阳师范学院物电学院
理想信道的幅频特性、 相频特性和群迟延—频率特性
|H(w)|
K0
j (w) w td
t w
td
O
w
a 幅频特性 性
O
w
b 相频特性
O
w
c 群迟延特
理想恒参信道在整个信号频带范围之内：
➢ 幅频特性和群迟延-频率特性为常数；
信道利用率和最大传输速率
信道利用率和最大传输速率
信道利用率是指在某个时间段内，信道有效传输数据的比例。
它是衡量信道利用效率的指标，通常以百分比形式表示。
最大传输速率是指在理想条件下，信道所能达到的最高数据传输速率。
这个速率是由信道的带宽和信噪比等因素决定的。
信道利用率和最大传输速率之间存在一定的关系。
一般来说，信道利用率越高，表示信道在单位时间内传输的有效数据越多，即利用率越高。
而最大传输速率则是在理想情况下的极限速率，实际的传输速率往往受到各种因素的限制，如信噪比、传输距离、信道质量等。
在实际应用中，我们通常会根据实际需求和信道条件进行合理的调整，以提高信道利用率并尽可能接近最大传输速率。
这可以通过各种技术手段来实现，比如调制解调技术、编码技术、多路复用技术等。
同时，在设计网络或通信系统时，也需要考虑信道利用率和最大传输速率之间的平衡，以满足用户需求并提供高效可靠的通信服务。
郑州大学通信原理牛虹概要PPT课件
• 损耗与波长关系
1.31 m 1.55 m
0.7
0.9
1.1
1.3
1.5
1.7
光波波长（m）
图4-12光纤损耗与波长的关系
22
第22页/共71页
• 4.3 信道的数学模型 • 广义信道：传输媒质+系统中的一些转换装置 • 调制信道 • 编码信道
信 息 源
信 源 编
码
加 密
信 道 编
码
数
字 调
信道
屏蔽 箔 屏蔽 双绞线
传输模拟和数字信号；
通信距离：几到十几千 米；导线越粗，距离越远， 价格越高；
性能价格比高。
非屏 蔽双绞 线
17
第17页/共71页
3. 同轴电缆(CoaxialCable)
结构：内导体（铜质单股实心线或多股绞合线)、 外导体（网状编织屏蔽层） 介质层 保护塑料外层
特点：对外界干扰具有较好的屏蔽，抗电磁干扰性能较好。 大量用于有线电视网络。
塑料外皮 双绞线（5对）
16
第16页/共71页
双绞线(TwistedPair)
也称双扭线，由一对或多对相互绝缘的铜导线按一 定规则绞合而成（减少对邻近线对的电磁干扰）。双 绞线的外层可以再加上一个用金属丝编织而成的屏蔽 层。
屏蔽双绞线(STP，ShieldTwistedPair)
非屏蔽双绞线(UTP，UnShieldTwistedPair)
维护方便，被广泛用来传输多路电话及电视等。
8
第8页/共71页
卫星中继
构成 同步通信卫星（中继站，转发器） 地球站（终端站）
轨道：赤道平面 高度：35860Km 时间：24h，静止
上下行线路
数据通信主要指标与信道极限容量17页PPT文档
但实际信道总是有噪声的，实际的信道容量由信
道本身的特征（带宽，信噪比）决定，与具体通 信手段无关。根据香农定理，有噪声信道容量
C = H·log2(1+S/N） (bps) 其中，S/N为信道的信噪比。信噪比也通常用分贝 （dB）来表示，信噪比分贝数和 S/N的关系是：
信噪比（dB）= 10 log10S/N
信噪比（dB）= 10 log10S/N
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
4 种信号电平, （即码元有4种） 每个码元携带 2位二进制信息 波特率＝8 Baud 比特率＝16 bps
1秒
数据通信主要指标与信道极限容量
信号传输速率 数据传输速率 信道容量 误码率
信道容量
根据奈奎斯特定理，无噪信道容量S=B·log2N ，
只要码元的状态数增加，比特率就增加，因此无 噪信道容量是无限的。
模拟信号与数字信号
▪ 模拟信号：时间上连续，包含无穷多个值 ▪ 数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的预定值
t
t
a) 模限容量
信号传输速率 数据传输速率 信道容量 误码率
一些术语
信道(Channel)：传送信息的线路（或通路） 比特率(Bit Rate)：数据传输速率 (bps，b/s) 码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
t
同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始
信号传输速率
波特率： 每秒钟传送的码元数，或者说每秒钟
信号（比如电压）变化的次数，单位 为波特（baud)。 如果是脉冲信号，波特率可按下式计算： B=1/T (Baud) 其中 T 为一个脉冲信号的时间长度
道本身的特征（带宽，信噪比）决定，与具体通 信手段无关。根据香农定理，有噪声信道容量
C = H·log2(1+S/N） (bps) 其中，S/N为信道的信噪比。信噪比也通常用分贝 （dB）来表示，信噪比分贝数和 S/N的关系是：
信噪比（dB）= 10 log10S/N
信噪比（dB）= 10 log10S/N
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4 种信号电平, （即码元有4种） 每个码元携带 2位二进制信息 波特率＝8 Baud 比特率＝16 bps
1秒
数据通信主要指标与信道极限容量
信号传输速率 数据传输速率 信道容量 误码率
信道容量
根据奈奎斯特定理，无噪信道容量S=B·log2N ，
只要码元的状态数增加，比特率就增加，因此无 噪信道容量是无限的。
模拟信号与数字信号
▪ 模拟信号：时间上连续，包含无穷多个值 ▪ 数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的预定值
t
t
a) 模限容量
信号传输速率 数据传输速率 信道容量 误码率
一些术语
信道(Channel)：传送信息的线路（或通路） 比特率(Bit Rate)：数据传输速率 (bps，b/s) 码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
t
同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始
信号传输速率
波特率： 每秒钟传送的码元数，或者说每秒钟
信号（比如电压）变化的次数，单位 为波特（baud)。 如果是脉冲信号，波特率可按下式计算： B=1/T (Baud) 其中 T 为一个脉冲信号的时间长度
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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：
不足之处请您批评指正！ 谢谢
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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。
（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：
不足之处请您批评指正！ 谢谢
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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。