香浓定律中,带宽与信噪比互换意义是什么?

香浓定律中,带宽与信噪比互换意义是什么?,第1张

这是在一些特殊情况下使用的:

1、即减小带宽,同时提高信噪比,可以维持原来信道容量。这就意味着对于高质量(高信噪比)的传输系统,可以用更少的频带,而且不至于影响信道容量。

更大一个意义是在深空探测和军事上,

2、如果环境恶劣,信噪比难以提高,则可以通过扩频方式,维持信道容量。这方面最典型的就是美国在20世纪50年代提出的用于星际通信的深太空通信系统,也就是今天CDMA(3G通信)的前身。

香农定理指出,如果信息源的信息速率R小于或者等于信道容量C,那么,在理论上存在一种方法可使信息源的输出能够以任意小的差错概率通过信道传输。

该定理还指出:如果R>C,则没有任何办法传递这样的信息,或者说传递这样的二进制信息的差错率为1/2。

可以严格地证明;在被高斯白噪声干扰的信道中,传送的最大信息速率C由下述公式确定:

该式通常称为香农公式。C是数据速率的极限值,单位bit/s;W为信道带宽,单位Hz;S是信号功率(瓦),N是噪声功率(瓦)。

香农公式中的S/N是为信号与噪声的功率之比,为无量纲单位。如:S/N=1000(即,信号功率是噪声功率的1000倍)

但是,当讨论信噪比时,常以分贝(dB)为单位。公式如下:

换算一下:

公式表明,信道带宽限制了比特率的增加,信道容量还取决于系统信噪比以及编码技术种类。香农公式,通信工程学术语,是香农(Shannon)提出并严格证明的“在被高斯白噪声干扰的信道中,计算最大信息传送速率C公式”:C=B log2(1+S/N)。式中:B是信道带宽(赫兹),S是信道内所传信号的平均功率(瓦),N是信道内部的高斯噪声功率(瓦)。

显然,信道容量与信道带宽成正比,同时还取决于系统信噪比以及编码技术种类。香农定理指出,如果信息源的信息速率R小于或者等于信道容量C,那么,在理论上存在一种方法可使信息源的输出能够以任意小的差错概率通过信道传输。该定理还指出:如果R>C,则没有任何办法传递这样的信息,或者说传递这样的二进制信息的差错率为1/2。


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