计算机网络:奈氏准则与香农定理

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简介: 计算机网络:奈氏准则与香农定理

概念


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失真


  1. 信号波形变形,有噪声、干扰
  2. 影响因素:码元传输速率、信号传输距离、噪声、传输媒体质量


失真的一种现象—码间串扰


对于模拟信号:300Hz~3300Hz才能通过信道传输----信道带宽3300-300=3000Hz

低于300:衰减损耗无法通过

高于3300:码间串扰,区分不出差异,找不到码元信号间的界限


奈氏准则(奈奎斯特定理)


在理想低通(无噪声、带宽受限)条件下,为了避免码间串扰,极限****码元传输速率为2W Baud,W时信道带宽,单位是Hz

只有这两个公式带宽采用Hz!

为了混淆大家,在求一步极限数据率吧

理想低通信道下的极限数据传输率 = 2W log2 V (b/s)

V:几种码元 / 码元的离散电平数目

任何信道,码元传输速率是有上限的

信道的频带越宽,就可以用更高的速率进行码元的有效传输

奈氏准则给出了码元传输速率的限制,但没有对信息传输速率给出限制

提高数据传输率,要设法让每个码元能携带更多个比特信息------采用多元制的调制方法


香农定理


噪声,信噪比

信号强,噪声影响小

信噪比 = 信号平均功率 / 噪声的平均功率-------S/N----单位dB 分贝

信噪比dB = 10log10(S/N) 数值等价

带宽受限且有噪声的情况下,为了不产生误差,信息的数据传输速率有上限

信道的极限数据传输率 = W log2(1+S/N) (b/s)

可能要通过dB为单位的信噪比再求一步S/N

实际速率比这个求出来的低很多


“Nice”和“香浓”


奈氏准则------------内忧

为避免码间串扰,码元传输速率,码元传输速率上线时2W Baud

理想低通信道下极限数据传输率 = 2W log2 V

想提高数据率,提高带宽/采用更好的编码技术

香农定理-------------外患

带宽受限有噪声条件下的信息传输速率

信道的极限速率传输率 = W log2(1+S/N)

想要提高数据率,提高带宽/信噪比


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