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04奈氏准则和香农定理.md

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  • 影响失真程度的因素
    • 码元传输速率
    • 信号传输距离
    • 噪声干扰
    • 传输媒体质量
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  • 失真的一种现象-码间串扰
    • 信号带宽:信道能通过的最高频率和最低频率之差
    • 码间串扰:接收端收到的信号波形失去了码元之间清晰界限的现象。 (频率太高)
  • 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是信道带宽,单位是Hz。
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    • 在任何信道中,码元传输的速率是有上限的。若传输速率超过此上限,就会发现严重的码间串扰问题,使接收端对码元的完全正确识别成为不可能。
    • 信道的频带越宽(即能通过的信号高频分量越多),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。
    • 由于码元的传输速率受奈氏准则的制约,所以要提高数据的传输速率,就必须设法使每个码元能携带更多个比特的信息量,这就需要采用多元制的调制方法。
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香农定理

  • 噪声存在于所有的电子设备和通信信道汇总,由于噪声随机产生,它的瞬间值有时候会很大,因此噪声会使接收端对码元的判决产生错误。但是噪声的影响是相对的,若信号强,那么噪声影响相对较小。因此,信噪比很重要。
  • 信噪比 = 信号的平均功率/噪声的平均功率,常记为S/N,用分贝(dB)作为度量单位
    • 信噪比(dB) = 10log10(S/N)
  • 香农定理:在带宽受限且有噪声的信道中,为了不产生误差,信息的数据传输速率有上限值。
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    • 信道的带宽或信道中的信噪比越大,则信息的极限传输速率就越高。
    • 对一定的传输带宽和一定的信噪比,信息传输速率的上限就确定了。
    • 只要信息的传输速率低于信道的极限传输速率,就一定能找到某种方法来实现无差别的传输。
    • 香农定理得出的为极限信息传输速率,实际信道能达到的传输速率要比它低。
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