物理層 從奈奎斯特定理到夏農定理

2021-08-09 01:17:57 字數 1126 閱讀 9301

奈奎斯特定理(nyquist』s theorem)和夏農定理(shannon』s theorem)是網路傳輸中的兩個基本定理。

波特率:訊號每秒鐘電平變化的次數,單位是hz乙個訊號在一秒鐘內電平發生了365次變化,那麼這個訊號的波特率就是365hz;

位元率:訊號每秒鐘傳輸的資料的位數也就是每秒鐘傳輸0和1的個數,單位是bps(bit per second)

波特率與位元率的聯絡:位元率=波特率x單個調製狀態對應的二進位制位數。位元率=波特率x log2(m);m是訊號的編碼級數。

兩相調製(單個調製狀態對應1個二進位制位)的位元率等於波特率;四相調製(單個調製狀態對應2個二進位制位)的位元率為波特率的兩倍;每個電平就可以被理解成「00」,「01」,「10」,「11」,這樣每次電平變化就能傳輸兩位的資料了,依次類推。

頻寬:一般通道都有乙個最高的訊號頻率(注意不是波特率哦,頻率是指每秒鐘的週期數,而每個週期都會有幾次電平變化)和最低的訊號頻率,只有在這兩個頻率之間的訊號才能通過這個通道,這兩個頻率的差值就叫做這個通道的頻寬,單位是hz。

容量:最高的位元率就叫做這個通道的容量,單位是bps。我們平常所說的「頻寬」不是頻寬,而是通道容量。

奈奎斯特定理:

cmax=2×b×log2l

這裡cmax指的是通道的最大容量,b是通道的頻寬,l還是訊號電平的個數

奈奎斯特定理適用的情況是無雜訊通道,用來計算理論值。沒有雜訊的通道在現實中是不存在的。

夏農定理——夏農第二定理(有噪通道編碼定理):

cmax=b×log2(1+(s/n))

但是我們一般測量出來的以db為單位的訊雜比是經過訊雜比(db)=10×log10(s/n)換算的,所以計算時還要換算回無單位的數值。

夏農定理的意義:只要資訊傳輸速率低於通道的極限傳輸速率,就一定可以找到某種辦法來實現無差錯傳輸。(沒有提供具體的編碼實現方法,但為通訊資訊的研究指明了方向。)

奈奎斯特定理 and 夏農定理

整理自 21ic電子網 奈奎斯特定理 nyquist s theorem 和夏農定理 shannon s theorem 是網路傳輸中的兩個基本定理 要搞清楚這兩個定理,需要先弄懂一些定義 波特率 buad rate 位元率 bit rate 頻寬 bandwidth 容量 capacity 波特率...

專題 夏農 奈奎斯特定理和物理層相關

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奈奎斯特定理和夏農定理

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