【计算机网络复习 物理层】2.1.4 奈氏准则和香农定理

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一、失真

影响失真程度的因素：1、码元传输速率 2、信号传输距离 3、噪声干扰 4、传输媒体质量

1.1 失真的一种现象 —— 码间串扰

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，比如上图中的4000HZ。

二、奈氏准则

奈氏准则：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。（只有在这两个公式中带宽才用Hz）

1、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，就会出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。

2、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。

3、奈氏准则给出了码元传输速率的限制，但并没有对信息传输速率给出限制。

4、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比特的信息量，这就需要采用多元制的调制方法。

举个例子：

三、香农定理

噪声存在于所有的电子设备和通信信道中。由于噪声随机产生，它的瞬时值有时会很大，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，若信号较强，那么噪声影响相对较小。因此信噪比就很重要。

信噪比 = 信号的平均功率/噪声的平均功率，常记为 S/N，并用分贝（dB）作为度量单位，即：

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。

1、信道的带宽或信道的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。

2、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。

3、只要信息的传输速率低于信道的极限传输速率，就一定能够找到某种方法来是实现无差错的传输。

4、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不少。

5、从香农定理可以看出，若信道带宽 W 或信噪比 S/N 没有上限（不可能），那么信道的极限信息传输速率也就没有上限。

四、如何区分

给了信噪比也给了V，那么两种都要算，取值小的那一个

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