信道的極限容量
發布時間:2014/8/20 18:52:43 訪問次數:1094
幾十年來,通信領域的學者一直在努力尋找提高數據傳輸速率的途徑。這個問題很雜, IRF7404PBF因為任何實際的信道都不是理想的,在傳輸信號時會產生各種失真。我們知道,數字通信的優點就是:在接收端只要我們能從失真的波形識別出原來的信號,那么這種失真對通信質量就沒有影響。例如,圖2-4(a)表示信號通過實際的信道后雖然有失真,但在接收端還可識別原來的碼元。但圖2-4(b)就不同了,這時失真已很嚴重,在接收端無法識別碼元是1還是0。碼元傳輸的速率越高,或信號傳輸的距離越遠,或噪聲干擾越大,或傳輸媒體質量越差,在接收端的波形的失真就越嚴重。
從概念上講,限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有以下兩個。
信道能夠通過的頻率范圍
具體的信道所能通過的頻率范圍總是有限的。信號中的許多高頻分量往往不能通過信道。像圖2-4所示的發送信號是一種典型的矩形脈沖信號,它包含很豐富的高頻分量。如果信號中的高頻分量在傳輸時受到衰減,那么在接收端收到的波形前沿和后沿就變得不那么陡峭了,每一個碼元所占的時間界限也不再是很明確的,而是前后都拖了“尾巴”。這樣,在接收端收到的信號波形就失去了碼元之間的清晰界限。這種現象叫做碼間串擾。嚴重的碼間
串擾使得本來分得很清楚的一串碼元變得模糊而無法識別。早在1924年,奈奎斯特(Nyquist)就推導出了著名的奈氏準則。他給出了在假定的理想條件下,為了避免碼間串擾,碼元的傳輸速率的上限值。奈氏準則的推導已超出本書的范圍,這可在通信原理教科書中查閱到。我們需要知道的就是:在任何信道中,碼元傳輸的速率是有上限的,傳輸速率超過此上限,就會出現嚴重的碼間串擾的問題,使接收端對碼元的判決(即識別)成為不可能。
如果信道的頻帶越寬,也就是能夠通過的信號高頻分量越多,那么就可以用更高的速率傳送碼元而不出現碼間串擾。
幾十年來,通信領域的學者一直在努力尋找提高數據傳輸速率的途徑。這個問題很雜, IRF7404PBF因為任何實際的信道都不是理想的,在傳輸信號時會產生各種失真。我們知道,數字通信的優點就是:在接收端只要我們能從失真的波形識別出原來的信號,那么這種失真對通信質量就沒有影響。例如,圖2-4(a)表示信號通過實際的信道后雖然有失真,但在接收端還可識別原來的碼元。但圖2-4(b)就不同了,這時失真已很嚴重,在接收端無法識別碼元是1還是0。碼元傳輸的速率越高,或信號傳輸的距離越遠,或噪聲干擾越大,或傳輸媒體質量越差,在接收端的波形的失真就越嚴重。
從概念上講,限制碼元在信道上的傳輸速率的因素有以下兩個。
信道能夠通過的頻率范圍
具體的信道所能通過的頻率范圍總是有限的。信號中的許多高頻分量往往不能通過信道。像圖2-4所示的發送信號是一種典型的矩形脈沖信號,它包含很豐富的高頻分量。如果信號中的高頻分量在傳輸時受到衰減,那么在接收端收到的波形前沿和后沿就變得不那么陡峭了,每一個碼元所占的時間界限也不再是很明確的,而是前后都拖了“尾巴”。這樣,在接收端收到的信號波形就失去了碼元之間的清晰界限。這種現象叫做碼間串擾。嚴重的碼間
串擾使得本來分得很清楚的一串碼元變得模糊而無法識別。早在1924年,奈奎斯特(Nyquist)就推導出了著名的奈氏準則。他給出了在假定的理想條件下,為了避免碼間串擾,碼元的傳輸速率的上限值。奈氏準則的推導已超出本書的范圍,這可在通信原理教科書中查閱到。我們需要知道的就是:在任何信道中,碼元傳輸的速率是有上限的,傳輸速率超過此上限,就會出現嚴重的碼間串擾的問題,使接收端對碼元的判決(即識別)成為不可能。
如果信道的頻帶越寬,也就是能夠通過的信號高頻分量越多,那么就可以用更高的速率傳送碼元而不出現碼間串擾。