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1、信道帶寬模擬信道：模擬信道的帶寬W=f2-f1其中f1是信道能夠通過的最低頻率，f2是信道能夠通過的最高頻率，兩者都是由信道的物理特性決定的。當(dāng)組成信道的電路制成了，信道的帶寬就決定了。為了是信號的傳輸?shù)氖д嫘⌒?，信道要有足夠的帶寬。?shù)字信道：數(shù)字信道是一種離散信道，它只能傳送離散值的數(shù)字信號，信道的帶寬決定了信道中能不失真的傳輸脈序列的最高速率。一個數(shù)字脈沖稱為一個碼元，我們用碼元速率表示單位時間內(nèi)信號波形的變換次數(shù)，即單位時間內(nèi)通過信道傳輸?shù)拇a元個數(shù)。若信號碼元寬度為T秒，則碼元速率B=1/T。碼元速率的單位叫波特(Bau
2、d)，所以碼元速率也叫波特率。早在1924年，貝爾實驗室的研究員亨利·尼奎斯特就推導(dǎo)出了有限帶寬無噪聲信道的極限波特率，稱為尼奎斯特定理。若信道帶寬為W，則尼奎斯特定理指出最大碼元速率為B=2W(Baud)尼奎斯特定理指定的信道容量也叫尼奎斯特極限，這是由信道的物理特性決定的。超過尼奎斯特極限傳送脈沖信號是不可能的，所以要進(jìn)一步提高波特率必須改善信道帶寬。碼元攜帶的信息量由碼元取的離散值個數(shù)決定。若碼元取兩個離散值，則一個碼元攜帶1比特(bit)信息。若碼元可取四種離散值，則一個碼元攜帶2比特信息?？傊粋€碼元攜帶的信息量n(
3、bit)與碼元的種類數(shù)N有如下關(guān)系:n=log2N單位時間內(nèi)在信道上傳送的信息量(比特數(shù))稱為數(shù)據(jù)速率。在一定的波特率下提高速率的途徑是用一個碼元表示更多的比特數(shù)。如果把兩比特編碼為一個碼元，則數(shù)據(jù)速率可成倍提高。我們有公式:R=Blog2N=2Wlog2N(b/s)其中R表示數(shù)據(jù)速率，單位是每秒比特，簡寫為bps或b/s數(shù)據(jù)速率和波特率是兩個不同的概念。僅當(dāng)碼元取兩個離散值時兩者才相等。對于普通電話線路，帶寬為3000HZ，最高波特率為6000Baud。而最高數(shù)據(jù)速率可隨編碼方式的不同而取不同的值。這些都是在無噪聲的理想情況
4、下的極限值。實際信道會受到各種噪聲的干擾，因而遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到按尼奎斯特定理計算出的數(shù)據(jù)傳送速率。香農(nóng)(shannon)的研究表明，有噪聲的極限數(shù)據(jù)速率可由下面的公式計算：C=Wlog2（1+s/n）這個公式叫做香農(nóng)定理，其中W為信道帶寬，S為信號的平均功率，N為噪聲的平均功率，s/n叫做信噪比。由于在實際使用中S與N的比值太大，故常取其分貝數(shù)(db)。分貝與信噪比的關(guān)系為:db=10log10s/n例如當(dāng)s/n為1000，信噪比為30db。這個公式與信號取的離散值無關(guān)，也就是說無論用什么方式調(diào)制，只要給定了信噪比，則單位時間內(nèi)最大
5、的信息傳輸量就確定了。例如信道帶寬為3000HZ，信噪比為30db，則最大數(shù)據(jù)速率為C=3000log（1+1000）≈3000×9.97≈30000b/s這是極限值，只有理論上的意義。實際上在3000HZ帶寬的電話線上數(shù)據(jù)速率能達(dá)到9600b/s就很不錯了。綜上所述，我們有兩種帶寬的概念，在模擬信道，帶寬按照公式W=f2-f1計算，例如CATV電纜的帶寬為600HZ或1000HZ；數(shù)字信道的帶寬為信道能夠達(dá)到的最大數(shù)據(jù)速率，例如以太網(wǎng)的帶寬為10MB/S或100MB/S，兩者可通過香農(nóng)定理互相轉(zhuǎn)換。信道容量定義：在特定約束下
6、，給定信道從規(guī)定的源發(fā)送消息的能力的度量。通常是在采用適當(dāng)?shù)拇a，且差錯率在可接受范圍的條件下，以所能達(dá)到的最大比特率來表示。
