奈奎斯特定理 夏農定理的再理解

2021-07-24 21:37:55 字數 1694 閱讀 3615

@(計算機網路 )

關於碼元,先複習這個概念:

奈奎斯特定理

在理想低通的條件下–沒有雜訊,頻寬有限的通道,極限碼元速率是2w 波特。

w是通道頻寬,單位是hz.

每個碼元離散狀態的數目用v表示,則:

極限傳輸速率 = 2w

log2

v 重點是夏農定理。

夏農定理

頻寬受限且有高斯白雜訊干擾的通道極限傳輸速率。

通道的極限傳輸速率 = wl

og2(

1+s/

n)

具體來說,夏農定理主要圍繞的是s/n的計算考察。

因為這裡設定了乙個坑,往往代入計算用的s/n是很大的數,題目中給的是較小的表示。

s: 通道傳輸訊號的平均功率。

n:通道內部的高斯白雜訊功率。

如果出現比值這個字眼,才是直接給的s/n,否則用db這個單位,就需要一次換算。這個換算是非常重要的,將給題目帶來兩個不同答案,乙個正確,乙個錯誤。

即:xdb = 10l

og10(

s/n)

db

此外,關於夏農定理還有如下的要點:

此外兩個定理的使用場景這樣概括,無雜訊直接用奈奎斯特。

有雜訊,如果可以計算奈奎斯特,即給的條件有v,那麼也要計算出來,和夏農定理做比較。取最小值。

經典例題是下面這個:

二進位制訊號在訊號在訊雜比為127:1的4khz的通道上傳輸,最大的資料率可以達到:

a. 28000b/s

b.8000b/s

c. 4000b/s

d. 可以無限大

分析:看到訊雜比,馬上上手就可以計算得到:

速率 = 4k

log2

(1+127)=

4k⋅7

=28kb

ps=28000b/

s 先別急著選,要想二進位制訊號就是說直接用的是一位編碼表示2個狀態,就是v = 2時,可以計算奈奎斯特。

速率 = 2⋅

4k⋅l

og22

=8000b/

s 這樣就很有意思了。奈奎斯特得到的比夏農小,二者取較小的。

有了上面的積累,可以看一下下面這個實際很簡單的題:

(2016.34)若連線r2和r3鏈路的頻率頻寬為8hz,訊雜比為30db,該鏈路的實際傳輸速率約為理論最大值的50%,則該鏈路的實際傳輸速率約為:c

a. 8kbps

b. 20kbps

c.40kbps

d. 80kbps

分析:看到db,馬上想到要換算。10l

og10(

s/n)

=30

→s/n

=1000

由此得到通道的極限速率 = 8k

⋅log

21000=80

kbps

,210=

1024

因為實際是這個一半,因此得到的是40kbps.

如果直接代入的是30,得到極限速率是40kbps,再取一半,結果是20kbps,感覺很像,實際上是錯誤的。

這也是本題的最大陷阱,基礎掌握的紮實,則問題就很簡潔了,很快即可算出。

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...

理解奈奎斯特定理和夏農定理

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。這兩天覆習無線網路,想想就從基礎開始吧,把複習的東西用文字寫下來,總結一下,整理一下思路。要搞清楚這兩個定理,我們要先弄懂一些定義 波特率 baud rate 位元率 bit...

理解奈奎斯特定理和夏農定理

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。這兩天覆習無線網路,想想就從基礎開始吧,把複習的東西用文字寫下來,總結一下,整理一下思路。要搞清楚這兩個定理,我們要先弄懂一些定義 波特率 baud rate 位元率 bit...