Priciples of Communications
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信道容量
香农定理给出了信道信息传送速率的上限(比特每秒)和信道信噪比及带宽的关系。香农定理可以解释现代各种无线制式由于带宽不同,所支持的单载波最大吞吐量的不同。
在被高斯白噪声干扰的信道中,传送的最大信息速率C由下述公式确定:
C=B*log₂(1+S/N) (bit/s)
C是信道支持的最大速度(信道容量);B是信道的带宽;S是平均信号功率;N是平均噪声功率;S/N即信噪比。
理解香农公式须注意以下几点:
(1)信道容量由带宽及信噪比决定,增大带宽、提高信噪比可以增大信道容量;
(2)在要求的信道容量一定的情况下,提高信噪比可以降低带宽的需求,增加带宽可以降低信噪比的需求;
(3)香农公式给出了信道容量的极限,也就是说,实际无线制式中单信道容量不可能超过该极限,只能尽量接近该极限。在卷积编码条件下,实际信道容量离香农极限还差3dB;在Turbo编码的条件下,接近了香农极限。
(4)LTE中多天线技术没有突破香农公式,而是相当于多个单信道的组合。