通信信道容量的上限值由什么确定

Question

如题所述

Answer 1

通信信道容量的上限值由香农公式确定。

香农公式，通信工程学术语，是香农（Shannon）提出并严格证明的“在被高斯白噪声干扰的信道中，计算最大信息传送速率C公式”：C=B log2（1+S/N）。式中：B是信道带宽（赫兹），S是信道内所传信号的平均功率（瓦），N是信道内部的高斯噪声功率（瓦）。

香农定理指出，如果信息源的信息速率R小于或者等于信道容量C，那么，在理论上存在一种方法可使信息源的输出能够以任意小的差错概率通过信道传输。该定理还指出：如果R>C，则没有任何办法传递这样的信息，或者说传递这样的二进制信息的差错率为1/2。

联想到所熟悉的通信技术，很容易对香农公式进行定性地验证，首先来看看因特网的接入方式。最早使用的拨号上网方式都离不开调制解调器，这是一种在模拟链路（音频电话线）上传输数据的设备，并且没有太高的错误率。

但细心的人一定会发现调制解调器的标称速度为56kbps了，但实际网络传输的速度都远低于56kbps。究其原因就会发现瓶颈在电话线上。可以用香农公式来计算电话线的数据传输速率。

相关人物

克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon）， 1916年4月30日出生于美国密歇根州，1936年毕业于密歇根大学并获得数学和电子工程学士学位，1940年获得麻省理工学院（MIT）数学博士学位和电子工程硕士学位。

1941年他加入贝尔实验室数学部，并一直工作到1972年。在此期间，1956年他成为麻省理工学院（MIT）客座教授，并于1958年成为终生教授。