带宽

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信道带宽
    带宽这个词经常出现在我的生活中,但是有很多人对带宽的定义会很模糊,所以写此文。
    在信道中传播的信号主要分为模似信号和数字信号,传输模似信号的信号我们称为模似信道,传输数字信号的信道我们称为数字信道.
    模拟信道的带宽W=f2-f1,因中f2为信道能通过的最高频率,f1为最低频率，两者都是由信道的物理特殊决定的，模拟信道带宽单位为Hz。当组成信道的电路制成了，信道的带宽就决定了。
    数字信道是一种离散信道，所以数字信道的带宽一般表示为比特每秒。那么怎么样来算计数字信道的带宽呢。信道的带宽决定了信道中能不失真地传输脉冲序列的最高速率。一个数字脉冲称为一个码元，单位时间内通过信道的码元个数，称为码元速率，也称波特率，单位为Baud。
    在有限带宽无噪声信道中，B=2W，这是由信道的物理特性决定的。
    码元携带的信息量由码元的离散值个数N决定。信息量n= log2N bit
    在数字信道中，带宽也就是数据速率的意思，所以数据速率R=Bn=2Wn=2Wlog2N bit/s
    以上算计都是在无噪声情况的，在实际情况中，信道会受到各种噪声的干扰，在有噪声的情况下信道的计算由香农定理可得    C=Wlog2 (1+S/N)
    其中S为信号的平均功率，N为噪声平均功率，S/N为信噪比，由于实际使用中S与N的比值太大，所以常用分贝这个单位。分贝与信噪比的关系为
dB= 10 lg(S/N)
    当S/N为1000时，信噪比为30dB。香农定理与信号取的离散值个数无关，也就是说无论用什么方式调制，只要给定了信噪比，则单位时间内最大的信息传输量就确定了。
    综上所述，我们有两种带宽的概念，在模拟信道中，带宽按照公式W=f2-f1计算，在数字信道的带宽为信道能够达到的最大数据速率，两者可通过香农定理相互转换。


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