通訊理論中三大基礎理論?王嚴432022-09-27 06:44:28

三大定理:

奈奎斯特第一準則:抽樣點無失真準則,或無碼間串擾(ISIFree)準則

奈奎斯特第二準則:轉換點無失真準則,或無抖動(JitterFree)準則

奈奎斯特第三準則:波形面積無失真準則。

第一準則:抽樣值無失真。即如果訊號經傳輸後整個波形發生了變化,但只要其特定點的抽樣值保持不變,那麼用再次抽樣的方法仍然可以準確無誤地恢復原始信碼。奈奎斯特第一準則規定帶限通道的理想低道截止頻率為fH時,最高的無碼間干擾傳輸的極限速度為2fH。例如,通道頻寬為2000Hz時,每秒最多可傳送4000個二進位制碼元。一路數字電話速率為64kbit/s,則無碼間干擾的通道頻寬為32kHz。

第二準則:轉換點無失真。有控制地在某些碼元的抽樣時刻引入碼間干擾,而在其餘碼元的抽樣時刻無碼間干擾,就能使頻帶利用率達到理論上的最大值,同時又可降低對定時精度的要求。通常把滿足奈奎斯特第二準則的波形稱為部分響應波形。利用部分響應波形進行傳送的基帶傳輸系統稱為部分響應系統。

第三準則:脈衝波形面積保持不變。即如果在一個碼元間隔內接收波形的面積正比於傳送矩形脈衝的幅度,而其他碼元間隔的傳送脈衝在此碼元間隔內的面積為零,則接收端也能無失真地恢復原始信碼。

與夏農定理的關係:

奈奎斯特准則:

對於一個頻寬為W(Hz)的無噪聲低通訊道,最高的碼元傳輸速率Bmax:

Bmax = 2W(band)

如果編碼方式的碼元狀態數為M,得出極限資訊傳輸速率(通道容量)Cmax:

Cmax = 2Wlog2M (b/s)

因為通道總是有噪聲的,因此奈奎斯特准則給出的是理論上的上限。

夏農定理:

Cmax = Wlog2(1+S/N) (b/s)

S為通道內所傳訊號的平均功率,N為通道內部的高斯噪聲功率

三大塊:

通訊系統由信源、信宿和通道三部分組成。其中,我們通常將資料的傳送方稱為信源,而將資料的接收方稱為信宿。信源和信宿一般是計算機或其它一些資料終端裝置。

為了在信源和信宿之間實現有效的資料傳輸,必須在信源和信宿之間建立一條傳送訊號的物理通道,這條通道被稱為物理通道,簡稱通道。