信息论 - 信道容量单位

信息处理 数字通信
2022-01-05 12:27:40

在信息论的第一门课程中,当介绍信道容量的操作解释时,据说它是可靠通信的最高数据速率(以比特/信道使用为单位)。在阅读几篇论文时,我发现通道容量以比特/秒/赫兹为单位表示。所以我在思考两个单元之间的联系,并提出了以下解释。如果这是错误的,请告诉我。

对于带限信道(带宽 = Hz),根据奈奎斯特采样定理,您可以以因此,“每带宽”速率(频谱效率)可以写为 2 个符号/秒/赫兹。如果每个符号是 1 位,那么您在每个样本中传输 1 位。那么 1 位/通道使用是否等于 2 位/秒/Hz?W2W

什么是“渠道使用”?

1个回答

您说的是两种不同类型通道的容量。

在一种情况下,通道输入和输出在时间上是离散的。在第个时刻,接收到的信号是,其中 是平均能量的接收符号,是噪声(通常建模为 iid 随机序列变量)。这个离散时间高斯通道 ,因此 每个通道使用的位数iXi+NiXiENiN(0,σ2)  

C=12log2(1+Eσ2) bits per channel use
是自然度量。如果我们被告知离散时间点在时间上相距多远,例如每微秒使用一个通道,那么每个通道使用的容量位可以表示为每秒位数,例如 Mbps。CC

在第二种情况下,输入和输出是占用带宽的连续时间信号,因此自然度量是每赫兹每秒比特数。从连续时间通道到离散模型的转换,以及将带宽、接收信号和噪声谱密度连接到时涉及到更多复杂性( 有关详细信息, 请参见此处),但是当所有这些都完成后,我们得到了香农著名的公式 表示加法 的容量的高斯白噪声 (AWGN) 信道WPN0Eσ2

C=Wlog2(1+PN0W) bits per second
W. 该容量也可以表示为每赫兹每秒C/W