如果有信噪比,则使用香农定理来计算。
log是乘方的逆过程,比如说23=8,则可以写成log2 8=3
香农定理公式
C=Wlog2(1+S/N)
dB=10log10 (S/N)
极限数据速率=信道带宽log2 (1+信息平均功率/噪声平均功率)
信噪比dB=10log10 (S/N)
S/N也叫信噪比,但它是没有单位的,dB也是信噪比,
尼奎斯特定理公式
B=2W R=Blog2N=2Wlog2N
码元速率=2带宽,数据速率=码元速率log2码元种类数量,如QPSK,四相调制,则N=4
例子
已知信道带宽为10MHz,信噪比为30dB,要求信道极限速率?
解题:先求出S/N
30=10log10(S/N)
3=log10(S/N)即103=S/N,所以S/N=1000
根据香农定理得知公式:C=Wlog2(1+S/N)=10log2 (1+1000)
2x=1001,约等于10,29=512,跟1001差太远,不能使用。
可求出
C=10*10=100Mb/s
2019年11月第11题
传输信道频率范围为10~16MHz,采用QPSK调制,支持的最大速率为(11) Mbps。
A.2 B.16 C.24 D.32
【答案】C
【解析】QPSK是一种四相调制技术,N=4(记忆即可,DPSK中N=2,QPSK中N=4,如果调制前面是数字,比如8PSK,则N=8)。根据尼奎斯特定理R=Blog2N=2*(16-10)log24=24Mbps。
2019年5月第11题
设信号的波特率为1000Baud, 信道支持的最大数据速率为2000b/s。则信道用的调制技术为(11)。
A.BPSK B.QPSK C.BFSK D.4B5B
【答案】B
【解析】根据尼奎斯特定理,求出N=4,BPSK是二进制相移键控(N=2),QPSK是四相调制技术(N=4)。
2018年11月第16题
设信道带宽为1000Hz,信噪比为30dB,则信道的最大数据速率约为(16)b/s.
A.10000 B.20000 C.30000 D.40000
【答案】A
【解析】信噪比是30dB,那么S/N=1000,前面例题已经讲过计算过程,建议直接记住。C=W*log2(1+S/N)= 1000*log2(1+1000)≈1000*10=10000bps。
2017年5月第12-13题
电话信道频率为0~4kHz,若信噪比为30db,则信道容量为(12)kb/s,要达到此容量,至少需要(13)个信号状态。
(12)A.4 B.20 C.40 D.80
(13)A.4 B.8 C.16 D.32
【答案】(12)C (13)D
【解析】根据香农定理 C=W*log2(1+S/N),已知信噪比为30db,即10log10S/N=30,那么S/N=103=1000。题目要求达到此容量,可以把香农定理和尼奎斯特定理算出来的带宽相等(不必较真,按着出题老师的思路即可,不然没法算出信号状态),所以根据尼奎斯特定理R=Blog2N=2Wlog2N=40K,已知W=4K,那么N=32。
2016年5月第14题
14、通过正交幅度调制技术把ASK和PSK两种调制模式结合起来组成16种不同的码元,这时数据速率是码元速率的(14)倍。
A.2 B.4 C.8 D.16
【答案】B
【解析】尼奎斯特定理,直接代入即可。数据速率R=Blog2N=Blog216=4B。码元速率是B,那么数据速率是码元速率的4倍。
2015年11月第15题
设信号的波特率为500Baud,采用幅度相位符合调制技术,由4种幅度和8种相位组成16种码元,则信道的数据速率为(15)。
(15)A.500b/s B.1000b/s C.2000b/s D.4800b/s
【答案】C
【解析】没提到噪声,使用尼奎斯特定理:R=B*log2N=500*log216=2000b/s。