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计算机网络求信道容量

发布时间: 2023-03-24 08:29:43

‘壹’ 懂计算机网络的来做做这个题

计算最大信息传送速率C公式:C=H*log₂(1+S/N) (bit/s)。公式中:H为信道带宽,S是信号功率(瓦),N是噪声功率(瓦)公式中的S/N是为信号与噪声的功率之比,为无量纲单位。如:S/N=1000(即,信号功率是噪声功率的1000倍)。此处C=64kb/s; H是信道带宽,此处H= 3kHz,代入上述公式,可计算出SNR(S/N) = 2641634,换算为dB形式,就是 64.2 dB。

此结果说明,在3kHz的电话信道中想要传输64kb/s的数据需要极高的信噪比。另外,信道容量不仅与信道带宽成正比,同时还取决于系统信噪比以及编码技术种类。

拓展资料:

通常音频电话连接支持的带宽B=3kHz,而一般链路典型的信噪比是30dB,即S/N=1000,因此有C=3000×log2(1+1000),近似等于30kbps,因此如果电话网的信噪比没有改善或不使用压缩方法,“猫”将达不到更高的速率。

综合业务数字网(ISDN)出现后,用户线的数字化技术有了巨大发展:取消了音频带宽3 kHz的限制,使双绞线带宽得到充分利用,传输数据速率达到144 kbps(2B+D)。

但ISDN的速率对宽带业务而言还远远不够,更高速度的数字用户环路技术应运而生,其中目前使用较多的就是ADSL(非对称数字用户线环路)。ADSL采用频分复用技术,在保留了传统电话带宽(0~4kHz)的同时,另外开辟了10~130 kHz和130~1100 kHz两个频带分别用于上下行数据传输,此外ADSL还采用了全新的数字调制解调技术,传输带宽的扩展和调制技术的革命,使其上行可达1Mb/s速率,下行速率更可高达8Mb/s。

‘贰’ 计算机网络技术,信道带宽计算公式

根据香农公式,最大信道容量C=B*log2(1+SNR)
20K/4=4K*log2(1+SNR)
解该方程即可.注意SNR不是分贝,最后结果10*logSNR

‘叁’ 计算机网络基础与管理什么叫信道容量

信道容量:信道能无错误传送的最大信息率。对于只有一个信源和一个信宿的单用户信道,它是一个数,单位是比特每秒或比特每符号。
1、信道容量是信道的一个参数,反映了信道所能传输的最大信息量,其大小与信源无关。对不同的输入概率分布,互信息一定存在最大值。我们将这个最大值定义为信道的容量。一但转移概率矩阵确定以后,信道容量也完全确定了。
2、尽管信道容量的定义涉及到输入概率分布,但信道容量的数值与输入概率分布无关。我们将不同的输入概率分布称为试验信源,对不同的试验信源,互信息也不同。其中必有一个试验信源使互信息达到最大。这个最大值就是信道容量。

‘肆’ 信道容量的计算

信道的输入、输出都取值于离散符号集,且都用一个随机变量来表示的信道就是离散单符号信道。由于信道中存在干扰,因此输入符号在传输中将会产生错误,这种信道干扰对传输的影响可用传递概率来描述。
信道传递概率通常称为前向概率。它是由于信道噪声引起的,所以通常用它描述信道噪声的特性。
有时把p(x)称为输入符号的先验概率。而对应的把p(x|y)称为输入符号的后验(后向)概率。
平均互信息 I(X;Y) 是接收到输出符号集Y后所获得的关于输入符号集X的信息量。信源的不确定性为H(X),由于干扰的存在,接收端收到 Y后对信源仍然存在的不确定性为H(X|Y),又称为信道疑义度。信宿所消除的关于信源的不确定性,也就是获得的关于信源的信息为 I(X;Y),它是平均意义上每传送一个符号流经信道的信息量,从这个意义上来说,平均互信息又称为信道的信息传输率,通常用 R 表示。
有时我们所关心的是信道在单位时间内平均传输的信息量。如果平均传输一个符号为t秒,则信道平均每秒钟传输的信息量为Rt一般称为信息传输速率。
对于固定的信道,总存在一种信源(某种输入概率分布),使信道平均传输一个符号接收端获得的信息量最大,也就是说对于每个固定信道都有一个最大的信息传输率,这个最大的信息传输率即为信道容量,而相应的输入概率分布称为最佳输入分布。
信道容量是信道传送信息的最大能力的度量,信道实际传送的信息量必然不大于信道容量。
要使信道容量有确切的含义,尚须证明相应的编码定理,就是说当信息率低于信道容量时必存在一种编码方法,使之在信道中传输而不发生错误或错误可任意逼近于零。已经过严格证明的只有无记忆单用户信道和多用户信道中的某些多址接入信道和退化型广播信道。对某些有记忆信道,只能得到容量的上界和下界,确切容量尚不易规定。 为了评价实际信道的利用率,应具体计算已给信道的容量。这是一个求最大值的问题。由于互信息对输入符号概率而言是凸函数,其极值将为最大值,因此这也就是求极值的问题。对于离散信道,P(x)是一组数,满足非负性和归一性等条件,可用拉格朗日乘子法求得条件极值。对于连续信道,P(x)是一函数,须用变分法求条件极值。但是对于大部分信道,这些方法常常不能得到显式的解,有时还会得到不允许的解,如求得的P(x)为负值等。为了工程目的,常把信道近似表示成某些易于解出容量的模式,如二元对称信道和高斯信道。
对于其他信道的容量计算曾提出过一些方法,但都有较多的限制。比较通用的解法是迭代计算,可借助计算机得到较精确的结果。
对于连续信道,只需把输入集和输出集离散化,就仍可用迭代公式来计算。当然如此形成的离散集,包含的元的数目越多,精度越高,计算将越繁。对于信息论中的其他量,如信息率失真函数,可靠性函数等,都可以用类似的方法得到的各种迭代公式来计算。 从求信道容量的问题实际上是在约束条件下求多元函数极值的问题,在通常情况下,计算量是非常大的。下面我们介绍一般离散信道的平均互信息达到信道容量的充要条件,在某些情况下它可以帮助我们较快地找到极值点。(定理略去)
信道容量定理只给出了达到信道容量时,最佳输入概率分布应满足的条件,并没有给出最佳输入概率分布值,也没有给出信道容量的数值。另外,定理本身也隐含着达到信道容量的最佳分布不一定是唯一的,只要输入概率分布满足充要条件式,就是信道的最佳输入分布。在一些特殊情况下,我们常常利用这一定理寻求输入分布和信道容量值。 对于给定离散无记忆信道,其符号转移概率分布已定,通过适当改变输入符号集上的概率分布,可使传信率达到最大值,即该信道容量公式 如右图8 。其中E是输入符号集上所有可能概率分布的集。
对于连续信道,应将式中概率分布换成概率密度,求和号换成积分号,即得出连续信道的容量公式。
容量的计算是在特定约束条件下,求传信率函数I(X;Y)的极大值问题。对离散信道的约束条件是输入符号的概率,对于连续信道,除了概率约束条件外,还可有不同的约束条件,如平均功率或峰值功率受限。由于I(X;Y)是输入分布(或密度)的上凸函数,故其极值即为最大值,可见,求容量在于求I(X;Y)的条件极值。简单情况下,离散信道可用拉格朗日乘子法求解,连续信道可用变分法求解。R.E.勃拉赫特提出的迭代算法可精确求解一般离散无记忆信道的容量,也可用来近似计算连续信道的容量以及率失真函数和可靠性函数。
常见的二元对称信道(BSC)的容量公式如图9 ,式中ε是符号出差错的概率。常见的加性白高斯噪声(AWGN)信道的容量公式如图10 ,式中S是信道允许的平均功率,N0是白高斯噪声的单边功率谱密度,F是信道许用带宽。当F→∞时有。令Eb表示每比特信息占有的能量,则S=REb,R是传信率。由图11及编码定理有,通称-1.6dB为仙农极限,它表示在无限带宽的AWGN信道中,传送1bit信息所需的最小Eb/N0。
实际离散信道的输入和输出常常是随机变量序列,用随机矢量来表示,称为离散多符号信道。
若在任意时刻信道的输出只与此时刻信道的输入有关,而与其他时刻的输入和输出无关,则称之为离散无记忆信道,简称为DMC(discrete memoryless channel)。
输入、输出随机序列的长度为N的离散无记忆平稳信道通常称为离散无记忆信道的N次扩展信道。
对于离散无记忆N次扩展信道,当信源是平稳无记忆信源时,其平均互信息等于单符号信道的平均互信息的N倍。
当信源也是无记忆信源并且每一时刻的输入分布各自达到最佳输入分布时,才能达到这个信道容量NC。 前面我们分析了单符号离散信道和离散无记忆信道的扩展信道。实际应用中常常会遇到两个或更多个信道组合在一起使用的情况。例如,待发送的消息比较多时,可能要用两个或更多个信道并行发送,这种组合信道称为并联信道;有时消息会依次地通过几个信道串联发送,例如无线电中继信道,数据处理系统,这种组合信道称为级联信道。在研究较复杂信道时,为使问题简化,往往可以将它们分解成几个简单的信道的组合。这一节我们将讨论这两种组合信道的信道容量与其组成信道的信道容量之间的关系。
独立并联信道的信道容量才等于各信道容量之和。
级联信道是信道最基本的组合形式,许多实际信道都可以看成是其组成信道的级联。两个单符号信道组成的最简单的级联信道X→Y→Z 组成一个马尔可夫链。根据马尔可夫链的性质,级联信道的总的信道矩阵等于这两个串接信道的信道矩阵的乘积。求得级联信道的总的信道矩阵后,级联信道的信道容量就可以用求离散单符号信道的信道容量的方法计算。

‘伍’ 具有6.5MHZ带宽的信号,若信道中信号功率与噪声功率之比为63,求其信道容量

信道容量计算虚睁公式为渣誉亮:C = W*log2(1+SNR);
其中W=6.5MHz, SNR=63, 那么信道如宽容量C=6.5*log2(1+63)=6.5*6=39Mbps

‘陆’ 计算机网络高手,帮忙来啦

1。 局域网 城域网 广域网
2。全双工 半双工
3。LLC MAC
4。星形 总线 环形
5。同轴电缆(一楼错了) 光纤 双绞线
6。(一楼错了,这题是说数据编码中数字传输信号,不归零码NRZ、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码)
7。寄生性 传染性 潜伏性 隐蔽性 破坏性
8。TCP和IP的含义并不是协议(一楼错的),楼主自己去网上找
9。故障管理 计费管理 配置管理 性能管理 安全管理

二.名次解释 参照一楼的

四.简答题
1。上传不了图,帮不了你
2-4,我网上找


1。 6MHZ*LOG24=12MHZ(比特) 12000Kbps比特

2。P(X)=X5+X4+X2+1=110101

1010001101=101000110100000

101000110100000/110101=1010001101 01110即101000110101110
实际发送的码元:101000110101110

假设传输过程中无差错,写出接收方的检错过程:
101000110101110 /110101=0
为0即验证101000110101110 中的冗余码为01110是正确的。

3。吃完饭在说吧。好饿~~

‘柒’ 计算机网路中的香农公式是什么

计算最大信息传送速率C公式”:C=Wlog2(1+S/N)。式中:W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)。

信道容量与信道带宽成正比,同时还取决于系统信噪比以及编码技术种类。

(7)计算机网络求信道容量扩展阅读:

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。

可以严格地证明;在被高斯白噪声干扰的信道中,传送的最大信息速率C由下述公式确定:

C=W*log₂(1+S/N)(bit/s)

该式通常称为香农公式。C是码元速率的极限值,单位bit/s;W为信道带宽,单位Hz;S是信号功率(瓦),N是噪声功率(瓦)。

香农公式中的S/N是为信号与噪声的功率之比,为无量纲单位。如:S/N=1000(即,信号功率是噪声功率的1000倍)

但是,当讨论信噪比时,常以分贝(dB)为单位。公式如下:

SNR(信噪比,单位为dB)=10lg(S/N)

换算一下:

S/N=10^(SNR/10)

公式表明,信道带宽限制了比特率的增加,信道容量还取决于系统信噪比以及编码技术种类。

参考资料来源:网络-香农公式

‘捌’ 计算机网络--奈奎斯特定理&香农公式

1、信道容量

信道容量是给定条件下,给定通信路径上所能达到的最大数据传输速率。单位是bit/s。
所以也可以理解位最大的传信速率。
这里的给定的条件是:误码率、信道带宽、信噪比。

2、计算信道容量

奈奎斯特(理想状态下,就是没有噪声干扰)
奈氏准则:在理想的条件下,既一个无噪声,带宽为W赫兹的信道,其传码速率最高为2W波特
注意这里的传码速率是传枣搜递码元的速率。如果传码速率大于最大限制,就会出现码间串扰,信号产生失真。

上面得内奎斯特公扰锋式是理想得情况下,是没有噪声的,但是真实情况下是无法满足的,所有u有了下面的香农公式
3、信噪比凳李历

一般给出信道的信噪比分贝(dB),可以通过信噪比公式求出S/N,带入香农公式求出最大·信道比。

‘玖’ 信道容量在计算机网络技术基础多少

第2章 数据通信基础在第十页
一、信道分类与模型
1、狭义信道:信号传输介质

2、广义信道:信号传输介质和通信系统的一些变换装置

调制信道:信号从调制器的输出端传输到解调器的输入端经过的部分
编码信道:数字信号由编码器输出端传输到译码器输入端经过的部分

二、信道传输特性
1、伏仿恒参信道:各种有线信道和部分无线信道,传输特性变化小、缓慢,如微波视线传播链路和卫星链路等

对信号幅值产生固定的衰减
对信号输出产生固定的时延
2、随参信道:传输特性随时间随机快速变化

信号的传输衰减随时间随机变化
信号的传输时延随时间随机变化
存在多径传播现象
三、信道容量
1、连续信道容量
理想无噪声信道的信道容量,奈奎斯特公式:

C=2Blog2M

有噪声连续信道的信道容量,香农公式:

C=Blog2(1+S/N)

(S/N)dB=10*log10(S/N)

四、基带传输
模拟基带信号:模拟信源发出的原始电信号
数字基带信号:数字信源发出的基宽厅穗带信号
模拟基带信号可以通过信源编码转换为数字基带信号

基带传输:直接在信道中传送基带信号
数慎卜字基带传输系统:

信号码型:单级不归零码、双极不归零码、单级归零码、双极归零码、差分码

基带传输码

AMI码——信号交替反转码

零电平编码二进制信息0,二进制信息1则交替用正电平和负电平表示

双相码——曼彻斯特码

正(高)电平跳到负(低)电平表示1,负电平跳到正电平表示0

米勒码、CMI码、nBmB码、nBmT码

‘拾’ 求解 计算机网络应用题: 模拟电话系统信噪比为30dB,带宽W=3000Hz,计算信道容量

仙农公式,算一下就行
C = W×Log2(1+S/N) 式中:C--信息的传输速率 S--有用信号功率 W--频带宽度 N--噪声功率
信噪比S/N要用db值换算一下, 10*lg(S/N) = 30, S/N=1000
C = 3000×Log2(1+1000)=29902bit/s
C就是信道容量29902