Főcikk: Shannon-Hartley-tétel

A Shannon-Hartley-tétel szerint a csatorna megbízható információsebességének (a hibajavító kódok nélküli adatátviteli sebesség) határértéke a sávszélességtől és a jel-zaj viszonytól függ a következők szerint:

I < B log 2 ( 1 + S N ) {\displaystyle I<B\log _{2}\left(1+{\frac {S}{N}}}\right)}

{\displaystyle IB\log _{2}\left(1+{\frac {S}{N}}}\right)}

ahol

I az információs sebesség másodpercenként bitben, hibajavító kódok nélkül; B a csatorna sávszélessége hertzben; S a teljes jelteljesítmény (a C vivőteljesítménynek felel meg); és N a teljes zajteljesítmény a sávszélességben.

Ez az egyenlet használható az Eb/N0 korlátjának megállapítására bármely megbízható kommunikációt megvalósító rendszerre, ha az R bruttó bitsebességet az I nettó bitsebességgel egyenlőnek tekintjük, és ezért az egy bitre jutó átlagos energia Eb = S/R, N0 = N/B zajspektrális sűrűséggel. Ehhez a számításhoz szokás az Rl = R/2B normalizált sebességet, a sávszélesség kihasználtsági paraméterét fél hertzenként bit/másodpercben, vagy dimenziónként biteket definiálni (egy B sávszélességű jelet a Nyquist-Shannon mintavételi tétel szerint 2B dimenzióval lehet kódolni). A megfelelő helyettesítéseket elvégezve a Shannon-határérték:

R B = 2 R l < log 2 ( 1 + 2 R l E b N 0 ) {\displaystyle {R \over B}=2R_{l}<\log _{2}\left(1+2R_{l}{\frac {E_{\text{b}}}{N_{0}}}\right)}

{\displaystyle {R \over B}=2R_{l}\log _{2}\left(1+2R_{l}{\frac {E_{\text{b}}}{N_{0}}}}\right)}

amelyet megoldva megkaphatjuk az Eb/N0 Shannon-korlátot:

E b N 0 > 2 2 R l – 1 2 R l {\displaystyle {\frac {\frac {E_{\text{b}}}{N_{0}}}}>{\frac {2^{2R_{l}}-1}{2R_{l}}}}

{\displaystyle {\frac {E_{\text{b}}}{N_{0}}}{\frac {2^{2R_{l}}-1}{2R_{l}}}}

Ha az adatátviteli sebesség kicsi a sávszélességhez képest, így Rl közel nulla, akkor a határ, amit néha végső Shannon-határnak neveznek:

E b N 0 > ln ( 2 ) {\displaystyle {\frac {E_{\text{b}}}{N_{0}}}}>\ln(2)}

{\displaystyle {\frac {E_{\text{b}}}{N_{0}}}\ln(2)}

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.