1.4 信道容量

信道容量是指在单位时间内所能传送的最大信息量，即信道的最大传信速率，单位是比特/秒（bit/s）。其与数据传信速率的区别是：前者表示信道的最大传信速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率，就像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。

1.模拟信道的信道容量

模拟信道的信道容量可以根据香农（Shannon）定律计算。香农定律指出：在信号平均功率受限的高斯白噪声信道中，信道的极限信息传输速率（信道容量）为

其中，S 为信号功率，N 为噪声功率，S/N 是平均信号噪声功率比，通常把信噪比表示成10log（S/N）分贝（dB），B为信道带宽，C为信道容量。

【例1-1】 若信道带宽为3 000Hz，信号噪声功率比为30dB，求信道容量。

解 因为 10log2(S/N)=30，所以 S/N=1030/10=1 000，即当信号噪声功率比为 30dB时，信号功率比噪声功率大1 000倍，则该信道容量为

可见，信道容量是在一定S/N下信道能达到的最大传信速率，实际通信系统的传信速率要低于信道容量，但随着技术进步，可接近极限值。

2.数字信道的信道容量

数字信道的信道容量可以依据奈奎斯特（Nyquist）定理计算。奈奎斯特定理指出：带宽为BHz的信道，所能传送信号的最高码元速率（即调制速率）为2B波特。因此，数字信道的信道容量C可表示为

C=2Blog2M（bit/s）

其中，M为码元符号所能取的离散值个数，即指M进制。

【例1-2】 设数字信道的带宽为 3 000Hz，采用 16 进制传输，计算无噪声时该数字信道的通信容量。

解 C=2Blog2M=2×3 000×log216=24 000（bit/s）

当存在噪声时，传送将出现差错，从而造成信息的损失和信道容量的降低。