Shannon极限与Nyquist极限
二者關(guān)系
都說Nyquist定理適用的情況是無噪聲信道,Shannon定理適用的情況是有噪聲信道,那是不是前者比后者高呢?其實不是的。仔細看看就知道,Nyquist定理描述的是數(shù)字信道的無噪聲信道,shannon定理描述的是模擬信道的有噪聲信道,數(shù)字信道的量化噪聲,不是Nyquist定理里噪聲的一部分,卻是Shannon定理里噪聲的成分。所以實際上Shannon極限更大!
考慮量化噪聲,Nyquist極限的上限是Shannon極限
以均勻量化為例,SNq=3×Q2×x2(t) ̄xp2\frac{S}{N_q}=3\times{Q^2}\times{\frac{\overline{x^2(t)}}{x^2_p}}Nq?S?=3×Q2×xp2?x2(t)??,
對歸一化的M進制PAM信號符號序列的可能電平為ak={±1Q?1,±3Q?1...,,±1}{a_k}=\{\pm\frac{1}{Q-1},\pm\frac{3}{Q-1}...,,\pm{1}\}ak?={±Q?11?,±Q?13?...,,±1},
各電平等概下,其平均功率E{ak2}=M2?13(M?1)2E\{a_k^2\}=\frac{M^2-1}{3(M-1)^2}E{ak2?}=3(M?1)2M2?1?,xp2=1{x^2_p}=1xp2?=1
回代得SNq=Q2×M+1M?1\frac{S}{N_q}={Q^2}\times\frac{M+1}{M-1}Nq?S?=Q2×M?1M+1?。
Shannon極限Cs=BTlog2{1+SNq}=BTlog2{1+Q2×M+1M?1}C_{s}=B_{T}log_{2}\{1+\frac{S}{N_q}\}=B_{T}log_{2}\{1+{Q^2}\times\frac{M+1}{M-1}\}Cs?=BT?log2?{1+Nq?S?}=BT?log2?{1+Q2×M?1M+1?},
Nyquist極限Cn=BTlog2{1+SNq}=BTlog2{Q2}C_{n}=B_{T}log_{2}\{1+\frac{S}{N_q}\}=B_{T}log_{2}\{{Q^2}\}Cn?=BT?log2?{1+Nq?S?}=BT?log2?{Q2},
顯然有Cn<CsC_{n}<C_{s}Cn?<Cs?,
量化位數(shù)QQQ趨于無窮大時,量化階Δ\DeltaΔ趨于0,Cn=CsC_{n}=C_{s}Cn?=Cs?。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Shannon极限与Nyquist极限的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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