La velocidad máxima de datos del canal

la tasa de datos es la velocidad de transmisión de datos a través del canal. Generalmente se calcula en bits por segundo (bps). Una tasa de datos más alta se expresa como Kbps (bits por segundo “mil”, es decir1000 bps), Mbps (比特数每秒“兆”, es decir1000 Kbps), Gbps (比特数每秒“千兆”, es decir1000 Mbps) y Tbps (比特数每秒“Tera”, es decir1000 Gbps).

uno de los objetivos principales de la comunicación de datos es aumentar la tasa de datos. Tres factores determinan la tasa de datos del canal:

• ancho de banda del canal

• número de niveles de señal utilizados

• existe ruido en el canal

se pueden usar dos fórmulas teóricas para calcular la tasa de datos:

• tasa de bits de Nyquist–canal sin ruido

• capacidad de Shannon-canal ruidoso

tasa de bits de Nyquist

La tasa de bits de Nyquist fue desarrollada por Henry Nyquist, quien demostró que incluso en un canal perfecto sin ruido, hay un límite máximo de capacidad de transmisión.

la fórmula teórica de la tasa máxima de bits es:

tasa máxima de bits= 2×ancho de banda×log ₂ V

此处，tasa máxima de bitscalculado en bps

带宽是通道的带宽

V es el número de niveles discretos en la señal

por ejemplo, si hay un ancho de banda de4 KHz de canal sin ruido se está transmitiendo4un signo con niveles discretos de voltaje, la tasa máxima de bits se calculará como:tasa máxima de bits= 2×4000×log ₂ 4 = 16,000 bps = 16 kbps

capacidad de Shannon

Claude Shannon extendió el trabajo de Nyquist (Nyquist) a canales reales afectados por ruido. El ruido puede tener varios tipos, como ruido térmico, ruido pulsante, intermodulación, etc. En todos los tipos de ruido, el ruido térmico es inevitable. El movimiento aleatorio de los electrones en el canal produce una señal externa que no existe en la señal original, denominada ruido térmico. La cantidad de ruido térmico se calcula como la relación entre la potencia de la señal y la potencia del ruidoSNR。

relación señal-ruido, SNR = potencia promedio de señal/potencia promedio de ruido

Debido aSNR是在很大范围内变化的两个功率之比，因此通常以分贝表示，称为SNR _db，，并计算为：SNR _db = 10log ₁₀ SNR.

La capacidad de Shannon proporciona la velocidad máxima teórica de datos o la capacidad del canal ruidoso. Se representa como:

Capacidad=带宽×log ₂(1 + SNR）

此处，Capacidad是通道的最大数据速率，以bps为单位

带宽是通道的带宽

SNR是信噪比

例如，如果一个有噪声信道的带宽为4 KHz，并且信噪比为100，则最大比特率可以计算为：

Capacidad= 4000×log ₂(1 + 100）= 26,633 bps = 26.63 kbps