奈奎斯特定理,也稱為奈氏準則,是在理想條件下(無噪聲、頻寬有限)關於信號傳輸的重要理論。它指出,為了避免碼間串擾,理想低通信道的極限碼元傳輸速率為2W波特,其中W是信道的頻寬,單位為Hz。這個定理告訴我們:
碼元傳輸的速率是有限的。
信道的頻帶越寬,就可以用更高的速率進行碼元的有效傳輸。
奈氏準則僅給出了碼元傳輸速率的限制,並未對信息傳輸速率給出限制。
要提高數據的傳輸速率,需要採用多元的調製方法。
此外,奈奎斯特定理還涉及到數據傳輸率的計算,其中極限數據傳輸率可以通過公式 \(2W\log_2V\) 來計算,其中V表示碼元的離散電平數目。這意味著,通過增加每個碼元攜帶的信息量(即使用多元制的調製方法),可以提高數據的傳輸速率。
奈奎斯特定理與香農定理的區別在於:
奈奎斯特定理專注於無噪聲條件下的碼元傳輸速率,而香農定理則討論了有噪聲條件下的信息傳輸速率。
奈奎斯特定理給出了碼元傳輸速率的極限,而香農定理則提供了信息傳輸速率的極限。
通過這兩個定理,我們可以更好地理解信號傳輸的物理限制,並指導實際通信系統的設計。