信道带宽和信号带宽

学习的时候突然想到这个问题，⾃⼰也没有想明⽩，在⽹上找了⼀些资料总结⼀下。

绕晕了

信号带宽相当于⼀辆具有⼀定宽度的车辆，信道带宽相当于⼀定宽度的车道，每个信号不可能全部都符合频率宽度就像车⼦不等宽，所有信号的带宽都不可以超出信道带宽，就像车辆在实线道⾥⾏驶可以偏离但不能越线（光纤通信⾥有四波混频这个不符合车辆⽐喻）。

问题：那实际环境中信道带宽B，也就是车道宽度是如何测量呢？如果不知道车道宽度，就没办法因地制宜选择⾃⼰的车宽度了。

另外对于数字信号和模拟信号对他们的信号带宽的理解是不是不同？例如数字信号的带宽⼀般指的是第⼀谱零点带宽，同时也可以指数字信号的速率，也就是既可以理解为汽车的宽度也可以理解为汽车的速度。但模拟信号的带宽就说在频域实际的范围，只能理解为汽车的宽度，对吗？

回答1：信道带宽为何要测量呢，不是你发射端⾃⼰决定的吗。你可以决定你发射信号的信号速率，也可以决定你发射信号的带宽，你可以让他们相等，你也可以进⾏扩频以获得扩频增益。举个例⼦，你要发送1bit⼆进制信息，你得决定⼀个⼆进制（1或者0）持续多少时间吧，持续1秒，⼀分钟发60bit信息，持续2秒，⼀分钟发30bit信息，持续时间越久，速率越慢，带宽越⼩，这就是你的信息速率，也确确实实占着频谱资源，也有带宽。那信号带宽啥意思，那就是你发送的波形了，你可以原原本本的⽤⼀个⾼电平或者低电平表⽰1bit信息，这样你信号速率等于信号带宽，你也可以⽤好⼏个⾼低电平来表⽰1bit信息。这样的话，你实际的信息速率没有变化，还是1秒传60bit，信号速率不变，但是你信号波形的频谱就⽐原来宽了，也就是信号带宽⼤于信号速率。据我所知，模拟和数字对于这俩概念的定义没有什么不同。回答2：奈奎斯特定理中理想波特率为带宽2倍，就是说带宽1M，波特率2M，模拟信号我做的⽆线实验中，其实数字信号就可以说是调制的模拟信号，

信道的定义是可以信任的信息通道，可信任的通道在书上也说了，最基础的就是发信，收信，信道带宽其实就是所有车辆（信号）宽度的平均值的偏移，也是⼈为定的，你的机器可以在2.4G-2.5G之间随意调整频率，你的信道总带宽就是100M，你再通过FDM、OFDM把它分成1M或少的频率，就形成⼦载波，你发送的信号是以带宽为基准的，通过调制⽅式来进⾏操作，就好⽐你是发车站，你发送的车辆的标准是1M宽，然后宽点，窄点的都⽆所谓，但不能超太多，OFDM是可以超多的。

知乎上的问题，附上链接，学到了很多我先阐述两个观点，之后是疑问（1）对于数字系统，有⾹农公式C= Blog2（1+SNR） 单位是bps

那么可以根据信道带宽B和接收信噪⽐来计算出该信道的信道容量C，此时我们只需要发送Rb⼩于C即可实现⽆失真传输

注：对于这个问题，我翻了⼀下樊昌信通信原理第80页，对上⾯公式的解释见。我个⼈感觉这个公式并不是针对数字系统的，这个公式是指连续信道容量的公式。

（2）对于模拟系统，假如对语⾳信号进⾏DSB调制后信号带宽为1MHz⼩于信道带宽2MHz，则可以正常传输，也就意味着只要信号的带宽⼩于信道带宽即可⽆差错传输。注：这⾥⼩于就可以吗？不够吧。疑问：

·我上⾯的说法是否正确呢 ？

·请帮我的想法判断⼀下对错：⾹农公式的单位是bps，因此只适⽤于计算数字传输系统（对or错）错

·在现实⽣活中这个B怎么知道？假如我在⼀个屋⼦⾥⽤两根天线传输，那么这个B怎么计算？如果不先计算出B我怎么知道C，从⽽决定我的发射速率？

·有⼀种说法是根据⾹农公式，增加信道带宽B就可以增⼤信道容量。那么在现实⽣活中如何增加信道带宽B？

·进⾏多进制调制如QAM，MASK能不能增⼤信道容量C？因为调制可以增⼤波特率，但不能增⼤⽐特率，⽽C的单位是bps

⾔归正传，附上其他⼈的回答。

数字系统看差错，模拟系统看失真，你说反了

⾹农公式仅是AWGN信道的容量公式，不是数字系统通⽤的公式。但它的确能够⼤致反映数字系统的带宽-速率和SNR-速率的关系。

原则上，数字通信只要速率⼩于信道容量，通过编码可以接近⽆差错传输。但模拟通信只要有噪声就没法实现⽆失真传输。模拟信号带宽不⼤于信道带宽是必须的，但不够。

⾹农公式只适⽤于数字通信系统，但并不是因为它的单位是bps。实际上⾹农公式的单位也可以是nat/s或者别的，只要是信息量单位就可以了。

现实中可⽤带宽（信道带宽）可能是物理信道或器件决定的，也可能是⽆线电管理机构分配的频谱资源决定的。设计者也不⼀定要⽤满信道带宽，也许⽤⼀部分就够了。你⽤⼏根天线和带宽没有直接关系。设计者可以增⼤信号带宽，但信道带宽不⼀定是设计者能控制的。

如果信噪⽐⾜够，多进制调制相⽐⼆进制能够提升信道容量。否则不能。“调制可以增⼤波特率”这个不对，波特率只由符号速率决定，和调制星座⽆关。多进制调制增⼤的是每符号承载的⽐特数。