香农公式的带宽和信噪比
第五代移动通信是最新一代移动通信技术。5G的性能目标是提高数据速率、降低延迟、节能、降低成本、提高系统容量和连接大规模设备。
在实际应用中，通信技术基于一个定理，这个定理就是香农理论(英文:Shannon 's Theorem，又称噪声信道编码定理)。那么什么是香农理论呢？在信息论中起什么作用？
克劳德·艾尔伍德·香农
香农定理。
在信息论中，香农理论(即噪声信道编码定理或香农极限)确定对于通信信道中任何给定程度的噪声污染，几乎无差错的离散数据(即数字信息)可以被通信，直到可以通过信道计算出最大速率。这个结果是克劳德·香农(Cla+ude Shannon)在1948中提出的。部分理论基础是基于哈利·奈奎斯特和拉尔夫·哈特利的早期工作和思想。
通俗地说，在信息论中，香农理论指出，虽然噪声会对通信信道产生干扰，但在信息传输速率小于信道容量的前提下，仍然可以以任意低的错误概率传输数据信息。这个令人惊讶的结果，有时被称为信息原理的基本定理，最早是由克劳德·埃尔伍德·香农在1948年提出的。
通道容量(通道容量)
通信信道的信道容量(也称为香农极限或香农容量)是指在特定噪声水平下，如果链路遭受随机数据传输错误，理论上可以在信道上传输的无错数据的最大速率。它最早是由香农(1948)描述的，很快发表在香农和沃伦·韦弗(1949)的《传播的数学理论》一书中。这就建立了现代信息论学科。
简而言之，通信信道的信道容量(也称香农限)是指在规定的噪声标准下，信道的理论最大传输速率。
图1通道容量
香农公式(香农公式)
信道是传输信息的信道，信道容量描述了信道无差错传输信息的最大容量，可以用来衡量信道的质量。1948年，香农在其著名论文《通信的数学原理》中给出了信道容量的定义和计算，即信道容量是输入信号和输出信号之间互信息的上界。信道容量的计算遵循香农公式，即C=Blog2(1+S/N)，也表示为信道每秒可传输的最大信息比特数。其中b是信道带宽，s是发射信号的平均功率，n是噪声或干扰信号的平均功率。
例如，对于信噪比为S/N，带宽为B的加性高斯白噪声信道，其信道容量为C=Blog2(1+S/N)。
你要知道C=Blog2(1+S/N)是信道传输信息的频谱效率，即单位时间和带宽内可以传输的信息量，单位是比特？Hz-1？s-1 .提高信噪比可以提高信道容量，这可以通过抑制噪声或提高发射功率来实现。如果信噪比为无穷大，则信道容量趋于无穷大。但由于信道中始终存在噪声，发射机的功率不可能是无限的，所以不会出现这种情况。增加信道带宽也可以增加信道容量，但是这种增加不是无限的。如果信道的噪声功率谱密度为N0，噪声功率N=BN0也会随着信道带宽b的增加而增加，记住最大信号功率为Es，当带宽无限大时，信道容量的极限为:
图2无限通道容量计算公式
可见，单方面增加带宽并不是提高信道容量的好办法。
信道容量是信道传输信息能力的理论极限。在目前的各种通信技术中，实际的信道吞吐量可以远远小于这个极限。
通过上面的例子，我们可以知道，要想获得更快的网速，必须提高信道带宽和信噪比；前者是指信号能有效通过信道的最大带宽，后者是信号功率与噪声功率的比值。有了这个限制，如果想提高网速，就需要增加信道带宽，或者提高信噪比，或者两者兼而有之。
学习技巧
我们可以简单地把信息通道比作城市道路。这条道路单位时间的车流量受到道路宽度、车速等因素的制约。在这些约束条件下，单位时间内的最大交通量称为极限值。
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参考
萨利姆·巴蒂.通道容量。数据通信网络与分布式系统D51-基础通信与网络。[ 2007-11-10 ]。(原内容存档于2007年8月-21)。
吉姆·莱斯勒夫。信号看起来像噪音！。信息与测量，第2版。[2007-11-10].(原内容存档于2016-12-28)。
托马斯·m·盖伊乔伊·托马斯。信息论的要素。纽约约翰·威利父子公司。2006年。
百科新知|香农公式和5G。(原内容存档于中央纪委国家监委网站？,2016-12-28)。