Shannon公式详解：信道传输速率与噪声干扰的关系

在"Shannon公式用于有噪声干扰信道-计算机网络之数据通信"的章节中，主要讨论了在数据通信领域中的关键概念和技术，特别是如何在有噪声的信道环境下进行有效通信。Shannon公式C = W log2 (1+S/N)是这个章节的核心，其中C代表数据传输率（单位b/s），W是信道带宽（单位Hz），S/N指的是信噪比。这个公式描述了在理想情况下，信道能承载的最大数据传输速率，受限于带宽和信噪比的性能。 带宽是衡量信道传输能力的一个重要参数，它决定了信道能够同时传输信号的频率范围。在传统的通信工程中，带宽通常以赫兹（Hz）计算，而在计算机网络中，常用bps（比特每秒）作为衡量单位。例如，以太网的理论带宽可以达到10Mb/s，这意味着每秒可以传输10 million bits。 码元和波特率是数据传输速率的两个不同概念。码元是指在时间轴上承载一个信号编码单元，而波特率则是码元传输的速率。比特率则是指每秒传输的二进制比特数，它考虑了信号的编码方式，比如不同的信号编码级别M会影响数据传输速率。例如，一个波特率为9600的信号，如果M=2，数据传输速率为9600b/s；而当M=16时，传输速率会降低至38.4kb/s。 误码率是衡量信道可靠性的指标，它反映了信号在传输过程中出错的概率。为了保证数据的准确传输，错误控制和检错技术在数据通信中至关重要。信息编码则是将信息转换成二进制形式的过程，如ASCII编码、BCD编码等，而数据编码则是将这些信息的具体数据内容转化为可以被物理媒介识别的信号，如字符'A'的ASCII编码及其对应的数字编码。 此外，章节还介绍了基本的通信术语，如数据、信息、信号、模拟信号与数字信号、信道、时延等，这些都是理解数据通信基础的关键要素。通过理解这些概念，学生能够更好地掌握数据通信技术，并应用于实际网络环境中，确保数据在受到噪声干扰的信道上传输的效率和准确性。