健康资讯 信道带宽是指信号在信道中传输的频率范围。信道可以是模拟信道或数字信道。
对于模拟信道来说，它的带宽是由信道的物理特性确定的。带宽的计算公式是信道能够通过的最高频率减去能够通过的最低频率。这个带宽决定着信道能够传输多少信息。
而对于数字信道来说，它只能传输离散值的数字信号。带宽决定了在不失真的情况下，信道中能够传输的最高速率。我们用码元速率来表示单位时间内信号波形的变换次数，也就是通过信道传输的码元个数。
模拟信道的带宽可以通过公式W=f2-f1来计算，这里的f2是信道能够通过的最高频率，而f1是信道能够通过的最低频率。
信道容量是指在特定约束下，给定信道从源发送消息的能力的度量。它通常用最大比特率来表示，在适当的代码和可接受的差错率条件下。
在1924年，贝尔实验室的研究员亨利·尼奎斯特提出了尼奎斯特定理。它指出，有限带宽无噪声信道的最大码元速率为B=2W(Baud)，其中W是信道带宽。尼奎斯特定理也被称为尼奎斯特极限，它是由信道的物理特性决定的。如果我们想要进一步提高数据的传输速率，就需要改善信道的带宽。
码元携带的信息量取决于码元的离散值个数。如果一个码元只取两个离散值，那么它携带的是1比特(bit)的信息;如果一个码元可以取四种离散值，那么它携带的就是2比特的信息。通常我们用单位时间内在信道上传送的信息量来表示数据速率，单位是比特数。
数据速率和波特率是两个不同的概念。只有当码元取两个离散值时，它们才相等。对于普通电话线路来说，带宽是3000HZ，最高波特率是6000Baud。而最高数据速率可以根据不同的编码方式而取不同的值。
然而，在实际情况中，信道会受到各种噪声的干扰，所以无法达到按照尼奎斯特定理计算出的数据传送速率。香农的研究表明，有噪声的极限数据速率可以通过公式C=Wlog2(1+s/n)来计算，其中W指信道带宽，S指信号的平均功率，N指噪声的平均功率，s/n表示信噪比。由于S与N的比值通常很大，我们常常使用分贝数来表示。分贝数与信噪比的关系式是db=10log10(s/n)。
以一个例子来说明，如果信道带宽是3000HZ，信噪比是30db，那么最大数据速率就是C=3000log(1+1000)≈3000×9.97≈30000b/s。这个是理论上的极限值，在实际的电话线路中，达到9600b/s就已经很好了。
