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### 1. 香农容量定律(Shannon Capacity Theorem)
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香农容量定律定义了信道的最大数据传输速率,公式为:
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C = B \log_2(1 + \text{SNR})
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其中:
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- $C$ 是信道容量(bps),
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- $B$ 是信道的带宽(Hz),
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- $\text{SNR}$ 是信噪比(单位:信号功率与噪声功率之比)。
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### 2. 香农-哈特利定律(Shannon-Hartley Theorem)
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香农-哈特利定律描述了带宽有限的信道最大数据传输速率,公式为:
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C = B \log_2\left(1 + \frac{P}{N_0 B}\right)
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其中:
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- $C$ 是信道的最大容量(bps),
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- $B$ 是信道的带宽(Hz),
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- $P$ 是信号功率(瓦特),
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- $N_0$ 是单位带宽内的噪声功率谱密度(瓦特每赫兹)。
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### 3. 香农编码定律(Shannon's Noisy-Channel Coding Theorem)
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香农编码定律表明,信息源的比特速率 $R$ 不能超过信道的容量 $C$,即:
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R \leq C
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其中:
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- $R$ 是信息源的比特速率,
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- $C$ 是信道容量。
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通过合适的编码方案,传输的错误率可以趋近于零。
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### 傅里叶理论:所有信号都可以用 sin 和 cos 表达
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#### 1. **傅里叶级数(Fourier Series)** - 适用于周期性信号
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对于一个周期性信号 $x(t)$,它可以表示为正弦和余弦波的叠加:
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x(t) = A_0 + \sum_{n=1}^{\infty} \left[ A_n \cos(2\pi n f_0 t) + B_n \sin(2\pi n f_0 t) \right]
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#### 2. **傅里叶变换(Fourier Transform)** - 适用于非周期性信号
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对于非周期性信号,傅里叶变换将时域信号转换为频域信号,表示为不同频率成分的和:
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X(f) = \int_{-\infty}^{\infty} x(t) e^{-j2\pi ft} \, dt
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#### 3. **反傅里叶变换(Inverse Fourier Transform)**
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反傅里叶变换可以将频域信号还原为时域信号:
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x(t) = \int_{-\infty}^{\infty} X(f) e^{j2\pi ft} \, df
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