现代通信系统新技术 (第三版) 课件 第1章 通信基础

第1章

通信基础1.1通信概述1.2信息论基础1.3通信系统的性能指标1.4通信信道的基本特性小结

1.1通

信

概

述1.1.1通信的定义通信(Communication)就是信息的传递，是指由一地向另一地进行信息的传输与交换，其目的是传输消息。从本质上讲，通信是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息快速、准确、无失真、高效率、安全地进行传输，同时还要在传输过程中抑制无用信息和有害信息。当今的通信不仅要能有效地传输信息，还要具备存储、处理、采集及显示信息等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。

在自然科学中，“通信”一般指“电信”，即利用有线电、无线电、光和其他电磁媒质，对消息、情报、指令、文字、图像、声音等进行传输。电信业务可分为电报、电话、传真、数据传输、可视电话等。从广义的角度看，广播、电视、雷达、导航、遥测、遥控等也可列入电信的范畴。这种通信具有迅速、准确、可靠等特点，且几乎不受时间、空间的限制，因而得到了飞速发展和广泛应用。

1.1.2通信的分类

1．按传输媒质分

按消息由一地向另一地传递时传输媒质的不同，通信可分为两大类：一类为有线通信，另一类为无线通信。

所谓有线通信，是指传输消息的媒质为导线、电缆、光缆、波导等的通信形式，其特点是媒质能看得见、摸得着。所谓无线通信，是指传输消息的媒质看不见、摸不着(如电磁波)的通信形式。

2．按信道中传输的信号分

信道是个抽象的概念，这里可理解成传输信号的通路。通常，信道中传输的信号可分为数字信号和模拟信号两种；由此，通信也可分为数字通信和模拟通信，与它们相对应的系统是数字通信系统和模拟通信系统。

若信号的某一参量(如连续波的振幅、频率、相位，脉冲波的振幅、宽度、位置等)可以取无限多个数值，且直接与消息相对应，则称其为模拟信号。模拟信号有时也称为连续信号，“连续”是指信号的某一参量可以连续变化(即可以取无限多个值)，而不一定在时间上也连续。

若信号的某一参量只能取有限个数值，并且常常不直接与消息相对应，则称其为数字信号。数字信号有时也称为离散信号，“离散”是指信号的某一参量是离散(不连续)变化的，而不一定在时间上也离散。

3．按工作频段分

根据通信设备工作频段的不同，通信通常可分为长波通信、中波通信、短波通信、微波通信等。为了使读者对通信中所使用的频段有一个比较全面的了解，下面把通信使用的频段及其说明列入表1-1中作为参考。

通信中，工作频率和工作波长可互换，公式为

c = λ·f

(1-1)

式中，λ为工作波长；f为工作频率；c为电波在自由空间中的传播速度，通常认为c=3 × 108m/s。

4．按调制方式分

根据消息在送到信道之前是否进行调制，通信可分为基带传输和频带传输。基带传输是指信号没有经过调制而直接送到信道中传输的通信系统；频带传输是指信号经过调制后再送到信道中传输，且接收端有相应解调措施的通信系统。表1-2列出了一些常用的调制方式。

1.1.3通信的方式

1．按消息传送的方向与时间划分

如果通信仅在点对点之间或一点对多点之间进行，那么按消息传送的方向与时间，通信的方式可分为单工通信、半双工通信和全双工通信，如图1-1所示。

单工通信是指消息只能单方向传输的通信方式，如广播、遥控、无线寻呼等。图1-1按消息传送的方向与时间划分的通信方式

2．按数字信号排序划分

在数字通信中，按照数字信号排列顺序的不同，通信方式可分为串序传输和并序传输。所谓串序传输，是指将代表信息的数字信号按时间顺序一个接一个地在信道中传输的方式，如图1-2(a)所示；若将代表信息的数字信号分割成两路或两路以上同时在信道上传输，则称为并序传输，如图1-2(b)所示。图1-2按数字信号排序划分的通信方式

一般的数字通信都采用串序传输方式，其优点是只占用一条通路，缺点是占用通路时间相对较长；并序传输方式在通信中有时也会用到，其优点是传输时间较短，缺点是需要占用多条通路。

3．按通信网络形式划分

通信网络形式通常可分为三种：点到点通信方式、点到多点通信(分支)方式和多点到多点通信(交换)方式。它们的示意图如图1-3所示。图1-3按通信网络形式划分的通信方式

1.1.4通信系统的模型

通信的任务是完成消息的传递和交换。以点到点通信为例，要实现消息从一地向另一地的传递，通信系统必须有三个部分，即发送端、接收端和收发两端之间的信道，如图1-4所示。图1-4通信系统的模型

通信系统各部分的作用。

1．信息源和受信者

信息源简称信源，是信息的发生源。受信者简称信宿，是信息的归宿。根据信源输出信号性质的不同，它可分为模拟信源和数字(离散)信源，如模拟电话机为模拟信源，数字摄像机及计算机为数字信源。

2．发送设备

发送设备的作用是将信源产生的信号变换为传输信道所需的信号(使信源和信道匹配)，并送往信道。

3．信道

信道是指传输信号的通道，即信号从发送设备到接收设备所经过的媒质。信道可以是有线的，也可以是无线的，两者均有多种传输媒质。信道既给信号提供通路，也对信号产生各种干扰和噪声，直接影响通信的质量，其干扰和噪声的产生由传输媒质的固有特性决定。

4．接收设备

接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行接收放大、解调、数/模转换、纠错译码、FDM或TDM的分路、解密等，最终从带有干扰的信号中正确恢复出原始信号。

图1-4仅是一个单向的通信系统模型，如果实际通信系统要实现双向通信来保证通信双方可以随时交流信息，那么信源兼为信宿，且双方都要有发送设备和接收设备。

1.2信

息

论

基

础

1.2.1信息的量度虽然“信息”(Information)一词在概念上与消息(Message)相似，但其含义更具普遍性、抽象性。信息可理解为消息中包含的有意义的内容。消息有各种各样的形式，但消息的内容可统一用信息来表述，传输信息的多少可直观地用“信息量”来衡量。

由概率论可知，事件的不确定程度可用事件出现的概率来描述。事件出现(发生)的可能性越小，则概率越小；反之，概率越大。由此可知：消息中的信息量与消息发生的概率紧密相关。消息出现的概率越小，则消息中包含的信息量就越大。概率为零时(不可能发生事件)，信息量为无穷大；概率为1时(必然事件)，信息量为0。

消息中所含的信息量与消息出现的概率之间的关系应符合如下规律：

(1)消息中所含信息量I是消息出现的概率P(x)的函数，即

(1-2)

(2)消息出现的概率越小，它所含信息量越大；反之，信息量越小。

(3)若干个互相独立的事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量的和，即

以看出，I与P(x)之间应满足以上三点，且有如下关系：

(1-3)

信息量I的单位与对数的底数a有关。当a= 2时，I的单位为比特(bit或b)；a = e时，I的单位为奈特(nat或n)；a = 10时，I的单位为笛特(Det)或称为十进制单位；a = r时，I的单位称为r进制单位。通常使用的单位为比特。

对于多个信息符号的平均信息量的计算，设各符号出现的概率为

则每个符号所含信息的平均值(平均信息量)为

由于平均信息量与热力学中熵的形式相似，故通常又称其为信息源的熵。

当离散信息源中每个符号等概率出现，且各符号的出现为统计独立时，该信息源的信息量最大。此时最大熵(平均信息量)为

1.3通信系统的性能指标

1.3.1一般通信系统的性能指标通信系统的性能指标包括有效性、可靠性、适应性、保密性、标准性、维修性、工艺性等。从信息传输的角度来看，通信的有效性和可靠性是最主要的两个性能指标。通信系统的有效性与系统高效率地传输消息相关联，即通信系统怎样才能以最合理、最经济的方法传输最大数量的消息。

通信系统的可靠性与系统可靠地传输消息相关联。可靠性是一种量度，用来表示收到的消息与发出的消息之间的符合程度。因此，可靠性取决于通信系统的抗干扰性。

一般情况下，要增加系统的有效性，就得降低可靠性；反之亦然。在实际应用中，常依据实际系统要求采取相对统一的办法，即在满足一定可靠性指标的前提下，尽量提高消息的传输速率，即有效性；或者，在维持一定有效性的前提下，尽可能提高系统的可靠性。

1.3.2通信系统的有效性指标

在模拟通信系统中，每一路模拟信号需占用一定的信道带宽，如何在信道具有一定带宽时充分利用它的传输能力？这里有几个方面的措施，其中的两个主要方面的措施，

一是多路信号通过频率分割复用，即频分复用(FDM)，以复用路数的多少来体现其有效性。

另一方面，要提高模拟通信的有效性，可根据业务性质减少信号带宽，如语音信号的调幅单边带(SSB)为4kHz，调频信号带宽则较其高了数倍，但其可靠性较差。

数字通信的有效性主要体现为单个信道通过的信息速率。数字信号基带传输可以采用时分复用(TDM)以充分利用信道带宽。数字信号频带传输可以采用多元调制来提高其有效性。数字通信系统的有效性可用传输速率来衡量，传输速率越高，则系统的有效性越好。通常可从以下三个角度来定义传输速率。

1．码元传输速率RB

码元传输速率通常又称为码元速率，用符号RB表示。码元速率是指单位时间(每秒)内传输码元的数目，其单位为波特(Baud)。

数字信号一般有二进制与多进制之分，但码元速率RB与信号的进制无关，只与码元宽度TB有关，即

通常在给出系统码元速率时，要说明码元的进制。多进制(M)码元速率RBM与二进制码元速率RB2之间，在保证系统信息速率不变的情况下，可相互转换，转换关系式为

式中，M=2k，k=2,3,4,…。

2．信息传输速率Rb

信息传输速率简称信息速率，又可称为传信率、比特率等。信息传输速率用符号Rb表示。Rb是指单位时间(每秒)内传送的信息量，单位为比特/秒(bit/s)，简记为b/s。

因为信息量与信号进制数M有关，所以，Rb也与M有关。

3．Rb与RB的关系

在二进制中，码元速率RB2同信息速率Rb2的关系在数值上相等，只是单位不同。

在多进制中，RBM与RbM数值不同，单位也不同。它们之间在数值上有如下关系：

在码元速率保持不变的情况下，二进制信息速率Rb2与多进制信息速率RbM之间的关系为

4．频带利用率η

频带利用率指传输效率。不仅要关心通信系统的传输速率，还要看在这样的传输速率下所占用的信道频带宽度。如果频带利用率高，则说明通信系统的传输效率高；否则相反。

频带利用率的定义是单位频带内码元速率的大小(单位为Baud/Hz)，即

频带宽度B的大小取决于码元速率RB，而码元速率RB与信息速率有确定的关系。因此，频带利用率(单位为b·s-1/Hz)还可用信息速率Rb的形式来定义，以便比较不同系统的传输效率，即

1.3.3通信系统的可靠性指标

对于模拟通信系统，可靠性通常以整个系统的输出信噪比来衡量。信噪比是指信号的平均功率与噪声的平均功率之比。信噪比越高，说明噪声对信号的影响越小，信号的质量越好。

衡量数字通信系统可靠性的指标，可用信号在传输过程中出错的概率来表示，即用差错率来衡量。差错率越大，表明系统可靠性越差。差错率通常有两种表示方法。

1．码元差错率Pe

码元差错率Pe简称误码率，是指接收的错误码元数在传送的总码元数中所占的比例，更确切地说，误码率就是码元在传输系统中被传错的概率，用表达式可表示成

2．信息差错率Pb

信息差错率Pb简称误信率，或误比特率，它是指接收的错误信息量在传送的总信息量中所占的比例，或者说，它是码元的信息量在传输系统中被丢失的概率，用表达式可表示成

3．Pe与Pb的关系

对于二进制信号，误码率和误比特率相等。而M进制信号的每个码元含有n=lbM比特的信息，并且一个特定的错误码元可以有M－1种不同的错误样式。当M较大时，误比特率为

1.4通信信道的基本特性

1.4.1信道

1．信道的定义笼统地说，信道是指以传输媒介(质)为基础的信号通路；具体地说，信道是指由有线或无线线路提供的信号通路；抽象地说，信道是指定的一段频带，它让信号通过，同时又限制和损害信号。信道的作用是传输信号。信道大体可分成两类：狭义信道和广义信道。

狭义信道按具体媒质类型的不同，可分为有线信道和无线信道。所谓有线信道，是指传输媒质为明线、对称电缆、同轴电缆、光缆、波导等看得见的媒质。有线信道是现代通信网中最常用的信道之一，如对称电缆(又称电话电缆)，它广泛应用于近程(市内)传输。无线信道的传输媒质比较多，包括短波电离层、对流层散射等。虽然无线信道的传输特性不如有线信道稳定可靠，但无线信道具有方便、灵活、通信者可移动等优点。

广义信道通常分成调制信道和编码信道两种。调制信道是根据调制与解调的基本问题而定义的，它的范围是从调制器输出端到解调器输入端。从调制和解调的角度来看，由调制器输出端到解调器输入端的所有转换器及传输媒质只是把已调信号进行了某种变换，即只需关注变换的最终结果，而无须关注详细过程。因此，研究调制与解调问题时，定义一个调制信道是方便和恰当的。

调制信道和编码信道的示意图如图1-5所示。图1-5调制信道与编码信道示意图

2．信道的模型

1)调制信道模型

在频带传输系统中，已调信号离开调制器后便进入调制信道。对于调制和解调而言，通常可以不管调制信道包括什么样的转换器，也不管选用了什么样的传输媒质，以及传输过程如何，而仅关注已调信号通过调制信道后的最终结果。

调制信道的主要特性如下：

(1)若有一对(或多对)输入端，则必然有一对(或多对)输出端；

(2)绝大部分信道是线性的，即满足叠加原理；

(3)信号通过信道需要一定的迟延时间；

(4)信道对信号有损耗(固定损耗或时变损耗)；

(5)即使没有信号输入，在信道的输出端仍可能有一定的功率输出(噪声)。

由此看来，可用一个二对端(或多对端)的时变线性网络替代调制信道。这个网络就称作调制信道模型，如图1-6所示。图1-6调制信道模型

对于二对端的信道模型来说，它的输入和输出之间的关系式可表示成

式中，ei(t)为信道输入信号；eo(t)为信道输出信号；n(t)为信道噪声(或称信道干扰)；f [ei(t)]为信道对信号影响(变换)的某种函数关系。

由于f [ei(t)]形式是个高度概括的结果，为了进一步理解信道对信号的影响，可把f [ei(t)]写成k(t)·ei(t)形式。于是，式(1-16)可写成

式中，k(t)称为乘性干扰，它依赖于网络的特性，对信号ei(t)影响较大；n(t)则称为加性干扰(或噪声)。

这样，信道对信号的影响可归纳为两点：一是乘性干扰k(t)的影响；二是加性干扰n(t)的影响。若了解了k(t)和n(t)的特性，则信道对信号的具体影响也就清楚了。不同特性的信道，其信道模型有不同的k(t)及n(t)参数。

通常所期望的信道(理想信道)应是k(t)=常数，n(t)=0，即

2)编码信道模型

编码信道是指包括调制信道及调制器、解调器在内的信道。编码信道模型与调制信道模型明显不同，调制信道对信号的影响是通过k(t)和n(t)使调制信号发生“模拟”变化的，编码信道对信号的影响则是一种数字序列的变换，即把一种数字序列变换成另一种数字序列。故有时把编码信道看成一种数字信道。

由此看来，编码信道的模型可用数字信号的转移概率来描述。例如，在最常见的二进制数字传输系统中，一个简单的编码信道模型可通过图1-7来表示。之所以说这个模型是“简单的”，是因为这里假设解调器输出的每个数字码元发生的差错是相互独立的。图1-7二进制无记忆编码信道模型

用编码的术语来说，这种信道是无记忆的(当前码元的差错与其前后码元的差错没有依赖关系)。在这个模型里，P(0/0)、P(1/0)、P(0/1)和P(1/1)称为信道转移概率。具体地说，P(0/0)和P(1/1)称为正确转移概率，P(1/0)和P(0/1)称为错误转移概率。根据概率性质可知：

转移概率完全由编码信道的特性决定，一个特定的编码信道有相应确定的转移概率。编码信道的转移概率一般需要对实际编码信道进行大量的统计分析才能得到。

1.4.2传输信道

1．有线信道

1)双绞线

双绞线又称双扭线，由若干对且每对由两条相互绝缘的铜导线按一定规则绞合而成。这种绞合结构可以减少临近线对间的电磁干扰。双绞线既可以传输模拟信号，又可以传输数字信号，其通信距离一般为几千米到十几千米。导线越粗，通信距离越远，但导线价格越高。

2)同轴电缆

同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕金属屏蔽层，网外又覆盖一层保护性材料。金属屏蔽层能将磁场反射回中心导体，同时也使中心导体免受外界干扰，故同轴电缆比双绞线具有更宽的带宽和更好的噪声抑制特性。

同轴电缆按特性阻抗(指电缆导体各点的电磁电压与电流之比)数值的不同，可分为两种：一种为50Ω同轴电缆，用于数字信号的传输，称为基带同轴电缆；另一种为75Ω同轴电缆，用于宽带模拟信号的传输，称为宽带同轴电缆。

3)光纤

光纤即光导纤维，软而细，是利用全反射原理来传导光束的。由于可见光的频率非常高，约为108MHz的数量级，故一个光纤通信系统的传输带宽远远大于其他各种传输媒质的带宽。

根据传输模式的不同，光纤有单模光纤和多模光纤之分。单模光纤纤芯比较细，光在光纤中的传播只有一种模式；多模光纤纤芯比较粗，光纤中可有多条不同角度入射的光线同时传播。

2．无线信道

无线信道的传输载体主要是无线电波和光波。

1)地波传播

当接收天线距离发射天线较远时，地球表面拱起部分将两者隔开，只有某些中低频电波能够沿着地球表面拱起的部分传播出去，这种沿着地球表面传播的电波就叫地波，也叫表面波。地波沿着地球表面传播的方式，称为地波传播。其特点是信号比较稳定，但电波频率越高，地波随距离的增加衰减得越快。

2)天波传播

在大气层中，几十千米至几百千米的高空有多层“电离层”，它们形成了一种天然的反射体，就像一只悬空的金属盖。电波射到“电离层”就会被反射回来。沿这一途径传播的电波就称为天波或反射波。电波中的短波具有这种特性。

3)视距传播

若收、发天线距离地面的高度远大于波长，则电波直接从发信天线传到收信地点(有时有地面反射波)，这种传播方式称为视距传播。此方式仅限于在视线距离以内传播信号。

4)散射传播

散射传播指利用对流层或电离层中媒质的不均匀性或流星通过大气时的电离余迹对电磁波的散射作用来实现超视距传播。该方式主要用于超短波和微波的远距离通信。

5)对流层传播

无线电波在对流层与平流层中的传播，简称为对流层传播。

6)电离层传播

无线电波在电离层中的传播，简称为电离层传播。

1.4.3信道内的噪声

信道内噪声的来源很多，表现的形式也多种多样，通常需根据噪声的来源和噪声的性质进行分类。根据噪声的来源，可以粗略地将其分为四类。

(1)无线电噪声：来源于各种无线电发射机。

(2)工业噪声：来源于各种电气设备，如电力线、点火系统、电车、电源开关、电力铁道、高频电炉等。

(3)天电噪声：来源于雷电、磁暴、太阳黑子、宇宙射线等，是客观存在的。

(4)内部噪声：来源于信道的各种电子器件、转换器、天线或传输线等。

以上是根据噪声的来源来分类的，比较便于理解。但是，从防止或减小噪声对信号传输影响的角度来说，根据噪声的性质来分类更为有利，这时噪声可分为以下几种。

(1)单频噪声：主要指无线电干扰。

(2)脉冲干扰：包括电火花、断续电流及雷电等产生的干扰。

(3)起伏噪声：主要指信道内部的热噪声、器件噪声及来自空间的宇宙噪声。

1.4.4常见的几种噪声

1．白噪声

所谓白噪声，是指功率谱密度函数在整个频率域(-∞ < ω < +∞)内是常数，即服从均匀分布的噪声。称其为白噪声，是因为它类似于光学中包括全部可见光频率在内的白光。实际上完全理想的白噪声是不存在的；通常，只要噪声功率谱密度函数均匀分布的频率范围超过通信系统工作的频率范围很多，就可近似认为是白噪声。例如，热噪声的频率可以高达1013Hz，且功率谱密度函数在0～1013Hz内基本呈均匀分布，所以可将它看作白噪声。

理想的白噪声功率谱密度通常定义为

式中，n0是白噪声的单边功率谱密度，单位是W/Hz。

白噪声的自相关函数Rn(τ)是一个位于τ = 0处的冲激函数，强度为n0/2。白噪声的Pn(ω)和Rn(τ)图形如图1-8所示。图1-8理想白噪声的功率谱密度和自相关函数

2．高斯噪声

所谓高斯(Gaussian)噪声，是指概率密度函数服从高斯分布(即正态分布)的一类噪声，其数学表达式为

式中，a为噪声的数学期望值，也就是均值；σ

2为噪声的方差；exp(x)是以e为底的指数函数。

3．高斯型白噪声

由前文可知，白噪声是根据噪声的功率谱密度是否均匀来定义的，高斯噪声则是根据它的概率密度函数来定义的。那么什么是高斯型白噪声呢？所谓高斯型白噪声，是指噪声的概率密度函数满足正态分布统计特性，同时它的功率谱密度函数是常数的一类噪声。

在通信系统理论分析中，特别是在分析、计算系统抗噪声性能时，经常假定系统信道中的噪声为高斯型白噪声。其中一个原因是高斯型白噪声可用具体数学表达式表述，便于推导、分析和运算；另一个原因是高斯型白噪声反映了具体信道中的噪声情况，比较真实地代表了信道噪声的特性。

4．窄带高斯噪声

当高斯噪声通过以ωc为中心角频率的窄带系统时，就可形成窄带高斯噪声。所谓窄带系统，是指系统的频带宽度B比中心频率小很多的通信系统，即的系统。这是符合大多数信道的实际情况的：信号通过窄带系统后就形成窄带信号。其特点是频谱局限在

±ωc附近很窄的频率范围内，包络和相位都在进行着缓慢的随机变化。

随机噪声通过窄带系统后，可表示为

式中，φ(t)为噪声的随机相位；ρ(t)为噪声的随机包络。

1.4.5信道容量

1．信号带宽

带宽这个名称在通信系统中经常出现，而且常常代表不同的含义，在这里先作一些说明。从通信系统中信号的传输过程来看，有两种不同含义的带宽：一种是信号(包括噪声)的带宽，也就是本节要定义的带宽，由信号(或噪声)能量谱密度G(ω)或功率谱密度P(ω)在频域的分布规律确定；另一种是信道的带宽，由传输电路的传输特性决定。信号带宽和信道带宽的符号都用B表示，单位为Hz。本书中在提到带宽时将说明是信号带宽，还是信道带宽。

从理论上讲，除了极个别的信号外，信号的频谱都是无穷宽分布的。如果把凡是有信号频谱的范围都算带宽，那么很多信号的带宽都变为无穷大了，显然这样定义带宽是不恰当的。一般信号虽然频谱很宽，但绝大部分实用信号的主要能量(功率)都集中在某个不太宽的频率范围内，因此，通常根据信号能量(功率)集中的情况，恰当地定义信号的带宽，常用的定义有以下三种。

1)以集中一定百分比的能量(功率)来定义

对于能量信号，可由

求出B。带宽B是指正频率区域，不计负频率区域。如果信号是低频信号，那么能量集中在低频区域，就是0～B频率范围内的能量。

对于功率信号，可由

求出B。γ

的百分比取值为90%、95%或99%等。

2)以能量谱(功率谱)密度下降3dB时的频率间隔作为带宽

对于频率轴上有明显的单峰形状(或者一个明显的主峰)且峰值位于f=0处的能量谱(功率谱)密度的信号，信号带宽为正频率轴上G(ω)(或P(ω))下降到3dB(半功率点)处对应的频率与f= 0的间隔，如图1-9所示。图1-93dB带宽

G(ω)～f曲线中，由

或

得

3)等效矩形带宽

若用一个矩形的频谱代替信号的频谱，则矩形频谱具有的能量与信号的能量相等，矩形频谱的幅度为信号频谱f=0时的幅度，如图1-10所示。图1-10等效矩形带宽

由

或

得

或

2．信道容量的计算

从信息论的观点来看，各种信道都可以概括为两大类，即离散信道和连续信道。所谓离散信道，就是输入与输出信号都是取值离散的时间函数；而连续信道是指输入和输出信号都是取值连续的时间函数。信道容量是指单位时间内信道中无差错传输的最大信息量。这里仅给出连续信道的信道容量。

设连续信道(或调制信道)的输入端加入单边功率谱密度为n0(W/Hz)的加性高斯白噪声，信道的带宽为B(Hz)，信号功率为S(W)，则通过这种信道无差错传输的最大信息速率C(单位为b/s)为

式中，C值就称为信道容量；n0B是噪声的功率。

令N