奈氏准则

奈氏准则

奈氏准则（Nyquist Criterion）又称奈奎斯特定理，是由美国贝尔实验室的工程师哈利·奈奎斯特（Harry Nyquist）在1928年提出的，它是关于传输信号与信道带宽之间关系的理论。

主要内容

在理想低通（无噪声、带宽受限）的信道中，为了避免码间串扰，极限码元传输速率为(2W)波特（Baud），其中(W)是信道的带宽，单位为赫兹（Hz）。可以用公式表示为：(B = 2W)，其中(B)表示码元传输速率。 如果用(N)表示一个码元所取的离散值个数（码元的离散电平数目），则极限数据传输速率(C)可以表示为：(C = 2W\log_2N)，单位是比特每秒（bps）。

意义

奈氏准则指出了：

• 在一定的信道带宽下，码元传输速率是有上限的，如果超过这个上限，就会出现码间串扰，导致信号失真，接收端难以正确识别码元。

• 信道带宽与数据传输速率之间的关系，为设计和分析数字通信系统提供了重要的理论依据。

• 通过增加码元所取的离散值个数，可以提高数据传输速率，但同时也增加了系统的复杂性和对信道质量的要求。

应用

奈氏准则在通信系统的设计和优化中有着广泛的应用，例如：

• 在有线通信中，如以太网，需要根据信道带宽和传输距离等因素，合理选择码元传输速率和编码方式，以保证数据的可靠传输。
• 在无线通信中，也需要根据频段的带宽和信号干扰等情况，确定合适的调制编码方式和传输速率，以提高频谱利用率和通信质量。