資料編碼理論/夏農容量
通道是一種通訊媒介，資料可以透過它流動。在無線網路中，通道是傳送方和接收方之間開放的空間，電磁波透過它傳播。在有線網路中，通道是電訊號流過的電線。
透過通道傳輸的資料會受到外部噪聲干擾。在無線系統中，這種干擾可能是競爭的傳送器，甚至可能是自然現象，如閃電或太陽輻射。這些型別的干擾也會影響有線傳輸。
接收訊號中傳輸資訊功率與噪聲功率之比，以 dB（分貝）為單位，被稱為信噪比。信噪比縮寫為“SNR”，是學習傳輸網路時瞭解的重要指標，因為它會影響可以傳送的資料量以及傳送速度。如果我們有一個能量為E的訊號，以及噪聲密度為N，則我們計算 SNR 為
同樣，如果我們有一個幅度為A的訊號，以及一個方差為σ的噪聲，我們計算 SNR 為
SNR 越高，接收到的訊號就越忠實於傳送的訊號。SNR 越低，接收到的訊號越有可能包含錯誤。我們不會在這本書中過多地討論 SNR。然而，SNR 是通訊系統中一個非常重要的量，並且存在一些旨在幫助降低低 SNR 通道中錯誤的程式碼類別。
頻寬是通訊通道的一種度量，它決定了哪些頻率範圍能夠忠實地透過通道傳輸，哪些頻率範圍不能。我們不需要在這本書中詳細討論頻寬，但可以肯定地說，它是一個重要的通訊通道質量。
夏農通道容量是一個公式，它將通道的頻寬、通道的 SNR 和位元率聯絡起來。
[夏農通道容量]
通道容量是資料可以在通道上以可忽略的錯誤率傳送的位元率。試圖以快於此速率的速度傳送位元將使錯誤率超過可忽略的值。這將對我們的通訊系統產生很大的負面影響。請注意，對於固定的頻寬，隨著 SNR 的降低，位元率也必須降低。
由於夏農通道容量，我們可以看到一些重要的事實。第一個是，通道中噪聲越大，我們的位元率就需要越慢。這意味著如果我們想以通道容量或更高的速度傳送資料，我們需要有健壯的錯誤檢查和糾正機制。
我們還可以看到，對於固定的 SNR，更大的頻寬意味著更快的傳輸速率。
簡而言之，為了更快地透過通道傳送更多資訊，我們需要
- 提高 SNR
- 增加頻寬
- 使用更好的編碼和糾錯。