チャネル容量計算ツール

チャネル容量計算機は、通信チャネルでエラーなくデータを送信できる最大速度を決定するために使用するツールです。帯域幅と送信信号の品質に基づいて、チャネルが情報を運ぶ能力を測定するのに役立ちます。チャネル容量の概念は情報理論に根ざしており、電気通信、ネットワーク、無線通信などの分野では不可欠です。

チャネル容量は通常、 ビット/秒 （bps）と2つの キー factors: the bandwidth of the communication channel and the signal-to-noise ratio (S/N). By calculating channel capacity, engineers and network professionals can optimize the performance of communication systems, ensure reliable data transfer, and improve the 効率 of wireless and wired networks.

チャネル容量計算の式

チャネル容量 (C) = 帯域幅 (B) × log₂(1 + S/N)

どこ：

• C = チャネル容量。1 秒あたりのビット数 (bps) で測定されます。
• B = チャネルの帯域幅。ヘルツ (Hz) 単位で測定されます。
• S / N =信号対雑音比、つまり 電力 信号をノイズのパワーで割ったもの（単位なし）。

この式は、存在するノイズのレベルを考慮して、チャネルで達成できる理論上の最大データ レートを定義するシャノン ハートレーの定理に基づいています。帯域幅を増やすか、信号対雑音比を改善することで、通信システムのデータ レートを向上できることを示しています。

一般条件表

ユーザーがチャネル容量とその計算を理解しやすくするために、この概念に関連する一般的な用語とその定義を以下に示します。

契約期間	定義
チャネル容量 (C)	チャネルを介してデータを送信できる最大速度。
帯域幅 (B)	チャネルが伝送できる周波数の範囲。通常はヘルツ (Hz) で測定されます。
信号対雑音比 (S/N)	信号電力とノイズ電力の比率。信号の品質を示します。
ビット/秒 (bps)	データ伝送の測定単位 スピード.
シャノン・ハートレーの定理	通信チャネルの最大容量を定義する情報理論の基本定理。
ノイズ	信号の送信を妨げる不要な妨害。
モジュレーション	データを送信するために搬送信号を変化させるプロセス。

この表は、チャネル容量計算機を使用するユーザー向けのクイックリファレンスであり、用語をより効果的に理解して適用できるようにします。

チャネル容量計算機の例

帯域幅が 10 MHz (10,000,000 Hz)、信号対雑音比 (S/N) が 30 dB の通信チャネルがあるとします。チャネル容量を計算するには、まず次の式を使用して S/N 比をデシベルから単位のない値に変換する必要があります。

S/N (線形) = 10^(S/N(dB)/10)

S/N が 30 dB の場合:

S/N（線形） = 10^(30/10) = 10^3 = 1000

ここで、シャノン・ハートレーの定理を適用します。

チャネル容量 (C) = 帯域幅 (B) × log₂(1 + S/N)
C = 10,000,000 × log₂(1 + 1000)
C ≈ 10,000,000 × 9.97 ≈ 99,700,000 bps

したがって、チャネル容量は約 99.7 Mbps となり、これは特定の条件下でチャネルがサポートできる最大データ レートです。

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