咸鱼带你理解信号带宽与信道带宽

信号带宽：一个信号可以分解为一系列不同频率正余弦函数的加权和。带宽，就是那些对应的加权非零部分对应的三角函数的频率宽度。信号频谱的宽度，也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差。例如：一个由数个正弦波叠加成的方波信号，其最低频率分量是其基频，假定为 f =2kHz，其最高频率分量是其 7 次谐波频率，即 7f =7×2=14kHz，因此该信号带宽为 7f - f =14-2=12kHz。在计算机网络中，带宽用来表示网络中某通道传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率” 。

信道带宽：限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率，也就是限定了一个频率通带。比如一个信道允许的通带为 1.5kHz至 15kHz，其带宽为 13.5kHz。

如何判断信号可以通过信道：任何复合信号的最低频率分量和最高频率分量都在信道的频率范围内就能通过该信道。比如一个信道允许的通带为 1.5kHz至 15kHz，其带宽为 13.5kHz。频率1.5kHz、4kHz、6kHz、9kHz、12kHz，15kHz 以及任意在该频带范围内的各种单频波也可以通过该信道。然而，如果一个基频为 1kHz 的方波，通过该信道肯定失真会很严重；方波信号若基频为 2kHz，但最高谐波频率为 18kHz，带宽超出了信道带宽，其 9次谐波会被信道滤除，通过该信道接收到的方波没有发送的质量好；那么，如果方波信号基频为 500Hz，最高频率分量是 11 次谐波的频率为 5.5kHz，其带宽只需要 5kHz，远小于信道带宽，是否就能很好地通过该信道呢？其实，该信号在信道上传输时，基频被滤掉了，仅各次谐波能够通过，信号波形一定是不堪入目的。