Shannon Channel Capacity Theorem

بشكل بديهي، تجيب سعة القناة على السؤال: ما مقدار المعلومات التي يمكنني نقلها لكل وحدة زمنية بشكل موثوق على الرغم من الضوضاء؟ أظهر شانون أن الإجابة تعتمد على ثلاثة عوامل: (1) عرض النطاق الترددي B (المزيد من عرض النطاق الترددي -> المزيد من السعة)، (2) طاقة الإشارة S (إشارة أقوى -> المزيد من السعة)، و (3) طاقة الضوضاء N (ضوضاء أقل -> المزيد من السعة). يلتقط الموازنة اللوغاريتمية log2(1 + S/N) حقيقة عميقة: مضاعفة الطاقة تزيد السعة بمقدار 1 بت/ثانية/هرتز فقط، وهو عائد متناقص. يفسر هذا لماذا، على الرغم من قرون من ممارسات الاتصال، يظل الاتصال الموثوق محدودًا بشكل أساسي حتى تكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء عالية بما فيه الكفاية. كما أنه يحفز التضمين والترميز المتطورين: فهما يقتربان من السعة بشكل مقارب ولكنهما لا يتجاوزانها أبدًا.