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标题: 如果突破了香农理论的限制通信行业会发生什么变化呢？ [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2015-7-19 21:36

作者: yangjing1992 标题: 如果突破了香农理论的限制通信行业会发生什么变化呢？

突然想问问这个现在看似不可能的事，但如果真有那么一天突破了香农理论的限制，一种全新的通信模型建立了，里面的信源编码和信道编码被代替，那么整个通信行业会发什么变化呢？欢迎大家发挥自己的想象啊。

时间: 2015-7-22 23:53

作者: yangjing1992

自己开开脑洞：
全新的通信模式下说不定以后手机通信容量的改善可以通过软件或者基带处理程序的升级来完成。那么以后通信系统的换代有可能变成软件的升级，硬件升级所占的比例将会变少。试想一下以后的手机只用升个级就能体验从3G的网速到4G网速的改变。以上纯属脑洞。

时间: 2015-7-23 10:56

作者: 枫露茶

没想明白

时间: 2015-7-23 11:59

作者: ltby7321

凡是理论都不可能突破极限，一看楼主就没有理解香农理论。
你先想想在现有情况下怎么在城市道路上让汽车开到300迈。
存在极限是因为客观环境的复杂性引起的，不可能无限制的提升。

时间: 2015-7-23 18:27

作者: yangjing1992

ltby7321 发表于 2015-7-23 11:59
凡是理论都不可能突破极限，一看楼主就没有理解香农理论。
你先想想在现有情况下怎么在城市道路上让汽车开 ...

并不是没有理解香农理论，我的意思是既然要突破这个限制，通信的模型就不一定用香农的了。换一套理论后，再衡量它的速率，说不定就超过了香农理论的限制。超过极限并不代表无限制的超过，换句话说就是设置一个比香农更高的限制。如果只在香农体系下看这个问题，会认为无法突破，那如果换一个理论呢？在过50年难道我们通信领域还在用香农这套理论吗？

时间: 2015-7-23 18:28

作者: yangjing1992

枫露茶发表于 2015-7-23 10:56
没想明白

随便开开脑洞，就想想以后要是有个理论拓展或者代替了香农的理论，通信行业会有什么大的变化呢。

时间: 2015-7-23 19:43

作者: rc5

没太大变化，1GB/s和1000GB/s对常人没区别。

时间: 2015-7-23 22:09

作者: chenaijun

香农公式限制的是一条通信链路的容量，MIMO利用信道之间的不相关性，采用多天线，将一条通信链路扩展为多条通信链路，也可以算是对香农公式的突破（严格来讲不算，因为单条链路的容量还是受限于香农定理）。

时间: 2015-7-23 22:53

作者: yangjing1992

rc5 发表于 2015-7-23 19:43
没太大变化，1GB/s和1000GB/s对常人没区别。

的确1GB/s和1000GB/s对于我们现在的需求来说没什么区别，但如果未来真的突破了香农理论的限制，速率真的如您举得例子一样到达了1000GB/S，那么会出现什么样的业务呢？实现科幻电影里的某些场景是需要1GB/s的速率还是需要1000GB/s的速率呢？

时间: 2015-7-23 23:33

作者: yangjing1992

chenaijun 发表于 2015-7-23 22:09
香农公式限制的是一条通信链路的容量，MIMO利用信道之间的不相关性，采用多天线，将一条通信链路扩展为多条 ...

您说的很对，单条链路的容量目前是受限于香农容量。如果问为什么受限呢，那么完全可以用香农的理论去解释这点。
现在换个角度来看问题，如果我们站在香农理论之外去看待这个容量问题的话。香农的极限就是在香农的体系得到了这个体系中的一个限制条件。换句话说如果有另外一个理论体系替代了香农体系，那么这个体系中的容量限制说不定就比香农的极限高，从而在这个体系之下并在同等条件的环境中该体系实现的容量就比香农体系中实现容量高。
当然这只是假设开开脑洞，只是想问问如果现在的通信技术真能突破香农的极限，那么下一步我们会去研究什么呢？制定新的极限去达到吗？

时间: 2015-7-24 15:42

作者: 枫露茶

yangjing1992 发表于 2015-7-23 18:28
随便开开脑洞，就想想以后要是有个理论拓展或者代替了香农的理论，通信行业会有什么大的变化呢。

不能够吧，我觉得最起码目前看来十年之内够呛

时间: 2015-7-25 22:05

作者: yangjing1992

枫露茶发表于 2015-7-24 15:42
不能够吧，我觉得最起码目前看来十年之内够呛

至于什么时候能实现其实我并不关心，只是想开开脑洞想想未来的通信理论以及通信方式会是什么样的，此帖的目的不在于讨论何时突破香农极限，而是对未来的畅想。

时间: 2015-7-29 17:34

作者: avisic

香农定理规定了信道容量的极限，实际无线制式中单信道容量只能尽量接近该极限。真理都有他的适用范围的，要想突破真理就得突破真理的适用范围。
想要突破这个理论只能通过这个理论可能需要通过改变通信环境了。比如突破牛顿定律需要突破极限的速度一样，如果承载信息的载频频率超出了目前人类能够计算、探知的频率谁知道香农定律还成不成立呢

时间: 2015-7-30 22:52

作者: yangjing1992

avisic 发表于 2015-7-29 17:34
香农定理规定了信道容量的极限，实际无线制式中单信道容量只能尽量接近该极限。真理都有他的适用范围的，要 ...

感谢你的回复。首先我并不认为香农这个理论就是真理，因为香农的理论从提出到现在才只有不到70年的时间，时间并不算长，如果是他的理论是真理，那么他对于信息的衡量可以分析各种信息。实际上我们人类对于信息的感知并不能全部用香农的信息论全部解决。
换个角度看，香农的理论注重的是编码，他提出的模型是对通用通信系统的一种实现。通用通信系统就是信源到发送端经过信道到接收端再到信宿。不管是模拟通信系统还是数字通信系统都只是这个通用模型的一种实现。而香农的理论侧重于编码，而编码理论的发展是从香农开始的，所以他的理论极限和编码有联系。
现在如果有另一套实现通用通信模型的方案，那么就会有另一套限制，说不定这套方案中就不在受到香农的限制了。这套方案可以是数字的，但可以和现有的数字系统有区别。
这里不是说香农理论有什么问题，只是说如果有另一理论另一套方案出现，通信行业会有什么变化呢？是想想通信未来的发展会是什么样呢。

时间: 2015-8-1 17:00

作者: challengerlibin

lz想象力很丰富，对香农定理理解也挺深刻的，赞

时间: 2015-8-3 12:04

作者: yangjing1992

challengerlibin 发表于 2015-8-1 17:00
lz想象力很丰富，对香农定理理解也挺深刻的，赞

谢谢夸奖:)

时间: 2015-12-20 01:10

作者: buaa_txf

想请教一下无线通信的轨道角动量调制怎么回事，是像有人说的就是MIMO的一种变形还是可以认为突破了香农极限呢？

时间: 2015-12-28 19:47

作者: yangjing1992

buaa_txf 发表于 2015-12-20 01:10
想请教一下无线通信的轨道角动量调制怎么回事，是像有人说的就是MIMO的一种变形还是可以认为突破了香农极限 ...

我觉得不能单纯的说是突破了香农极限，虽然有的研究表明短距离内可以达到很高的速率，但这个并不能说明就突破了。虽然对于轨道角动量不太清楚，这么多文章说轨道角动量的OAM态取值可以无限，那么按照香农的对于信息的度量方式可以得到，每个OAM态可以表示的bit数就很大。假如说QAM有100000个值，那么每个态的所承载的bit数为log2(100000)个bit，按照这种调制方式，自然就可以实现极高的速率。但是香农公式的限制我个人认为是噪声和符号所承载的bit数量之间的关系。如果在香农极限的这些条件下可以用超过该极限的速率通信，那应该算是突破了。以上为个人观点，可能有不正确的地方。

时间: 2016-1-13 09:59

作者: landai

这个应该是很难的，只要现在想着的是通信（有线或者无线），都绕不开带宽和信噪比，自然就套到香农公式上了。除非哪天发明了别的通信机智，比如靠意识或者量子通信不需要经过我们现在所理解的信道，可能才会有新的模型，能搞出来这个诺贝尔奖都是小意思了。

另，楼上说的OAM10000种可能（OAM是什么不是太了解哈），一个符号承载的信息量多了，这个和256QAM或者XXX QAM调制有本质的区别么？这么高阶的调节一定需要很高的信噪比才能正确解调的。

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