Аксайский Владимир Александрович: другие произведения.

Принцип Ландауэра как следствие теоремы Шеннона-Хартли или коммуникация и информация в мире черных тел

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Литературные конкурсы на Litnet. Переходи и читай!
Конкурсы романов на Author.Today

Продавай произведения на
Peклaмa
 Ваша оценка:


   Коммуникация и информация в мире черных тел. Сообщение в отличие от информации
   подчиняется принципу Ландауэра, согласно которому любой генератор, передатчик и
   приемник сообщения является источником теплового излучения, который в случае
   электромагнитной коммуникации удобно рассматривать в рамках модели черного тела
   Планка. В этом случае теорема Шеннона - Хартли приводит к известной формулировке
   принципа Ландауэра.
  
   Согласно теореме Шеннона - Хартли [1] скорость передачи данных по каналу связи или
   пропускная способность канала равна:
   C = B*log_2(1 + S/N) , (1)
   где
   C - пропускная способность канала, бит/с;
   B - полоса пропускания канала, Гц;
   S - мощность сигнала, Вт или В^2;
   N - мощность шума, Вт или В^2;
   S/N - отношение мощности сигнала к шуму (SNR).
  
   Закон смещения Вина [2] позволяет представить полосу пропускания в виде:
   B = f_max = (k*T*a)/h , (2)
   где
   f_max - частота, соответствующая максимуму кривой излучения черного тела, Hz;
   k - постоянная Больцмана, J/K; h - постоянная Планка, J*s;
   T - температура, K;
   a=2.821439 -- константа.
  
   Подставляя (2) в (1) и умножая обе части уравнения на постоянную Планка, получим:
   W = k*T*a*log_2(1 + SNR) , (3)
   где
   W - энергия бита в канале связи, J.
  
   Принимая в (3) SNR=0.1856, получим известное выражение принципа Ландауэра:
   W = k*T*ln(2) , (4)
  
   Модель черного тела Планка базируется на распределении Бозе - Эйнштейна, однако
   в некоторых случаях удобно использовать распределение Ферми - Дирака.
  
   Ссылки
      1. Shannon-Hartley theorem https://en.wikipedia.org/wiki/Shannon%E2%80%93Hartley_theorem
      2. Wien's displacement law https://en.wikipedia.org/wiki/Wien%27s_displacement_law
  

 Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com Л.Джейн "Чертоги разума. Книга 1. Изгнанник "(Антиутопия) Д.Маш "Золушка и демон"(Любовное фэнтези) Д.Дэвлин, "Особенности содержания небожителей"(Уся (Wuxia)) Д.Сугралинов "Дисгардиум 2. Инициал Спящих"(ЛитРПГ) А.Чарская "В плену его демонов"(Боевое фэнтези) М.Атаманов "Искажающие Реальность-7"(ЛитРПГ) А.Завадская "Архи-Vr"(Киберпанк) Н.Любимка "Черный феникс. Академия Хилт"(Любовное фэнтези) К.Федоров "Имперское наследство. Забытый осколок"(Боевая фантастика) В.Свободина "Эра андроидов"(Научная фантастика)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
Э.Бланк "Колечко для наследницы", Т.Пикулина, С.Пикулина "Семь миров.Импульс", С.Лысак "Наследник Барбароссы"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"