Če se želite dobro naučiti neke snovi, mora biti najprej koncept zelo jasen. Če tega ne razumete dobro, je najbolje, da med učenjem te koncepte razumete naprej in nazaj. Mislim, da je razlog, zakaj je razumevanje teorije včasih zmedeno, ta, da sam koncept ni jasen. Oglejte si nekaj vprašanj o Zhihu. Če je koncept jasen, ne boste postavljali tako neprofesionalnih vprašanj.
Najprej si poglejmo dva osnovna koncepta hitrosti prenosa podatkov, simbol (simbol) in simbolno hitrost.
1. Hitrost prenosa podatkov
Znan tudi kot kodna hitrost, bitna hitrost ali pasovna širina podatkov, opisuje število bitov podatkovne kode, ki se prenesejo na sekundo v komunikaciji, v bps. To je enostavno razumeti, "samo potrebno" je, koliko bitov podatkov se prenese na sekundo.
2. Simbol (simbol)
Imenuje se tudi simbol. Z različnimi modulacijskimi metodami (kot so FSK, QAM itd.) je mogoče na en simbol simbola naložiti več bitov informacij. Spodnja slika na primer prikazuje vse štiri simbole simbolov, modulirane s 4QAM (tj. QPSK), en simbol pa lahko nosi dva bita informacije.
3. Hitrost simbolov
Simbolna hitrost je simbolna hitrost v Baud/s ali sym/s in predstavlja število prenesenih simbolov na sekundo. Simbolna hitrost se imenuje tudi hitrost prenosa ali simbolna hitrost. Simbolna hitrost določa učinkovitost komunikacije. Očitno je, da več kot je simbolnih stanj metode modulacije (4QAM v zgornjem primeru), večja je vrednost simbolne hitrosti in več bitnih informacij se lahko prenese na sekundo. očitno imajo
Hitrost prenosa podatkov=hitrost simbola x število bitov v simbolu
Serijska vrata, ki jih običajno uporabljamo, nimajo nobene modulacije. Visoka in nizka raven, poslana neposredno, predstavljata 1 in 0, kar pomeni, da je bit simbol, zato je njegova hitrost prenosa hitrost prenosa. Hitrost prenosa serijskih vrat, o kateri govorimo, je 115200, kar pomeni, da lahko pod to nastavitvijo hitrost prenosa doseže 115200bit/s.
Po pogovoru o zgornjih treh konceptih lahko govorimo o pasovni širini.
Pasovna širina je pravzaprav fizični koncept, nanaša se na širino zasedenega spektra. Pri načrtovanju komunikacijskega sistema je pasovna širina pravzaprav količina, ki jo določa načrt. Zelo pomembno je razumeti, da sistem, kakšno hitrost prenosa podatkov boste podpirali? Katera metoda modulacije se uporablja? Kakšno kodiranje je uporabljeno? Ko vse to upoštevamo, ti indikatorji določijo, koliko pasovne širine potrebuje vaš kanal. Različni načini kodiranja (različni nameni, preverjanje, odpravljanje napak itd., z enim samim namenom, izboljšati zanesljivost prenosa) določajo skupno količino informacij, ki jih na koncu prenesete (podatki za prenos + druge potrebne informacije), modulacija metoda določa simbolno hitrost, s katero se ti podatki na koncu prenesejo.
Vprašanje je torej, kakšno je razmerje med pasovno širino in pasovno širino? Razmerje med pasovno širino kanala in hitrostjo prenosa podatkov je mogoče opisati s Shannonovim izrekom in Nyquistovim kriterijem.
Shannonov izrek:
Cmax=Wlog2(1+S/N)(b/s) S je povprečna moč signala, oddanega v kanalu, N je Gaussova moč šuma znotraj kanala
To pomeni, da če kanal nima šuma, je pasovna širina, ki jo podpira kanal, neskončna. Seveda je nemogoče, da dejansko ne bi bilo hrupa.
Shannonov izrek podaja teoretično zgornjo mejo zmogljivosti kanala, vendar izgleda nekoliko iluzorno, saj se zdi, da nima nobene zveze s hitrostjo prenosa podatkov, kodno hitrostjo itd., razmerje med njimi pa je podano z Nyquistovim kriterijem.
Nyquistov kriterij: Za nizkoprepustni kanal brez šumov s pasovno širino W (Hz) najvišja hitrost prenosa simbola Bmax:
Bmax=2W (Baud), kar pomeni, da je največja hitrost prenosa simbolov idealnega nizkoprepustnega kanala na pasovno širino Hertz 2 simbola na sekundo.
V skladu s prejšnjo definicijo enote Baud, če je število stanj simbola metode kodiranja M, dobimo mejno hitrost prenosa informacij (kanalna zmogljivost) Cmax:
Cmax=2Wlog2(M) (b/s) (komentarji poudarjajo, da je to nizkoprepustni primer, vendar ne vpliva na razumevanje)
Nyquist nam želi povedati, da če vsak simbol oddaja določen bit, če moj kanal podpira samo pasovno širino W (Hz), mi lahko posredujete največ informacijo Cmax (bit) na sekundo, ne morem jesti več. Nasprotno, ko je pasovna širina znana in je bila zmogljivost kanala Cmax določena s Shannonovim izrekom, Nyquistov kriterij dejansko poda največje število bitov (kot je število QAM-jev), prenesenih na simbol v sistemu.
Če se vrnemo k zgornjemu stavku, je pasovna širina količina, ki je določena z zasnovo. Želim prenesti toliko podatkov in največje razmerje med signalom in šumom kanala ima lahko v bistvu predvideno vrednost. Ustvariti moraš vsaj kanal zame, ki bo zadovoljeval Shannonov teorem. Ni treba posebej poudarjati, da je pasovna širina manjša in da je več odpadkov. Morate poznati spekter. Viri so pogosto zelo dragoceni. Tudi vaše RF vezje, zasnova strojne opreme in filter morajo zame ustrezati tej pasovni širini. Če je manj, ne bo delovalo. Če je pasovna širina prevelika, lahko interferenčni signal uhaja noter in zaščita pred motnjami ne bo delovala.
Na koncu se pogovorimo o nosilcu. Kot že ime pove, je nosilec nosilec modulacije in prenosa signala. Ima samo eno osrednjo frekvenco in nima nobene zveze s pasovno širino samo. Na primer, protokol 11n določa, da lahko deluje v frekvenčnem pasu 2G ali v frekvenčnem pasu 5G, drugi dejavniki pa so enaki. Ob predpostavki pasovne širine 20M je nosilna frekvenca 2,4 GHz pri delu v frekvenčnem pasu 2G, potem so viri spektra, ki jih dejansko zaseda, 2,390 GHz-2.410 GHz. Pri delu v frekvenčnem pasu 5G je nosilna frekvenca 5 GHz, viri spektra, ki jih dejansko zaseda, pa so 4,990 GHz-5.010 GHz.
Kako na koncu tega članka razumem razmerje med pasovno širino podatkov, nosilno frekvenco in pasovno širino nosilca v brezžičnih komunikacijskih sistemih z mojim odgovorom na tej povezavi? kot konec. Zakaj signal zasede pasovno širino, je res osnovno, saj je spekter, ki ga zaseda digitalni signal (ali ni samo aperiodični kot pravokotni val) po Fourierjevi transformaciji pravzaprav neskončno širok.
