Ako želite dobro naučiti predmet, prije svega, koncept mora biti vrlo jasan. Ako ga ne razumijete dobro, najbolje je ići naprijed i natrag kako biste razumjeli te koncepte dok učite. Mislim da je razlog zašto je razumijevanje teorije ponekad zbunjujuće to što sam koncept nije jasan. Pogledajte neka pitanja na Zhihu. Ako je koncept jasan, nećete postavljati takva neprofesionalna pitanja.
Pogledajmo najprije dva osnovna koncepta brzine prijenosa podataka, simbol (simbol) i brzinu prijenosa podataka.
1. Brzina prijenosa podataka
Također poznat kao kodna brzina, bitna brzina ili propusnost podataka, opisuje broj bitova podatkovnog koda prenesenih u sekundi u komunikaciji, u bps. To je lako razumjeti, "samo treba", koliko se bitova podataka prenese u sekundi.
2. Simbol (simbol)
Naziva se i simbolom. Kroz različite metode modulacije (kao što su FSK, QAM, itd.), više bitova informacija može se učitati na jedan simbol simbola. Na primjer, donja slika prikazuje sva četiri simbola modulirana pomoću 4QAM (tj. QPSK), a jedan simbol može nositi dva bita informacije.
3. Brzina simbola
Brzina simbola je brzina simbola, u Baud/s ili sym/s, i predstavlja broj simbola koji se prenose u sekundi. Brzina simbola također se naziva brzina prijenosa podataka ili brzina prijenosa simbola. Brzina simbola određuje učinkovitost komunikacije. Očito, što je više stanja simbola metode modulacije (4QAM u gornjem primjeru), to je veća vrijednost brzine simbola i više bitnih informacija može se prenijeti u sekundi. očito imaju
Brzina prijenosa podataka=brzina simbola x broj bitova u simbolu
Serijski priključak koji obično koristimo nema nikakvu modulaciju. Visoke i niske razine poslane izravno predstavljaju 1 i 0, to jest, bit je simbol, tako da je njegova brzina prijenosa prijenosa. Brzina prijenosa serijskog porta o kojoj govorimo je 115200, odnosno pod ovom postavkom brzina prijenosa može doseći 115200bit/s.
Nakon razgovora o gornja tri koncepta, možemo govoriti o propusnosti.
Širina pojasa je zapravo fizički koncept, odnosi se na širinu zauzetog spektra. Kod projektiranja komunikacijskog sustava, propusnost je zapravo veličina određena dizajnom. Vrlo je važno razumjeti da sustav, koju ćete brzinu podataka podržavati? Koja se metoda modulacije koristi? Koje se kodiranje koristi? Nakon što se sve to uzme u obzir, ovi pokazatelji određuju kolika je propusnost potrebna vašem kanalu. Različite metode kodiranja (razne namjene, provjera, ispravljanje pogrešaka itd., samo s jednom svrhom, poboljšati pouzdanost prijenosa) određuju ukupnu količinu informacija koje u konačnici prenosite (podaci koji se prenose + druge potrebne informacije), modulacija Metoda određuje brzinu simbola kojom se ti podaci u konačnici prenose.
Dakle, pitanje je kakav je odnos između propusnosti i propusnosti? Odnos između propusnosti kanala i brzine prijenosa podataka može se opisati Shannonovim teoremom i Nyquistovim kriterijem.
Shannonov teorem:
Cmax=Wlog2(1+S/N)(b/s) S je prosječna snaga signala koji se prenosi u kanalu, N je Gaussova snaga šuma unutar kanala
Drugim riječima, ako kanal nema šuma, propusnost koju podržava kanal je beskonačna. Naravno, nemoguće je da zapravo nema buke.
Shannonov teorem daje teoretsku gornju granicu kapaciteta kanala, ali izgleda pomalo iluzorno, jer se čini da nema nikakve veze s baud rateom, kodnom brzinom itd., a odnos između njih je dan Nyquistovim kriterijem.
Nyquistov kriterij: Za niskopropusni kanal bez šuma i propusnosti od W (Hz), najveća brzina prijenosa simbola Bmax:
Bmax=2W (Baud), to jest, maksimalna brzina prijenosa simbola idealnog niskopropusnog kanala po Hertz propusnosti je 2 simbola po sekundi.
Prema prethodnoj definiciji jedinice Baud, ako je broj stanja simbola metode kodiranja M, dobiva se granična brzina prijenosa informacija (kapacitet kanala) Cmax:
Cmax=2Wlog2(M) (b/s) (komentari ističu da je ovo niskopropusni slučaj, ali ne utječe na razumijevanje)
Ono što nam Nyquist želi reći jest da ako svaki simbol odašilje određeni bit, ako moj kanal podržava samo propusnost od W (Hz), možete mi dati najviše Cmax (bit) informaciju po sekundi, ne mogu jesti više. Nasuprot tome, kada je širina pojasa poznata i kapacitet kanala Cmax je određen Shannonovim teoremom, Nyquistov kriterij zapravo daje maksimalan broj bitova (kao što je broj QAM-ova) koji se prenosi po simbolu u sustavu.
Vraćajući se na gornju rečenicu, propusnost je veličina određena dizajnom. Želim prenijeti toliko podataka, a maksimalni omjer signala i šuma kanala u osnovi može imati predviđenu vrijednost. Barem moraš napraviti kanal za mene koji zadovoljava Shannonov teorem. Nepotrebno je reći da je propusnost manja i da je više otpada. Morate znati spektar. Resursi su često vrlo dragocjeni. Također, vaš RF sklop, dizajn hardvera i filtar moraju zadovoljiti ovu propusnost za mene. Ako je manje, neće raditi. Ako je širina pojasa prevelika, vanjski signal smetnji može procuriti, a zaštita od smetnji neće raditi.
Na kraju, razgovarajmo o nosaču. Kao što naziv implicira, nosač je nositelj modulacije i prijenosa signala. Ima samo jednu središnju frekvenciju i nema nikakve veze sa samom propusnošću. Na primjer, protokol 11n propisuje da može raditi u 2G frekvencijskom pojasu ili u 5G frekvencijskom pojasu, a ostali faktori su isti. Uz pretpostavku propusnosti od 20 M, nosiva frekvencija je 2,4 GHz kada se radi u 2G frekvencijskom pojasu, tada resursi spektra koje ona zapravo zauzima su 2,390 GHz-2.410 GHz. Kada radi u 5G frekvencijskom pojasu, frekvencija nosača je 5 GHz, a resursi spektra koje zapravo zauzima su 4,990 GHz-5.010 GHz.
Na kraju ovog članka, kako mogu razumjeti odnos između propusnosti podataka, frekvencije nositelja i propusnosti nositelja u bežičnim komunikacijskim sustavima s mojim odgovorom na ovoj poveznici? kao kraj. Zašto signal zauzima širinu pojasa doista je osnovno, jer je spektar koji zauzima digitalni signal (nije li samo aperiodičan poput kvadratnog vala) zapravo beskonačno širok nakon Fourierove transformacije.
