Ако искате да научите добре даден предмет, преди всичко концепцията трябва да е много ясна. Ако не го разбирате добре, най-добре е да се върнете напред и назад, за да разберете тези концепции, докато учите. Мисля, че причината, поради която разбирането на теорията понякога е объркващо, е, че самата концепция не е ясна. Вижте някои въпроси за Zhihu. Ако концепцията е ясна, няма да задавате такива непрофесионални въпроси.
Нека първо разгледаме двете основни концепции за скорост на предаване на данни, символ (символ) и символна скорост.
1. Скорост на трансфер на данни
Известен също като кодова скорост, побитова скорост или честотна лента на данни, той описва броя битове код на данни, предавани за секунда при комуникация, в bps. Това е лесно за разбиране, това е "просто необходимо", колко бита данни се предават в секунда.
2. Символ (символ)
Нарича се още символ. Чрез различни методи на модулация (като FSK, QAM и т.н.), множество битове информация могат да бъдат заредени на един символен символ. Например фигурата по-долу показва всичките четири символни символа, модулирани от 4QAM (т.е. QPSK), и един символ може да носи два бита информация.
3. Символна скорост
Символната скорост е символната скорост в Baud/s или sym/s и представлява броя на символите, предавани за секунда. Символната скорост се нарича още скорост на предаване или символна скорост. Символната скорост определя ефективността на комуникацията. Очевидно, колкото повече състояния на символи на метод на модулация (4QAM в горния пример), толкова по-голяма е стойността на символната скорост и толкова повече битова информация може да бъде предадена за секунда. очевидно имат
Скорост на предаване на данни=символна скорост x брой битове в символ
Серийният порт, който обикновено използваме, няма никаква модулация. Изпратените директно високи и ниски нива представляват 1 и 0, т.е. битът е символ, така че неговата скорост на предаване е скоростта на предаване. Скоростта на предаване на сериен порт, за която говорим, е 115200, тоест при тази настройка скоростта на предаване може да достигне 115200bit/s.
След като говорим за горните три концепции, можем да говорим за честотна лента.
Честотната лента всъщност е физическа концепция, тя се отнася до ширината на заетия спектър. Когато проектирате комуникационна система, честотната лента всъщност е величина, определена от дизайна. Много е важно да разберете, че една система, каква скорост на данни ще поддържате? Какъв метод на модулация се използва? Какво кодиране се използва? След като вземете всичко предвид, тези индикатори определят от каква честотна лента се нуждае вашият канал. Различни методи за кодиране (различни цели, проверка, коригиране на грешки и т.н., само с една цел, за подобряване на надеждността на предаването) определят общото количество информация, която в крайна сметка предавате (данните, които трябва да бъдат предадени + друга необходима информация), модулация определя символната скорост, с която тези данни се предават в крайна сметка.
Така че въпросът е каква е връзката между честотната лента и честотната лента? Връзката между честотната лента на канала и скоростта на предаване на данни може да бъде описана с теоремата на Шанън и критерия на Найкуист.
Теорема на Шанън:
Cmax=Wlog2(1+S/N)(b/s) S е средната мощност на сигнала, предаван в канала, N е мощността на шума на Гаус вътре в канала
Тоест, ако каналът няма шум, честотната лента, поддържана от канала, е безкрайна. Разбира се, невъзможно е всъщност да няма шум.
Теоремата на Шанън дава теоретичната горна граница на капацитета на канала, но тя изглежда малко илюзорна, защото изглежда няма нищо общо със скоростта на предаване, кодовата скорост и т.н., а връзката между тях е дадена от критерия на Найкуист.
Критерий на Найкуист: За нискочестотен канал без шум с честотна лента W (Hz), най-високата скорост на предаване на символ Bmax:
Bmax=2W (бод), т.е. максималната скорост на предаване на символи на идеален нискочестотен канал за херцова честотна лента е 2 символа в секунда.
Съгласно предишната дефиниция на единицата Baud, ако броят на състоянията на символа на метода на кодиране е M, се получава граничната скорост на предаване на информация (капацитет на канала) Cmax:
Cmax=2Wlog2(M) (b/s) (коментарите посочват, че това е нискочестотен случай, но не засяга разбирането)
Това, което Найкуист иска да ни каже, е, че ако всеки символ предава определен бит, ако моят канал поддържа само честотна лента от W (Hz), можете да ми дадете само Cmax (битове) информация най-много за секунда, не мога да ям нищо повече. Обратно, когато честотната лента е известна и капацитетът на канала Cmax е определен от теоремата на Шанън, критерият на Найкуист всъщност дава максималния брой битове (като броя на QAM), предадени на символ в системата.
Връщайки се към горното изречение, честотната лента е величина, която се определя от дизайна. Искам да предам толкова много данни и максималното съотношение сигнал/шум на канала може основно да има предвидена стойност. Трябва поне да създадеш канал за мен, който да отговаря на теоремата на Шанън. Излишно е да казвам, че честотната лента е по-малка и има повече отпадъци. Трябва да знаете спектъра. Ресурсите често са много ценни. Освен това вашата радиочестотна верига, хардуерен дизайн и филтър трябва да отговарят на тази честотна лента за мен. Ако е по-малко, няма да работи. Ако честотната лента е твърде голяма, външният сигнал за смущения може да изтече и защитата от смущения няма да работи.
И накрая, нека поговорим за превозвача. Както подсказва името, носителят е носителят на модулацията и предаването на сигнала. Има само една централна честота и няма нищо общо със самата честотна лента. Например, протоколът 11n предвижда, че може да работи в честотната лента 2G или в честотната лента 5G, а другите фактори са едни и същи. Ако се приеме, че честотната лента е 20M, носещата честота е 2,4 GHz, когато работи в честотната лента на 2G, тогава ресурсите на спектъра, които действително заема, са 2,390 GHz-2.410 GHz. Когато работите в честотната лента на 5G, носещата честота е 5GHz, а ресурсите на спектъра, които реално заема, са 4,990GHz-5.010GHz.
В края на тази статия, как да разбера връзката между честотната лента на данните, носещата честота и честотната лента на носещата в безжичните комуникационни системи с моя отговор в тази връзка? като край. Защо сигналът заема честотната лента е наистина основно, защото спектърът, зает от цифровия сигнал (не е ли просто апериодичен като квадратна вълна) всъщност е безкрайно широк след трансформацията на Фурие.
