Jei nori gerai išmokti dalyką, pirmiausia turi būti labai aiški koncepcija. Jei to nesuprantate gerai, geriausia eiti pirmyn ir atgal, kad suprastumėte tas sąvokas mokantis. Manau, kad teorijos supratimas kartais painiojasi dėl to, kad pati sąvoka nėra aiški. Pažvelkite į keletą klausimų apie Zhihu. Jei koncepcija aiški, tokių neprofesionalių klausimų neužduosi.
Pirmiausia pažvelkime į dvi pagrindines duomenų perdavimo spartos, simbolio (simbolio) ir simbolių spartos sąvokas.
1. Duomenų perdavimo sparta
Taip pat žinomas kaip kodo sparta, bitų sparta arba duomenų dažnių juostos plotis, jis apibūdina duomenų kodo bitų, perduodamų per sekundę ryšio metu, skaičių bps. Tai nesunku suprasti, „tik reikia“, kiek bitų duomenų perduodama per sekundę.
2. Simbolis (simbolis)
Taip pat vadinamas simboliu. Taikant skirtingus moduliavimo metodus (pvz., FSK, QAM ir kt.), į vieną simbolio simbolį galima įkelti kelis informacijos bitus. Pavyzdžiui, toliau pateiktame paveikslėlyje pavaizduoti visi keturi simbolių simboliai, moduliuoti 4QAM (ty QPSK), o vienas simbolis gali turėti du informacijos bitus.
3. Simbolių dažnis
Simbolių sparta yra simbolių sparta, išreikšta Baud/s arba sym/s, ir nurodo per sekundę perduodamų simbolių skaičių. Simbolių sparta taip pat vadinama perdavimo sparta arba simbolių sparta. Simbolių sparta lemia ryšio efektyvumą. Akivaizdu, kad kuo daugiau moduliavimo metodo simbolių būsenų (4QAM aukščiau pateiktame pavyzdyje), tuo didesnė simbolių spartos reikšmė ir tuo daugiau bitų informacijos galima perduoti per sekundę. aišku turi
Duomenų perdavimo sparta=simbolio sparta x simbolio bitų skaičius
Nuoseklusis prievadas, kurį paprastai naudojame, neturi jokio moduliavimo. Tiesiogiai siunčiami aukšti ir žemi lygiai reiškia 1 ir 0, tai yra, bitas yra simbolis, todėl jo perdavimo sparta yra perdavimo sparta. Nuosekliojo prievado perdavimo sparta, apie kurią kalbame, yra 115200, tai yra pagal šį nustatymą perdavimo sparta gali siekti 115200 bitų per sekundę.
Pakalbėję apie pirmiau minėtas tris sąvokas, galime kalbėti apie pralaidumą.
Pralaidumas iš tikrųjų yra fizinė sąvoka, ji reiškia užimto spektro plotį. Kuriant ryšių sistemą, pralaidumas iš tikrųjų yra dydis, kurį lemia dizainas. Labai svarbu suprasti, kad sistemą, kokią duomenų perdavimo spartą ketinate palaikyti? Koks moduliavimo metodas naudojamas? Koks kodavimas naudojamas? Atsižvelgus į visa tai, šie rodikliai nustato, kiek pralaidumo reikia jūsų kanalui. Įvairūs kodavimo metodai (įvairūs tikslai, patikrinimas, klaidų taisymas ir tt, tik vienu tikslu, siekiant pagerinti perdavimo patikimumą) nustato bendrą informacijos kiekį, kurį galiausiai perduodate (perduotini duomenys + kita reikalinga informacija), moduliavimas metodas nustato simbolių spartą, kuria šie duomenys galiausiai perduodami.
Taigi kyla klausimas, koks yra ryšys tarp pralaidumo ir pralaidumo? Santykį tarp kanalo pralaidumo ir duomenų perdavimo spartos galima apibūdinti Šenono teorema ir Nyquist kriterijumi.
Šenono teorema:
Cmax=Wlog2(1+S/N)(b/s) S yra vidutinė kanale perduodamo signalo galia, N yra Gauso triukšmo galia kanale
Tai reiškia, kad jei kanale nėra triukšmo, kanalo palaikomas pralaidumas yra begalinis. Žinoma, iš tikrųjų neįmanoma neturėti triukšmo.
Šenono teorema pateikia teorinę viršutinę kanalo talpos ribą, bet atrodo kiek iliuziškai, nes atrodo neturi nieko bendra su duomenų perdavimo sparta, kodo sparta ir pan., o ryšį tarp jų pateikia Nyquist kriterijus.
Nyquist kriterijus: betriukšmingam žemųjų dažnių kanalui, kurio dažnių juostos plotis yra W (Hz), didžiausia simbolių perdavimo sparta Bmax:
Bmax=2W (Baud), ty didžiausias idealaus žemo dažnio kanalo simbolių perdavimo greitis hercų dažnių juostos pločiui yra 2 simboliai per sekundę.
Pagal ankstesnį Baudo vieneto apibrėžimą, jei kodavimo metodo simbolių būsenų skaičius yra M, gaunama ribinė informacijos perdavimo sparta (kanalo talpa) Cmax:
Cmax=2Wlog2(M) (b/s) (komentaruose nurodoma, kad tai žemo dažnio atvejis, bet tai neturi įtakos supratimui)
Nyquist nori mums pasakyti, kad jei kiekvienas simbolis perduoda tam tikrą bitą, jei mano kanalas palaiko tik W (Hz) dažnių juostos plotį, galite man pateikti tik Cmax (bitų) informaciją per sekundę, aš negaliu valgyti. daugiau. Ir atvirkščiai, kai žinomas pralaidumas ir kanalo talpa Cmax nustatyta pagal Šenono teoremą, Nyquist kriterijus iš tikrųjų suteikia didžiausią bitų skaičių (pvz., QAM skaičių), perduodamą vienam simboliui sistemoje.
Grįžtant prie aukščiau pateikto sakinio, pralaidumas yra dydis, kurį lemia dizainas. Noriu perduoti tiek daug duomenų, o didžiausias kanalo signalo ir triukšmo santykis iš esmės gali turėti numatomą vertę. Jūs bent jau turite sukurti man kanalą, kuris atitiktų Šenono teoremą. Nereikia nė sakyti, kad pralaidumas yra mažesnis ir yra daugiau atliekų. Reikia žinoti spektrą. Ištekliai dažnai yra labai brangūs. Be to, jūsų RF grandinė, aparatinės įrangos dizainas ir filtras turi atitikti šį pralaidumą. Jei bus mažiau, tai neveiks. Jei pralaidumas per didelis, gali prasiskverbti išorėje esantis trukdžių signalas, o apsauga nuo trukdžių neveiks.
Galiausiai pakalbėkime apie vežėją. Kaip rodo pavadinimas, nešiklis yra signalo moduliavimo ir perdavimo nešėjas. Jis turi tik vieną centrinį dažnį ir neturi nieko bendra su pačiu pralaidumu. Pavyzdžiui, 11n protokolas numato, kad jis gali veikti 2G dažnių juostoje arba 5G dažnių juostoje, o kiti veiksniai yra tie patys. Darant prielaidą, kad pralaidumas yra 20 M, nešlio dažnis yra 2,4 GHz dirbant 2G dažnių juostoje, o spektro ištekliai, kuriuos jis faktiškai užima, yra 2,390 GHz-2,410 GHz. Dirbant 5G dažnių juostoje, nešiklio dažnis yra 5 GHz, o spektro ištekliai, kuriuos jis faktiškai užima, yra 4,990 GHz-5,010 GHz.
Kaip šio straipsnio pabaigoje suprasti ryšį tarp duomenų dažnių juostos pločio, nešiklio dažnio ir nešiklio pralaidumo belaidžio ryšio sistemose su mano atsakymu šioje nuorodoje? kaip pabaiga. Kodėl signalas užima dažnių juostos plotį, yra labai paprasta, nes spektras, kurį užima skaitmeninis signalas (ar jis nėra tik periodiškas kaip kvadratinė banga), po Furjė transformacijos iš tikrųjų yra be galo platus.
