Kui tahad ainet hästi õppida, siis esiteks peab kontseptsioon olema väga selge. Kui te sellest hästi aru ei saa, on kõige parem liikuda edasi-tagasi, et neid mõisteid õppimise ajal mõista. Ma arvan, et põhjus, miks teooria mõistmine mõnikord segadust tekitab, on see, et mõiste ise pole selge. Vaadake Zhihu kohta mõnda küsimust. Kui kontseptsioon on selge, siis selliseid ebaprofessionaalseid küsimusi ei küsita.
Vaatame esmalt kahte põhimõistet andmeedastuskiiruse, sümboli (sümboli) ja sümbolikiiruse kohta.
1. Andmeedastuskiirus
Tuntud ka kui koodikiirus, bitikiirus või andmeribalaius, kirjeldab see sides sekundis edastatud andmekoodi bittide arvu bps. Seda on lihtne mõista, seda on "lihtsalt vaja", mitu bitti andmeid sekundis edastatakse.
2. Sümbol (sümbol)
Seda nimetatakse ka sümboliks. Erinevate modulatsioonimeetodite (nagu FSK, QAM jne) abil saab ühele sümbolisümbolile laadida mitu bitti teavet. Näiteks alloleval joonisel on kõik neli 4QAM-i (st QPSK-ga) moduleeritud sümbolsümbolit ja üks sümbol võib kanda kahte bitti teavet.
3. Sümbolite määr
Sümbolikiirus on sümbolite kiirus ühikutes Baud/s või sym/s ja see tähistab sekundis edastatud sümbolite arvu. Sümbolikiirust nimetatakse ka boodikiiruseks või sümbolikiiruseks. Sümbolite kiirus määrab side tõhususe. Ilmselgelt, mida rohkem sümboliolekuid on modulatsioonimeetodil (ülaltoodud näites 4QAM), seda suurem on sümbolikiiruse väärtus ja seda rohkem saab sekundis edastada bititeavet. ilmselgelt on
Andmeedastuskiirus=sümbolikiirus x bittide arv sümbolis
Jadapordil, mida me tavaliselt kasutame, pole üldse modulatsiooni. Otse saadetud kõrged ja madalad tasemed tähistavad 1 ja 0, see tähendab, et bitt on sümbol, seega on selle andmeedastuskiirus edastuskiirus. Jadapordi edastuskiirus, millest me räägime, on 115 200, see tähendab, et selle seadistuse korral võib edastuskiirus ulatuda 115 200 bit / s.
Pärast ülaltoodud kolmest kontseptsioonist rääkimist võime rääkida ribalaiusest.
Ribalaius on tegelikult füüsiline mõiste, see viitab hõivatud spektri laiusele. Sidesüsteemi projekteerimisel on ribalaius tegelikult disainiga määratud suurus. On väga oluline mõista, et millist andmeedastuskiirust süsteemi toetate? Millist modulatsioonimeetodit kasutatakse? Millist kodeeringut kasutatakse? Pärast seda kõike arvesse võttes määravad need näitajad, kui palju ribalaiust teie kanal vajab. Erinevad kodeerimismeetodid (erinevad eesmärgid, kontrollimine, vigade parandamine jne, ainult ühe eesmärgiga, edastuskindluse parandamiseks) määravad lõpuks edastatava teabe koguhulga (edastavad andmed + muu vajalik teave), modulatsioon meetod määrab sümbolikiiruse, millega need andmed lõpuks edastatakse.
Seega on küsimus selles, milline on ribalaiuse ja ribalaiuse suhe? Kanali ribalaiuse ja andmeedastuskiiruse vahelist seost saab kirjeldada Shannoni teoreemi ja Nyquisti kriteeriumiga.
Shannoni teoreem:
Cmax=Wlog2(1+S/N)(b/s) S on kanalis edastatava signaali keskmine võimsus, N on Gaussi müra võimsus kanalis
See tähendab, et kui kanalil pole müra, on kanali toetatav ribalaius lõpmatu. Muidugi on võimatu, et tegelikult pole müra.
Shannoni teoreem annab kanali läbilaskevõime teoreetilise ülempiiri, kuid tundub veidi illusoorne, sest näib, et sellel pole midagi pistmist edastuskiirusega, koodikiirusega jne ning nendevahelise seose annab Nyquisti kriteerium.
Nyquisti kriteerium: W (Hz) ribalaiusega müravaba madalpääskanali jaoks on suurim sümboli edastuskiirus Bmax:
Bmax=2W (Baud), st ideaalse madalpääskanali maksimaalne sümboliedastuskiirus hertsi ribalaiuse kohta on 2 sümbolit sekundis.
Kui kodeerimismeetodi sümboliolekute arv on M, siis vastavalt Baud ühiku varasemale määratlusele saadakse info edastuskiiruse (kanali läbilaskevõime) piirmäär Cmax:
Cmax=2Wlog2(M) (b/s) (kommentaarid näitavad, et tegemist on madalpääsjuhtumiga, kuid see ei mõjuta arusaamist)
Nyquist tahab meile öelda, et kui iga sümbol edastab teatud bitti, kui mu kanal toetab ainult W (Hz) ribalaiust, saate mulle anda ainult Cmax (biti) teavet sekundis, ma ei saa midagi süüa. rohkem. Ja vastupidi, kui ribalaius on teada ja kanali läbilaskevõime Cmax on määratud Shannoni teoreemiga, annab Nyquisti kriteerium tegelikult maksimaalse bittide arvu (näiteks QAM-ide arvu), mis süsteemis sümboli kohta edastatakse.
Tulles tagasi ülaltoodud lause juurde, on ribalaius suurus, mille määrab disain. Ma tahan edastada nii palju andmeid ja kanali maksimaalsel signaali-müra suhtel võib põhimõtteliselt olla ennustatav väärtus. Peate vähemalt minu jaoks looma kanali, mis rahuldaks Shannoni teoreemi. Ütlematagi selge, et ribalaiust on väiksem ja raiskamist rohkem. Sa pead teadma spektrit. Ressursid on sageli väga väärtuslikud. Samuti peavad teie raadiosagedusahel, riistvarakujundus ja filter minu jaoks vastama sellele ribalaiusele. Kui seda on vähem, siis see ei tööta. Kui ribalaius on liiga suur, võib väljas olev häiresignaal sisse lekkida ja häiretevastane seade ei tööta.
Lõpuks räägime kandjast. Nagu nimigi ütleb, on kandja signaali modulatsiooni ja edastamise kandja. Sellel on ainult üks kesksagedus ja sellel pole midagi pistmist ribalaiusega. Näiteks 11n protokoll näeb ette, et see võib töötada 2G sagedusalas või 5G sagedusalas ja muud tegurid on samad. Eeldades 20M ribalaiust, on kandesagedus 2,4 GHz 2G sagedusalas töötades, siis spektriressursid, mida see tegelikult kasutab, on 2,390 GHz-2, 410 GHz. 5G sagedusalas töötades on kandesagedus 5 GHz ja spektriressursid, mida see tegelikult kasutab, on 4,990 GHz-5,010 GHz.
Kuidas mõista selle artikli lõpus andmeside ribalaiuse, kandesageduse ja kandja ribalaiuse vahelist seost traadita sidesüsteemides koos minu vastusega sellel lingil? lõpetuseks. Miks signaal hõivab ribalaiuse, on tõesti põhiline, sest digitaalse signaali poolt hõivatud spekter (kas pole lihtsalt aperioodiline nagu ruutlaine) on pärast Fourier' teisendust tegelikult lõpmatult lai.
