Różnica między Hz a bps

Czy Hz i bps oznaczają to samo? Czy sygnał może być przesyłany z prędkością powiedzmy Mbps na przepustowości kanału kilku Khz?

Istnieją trzy warunki, o których chcesz wiedzieć

Pasmo

Szerokość pasma mierzona jest w Hz. Opisuje pasmo częstotliwości, które kanał komunikacyjny jest w stanie transmitować z niską stratą.

Zazwyczaj mówimy o szerokości pasma 3 dB, co oznacza zakres częstotliwości, które kanał może transmitować przy stratach mniejszych niż 3 dB. W przypadku systemu pasma podstawowego szerokość pasma rozciąga się od 0 Hz do częstotliwości B, którą nazywamy pasmem. W przypadku systemu modulowanego, jeśli nośna znajduje się w punkcie f ₀ , wówczas pasmo transmisji będzie wynosić od do f 0 + B / 2 .$f_0 - B/2$$f_0 + B/2$

Poza teorią informacji pojęcie przepustowości może być szerzej stosowane jako synonim prędkości bitowej lub zdolności przetwarzania danych, ale gdy jednostkami są Hz, wiemy, że mówimy o analogowej szerokości pasma ścieżki sygnału jakiś rodzaj.

Baud

Nie pytałeś o to, ale ważne jest również, abyś trzymał to w pamięci oddzielone od pozostałych dwóch terminów. Baud to liczba symboli przesyłanych na kanał na sekundę.

Szybkość transmisji

Szybkość transmisji wskazuje ilość informacji przesyłanych na kanale i jest mierzona w bitach na sekundę lub bps. Szybkość transmisji różni się od prędkości transmisji, jeśli na symbol przesyłany jest więcej niż jeden bit. Na przykład w 4-poziomowym schemacie modulacji amplitudy każdy symbol może kodować 2 bity informacji. Alternatywnie, na przykład, gdy stosowany jest kod z korekcją błędów, szybkość transmisji może być mniejsza niż szybkość transmisji, ponieważ większa liczba symboli jest wykorzystywana do przesyłania mniejszej liczby bitów niezależnej informacji.

Twierdzenie Shannona pokazuje, w jaki sposób przepływność jest ograniczona przez szerokość pasma i stosunek sygnału do szumu kanału:

$C = B\ \log_2(1 + \mathrm{SNR})$

gdzie C to pojemność (maksymalna przepływność kanału), B to szerokość pasma kanału, a SNR to stosunek sygnału do szumu.

Hertz i Bity na sekundę nie oznaczają tego samego. Mają związek określony przez zastosowane kodowanie bitowe.

Ilustrować :

• Kwadraturowe przesunięcie fazowe : Kodując do jednej z 4 pozycji fazowych dla każdej „fali” lub symbolu, można przenieść 2 bity na symbol. A zatem:
• Zatem nośnik 100 KHz może przenosić 200 kb / s danych w idealnym przypadku, ignorując wszelkie koszty ogólne protokołu.

Aby osiągnąć transmisję Mbps na kanale KHz, kodowanie musiałoby osiągnąć setki unikalnych wartości na symbol. Chociaż nie jest to koncepcyjnie niemożliwe, nie jest wystarczająco trywialne, aby być w praktyce, o ile mi wiadomo.

Tylko 3 bity na symbol potrzeba 8 możliwych wartości.

Jak można zakodować 8 możliwych wartości na symbol?

Dzięki 8 (lub 9) różnym wartościom napięcia, na przykład nałożonym na sygnał ... dla 8 możliwych wartości przenosi się każdy symbol (czas trwania fali). Dziewiąta wartość, jeśli zostanie użyta, dotyczy wartości „brak operacji” lub „zignoruj ​​tę”.

Chociaż jest to proste w eksperymencie laboratoryjnym, nie jest tak proste w rzeczywistych mediach transmisyjnych. Problem tylko nasila się przy wyższych wymaganiach poziomu kodowania. 4 bity potrzebują 16 wartości, 8 bitów na symbol potrzebuje 256 wartości, co dałoby po prostu szybkość bps 8 razy większą niż częstotliwość KHz.

Są to podobne pojęcia, ponieważ oba mierzą szybkość rzeczy, ale nie to samo. Hz lub herc oznacza cykle na sekundę i jest miarą częstotliwości. bps to „bitów na sekundę”, lub rzadziej „bajtów na sekundę”. Relacja między nimi będzie zależeć od sposobu zakodowania bitu.

Kiedy mówimy o „przepustowości kanału”, prawdopodobnie mówimy o modulacji RF. Zazwyczaj mówi się, że sygnały RF mają częstotliwość nośną , która jest częstotliwością centralną, która jest następnie modulowana (dowolną liczbą środków) w celu kodowania danych. Na przykład Wi-Fi często ma częstotliwości nośne około 2,4 GHz. Każdy kanał Wi-Fi ma nieco inną częstotliwość.

Aby zakodować sygnał zainteresowania, w jakiś sposób zmieniamy tego przewoźnika. Możemy zmieniać jego częstotliwość (modulacja częstotliwości, FM) lub jego amplitudę (modulacja amplitudy, AM). Lub możemy go włączać i wyłączać (modulacja fali nośnej, CW). Są to wszystkie proste schematy modulacji. Coś takiego jak Wi-Fi wykorzystuje znacznie bardziej złożony schemat.

Jeśli weźmiemy transformatę Fouriera uzyskanej modulacji nośnej +, możemy zobaczyć zakres częstotliwości używanych przez ten sygnał. Inne sygnały korzystające z tego samego zakresu będą zakłócać. Różnica między najniższą a najwyższą częstotliwością stanowi szerokość pasma kanału .

Ponownie, ile danych (bitów na sekundę) można zmieścić w przepustowości danego kanału, zależy w dużym stopniu od schematu modulacji.

$1/$$1/s$$f = \frac{1}{2\pi RC}$$1/s$$C/V$$V/I$$C/I$$I/C$$C$$1/s$

$1/s$$1/s$$1$ , z powodu jakiegoś powtarzalnego procesu lub sygnału wykazującego zjawisko częstotliwości.

Czy bitów na sekundę Hertza? Przede wszystkim komunikacja bitów nie musi być okresowa. Jeśli otrzymasz 3600 bitów w ciągu godziny, nie oznacza to, że w grę wchodziła sygnalizacja 1 Hz. Kawałki mogły pojawiać się sporadycznie. Na przykład 3599 bitów mogło przybyć w ciągu pierwszych 5 minut, a następnie czekałeś 55 minut dłużej na ostatni.

Nawet jeśli szybkość przesyłania danych jest idealnie gładka, nie oznacza to, że bitami na sekundę jest herc. Załóżmy, że bity są starannie taktowane na ośmiu równoległych liniach. Zatem 800 bitów na sekundę w rzeczywistości oznacza, że ​​częstotliwość nadejścia dowolnego bitu wynosi 100 Hz, tak jak częstotliwość ośmiobitowego słowa, które go zawiera.

Re: Czy sygnał może być przesyłany z prędkością powiedzmy Mbps na przepustowości kanału kilku Khz?

$[a,b]$$[a,b]$$[a,b]$

Załóżmy, że masz dwie częstotliwości f1 i f2, a f1 oznacza 0, a f2 oznacza 1. Ponadto załóż, że potrzebujesz co najmniej separacji delta między dwiema częstotliwościami, aby się nie zakłócały. Na koniec każda z częstotliwości musi być transmitowana przez T sekund, aby mogła być niezawodnie przesłana i wykryta. Tak więc szybkość transmisji wynosi (1 / T) bitów na sekundę.

Teraz chcesz zwiększyć szybkość transmisji. Jednym ze sposobów na to jest użycie 4 częstotliwości zamiast 2. Zatem mapowanie może być podobne.

f1: 00, f2: 01, f3: 10, f4: 11

Więc teraz możesz przesyłać 2 bity w tym samym czasie T. Więc szybkość transmisji wynosi (2 / T) bitów na sekundę. Wymagania dotyczące szerokości pasma wzrosły z 2 * delta do 4 * delta (3 delty między 4 częstotliwościami i delta / 2 na dwóch końcach). Ten przykład w bardzo prosty sposób pokazuje związek między przepustowością a szybkością transmisji danych. Zwiększenie przepustowości powoduje zwiększenie szybkości przesyłania danych.