Hz ve bps arasındaki fark

Hz ve bps aynı anlama geliyor mu? Bir sinyal, birkaç Khz'lik bir kanal bant genişliği üzerinde Mbps oranında aktarılabilir mi?

Aslında bilmek istediğiniz üç terim var

Bant genişliği

Bant genişliği Hz cinsinden ölçülür. Bir iletişim kanalının düşük kayıpla iletebildiği frekans bandını tanımlar.

Tipik olarak 3-dB bant genişliği hakkında konuşuruz, yani bir kanalın 3 dB'den az kayıpla iletebileceği frekans aralığı. Bir için temel bant sistemi, bant genişliği frekans 0 Hz'den uzanan B bant genişliğinin arayın. Modüle edilmiş bir sistem için, taşıyıcı f _{0'da ise} , iletim bandı ila f 0 + B / 2 arasında olacaktır .$f_0 - B/2$$f_0 + B/2$

Ayrıca, bilgi teorisinin dışında, bant genişliği terimi , bit hızı veya veri işleme kapasitesi ile eşanlamlı olarak daha geniş bir şekilde kullanılabilir, ancak birimler Hz olduğunda, bir sinyal yolunun analog bant genişliği hakkında konuştuğumuzu biliyoruz. bir tür.

baud

Bunu sormadınız, ama bunu zihninizde diğer iki terimden ayırmak da önemlidir. Baud , kanalda saniyede aktarılan sembol sayısıdır.

Bit hızı

Bit hızı , bir kanala aktarılan bilgi miktarını gösterir ve saniye başına bit veya bps olarak ölçülür. Sembol başına birden fazla bit aktarılırsa bit hızı baud'dan farklıdır. Örneğin, 4 seviyeli bir genlik modülasyon şemasında, her sembol 2 bit bilgiyi kodlayabilir. Alternatif olarak, örneğin bir hata düzeltme kodu kullanıldığında, daha az sayıda bağımsız bilgi bitini iletmek için daha fazla sayıda sembol kullanıldığından, bit hızı baud hızından daha düşük olabilir.

Shannon Teoremi, bit hızının bant genişliği ve kanalın sinyal / gürültü oranı ile nasıl sınırlandığını gösterir:

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

burada C kapasite (kanalın maksimum bit hızı), B kanalın bant genişliği ve SNR sinyal / gürültü oranıdır.

Hertz ve Bit / Saniye aynı anlama gelmez. Kullanılan bit kodlaması ile belirlenen bir ilişkileri vardır.

Örneklemek gerekirse :

• Dörtlü Faz Kayması Anahtarlaması : Her bir "dalga" veya sembol için 4 faz konumundan birine kodlama yaparak, sembol başına 2 bit taşınabilir. Böylece:
• Böylece 100 KHz'lik bir taşıyıcı 200 kbps veri taşıyabilir ideal durumda herhangi bir protokol yükünü göz ardı edebilir.

Bir KHz kanalında Mbps iletimi elde etmek için, kodlamanın her sembol için yüzlerce benzersiz değer elde etmesi gerekir. Bu kavramsal olarak imkansız olmasa da, bilgim için pratik kullanımda olacak kadar önemsiz değildir.

Sembol başına sadece 3 bit için 8 olası değere ihtiyaç vardır.

Kişi, sembol başına 8 olası değeri nasıl düşünebilir?

Örneğin, bir sinyale 8 (veya 9) farklı voltaj değerinin uygulanmasıyla ... her sembolün (dalga süresi) taşıdığı 8 olası değer için. Kullanılıyorsa, dokuzuncu değer bir "işlem yok" veya "bu yoksay" değeri içindir.

Bir laboratuvar deneyinde bu basit olsa da, gerçek dünyadaki iletim ortamlarında o kadar basit değildir. Daha yüksek kodlama seviyesi gereksinimleri ile sorun daha da kötüleşir. 4 bit 16 değere, sembol başına 8 bit 256 değere ihtiyaç duyar, bu da sadece KHz hızının 8 katı bir bps hızı verir.

Her ikisinin de bir şeyin oranını ölçtüğü, ancak aynı olmadığı için benzer kavramlardır. Hz veya hertz, saniyedeki devir anlamına gelir ve bir frekans ölçüsüdür. bps "saniyedeki bit sayısı" veya daha az sıklıkla "saniyedeki bayt sayısı" dır. İkisi arasındaki ilişki, bir bitin nasıl kodlandığına bağlı olacaktır.

"Kanal bant genişliği" hakkında konuşurken, muhtemelen RF modülasyonundan bahsediyoruz. RF sinyallerinin tipik olarak , daha sonra verileri kodlamak için modüle edilen (herhangi bir sayıda yolla) merkezi bir frekans olan bir taşıyıcı frekansa sahip olduğu söylenir . Örneğin, Wi-Fi genellikle 2,4 GHz civarında taşıyıcı frekanslara sahiptir. Her Wi-Fi kanalı biraz farklı bir frekanstır.

İlgilenilen sinyali kodlamak için bu taşıyıcıyı bir şekilde değiştiriyoruz. Frekansını (frekans modülasyonu, FM) veya genliğini (genlik modülasyonu, AM) değiştirebiliriz. Veya açıp kapatabiliriz (taşıyıcı dalga modülasyonu, CW). Bunların hepsi basit modülasyon şemalarıdır. Wi-Fi gibi bir şey çok daha karmaşık bir şema kullanır.

Biz alırsak fourier dönüşümü elde edilen taşıyıcı madde + modülasyon, bu sinyal ile kullanılan frekans aralığı görebilir. Aynı aralığı kullanan diğer sinyaller karışacaktır. En düşük ve en yüksek frekanslar arasındaki fark kanal bant genişliğidir .

Yine, belirli bir kanal bant genişliğine ne kadar veri (saniyede bit) sığdırabileceğiniz, büyük ölçüde modülasyon şemanıza bağlıdır.

$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$ ve frekans olayını gösteren bazı tekrarlayan süreçler veya sinyaller nedeniyle olduğunda.

Saniyedeki bit sayısı Hertz midir? Her şeyden önce, bitlerin iletişimi periyodik olmak zorunda değildir. Bir saat içinde 3600 bit alırsanız, bu, 1 Hz'lik bir sinyalin dahil olduğu anlamına gelmez. Bitler aralıklı aralıklarla gelmiş olabilir. Örneğin, ilk 5 dakika içinde 3599 bit gelmiş olabilir ve sonuncusu için 55 dakika daha beklediniz.

Veri hızı mükemmel bir şekilde pürüzsüz olsa bile, bu, saniyedeki bit sayısı Hertz olduğu anlamına gelmez. Diyelim ki bitler sekiz paralel çizgi üzerinde düzgün bir şekilde saat yönünden. Daha sonra saniyede 800 bit, herhangi bir bitin varış frekansının 100 Hz olduğu, onu içeren sekiz bitlik kelime ile aynı olduğu anlamına gelir.

Re: Bir sinyal az Khz bir kanal bant genişliği üzerinde Mbps demek aktarılabilir mi?

Kanal tamamen gürültüsüzse, evet. Yalnızca analog bant genişliği dijital bant genişliğini kısıtlamaz. Bununla birlikte, bant genişliği gürültü ile birlikte kanal kapasitesinin üst sınırını sınırlar. Bkz Shannon-Hartley teoremi Wikipedia sayfasını . Bant genişliği kapasiteyi neden sınırlandırmıyor? Sezgisel olarak, ona şu şekilde bakabiliriz:$[a,b]$Gerçek sayı satırındaki aralık. Hayal gücümüzü, sadece her yerde sürekli, pürüzsüz, farklılaşabilen işlevlerle sınırlasak bile$[a,b]$ve belirli bir frekansın üzerinde hiçbir bileşeni olmayan (bant genişliği sınırlıdır), hala bu tür tüm fonksiyonların sayılamayan bir sonsuzluğu vardır. Böylece fonksiyonlar gerçek sayılara karşılık gelir. Yani bu süre sinyali$[a,b]$ herhangi bir gerçek sayıyı, izin verilen bant genişliği içindeki bir işlev şekline eşleyerek temsil edebilir. Gürültüsüz kanalın teorik olarak sınırsız kapasitesinden ne kadar avantaj elde edeceklerine karar vermek yalnızca gönderenin ve alıcının kararına bağlıdır.

F1 ve f2 ve f1'in iki frekansınız olduğunu varsayalım ve f1, 0 ve f2'yi 1 temsil eder. Ayrıca iki frekans arasında en az bir delta ayrımına ihtiyacınız olduğunu varsayalım, böylece karışmazlar. Son olarak, güvenilir bir şekilde iletilmesi ve algılanması için frekansların her birinin T saniye boyunca iletilmesi gerekir. Yani bit hızı (1 / T) bit / saniyedir.

Şimdi bit hızını artırmak istiyorsunuz. Bunu yapmanın bir yolu 2 yerine 4 frekans kullanmaktır. Yani haritalama böyle bir şey olabilir.

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

Şimdi aynı süre içinde 2 bit iletebilirsiniz. Böylece bit hızı (2 / T) bit / saniyedir. Bant genişliği gereksinimi 2 * deltadan 4 * delta'ya yükselmiştir (4 frekans ile 3 uç arasında iki delta / delta / 2). Bu örnek, çok basit terimlerle size bant genişliği ve veri hızı arasındaki ilişkiyi gösterir. Bant genişliğini artırmak veri hızını artırır.