Взаимосвязь пропускной способности канала и его полосы пропускания
Максимальную скорость, с которой канал способен передавать сигнал, называют пропускной способностью канала.
Теорема Найквиста
max data rate = 2H 
ит/сек,
где H – ширина полосы пропускания канала, выраженная в Гц, V - количество уровней в сигнале. Эта теорема также показывает, что, например, бессмысленно сканировать линию чаще, чем удвоенная ширина полосы пропускания. Действительно, все частоты выше этой отсутствуют в сигнале. Однако теорема Найквиста не учитывает шум в канале, который измеряется как отношение мощности полезного сигнала к мощности шума: S/N. Эта величина измеряется в децибелах: 10 log10(S/N) dB. Например, если отношение S/N равно 10, то говорят о шуме в 10 dB, если отношение равно 100, то - 20 dB. На случай канала с шумом есть теорема Шеннона, по которой максимальная скорость передачи по каналу с шумом равна
H log2 (1+S/N) бит/сек., где S/N - соотношение сигнал-шум в канале.
Как мы уже отмечали в разделе 2.1.2, скорость передачи данных зависит от способа представления данных на физическом уровне и сигнальной скорости, или скорости модуляции - скорости изменения значения сигнала. Скорость изменений сигнала в секунду измеряется в единицах, называемых бот. Если скорость изменения значения сигнала b бот, то это не означает, что данные передается со скоростью b бит/сек. Многое зависит способа кодирования сигнала: одно изменение значения может кодировать сразу несколько бит. Если используется 8 значений (уровней) сигнала, то каждое изменение его значения кодирует сразу 3 бита. Если используется только два значения сигнала, то скорость в битах равна скорости в ботах.
|
|
|
· Аналоговые данные – аналоговый сигнал. Аналоговые данные в электрической форме могут легко и дешево передаваться с помощью аналоговых сигналов. Хорошим примером этому случаю является телефония, которую мы рассмотрим в разделе 2.5.
Аналоговые данные – Аналоговый сигнал
Анализ этого случая начнем с того, чтобы понять, где может возникнуть потребность в такого вида преобразованиях. Аналоговая модуляция цифровых данных возникает там, где нет цифровых каналов. Цифровое кодирование аналоговых данных возникает тогда, когда есть цифровые каналы. Прежде всего, такая потребность возникает при использовании радиоканалов. Если передавать аудиоинформацию в голосовом диапазоне (300 – 3000 Гц), то потребуется антенна диаметром в несколько километров. Модуляция, т.е. объединение исходного сигнала m(t) и несущей частоты ƒc, позволяет нужным образом изменять параметры исходного сигнала и тем самым упростить решение ряда технических проблем. Кроме этого, модуляция позволяет использовать методы мультиплексирования или уплотнения. (О мультиплексировании мы поговорим в разделе 2.4, а в разделах 2.3 и 2.5 мы рассмотрим подробнее использование электромагнитных волн для передачи).
|
|
|
При амплитудной модуляции форма результирующего сигнала определяется формулой:
, где ƒc - частота несущей,
na– индекс модуляции, который определяют как отношение амплитуды исходного сигнала к амплитуде несущего сигнала.
Форма результирующего сигнала при частотной модуляции определяется следующим выражением:
, где nf - индекс частотной модуляции, m(t)=1+na x(t).
Сигнал, получаемый фазовой модуляцией, определяет соотношение:
, где np – индекс фазовой модуляции.
Все эти три вида модуляции порождают сигнал S(t), спектр которого симметричен относительно ƒc.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 335; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!