Différence entre Hz et bps

Hz et bps signifient-ils la même chose? Un signal peut-il être transféré à un taux de disons Mbps sur une bande passante de canal de quelques Khz?

Il y a en fait trois termes que vous voulez connaître

Bande passante

La bande passante est mesurée en Hz. Il décrit la bande de fréquences qu'un canal de communication est capable de transmettre avec une faible perte.

Généralement, nous parlons d'une bande passante de 3 dB, ce qui signifie la plage de fréquences qu'un canal peut transmettre avec moins de 3 dB de perte. Pour un système en bande de base , la bande passante s'étend de 0 Hz à une fréquence B que nous appelons la bande passante. Pour un système modulé si la porteuse est à f ₀ , alors la bande de transmission serait de à f 0 + B / 2 .$f_0 - B/2$$f_0 + B/2$

En outre, en dehors de la théorie de l'information, le terme bande passante peut être utilisé plus largement comme synonyme de débit binaire ou de capacité de traitement des données, mais lorsque les unités sont en Hz, nous savons que nous parlons de la bande passante analogique d'un chemin de signal de une sorte.

Baud

Vous n'avez pas posé de questions à ce sujet, mais il est également important de garder ceci à l'esprit dans les deux autres termes. Baud est le nombre de symboles transférés par seconde sur le canal.

Débit binaire

Le débit binaire indique la quantité d'informations transférées sur un canal et est mesuré en bits par seconde ou bps. Le débit binaire est différent du baud si plus d'un bit est transféré par symbole. Par exemple, dans un schéma de modulation d'amplitude à 4 niveaux, chaque symbole peut coder 2 bits d'information. Alternativement, par exemple lorsqu'un code de correction d'erreur est utilisé, le débit binaire peut être inférieur au débit en bauds, car un plus grand nombre de symboles sont utilisés pour véhiculer un plus petit nombre de bits d'informations indépendantes.

Le théorème de Shannon montre comment le débit binaire est limité par la bande passante et le rapport signal / bruit du canal:

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

où C est la capacité (débit binaire maximal du canal), B est la largeur de bande du canal et SNR est le rapport signal / bruit.

Hertz et Bits par seconde ne signifient pas la même chose. Ils ont une relation, déterminée par le codage binaire utilisé.

Pour illustrer :

• Incrustation de déphasage en quadrature : en codant sur l'une des 4 positions de phase pour chaque "onde" ou symbole, 2 bits peuvent être transportés par symbole. Donc:
• Ainsi, une porteuse de 100 KHz peut transporter 200 kbps de données dans le cas idéal, en ignorant toute surcharge de protocole.

Pour obtenir une transmission Mbps sur un canal KHz, l'encodage devrait accomplir des centaines de valeurs uniques par symbole. Bien que ce ne soit pas conceptuellement impossible, ce n'est pas assez trivial pour être utilisé dans la pratique, à ma connaissance.

Pour seulement 3 bits par symbole, il faut 8 valeurs possibles.

Comment pourrait-on encoder 8 valeurs possibles par symbole?

En ayant 8 (ou 9) différentes valeurs de tension, par exemple, imposées à un signal ... pour les 8 valeurs possibles que chaque symbole (durée d'onde) porte. La neuvième valeur, si elle est utilisée, serait pour une valeur "sans opération" ou "ignorer cette valeur".

Bien que cela soit simple dans une expérience de laboratoire, ce n'est pas aussi simple dans les médias de transmission du monde réel. Le problème s'aggrave avec des exigences de niveau de codage plus élevées. 4 bits ont besoin de 16 valeurs, 8 bits par symbole ont besoin de 256 valeurs, ce qui donnerait juste un taux de bps 8 fois le taux de KHz.

Ce sont des concepts similaires en ce sens qu'ils mesurent tous deux le taux d'une chose, mais pas le même. Hz, ou hertz, signifie des cycles par seconde, et est une mesure de fréquence. bps est "bits par seconde", ou moins fréquemment "octets par seconde". La relation entre les deux dépendra de la façon dont un bit est codé.

Lorsque nous parlons de "bande passante de canal", nous parlons probablement de modulation RF. On dit généralement que les signaux RF ont un fréquence porteuse , qui est une fréquence centrale qui est ensuite modulée (par un nombre quelconque de moyens) pour coder les données. Le Wi-Fi, par exemple, a souvent des fréquences porteuses d'environ 2,4 GHz. Chaque canal Wi-Fi a une fréquence légèrement différente.

Pour coder le signal d'intérêt, nous changeons cette porteuse d'une manière ou d'une autre. Nous pouvons faire varier sa fréquence (modulation de fréquence, FM) ou son amplitude (modulation d'amplitude, AM). Ou nous pouvons l'activer et le désactiver (modulation de l'onde porteuse, CW). Ce sont tous des schémas de modulation simples. Quelque chose comme le Wi-Fi utilise un schéma beaucoup plus complexe.

Si nous prenons la transformée de Fourier de la porteuse + modulation résultante, nous pouvons voir la plage de fréquences utilisée par ce signal. D'autres signaux qui utilisent la même gamme interfèrent. La différence entre les fréquences les plus basses et les plus hautes est la largeur de bande du canal .

Encore une fois, la quantité de données (bits par seconde) que vous pouvez contenir dans une bande passante de canal donnée dépend fortement de votre schéma de modulation.

$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$ , en raison d'un processus répétitif ou d'un signal présentant le phénomène de fréquence.

Les bits par seconde sont-ils Hertz? Tout d'abord, la communication des bits n'a pas à être périodique. Si vous recevez 3 600 bits en une heure, cela ne signifie pas qu'une signalisation à 1 Hz a été impliquée. Les morceaux auraient pu arriver à intervalles sporadiques. Par exemple, 3599 bits auraient pu arriver dans les 5 premières minutes, puis vous avez attendu 55 minutes de plus pour la dernière.

Même si le débit de données est parfaitement fluide, cela ne signifie pas que les bits par seconde sont Hertz. Supposons que les bits soient parfaitement cadencés sur huit lignes parallèles. Ensuite, 800 bits par seconde signifient en fait que la fréquence d'arrivée d'un bit quelconque est de 100 Hz, la même que celle du mot de huit bits qui le contient.

Re: Un signal peut-il être transféré à un taux de disons Mbps sur une bande passante de canal de quelques Khz?

Oui, si le canal est totalement silencieux. La bande passante analogique seule ne limite pas la bande passante numérique. La bande passante et le bruit, cependant, limitent la limite supérieure de la capacité du canal. Voir la page Wikipedia du théorème de Shannon-Hartley . Pourquoi la bande passante ne limite-t-elle pas la capacité? Intuitivement, nous pouvons le regarder comme ceci: considérer les fonctions sur un$[a,b]$intervalle sur la droite du nombre réel. Même si nous limitons notre imagination aux seules fonctions qui sont continues, fluides, différenciables partout dans$[a,b]$et qui n'ont pas de composants au-dessus d'une certaine fréquence (sont limités en largeur de bande), il existe toujours une infinité infinie de toutes ces fonctions possibles. Les fonctions correspondent donc aux nombres réels. C'est à dire ce signal de durée$[a,b]$ peut représenter n'importe quel nombre réel en le mappant à une forme de fonction dans la bande passante autorisée. C'est seulement à la résolution de l'expéditeur et du récepteur de décider de l'avantage qu'ils tirent de la capacité théoriquement illimitée du canal sans bruit.

Supposons que vous avez deux fréquences f1 et f2 et f1 représente 0 et f2 représente 1. Supposons en outre que vous avez besoin d'au moins une séparation de delta entre les deux fréquences afin qu'elles n'interfèrent pas. Enfin, chacune des fréquences doit être transmise pendant T secondes pour être transmise et détectée de manière fiable. Le débit binaire est donc de (1 / T) bits / seconde.

Vous voulez maintenant augmenter le débit binaire. Une façon de le faire est d'utiliser 4 fréquences au lieu de 2. Ainsi, le mappage peut ressembler à quelque chose.

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

Vous pouvez donc maintenant transmettre 2 bits dans la même durée T. Le débit est donc de (2 / T) bits / seconde. La bande passante requise est passée de 2 * delta à 4 * delta (3 deltas entre les 4 fréquences et delta / 2 aux deux extrémités). Donc, cet exemple en termes très simples vous montre la relation entre la bande passante et le débit de données. L'augmentation de la bande passante augmente le débit de données.