die Beziehung zwischen Bandbreite und Datenrate

Eine Frage meiner Notiz ist so.

Consider a communication channel with a bandwidth of 2400Hz. If QPSK technique is
used, what is the possible transmission rate? (Assume that rectangular
pulses are used in the baseband signals, and that 90% energy preservation is
required.)

For a baseband system, a bipolar signal of bandwidth B can support a rate of B
with 90% energy preservation (since bandwidth =1/τ in this case).
For a bandpass system, a BPSK signal of bandwidth of B can support a rate of B/2.
This is because, after modulation, the bandwidth is 2/τ.
For QPSK, rate can be doubled using the same bandwidth. Therefore the
supported rate is 2400bps.

Warum kann das BPSK-Signal der Bandbreite 2 / τ eine Datenrate von B / 2 unterstützen? und wie ist die Beziehung zwischen der Bandbreite und der Datenrate? und warum kann im QPSK die Rate bei gleicher Bandbreite verdoppelt werden?

modulation qpsk

— Samuel
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Die Kanalkapazität ist eine Funktion des SNR. Ohne Rauschen ist die Kapazität eines Kanals ungleich Null Bandbreite unendlich.

— Jason R

Woher haben Sie den zitierten Abschnitt? Ich bin mir nicht sicher, was sie unter "90% Energieeinsparung" verstehen. Vielleicht schlagen sie vor, dass 90% Bandbreite eines Kommunikationssignals ein aussagekräftiges Maß für die Kanalkapazität ist, was für mich zweifelhaft ist.

— Jason R

90% Energieeinsparung bedeutet die Bandbreite, die 90% Signalleistung enthält. und ich weiß nicht, woher diese Frage kommt, vielleicht hat sich mein Lehrer das ausgedacht.

— Samuel

Obwohl es stimmt, dass QPSK und BPSK identische BER gegenüber Eb / No haben, hat BPSK 3 dB mehr Verbindungsspielraum als QPSK. Es gibt kein freies Mittagessen.

— John

Antworten:

Ideale Symbolimpulse sind Folgen von Rechteckimpulsen. Rechteckige Impulse haben leider schreckliche Frequenzprofile, wie unten gezeigt. FFT des Rechteckimpulses

In der Hauptkeule befindet sich der größte Teil der Impulsleistung, und die anderen Keulen werden als Nebenkeulen bezeichnet. Obwohl sie an Kraft verlieren, je weiter sie entfernt sind, nehmen sie nicht sehr schnell ab. Der Hauptzweck der Impulsformung besteht darin, die Leistung dieser Nebenkeulen drastisch zu reduzieren.

$\frac{2}{T}$ $T$ $\frac{2}{T}$

$\frac{1}{T}$ $\frac{1}{T}$ $\frac{\frac{1}{T}}{\frac{2}{T}}$ $\frac{1}{2}$ $\frac{1}{2}$

$\frac{1}{T}$

QPSK überträgt zwei Bits pro Symbol, sodass die Bitrate für QPSK beträgt $\frac{2}{T}$ $2$ $1$

— Jim Clay
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@@ danke Jim, sehr klare Erklärung und Grafik

— Samuel

@ Jim Ich bin mir der Unterscheidung zwischen Basisband und Durchlassband nicht ganz klar: Wenn ein QPSK-moduliertes Signal der Bandbreite B als Durchlassbandsignal eingeht, ist seine maximale Bitrate B, aber wenn es im Basisband eingeht, kann es 2B sein? Was ist, wenn das Signal auf das Basisband verschoben wird? Wenn ich einen Bandbreitenrechner wie diesen verwende ( jaunty-electronics.com/blog/2012/05/… ), erhalte ich ein Verhältnis von Bandbreite zu Bitrate von 0,6 (theoretisch 0,5). Kurz gesagt, kann ein QPSK-Demodulator, der ein Signal der Bandbreite B demodulieren kann, ein Bandpasssignal mit einer maximalen Informationsrate von B oder 2B empfangen?

— Tomislav Nakic-Alfirevic

f_{b}

$f_b$

- f_{b}

$-f_b$

f_{b}

$f_b$

2 f_{b}

$2f_b$

2 f_{b}

$2f_b$

@ JimClay Danke für die Klarstellung. Öffnet mehr Fragen als es für mich beantwortet, aber alle scheinen darauf hinzudeuten, "ein gutes Buch über Signalverarbeitung zu lesen".

— Tomislav Nakic-Alfirevic

QPSK sendet zwei Bits pro Baud, wobei ein Baud als eine Änderung des Signalzustands definiert ist. Der Nachteil ist, dass QPSK ein besseres SNR erfordert, da es schwieriger ist, zwischen 4 Staaten pro Baud als zwischen 2 Staaten zu unterscheiden.

— Dave Tweed
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Nicht wahr, wenn Sie ein normalisiertes Maß für SNE wie Eb / Nr. QPSK hat die gleiche Bitfehlerratenleistung wie BPSK.

— Jason R

Das hätte SNR sein sollen; Tippfehler.

— Jason R