Spektritehokkuus

Spektritehokkuus, taajuuksien käytön tehokkuus tai kaistanleveyden tehokkuus viittaa tietoihin vauhtia, että voidaan lähettää tietyn kaistanleveyden tietyn viestintäjärjestelmän. Se on mitta siitä, kuinka tehokkaasti rajoitettu taajuusspektri käytetään fyysisen kerroksen protokolla, ja joskus Media Access Control.

Linkki spektritehokkuus

Linkin spektrinen tehokkuus digitaalisen viestintäjärjestelmän mitataan bit / s / Hz, tai, harvemmin, mutta yksiselitteisesti, ja / Hz. Se on verkko bitrate tai enimmäismäärä läpijuoksu jaettuna kaistanleveys hertseissä viestintäkanavan tai datayhteys. Vaihtoehtoisesti spektritehokkuuden voidaan mitata bittiä / symboli, joka vastaa bittiä per kanava käyttöön, mikä tarkoittaa, että verkko bittinopeus jaetaan symbolinopeus tai linjakoodin syke.

Linkki spektrinen tehokkuus on tyypillisesti käytetään analysoimaan tehokkuutta digitaalista modulaatiota menetelmällä tai linjakoodin, joskus yhdessä eteenpäin virheenkorjauskoodi ja muita fyysisen kerroksen yläpuolella. Jälkimmäisessä tapauksessa, "hieman" tarkoittaa käyttäjän datan vähän; FEC yläpuolella on aina ulkopuolelle.

Modulaatio tehokkuus bit / s on brutto bitrate jaettuna kaistanleveys.

Yläraja saavutettavissa modulaatio hyötysuhde saadaan Nyquist korko tai Hartley laki seuraavasti: Sillä signalointi aakkoset M vaihtoehto symboleja, jokainen symboli on N = log2 M bittiä. N on modulaatio tehokkuus mitattuna vähän / symboli tai bpcu. Kun kyseessä on kantataajuisen lähetyksen kantataajuisen kaistanleveys B, symbolinopeus ei voi ylittää 2B symbolia / s, jotta vältetään symbolien keskinäishäiriön. Siten spektritehokkuuden ei voi ylittää 2 N / Hz Baseband voimansiirtokotelo. On passband lähetyksen tapauksessa signaalin päästökaista kaistanleveys W voidaan muuntaa vastaavan kantataajuussignaalin, jossa ylempi rajataajuus W / 2. Jos kaksinkertainen sideband modulointimenetelmää kuten QAM, ASK, PSK tai OFDM käytetään, tämä johtaa enintään symbolinopeutta W symbolien / s, ja että modulaatio hyötysuhde ei saa ylittää N / Hz. Jos digitaalinen SSB käytetään, passband signaalin kaistanleveys W vastaa peruskaistan viesti signaalin baseband kaistanleveys W, johtaen enimmillään symbolinopeutta 2W ja saavutettavissa modulaatio tehokkuus 2 N / Hz.

Jos etenevän virheenkorjauksen koodia käytetään, spektrinen tehokkuus on vähennetty koodaamattomat modulaatio tehokkuutta kuva.

Yläraja spektritehokkuuden mahdollista ilman vähän virheitä kanavan tietty SNR, jos ihanteellinen virhe koodaus ja modulaatio oletetaan, saadaan Shannon-Hartley teoreema.

Huomaa, että goodput on yleensä pienempi kuin suurin läpäisykyky käytetään edellä laskelmissa, koska paketin uudelleenlähetysten, korkeamman protokollakerroksen yläpuolella, virtauksen ohjaus, ruuhkautumisen välttämiseksi, jne. Toisaalta, tiedon pakkaus järjestelmän, kuten V. 44 tai V.42bis supistetaan puhelin modeemit, voi kuitenkin antaa korkeampi goodput jos Siirretyt tiedostot eivät jo tehokkaasti pakattu.

Linkki spektritehokkuutta langattoman puhelinliikenteen Linkki voi myös ilmaista maksimimäärä samanaikaisia ​​puheluita 1 MHz taajuuksien erlangia kohti megahertsiä, tai E / MHz. Tämä toimenpide vaikuttaa myös lähdekoodaus järjestelmän. Sitä voidaan soveltaa analogiseksi sekä digitaalisen siirron.

Langattomissa verkoissa, linkki spektritehokkuuden voi olla hieman harhaanjohtava, koska suuremmat arvot eivät välttämättä tehokkaammin niiden yleistä radiotaajuuksien käyttöä. Langattomassa verkossa, korkea linkki spektrinen tehokkuus voi johtaa herkkä saman kanavan häiriö, joka vaikuttaa kapasiteettia. Esimerkiksi matkapuhelin verkon taajuuden uudelleenkäytön, spektrihajautusjärjestelmän ja etenevän virheenkorjauksen vähentää spektrinen tehokkuus / Hz: n, mutta olennaisesti alentaa tarvittavan signaali-kohina-suhde verrattuna ei-hajaspektritekniikoita. Tämä voi sallia paljon tiheämpi maantieteellinen taajuuden uudelleenkäytön, joka kompensoi vetovarret spektrinen tehokkuus, jolloin suunnilleen saman kapasiteetin samalla kaistanleveydellä, käyttäen sama määrä basstationssändarna. Kuten alla, osuvampia toimenpide langattomia verkkoja olisi järjestelmä spektritehokkuus bit / s / Hz pinta-alayksikköä kohti. Kuitenkin suljetuissa tietoliikenneyhteydet kuten puhelinliittymien ja kaapelitelevisioverkot ja melu-rajoitettu langaton viestintäjärjestelmä, jossa samakanavahäiriön ei ole tekijä, suurin linkin spektritehokkuuden että voidaan tukea käytettävissä SNR käytetään yleensä.

Järjestelmän spektritehokkuus tai alue spektrinen tehokkuus

Digitaalisissa langattomat verkot, järjestelmä spektritehokkuus tai alue spektritehokkuus tyypillisesti mitataan / Hz pinta-alayksikköä kohti, vuonna / Hz solua kohti, tai / Hz per sivu. Se on mitta määrästä käyttäjien tai palveluja, jotka voidaan samanaikaisesti tuettu rajoitetusti radiotaajuista kaistanleveyttä tietyn maantieteellisen alueen. Se voi esimerkiksi määritellä maksimi yhteenlaskettu suorituskykyyn tai goodput eli summataan kaikki käyttäjien järjestelmä, jaettuna kanavan kaistanleveys. Tämä toimenpide vaikuttaa paitsi yhden käyttäjän siirto tekniikka, mutta myös monipääsyjärjestelyjä ja radioresurssien hallinta tekniikoita hyödynnetään. Se voidaan olennaisesti parantaa dynaaminen radioresurssien hallintaan. Jos se on määritelty mittana suurimman goodput, uudelleenlähetysten ansiosta samakanavahäiriötä ja törmäyksiä on suljettu pois. Korkeamman protokolla yläpuolella on yleensä laiminlyöty.

Järjestelmä spektritehokkuutta matkapuhelinverkon voidaan myös ilmaistava maksimimäärä samanaikaisia ​​puheluita pinta-alayksikköä kohti yli 1 MHz taajuuksia E / MHz solua kohti, E / MHz kullakin sektorilla E / MHz kullakin sivuston, tai / m . Tämä toimenpide vaikuttaa myös lähdekoodaus järjestelmän. Sitä voidaan käyttää analogisissa solukkoverkoissa samoin.

Alhainen linkki spektrinen tehokkuus / Hz, ei välttämättä tarkoita, että koodaus järjestelmä on tehoton järjestelmästä spektritehokkuus näkökulmasta. Esimerkiksi harkita koodijakomultipleksoitu Access hajaspektri, joka ei ole erityisen spektrin tehokas koodausmenettelyssä harkittaessa yhden kanavan tai yhden käyttäjän. Kuitenkin, se, että yksi voi "kerros" useita kanavia samalla taajuuskaistalla tarkoittaa, että järjestelmän taajuuksien käytön varten monikanavaisen CDMA-järjestelmä voi olla erittäin hyvä.

Spektritehokkuus voidaan parantaa radioresurssien hallinta tekniikoita, kuten tehokkaan kiinteän tai dynaamisen kanavavarauksen, tehonsäätö, linkki sopeutumista ja monimuotoisuuden järjestelmiä.

Yhdistetty oikeudenmukaisuus toimenpide ja järjestelmä spektritehokkuus toimenpide on melko yhteinen spektrin tehokkuutta.

Vertailutaulukko

Esimerkkejä numeeristen spektritehokkuuden arvot joitakin yhteisiä tietoliikennejärjestelmissä löytyvät alla olevasta taulukosta.

N / tarkoittaa ei sovellettavissa.

  0   0
Edellinen artikkeli Knobstick häät
Seuraava artikkeli Floris van Schooten

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha