a relação entre largura de banda e o datarate

Uma pergunta da minha nota é assim.

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.

Por que o sinal BPSK da largura de banda 2 / τ pode suportar um datarate de B / 2? e qual é a relação entre a largura de banda e o datarate? e por que no QPSK, a taxa pode ser dobrada usando a mesma largura de banda?

modulation qpsk

— Samuel
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A capacidade do canal é uma função do SNR. Sem ruído, a capacidade de qualquer canal com largura de banda diferente de zero é infinita.

— Jason R

De onde você tirou a seção citada? Não sei ao certo o que eles querem dizer com "90% de preservação de energia". Talvez eles estejam sugerindo que 90% da largura de banda de um sinal de comunicação é uma medida significativa da capacidade do canal, o que é dúbio para mim.

— Jason R

Preservação de energia de 90% significa a largura de banda que contém 90% de potência de sinal. e eu não sei de onde vem essa pergunta, talvez meu professor tenha inventado isso.

— Samuel

Embora seja verdade que QPSK e BPSK tenham BER idêntico vs Eb / No, o BPSK terá 3 dB a mais de margem de link que o QPSK. Nao tem almoço gratis.

— John

Respostas:

Pulsos ideais de símbolos são seqüências de pulsos retangulares. Os pulsos retangulares, infelizmente, têm perfis de frequência horríveis, como mostrado abaixo. FFT de pulso retangular

O lóbulo principal é onde está a maior parte da potência do pulso, e os outros lobos são chamados de lobos laterais. Embora eles diminuam em poder à medida que vão, eles não diminuem muito rapidamente. O principal objetivo da modelagem de pulso é reduzir drasticamente a potência desses lobos laterais.

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

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

$\frac{1}{T}$

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

— Jim Clay
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@@ obrigado Jim, explicação e gráfico muito claros #

— Samuel

@ Jim Não estou completamente claro sobre a distinção banda-base / banda passante: se um sinal da largura de banda B modulado em QPSK chega como sinal de banda passante, sua taxa de bits máxima é B, mas se chega na banda-base, pode ser 2B? E se o sinal for deslocado para banda base? Quando uso uma calculadora de largura de banda como esta ( jaunty-electronics.com/blog/2012/05/… ), obtenho uma razão de largura de banda: taxa de bits de 0,6 (0,5, teoricamente). Em resumo, um desmodulador QPSK capaz de desmodular um sinal de largura de banda B pode receber um sinal de passagem de banda com uma taxa de informação máxima de B ou 2B?

— 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 Obrigado pelo esclarecimento. Abre mais perguntas do que respostas para mim, mas todas parecem apontar para "leia um bom livro sobre processamento de sinais".

— Tomislav Nakic-Alfirevic

O QPSK envia dois bits por transmissão, em que uma transmissão é definida como uma mudança no estado do sinal. A desvantagem é que o QPSK exige um SNR melhor, porque é mais difícil discriminar entre 4 estados por baud do que 2.

— Dave Tweed
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Não é verdade, se você usar corretamente uma medida normalizada para PND, como Eb / No. O QPSK tem o mesmo desempenho de taxa de erro de bits que o BPSK.

— Jason R

Isso deveria ter sido SNR; erro de digitação.

— Jason R