信号伝送の常識

専門的な要件により、信号伝送の常識が必要です。このブログ投稿はメモであり、随時更新されます。

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1.迅速な知識の向上

• 1.ボーは、デバイスが1秒間に送信（または受信）するデータのシンボル数として理解できます。これは、シンボルの送信速度の尺度であり、単位時間あたりに送信されるシンボルの数を表します（送信シンボルレート）。さまざまな変調方式を使用して、1つのシンボルに複数ビットの情報をロードできます。
• 2.ビットレートとは、チャネルを介して1秒あたりに送信される情報の量（ビット送信レートとも呼ばれます）、つまり1秒あたりに送信される2桁の桁数を指し、有効なデータの送信レートを示します。
• 3.帯域幅とは、通信回線がデータを送信する能力を指し、最初は電磁波の周波数帯域の幅を意味します。一般的に使用される単位はbps（ビット/秒）です。
• 4.搬送波対雑音比（信号対雑音比）は、搬送波と搬送波雑音の関係を示すために使用される標準の測定尺度であり、通常はCNRまたはで表されC/N(dB)ます。
• 5.信号対雑音比と搬送波対雑音比の違いは、搬送波対雑音比の変調信号のパワーには、送信信号のパワーと変調されたキャリアのパワーが含まれることです。 、信号対雑音比には送信信号の電力のみが含まれます。

2.基本的な概念

1.ポーター

ポーター（ボー、単位記号：Bd）は、フランスの電気通信エンジニアであるエミール・ボドー（1845-1903）にちなんで名付けられました。彼はデジタル通信のパイオニアの1人であり、デジタル通信のパイオニアの1人でした。スタイルの電信。

情報伝送チャネルでは、データ情報を伝送する信号単位をシンボルと呼び、チャネルを介して1秒間に伝送されるシンボルの数をシンボル伝送速度と呼び、ボーレートと呼びます。その単位はボー（記号/秒）、ボーレートは伝送チャネルの帯域幅の指標です。「ボー」はすでにレートであるため、ボーレートを記述する必要はありません（レートは不要な単語です）。単位「ボー」自体はすでに1秒あたりの変調数を表しています。「ボー/秒」を単位として使用することはよくある間違いですが、一般的な中国の口頭でのコミュニケーションでは、「ボーレート」がよく使用されます。「ボー」について説明してください。 "。

ボーレートは、デバイスが1秒間に送信（または受信）するデータのシンボル数として理解できます。これは、シンボル送信レートの尺度であり、単位時間あたりに送信されるシンボルの数（シンボルレート）を表します。さまざまな変調方式を使用して、1つのシンボルに複数ビットの情報をロードできます。コンピュータネットワーク通信では、ボーレートとは、シリアル通信におけるシングルチップマイクロコンピュータまたはコンピュータのレートを指し、変調後の単位時間内の信号の変化、つまりキャリアの回数を指します。パラメータは単位時間あたりに変化します。波形は1秒あたりの振動数で測定されます。データが圧縮されていない場合、ボーレートは1秒あたりに送信されるデータビット数に等しくなります。データが圧縮されている場合、1秒あたりに送信されるデータビット数は通常、変調レートよりも大きいため、ボーとビット/秒でエラーが発生することがあります。

情報伝送速度、つまりビットレートは、ボーレートに数値的に関連してい
$私=S\cdot lo{g}_{2}N$

その中で、Iは伝送速度、Sはボー速度、Nは各シンボルによって運ばれる情報の量、$lo{g}_{2}Nは$ビット単位です。

ボーレートとビットレートも次のように変換できます比特率=波特率*单个调制状态对应的二进制位数。たとえば、データ転送速度は240b/sであり、各文字形式には10ビット（1スタートビット、1ストップビット、8有効データビット）が含まれ、ボーレート240 baud（baud）、ビットレート（有効データビット転送レート）は次のようになります。240*10=2400 bps（ビット/秒）。（ただし、一般的な変調レートは、マンチェスターエンコーディングなどのボーレートよりも大きくなります）。

ボーレートとビットレートの関係：

• ボーレート（実際にはボーと呼ばれるべきです）は、単位時間あたりに送信されるシンボルの数（シンボル送信レート）であり、さまざまな変調方式によって1つのシンボルで複数ビットの情報を伝送できます。ビットレートbps（ビット/秒）は、情報伝送速度（伝送速度）の尺度です。

• ビットレートとは、チャネルを介して1秒あたりに送信される情報の量（ビット送信レートとも呼ばれます）、つまり1秒あたりに送信される2桁の桁数を指し、b / sを使用して有効なデータの送信レートを示すために使用されます。 、ビット/秒、ビット/秒、読み取り：ビット/秒、一般的に使用される単位は、ビット/秒（bps）、キロビット/秒（Kbps）、またはメガビット/秒（Mbps）です（KとMはそれぞれ1000と1000000です）。コンピュータのメモリ容量を参照する場合は、1024および1048576の代わりに）。

• 1ボーは、1秒あたり1シンボルシンボルの送信を指し（複数のビットの情報は、さまざまな変調方式でシンボルシンボルにロードできます）、1ビット/秒は、1ビット/秒（ビット）の送信を指します。

• ボーレートは通常、モデムの通信速度、つまり回線ステータスが変化する回数を指します。各信号が送信データの1ビットと一致する場合にのみ、1秒あたりのビット数に等しくなります。相互に通信するには、モデムは同じボーレートで動作する必要があります。モデムのボーレートが他のモデムのボーレートよりも高く設定されている場合、通常、高速のモデムは低速のモデムに一致するようにボーレートを変更します。

• 厳密に言えば、ボーレートは一般に通信伝送の分野では使用されません。ボーレートは、単位時間あたりの信号を変調する能力を表し、それによって変調された信号はビットの形式で送信されます。つまり、信号が送信中にデジタルからアナログへの変換を受ける場合は、変調が必要です。 、次に、他のフィールドで消費される送信時間に加えて、変調プロセスおよびチャネルでの送信プロセスでも消費されます。ボーレートは信号変調機能を表すために使用され、ビットレートは信号変調機能を表すために使用されます。信号伝送能力。

2.帯域幅

帯域幅は多くの分野で適用されており、信号伝送のデータ伝送容量、単位時間あたりにリンクを通過するデータの量、およびディスプレイの表示能力を識別するために使用できます。アナログ信号システムでは、帯域幅とも呼ばれ、一定の時間に送信できるデータの量、つまり、送信パイプラインでデータを送信する機能を指します。通常Hz、1秒あたりの伝送サイクルまたはヘルツ（）で表されます。デジタル機器では、帯域幅とは、単位時間あたりにリンクを通過できるデータの量を指します。一般的にbps(bit per second)表現されます。つまり、1秒あたりに送信できるビット数です。

帯域幅という用語は、もともと電磁波の周波数帯域の幅、つまり信号の最高周波数と最低周波数の差を指します。現在、ネットワークまたは回線でのデータ転送の理論上の最大速度を表すために、デジタル通信でより広く使用されています。これはその学術的な定義ではありませんが、拡張によって使用されます。

• バス帯域幅とは、バスが単位時間に送信できるデータの総量を指し、バスのビット幅と動作周波数の積に等しくなります。例：64ビットの800MHzフロントサイドバスの場合、そのデータ転送速度は次のようになります。64bit×800×1000×1000Hz÷8(Byte)÷1024÷1024÷1024≈6.0GB/s
• メモリ帯域幅とは、メモリバスが提供できるデータ転送容量のことです。例：DDR400メモリのデータ送信周波数が400MHz、の場合、単一のモジュールに帯域幅があります64bit×400×2（ddrは上端と下端の収集信号です）×1000×1000Hz÷8(Byte)÷1024÷1024÷1024≈3.0GB/s。

一般的に、帯域幅はbit（ビット）で表され、China Telecom、China Unicom、China Mobileなどの通信事業者は、このユニットを宣伝するときに無視することがよくあります。通常の変換状況は次のとおりです。

• 1Mbit = 128KB
• 2Mbit = 256KB
  （など）

変換された速度は、実際のインターネット速度です。つまり、キャリアからサブスクライブした帯域幅が10Mの場合、計算式を代入し、上記で変換された1Mを使用して測定します。（1M = 1024K）

• 1M / 128K = 1024/128 = 8
• 10/8 = 1.25M

つまり、10Mの帯域幅を有効にすると、最大1.25Mの速度に到達できます。一般的に、コンピュータが映画を見たり、ゲームをしたりするには、4Mの帯域幅で十分です。ただし、大きなファイルを頻繁にダウンロードする必要がある場合は、より高い帯域幅を使用することをお勧めします

帯域幅がデータを送信する通信回線の能力を表す場合、それは単位時間内にネットワーク内のあるポイントから別のポイントに渡されることができる「最高のデータレート」を意味します。帯域幅の概念については、より鮮明な例えが高速道路です。単位時間あたりにワイヤ上で送信できるデータの量。一般的に使用される単位はbps（ビット/秒）です。コンピュータネットワークの帯域幅とは、ネットワークが通過できる最高のデータレート、つまり1秒あたりのビット数を指します。

厳密に言えば、デジタルネットワークの帯域幅は、1秒あたりのパルス数を意味するボーレート（ボー）で表す必要があります。ビットは情報の単位です。デジタル機器はバイナリシステムを使用しているため、各ビットレベルで伝送される情報の量は2を底とする対数です。4次の場合は2を底とする対数です。ビットレベルは2です。したがって、値に関しては、ボーはビットと同じです。人々は2つの概念についてあまり明確ではないため、ビットレートはレートを表すためによく使用されます。また、ビットを使用する人が多すぎるため、ビットレートは帯域幅の事実上の標準名になっています。

3.搬送波対雑音比と信号対雑音比

搬送波対雑音比（信号対雑音比）は、搬送波と搬送波ノイズの関係を示すために使用される標準の測定尺度であり、通常はCNRまたはで表されC/N(dB)ます。搬送波対雑音比が高いと、ネットワーク受信速度、ネットワーク通信品質、およびネットワークの信頼性が向上します。搬送波対雑音比では、搬送波PcのパワーはでPn示され、ノイズのパワーはで示されます。次に、C/N = 10 lg(Pc/Pn)搬送波対雑音比のデシベル単位の式は次のように表されます。搬送波対雑音比は、ネットワークチャネル品質の尺度としての信号対雑音比に類似しています。しかし、信号対雑音比は通常、実際のアプリケーションで使用されます。搬送波対雑音比は、衛星通信システムで使用されます。最適なアンテナ配置により、最適な搬送波対雑音比の値を得ることができます。

通信では、別の一般的に使用される搬送波対雑音比は、、C/no単位はdBHz、、計算式はです(C/N)*B。ここBで、はシステム帯域幅であり、は信号電力とノイズ電力密度の比です。

信号対雑音比と搬送波対雑音比の違いは、搬送波対雑音比の変調信号のパワーには、送信信号のパワーと変調されたキャリアのパワーが含まれるのに対し、信号対雑音比には、送信信号の電力のみが含まれます。因此对同一个传输系统而言，载噪比要比信噪比大，两者之间相差一个载波功率。もちろん、キャリア電力は通常、送信信号電力と比較して非常に小さいため、搬送波対雑音比と信号対雑音比の値は非常に近くなります。在调制传输系统中，一般采用载噪比指标；而在基带传输系统中，一般采用信噪比指标。DVB放送伝送方式は変調伝送方式であるため、搬送波対雑音比指数を採用しています。搬送波対雑音比は、変調信号に対するノイズ干渉の強さを表します。異なる伝送システムの信号の平均電力が異なり、搬送波対雑音比が変調信号とノイズ干渉の相対強度を直接反映するため、ノイズ干渉の絶対強度は無意味です。DVB伝送システムの最終的な情報伝送の信頼性は、搬送波対雑音比によって決まります。

改善係数Iは、信号対雑音比と搬送波対雑音比の差として定義されます。I=S/N－C/N