据我所知,在数字信号处理或模拟通信中,带宽以赫兹或“弧度/秒”为单位。但在计算机网络中,它是以“比特/秒”来衡量的。我不明白这两个是什么关系。有人可以帮忙吗?
DSP和计算机网络中使用“带宽”的区别
它们都定义了您可以通过通道获得的数据量——通道带宽与 SNR 一起定义了通道容量,其单位为(顺便说一下,这只是,为您提供可以通过它获得的最大信息量:
您会看到,信号意义上的带宽只是说“我们每秒可以看到如此多的变化”,如果您知道信号通过的情况,您可以直接将其转换为通过该带宽获得的比特。
据我所知,“带宽”的最初用途来自通信工程,以赫兹为单位,它的使用早于数字通信。链路中的数据(或信息)速率以每秒比特数为单位。由于链路中的数据速率与系统的带宽有关,因此该术语也与计算机网络社区有关。随着时间的推移,可能是由于市场营销,这两个术语开始在随意的谈话中互换使用。不过,我希望网络工程师能意识到其中的区别。
所以:正确的带宽单位是赫兹。使用正交信令,以每秒符号数衡量的最大可实现符号率(或波特率)是带宽的两倍。最大比特率等于符号率乘以每个符号的比特数。
在网络中,数据速率(或链接速度,或链接速率)通常以每秒比特数来衡量。这就是通常但错误地称为网络或链路的“带宽”的内容。
比特/秒是数字形式的信号的数据速率。基带信号的带宽是指其最高频率。低通通道的带宽是指以-3dB衰减通过通道的频率。(相对于 0dB 参考) 信道容量是指在给定带宽和 SNR 的噪声信道上可以可靠传输的最大信息速率。
对于给定的传输信道和通过其信道发送这些比特的规定调制技术,那么每比特/秒也将相当于一个物理带宽。
让我们举个可靠的例子:首先考虑一个模拟语音信号 x(t),它被低通滤波(通过模拟 RLC 网络)到 3khz,然后以 8 位/样本分辨率以 8000 个样本/秒的速率通过一个实际的 8-位 ADC。现在你有 x[n] 信号。该数字信号具有 8 位/样本 x 8k 样本/秒 = 64 kbits/秒 = 64 kpbs 数据速率。
现在要通过网络传输这些比特,将需要不同的带宽,具体取决于所采用的信道噪声和调制技术。调制方案的效率越高,所需的物理信道带宽就越少。假设您的传输赫兹利用率为 4 位/赫兹,那么您将需要 16 kHz 的信道带宽来以 64 kbps 的数据速率传输此语音信号。
再举一个数字视频广播的例子:现在已经过时(但仍在使用)数字 STDV(标准清晰度电视)PAL 系统数据速率约为 625 x 720 x 25 x 16 = 180 Mbps,其中 165 Mbps 是纯视频信号. 这一巨大的数据速率被降低以适应 6-Mhz 的电视广播频道带宽。这种减少的最大部分来自视频压缩,这很可能会将数据比特率降低到 30 Mbps 以下,进一步进行通道编码以适应 6 Mhz 带宽。因此在这里,appr。在 6 Mhz 信道带宽上传输 30 Mbps 数据速率。
无线电信道的Hz或频谱宽度意义上的带宽不考虑信噪比。
可以使用给定频率信道宽度可靠发送的每秒比特数确实考虑了信道噪声和信号功率,因此可能有很大不同(高噪声下几乎为零 BPS,或比 Hz 频率高得多的比特/秒给定足够奇特的调制方案,相对于信号功率而言,接近零噪声的宽度)。
给定合适的调制方案,在相同 S/N 下以 Hz 为单位的更宽信道通常可以承载更大的 BPS 信息。但是不同的信噪比或使用不同的调制方案会破坏这种关系。