无线通信中带宽的含义

无线通信中带宽的含义

我们知道 Wifi 中存在 20MHz/40MHz 宽度的信道。对于发射器或接收器,可以一次调整一个频率,例如:如果使用信道 6,则发射器调整为 2.437GHz。但我对术语“带宽”感到困惑。

在蓝牙中,使用 1MHz 通道。带宽对数据速率有影响吗?

为什么即使天线正在调整特定频率,Wifi 也需要 20MHz/40MHz 的信道,而蓝牙则需要 1MHz 的信道?(如果我错了,请纠正我)。

谢谢

答案1

信道宽度,顾名思义,就是“带宽”。它之所以有影响,是因为在许多传输方案中,例如频移键控(频移键控),数据按照信号频率变化的模式进行编码。

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由于载波的存在,有许多其他方法可以在模拟上对数字数据进行编码,但它表明了一个信号的传输需要一个以上特定频率的情况。

Wifi 用途正交频分复用。它使用多个载波来传输数据,因此,频率可用带宽直接意味着单位时间内可传输的数据量的增加。

答案2

在任何通信媒介中,都会发生数据交换,当你谈论交换任何东西时,它都有速度。如果你想象有一群人在电梯区等着使用电梯并尽快到达顶层,那么电梯应该有足够的空间来同时承载最多的人。同样,带宽在数据传输中也发挥着这一作用。它是允许传输多少数据的空间。带宽越高,数据传输和接收速率就越高。

答案3

我想您可能错误地认为一个信道的中心频率是组成该信道的唯一频率。

实际情况是,虽然无线电信道是用其中心频率来表示的,但它们总是会使用高于和低于其中心频率的频率。所用频率的总范围称为信道带宽。

当您将 Wi-Fi 无线电调至频道 6 时,您不会将其调至频率恰好为 2,437,000,000.000 Hz 的无限窄频道。Wi-Fi 频道 6 的中心频率为 2.437 GHz,但频道 6 上典型的 20 MHz 宽传输使用的频率从中心频率以下 10 MHz 到以上 10 MHz。因此,频道 6 实际上是从 2.417 GHz 到 2.447 GHz 的 20 MHz 宽范围,以 2.437 GHz 为中心。因此,当您将 Wi-Fi 无线电调至频道 6 时,它会努力接收 20 MHz 宽范围内的所有频率,同时尝试忽略 20 MHz 宽范围之外的所有频率。

蓝牙使用 1MHz 宽的信道。如果有一个以 2.437 GHz 为中心的蓝牙信道,它将使用 2.4365至 2.4375GHz。即以 2.437 GHz 为中心的 1MHz 宽信道。

  • 传统的北美广播电视频道宽度为 6MHz。
  • 传统的北美“FM 广播电台”(使用频率调制的模拟音频广播电台)在 200 kHz 宽的频道中传输。
  • 传统的北美“AM 广播电台”(使用幅度调制的模拟音频广播电台)在 10 kHz 宽的频道中传输。

因此,即使我们大多数人熟悉的最古老的传输方案也使用具有一定宽度的信道。它们不使用单一的无限窄频率。

是的,带宽对数据速率很重要。信道宽度(带宽)会影响单位时间内可以传输的数据量。克劳德·香农 (Claude Shannon) 于 1948 年发现了单载波传输在固定带宽和固定噪声水平下每秒可以传输的信息量极限公式,称为“香农极限”。现代调制方案(例如 OFDM)将多个单独的子载波打包到固定宽度的信道中,因此它们从给定宽度的信道中每秒获得的数据比香农理论的要多,因为香农将他的信道模型限制为单个载波。

还要注意的是,我们这些从事计算机网络的人从无线电工程师那里偷用了“带宽”一词,现在我们在计算机网络环境中误用​​它来表示“吞吐量”。对于无线电工程师来说,带宽只是吞吐量的众多因素之一(调制方案是另一个主要因素)。对于计算机网络工程师来说,“带宽”几乎只是吞吐量的同义词。

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