Я сумніваюся, чи зможу я охопити всі ваші запитання, але спробую:
Що робити, якщо я використовую сигнал фіксованої частоти? Фуппер і Квітка були б однаковими, правда? Так це означає B = 0? Так сигнал з фіксованою частотою не може нести будь-які дані? То що мені не вистачає?
Сигнал однієї частоти буде суцільним тоном. Це амплітуда ніколи не зміниться. Це просто триватиме повторно назавжди. Як така, вона не передає жодної інформації.
Коли ви почнете модулювати свого оператора, спектр сигналу вже не є однією частотою. Відповідно до формули амплітудної модуляції, спектр модульованого сигналу - це згортання носія (однієї частоти) і модулюючого сигналу (як правило, містить енергію в деякому діапазоні близько 0 Гц).
Тому модульований вихідний сигнал містить енергію в смузі навколо несучої, а не тільки на одній (несучій) частоті.
Ми знаємо, що це неправда, AM радіо це робить.
Кожна станція AM постачає енергію не просто на несучій частоті, а в смузі навколо цієї частоти. Радіопередача AM не є прикладом одночастотного сигналу.
Цілком очевидно, що я можу набити більше бітів за 2,4 * 10 ^ 9 циклів / секунду, ніж можу, лише за 1 / сек.
Звичайно, ви могли. Однак якщо ви просто модулювали свій носій 2,4 ГГц інформаційним сигналом, що охоплює 2,4 ГГц, пропускна здатність отриманого сигналу становила б майже 2,4 ГГц. Енергія в сигналі поширюватиметься від 1,2 до 3,6 ГГц.
Існує спосіб обійти це, хоча ...
А як щодо дробових відмінностей? Форми хвиль є аналоговими за своєю природою, тому ми могли мати сигнал 1 Гц і сигнал 1,5 Гц. Так само у високочастотному діапазоні. Скажіть, 2,4 ГГц мінус 0,5 ГГц. Існує нескінченна кількість простору між 1 і 1,5. Не могли б 1 Гц і 1.001 Гц служити двома окремими каналами?
Вони можуть, але лише торгуючи терміном SNR у формулі Шеннона-Хартлі за термін пропускної здатності. Тобто, формула показує, що існує два способи збільшення ємності сигналу: збільшення пропускної здатності або збільшення співвідношення сигнал / шум.
Отже, якщо у вас було нескінченно високе співвідношення сигнал / шум, ви можете використовувати 0,001 Гц смуги пропускання, щоб перенести стільки інформації, скільки вам подобається.
Але на практиці функція журналу навколо SNR означає, що є зменшення віддачі для збільшення SNR. Поза певним моментом, велике збільшення SNR забезпечує незначне поліпшення ємності каналу.
Для цього використовується два типових способи:
У багаторівневому кодуванні AM замість того, щоб просто відправляти оператора або не надсилати його в бітовому інтервалі, у вас можуть бути 4 різні рівні амплітуди, які можна надіслати. Це дозволяє кодувати два біти інформації в кожному бітовому інтервалі і збільшує біти на Гц в два рази. Але це вимагає більш високого рівня SNR, щоб мати можливість послідовно розрізняти різні рівні.
У FM-радіопередачі пропускна здатність широкомовного сигналу ширша, ніж переданий звуковий сигнал. Це дозволяє точно приймати сигнал навіть у низьких умовах SNR.
Не могли б 1 Гц і 1.001 Гц служити двома окремими каналами? З точки зору практичності я усвідомлюю, що цю різницю неможливо виміряти сучасною електронікою
Насправді відрізнити 1 Гц від 1.001 Гц за допомогою сучасної електроніки досить просто. Вам просто потрібно виміряти сигнал протягом декількох тисяч секунд і порахувати кількість циклів.
Тож у цьому сенсі не повинно бути нескінченна кількість пропускної здатності між двома частотами?
Ні. Від 1,00 Гц до 1,01 Гц пропускна здатність становить рівно 0,01 Гц. Його не потрібно рахувати в цілій кількості Герц, але є лише стільки пропускної здатності між двома частотами, скільки різниця між цими частотами.
Редагувати
З того, що ви говорите, B у рівнянні Шеннона не має нічого спільного з частотою несучої? Це лише пропускна здатність модуляції?
По суті так. B - пропускна здатність, або діапазон частот, над якими спектр сигналу має енергію.
Ви можете використовувати діапазон 1 МГц близько 10 МГц або 1 МГц діапазон близько 30 ГГц, і ємність каналу була б однаковою (з урахуванням того ж SNR).
Однак у найпростіших випадках, як AM з двостороннім діапазоном, носій, як правило, сидить посередині смуги сигналу. Тож якщо у вас є носій 1 кГц, з двостороннім AM, ви можете лише сподіватися використовувати смугу пропускання від 0 до 2 кГц.
Одностороння смуга очевидно не дотримується цього правила.
Інформаційний сигнал, що охоплює 2,4 ГГц, що це означає?
Я маю на увазі, що спектр містить енергію в діапазоні 2,4 ГГц.
Якщо у вас був вузькосмуговий фільтр і радіочастотний детектор живлення, ви могли виявити енергію в сигналі на будь-якій частоті в діапазоні.
ти зараз береш хвилю-носій?
Ні. Носій є однією частотою. Повний сигнал містить енергію над смугою частот навколо носія. (Знову ж таки, однобічна смуга виштовхує весь сигнал в одну сторону носія; також AM-пригнічений носій виключає більшу частину енергії на несучій частоті)
Оскільки N-> 0, C наближатиметься до нескінченності. Тож теоретично нескінченна кількість даних може бути закодована в одну хвилю?
В принципі, так, (наприклад) змінюючи амплітуду нескінченно маленькими кроками і нескінченно повільно.
На практиці термін SNR має цю функцію журналу навколо нього, тому є зменшення віддачі для збільшення SNR, а також є фундаментальні фізичні причини, що шум ніколи не переходить до 0.