Спектральна ефективність

Спектральна ефективність, ефективність використання спектра або пропускна ефективність - це швидкість передачі інформації, яку можна досягти при передаванні через дану смугу пропускання в конкретній системі зв'язку. Є мірою того, наскільки ефективно обмежений спектр частот використовується протоколом фізичного рівня.

Спектральна ефективність зв'язку

Спектральна ефективність зв'язку для цифрової системи зв'язку виміряється в Біт/сек./Гц[1] або, більш рідко, в (біт/сек)/Гц. Це питомий бітрейт (швидкість передачі корисної інформація за винятком кодів корекції помилок) або максимальна пропускна здатність, розділена на ширину смуги пропускання в герцах каналу зв'язку або каналу даних. Крім того, іншим способом спектральна ефективність може вимірюватися в біт/символ. Це означає що питомий бітрейт ділиться на частоту передачі символів (частоту модуляції) або частоту передачі коду початку рядка.0.14 to 0.28

Ефективність модуляції задається в біт/сек це бітова швидкість (включаючи будь-які коди корекції помилок) розділена на широту смуги пропускання.

Приклад 1: техніка передавання з використанням смуги пропускання в один кілогерц для передачі 1,000 біт на секунду має ефективність модуляції в 1 (біт/сек)/Гц.
Приклад 2: Модем V.92 для телефонних мереж може передавати вихідний потік в 48,000 біт/сек і вхідний потік в 56,000 біт/сек через аналогову телефонну мережу. Завдяки фільтрації на телефонній станції, діапазон частот обмежено від 300 герц до 3,400 герц, що відповідає широті смуги пропусканні в 3,400 − 300 = 3,100 герц. Спектральна ефективність або ефективність модуляції в такому випадку дорівнює 56,000/3,100 = 18.1 (біт/сек)/Гц для вхідного потоку, і 48,000/3,100 = 15.5 (біт/сек)/Гц для вихідного.

Таблиця порівняння

Приклад значень чисельної спектральної ефективності деяких загальних систем зв’язку в таблиці.

Спектральна ефективність загальних систем зв'язку.
Сервіс Стандарт Рік
запуску		 Макс. бітова швидкість R
на носій
на один окремий потік
(Мбіт/сек)		 Смуга пропускання B
на носій
(МГц)		 Макс. спектральна ефективність зв'язку R/B
((біт/сек)/Гц)		 Типова [[Стільниковий зв'язок|коефіцієнт повторного використання] 1/K Спектральна ефективність системи (R/B)/K
((біт/сек)/Гц на сайт)
SISO MIMO
1G стільникова Модем NMT 450 1981 0.0012 0.025 0.45 N/A 0.142857 1⁄7 0.064
1G стільникова Модем AMPS 1983 0.0003[2] 0.030 0.001 N/A 0.142857 1⁄7[3] 0.0015
2G стільникова GSM 1991 0.104 0.013 × 8 часових інтервалів = 0.104 0.200 0.2 0.52 N/A 0.1111111 1⁄9 (1⁄3[4] in 1999) 0.17000 0.17[4] (в 1999)
2G стільникова D-AMPS 1991 0.039 0.013 × 3 часових інтервалів = 0.039 0.030 1.3 N/A 0.1111111 1⁄9 (1⁄3[4] in 1999) 0.45 0.45[4] (в 1999)
2.75G cellular CDMA2000 1× voice 2000 0.0096 0.0096 на телефонний дзвінок × 22 дзвінки 1.2288 0.0078 на дзвінок N/A 1 0.172 (при повному завантаженні)
2.75G стільникова GSM + EDGE 2003 0.384 (тип. 0.20) 0.2 1.92 (тип. 1.00) N/A 0.33333 1⁄3 0.33[4]
2.75G стільникова IS-136HS + EDGE 0.384 (тип. 0.27) 0.200 1.92 (тип. 1.35) N/A 0.33333 1⁄3 0.45[4]
3G стільникова WCDMA FDD 2001 0.384 5 0.077 N/A 1 0.51
3G стільникова CDMA2000 1x PD 2002 0.153 1.2288 0.125 N/A 1 0.1720 (fully loaded)
3G стільникова CDMA2000 1×EV-DO Rev.A 2002 3.072 1.2288 2.5 N/A 1 1.3
ФіксованийWiMAX IEEE 802.16d 2004 96 20 4.8 0.25 1⁄4 1.2
3.5G стільникова HSDPA 2007 21.1 5 4.22 1 4.22
4G MBWA iBurst HC-SDMA 2005 3.9 0.625 7.23 [5] 1 7.23
4G стільникова LTE 2009 81.6 20 4.08 16.32 (4x4) [6] 1 16.32
4G стільникова LTE-Advanced 2013[7] 75 20 3.75 30.00 (8x8) [6] 1 30
Wi-Fi IEEE 802.11a/g 2003 54 20 2.7 0.33333 1⁄3 0.900
Wi-Fi IEEE 802.11n 2007 72.2 (short GI) 20 3.61 0.33333 1⁄3 1.2
Wi-Fi IEEE 802.11ac 2012 433.3 (short GI) 80 5.42
WiGig IEEE 802.11ad 2013 6756 2160 3 0.33333 1⁄3 1
TETRA ETSI 1998 0.036 4 часові інтервали = 0.036 0.025 1.44 N/A
Цифрове радіо DAB 1995 0.576 - 1.152 1.712 0.34 - 0.67 N/A 0.200 1⁄5 0.08 - 0.17
Цифрове радіо DAB з SFN 1995 0.576 - 1.152 1.712 0.34 - 0.67 N/A 1 0.34 - 0.67
Цифрове TV DVB-T 1997 31.67 (тип. 22.0) 8 4.0 (тип. 2.8) N/A 0.200 1⁄5 0.55
Цифрове TV DVB-T із SFN 1996 31.67 (тип. 22.0) 8 4.0 (тип. 2.8) N/A 1 4.0 (тип. 2.8)
Цифрове TV DVB-H 2007 5.5 - 11 8 0.68 - 1.4 N/A 0.200 1⁄5 0.14 - 0.28
Цифрове TV DVB-H з SFN 2007 5.5 - 11 8 0.68 - 1.4 N/A 1 0.68 - 1.4
Цифрове кабельне TV DVB-C 256-QAM режим 38 6 6.33 N/A N/A N/A
DSL модем ADSL2 downlink 12 0.962 12.47 N/A N/A N/A
DSL модем ADSL2+ downlink 28 2.109 13.59 N/A N/A N/A
Телефонний модем V.92 downlink 1999 0.056 0.004 14.0 N/A N/A N/A

N/A - означає не застосовується.

Див. також

Примітки
  1. Sergio Benedetto and Ezio Biglieri (1999). Principles of Digital Transmission: With Wireless Applications. Springer. ISBN 0-306-45753-9.
  2. C. T. Bhunia, Information Technology Network And Internet, New Age International, 2006, page 26.
  3. Lal Chand Godara, "Handbook of antennas in wireless communications", CRC Press, 2002, ISBN 0849301246, ISBN 9780849301247
  4. Anders Furuskär, Jonas Näslund and Håkan Olofsson (1999), "Edge—Enhanced data rates for GSM and TDMA/136 evolution", Ericsson Review no. 1
  5. KYOCERA's iBurst(TM) System Offers High Capacity, High Performance for the Broadband Era. Архів оригіналу за 3 грудня 2010. Процитовано 24 січня 2016.
  6. http://www.home.agilent.com/agilent/editorial.jspx?cc=IN&lc=eng&ckey=1905163&id=1905163
  7. http://www.extremetech.com/tag/lte-advanced
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.