Symbol Rate

Symbol Rate - Символ скорости

В цифровой связи, скорость передачи (также известный как бод или модуляции скорости) число символов изменения (изменения сигнала или сигнальные события), выполненные в среде передачи на вторую использованием цифровой модуляции сигнала или код строки. Символьная скорость измеряется в бодах (Bd) или символов в секунду. В случае код строки, скорость является частота пульса в виде импульсов в секунду. Каждый символ может представлять или передавать один или несколько бит данных. Символьная скорость связана, но не следует путать с валовой битрейт выразил в бит / с

В спутниковом телевидении смыcл его сводиться к тому, что при передаче цифрового сигнала, к примеру, с FEC 3/4, будет передаваться четыре бита информации: ТРИ с самой информацией, а ОДИН дополнительный, с избыточной информацией. На практике, используется всего пять видов: 1/2 2/3 3/4 5/6 7/8

Символы

Символ представляет собой сигнал, государство или существенное условие данного сообщения канала , которая сохраняется в течение фиксированного периода времени. Передающем устройстве мест символы на канале при фиксированной и известный символ скорости, а также приемное устройство имеет работа по выявлению последовательности символов с целью восстановления передаваемых данных. Там может быть прямое соответствие между символом и небольшой отряд данных (например, каждый символ может кодировать один или несколько двоичных разрядов или "бит"), либо данные могут быть представлены переходы между символами или даже последовательность многие символы.
Продолжительность времени символ, известный также как единичный интервал, может быть измерено как промежуток времени между переходами, глядя в глаза схема из осциллографа. Продолжительности времени символа Tс может быть рассчитана как:

где Fы является символом скорости.
Простой пример: скорость передачи данных 1 kBd = 1000 Bd является синонимом символ скорости 1000 символов в секунду. В случае модем, это соответствует 1000 тонн в секунду, а в случае строка кода, это соответствует 1000 импульсов в секунду.Продолжительности времени символа 1 / 1, 000 второй = 1 мс.
Связь с валового битрейт

Термин скорость иногда неправильно используется для обозначения скорости передачи, так как эти номера являются одинаковыми в старых модемов , а также в простейших цифровых каналов связи, используя только один бит на символ, такой, что двоичный "0" представлен один символ и бинарных "1" на другой символ. В более развитых модемы и методов передачи данных, символ может иметь более двух состояний, поэтому он не может представлять более одного двоичного разряда (двоичная цифра всегда представляет только два состояния). По этой причине, бод значение скорости часто будет ниже, чем общий показатель немного.
Пример правильного и неправильного использования "скорость": Это правильно писать "скорость моего порта СОМ 9600", если мы имеем в виду, что скорость передачи данных является 9600 бит / с, так как 1 бит на символ в этом случае . Это не правильно писать "скорость передачи данных Ethernet является 100 Mbaud" или "скорость моего модема 56000", если мы имеем в виду скорость передачи данных. Смотрите ниже для более подробной информации об этих методов. Разница между бод (или сигнализации ставка) и скорость передачи данных (или скорости), как человек, используя один семафор флаг , который может двигать рукой на новое место один раз в секунду, так что его ставка сигнализации (бод) является одним из символов в секунду. Флаг может быть проведен в один из восьми различных позициях: прямо вверх, 45 ° влево, 90 ° влево, 135 ° влево, прямо вниз (что остальные государства, в котором он посылает сигнал отсутствует), 135 ° вправо, 90 ° право, и 45 ° вправо. Каждый сигнал несет 3 бита информации. Это займет три бинарных цифр для кодирования 8 государств. Скорость передачи данных 3 бит в секунду. В военно-морского флота, более 1 флаг картины и руки могут быть использованы на один раз, поэтому комбинация этих производим много символов, каждый передаче нескольких бит, выше скорости передачи данных.
Если N битов на символ передал, а валовой битрейт R, включая накладные расходы канального кодирования, скорость передачи может быть рассчитана как:

В этом случае M= 2N различных символов используются. В модем, они могут быть синусоидального тона с уникальной комбинации амплитуды, фазы и / или частоты. Например, в 64QAM модем, M= 64. В строке кода, они могут быть M различных уровнях напряжения.
Приняв информацию в импульсе N в бит / импульс для базы-2-логарифм числа различных сообщений M , которые могут быть направлены, Хартли построена мера валового битрейт R , как:

является скорость передачи данных в символах в секунду или импульсов в секунду. (См. Закон Хартли).

модемы для передачи полоса пропускания
Модуляция используется в полосе пропускания отфильтрованные каналов, таких как телефонные линии, радио-и других мультиплекс разделения частот (FDM) каналов.
В цифровой метод модуляции предоставляемый модем, каждый символ, как правило, необходимым тон волны определенной частоты, амплитуды и фазы. Скорость передачи числа передаваемых тонн в секунду.
Один знак может выполнять один или несколько бит информации. В voiceband модемов для телефонной сети, он является общим для одного символа перевозить до 7 бит.
Подъемно-транспортное более одного бита на символ или бит за один импульс имеет свои преимущества. Это уменьшает время, необходимое для передачи данного количества данных за ограниченной пропускной способностью. Высокой спектральной эффективности в (бит / с) / Гц может быть достигнута, т. е. высокая скорость передачи данных в бит / с, хотя пропускная способность герц может быть низким.
Максимальная скорость передачи данных по полосе пропускания для общих методов модуляции, такие как QAM, PSK и OFDM примерно равна полосе пропускания трафика.
примеры Voiceband модема:
V.22bis модем передает 2400 бит / сек с использованием 1200 Bd (1200 символов / с), где каждый квадратурной амплитудной модуляции символ несет 2 бита информации. Модем может генерировать M= 2+2= 4 различных символов. Она требует пропускную способность 1200 Гц (равной скорости передачи). Несущей частоты (центральная частота генерируемого спектра) 1800 Гц, а это означает, что нижняя частотой среза 1800 -1200 / 2 = 1200 Гц, а верхняя частота среза 1800 + 1200 / 2 = 2400 Гц.
V.34 модем может передавать символы на скорость передачи данных 3420 бод, и каждый символ может перевозить до 10 бит, в результате чего общий показатель немного 3420 * 10 = 34200 бит / с Тем не менее, модем сказал работать на общий показатель немного 33800 бит / сек, без учета накладных расходов физического слоя.

Линия коды для полосы передачи
В случае полосы каналов, таких как телеграфные линии, последовательный кабель или локальной сети витой пары, данные, переданные с помощью линии коды, т.е. импульсов , а не синусоиды тонн. В этом случае скорость передачи данных является синонимом пульса в виде импульсов в секунду.
Максимальная скорость передачи данных и частоты пульса на базе группы канала называется скорость Найквиста, а это половина полосы пропускания (половина верхней частоты среза).
Простейших цифровых каналов связи (например, отдельные провода на материнской плате или RS-232 порт / COM порт) обычно имеют скорость передачи равна валовой скорость передачи данных.
Общие каналы связи, такие как 10 Мбит / с Ethernet (10Base-T), USB и FireWire как правило, скорость передачи немного выше, чем скорость передачи данных, из-за накладных расходов, дополнительных данных символов, не используемых для самосинхронизирующийся код и обнаружение ошибок.
JM Эмиля Бодо (1845-1903) разработал 5-уровневый код (5 бит на символ) для телеграфы которая была стандартизирована в международном масштабе и обычно называют код Бодо.
Более двух уровней напряжения используются в передовых технологий, таких как FDDI и 100/1000 Мбит/ с Ethernet LAN, и другие, для достижения высокой скорости передачи данных.
1000 Мбит / с Ethernet LAN кабели использовать четыре пары проводов в полный дуплекс (250 Мбит / с на каждую пару в обоих направлениях одновременно), и число битов на символ для кодирования своих данных полезной нагрузки.
Цифровое телевидение и OFDM пример
В цифровом телевидении передачи расчета ставок символ:
Скорость передачи в символах в секунду = (Скорость передачи данных в битах в секунду * 204) / (188 * бит на символ)
204 это число байт в пакет, включающий 16 задней Рида-Соломона ошибки проверки и исправления байт. 188, количество байт данных (187 байт), а также ведущих пакет байт синхронизации (0x47).
Битов на символ (модуляция Власть из 2) * (прямого исправления ошибок). Так, например, в 64-QAM модуляции 64 = 2+6 так бит на символ 6. Вперед коррекции ошибок (FEC) обычно выражается в виде дроби, т. е. 1 / 2, 3 / 4, и т.д. В случае 3 / 4 FEC, для каждого 3 бита данных, вы посылаете из 4 бит, 1 из которых для исправления ошибок.
Пример:
данной скоростью = 18096263
Тип модуляции = 64-QAM
FEC = 3 / 4
затем

В цифрового наземного цифрового телевидения (DVB-T, DVB-H и аналогичные методики) OFDM модуляция используется, т.е. носителей модуляции многих. Символьная скорость выше, затем следует разделить на число OFDM суб-перевозчиков в целях достижения OFDM символьная скорость. См. таблицу
сравнения OFDM системы для дальнейшего числовых данных.
Связь с чипом скорости
Некоторые каналы связи (например, GPS передач, CDMA сотовые телефоны и другие спектра распространения ссылки) есть символ скорости намного выше, чем скорость передачи данных (они передают многие символы, так называемые чипы одного бита данных. Представление 1 бит на чип последовательность символов многих преодолевает со-интерференции от других передатчиков обмена же частотном канале, в том числе радио-помех, и в общих военных радио- и сотовые телефоны. Несмотря на то, что использование более пропускной способности выполнять тот же скорость передачи данных дает низкий канал спектральной эффективности в (бит / с с) / Гц, что позволяет многим пользователям одновременно, что приводит к высокой спектральной эффективности системы в (бит / с) / Гц на единицу площади.
В этих системах, скорость физически передается высокочастотный сигнал ставка называется чип ставка, которая также является частота пульса эквивалентный диапазон базы сигнала. Однако, расширение спектра систем, срок символ также может быть использована на более высоком уровне и относятся к 1 бит информации, или блок информации биты, которые модулируются использованием, например, обычных модуляции QAM, до CDMA распространения код применяется. Использование последнего определения, скорость равна или ниже, чем скорость передачи данных.

Связь с битрейтом ошибки
Недостатком многих передачи битов на символ в том, что приемник должен выделить многих уровнях сигнала или символы друг от друга, что может быть затруднена и причины ошибок, в случае плохой телефонной линии, который страдает от низкого отношения сигнал-шум. В этом случае модем или сетевой адаптер может автоматически выбирать медленнее и более надежную схему модуляции или строки кода, используя меньшее количество битов на символ, в целях снижения уровня битовых ошибок.
Оптимального проектирования набора символов учитывается пропускная способность канала, желаемая скорость передачи информации, шумовые характеристики канала и приемника, а приемник и декодер сложности.

Модуляция

Многие передачи данных, системы работают на модуляции из несущего сигнала. Например, в Частотная манипуляция (FSK), частота тона изменяется в узких кругах, фиксированный набор возможных значений. В синхронной системе передачи данных, тон может быть изменен только с одной частоты на другую регулярно и четко определенные промежутки времени. Наличие определенной частотой 1 на одном из этих интервалов, представляет собой символ. (Концепция символы не применяется к асинхронной передачи данных систем.) В модулированных системы, термин коэффициент модуляции может быть использован как синоним символьная скорость.

Двоичная модуляция

Если перевозчик сигнал имеет только два государства, то только один бит данных (например, 0 или 1), могут передаваться в каждый символ. Скорость передачи данных в этом случае равна скорости передачи. Например, в двоичной системе ФСК позволит перевозчику, чтобы один из двух частот, один из которых 0, а другой 1. Более практичным схема дифференциальная двоичная манипуляция фазы, в которой перевозчик остается на той же частоте, но может быть в один из двух этапов. Во время каждого символа, либо фазы остается таким же, кодирование 0 или же при переходе на 180 °, кодирование 1. Опять же, только один бит данных (например, 0 или 1) передается каждого символа. Это пример данных, закодированных в переходах между символами (изменение фазы), а не символы сами (фактическая фаза). (Причина этого в фазе манипуляция является то, что нецелесообразно знаю окрутой фазы передатчика.)

N-ичных Modulation, N больше 2

Благодаря увеличению числа государств, которые перевозчик может принять сигнал, число бит кодируется в каждый символ может быть больше 1. Скорость передачи данных может быть больше, чем скорость передачи. Например, этап манипуляция дифференциальная система может позволить четыре возможных скачков фазы между символами. Тогда два бита могут быть закодированы на каждый символ интервале, достигая скорости передачи данных в два раза превышающей скорость передачи. В более сложной схеме, такие как 16-QAM, 4 бит данных передаются в каждый символ, в результате чего скорость передачи данных в 4 раза скорость передачи.
Скорость передачи данных по сравнению с Ошибка Оценить
Модулирующее перевозчик увеличивает частоту диапазона или пропускной способности, она занимает. Передача каналов, как правило, ограничены в пропускной способности они могут нести. Пропускная способность зависит от знака (модуляция) ставка (не прямо на скорость). Как скорость является продуктом символьной скорости и число битов, закодированной в каждый символ, ясно выгодно увеличить последнего, если бывший является фиксированной. Тем не менее, за каждый дополнительный бит кодируется в символ, в созвездии символов (число состояний перевозчика) удваивается. Это делает состояний меньше отличаются друг от друга, в свою очередь делает более сложной для приемника для обнаружения символ корректно при наличии нарушений на канале.
История модемов , является попытка на увеличение скорости передачи в течение определенного трафика (и, следовательно, фиксированный курс символ максимум), что ведет к обострению бита на символ. Например, V.29 определяет 4 бита на символ, на скорость передачи 2400 бод, предоставляя эффективную скорость передачи данных от 9600 бит в секунду.
История расширения спектра идет в противоположном направлении, что приводит к все меньше и меньше битов данных на символ, с тем чтобы распространить пропускной способности. В случае с GPS, у нас есть скорость передачи данных 50 кбит / с и скорость передачи 1,023 Mchips / с Если каждый чип считается символом, каждый символ содержит гораздо меньше, чем один бит (50 бит / с / 1023 ksymbols / с = ~ = 0,000 05 бит / символ).
Полное собрание M возможных символов для конкретного канала называется M-ичных модуляции схеме. Большинство схем модуляции передавать некоторые целое число битов на символ б, требуя полной коллекции содержат M = 2 ^б различные символы. Самые популярные схемы модуляции может быть описана, показывая каждой точке диаграммы созвездия, хотя и несколько схем модуляции (например, MFSK, DTMF, импульсно-позиционная модуляция, расширение спектра модуляции), требуют различных описание.
важным условием
В телекоммуникационной в модуляции от перевозчика, важным условием является одним из значений сигнала параметр выбран для представления информации.
Существенное условие может быть электрический ток (напряжение, или власть уровне), оптической мощности, фазы стоимости, или конкретной частоты или длины волны. Продолжительность важным условием является время интервал между последовательными значительные моменты. переход от одного значительного состояния к другому называется сигнал перехода. Информация может передаваться либо в течение определенного промежутка времени, или кодируются как наличие или отсутствие внесения изменений в принимаемого сигнала.
Значительные условий признаются соответствующее устройство называется приемник, демодулятор, или декодер. Декодер переводит фактических сигнала, принимаемого в его предполагаемого логическое значение, например, двоичная цифра (0 или 1), буква, знак или пробел. Каждый существенный момент определяется, когда соответствующее устройство предполагает состояние или состояние используемых для выполнения определенной функции, такие как записи, обработки, или строб.

Краткий перечень стандартов DVB