¿Por qué un mayor ancho de banda garantiza una alta velocidad de bits?

La explicación más sencilla se encuentra en la ecuación de Shannon:

$$ C = B \ log_2 (1 + S / N) $$

donde C = capacidad del canal en bits / segundo       B = ancho de banda del canal en Hertz       S = potencia de señal en vatios       N = potencia de ruido en vatios

Esta ecuación relaciona la capacidad máxima del canal (C), que es la velocidad de datos máxima, en función del ancho de banda del canal (B) y la relación señal / ruido del canal (S / N). El ancho de banda básicamente establece el límite de cuántos símbolos por segundo se pueden enviar. La relación señal / ruido, S / N, establece el límite de cuántos bits pueden enviarse por cada símbolo. Si considera que la señal es una onda cuadrada, está claro que los anchos de banda más altos permiten la transmisión de ondas cuadradas de mayor frecuencia. De manera similar, las relaciones de señal a ruido más altas permiten más bits para cada símbolo porque se pueden discriminar más valores de amplitud en el receptor. Puede aumentar la velocidad de datos, sin aumentar el ancho de banda, aumentando la potencia del transmisor, ya que mejora la relación señal / ruido que, según la ecuación de Shannon, aumenta la capacidad del canal. Sin embargo, como también muestra la ecuación, la capacidad máxima del canal también depende del ancho de banda. Por lo tanto, para la misma potencia del transmisor, el canal con el mayor ancho de banda tendrá la mayor capacidad del canal.

La razón fundamental se puede expresar libremente como "más ancho de banda significa que antes te sorprenderás", y solo las sorpresas pueden llevar datos. Para las señales de banda base, esto es bastante obvio: un mayor ancho de banda significa un tiempo de aumento más rápido, lo que significa que la señal puede tomar un nuevo valor más rápido. Sin embargo, lo mismo ocurre con las señales de modulación de portadora. Si tiene una portadora no modulada (CW) a 5,6 GHz, la señal está oscilando muy rápidamente, pero como el ancho de banda es bajo, puede predecir qué será durante un largo período de tiempo. Cualquier cosa que se desvíe de ese valor esperado, ya sea un cambio en amplitud, fase o frecuencia, aumenta el ancho de banda. Cuanto más rápido se aleje de la oscilación "predicha", mayor será el ancho de banda.

  

Según tengo entendido, ASK no necesita más ancho de banda. Si la transmision   La potencia en el transmisor es mayor, la amplitud de onda será mayor.   En ese sentido, ASK se puede lograr mediante el control de la potencia de transmisión.

Leyendo entre líneas, no puedes ver que si fueras a modular en amplitud una portadora, el ancho de banda va desde un solo punto en el espectro a una "banda" en el espectro. Prueba esto: -

A la izquierda tiene la señal de modulación y es un solo punto espectral. Ahora, si modula en amplitud una portadora, el resultado es un amplio espectro que va desde Fc-Fm a Fc a Fc + Fm.

Se denominan banda lateral y cuanto más rápidamente cambia la señal de modulación de base, más alejadas y superiores se encuentran las bandas laterales de la frecuencia portadora. Si se está preguntando cómo puede suceder esto, simplemente busque las identidades trigonométricas del seno (A) multiplicadas por el pecado (B) porque eso es lo que es la modulación AM: la multiplicación de dos señales.

Por lo tanto, el control de potencia de transmisión (como usted lo pone) realmente produce bandas laterales y esto significa una ocupación espectral más amplia.

  

Si lo que expliqué es correcto, ¿por qué la garantía de alto ancho de banda es alta?   tasa de datos?

Lo que explicaste es incorrecto. Lo que expliqué es correcto.

Los canales de banda estrecha impiden el asentamiento total de los valores finales, debido a la energía que queda del evento de señalización anterior / baudios / símbolo. Esta energía residual, llamada InterSymbolInterference ISI, requiere ser borrada o sobrescrita o anulada por la energía del evento de señalización más reciente.

Los anchos de banda más altos de su filtro de canal / cable / cable / antena / paso de banda / paso bajo brindan más constantes de tiempo de asentamiento (mag y amp; fase) por unidad.

En sistemas de un polo, cada Tau proporciona 8.9dB [un Neper] de precisión mejorada.

Si su canal necesita una resolución de 40dB para admitir esa constelación 256-QAM, necesita al menos 40 / 8.9 = 4 + Tau. Un ciclo completo permite 6.3 Tau de sedimentación. Es posible que pueda operar a 6.3 / 4 = 1.6 eventos de señalización por ciclo de ancho de banda.

Ese objetivo ---- 1.6 eventos por ciclo, impone una carga severa en la sincronización del receptor, ya que el receptor solo tiene una pequeña porción de tiempo para realizar una medición precisa de mag / fase. Operar a 1.0 eventos por ciclo permite algunos errores en el tiempo de muestreo (desplazamiento), algunas fluctuaciones en el tiempo de muestreo y algunos filtros analógicos para suprimir el ruido KT.