¿Aumentar la amplitud de una señal también aumenta la velocidad de datos?

Al aumentar la señal, aumenta la relación señal a ruido, por lo tanto, la velocidad de datos puede aumentar: -

• C es la capacidad del canal en bits por segundo;
• B es el ancho de banda del canal en hercios (ancho de banda de paso en caso de una señal modulada);
• S es la potencia promedio de la señal recibida sobre el ancho de banda (en el caso de una señal modulada, a menudo denotada C, es decir, portadora modulada), medida en vatios (o voltios al cuadrado);
• N es el ruido promedio o la potencia de interferencia en el ancho de banda, medido en vatios (o voltios al cuadrado); y
• S / N es la relación señal / ruido (SNR) o la relación portadora / ruido (CNR) de la señal de comunicación a la interferencia de ruido gaussiana expresada como una relación de potencia lineal (no como decibelios logarítmicos).

El ancho de banda permanece sin cambios, aunque los bordes extremos del ancho de banda ahora pueden extenderse a canales localizados muy cerca debido a una mayor potencia general. En otras palabras, en un mundo práctico, puede ser necesario un filtrado de ancho de banda más estricto. Estoy pensando en la radio como un buen ejemplo. Pero en general, más señal significa más bits por segundo.

La fórmula de Shannon proporciona la velocidad de datos máxima para un canal de transmisión. No le dice nada sobre el esquema de modulación o la codificación que necesitaría usar para alcanzar ese máximo.

Hay (al menos) dos formas en que puede cambiar su sistema para cambiar la velocidad de datos sin cambiar el ancho de banda:

• Utilice modulación multinivel como PAM o QAM para transmitir más de un bit por símbolo.

  Por ejemplo, si estaba usando la codificación de encendido y apagado para enviar datos a través de un canal, y aumentó la potencia de la señal, entonces podría usar 4-PAM o 16-QAM para enviar una tasa de bits más alta a través de mismo canal.

• Utilice códigos de corrección de errores para reducir los bits de datos por símbolo. Esto proporciona una tasa de bits más baja pero le permite lograr una transmisión esencialmente libre de errores en un canal ruidoso.

  Por ejemplo, si estaba usando un código de corrección de errores fuerte con sobrecarga alta para enviar datos a través de un canal de SNR bajo y luego aumentó la potencia de la señal, entonces podría usar un código más débil con menos sobrecarga para lograr una mayor tasa de datos.

La velocidad de datos mejora porque el aumento de la relación señal / ruido permite que se envíen más bits en un tiempo determinado. Esto se debe a que la mayor relación señal / ruido hace que sea más fácil para el receptor determinar qué bits se enviaron. Por ejemplo, si uno envía 2 bits en un intervalo de tiempo (4 posibilidades), el receptor debe determinar cuál de los 4 niveles diferentes se enviaron. Si se aumenta el nivel de la señal, entonces aumenta el cambio de nivel entre las 4 posibilidades. Esto disminuirá la tasa de error para la misma tasa de bits. Sin embargo, también se podrían enviar más bits en un intervalo de tiempo con la misma diferencia en el nivel de señal entre cada combinación posible. Esta es la razón por la cual el aumento del nivel de señal (potencia) permite un aumento en la tasa de bits. Esta explicación se simplifica pero la idea es válida.

Lanzaré otra respuesta en la mezcla.

Aumentar la amplitud de la señal de transmisión (y mantener a todas otras cosas constantes) solo aumenta la SNR del esquema de transmisión y, por lo tanto, no conduce necesariamente a un aumento de la velocidad de transmisión de bits, sino a una SNR más alta. mejorará la tasa de error de bits (BER) de su esquema, por lo que aunque recibirá la misma cantidad de bits en un segundo, el número de errores se reducirá (por lo tanto, el número de bits de información / sin errores aumenta por segundo) . La capacidad del canal mide la cantidad máxima de bits sin errores que se pueden transmitir a través de un canal AWGN ruidoso para una SNR particular y es por eso que la capacidad del canal aumenta con un aumento en la SNR.

Ahora, si tuviera que mantener constante la amplitud de transmisión máxima y tratar de lograr una tasa de bits más alta cambiando a un esquema eficiente de ancho de banda (como cambiar a 16QAM desde BPSK o algo así), obtendría un bit más alto velocidad de transmisión, pero sufriría una tasa de error de bits más alta porque los símbolos de constelación en un esquema de ancho de banda como 16QAM están muy próximos entre sí y, por lo tanto, la inmunidad de fase y amplitud es muy baja. Aumentar la amplitud, sin embargo, le permitiría aumentar su SNR y obtenga el mismo BER que logró anteriormente, pero esta vez con una tasa de transmisión de bits más alta.

Ahora, como ya ha mencionado otro póster, hay otras formas de mejorar la velocidad de datos sin cambiar la amplitud, como usar la codificación de fuente (es decir, comprimir los bits que desea enviar antes de enviarlos) o usar la codificación de canal (es decir, aumentar los bits que está enviando al codificarlos de tal manera que la transmisión se vuelva resistente al ruido). Hacer esto puede aumentar la velocidad de transmisión de datos efectiva porque la BER será muy baja, esto obviamente aumentará la complejidad del esquema de transmisión. / p>     

No aumentar la potencia de transmisión no significa que la velocidad de datos aumenta. Sin embargo, si desea transmitir a mayor velocidad, entonces necesita aumentar la potencia de transmisión.

Cambiar la amplitud no aumenta la velocidad de datos, a menos que esté usando un esquema de modulación basado en amplitud para representar bits de datos (como QAM - modulación de amplitud en cuadratura) y cambie el diseño y use más niveles para permitir que más bits transmitido.

Es necesario comprender cuál es el esquema de modulación empleado. El ancho de banda puede cambiar (y con frecuencia lo hace) aumentar a medida que aumenta la velocidad de datos.

Una vez que entienda qué esquema de modulación se usará, puede buscar en artículos publicados cómo calcular el ancho de banda para una tasa de datos determinada. No es necesariamente trivial.

Le aconsejo: olvide a Shannon por el momento, que le permite calcular la capacidad de transporte de información máxima, pero parece que aún no entiende la terminología, las definiciones y las relaciones entre el ancho de banda, la potencia y la velocidad de datos.