Spektral effektivitet

Spektral effektivitet, även känd som bandbreddseffektivitet, är en term från kommunikationsteknik och beskriver förhållandet mellan datatransmissionshastigheten (i bitar / sekund) och bandbredden hos signalen (i Hertz ). Spektral effektivitet är en viktig parameter för digitala moduleringsmetoder .

Högsta möjliga spektraleffektivitet, vid vilken i princip felfri överföring är möjlig, begränsas av signal-brusförhållandet ( Shannon-Hartley sats ). Ju mer spektraleffektiviteten ökas för ett givet signalbrus , desto mer komplexa metoder för felkorrigering framåt krävs. Med spektral effektivitet över Shannon -gränsen kan överföringsfel inte undvikas även med metoder för kanalkodning ; en pålitlig överföring är därför i princip inte möjlig.

Med ett tillräckligt högt förhållande mellan signal och störningseffekt kan spektraleffektiviteten anta värden över 1 bit / s per Hz bandbredd. Till exempel kan ett modem uppnå en dataöverföringshastighet på 33 600 bit / s över en telefonlinje med en bandbredd på cirka 3500 Hz. Spektraleffektiviteten i detta fall är 33 600 bit / s / (3500 Hz) ≈ 10 bit / s per Hz. Den högsta spektraleffektiviteten i radiobaserad kommunikation erbjuds för närvarande (februari 2018) av LTE-Advanced R10-standarden och IEEE 802.11 WLAN standard ax med 30 bit / s per Hz med 8-faldigt MIMO (effektivt 3,75 bit / s per Hz per ström).

dimensionera

Enhetsbit / s / Hz kan förkortas till bit, vilket är korrekt men inte intuitivt. Därför används ofta den oförkortade, mer begripliga formen.

Exempel

Följande tabell visar några bruttobithastigheter per Hz bandbredd, dvs inklusive bitarna för feldetektering och kanalkodning:

litteratur

• John G. Proakis, Masoud Salehi: Communication Systems Engineering . 2: a upplagan. Prentice Hall, Upper Saddle River NJ 2002, ISBN 0-13-095007-6 .  
• Martin Werner: kommunikationsteknik. En introduktion till alla kurser, sjunde upplagan, Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0905-6 .
• Andres Keller: Bredbandskablar och accessnät. Tekniska grunder och standarder. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg 2011, ISBN 978-3-642-17631-9 .
• Volker Jung, Hans-Jürgen Warnecke (red.): Handbok för telekommunikation. Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1998, ISBN 978-3-642-97703-9 .

webb-länkar

• Kvasi-kontinuerligt urval av spektraleffektivitet genom flerdimensionell kodning (öppnades den 1 december 2017)
• LTE Advanced Vad ska fjärde generationens mobilkommunikation kunna göra? (åtkomst 1 december 2017)
• Introduktion till signal- och systemteori (öppnades 1 december 2017)