Skillnad mellan versioner av "Shannon"

Från Täpp-Anders
Hoppa till: navigering, sök
(Shannon på modemkanal)
(Shannon om GSM)
Rad 14: Rad 14:
  
 
== Shannon om GSM ==
 
== Shannon om GSM ==
Ett exempel på detta är en vanlig GSM-kanal som kräver 9 dB C/I vilket kan översättas till S/N i detta fall, har en bandbredd på 200 kHz och därmed får vi:
+
Ett exempel på detta är en vanlig GSM-kanal med en mottagen signalstyrka på -90 dBm. Bruseffekten i en standard GSM-kanal kan räknas ut till -121 dBm så vi har ett S/N som är 31 dB. Detta ger oss då följande:
  
<math>2\cdot 10^5 \cdot log_2\left(1+10^{9/10}\right)</math>
+
<math>2\cdot 10^5 \cdot log_2\left(1+10^{31/10}\right)</math>
<math>\approx 2\cdot 10^5 \log_2(8,943)</math>
+
<math>\approx 2\cdot 10^5 \log_2(1258)</math>
<math>\approx 632\ 160\ \mathrm{bit/s}</math>
+
<math>\approx 2\cdot 10^5 10,3</math>
 +
<math>\approx 2,060\cdot 10^{6}</math>
  
Detta gäller nu för minsa möjliga och den totala bitraten för hela kanalen. Givet en tidlucka dvs 1/8 får vi i stället ca 78 kbit/s.
+
vi ser att normal GSM är ganska långt från shannons gräns. Vid -90 dBm räknar man med 270 kbit/s normalt och det innebär alltså 7,6 ggr från shannongränsen.
 
 
Den egentliga bitraten i en GSM-kanals enskilda tidlucka är 22,8 kbit/s och modulationen i GSM ger oss alltså 29% av maximalt möjlig överföring vid lägsta S/N.
 
  
 
== Shannon på modemkanal ==
 
== Shannon på modemkanal ==

Versionen från 16 februari 2013 kl. 08.33

Shannons lag ger den maximala överförbara datatakten hos en given överföringskanal vid en viss effekt och ett givet signalbrusförhållande.

Grundformen

I<B\ log_2\left(1+\frac{S}{N}\right)

Där

I är den informationshastighet i bitar per sekund
B är den bandbredd överföringskanalen har i Hz
S är den totala signalens effekt
N är den totala bruseffekten i mottagaren

Vad lagen säger är alltså att den överförda mängden information i bit/s alltid måste vara mindre än bandbredden multiplicerad med den binära logaritmen av signalbrusförhållandet för överföringskanalen.

Shannon om GSM

Ett exempel på detta är en vanlig GSM-kanal med en mottagen signalstyrka på -90 dBm. Bruseffekten i en standard GSM-kanal kan räknas ut till -121 dBm så vi har ett S/N som är 31 dB. Detta ger oss då följande:

2\cdot 10^5 \cdot log_2\left(1+10^{31/10}\right) \approx 2\cdot 10^5 \log_2(1258) \approx 2\cdot 10^5 10,3 \approx 2,060\cdot 10^{6}

Så vi ser att normal GSM är ganska långt från shannons gräns. Vid -90 dBm räknar man med 270 kbit/s normalt och det innebär alltså 7,6 ggr från shannongränsen.

Shannon på modemkanal

Antag en bandbredd om 3600-300 Hz, dvs 3 500 Hz. Antag S/N 48 dB S/N så får vi följande:

3\ 500 \cdot log_2(1+10^{48/10}) \approx 3\ 500 \cdot log_2(1+63\ 095) \approx 3\ 500 \cdot 15,94 \approx 55\ 808

Man ser alltså att det krävs bra S/N för att klara 56 kbit/s modem...