L'eficiència espectral, l'eficiència de l'espectre o l'eficiència de l'ample de banda es refereixen a la velocitat d'informació que es pot transmetre sobre un ample de banda determinat en un sistema de comunicació específic. És una mesura de l'eficàcia que s'utilitza un espectre de freqüències limitat pel protocol de capa física i, de vegades, pel control d'accés al mitjà (el protocol d'accés al canal).Guowang Miao, Jens Zander, Ki Won Sung, and Ben Slimane, Fundamentals of Mobile Data Networks, Cambridge University Press, , 2016.
Eficiència espectral d'enllaç Leficiència espectral d'enllaç d'un sistema de comunicació digital es mesura en bit/s/Hz, o, amb menys freqüència però sense ambigüitats, en (bit/s)/Hz. És la taxa de bits neta (taxa d'informació útil excloent els codis de correcció d'errors) o el rendiment màxim dividit per l'ample de banda en hertzs d'un canal de comunicació o d'un enllaç de dades. Alternativament, l'eficiència espectral es pot mesurar en bit/símbol, que és equivalent a bits per ús de canal (bpcu), la qual cosa implica que la taxa de bits neta es divideix per la velocitat de símbol (taxa de modulació) o la freqüència de pols del codi de línia.
L'eficiència espectral d'enllaç s'utilitza normalment per analitzar l'eficiència d'un mètode de modulació digital o codi de línia, de vegades en combinació amb un codi de correcció d'errors directes (FEC) i altres sobrecàrregues de la capa física. En aquest últim cas, un "bit" fa referència a un bit de dades d'usuari; Les despeses generals de FEC sempre estan excloses.
Leficiència de modulació en bit/s és la taxa de bits bruta (incloent qualsevol codi de correcció d'errors) dividida per l'ample de banda.
Exemple 1 : una tècnica de transmissió que utilitza un quilohertz d'amplada de banda per transmetre 1.000 bits per segon té una eficiència de modulació d'1 (bit/s)/Hz.
Exemple 2 : un mòdem V.92 per a la xarxa telefònica pot transferir 56.000 bit/s aigües avall i 48.000 bit/s amunt a través d'una xarxa telefònica analògica. A causa del filtratge a la central telefònica, l'espectre de freqüències està limitat a entre 300 hertz i 3.400 hertz, corresponent a una amplada de banda de 3.400 − 300 = 3.100 hertz. L'eficiència espectral o eficiència de modulació és 56.000/3.100 = 18,1 (bit/s)/Hz aigües avall i 48.000/3.100 = 15,5 (bit/s)/Hz corrent amunt.
Un límit sfinserior per a l'eficiència de modulació assolible ve donat per la taxa de Nyquist o la llei de Hartley de la següent manera: Per a un alfabet de senyalització amb M símbols alternatius, cada símbol representa N = log ₂ M bits. N és l'eficiència de modulació mesurada en bit/símbol o bpcu . En el cas de transmissió de banda base (codificació de línia o modulació d'amplitud de pols) amb una amplada de banda de banda base (o freqüència de tall sfinserior) B, la velocitat de símbol no pot supserar els 2 símbols B /s per evitar interferències entre símbols.
Taula de comparació ServeiEstàndardAny, sortdaMax. net bit rate per portadora i canal, R (Mbit/s)Ample de banda per carrier, B (MHz)Eficiència Espectral, R/B⋅K (bit/(s⋅Hz))1G cellularNMT 450 modem19810.00120.0250.0641G cellularAMPS modem19830.0003C. T. Bhunia, Information Technology Network And Internet, New Age International, 2006, page 26.0.0300.00152G cellularGSM19910.104 0.013 × 8 eslots = 0.1040.200 0.20.17000 0.17Anders Furuskär, Jonas Näslund and Håkan Olofsson (1999), "Edge—Enhanced data rates for GSM and TDMA/136 evolution", Ericsson Review no. 1 (el 1999)2G cellularD-AMPS19910.039 0.013 × 3 eslots = 0.0390.0300.45 0.45 (el 1999)2.75G cellularCDMA2000 1× veu20000.0096 0.0096 per trucada× 22 trucades1.22880.172 (plena càrrega)2.75G cellularGSM + EDGE20030.384 (tip. 0.20)0.20.332.75G cellularIS-136HS + EDGE0.384 (tip. 0.27)0.2000.453G cellularWCDMA FDD20010.38450.513G cellularCDMA2000 1× PD20020.1531.22880.1720 (plena càrrega)3G cellularCDMA2000 1×EV-DO Rev.A20023.0721.22881.3Fixed WiMAXIEEE 802.16d200496201.23.5G cellularHSDPA200721.154.224G MBWAiBurst HC-SDMA20053.90.6257.34G cellularLTE200981.62016.324G cellularLTE-Advanced2013752030Wi-FiIEEE 802.11a/g200354200.900Wi-FiIEEE 802.11n (Wi-Fi 4)200772.2 (fins a 150)20 (fins a 40)5.0 (4×4, 40MHz)Wi-FiIEEE 802.11ac (Wi-Fi 5)2012433.3 (fins a 866.7)80 (fins a 160)14.4 (8×8, 160MHz)Wi-FiIEEE 802.11ax (Wi-Fi 6)2019600.5 (fins a 1201)80 (fins a 160)20 (8×8, 160MHz)WiGigIEEE 802.11ad2013675621603Trunked radio systemTETRA, low FEC19980.019 4 timeslots = 0.019 (0.029 without FEC)0.0250.1Trunked radio systemTETRA II with TEDS, 64-QAM, 150 kHz, low FEC20110.538 4 eslots = 0.5380.150 (escalable a 0.025)Digital radioDAB19950.576 a 1.1521.7120.07 a 0.13Digital radioDAB with SFN19950.576 a 1.1521.7120.34 a 0.67Digital TVDVB-T199731.67 (Tip. 24)80.57Digital TVDVB-T with SFN199631.67 (Tip. 24)84.0 (Tip. 3.0)Digital TVDVB-T2200945.5 (Tip. 40)80.81Digital TVDVB-T2 with SFN200945.5 (Tip. 40)85.7 (Tip. 5.0)Digital TVDVB-S199533.8 per 5.1 C/N (44.4 per 7.8 C/N)27.50.3 (0.4)Digital TVDVB-S2200546 per 5.1 C/N (58.8 per 7.8 C/N)30 (Tip.)0.4 (0.5)Digital TVATSC with DTx19963219.393.23Digital TVDVB-H20075.5 a 1180.14 a 0.28Digital TVDVB-H with SFN20075.5 a 1180.68 a 1.4
Referències
Categoria:Telecomunicacions