帯域幅が増えると、デジタル伝送でビットレートが高くなるのはなぜですか？
このような同様の質問がこのサイトで以前に行われたことを理解しています。しかし、私は答えについて混乱しています。私が理解していると思うことを説明した場合、誰かがどこが間違っているかを指摘してもらえますか？ なぜより多くの帯域幅はより多くのビットレート/秒 why-do-higher-frequencies-mean-higher-data-rates ... 私が知っていることから始めましょう： シャノンの法則は理論的な上限を与える Cnoisy=B∗log2(1+SN)Cnoisy=B∗log2(1+SN)C_{noisy}=B*log_{2}(1+\frac{S}{N}) S = Nの場合、C = B N→∞として、C→0 N→0、C→∞として ナイキストフォーミュラは、この制限を達成するために必要なおよそのレベルを示しています Cnoiseless=2∗B∗log2MCnoiseless=2∗B∗log2MC_{noiseless}=2*B*log_{2}M （十分な論理レベルを使用しない場合、シャノン制限に近づくことはできませんが、より多くのレベルを使用することにより、シャノン制限を超えることはありません） 私の問題は、なぜ帯域幅がビットレートに関係するのかを理解するのに苦労していることです。私にとっては、チャンネルに送信できる周波数の上限が重要な要素のようです。 これは非常に単純化された例です。まったくノイズがなく、2つのロジックレベル（0Vと5V）、変調なし、300 Hzの帯域幅（30 Hz-330 Hz）です。シャノン限界は∞、ナイキスト限界は600bpsです。また、チャネルが完全なフィルターであり、帯域幅の外側にあるものはすべて完全に消費されると仮定します。帯域幅を2倍にすると、ビットレートも2倍になります。 しかし、これはなぜですか？300 Hz（30 Hz-330 Hz）の帯域幅を持つ2レベルのデジタル伝送の場合、「0V」と「5V」のデジタル信号は（ほぼ）方形波になります。この方形波では、30 Hz未満および330 Hzを超える高調波が散逸するため、完全な方形波にはなりません。基本周波数が最低30 Hzの場合（「0V」と「5V」は1秒に30回スイッチングします）、適切な量の高調波と素敵な方形波が存在します。最大周波数が330 Hzの基本周波数がある場合、信号を正方形にする高次の高調波がないため、信号は純粋な正弦波になります。ただし、ノイズがないため、受信機はゼロとゼロを区別できます。最初のケースでは、ビットレートは "0V"として60 bpsになります。「5V」は1秒に30回スイッチングしています。2番目のケースでは、ビットレートは最大660bps（レシーバーのしきい値スイッチング電圧がちょうど2.5Vの場合）であり、しきい値電圧が異なる場合は少し低くなります。 ただし、これは期待される上限の600 bpsとは異なります。私の説明では、重要なのはチャネル周波数の上限であり、上限と下限の差（帯域幅）ではありません。誰かが私が誤解していることを説明できますか？ また、私のロジックを同じ例に適用したが、FSK変調（周波数シフトキーイング）を使用すると、同じ問題が発生します。 ゼロが30 Hzのキャリア周波数として表され、1が330 Hzのキャリア周波数として表され、変調信号が330 Hzの場合、最大ビットレートは660 bpsです。 もう一度、誰かが私の誤解を片付けてくれますか？ また、そもそもなぜ方形波を使用するのですか？なぜ正弦波を送信し、正弦波の最大値と最小値の間の真ん中にスイッチングしきい値電圧があるようにレシーバを設計できないのでしょうか。このようにして、信号が占める帯域幅ははるかに少なくなります。 読んでくれてありがとう！