Erhöht sich die Datenrate mit der Kanalfrequenz?

Ist es ein Irrglaube, dass Kanäle mit höherer Frequenz eine höhere Bitrate unterstützen, oder stimmt das aus irgendeinem Grund?

Nicht die (Träger-)Frequenz selbst bestimmt die unterstützten Bitraten, sondern die verfügbare Bandbreite des Kanals

Angenommen, ich habe 10 MHz Bandbreite bei 100 MHz zur Verfügung, zum Beispiel 100 MHz bis 110 MHz

oder

Ich habe 10 MHz Bandbreite bei 1000 MHz zur Verfügung, zum Beispiel 1000 MHz bis 1010 MHz

Dann ist die höchste Bitrate, die ich erreichen kann, dieselbe, da in beiden Fällen 1 MHz verfügbar ist.

Beachten Sie jedoch , dass diese Kanalbandbreite bei 100 MHz 10 % der Trägerfrequenz beträgt, bei 1000 MHz jedoch nur 1 %.

Bei diesen 1000 MHz könnte ich 10 dieser 10-MHz-Kanäle anpassen, um auf die gleichen 10 % zu kommen (oder einen breiteren Kanal von 100 MHz verwenden).

Wenn wir ein bestimmtes Frequenzband zwischen Dienstanbietern aufteilen wollen, ist das bei den höheren Frequenzen viel einfacher. Es kann auch bei niedrigeren Frequenzen durchgeführt werden, aber das würde zu schmalen Kanälen (kleine Bandbreite) und daher niedrigeren Bitraten führen.

Einfacher ausgedrückt: Bei höheren Frequenzen ist mehr "Platz", sodass es "weniger Platz kostet", höhere Bitraten zu implementieren.

Angenommen, ich gehe auf 10 GHz, das gibt mir einen weiteren Faktor 10 mehr Platz.

Das 2,5-GHz-WLAN im Vergleich zum 5-GHz-WLAN ist nicht ganz fair, da das 2,5-GHz-Band etwa 100 MHz breit ist (das sind alle Kanäle zusammen), aber das 5-GHz-Band hat etwa 900 MHz zur Verfügung (je nach Land ist es möglicherweise nicht durchgehend). 900-MHz-Bereich). Siehe hier . Dem 5-GHz-Standard ist also einfach viel mehr Platz (Bandbreite) zugewiesen.

Ich stimme zu, dass das Senden der gleichen Bandbreite auf verschiedenen Carrier-Signalfrequenzen nicht unbedingt einen höheren Datendurchsatz bedeutet.

Ich denke, was jeder meint, wenn er Anwendungen mit niedrigerer Frequenz wie GSM900 mit Anwendungen mit höherer Frequenz wie UMTS2100 oder 2,4-GHz-WLAN mit 5-GHz-WLAN vergleicht, ist, dass die verfügbare Bandbreite in diesem bestimmten Band einfach größer ist.

Beispielsweise ist die Bandbreite in GSM900 sehr begrenzt, es ist eine knappe Ressource, die normalerweise von einer nationalen Behörde reguliert wird. Gleiches gilt für jede kommerzielle Mobiltechnologie.

WLAN verwendet ein nicht reguliertes/lizenziertes 2,4-GHz- und 5-GHz-Band. Aber die Grenzen der Bänder sind vorgegeben, und das 5Ghz scheint viel "größer" zu sein.

Das 2,4-GHz-WLAN-Band hat 3 nicht überlappende Kanäle. Während das 5-Hz-Band 23 hat!

(siehe zB https://www.electronics-notes.com/articles/connectivity/wifi-ieee-802-11/channels-frequencies-bands-bandwidth.php )

Wie in der anderen Antwort erwähnt, wird das Band um 5 GHz im Allgemeinen weniger genutzt, was von Vorteil ist.

Außerdem ist es oft nur bei höheren Frequenzen sinnvoll, sehr große Bandbreiten zu erreichen. Wenn Sie sich einige grundlegende Texte in der Mikrowellentechnik ansehen, wie z. B. "Microwave Engineering" von Pozar, stellen Sie fest, dass viele der Bausteinschaltkreise eine Bandbreite von 30% bis 40% der Mittenfrequenz haben. Bei höheren Mittenfrequenzen ist dies offensichtlich eine größere Bandbreite.

Intuitiv denke ich, dass dies der Fall ist, weil der Betrieb beispielsweise eines Viertelwellentransformators davon abhängt, dass die Übertragungsleitung bei der Mittenfrequenz genau eine Viertelwellenlänge lang ist. Frequenzen mit Wellenlängen nahe dieser Mittenfrequenz verhalten sich ebenfalls akzeptabel. Bei höheren Frequenzen liegen die Wellenlängen enger beieinander als:

$c=f\lambda \\ \lambda=c/f \\ \frac{\Delta\lambda}{\Delta f} = -c/f^2 \\ \Delta \lambda = \frac{-c}{f^2}\Delta f$

Nimmt mit ab$f^2$

Daher ist es praktisch oft einfacher, größere Bandbreiten bei höheren Frequenzen zu erreichen.

Letztendlich hängt die Kanalkapazität jedoch, wie Sie sagten, nur von der Bandbreite und dem SNR ab.