Die Kanalkapazitätsformel von Shannon berücksichtigt keine Modulationstechniken. Wie erreicht LTE dann mit fortschrittlichen Modulationstechniken eine hohe Datenrate?
PS: Ich bin Neuling in HF und Signalverarbeitung.
Die Shannon-Kapazitätsgrenze gilt unabhängig vom verwendeten Modulationsschema. Es ist die theoretische Grenze bei idealer Wahl der Modulation und Kanalcodierung. Die Shannon-Grenze ist in der Nachrichtentechnik eine ebenso grundlegende Regel wie der erste Hauptsatz der Thermodynamik im Maschinenbau.
Nehmen wir zum Beispiel an, Sie haben einen 20 MHz breiten AWGN-Kanal mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von 20 dB. Das Shannon-Hartley-Theorem liefert:
Dies ist die Obergrenze. Vorausgesetzt, Sie wählen das optimale Modulationsschema und den Vorwärtsfehlerkorrekturcode, können Sie 133,2 MBit/s aus dem Kanal herausholen, aber nicht mehr. Um eine höhere fehlerfreie Datenrate zu erhalten, müssen Sie entweder das SNR verbessern oder Ihre Bandbreite erhöhen.
Bis Anfang der 1990er Jahre ging man davon aus, dass eine beliebige Annäherung an die Shannon-Grenze nicht machbar sei. Das änderte sich mit der Einführung von Turbo Codes , die den meisten 3G- und LTE-Telekommunikationsnetzen zugrunde liegen. Mit einem Turbo-Code können Sie sich beliebig nahe an die Shannon-Grenze herantasten, vorausgesetzt, Sie können die erforderliche Verarbeitung akzeptieren.