Stai cercando il teorema di Shannon-Hartley. Prendendo in prestito il sommario di Wikipedia, perché è meglio di quello che riesco a trovare:

Nella teoria dell'informazione, il teorema di Shannon-Hartley dice la velocità massima alla quale le informazioni possono essere trasmesse su un canale di comunicazione di un larghezza di banda specificata in presenza di rumore.

Il teorema di Shannon-Hartley afferma che la larghezza di banda massima teorica di un canale di comunicazione può essere definita come:

$$ C = B \ log_2 {\ left (1 + \ frac {S} {N} \ right)} $$

dove $ C $ è la capacità del canale in bit al secondo, $ B $ è la larghezza di banda di il canale in Hz, $ S $ è la potenza media del segnale ricevuto sulla larghezza di banda, $ N $ è la potenza media del rumore ricevuta sulla larghezza di banda e $ S $ e $ N $ sono nella stessa unità (qui, watt o un suo multiplo). Si noti che nessun canale di comunicazione in pratica (nemmeno una trasmissione FM cristallina o la registrazione di un CD in studio) è completamente privo di rumore, quindi avrai sempre $ N > 0 $. Il teorema non indica come ottenere questa capacità di canale.

Ne consegue che se conosci la larghezza di banda, la potenza del segnale ricevuto e il livello di rumore, puoi calcolare la velocità dati teorica massima. La frequenza di trasmissione non entra nell'immagine, anche se potrebbe porre un limite pratico alla larghezza di banda di trasmissione ottenibile perché le antenne per frequenze più basse tendono ad essere a banda più stretta a causa dell'impiego di varie forme di reti di corrispondenza che non sono necessarie quando le dimensioni dell'antenna sono un frazione considerevole di un'antenna a grandezza naturale per la gamma di frequenze di trasmissione impiegata.

Nota che questo ti permette di calcolare la velocità di dati teorica massima alla quale la trasmissione è in qualche modo possibile praticamente senza errori . Questa velocità di trasmissione dati non sarà sempre realizzabile nella pratica, e in effetti molte ricerche sulla modalità di trasmissione sono state fatte per avvicinarsi il più possibile alla velocità dati massima teorica. Una trasmissione effettivamente al limite di Shannon-Hartley molto probabilmente apparirebbe come un rumore bianco attraverso la larghezza di banda di trasmissione a meno che non si sappia cosa cercare; confrontare la banda ultra larga o i segnali utilizzati dai modem telefonici dial-up di ultima generazione.

Poiché un fattore importante nell'equazione è la ricezione rapporto segnale / rumore (S / N), è possibile aumentare la velocità di trasmissione ottenibile entro una data larghezza di banda "semplicemente" aumentando la potenza di uscita del trasmettitore o il guadagno dell'antenna. Al contrario, in situazioni in cui la larghezza di banda è estremamente limitata, come su 136 kHz, la larghezza di banda di trasmissione viene ridotta riducendo la velocità dei dati. In situazioni in cui il segnale è difficile da ottenere, come nella comunicazione con sonde spaziali lontane o ancora su 136 kHz, la velocità dei dati viene ridotta per corrispondere al rapporto S / N disponibile.

Wikipedia ha diversi esempi di applicazione del teorema che potrebbero interessarti.

8VSB, come la televisione digitale ATSC, ha una velocità di trasmissione lorda di 32 Mbit / s in un canale a 6 MHz.

802.11ac La modalità più veloce di (1024-QAM) è in grado di raggiungere un bit rate lordo di 1300 Mbit / s in un canale da 160 MHz in ogni flusso spaziale, con un massimo di 8 flussi spaziali. (Non credo che ci siano ancora AP MIMO 8x8 sul mercato, ma sicuramente qualcuno l'ha provato in laboratorio.)

Questi sono solo due esempi di modalità digitali onnipresenti che raggiungono velocità di bit elevate. Ci sono indubbiamente modalità utilizzate nelle applicazioni scientifiche, militari e sperimentali che sono ordini di grandezza più veloci.

Non c'è limite fisico superiore oltre a quello fornito dal teorema di Shannon-Hartley. Finché posso fare una di queste cose:

• acquistare più spettro,
• trasmettere con una potenza maggiore,
• utilizzare un'antenna più direzionale per ridurre ricevuto rumore, o
• avvicina il ricevitore e il trasmettitore,

quindi posso mettere più bit nell'etere. Il motivo per cui non viene fatto in pratica è che a un certo punto cessa di essere necessario (la maggior parte delle persone ha bisogno di un Wi-Fi più veloce della loro rete cablata?) O diventa più economicamente fattibile far passare un cavo.

Per quello che vale, ho creato un grafico di una selezione simbolica di modalità digitali amatoriali con larghezza di banda rispetto alla frequenza (come lunghezza d'onda) per fornire un senso approssimativo della scena digitale.

Questo è il risultato del nostro studio di fattibilità per un nuovo sistema di pacchetti nell'area della Virginia.

È davvero una funzione della larghezza di banda del segnale che è guidata dalla velocità. I segnali a velocità inferiore e larghezza di banda inferiore occupano "meno spazio" in onda e sono in HF mentre i segnali a velocità più elevata e più ampia sono in VHF e superiori.

Le modalità a velocità più bassa tendono anche ad essere più resilienti di fronte a condizioni di banda variabili, come si trova su HF. VHF e superiori tendono ad essere più stabili ma anche molto più locali.

Questa è un'ottima risorsa: http://wb8nut.com/digital/

Pensavo che, date le premesse del primo paragrafo, fosse chiaro che il cuore della domanda era conoscere i limiti di trasferimento effettivamente realizzabili utilizzando modalità conosciute e utilizzate, non solo comprendere i limiti teorici ... (che è comunque un prezioso contributo).

In pratica, ho mantenuto 155 Mbps per un po 'di tempo. - raggiunto digitalmente - mantenuto a lungo termine - perdita di pacchetti minima (inferiore allo 0,1%) - verificato

Utilizzo di "modalità conosciute e utilizzate" sotto forma di 802.11n / wifior se si desidera: IEEE 802.11n-2009 con modulazione 64-QAM attiva un BW-canale a 40 MHz come è noto formalmente.

Credo che la domanda sia un po '"ampia" per rispondere davvero ... dovresti porre la domanda in riferimento a quale banda usi e quale larghezza di banda ti piace usare, quindi puoi trovare protocolli da usare, o persino scrivere il tuo ...

Ho spesso pensato di aumentare la larghezza di banda di PSK utilizzando più PSK in parallelo ... e io effettivamente trovato qualcuno che lo ha già implementato. Anche se ho dimenticato il link, sono sicuro che puoi cercarlo.

Fondamentalmente, maggiore è la velocità di trasmissione, maggiore è la larghezza di banda della frequenza richiesta. Il grado di spostamento del segnale FSK influisce anche sulla larghezza di banda richiesta. In termini pratici, 300 bd è la norma per HF, 1200 bd è la norma per VHF, 9600 baud su UHF non è così comune ma viene utilizzato con i satelliti e si parla anche di 19kbd ma non molto comune. Riguarda la larghezza di banda consentita dagli amministratori dello spettro. In genere a loro non piace che usi più di 5kHz sulle frequenze vocali sulle bande HAM. Un canale TV è largo 7 MHz.