帶寬、數(shù)據(jù)通信速率等關(guān)系

1、數(shù)據(jù)傳輸速率、帶寬、信道容量、信號(hào)傳輸速率關(guān)系一、數(shù)據(jù)傳輸速率Rb數(shù)據(jù)傳輸速率是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)之一。數(shù)據(jù)傳輸速率，又稱比特率，指每秒鐘實(shí)際傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)，是信息傳輸速率（傳信率）的度量。單位為“比特每秒（bps）”。其計(jì)算公式為S=1/T。T為傳輸1比特?cái)?shù)據(jù)所花的時(shí)間。數(shù)據(jù)傳輸速率在數(shù)值上等于每秒種傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù)，單位為比特/秒(bit/second)，記作bps。對(duì)于二進(jìn)制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為：S=1/T(bps)其中，T為發(fā)送每一比特所需要的時(shí)間。在實(shí)際應(yīng)用中，常用的數(shù)據(jù)傳輸速率單位有：kbps、Mbps和Gbps。其中：1kbps103bps 1Mbps10

2、6kbps 1Gbps109bps二、信號(hào)傳輸速率也稱碼元率、調(diào)制速率或波特率，表示單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)信道傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù)，單位記做BAND。三、帶寬W:1、在模擬信號(hào)系統(tǒng)領(lǐng)域：信道可以不失真地傳輸信號(hào)的頻率范圍，每秒傳輸?shù)男盘?hào)周期數(shù)。帶寬用來(lái)標(biāo)識(shí)傳輸信號(hào)所占有的頻率寬度，這個(gè)寬度由傳輸信號(hào)的最高頻率和最低頻率決定，兩者之差就是帶寬值，因此又被稱為信號(hào)帶寬或者載頻帶寬，單位為Hz。在信號(hào)傳輸系統(tǒng)中，系統(tǒng)輸出信號(hào)從最大值衰減3dB的信號(hào)頻率為截止頻率，上下截止頻率之間的頻帶稱為通頻帶，用BW表示。2、在數(shù)字系統(tǒng)領(lǐng)域：在數(shù)字設(shè)備中，帶寬指單位時(shí)間能通過(guò)鏈路的數(shù)據(jù)量。通常以bps來(lái)表示，即每秒可傳輸之位數(shù)

3、。帶寬=時(shí)鐘頻率x總線位數(shù)/8。四、信道容量:信道在單位時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)淖畲笮盘?hào)量，表示信道的傳輸能力。信道容量有時(shí)也表示為單位時(shí)間內(nèi)可傳輸?shù)亩M(jìn)制位的位數(shù)（稱信道的數(shù)據(jù)傳輸速率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，簡(jiǎn)記為bps。五、數(shù)據(jù)傳輸率:信道在單位時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)。信道容量和信道帶寬具有正比的關(guān)系：帶寬越大，容量越大。六、波特率RB電子通信領(lǐng)域，波特率，又稱調(diào)制速率、傳符號(hào)率（符號(hào)又稱單位碼元），指單位時(shí)間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)，可以以波形每秒的振蕩數(shù)來(lái)衡量，是信號(hào)傳輸速率的度量。單位為“波特每秒（Bps）”，不同的調(diào)制方法可以在一個(gè)碼元上負(fù)載多個(gè)比特信息，所以它與比特率

4、是不同的概念。調(diào)制速率，指的是信號(hào)被調(diào)制以后在單位時(shí)間內(nèi)的變化，即單位時(shí)間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對(duì)符號(hào)傳輸速率的一種度量，1波特即指每秒傳輸1個(gè)符號(hào)。波特率（Baud rate）一般小于等于調(diào)制速率。若數(shù)字傳輸系統(tǒng)，波特率又稱碼元速率。指每秒信號(hào)的變化次數(shù)。若數(shù)字傳輸系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)字序列恰為二進(jìn)制序列，則等于每秒鐘傳送碼元的數(shù)目，而在多電平中則不等同。單位為波特,常用符號(hào)Baud表示，簡(jiǎn)寫(xiě)為B。七、碼元速率和數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系碼元速率和數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系式為： Rb=RB*log2N。其中，N為進(jìn)制數(shù)。對(duì)于二進(jìn)制的信號(hào)，碼元速率和信息速率在數(shù)值上是相等的。八、奈奎斯特定律奈奎斯特定律描述了

5、無(wú)噪聲信道的極限速率與信道帶寬的關(guān)系。1924年，奈奎斯特（Nyquist）推導(dǎo)出理想低通信道下的最高碼元傳輸速率公式：理想低通信道下的最高RB = 2W Baud。其中，W為理想低通信道的帶寬，單位是赫茲（Hz），即每赫茲帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒2個(gè)碼元。對(duì)于理想帶通信道的最高碼元傳輸速率則是：理想帶通信道的最高RB= W Baud，即每赫茲帶寬的理想帶通信道的最高碼元傳輸速率是每秒1個(gè)碼元。符號(hào)率與信道帶寬的確切關(guān)系為：RB=W(1+)。其中， 1/1+為頻道利用率，為低通濾波器的滾降系數(shù)，取值為0時(shí)，頻帶利用率最高，但此時(shí)因波形“拖尾”而易造成碼間干擾。它的取值一般不小于0.15，以調(diào)解頻帶利用率和波形“拖尾”之間的矛盾。奈奎斯特定律描述的是無(wú)噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率（或碼元速率）與信道帶寬之間的關(guān)系。九、香農(nóng)定理香農(nóng)定理是在研究信號(hào)經(jīng)過(guò)一段距離后如何衰減以及一個(gè)給定信號(hào)能加載多少數(shù)據(jù)后得到了一個(gè)著名的公式，它描述有限帶寬、有隨機(jī)熱噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率（或碼元速率）與信道帶寬、信噪比（信號(hào)噪聲功率比）之間的關(guān)系，以比特每秒（bps）的形式給出一個(gè)鏈路速度的上限。香農(nóng)定理指出：在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率Rb與信道帶寬W、信噪比S/N的關(guān)系為：RbW*log2(1+S/N)。其