传输速率
数字通信系统的有效程度可以用码元传输速率和信息传输速率来表示。
码元:在数字通信中,常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字,这样的时间间隔内的信号称为二进制码元。另一种定义是,在使用时间域(时域)的波形表示数字信号时,代表不同离散数值的基本波形就称为码元。网络工程师考试中常用的是第二种定义。
码元速率(波特率):即单位时间内载波参数(相位、振幅、频率等)变化的次数,单位为波特,常用符号_Baud表示,简写成B。
比特率(信息传输速率、信息速率):指单位时间内在信道上传送的数据量(即比特数),单位为比特每秒(bit/s),简记为b/s或bps。
比特率与波特率关系:
波特率与比特率有如下换算关系:
比特率=波特率×单个调制状态对应的二进制位数=波特率×log (2-1)
其中,N是码元总类数。
带宽:传输过程中信号不会明显减弱的一段频率范围,单位为赫兹(Hz)。对于模拟信道而言,信道带宽计算公式如下:
信道带宽W=最高频率-最低频率 (2-2)
信噪比与分贝:信号功率与噪声功率的比值称为信噪比,通常将信号功率记为S,噪声功率记为N,则信噪比为S/N。通常人们不使用信噪比本身,而是使用IgS/N的值,即分贝(dB或decibel)。
ldB=10×lgS/N (2-3)
无噪声时的数据速率计算:在无噪声情况下,应依据尼奎斯特定理来计算最大数据速率。尼奎斯特定理为:
最大数据速率=2Wlog,N=BlogzN (2-4)
其中,W表示带宽,B代表波特率,N是码元总的种类数。
有噪声时的数据速率计算:在有噪声情况下,应依据香农公式来计算极限数据速率。香农公式为:
根限数据速率=带宽×log2(1+S/N) (2-5)
其中,S为信号功率,N为噪声功率。
误码率:指接收到的错误码元数在总传送码元数中所占的比例。
Pc=错误码元数/码元总数 (2-6)