[圖文]數字通信中的數據傳輸速率、波特率、符號率

數字通信中的數據傳輸速率、波特率、符號率

在數字通信中的數據傳輸速率與調制速率是兩個容易混淆的概念。數據傳輸速率（又稱碼率、比特率或數據帶寬）描述通信中每秒傳送數據代碼的比特數，單位是bps。

當要將數據進行遠距離傳送時，往往是將數據通過調制解調技術進行傳送的，即將數據信號先調制在載波上傳送，如QPSK、各種QAM調制等，在接收端再通過解調得到數據信號。數據信號在對載波調制過程中會使載波的各種參數產生變化（幅度變化、相位變化、頻率變化、載波的有或無等，視調制方式而定），波特率是描述數據信號對模擬載波調制過程中，載波每秒中變化的數值，又稱為調制速率，波特率又稱符號率。在數據調制中，數據是由符號組成的，隨著采用的調制技術的不同，調制符號所映射的比特數也不同。符號又稱單位碼元，它是一個單元傳送周期內的數據信息。如果一個單位碼元對應二個比特數（一個二進制數有兩種狀態(tài)0和1，所以為二個比特）的數據信息，那么符號率等于比特率；如果一個單位碼元對應多個比特數的數據信息（m個），則稱單位碼元為多進制碼元。此時比特率與符號率的關系是：比特率=符號率*log2 m，比如QPSK調制是四相位碼，它的一個單位碼元對應四個比特數據信息，即m=4，則比特率=2*符號率，這里“l(fā)og2 m”又稱為頻帶利用率，單位是：bps/hz。

另外已調信號傳輸時，符號率（SR）和傳輸帶寬（BW）的關系是：BW=SR（1+α），α是低通濾波器的滾降系數，當它的取值為0時，頻帶利用率最高，占用的帶寬最小，但由于波形拖尾振蕩起伏大（如圖5-15b），容易造成碼間干擾；當它的取值為1時，帶外特性呈平坦特性，占用的帶寬最大是為0時的兩倍；由此可見，提高頻帶利用率與\“拖尾\”收斂相互矛盾，為此它的取值一般不小于0.15。例如，在數字電視系統(tǒng)，當α=0.16時，一個模擬頻道的帶寬為8M，那么其符號率=8/（1+0.16）=6.896Ms/s。如果采用64QAM調制方式，那么其比特率=6.896*log2 64=6.896*6=41.376Mbps 。