數字通訊中的位元率、波特率、符號率
在數字通訊中的資料傳輸速率與調製速率是兩個容易混淆的概念。資料傳輸速率(又稱位元速率、位元率或資料頻寬)描述通訊中每秒傳送資料程式碼的位元數,單位是bps。
當要將資料進行遠距離傳送時,往往是將資料通過調製解調技術進行傳送的,即將資料訊號先調製在載波上傳送,如QPSK、各種QAM調製等,在接收端再通過解調得到資料訊號。資料訊號在對載波調製過程中會使載波的各種引數產生變化(幅度變化、相位變化、頻率變化、載波的有或無等,視調製方式而定),波特率是描述資料訊號對模擬載波調製過程中,載波每秒中變化的數值,又稱為調製速率,波特率又稱符號率。在資料調製中,資料是由符號組成的,隨著採用的調製技術的不同,調製符號所對映的位元數也不同。符號又稱單位碼元,它是一個單元傳送週期內的資料資訊。如果一個單位碼元對應二個位元數(一個二進位制數有兩種狀態0和1,所以為二個位元)的資料資訊,那麼符號率等於位元率;如果一個單位碼元對應多個位元數的資料資訊(m個),則稱單位碼元為多進位制碼元。此時位元率與符號率的關係是:位元率=符號率*log2 m,比如QPSK調製是四相位碼,它的一個單位碼元對應四個位元資料資訊,即m=4,則位元率=2*符號率,這裡“log2 m”又稱為頻帶利用率,單位是:bps/hz。
另外已調訊號傳輸時,符號率(SR)和傳輸頻寬(BW)的關係是:BW=SR(1+α),α是低通濾波器的滾降係數,當它的取值為0時,頻帶利用率最高,佔用的頻寬最小,但由於波形拖尾振盪起伏大(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,佔用的頻寬最大是為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於0.15。例如,在數字電視系統,當α=0.16時,一個模擬頻道的頻寬為8M,那麼其符號率=8/(1+0.16)=6.896Ms/s。如果採用64QAM調製方式,那麼其位元率=6.896*log2 64=6.896*6=41.376Mbps