波特率比特率(波特率,比特率,速率,带宽(模拟和数字),纳奎斯特,香农定理)
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以下回答整理自本科通信原理课本,如有错误请指正。
波特率:数字通信中每秒码元传输的数目,又叫传码率。定义为码元时域宽度的倒数。单位是波特,可以理解成是“个码元/秒”。它的大小唯一和发送码元的速率有关。
比特率:又叫传信率,每秒传输的信息量。单位是“比特/秒”。它的大小不仅和每秒发的码元个数有关,还和发的码元本身的统计特性有关(每个码元携带的信息量的期望)。
比特率之所以与波特率不同,是因为每个码元携带的信息量并不固定,与信源的熵有关。
例如二进制码元等概发出时,熵为1比特/码元波特率比特率,而八进制码元等概发出时熵为3比特/码元。(这里假定一个码元对应一个符号)
那么在同等波特率前提下,后者的比特率就是前者的三倍了。
速率可以指传码率也可以指传信率,问题中应该指明。二者的转化关系为:
比特率=波特率×信源熵
关于带宽,这个概念比较多。
从信号角度,带宽可以指信号占的频带宽度。
从系统角度,带宽可以指完整传输信号所需要准备的通频带宽度(出现在传输过程中),或者为取得特定频率信号而设计的滤波器通频带宽度(出现在调制解调的部分)。
例如:
第一零点带宽,是信号频谱主峰的宽度。
模拟信号的第一零点带宽数值上等于其最高频谱分量的大小。
数字基带传输的A律13折PCM信号的第一零点带宽在数值上等于传码率,等于对模拟信号的采样频率乘以8(每个采样对应8个码元)。
而要想无码间串扰地传输这个信号,系统并不需要准备这么大的带宽。由奈奎斯特第一准则可知波特率比特率,系统的带宽可以小至第一零点带宽的一半,这个带宽叫最小带宽。
如果是频带传输,那么在接收时就需要解调,也就是用滤波器把需要的频段取出来,这个滤波器的通频带带宽和传输过程中的信号带宽不一定相等。例如在2ask中相等,在2fsk中就不相等。
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