數(shù)字通信中的數(shù)據(jù)傳輸速率、波特率、符號(hào)率

在數(shù)字通信中的數(shù)據(jù)傳輸速率與調(diào)制速率是兩個(gè)容易混淆的概念。數(shù)據(jù)傳輸速率（又稱(chēng)碼率、比特率或數(shù)據(jù)帶寬）描述通信中每秒傳送數(shù)據(jù)代碼的比特?cái)?shù)，單位是bps。

當(dāng)要將數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送時(shí)，往往是將數(shù)據(jù)通過(guò)調(diào)制解調(diào)技術(shù)進(jìn)行傳送的，即將數(shù)據(jù)信號(hào)先調(diào)制在載波上傳送，如QPSK、各種QAM調(diào)制等，在接收端再通過(guò)解調(diào)得到數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)信號(hào)在對(duì)載波調(diào)制過(guò)程中會(huì)使載波的各種參數(shù)產(chǎn)生變化（幅度變化、相位變化、頻率變化、載波的有或無(wú)等，視調(diào)制方式而定），波特率是描述數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)模擬載波調(diào)制過(guò)程中，載波每秒中變化的數(shù)值，又稱(chēng)為調(diào)制速率，波特率又稱(chēng)符號(hào)率。在數(shù)據(jù)調(diào)制中，數(shù)據(jù)是由符號(hào)組成的，隨著采用的調(diào)制技術(shù)的不同，調(diào)制符號(hào)所映射的比特?cái)?shù)也不同。符號(hào)又稱(chēng)單位碼元，它是一個(gè)單元傳送周期內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。如果一個(gè)單位碼元對(duì)應(yīng)二個(gè)比特?cái)?shù)（一個(gè)二進(jìn)制數(shù)有兩種狀態(tài)0和1，所以為二個(gè)比特）的數(shù)據(jù)信息，那么符號(hào)率等于比特率；如果一個(gè)單位碼元對(duì)應(yīng)多個(gè)比特?cái)?shù)的數(shù)據(jù)信息（m個(gè)），則稱(chēng)單位碼元為多進(jìn)制碼元。此時(shí)比特率與符號(hào)率的關(guān)系是：比特率=符號(hào)率*log2 m，比如QPSK調(diào)制是四相位碼，它的一個(gè)單位碼元對(duì)應(yīng)四個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)信息，即m=4，則比特率=2*符號(hào)率，這里“l(fā)og2 m”又稱(chēng)為頻帶利用率，單位是：bps/hz。

另外已調(diào)信號(hào)傳輸時(shí)，符號(hào)率（SR）和傳輸帶寬（BW）的關(guān)系是：BW=SR（1+α），α是低通濾波器的滾降系數(shù)，當(dāng)它的取值為0時(shí)，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(dāng)它的取值為1時(shí)，帶外特性呈平坦特性，占用的帶寬最大是為0時(shí)的兩倍；由此可見(jiàn)，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(shù)字電視系統(tǒng)，當(dāng)α=0.16時(shí)，一個(gè)模擬頻道的帶寬為8M，那么其符號(hào)率=8/（1+0.16）=6.896Ms/s。如果采用64QAM調(diào)制方式，那么其比特率=6.896*log2 64=6.896*6=41.376Mbps 。