頻譜效率，頻譜效率或帶寬效率是指在特定的通信系統中，在給定的帶寬上可以傳輸的信息速率。 它衡量物理層協議以及有時媒體訪問控制（信道訪問協議）使用有限頻譜的效率。

數字通信系統的鏈路頻譜效率以 bit/s/Hz 為單位進行測量，或者以（bit/s）/Hz 為單位（頻率較低但明確）進行測量。 它是凈比特率（不包括糾錯碼的有用信息率）或xxx吞吐量除以通信信道或數據鏈路的帶寬（以赫茲為單位）。 或者，頻譜效率可以用比特/符號來衡量，這相當于每信道使用的比特數 (bpcu)，這意味著凈比特率除以符號率（調制率）或線路碼脈沖率。

鏈路頻譜效率通常用于分析數字調制方法或線路代碼的效率，有時結合前向糾錯 (FEC) 代碼和其他物理層開銷。 在后一種情況下，一位指的是用戶數據位； FEC 開銷始終被排除在外。

以比特/秒為單位的調制效率是總比特率（包括任何糾錯碼）除以帶寬。

示例 1：使用 1 kHz 帶寬每秒傳輸 1,000 位的傳輸技術的調制效率為 1 (bit/s)/Hz。示例 2：用于電話網絡的 V.92 調制解調器可以向下游傳輸 56,000 bit/s 和 48,000 bit/s 通過模擬電話網絡上行。 由于電話交換機的過濾，頻率范圍被限制在 300 赫茲和 3,400 赫茲之間，對應的帶寬為 3,400 ? 300 = 3,100 赫茲。 下行頻譜效率或調制效率為 56,000/3,100 = 18.1 (bit/s)/Hz，上行為 48,000/3,100 = 15.5 (bit/s)/Hz。

可達到的調制效率的上限由奈奎斯特速率或哈特利定律給出，如下所示：對于具有 M 個備選符號的信令字母表，每個符號表示 N = log2 M 位。 N 是以位/符號或 bpcu 為單位測量的調制效率。 在基帶帶寬（或上截止頻率）B的基帶傳輸（線路編碼或脈沖幅度調制）的情況下，符號率不能超過2B符號/秒，以避免符號間干擾。 因此，在基帶傳輸情況下，頻譜效率不能超過2N(bit/s)/Hz。 在通帶傳輸情況下，通帶帶寬為 W 的信號可以轉換為等效的基帶信號（使用欠采樣或超外差接收器），截止頻率上限為 W/2。 如果使用諸如 QAM、ASK、PSK 或 OFDM 之類的雙邊帶調制方案，這將導致xxx符號率為 W 符號/秒，并且調制效率不能超過 N（比特/秒）/赫茲。 如果使用數字單邊帶調制，帶寬為W的通帶信號對應于基帶帶寬為W的基帶消息信號，導致xxx符號率為2W，可達到的調制效率為2N(bit/s)/Hz。

示例 3：16QAM 調制解調器的字母表大小為 M = 16 個替代符號，其中 N = 4 位/符號或 bpcu。 由于QAM是雙邊帶通帶傳輸的一種形式，頻譜效率不能超過N = 4 (bit/s)/Hz。例4：ATSC數字電視標準中使用的8VSB（8-level vestigial sideband）調制方案給出N =3 位/符號或 bpcu。 由于它可以被描述為接近單邊帶，調制效率接近 2N = 6 (bit/s)/Hz。 實際上，ATSC 在 6 MHz 寬的信道上傳輸 32 Mbit/s 的總比特率，導致調制效率為 32/6 = 5.3 (bit/s)/Hz。示例 5：V.92 的下行鏈路 調制解調器使用具有 128 個信號電平的脈沖幅度調制，導致 N = 7 位/符號。 由于通帶濾波之前的傳輸信號可視為基帶傳輸，因此在整個基帶信道（0 至 4 kHz）上的頻譜效率不能超過 2N = 14 (bit/s)/Hz。 如上所示，如果我們考慮更小的通帶帶寬，則可以獲得更高的頻譜效率。

如果使用前向糾錯碼，則頻譜效率會從未編碼的調制效率數字中降低。

示例 6：如果添加碼率為 1/2 的前向糾錯 (FEC) 碼，意味著編碼器輸入比特率為編碼器輸出速率的一半，則頻譜效率為調制效率的 50%。 作為頻譜效率降低的交換，FEC 通常會降低誤碼率，并且通常能夠在較低的信噪比 (SNR) 下運行。

如果假定理想的錯誤編碼和調制，香農-哈特利定理給出了在具有特定 SNR 的信道中沒有誤碼的可能的頻譜效率上限。