比特率
編輯在電信和計算中,比特率(比特率或作為變量 R)是每單位時間傳送或處理的比特數。
比特率以單位比特每秒(符號:bit/s)表示,通常與 SI 前綴結合使用,例如千 (1 kbit/s = 1,000 bit/s)、兆 (1 Mbit/s = 1,000 kbit /s)、千兆 (1 Gbit/s = 1,000 Mbit/s) 或萬億 (1 Tbit/s = 1,000 Gbit/s)。 非標準縮寫 bps 通常用于替換標準符號位/秒,因此,例如,1 Mbps 用于表示每秒一百萬位。
在大多數計算和數字通信環境中,每秒一個字節(符號:B/s)對應于 8 位/秒。
前綴
編輯在量化大比特率或小比特率時,使用 SI 前綴(也稱為度量前綴或十進制前綴),因此:
二進制前綴有時用于比特率。國際標準 (IEC 80000-13) 指定了二進制和十進制 (SI) 前綴的不同縮寫(例如 1 KiB/s = 1024 B/s = 8192 bit/s,和 1 MiB/ s = 1024 KiB/秒)。
在數據通信中
編輯總碼率
在數字通信系統中,物理層總比特率、原始比特率、數據信號速率、總數據傳輸速率或未編碼傳輸速率(有時寫為變量 Rb 或 fb)是通信鏈路上每秒物理傳輸的比特總數 ,包括有用的數據以及協議開銷。
在串行通信的情況下,總比特率與比特傳輸時間 T b {\displaystyle T_{b}} 有關:
R b = 1 T b , {\displaystyle R_{b}={1 \over T_{b}},}
總比特率與符號率或調制率有關,以波特或符號每秒表示。 但是,只有當每個符號只有兩個級別時,總比特率和波特值才相等,分別代表0和1,這意味著數據傳輸系統的每個符號恰好承載一位數據; 例如,調制解調器和 LAN 設備中使用的現代調制系統就不是這種情況。
對于大多數線路代碼和調制方法:
符號率 ≤ 總比特率 {\displaystyle {\text{符號率}}\leq {\text{總比特率}}}
更具體地說,使用具有 2 N {\displaystyle 2{N}} 不同電壓電平的脈沖幅度調制表示數據的線路代碼(或基帶傳輸方案)可以傳輸 N 位/脈沖 {\displaystyle N{\ 文本{位/脈沖}}}。 使用 2 N {\displaystyle 2{N}} 不同符號的數字調制方法(或通帶傳輸方案),例如 2 N {\displaystyle 2{N}} 幅度、相位或頻率,可以傳輸 N 位/符號 {\displaystyle N{\text{ 位/符號}}} 。 這導致:
總比特率 = 符號率 × N {\displaystyle {\text{總比特率}}={\text{符號率}}\times N}
上述情況的一個例外是一些自同步線路代碼,例如曼徹斯特編碼和歸零 (RTZ) 編碼,其中每個位由兩個脈沖(信號狀態)表示,導致:
總比特率 = 符號率/2 {\displaystyle {\text{總比特率 = 符號率/2}}}
對于以赫茲為單位的特定頻譜帶寬,以波特、符號/s 或脈沖/s 為單位的符號率的理論上限由奈奎斯特定律給出:
符號率 ≤ 奈奎斯特率 = 2 × 帶寬 {\displaystyle {\text{符號率}}\leq {\text{奈奎斯特率}}=2\times {\text{帶寬}}}
實際上,只有線路編碼方案和所謂的殘留邊帶數字調制才能接近這個上限。 大多數其他數字載波調制方案,例如 ASK、PSK、QAM 和 OFDM,都可以表征為雙邊帶調制,從而產生以下關系:
符號率≤帶寬 {\displaystyle {\text{符號率}}\leq {\text{帶寬}}}
在并行通信的情況下,總比特率由下式給出
∑ i = 1 n log 2 ? M i T i {\displaystyle \sum _{i=1}{n}{\frac {\log _{2}{M_{i}}}{T_{ 一世}}}}
其中 n 是并行通道的數量,Mi 是第 i 個通道中的符號數或調制級別,Ti 是第 i 個通道的符號持續時間,以秒表示。
信息率
數字通信信道的物理層凈比特率、信息率、有用比特率、有效載荷率、凈數據傳輸率、編碼傳輸率、有效數據率或線速(非正式語言)是不包括物理層協議開銷的容量, 例如時分復用 (TDM) 成幀位、冗余前向糾錯 (FEC) 碼、均衡器訓練符號和其他信道編碼。 糾錯碼很常見,尤其是在無線通信系統、寬帶調制解調器標準和現代銅線高速局域網中。 物理層凈比特率是在數據鏈路層和物理層之間的接口中的參考點處測量的數據速率,因此可能包括數據鏈路和更高層的開銷。
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