比特率、波特率、数据传输率、采样率

在通信中经常会遇到几个概念，比特率、波特率、数据传输率、采样率等，总结如下：
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1、比特率

比特率(bit rate)又称传信率、信息传输速率(简称信息速率，information rate)。其定义是：通信线路(或系统)单位时间(每秒)内传输的信息量，即每秒能传输的二进制位数，通常用Rb表示，其单位是比特/秒(bit/s或b/s，英文缩略语为bps)。
　　在二进制系统中，信息速率(比特率)与信号速率(波特率)相等，例如，当系统以每秒50个二进制符号传输时，信息速率为50bit/s，信号速率也为50Bd(波特)。在无调制的情况下，比特率等于波特率；采用调相技术时，比特率不等于波特率。通信系统的发送设备和接收设备必须在相同的波特率下工作，否则会出现帧同步错误。

2、波特率

波特率(Baud rate)又称传码率、码元传输速率(简称码元速率)、信号传输速率(简称信号速率，signaling rate)或调制速率。其定义是：通信线路(或系统)单位时间(每秒)内传输的**码元(脉冲)**个数；或者表示信号调制过程中，单位时间内调制信号波形的变换次数，通常用RB表示，单位是波特(Bd或Baud，前者规范)。如果每秒传输1个码元就称为1Bd；如果1码元的时间长短为200ms，则每秒可传输5个码元，那么码元速率(波特率)就是5Bd。
　　波特率(码元速率)并没有限定是何种进制的码元，所以给出波特率时必须说明这个码元的进制。对于M进制码元，比特率(信息速率)Rb与波特率(码元速率)RB的关系式为
　　Rb=RB·lbM
　　式中：lbM=log2M，表示M的以2为底的对数。显然，对于二进制码元，由于lb2=1，所以Rb=RB，即波特率与比特率在数值上相等，但单位不同，也即二者代表的意义不同。
　　例如，波特率为600Bd，则在二进制时，比特率也为600bit/s；在四进制时，由于lb4=2，所以比特率为1200bit/s。可见，在一个码元中可以传送多个比特。

3、数据传输率

数据传输率(data transfer rate)又称数据传输速率、数据传送率。其定义是：通信线路(或系统)单位时间(每秒)内传输的字符个数；或者单位时间(每秒)内传输的码组(字块)数或比特数。其单位是字符/秒；或者码组/秒、比特/秒(可见，当数据传输率用“bit/s”作单位时，即等于比特率)。 所以它的单位在不同的应用中是不同的。
　　例如，在某计算机异步串行通信系统中，数据传输率为960字符/s，每个字符包括1个起始位、8个数据位、1个停止位，则对应的比特率为10×960位/s=9600位/s=9600bit/s；因为是二进制编码，所以对应的波特率也为9600Bd。
可见，在我们平时用的串口通信中，波特率是9600Bd，其实比特率也是9600bps，因为默认就是2进制，波特率和比特率就是M进制的差别。

4、采样率

实际中，要处理的为模拟信号，想要在数字系统中处理必须为数字信号，即采用抽样、量化、编码的处理方案。处理的第一步为抽样，即模数转换。以电话为例，每秒3000次取样，每个取样是7比特，那么电话的比特率是21000。而CD是每秒44100次取样，两个声道，每个取样是13位PCM编码，所以CD的比特率是44100213=1146600，这个参数也被称为数据带宽，它和ADSL中的带宽是一个概念。将码率除以8,就可以得到这个它的数据速率，1146600/8=143325，也就是说CD每秒的数据量大约是144KB，而一张CD的容量是74分等于4440秒，就是639360KB＝640MB。即刚好为一张cd的容量。

5、波特，码元，比特

波特(Bd)是计量单位，用于量度调制解调器等设备每秒信号变化次数的多少，即表示每秒时间内通信线路状态改变的次数，而不代表传输数据的多少。“波特”一词源于一位法国人的名字——Baudot。他于1877年为法国电报系统开发了一种编码方案。如果每1次信号改变，调制解调器传送1bit(位)数据，那么该系统的比特率(信息速率)与波特率(码元速率)相同。但是采用编码技术后，能使1Bd(1次信号改变)表示2bit或更多的比特(位)。每波特表示2bit(位)称作双位编码，每波特表示3bit(位)称作三位编码。也就是说，1次电压(或电流)波形的变化可能包括了几位数据，因此，不能把波特率和比特率混为一谈；前者指电压(或电流)变化次数(变化量)，后者指传输数据量的多少。
码元(code cell)是携带信息的数字单位，是指在数字信道中传送数字信号的一个波形符号，也即“时间轴上的一个信号编码单元”。码元可能是二进制的，也可能是多进制的。
　　比特(bit)是“信息量”的计量单位，1位二进制数所携带的信息量即为1bit(比特)，例如，10010110是8位二进制数字，所携带的信息量为8bit。
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