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)。
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。
4.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。通常把文字、语言、数据、图像等都看成是“消息”(message)。设消息所代表的事件出现的概率为P(x),则该消息所含的信息量I为
式中:若对数底a=10,则信息量的单位为哈特莱(Hart或hartley);若a=2,则单位为比特(bit);若a=e,则单位为奈特(nit,又称内比特;或nat,又称信息自然单位)。奈特与比特的换算关系式为
1 nat=log2e=lbe≈1.443bit
5.单位频带传信率
传输速率(比特率或波特率)的指标并不能真正体现信道的传输效率,因为传输速率越高,所占用的信道频带越宽,因此通常采用“单位频带传信率”来表示信道的性能:
式中:η是单位频带传信率,单位为bit/(s·Hz);Rb是传信率,单位为bit/s;Wf是占用频带宽度,单位为Hz。
6.码率与编码效率
码率(code rate)的计量单位是比特/像素(bit/p),其意义与比特率、波特率完全不同,它与数字通信信道中的消息(message)传输速率的概念完全不同,而是图像信源编码(尤指压缩编码)中的一个概念。
编码效率(code efficiency):编码效率属信道编码的概念。信道编码是在信息码中增加一定数量的多余码元(称为监督码元),使其满足一定的约束或校验关系。当这种校验关系因传输差错而受到破坏时,出现差错的数据可以被发现并予以纠正。由信息码元和监督码元共同组成一个经信道传输的码字。例如,欲传输k位信息,经过编码得到长为n(n>k)的码字,增加了n-k=r位监督码元,则定义编码效率R为R=k/n
可见,这种检错和纠错能力是用信息量的冗余度换取的。
7.相关“单位”的说明
1 bit即1比特,又称1位,也可简写为1 b。1 kbit=1 000 bit,与1 Kbit=210=1024bit不等。1B即1字节,等于8bit(或8位)。1Bd即1波特,也写作1Baud,不等于1bit(比特,位),也不等于1B(字节,byte)。
词头:k=103=1000,有时k=210=1024
(在计算机类图书中往往用大写字母K代替k,如存储容量为512KB);M=106,有时M=210K=1024K=1024×1024=1048576,此时应给予说明:G=109,有时G=210M=1024M=1024×1024K=1024×1024×1024=1073741824,
此时应给予说明。
转自新浪陈洪东的博客http://blog.sina.com.cn/s/blog_6396dbac0100hii2.html