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帶寬,又叫頻寬,是數(shù)據(jù)的傳輸能力,指單位時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)。高帶寬意味著高能力。數(shù)字設(shè)備中帶寬用bps(b/s)表示,即每秒最高能夠傳輸?shù)奈粩?shù)。模擬設(shè)備中帶寬用Hz表示,即每秒傳送的信號(hào)周期數(shù)。一般描述帶寬時(shí)省略單位,如10M實(shí)質(zhì)是10M b/s。帶寬計(jì)算公式為:帶寬=時(shí)鐘頻率*總線位數(shù)/8。電子學(xué)上的帶寬則指電路能夠保持穩(wěn)定工做的頻率范圍。網(wǎng)絡(luò)
【數(shù)據(jù)傳輸速率Rb】
數(shù)據(jù)傳輸速率,又稱比特率,指每秒鐘實(shí)際傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù),是信息傳輸速率(傳信率)的度量。單位為“比特每秒(bps)”。其計(jì)算公式為S=1/T。T為傳輸1比特?cái)?shù)據(jù)所花的時(shí)間。大數(shù)據(jù)
波特率,又稱調(diào)制速率、傳符號(hào)率(符號(hào)又稱單位碼元),指單位時(shí)間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù),能夠以波形每秒的振蕩數(shù)來(lái)衡量,是信號(hào)傳輸速率的度量。單位為“波特每秒(Bps)”, 不一樣的調(diào)制方法能夠在一個(gè)碼元上負(fù)載多個(gè)比特信息,因此它與比特率是不一樣的概念。ui
碼元速率和信息速率的關(guān)系式為: Rb=RB*log2 N。其中,N為進(jìn)制數(shù)。對(duì)于二進(jìn)制的信號(hào),碼元速率和信息速率在數(shù)值上是相等的。
奈奎斯特定律描述了無(wú)噪聲信道的極限速率與信道帶寬的關(guān)系。音
1924年,奈奎斯特(Nyquist)推導(dǎo)出理想低通訊道下的最高碼元傳輸速率公式:理想低通訊道下的最高RB = 2W Baud。其中,W為理想低通訊道的帶寬,單位是赫茲(Hz),即每赫茲帶寬的理想低通訊道的最高碼元傳輸速率是每秒2個(gè)碼元。對(duì)于理想帶通信道的最高碼元傳輸速率則是:理想帶通訊道的最高RB= W Baud,即每赫茲帶寬的理想帶通訊道的最高碼元傳輸速率是每秒1個(gè)碼元。二進(jìn)制
符號(hào)率與信道帶寬的確切關(guān)系為:方法
RB=W(1+α)。通信
其中, 1/1+α為頻道利用率,α為低通濾波器的滾降系數(shù),α取值為0時(shí),頻帶利用率最高,但此時(shí)因波形“拖尾”而易形成碼間干擾。它的取值通常不小于0.15,以調(diào)解頻帶利用率和波形“拖尾”之間的矛盾。數(shù)據(jù)
奈奎斯特定律描述的是無(wú)噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率(或碼元速率)與信道帶寬之間的關(guān)系。margin
香農(nóng)定理是在研究信號(hào)通過(guò)一段距離后如何衰減以及一個(gè)給定信號(hào)能加載多少數(shù)據(jù)后獲得了一個(gè)著名的公式,它描述有限帶寬、有隨機(jī)熱噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率(或碼元速率)與信道帶寬、信噪比(信號(hào)噪聲功率比)之間的關(guān)系,以比特每秒(bps)的形式給出一個(gè)鏈路速度的上限。
香農(nóng)定理指出:在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí),數(shù)據(jù)傳輸速率Rb與信道帶寬W、信噪比S/N的關(guān)系為:
Rb=W*log2(1+S/N)。
其中,Rb是可獲得的鏈路速度,W是鏈路的帶寬,S是平均信號(hào)功率,N是平均噪聲功率,信噪比(S/N)一般用分貝(dB)表示,而分貝數(shù)=10×lg(S/N)。
香農(nóng)定理應(yīng)用舉例:
一般,支持音頻電話鏈接的頻率范圍為300Hz到3300Hz,則B=3300Hz-300Hz=3000Hz,而通常鏈路典型的信噪比是30dB,即S/N=1000,所以咱們有R=3000×log2(1001),近似等于30Kbps,是28.8Kbps調(diào)制解調(diào)器的極限,因,此若是電話網(wǎng)絡(luò)的信噪比沒(méi)有改善或不使用壓縮方法,調(diào)制解調(diào)器將達(dá)不到更高的速率。
正是由于通訊信道的最大傳輸速率與信道帶寬之間存在明確關(guān)系,因此人們一般用“帶寬”去取代“速率”。