什么是码原,波特率,比特率,带宽,容量,信噪比

2020-09-10 21:35:57 浏览数 (1)

码元: 在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字,这样的时间间隔内的信号称为(二进制)码元。而这个间隔被称为码元长度。值得注意的是当码元的离散状态有大于2个时(如M大于2个)时,此时码元为M进制码元。(百度百科)

如何让一个码元携带更多的比特的信息?

假如基带信号是101011000110111010…,如果直接发送,则每个码元携带一个比特的信息(每个码元只有2种状态),但是如果将信号中的三个比特编为一组,即101,011,000,110,111,010…,三个比特共有8种不同的排列,我们可以用不同的调制方法来表示这种信,如8种不同的振幅,频率,相位等,如果采用相位调制,相位ϕ0表示000,ϕ1表示001,以此类推,那么接收端如果收到相位是ϕ0的信号就知道表示的是000,以此类推,这样一个码元就不知不觉的传输了三个比特位的信号(每个码元有8种状态,每一个码元可表示的比特数越多,则在接收端进行解调时要正确识别每一种状态就越困难)

总结:码元通俗的说就是信号,当用一个码元传输多个比特位时,码元还是码元,只是其表示的意义不一样了(换了马甲)

码元宽度 :Tb=1/RB RB为码元速率

码元速率(波特率,调制速率):表示单位时间内信号波形的变换次数,即通过信道传输的码元个数。常用符号“Baud”表示,简写为“B”。

一个数字脉冲就是一个码元,我们用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数,即单位时间内通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T秒,则码元速率B为:

比特率也称数据传输速率:它的定义是单位时间内可以传输的比特数,单位为bps。比特率的计算公式为:

带宽 : 一般信道都有一个最高的信号频率(注意不是波特率哦,频率是指每秒钟的周期数,而每个周期都会有几次电平变化。。恩,看到区别了吧)和最低的信号频率,只有在这两个频率之间的信号才能通过这个信道,这两个频率的差值就叫做这个信道的带宽,单位是Hz。

信道的容量:我们知道数据在信道中传输会有他们的速度——比特率,这里面最高的比特率就叫做这个信道的容量,单位是bps。就好象每条公路都有他们的最高限速,那么所有在里面开的车都不会超过这个速度(这里我们假设违章的都被警察叔叔抓走了)。

口语中也会把信道容量叫做“带宽”的,比如“带宽10M的网络”,“网络带宽是10M”等等。所以这两个概念也很容易混淆:我们平常所说的“带宽”不是带宽,而是信道容量,这一点心里要清楚(虽然口头上是改不掉了。。)

信噪比:如果我们在人声嘈杂的集市上向远处的一个人喊话,我们必定会提高自己的声音的音量。我们所喊的话叫做信号,周围环境的声音是噪声。我们的声音越大(信号的功率越大),周围环境越安静则噪声越小(噪声的功率越小),对方就听得越清楚。这说明信号和噪声的功率比越大,越有利于信号的接收。信号和噪声的功率比就叫做信噪比,用S/N表示,单位没有量纲。由于信噪比有时数值很大,在一个通信线路的各个环节里面还要用它进行计算,所以经常对它取常用对数,再乘以10。所得的结果也叫做信噪比,不过这时的单位为分贝(db)。

电平:系统中某点的电平,是指该点的功率P(或电压U)对某一基准功率P0(或基准电压U0)的分贝比。也就是说,“电平”就是指电路中两点或几点在相同阻抗下电量的相对比值。这里的电量自然指“电功率”、“电压”、“电流”并将倍数化为对数,用“分贝”表示,记作“dB”。简单地说,电平就是两个电压或功率的比值的对数形式,例如:两个功率P1和P2的数量比为10000倍,那么它们用对数表示的“分贝比”为:

10lg(P1/P2)=10lg10000=40 (dB)

因为功率P和电压U之间有如下的关系:P=U2/Z。所以功率P1/P2的分贝比,可按下式变换成电压U1/U2的分贝比:

10lg(P1/P2)=10lg(U12/Z1)/(U22/Z2)=10lg(U12 Z2/U22Z1)

=10lg(U12 /U22)=10lg(U1/U2)2=20lg(U1/U2)

即:10lg(P/P0)=20lg(U/U0)

所以,用功率比表示时,前面乘的系数是10;用电压比表示时,前面乘的系数是20。

当基准单位P0为1w时,对应的电平为10lg(P/Iw),单位记为“分贝瓦dBw”;

当基准单位P0为1mw时,对应的电平为10lg(P/Imw),单位记为“分贝毫瓦dBmw”;通常将“分贝毫瓦”简写为“dBm”;

当基准单位U0为1mv时,对应的电平为20lg(U/Imv),单位记为“分贝毫伏dBmv”;

当基准单位U0为1μv时,对应的电平为20lg(U/Iv),单位记为“分贝微伏dBμv”,通常将“分贝微伏”简写为“dB”。

db

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