信道的传输速率

信号在信道传输过程中有可能因为信道带宽的限制使得信号失真，也可能因为噪声的存在使得信号失真。那么具有一定带宽的信道可以以多大的速率传输信号，才能保证对方能够可靠地接收呢？

① 信号的传输速率：我们所碰到的信道有模拟信道和数字信道两种。在模拟信道中传输的是以受调制的正弦波信号为代表的模拟信号。在模拟信道中的数据传输以波特为单位，如果在一秒钟之内，载波调制信号的调制状态改变的数值变化了一个，就称为一个波特（baud），模拟信道中的信号传输的速率称为调制速率，也称为波特率。在数字信道中传输的是数字信号。在数字信道中，每传输一位二进制信号称为传输了一个比特，所以在数字信道中数据传输速率的单位是比特每秒，写成b/s（/second）。

② 调制速率和数据传输速率的关系：S=B·log2K

式中，S为数据传输速率，单位为b/s；B为调制速率，单位为波特；K为多相调制的相数。

例如，以八相相位键控方式传输数据，调制速率为2400波特。则数据传输速率为：

                S=2400×log2 8

                 =2400×3

                 =7200 b/s

③ 最高数据传输速率：根据（）准则，在一个理想的（也就是没有噪声的）具有低通矩形特性的信道中，如果信道的带宽是B（单位Hz），则数据的最高传输速率（也就是接收方能够可靠地收到信号的最大速率）如下：

Rmax=2B (b/s)

注意：带宽的单位是（Hz），最高数据传输速率的单位是b/s。

如果条件变为在有噪声的信道中传输，则依据（Shanon）定理，数据的最高传输速率为：

Rmax=B·log2(S/N+1) (b/s)

这里的信号和噪声的比值要用无量纲的功率比。例如，在一个带宽为2000 Hz的信道中，数据的最大传输速率按照没有噪声的条件下使用准则的计算方法，有：

Rmax =2×2000

    =4000 b/s

如果信道的信噪比为30 ，则按照在有噪声的条件下使用定理的计算方法，有：

30÷10=3             （把分贝变成贝，即）

103=1000              （求出实际功率比）

Rmax =2000×log2(1000+1)        （因为210=1024，所以log2 1001≈10）

        ≈20 000 b/s

同样，如果信道的信噪比提升到45 ，则Rmax =2000×log2(31622+1)≈30 000 b/s

所以，加大信号功率，抑制信道噪声是提高信道数据传输率的有效手段。这当然要受到技术条件的限制