宽带，传输速率与信道容量的关系？

1.数据传输速率

1)数据传输速率--每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作bps或b/s。

　 计算公式: S=1/T log2N(bps)　 ⑴

式中 T为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码)或重复周期(归零码)单位为秒；

N为一个码元所取的离散值个数。

通常 N=2K，K为二进制信息的位数，K=log2N。

N=2时，S=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。

2)信号传输速率--单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。

　计算公式: B=1/T (Baud) ⑵

式中 T为信号码元的宽度，单位为秒．

信号传输速率,也称码元速率、调制速率或波特率。

由⑴、⑵式得：　S=B log2N　(bps)　 ⑶

或　B=S/log2N　(Baud) ⑷

　2.信道容量

1)信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps)

信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。

2)离散的信道容量

　奈奎斯特(Nyquist)无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽H的关系：

B=2 H (Baud)　 ⑸

　奈奎斯特公式--无噪信道传输能力公式：

C=2 H log2N (bps)　 ⑹

　式中 H为信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单位为Hz；

　N为一个码元所取的离散值个数。

3)连续的信道容量

　香农公式--带噪信道容量公式：

C=H log2(1+S/N) (bps) ⑺

式中 S为信号功率，

N为噪声功率，

S/N为信噪比，通常把信噪比表示成10lg(S/N)分贝(dB)。3.带宽通常指信号所占据的频带宽度；在被用来描述信道时，带宽是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度。一个连接每秒能够发送的按位计算的数据量（单位：bps）。一种衡量网络传送信息能力的单位。例如，通过网络传送图像信息时，其带宽比文本信息的带宽大。对网络管理员而言，带宽是一个很重要的数据。

区别:

1、信道带宽 模拟信道： 模拟信道的带宽 W=f2-f1 其中f1是信道能够通过的最低频率，f2是信道能够通过的最高频率，两者都是由信道的物理特性决定的。数字信道： 数字信道是一种离散信道，它只能传送离散值的数字信号，信道的带宽决定了信道中能不失真的传输脉序列的最高速率。

2、信道带宽 模拟信道当组成信道的电路制成了，信道的带宽就决定了。为了是信号的传输的失真小些，信道要有足够的带宽。 数字信道一个数字脉冲称为一个码元，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。

3、信道带宽 模拟信道，带宽按照公式W=f2-f1 计算。信道容量，在特定约束下，给定信道从规定的源发送消息的能力的度量。通常是在采用适当的代码，且差错率在可接受范围的条件下，以所能达到的最大比特率来表示。

扩展资料

码元速率的单位叫波特(Baud)，所以码元速率也叫波特率。早在1924年，贝尔实验室的研究员亨利·尼奎斯特就推导出了有限带宽无噪声信道的极限波特率，称为尼奎斯特定理。若信道带宽为W，则尼奎斯特定理指出最大码元速率为B=2W(Baud)尼奎斯特定理指定的信道容量也叫尼奎斯特极限，这是由信道的物理特性决定的。

超过尼奎斯特极限传送脉冲信号是不可能的，所以要进一步提高波特率必须改善信道带宽。 码元携带的信息量由码元取的离散值个数决定。若码元取两个离散值，则一个码元携带1比特(bit)信息。若码元可取四种离散值，则一个码元携带2比特信息。

总之一个码元携带的信息量n(bit)与码元的种类数N有如下关系:n=log2N 单位时间内在信道上传送的信息量(比特数)称为数据速率。在一定的波特率下提高速率的途径是用一个码元表示更多的比特数。如果把两比特编码为一个码元，则数据速率可成倍提高。我们有公式: R=B log2N=2W log2N(b/s) 其中R表示数据速率，单位是每秒比特，简写为bps或b/s 数据速率和波特率是两个不同的概念。

仅当码元取两个离散值时两者才相等。对于普通电话线路，带宽为3000HZ，最高波特率为6000Baud。而最高数据速率可随编码方式的不同而取不同的值。这些都是在无噪声的理想情况下的极限值。实际信道会受到各种噪声的干扰，因而远远达不到按尼奎斯特定理计算出的数据传送速率。香农(shannon)的研究表明。

有噪声的极限数据速率可由下面的公式计算： C =W log2（1+s/n） 这个公式叫做香农定理，其中W为信道带宽，S为信号的平均功率，N为噪声的平均功率，s/n叫做信噪比。由于在实际使用中S与N的比值太大，故常取其分贝数(db)。分贝与信噪比的关系为 : db=10log10s/n 例如当s/n为1000，信噪比为30db。

这个公式与信号取的离散值无关，也就是说无论用什么方式调制，只要给定了信噪比，则单位时间内最大的信息传输量就确定了。例如信道带宽为3000HZ，信噪比为30db，则最大数据速率为 C=3000log（1+1000）≈3000×9.97≈30000b/s 这是极限值，只有理论上的意义。实际上在3000HZ带宽的电话线上数据速率能达到9600b/s就很不错了。

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