由于專業要求，需要有信號傳輸方面的常識，這篇博文做點筆記，會不定時更新

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一、知識速提

電信博物館：http://www.kepu.net.cn/gb/technology/telecom/satellite/stl201.html

• 1、波特（baud）可以被理解為一個設備在一秒鐘內發送（或接收）了多少碼元的數據，它是對符號傳輸速率的一種度量，表示單位時間內傳輸符號的個數（傳符號率）。通過不同的調制方法可以在一個符號上負載多個比特信息。
• 2、比特率指每秒鐘通過信道傳輸的信息量（也稱為位傳輸速率），即每秒鐘傳送的二進制位數，用來表示有效數據的傳輸速率。
• 3、帶寬表示通信線路所能傳送數據的能力，最初是電磁波頻帶的寬度的意思。常用的單位是bps(bit per second)
• 4、載噪比（信噪比）是用來標示載波與載波噪音關系的標準測量尺度，通常記作CNR或者C/N(dB)。載噪比約高越好。
• 5、信噪比與載噪比區別在于，載噪比中的已調信號的功率包括了傳輸信號的功率和調制載波的功率，而信噪比中僅包括傳輸信號的功率。
• 6、分貝：分貝正大負小，n*10=10^n

二、基礎概念

1、波特

波特（Baud，單位符號：Bd）這一單位是以法國電訊工程師埃米爾·博多（英語：émile Baudot）（1845-1903）的姓氏來命名的，他是數位通訊的先驅之一，是電傳與博多式電報機的發明人。

在信息傳輸通道中，攜帶數據信息的信號單元叫碼元，每秒鐘通過信道傳輸的碼元數稱為碼元傳輸速率，簡稱波特率，其單位是波特（Baud,symbol/s），波特率是傳輸通道頻寬的指標。“波特”（Baud）本身已是速率，所以不需要寫成 Baud Rate（Rate是贅字）。單位“波特”本身就已經是代表每秒的調制數，以“波特每秒”為單位是一種常見的錯誤，但是在一般中文口語化的溝通上還是常以“波特率”來描述“波特”（Baud）。

波特率可以被理解為一個設備在一秒鐘內發送（或接收）了多少碼元的數據，它是對符號傳輸速率的一種度量，表示單位時間內傳輸符號的個數（傳符號率）。通過不同的調制方法可以在一個符號上負載多個比特信息。在計算機網絡通信中，波特率指單片機或計算機在串口通信時的速率，指的是信號被調制以后在單位時間內的變化，即單位時間內載波參數變化的次數模擬線路信號的速率，以波形每秒的振蕩數來衡量。如果數據不壓縮，波特率等于每秒鐘傳輸的數據位數，如果數據進行了壓縮，那么每秒鐘傳輸的數據位數通常大于調制速率，使得交換使用波特和比特/秒偶爾會產生錯誤。

信息傳輸速率即比特率在數值上和波特率有這樣的關系：
$I=S?lo{g}_{2}N$

其中：I為傳信率，S為波特率，N為每個符號承載的信息量，$lo{g}_{2}N$ 以比特為單位。

波特率與比特率的關系也可換算成：比特率=波特率*單個調制狀態對應的二進制位數。如數據傳送速率為240b/s，而每個字符格式包含10位（1個起始位，1個停止位，8個有效數據位），這時的波特率為240 baud (波特)，比特率(有效數據位的傳送速率)為240*10=2400 bps(比特每秒)。(但是一般調制速率大于波特率，比如曼徹斯特編碼）。

波特率與比特率的關系：

• 波特率（實際上應該叫波特）是單位時間內傳輸碼元符號的個數（傳符號率），通過不同的調制方法可以在一個碼元上承載多個比特信息。而比特率bps(bit per second)是對信息傳輸速率（傳信率）的度量。

• 比特率指每秒鐘通過信道傳輸的信息量（也稱為位傳輸速率），即每秒鐘傳送的二進制位數，用來表示有效數據的傳輸速率，用b/s 、bit/s、比特/秒，讀作：比特每秒，常用的單位有每秒比特數bit/s(bps)、每秒千比特數(Kbps)或每秒兆比特數(Mbps)(此處K和M分別為1000和1000000，而不是涉及計算機存儲器容量時的1024和1048576) 。

• 1波特即指每秒傳輸1個碼元符號（通過不同的調制方式，可以在一個碼元符號上負載多個bit位信息），1比特每秒是指每秒傳輸1比特（bit）。

• 波特率一般指的是調制解調器的通信速度即線路狀態更改的次數。只有每個信號符合所傳輸數據的一位時，才等于每秒位數。為了在彼此之間通信，調制解調器必須使用相同的波特率進行操作。如果將調制解調器的波特率設置為高于其他的調制解調器的波特率，則較快的調制解調器通常要改變其波特率以匹配速度較慢的調制解調器。

• 嚴格來說，波特率一般不使用在通信傳輸領域。波特率描述的是單位時間內調制信號的能力，經它調制出來的信號才以比特的形式來傳輸，或者這樣說，信號在傳輸過程中，如果要經過數模轉換，就需要調制，那么傳輸時間除了消耗在其它領域外，還消耗在調制過程和在信道的傳輸過程，描述信號調制能力用波特率，描述信號傳輸能力用比特率。

2、帶寬

帶寬 應用的領域非常多，可以用來標識信號傳輸的數據傳輸能力、標識單位時間內通過鏈路的數據量、標識顯示器的顯示能力。在模擬信號系統又叫頻寬，是指在固定的時間可傳輸的資料數量，亦即在傳輸管道中可以傳遞數據的能力。通常以每秒傳送周期或赫茲(Hz)來表示。在數字設備中，帶寬指單位時間能通過鏈路的數據量。通常以bps(bit per second)來表示，即每秒可傳輸之位數。

帶寬一詞最初指的是電磁波頻帶的寬度，也就是信號的最高頻率與最低頻率的差值。目前，它被更廣泛地借用在數字通信中，用來描述網絡或線路理論上傳輸數據的最高速率。這并不是它的學術定義，而是被引申地使用了。

• 總線帶寬指的是總線在單位時間內可以傳輸的數據總量，等于總線位寬與工作頻率的乘積。例如：對于64位、800MHz的前端總線，它的數據傳輸率就等于64bit×800×1000×1000Hz÷8(Byte)÷1024÷1024÷1024≈6.0GB/s
• 內存帶寬指的是內存總線所能提供的數據傳輸能力。例如：DDR400內存的數據傳輸頻率為400MHz，那么單條模組就擁有64bit×400×2（ddr是上下沿采集信號）×1000×1000Hz÷8(Byte)÷1024÷1024÷1024≈3.0GB/s的帶寬。

一般來說，帶寬是以 bit（比特）表示，而電信，聯通，移動等運營商在推廣的時候往往忽略了這個單位。正常換算情況如下：

• 1Mbit=128KB
• 2Mbit=256KB
  （以此類推）

而換算后的速度才是您真實上網的速度。也就是說，如果你從你的運營商開通的帶寬是10M，那么代入計算公式，以上面換算的1M來計量則為：（1M=1024K）

• 1M/128K=1024/128=8
• 10/8=1.25M

也就是說你如果開通10M帶寬，可以達到最高1.25M的速度。一般來說，一臺計算機觀看電影，玩游戲等，4M帶寬足夠。但是如果你需要經常下載大文件，建議還是使用更高帶寬

帶寬表示通信線路所能傳送數據的能力時，意思為在單位時間內從網絡中的某一點到另一點所能通過的“最高數據率”。對于帶寬的概念，比較形象的一個比喻是高速公路。單位時間內能夠在線路上傳送的數據量，常用的單位是bps(bit per second)。計算機網絡的帶寬是指網絡可通過的最高數據率，即每秒多少比特。

嚴格來說，數字網絡的帶寬應使用波特率來表示（baud），表示每秒的脈沖數。而比特是信息單位，由于數字設備使用二進制，則每位電平所承載的信息量是以2為底2的對數，如果是四進制，則是以2為底的4的對數，每位電平所承載的信息量為2。因此，在數值上，波特與比特是相同的。由于人們對這兩個概念分的并不是很清楚，因此常使用比特率來表示速率，也正是用比特的人太多，所以比特率也就成了一個帶寬事實的標準叫法了。

3、載噪比與信噪比

載噪比（信噪比）是用來標示載波與載波噪音關系的標準測量尺度，通常記作CNR或者C/N(dB)。高的載噪比可以提供更好的網絡接收率、更好的網絡通信質量以及更好的網絡可靠率。載噪比中，載波的功率用Pc 表示，噪音的功率用Pn 表示。那么載噪比的分貝單位公式表示為：C/N = 10 lg(Pc/Pn)載噪比與信噪比相似為表示網絡信道質量的尺度。但是信噪比通常在實際應用中使用。載噪比則用于衛星通訊系統中。最佳的天線排列可以得到最佳載噪比值。

在通信中，另一個常用的載噪比是C/no，單位是dBHz，計算公式為(C/N)*B，其中B為系統帶寬，即為信號功率與噪聲功率密度之比。

信噪比與載噪比區別在于，載噪比中的已調信號的功率包括了傳輸信號的功率和調制載波的功率，而信噪比中僅包括傳輸信號的功率。因此對同一個傳輸系統而言，載噪比要比信噪比大，兩者之間相差一個載波功率。當然載波功率與傳輸信號功率相比通常都是很小的，因而載噪比與信噪比在數值上十分接近。在調制傳輸系統中，一般采用載噪比指標；而在基帶傳輸系統中，一般采用信噪比指標。DVB廣播傳輸系統屬于調制傳輸系統，因此采用載噪比指標。載噪比代表了噪聲干擾相對于調制信號而言的強弱程度。噪聲干擾的絕對強弱是沒有意義的，因為不同的傳輸系統的信號平均功率不同，而載噪比則直接反映出了調制信號與噪聲干擾間的相對強弱關系。DVB傳輸系統最終的信息傳輸的可靠性能就是由載噪比決定的。

定義改善系數I為信噪比與載噪比的差值，即I=S/N－C/N

4、分貝

分貝是對兩個信號電平之間的比值的一種度量，可用下式表示：

注意：分貝是一個相對差值，輸入和輸出是有單位的，但是它們的比值是沒有單位的，而經過10lg這樣的算子運算之后的結果又是有單位的，即dB，通常我們習慣采用dB來表示兩者的相對關系，而不是采用倍數。

dBi和dBd 均表征天線增益的量，也是一個相對值，與dB類似，只是dBi及dBd有固定的參考基準：dBi的參考基準為全方向性理想點源，dBd的參考基準為半波振子。

上面的都是相對分貝值，下面的是絕對分貝值：

例子

5、一些重要公式

自由空間傳播公式：

關于其推到可參看：

香農公式：

在香農公式中，信道容量隨帶寬線性變化，而隨信號強度呈對數變換。

1948年香農（shannon）的論文“通信的數學理論”成了信息論正式誕生的里程碑。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的信号传输中的常识的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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