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波特率是什么意思

2021/01/15
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在电子通信领域,波特(Baud)即调制速率,指的是有效数据讯号调制载波的速率,也就是单位时间内载波调制状态变化的次数。

波特率表示每秒钟传送的码元符号的个数,它是对符号传输速率的一种度量,它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示,1 波特即指每秒传输 1 个符号。波特(单位符号:Bd)这一单位是以法国电讯工程师埃米尔·博多(Émile Baudot)(1845-1903)的姓氏来命名的,他是数位通讯的先驱之一,是电传与博多式电报机的发明人。

在信息传输通道中,携带数据信息的信号单元叫码元,每秒钟通过信道传输的码元数称为码元传输速率,简称波特率,其单位是波特(Baud,symbol/s),波特率是传输通道频宽的指标。“波特”(Baud)本身已是速率,所以不需要写成 Baud Rate(Rate 是赘字)。单位“波特”本身就已经是代表每秒的调制数,以“波特每秒”为单位是一种常见的错误,但是在一般中文口语化的沟通上还是常以“波特率”来描述“波特”(Baud)。

波特率可以被理解为一个设备在一秒钟内发送(或接收)了多少码元的数据,它是对符号传输速率的一种度量,表示单位时间内传输符号的个数(传符号率)。通过不同的调制方法可以在一个符号上负载多个比特信息。在计算机网络通信中,波特率指单片机或计算机在串口通信时的速率,指的是信号被调制以后在单位时间内的变化,即单位时间内载波参数变化的次数模拟线路信号的速率,以波形每秒的振荡数来衡量。

如果数据不压缩,波特率等于每秒钟传输的数据位数,如果数据进行了压缩,那么每秒钟传输的数据位数通常大于调制速率,使得交换使用波特和比特 / 秒偶尔会产生错误。

波特率与比特率关系

波特率有时候会同比特率混淆,实际上后者是对信息传输速率(传信率)的度量。比特率指每秒钟通过信道传输的信息量(也称为位传输速率),即每秒钟传送的二进制位数,用来表示有效数据的传输速率,用 b/s 、bit/s、比特 / 秒,读作:比特每秒,常用的单位有每秒比特数 bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)(此处 K 和 M 分别为 1000 和 1000000,而不是涉及计算机存储器容量时的 1024 和 1048576)。1 波特即指每秒传输 1 个码元符号(通过不同的调制方式,可以在一个码元符号上负载多个 bit 位信息),1 比特每秒是指每秒传输 1 比特(bit)。

图片来源于网络

因此信息传输速率即比特率在数值上和波特率有这样的关系:其中 I 为传信率,S 为波特率,N 为每个符号承载的信息量,而以比特为单位。波特率与比特率的关系也可换算成:比特率=波特率*单个调制状态对应的二进制位数。如数据传送速率为 240b/s,而每个字符格式包含 10 位(1 个起始位,1 个停止位,8 个有效数据位),这时的波特率为 240 baud (波特),比特率(有效数据位的传送速率)为 240*10=2400 bps(比特每秒)。(但是一般调制速率大于波特率,比如曼彻斯特编码)。

再例如假设数据传送速率为 120 符号 / 秒(symbol/s)(也就是波特率为 120Baud),又假设每一个符号为八相调制(单个调制状态对应 3 个二进制位),则其传送的比特率为(120symbol/s) * (3bit/symbol)=360bps。只有在每个符号只代表一个比特信息的情况、或一些简单的调制方式下,例如基带二进制信号、Bell103 或 CCITTV.21(左列两种均为 FSK)调制方式等,波特率与比特率才在数值上相等,但是它们的意义并不相同。

具体而言,两相调制(单个调制状态对应 1 个二进制位)的比特率等于波特率;四相调制(单个调制状态对应 2 个二进制位)的比特率为波特率的两倍;八相调制(单个调制状态对应 3 个二进制位)的比特率为波特率的三倍,依次类推。

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