一、码元概念

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"码元" 概念 : 使用 固定时长 的 信号波形 , 代表 不同 离散数值 的 基本波形 , 是 数字通信 中 数字信号的 计量单位 , 该 固定时长 内的 信号 称为 $K$K 进制码元 , 该 固定时长 称为 码元宽度 ;

• 固定时长 : 指的是 高电平 , 低电平 的 持续时间 , 该时间必须是固定的 ;

• 码元 本质 : 是 信号波形 ;

• 不同 离散数值 : 指的是 $0$0 或 $1$1 ;

• 计量单位 : $1$1 个信号对应 $1$1 个码元 ;

二、码元进制

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"码元" 进制 : 当 码元 离散值 有 $M$M 个 时 , 该 码元 称为 $M$M 进制码元 ( $M \geq 0$M≥0 ) ;

二进制码元 : 计算机中的码元是二进制码元 , 码元 只有 $0$0 和 $1$1 两个离散值 ;

"码元" 信息量 : 一个 码元 可以携带多个比特信息量 , 二进制 码元 只能携带 $1$1 个 比特 的信息量 , 有两种不同的信息 , $0$0 状态 , 或 $1$1 状态 ;

$4$4 进制码元示例 :

• $4$4 进制码元离散值 : 码元 的 离散值 有 $4$4 个 ;

• $4$4 进制码元信号波形 : 其 信号波形有 $4$4 种高低不同的电平取值 ;

• $4$4 进制码元信息量 : 该码元可以 携带 $2$2 比特的信息量 , 分别是 00 , 01 , 10 , 11 四种码元取值 ;

三、速率

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"速率" 概念 : 速率 又称为 数据率 , 是 数据的 传输速率 , 单位时间 内传输的 数据量 ; 可以使用 码元传输速率 和 信息传输速率 表示 ;

上述 “速率” 是 发送速率 , 是 主机向链路 , 传输数据的速度 ;

注意与 “传播速率” 进行区分 , “传播速率” 指的是在整个链路上的传播速度 , 即 电磁波的传输速度 ;

四、码元传输速率 与 波特

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码元传输速率 : $1$1 秒传输多少个码元

• 别名 : 码元速率 , 波形速率 , 调制速率 , 符号速率 ;

• 概念 : 单位时间 内 , 数字通信系统 传输的 码元个数 , 单位是 波特 ( Baud ) ;

"波特" 是速度单位 , $1$1 波特 就是 $1$1 码元 / 秒 ;

"波特" 简介 : $1$1 波特 , 表示 数字通信系统 $1$1 秒中 传输 $1$1 个码元 ;

• 码元个数说明 : 又称为 脉冲个数 或 信号变化次数 ;

• 码元信息量说明 : 码元可以是多进制的 , 也可以是二进制的 , 计算机网络中指的是二进制的码元 ;

• 码元信息量示例 : $1$1 波特下 , 二进制码元每秒传输 1 比特数据 , $4$4 进制码元 每秒 传输 2 比特数据 ;

"码元传输速率" 与 “数据传输速率” 无关 ;

五、信息传输速率

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信息传输速率 : $1$1 秒传输多少个比特

• 别名 : 信息速率 , 比特率 ;

• 概念 : 单位时间内 , 数字通信系统 , 传输的 二进制码元个数 ;

• 二进制码元 : 其 信息量 就是 $1$1 比特 ;

• 单位 : 比特/秒 ( bit/s ) ;

"码元传输速率" 与 “信息传输速率” 关系 :

• 码元信息量 : $1$1 码元 携带 $n$n 比特 信息量 ;

• 换算关系 : $M$M 波特 的 “码元传输速率” 对应 $M \times n$M×n 比特/秒 的 “信息传输速率” ;

六、带宽

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"带宽" 概念 : 单位时间 内 , 从 网络中 一点 到 另一点 所能通过的 最高数据率 ; 单位是 比特/秒 ;

带宽 常用于 表示 网络的通信线路 传输数据的能力 ;

七、码元速率计算

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数字通信系统 $1$1 :

• $4$4 进制码元 : $1$1 个码元 有 $2$2 比特 信息量 ;
• $4$4 秒传输 $8000$8000 个码元
• 计算 码元传输速率 : $码元传输速率 = \cfrac{8000}{4} = 2000 \ Baud$码元传输速率=48000​=2000 Baud
• 计算 信息传输速率 : $信息传输速率 = 2000 \times 2 = 4000 \ b/s$信息传输速率=2000×2=4000 b/s

数字通信系统 $2$2 :

• $16$16 进制码元 : $1$1 个码元有 $4$4 比特 信息量 ;
• $6$6 秒传输 $7200$7200 个码元
• 计算 码元传输速率 : $码元传输速率 = \cfrac{7200}{6} = 1200 \ Baud$码元传输速率=67200​=1200 Baud
• 计算 信息传输速率 : $信息传输速率 = 1200 \times 4 = 4800 \ b/s$信息传输速率=1200×4=4800 b/s

对比上述两个 数字通信系统 的 系统传输速率 : 对比 “信息传输速率” , 第 $2$2 个数字通信系统 信息传输速率更快一些 ;