奈奎斯特准则、比特率、波特率、码元……的逻辑链

最新推荐文章于 2024-06-07 03:42:16 发布
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分类专栏： Computer Network 文章标签： 波特率 奈奎斯特准则
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一个关键

首先要理解，比特和波特分别对应两种描述状态。
电信号的传输中，使用不同的电平级，那么发出一个波（即：一个符号）也就会有不同的状态，比如8个电平级就有8种状态，，码元和码元传输速率（波特率）对应的就是这个。
而，计算机中的差分只有0和1，所以，要用要0和1来表示不同的状态，那么就需要多一点的信息了，比如，0、1，表示两种，00、01、10、11就可以表示四种。由此，就可以理解用比特率来表示波特之间的关系。此为log2的由来。

逻辑链

  • 码元：一个码元可以携带一个信息，可以携带多个信息，换成计算机语言，就是1b
最低0.47元/天 解锁文章
奈奎斯特采样定理_详解CD编码格式（16bit/44.1kHz）合理性之采样篇
weixin_39810196的博客
12-06 4378
这世界变化真快啊，想当年CD横空出世，打得包括黑胶唱片，盒式录音带等模拟音乐载体满地找牙的情景，仿佛就是昨天发生的事儿一样，而如今，CD也行将末路，风光不再。CD唱片从问世之初就饱受争议，因为CD是数码产品，有所谓的“数码声”，使听惯了模拟系统声音的人们感觉有些不习惯，随着CD编解码技术的发展，早期产品的生硬的听感被逐渐改善，人们也逐渐习惯了数码音乐清晰干净的品质，可随之而来的就是更高规格的所谓数...
波特率/符号速率/传码率/数据速率/比特率/吞吐率/带宽区别
iini01的博客
04-25 2万+
工作中我们经常碰到这几个概念，由于这几个概念意思很接近，给我们带来很大的困惑，有时还把他们搞混，今天我们就来谈谈这几个概念，希望对大家理解他们能有所帮助。 在讲述这几个概念之前，我们先看看信号一般是如何在信道上传输的。 如上图所述，虽然我们只想传输bit0~bit7，但由于通信机制的限制，我们必须在bit0之前加上start bit，在bit7之后加上stop bit，以及其他冗余部分。以上图来做...
关于码元、波特率和比特率
hhhhhre的博客
12-01 1923
关于码元、波特率和比特率
码元、波特率、比特率、频带利用率及数字通信系统的可靠性指标
明天你好的博客
07-28 3770
本文介绍通信原理中容易混淆的一个概念，波特率和比特率的关系。因此先从码元的概念讲起，接着介绍波特率、比特率、频带利用率等相关概念，最后介绍了数字通信系统的可靠性指标。
码元、符号、波特率、比特率等概念的了解
阿杜的世界
01-12 3万+
<br />码元:<br />在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字。这样的时间间隔内的信号称为二进制码元，而这个间隔被称为码元长度。<br />符号：<br />即用于表示某数字码型[据位数不同，对应不同的键控调制方式]的一定相位或幅度值的一段正弦载波[其长度即符号长度]。<br />符号速率即载波信号的参数（如相位）转换速率，实际上是载波状态的变化速率。符号率越高，响应的传输速率也越高，但信号中包含的频谱成分越高，占用的带宽越宽。<br />波特率： <br /> 即 调制速率 或 符
奈奎斯特速率怎么理解
gllnupt的专栏
02-14 1万+
我们都知道奈奎斯特速率是指对于低通信道，若带宽为W，无码间串扰的最大传码率为是2W（波特每秒）。这里的所有值都是指理想情况下。即低通信道为矩形低通信道。         若要理解这个定律。必须完全的理解sinc函数及其福利叶变换的本质。因为傅里叶变换具有对称性，这里不再枚举其具体过程和公式。只要记住两点：           1，时域变频域，f=0的值就是时域的积分值。sin（x）/x在整个轴
波特率，比特率，数据传输速率，Shannon，Nyquist
qq_39800695的博客
11-27 3032
【带宽W】 带宽，又叫频宽，是数据的传输能力，指单位时间内能够传输的比特数。高带宽意味着高能力。数字设备中带宽用bps（b/s）表示，即每秒最高可以传输的位数。模拟设备中带宽用Hz表示，即每秒传送的信号周期数。通常描述带宽时省略单位，如10M实质是10M b/s。带宽计算公式为：带宽=时钟频率总线位数/8。电子学上的带宽则指电路可以保持稳定工作的频率范围。【数据传输速率Rb】数据传输速率，又称比特率，指每秒钟实际传输的比特数，是信息传输速率（传信率）的度量。单位为“比特每秒（bps）”。其计算公式为S=1/
波特率-符号速率-传码率-数据速率-比特率-吞吐率-带宽区别
weixin_43373901的博客
05-06 1万+
计算机界原文 信号在信道上传输的基本形式如下图 如上图所示，传输bit0~bit7，但由于通信机制的限制，我们必须在bit0之前加上start bit或者起始帧，在bit7之后加上stop bit或者结束帧，以及其他冗余部分。以上图做参考，看看概念如何让定义。 波特率（Baud or Baud rate）,单位bps或者Baud本身就是单位，即1Baud=1bps，波特率就是图中国的t1，表示一秒钟传输多少符号（码元）。 Symbol rate（符号速率，或者传码率，或者码元传输速率），单位sps
通信常识：波特率、数据传输速率与带宽的相互关系
phymat.nico的专栏
02-04 9221
【带宽W】 带宽，又叫频宽，是数据的传输能力，指单位时间内能够传输的比特数。高带宽意味着高能力。数字设备中带宽用bps（b/s）表示，即每秒最高可以传输的位数。模拟设备中带宽用Hz表示，即每秒传送的信号周期数。通常描述带宽时省略单位，如10M实质是10M b/s。带宽计算公式为：带宽=时钟频率*总线位数/8。电子学上的带宽则指电路可以保持稳定工作的频率范围。 【数据传输速率Rb】 数据传输速率，又称比特率，指每秒钟实际传输的比特数，是信息传输速率（传信率）的度量。单位为“比特每秒（bp...
通信中的带宽关系、以及码元、波特率、比特率、奈奎斯特带宽
phymat.nico的专栏
02-02 1981
https://www.cnblogs.com/xiao-yu-/p/12500428.html
2.1.1计算机网络(奈氏准则 香农定理 码元 速率 波特 带宽 物理层概念 通信方式 传输方式)
Javascript_tsj的博客
04-02 1706
物理层基本概念 1.机械特性 2.电气特性 3.功能特性 4.规程特性 数据通信基础知识 1.典型的数据通信模型 2.数据通信相关术语 三种通信方式 1.单工通信 2.半双工通信 3.全双工通信 传输方式 串行传输&并行传输​ 码元 速率 波特 带宽 码元 速率 带宽 ​ 奈氏准则 香农定理 失真 失真的一种现象---码间串扰 奈氏准则(奈奎斯特定理) 香农定理
B=2W,奈奎斯特极限定理详解
zdd56789的博客
06-07 2261
奈奎斯特极限定理个人理解
Nyquist三大准则
dream_201306的专栏
12-20 1261
解释如下: https://blog.youkuaiyun.com/rs_network/article/details/51148132
奈奎斯特采样定理_这样解读奈奎斯特定理和香农定理，初学者也能轻松理解
weixin_39942995的博客
12-04 3371
奈奎斯特定理(Nyquist's Theorem)和香农定理(Shannon's Theorem)是网络传输中的两个基本定理。要搞清楚这两个定理，我们要先弄懂一些术语定义：波特率(baud rate)、比特率(bit rate)、带宽(bandwidth)、容量(capacity)、信噪比、电平等。波特率码元传输速率，又称为码元速率或传码率。码元速率又称为波特率，指每秒信号的变化次数。单位为"波...
通信原理学习笔记5-1：数字调制——脉冲成形滤波器选择（码间串扰、Nyquist准则、升余弦滚降滤波器、眼图）
Insomnia_X的博客
09-20 2万+
bk​In​MMI(t)=∑n=−∞∞​In​δ(t−nTs​)g(t)s(t)=I(t)∗g(t)=n=−∞∑∞​In​g(t−nTs​)成形脉冲为矩形脉冲，则IQ两路为不断变化的常数，调制结果就是具有特定幅值和相位的理想正弦波；然而，实际中常使用升余弦滚降滤波器作为成形滤波器，从而使得时域基带信号平滑、抑制带外泄露s(t)s(t)
奈奎斯特速率的理解
qq_42477169的博客
04-04 6750
奈奎斯特速率 上图说奈奎斯特速率的定义是：带宽为B的理想低通滤波器，可以传输码元速率为2B的脉冲序列。 下图是对该句话的理解：
信道带宽和最大传输波特率之间的关系及升余弦滤波器的应用
02-26 2437
首先要记住一个准则，即奈奎斯特准则：   数字系带传输系统无码间干扰的充要条件是传输信道的总的频域波形为       sum{ H（f-k/Ts）}=常数.    这样的话，就可以想象信道的频域传输特性H(f),按照1/Ts周期复制，这样，就可以得到，当信道带宽W≥1/2Ts时，有可能满足无码间干扰的传输条件，即W≥Baud/2.这样的话，可以得到带宽为W的信道最多每秒传输2W个符号，换成比特传输
带宽、速率(波特率、比特率)和码元宽度简述
热门推荐
weiweiliulu的专栏
06-03 4万+
首先弄清楚带宽和速率的关系：；信道带宽与数据传输速率的关系可以奈奎斯特(Nyq；奈奎斯特准则指出：如果间隔为π/ω(ω=2πf)；对于二进制数据若信道带宽B=f=3000Hz，则；奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据；香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大；另外再弄清楚速率和码元宽度的关系：；码元传输速率RB简称传码率，它表示单位时间内 首先弄清楚带宽和速率的关系：
奈奎斯特速率和奈奎斯特带宽是什么
最新发布
03-11
<think>好的，用户现在问的是奈奎斯特速率和奈奎斯特带宽，我需要先确认这两个概念的定义和区别。之前用户已经问过波特率，现在转向更基础的通信理论，可能是在学习数据通信的基础知识。 首先，奈奎斯特速率通常指的是在无噪声的理想情况下，为了避免码间干扰，信道能够支持的最大符号速率。根据奈奎斯特第一准则，这个速率是信道带宽的两倍，即R = 2B。例如，带宽B=3kHz的信道，最大速率是6kBaud。这点我之前在波特率的回答中提到过，用户可能记得这个关系，需要详细解释。 然后是奈奎斯特带宽，这里可能需要区分用户的问题。有时候奈奎斯特带宽指的是为了以特定符号速率传输而所需的最小带宽，即B = R/2。比如符号速率R=6kBaud时，所需最小带宽是3kHz。但需要注意，这个定义可能和奈奎斯特速率相关联，容易混淆，需要明确说明。 用户可能混淆这两个术语，或者不清楚它们的区别。我需要用例子来区分，比如当给出带宽时，奈奎斯特速率是2B；当给定符号速率时，奈奎斯特带宽是R/2。这样用户就能明白两者的互为倒数关系。 还要考虑用户的实际应用场景，比如调制解调、数字信号处理，或者考试中的计算题。需要举具体的例子，比如电话系统的带宽是3.1kHz，对应的奈奎斯特速率是6.2kBaud，这样传输符号速率不能超过这个值，否则会有码间干扰。 同时，要联系到之前的波特率和比特率的关系，这里可能需要提到奈奎斯特速率限制了符号速率，而实际比特率还取决于调制方式。例如QPSK在6kBaud下能达到12kbps，这样用户能理解整体关系。 可能存在的误区是用户认为奈奎斯特速率是最大比特率，但实际上它只是符号速率的上限，比特率还要乘以每个符号的比特数。需要澄清这一点，避免混淆。 另外，需要提到实际应用中的考虑，比如升余弦滚降滤波器，这会增加所需带宽，但减少码间干扰，这样用户知道理论值和实际设计的差异。 总结时，要明确两者的定义、数学关系、应用场景和实际限制，帮助用户全面理解。最后，检查是否有遗漏点，比如香农定理和奈奎斯特的区别，是否需要提及，但用户只问了奈奎斯特相关，可能不需要扩展太多。</think>--- ### 一、核心结论 **奈奎斯特速率（Nyquist Rate）** 和 **奈奎斯特带宽（Nyquist Bandwidth）** 是数字通信中描述**信道容量与符号速率关系**的核心概念，两者互为倒数，共同定义了理想无噪声信道下的理论极限。 --- ### 二、基本定义 #### 1. **奈奎斯特速率（Nyquist Rate）** - **定义**：在**无噪声的理想信道**中，为避免码间干扰（ISI），**信道能支持的最大符号速率**（即波特率）。 - **公式**： $$ R_{\text{max}} = 2B $$ - $R_{\text{max}}$：最大符号速率（单位：**Baud**）， - $B$：信道带宽（单位：**Hz**）。 - **物理意义**：若符号速率超过 $2B$，接收端将无法区分相邻码元，导致信号混叠（Aliasing）。 #### 2. **奈奎斯特带宽（Nyquist Bandwidth）** - **定义**：在给定符号速率 $R$ 时，实现无码间干扰所需的最小信道带宽。 - **公式**： $$ B_{\text{min}} = \frac{R}{2} $$ - $B_{\text{min}}$：最小带宽（单位：**Hz**）， - $R$：符号速率（单位：**Baud**）。 - **物理意义**：若实际带宽小于 $R/2$，信号将因带宽不足而失真。 --- ### 三、数学关系与示例 #### 1. **奈奎斯特速率与带宽的关系** - **互为倒数**：$R_{\text{max}} = 2B$ 和 $B_{\text{min}} = R/2$ 本质是同一公式的两种表达。 - **示例**： - **电话信道**：带宽 $B = 3.1\,\text{kHz}$ → 奈奎斯特速率 $R_{\text{max}} = 2 \times 3.1 = 6.2\,\text{kBaud}$。 - **以太网**：若符号速率 $R = 10\,\text{MBaud}$ → 所需最小带宽 $B_{\text{min}} = 10/2 = 5\,\text{MHz}$。 #### 2. **实际应用中的限制** - **噪声影响**：奈奎斯特准则假设信道无噪声，实际需结合**香农定理**（$C = B \log_2(1+\text{SNR})$）计算信道容量。 - **升余弦滚降滤波器**：实际系统需预留额外带宽（滚降系数 $\alpha$），此时： $$ B_{\text{实际}} = \frac{R(1+\alpha)}{2} $$ 例如，$\alpha=0.5$ 时，带宽需扩大50%。 --- ### 四、常见问题与误区 #### 1. **奈奎斯特速率是比特率吗？** - **否**！奈奎斯特速率是**符号速率（波特率）**的上限，实际比特率还需乘以每符号的比特数（$\log_2 M$）。 - 例：QPSK（$M=4$）在 $R_{\text{max}}=6.2\,\text{kBaud}$ 时，比特率 $=6.2 \times 2 =12.4\,\text{kbps}$。 #### 2. **带宽越大，速率一定越高吗？** - **需综合权衡**： - 增加带宽可提高奈奎斯特速率（$R_{\text{max}} = 2B$），但噪声可能加剧（香农定理限制）。 - 高调制阶数（如1024-QAM）可在固定波特率下提升比特率，但对信噪比要求更高。 --- ### 五、应用场景 1. **调制解调器设计**：根据信道带宽选择符号速率（如ADSL利用高频段带宽提升速率）。 2. **数字采样定理**：奈奎斯特速率对应**采样率下限**（采样率 ≥ 2倍信号最高频率）。 3. **5G通信**：毫米波频段（大带宽）支持更高的符号速率，结合高阶调制（如256-QAM）实现高速率。 --- ### 六、总结 | 概念 | 定义 | 公式 | 核心意义 | |---------------------|-------------------------------|--------------------|---------------------------| | **奈奎斯特速率** | 无噪声信道最大符号速率 | $R_{\text{max}} = 2B$ | 避免码间干扰的理论上限 | | **奈奎斯特带宽** | 给定符号速率所需最小带宽 | $B_{\text{min}} = R/2$ | 保证信号无失真的带宽下限 | **关键点**： - 奈奎斯特准则为理想无噪声场景下的理论极限，实际系统需考虑噪声、滤波器和调制方式。 - **带宽与符号速率需协同设计**，以平衡速率、抗噪声能力和成本。
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