波特率與比特率有何關(guān)系

比特率,波特率,比特和波特的關(guān)系是什么?

比特率：在數(shù)字信道中，比特率是數(shù)字信號的傳輸速率，它用單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的有效位(bit)數(shù)來表示，其單位為每秒比特數(shù)bit/s(bps)。

波特率：波特率指數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率，它用單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變次數(shù)來表示，其單位為波特(Baud)。 波特率與比特率的關(guān)系為：比特率=波特率X單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)。 顯然，兩相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)1個二進(jìn)制位)的比特率等于波特率;四相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)2個二進(jìn)制位)的比特率為波特率的兩倍;八相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)3個二進(jìn)制位)的比特率為波特率的三倍;依次類推。

波特率與比特率有如下的換算關(guān)系：

1 Baud = log2M (bit/s)

其中M是信號的編碼級數(shù)。也可以寫成:Rbit = Rbaud log2M，上式中：Rbit-比特率，Rbaud-波特率。

一個信號往往可以攜帶多個二進(jìn)制位，所以在固定的信息傳輸速率下，比特率往往大于波特率。換句話說，一個碼元中可以傳送多個比特。例如，M=16，波特率為9600時，數(shù)據(jù)傳輸率(比特率)為38.4kbit/s。

在日常工作中，很多小伙伴總是分不清楚波特率和比特率。主要是很多教科書或者科普文章弄混淆了，這種混淆其實并不是有意而為之，而是在很多場合下比特率就等于波特率。

我們來看看這兩個概念。

比特率是指每秒傳送的比特(bit)位數(shù)(即0 或1)。單位為 bps(Bit Per Second)。常見的單位有kbps，Mbps, Gbps等等。通常也稱之為信號號速率。比特率越高，每秒傳送數(shù)據(jù)就越多。

波特率是指每秒鐘傳送碼元符號的個數(shù)，是衡量數(shù)據(jù)傳送速率的指標(biāo)。單位為Baud。

當(dāng)信號是非歸零碼(NRZ)的時候，比特率就等于波特率了。比如說USB3.0的信號速率是5Gbps，那么，這里說的就是它的比特率是5Gbps，又因為它是NRZ編碼信號，那么它的波特率也就是5GBaud。但是在NRZ信號中很少說波特率。

但是隨著信號速率越來越高，比如Ethernet和PCIe都開始采用PAM4這類信號了。在前面給大家介紹過，PAM4采用的是4電平(00、01、10、11)，在每一個符號中包含2bit的數(shù)據(jù)。比如PCIe6.0的信號速率為64Gbps，那它的波特率就是32GBuad。

這只是用PAM4來舉例子，如果是PAM8、PAM16等等調(diào)制信號依此類推即可。

1.比特率

比特率(bit rate)又稱傳信率、信息傳輸速率(簡稱信息速率，information rate)。其定義是：通信線路(或系統(tǒng))單位時間(每秒)內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘浚疵棵肽軅鬏數(shù)亩M(jìn)制位數(shù)，通常用Rb表示，其單位是比特/秒(bit/s或b/s，英文縮略語為bps)。

2.波特率

波特率(Baud rate)又稱傳碼率、碼元傳輸速率(簡稱碼元速率)、信號傳輸速率(簡稱信號速率，signaling rate)或調(diào)制速率。其定義是：通信線路(或系統(tǒng))單位時間(每秒)內(nèi)傳輸?shù)拇a元(脈沖)個數(shù);或者表示信號調(diào)制過程中，單位時間內(nèi)調(diào)制信號波形的變換次數(shù)，通常用RB表示，單位是波特(Bd或Baud)。

雖然比特率和波特率關(guān)系密切，但是它們是兩個不同的概念。

比特率是測量每秒可傳輸數(shù)據(jù)比特位(0和1)數(shù)量的單位。例如，每秒2,400位的比特率是指每一秒鐘傳輸了2,400個1和0。

波特率表示每秒鐘一個信號(從0變?yōu)?或從1變?yōu)?)或符號(連接的電壓、頻率或相位)在通信通道中改變狀態(tài)或發(fā)生變化的次數(shù)。例如，2,400波特率是指該通道每秒鐘最多改變狀態(tài)2,400次。在這個例子中，波特率和比特率是相同的數(shù)值：2,400bps，1比特率等于1波特率。

雖然比特率和波特率具有相似性，但是它們并不是一回事兒。

模擬電話調(diào)制解調(diào)器要比數(shù)字通信手段簡單一些，而且通常每秒傳輸位數(shù)和波數(shù)相同，1個符號(波數(shù))傳輸1個位。為了提高通信速度，更高級的調(diào)制解調(diào)器會使用能在一個符號中發(fā)送多個位的調(diào)制技術(shù)。因此，比特率和波特率并不總是相同的數(shù)值。

在使用不同的調(diào)制技術(shù)時，如果通道在一個波中最多發(fā)送4個位，那么波特狀態(tài)就只會改變一次。因此，在這種情況下波特率等于1/4的比特率。

我們可以使用這樣的波特率公式：比特/秒 = 波特/秒 x 比特/波特。

波特率指數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率，它用單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變次數(shù)來表示，其單位為波特(Baud)。 波特率與比特率的關(guān)系為：比特率=波特率X單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)。

比特率是數(shù)字信號的傳輸速率，它用單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的有效位(bit)數(shù)來表示，其單位為每秒比特數(shù)bit/s(bps)、每秒千比特數(shù)(Kbps)或每秒兆比特數(shù)(Mbps)來表示(此處K和M分別為1000和1000000，而不是涉及計算機(jī)存儲器容量時的1024和1048576)。

兩相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)1個二進(jìn)制位)的比特率等于波特率;四相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)2個二進(jìn)制位)的比特率為波特率的兩倍;八相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)3個二進(jìn)制位)的比特率為波特率的三倍;依次類推。

如果在數(shù)字傳輸過程中，用0V表示數(shù)字0，5V表示數(shù)字1，那么每個碼元有兩種狀態(tài)0和1. 每個碼元代表一個二進(jìn)制數(shù)字。此時的每秒碼元數(shù)和每秒二進(jìn)制代碼數(shù)是一樣的，這叫兩相調(diào)制，波特率等于比特率。

如果在數(shù)字傳輸過程中，0V、2V、4V和6V分別表示00、01、10和11，那么每個碼元有四種狀態(tài)00、01、10和11. 每個碼元代表兩個二進(jìn)制數(shù)字。此時的每秒碼元數(shù)是每秒二進(jìn)制代碼數(shù)是一半的，這叫四相調(diào)制，波特率等于比特率一半。