通信基础（一）：数据传输基础

一、波特率与比特率关系

比特率(信息传输速率、信息速率):指单位时间内在信道上传

送的数据量(即比特数),单位为比特每秒 (bit/s), 简记为b/s或bps。

波特率与比特率有如下换算关系：

bit=baud  *log  2(N)

其中， N是码元总类数。

特别注意：

        速度单位中的Kbps=1000bps

        内存大小中的KB=1024Byte=1024*8bit

二、带宽与信噪比

带宽：传输过程中信号不会明显减弱的一段频率范围，单位为赫兹 (Hz)。

模拟信道带宽计算公式如下：

信道带宽W= 最高频率-最低频率

信噪比与分贝：信号功率与噪声功率的比值称为信噪比，通常将信号功率记为S, 噪声功率记为N, 信噪比为S/N。 通常考试中不使用信噪比本身，而是使用10lgS/N的值，即分贝。

1dB  =10×log10（S/N）

考试中记住：30db 对应的s/n=10^3

三、尼奎斯特公式

无噪声时的数据速率计算：在无噪声情况下应依据尼奎斯特定理来计算最大数据速率。

尼奎斯特定理为：

最大数据速率= 2W      log₂N      =      Blog₂N

其中， W 表示带宽， B代表波特率， N 是码元总的种类数。

四、香农公式

有噪声时的数据速率计算：在有噪声情况下应依据香农公式来计算极限数据速率。

香农公式为：

c=w×log₂(1+S/N)

其中， S为信号功率， N为噪声功率。

误码率：指接收到的错误码元数在总传送码元数中所占的比例。

五、传输时间问题

网络中的时延组成：

(1)发送时延

也称为传输时延。

发送数据时，数据帧从结点进入到传输媒体所需要的时间。

也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。 

(2)传播时延

电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

发送时延与传播时延有本质上的不同。

信号发送速率和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。

(3)处理时延

        主机或路由器在收到分组时，为处理分组(例如分析首部、提取数据、差错检验或查找路由)所花费的时间。 

(4)排队时延 

分组在路由器输入输出队列中排队等待处理所经历的时延。

排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。