带宽与信道容量与数据传输速率的关系
通信中的带宽关系、以及码元、波特率、比特率、奈奎斯特带宽
通信中的带宽关系、以及码元、波特率、⽐特率、奈奎斯特带宽1.带宽分类：第⼀零点带宽、奈奎斯特带宽、信道带宽。
注意：1）其中第⼀零点带宽、奈奎斯特带宽属于系统带宽；2）信道带宽⼀般是第⼀零点带宽的⼆倍（带宽取得都是正半轴），也可以理解为在到信道时候，信号被整体搬移到正轴与负轴；3）第⼀零点带宽为 Sa 函数正半轴与频率轴的第⼀个交点；2.奈奎斯特带宽：1/(2τ) == (1/2)*第⼀零点带宽 == (1/2)*RB (占空⽐为：1) 2.1 why？ 对于系统函数 H(w)为门宽为 pi/TB 的门函数，我们知道根据傅⾥叶变换，其对应于第⼀零点带宽为 TB 的Sa函数；（这个不会可以私聊我。
⽤到的知识点 1.门函数和Sa函数的变换；2.时域频域对称性）； 那么其系统带宽（B）为：(pi/TB) / (2pi) = 1/(2*TB) (注意这⾥是占空⽐为1，实际这个TB应该是τ) 2.2 最⾼频带利⽤率：RB/B = (1/TB)/(1/(2*TB) ) = 2 Baud/Hz (占空⽐为1) 2.3 所以RB = 2*B = 2 ；将1/(2*TB) 称为奈奎斯特带宽，记为fN；将该系统⽆码间串扰的最⾼传输速率（2*fN），称为奈奎斯特速率。
2.4例如： 2G时候GSM系统带宽 200khz，理论上最⼤传输速率400kbit/s，但是实际只能达到270.833kbit/s;3. 码元、波特（率）、⽐特率、奈奎斯特准则波特（率），单位时间内传输的码元数，码元带的信息量不同，那么波特⾃然不同。
⽐特率：⼀个码元携带1bit信息，对应1bit/s，⼀个码元携带2bit信息，对应2bit/s奈奎斯特准则：描述数字信道容量，根据波特的不同，有不同的容量，其值为两倍码元：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1bit信息（2个）、2bit信息（4个）4.对于占空⽐为1/2：时域变窄，频谱展宽，带宽加倍τ = TB/2；会导致带宽B = 1/τ = 2/TB = 2Rb;奈奎斯特带宽 = 1/(2τ) = 1/(2（TB/2）) = 1/TB = Rb;5.量化级增多：导致编码位数增多，占⽤带宽增加，传码率也增加；。
计算机网络原理 信道的主要性能参数
计算机网络原理 信道的主要性能参数信道的性能可以从信道带宽、信道容量、吞吐量、出错率等几个方面来衡量。
1．带宽带宽（Bandwidth ）本意指的是电子电路中存在一个固有通频带。
它所指的其实是数据传输率，譬如网络带宽等等，都是以“字节/秒”为单位。
衰减和延迟变形与信号中所含傅立叶分量频率大小相关，并由信道的质量决定。
任何信道都不是理想的，每一个信道都对能通过的信号频率范围有一个限制。
信道允许通过的信号频率范围，即可传送的信号的最高频率与最低频率之差，被称为信道的通频带宽，亦即信道带宽，单位为Hz 。
例如，一条传输线可以接受500Hz~3500Hz 的频率，则在这条传输线上传送频率的带宽就是3000Hz 。
只有信号带宽在信道范围内时，传输才是安全的。
在传输过程中，无线电、微波和双绞线都具有不同的带宽。
如图1-8所示为不同通信介质之间的对应关系。
f(Hz)0123456789101112f(Hz)波段图1-8 不同通信介质的传输带宽 宽带（broadband ）信道是指带宽很宽的信道，并可以在同一传输介质上进行多重（并行）传输的高速（一般大于2.5Gbps ）数据传输通道。
如图1-9为ADSL 上的三个信息频道：POTS （话音）频道（4kHz ）、上行频道（10kHz~50kHz ）和下行频道（1MHz 以上），或者说，ADSL 技术就是在一条铜线上，分出这样三个信息频道的技术，从而在一条铜线上既可以打电话，也可以上网。
高速下行通道中速双工通道POTS (a)ADSL 信道结构 (b)ADSL 频率结构图1-9 ADSL 上的三个信息频道信道带宽W=f 2-f 1，其中f 1是信道能通过的最低频率，f 2是信道能通过的最高频率，两者都是由信道 提 示 所说的“高速”，目前还没有国际标准定义。
一般将速度在1.54Mmps以上的数据传输都可以由做宽带。
从运营商的角度，一般把速度超过2Mbps 的数据传输才称为宽带传输。
流媒体相关网络协议
6.3.3 RTSP（Cont’d）
4. RTSP协议与其他协议的关系
（1）RTSP协议与HTTP协议的联系
▪ 目前的协议规范同时允许网页服务器和流媒 体服务器支持RTSP实现。
（2）RTSP协议与HTTP协议的区别
▪ HTTP是一个不对称协议；在RTSP中， Client和Server都可发出请求，且请求是有 状态的。
6.3.4 RSVP（Cont’d）
6. RSVP资源预订类型 ▪ A.独占资源预订——为每个连接中每
个相关发送者安装一个流 ▪ （1）固定过滤类型 ▪ B.共享资源预订——由不相关的发送
者使用 ▪ （2）通配过滤类型 ▪ （3）共享显式类型
6.3.4 RSVP（Cont’d）
7. RSVP软状态实现 ▪ 对RSVP，软状态指可被某些RSVP信息更新的路由
▪ 延迟敏感传输要求传输及时，并因而改变其速率。
6.3.4 RSVP（Cont’d） 3. RSVP数据流处理 ▪ RSVP数据流基本特征是连接，数据包在其上流通。 ▪ RSVP支持单播和组播连接，流总是从发送者开始。 ▪ 特定连接的数据包被导向同一个IP目的地址或公开的目
的端口。 ▪ IP目的地址是组播发送的组地址，或是单个接收者的单
6.3.4 RSVP（Cont’d）
5. RSVP连接启动 ▪ 为了初始化RSVP组播连接，接收者首先使用
Internet组成员协议（IGMP）加入IP目的地址指 定的组播组。对单播连接，单播路由就象IGMP 结合协议无关组播（PIM）在组播时的作用。 ▪ 接收者加入组后，潜在的发送者就开始发送 RSVP路径信息给IP目的地址。 ▪ 接收者应用收到路径信息，开始发送相应资源预 订请求信息，使用RSVP指定欲点播的流描述。 ▪ 发送者应用接收到资源预订请求信息后，开始发 送数据包。
bsc信道容量公式
bsc信道容量公式BSC（Base Station Controller）信道容量是指在无线通信中，基站控制器所能支持的最大数据传输速率。
为了计算BSC信道容量，我们可以借助香农信道容量公式。
香农信道容量公式是由克努特·香农于1948年提出的，被广泛用于计算信道的最大可达传输速率。
该公式描述了在给定信噪比条件下，数据传输速率的上限。
香农信道容量公式如下所示：C = B * log2(1 + S/N)其中，C表示信道容量，B表示信道的带宽，S表示信道的信号功率，N表示信道的噪声功率。
信道带宽（B）是指信道所能传输的频率范围，通常使用赫兹（Hz）作为单位。
较宽的带宽意味着更高的数据传输速率。
信号功率（S）是指信号的强度，通常使用瓦特（W）作为单位。
较强的信号功率意味着更好的信号质量。
噪声功率（N）表示信道中的噪声水平，通常使用瓦特（W）作为单位。
较低的噪声功率意味着较小的干扰。
log2表示以2为底的对数运算。
信道容量的计算需要使用对数运算来表达信噪比与传输速率之间的关系。
通过香农信道容量公式，我们可以得到一个定量的数值，表示在给定信噪比条件下，信道所能支持的最大数据传输速率。
这个容量值通常以比特每秒（bps）作为单位。
需要注意的是，信道容量是一个理论上的上限，实际的数据传输速率往往会低于信道容量。
这是因为在实际通信中，存在各种实际限制因素，如通信协议、编码方式、信号传输距离等。
为了提高BSC信道容量，可以采取一些优化措施，例如使用更高效的调制解调器技术、加强信号的传输功率、优化信道编码和纠错等。
总结起来，BSC信道容量是基站控制器所能支持的最大数据传输速率。
计算BSC信道容量需要借助香农信道容量公式，该公式描述了在给定信噪比条件下，信道的最大可达传输速率。
信道容量的计算涉及信道带宽、信号功率和噪声功率等因素。
然而，实际的数据传输速率往往会低于信道容量，因为存在各种实际限制因素。
为了提高BSC信道容量，可以采取一些优化措施。
第七章流媒体相关网络协议
送入运
封装为 输层 UDP用户
RTP报文
数据报
从开发者的角度看，t’d)
RTP在端口号1025到65535之间选择一个未 使用的偶数UDP端口号，而在同一次会话中 的RTCP则使用下一个基数UDP端口号。
默认端口号： RTP：5004 RTCP：5005
谱范围； 信道带宽是指信道上能够传送的最大频率范围； 在通信过程中，信号带宽必须小于信道带宽； 带宽单位为MHz。
7.1.1 Internet传输的基本概念（Cont’d）
3. 信道容量和数据传输速率 （1）信道容量：信道在单位时间内可以传输的最
大信号量，表示信道的传输能力。 （2）数据传输速率：通信线上传输信息的速度。 信号速率S是指单位时间内所传送的二制位代码
MMSP (Microsoft Media Server Protocol)
流媒体协议在IP/TCP协议中的位置
7.3.1 RTP
RTP（Real-time Transport Protocol）实时运
输协议——为实时应用提供端到端的运输，
但不提供任何服务质量的保证。
压缩
多媒体数 编码 据块
7.3.1 RTP（ Cont’d)
实时传输协议 暗示它也可以看 做传输层协议 因为RTP封装了 多媒体应用的数 据块，并且向多 媒体应用层提供 了服务
7.3.1 RTP（ Cont’d)
1. RTP协议的相关概念 (1) Time Stamping（时戳） 把接收到的语音和视频等多媒体数据按照正
的有效位数，以bps为单位。 调制速率B是指脉冲信号经过调制后的传输速率，
以BAUD为单位。
在通信过程中，信道容量应大于传输速率。
香农定理 1hz带宽
香农定理1. 引言在信息论中，香农定理是一项非常重要的理论，它对于衡量和传输信息的能力有着深远的影响。
香农定理提供了一个理论上的上限，它告诉我们在给定带宽的情况下，数据传输的最大速率是多少。
本文将对香农定理进行详细的探讨。
2. 信息论基础在深入了解香农定理之前，我们需要了解一些信息论的基础知识。
2.1 信息的度量在信息论中，信息的度量单位被称为比特（bit）。
一个比特表示一个二进制的选择，即0或1。
比特用来衡量信息的数量，比特越多，信息量越大。
2.2 信息熵信息熵是一个衡量随机变量不确定性的指标。
对于一个离散型随机变量X，其信息熵H(X)的计算公式为：H(X) = -Σ P(x) * log2(P(x))其中，P(x)表示随机变量X取某个值x的概率。
2.3 带宽带宽是指网络或信道传输数据的能力，通常以每秒传输的比特数来衡量。
带宽越大，网络传输的速度就越快。
3. 香农定理的原理香农定理是由克劳德·香农于1948年提出的。
它给出了在给定带宽的情况下，数据传输的最大速率。
3.1 香农公式香农定理的核心是香农公式，它用于计算在给定信道容量和带宽的情况下，数据传输的最大速率。
C = B * log2(1 + S/N)其中，C表示信道容量，B表示带宽，S表示信号的平均功率，N表示信号的平均噪声功率。
3.2 信道容量信道容量是指在给定带宽和信号噪声比的情况下，信道传输数据的最大速率。
信道容量取决于带宽和信噪比的大小。
3.3 信噪比信噪比是指信号功率和噪声功率之间的比值。
信噪比越大，信号的质量就越好，数据传输的可靠性就越高。
4. 香农定理的应用香农定理在通信领域有着广泛的应用，它为我们设计和优化通信系统提供了理论依据。
4.1 无线通信在无线通信中，带宽是有限的资源。
根据香农定理，我们可以计算出在给定带宽下，无线信道的最大传输速率。
这对于无线通信系统的设计和优化非常重要。
4.2 数字通信在数字通信中，我们可以利用香农定理来优化数据传输的可靠性和效率。
信道带宽与信道容量
C
B
log2
1
S N
bit / s
（2-6-2）
例2.2 设一幅图片约有个像素，每个像素以后2个以等概率出 现的亮电平。若要求用3分钟传输这张图片，并且信噪比等于 30dB，试求所需的信道带宽。
解：由于每个像素有12个等概率出现的亮度电平，所以每个 像素的信息量为 I p log 2 12 3.585 b
每幅图像的信息量为 If 2.5106 Ip 8.963106 b 信息传输速率，即信道容量为
C If t 8.963 10 6 (3 60) 4.98 10 4
信噪比为 S N 30 dB 1000 由于信道容量 C B log2(1 S N)
所以所需信道带宽为
B
C
4.98104 5 kHz
案例分析2
地震预警信息是由电脑自动发送，该预警信息可通过多种通 信手段进行传输发送，例如：网络微博发送，计算机、手机、 专用预警接收服务器、电视等实时同步发布，如图2.37所示。 由于地震预警系统传递信息时需要保证信息的可靠性，因此 可以通过多种通信手段保证信息的发布，所涉及到的信道方 式也可能有多种形式。
地震发生时，首先出现的是上下震动的P波，震动幅度较 小，要过大约10秒到1分钟时间，水平运动的S波才会到来， 造成严重破坏。地震预警就是利用地震发生后，P波与S波之 间的时间差。原理上，在距离震源50公里内的地区，会在地
案例分析2
地震前10秒收到预警信息；90-100公里内的地区，能提前 20多秒收到预警信息。根据数据准确估计震级、震中位置以 及快速估计地震对预警目标的影响等。例如：地震波从震中 传到北川县城大概需要25秒。如果您在发震5秒后感受到了地 震波，并花了15秒钟打电话告诉北川的朋友地震波即将来临， 那么您北川的朋友将会获得5秒的应急时间。
信道容量是指信息能够传输的最大平均信息速率
●信道容量是指信息能够传输的最大平均信息速率，分为连续和离散信道。
●AM信号的频谱由载频分量，上边带和下边带三部分组成●AM信号是带有载波分量的双边带信号，带宽是基带信号带宽的2倍，DSB的调制效率100%●在大信噪化情况下，AM信号包络检波器的性能几乎与相干解调法相同，当输入信噪比低于当限值时，将会出现门限效应，这时解调器的输出信噪比将急剧恶化，系统无法正常工作。
（现象）进行解调，解调器输出端总是单独存在有用信号项。
●相干解调的方法解调各种线性调制信号时不存在门限效应。
原因是信号与噪声分别●确知信号按照其强度可分为能量信号和功率信号，能量信号的振幅和持续时间都是有限的，其能量有限，平均功率为0，功率信号的持续时间无限，能量为无穷大●①均值与t无关，为常数②自相函数只与时间间隔t=t2-t1有关，同时满足①②的过程为广义平稳随机过程，平稳过程一定是广义平稳的，具有各态历经性的随机过程一定是广义平稳的。
●输出过程的功率谱密度是输出过程的功率谱密度乘以系统频率响应模值的平方。
●一个过程的时间平均等于对应的统计平均，则该过程是各态历经性的。
广义平稳过程的自相关函数R（t）是t的偶函数，且R（0）等于总平均功率，是R（t）的最大值。
功率谱密度P（f）是自相关函数R（t）的博立叶变换。
●DSB信号的调制效率为100%，SSB信号的频谱最窄，效率最高。
AM调制效率最大为2/3●解调方法有相干解调和非相干解调（包括检波法，模拟调制分为幅度和角度调制）●数字通信系统的主要性能指标是传码率和误码率●信道为路复用方法有时分复用，码分复用和频分复用。
●按信道中传输信号不同，通信可分为模拟传输系统和数字传输系统。
●模拟现行调制系统在解调过程中AM包络检波解调会产生门限效应。
●通信系统的一般模型：信息源￫发送设备￫信道￫接收设备￫受信者●按信道中传输的信号是否经过调制，可将通信系统分为基带传输系统和频带传输系统●正弦波加窄带高斯噪声的包络服从广义瑞利分布●随机过程的功率谱密度集中在中心频率fc附近相对窄的频率内●按信息传送方向于时间的关系，分为单工半双工全双工三种通信方式。
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带宽与信道容量与数据传输速率的关系
2008-04-22 10:16:58| 分类： 默认分类|举报|字号 订阅
数据传输速率的定义
数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。数据传输速率在数值上
等于每秒种传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒(bit/second)，记
作bps。对于二进制数据，数据传输速率为：
S=1/T(bps)
其中，T为发送每一比特所需要的时间。例如，如果在通信信道上发送一比特0、
1信号所需要的时间是0.001ms，那么信道的数据传输速率为1 000 000bps。
在实际应用中，常用的数据传输速率单位有：kbps、Mbps和Gbps。其中：
1kbps＝10^3 bps 1Mbps＝10^6 bps 1Gbps＝10^9 bps
带宽与数据传输速率
在现代网络技术中，人们总是以“带宽”来表示信道的数据传输速率，“带宽”
与“速率”几乎成了同义词。信道带宽与数据传输速率的关系可以奈奎斯特
(Nyquist)准则与香农(Shanon)定律描述。
奈奎斯特准则指出：如果间隔为π/ω(ω=2πf),通过理想通信信道传输窄脉冲信
号，则前后码元之间不产生相互窜扰。因此，对于二进制数据信号的最大数据传
输速率Rmax与通信信道带宽B（B=f,单位Hz)的关系可以写为：
Rmax＝2.f(bps)
对于二进制数据若信道带宽B=f=3000Hz，则最大数据传输速率为6000bps。
奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关
系。香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、
信噪比之间的关系。
香农定理指出：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率Rmax
与信道带宽B、信噪比S/N的关系为：
Rmax＝B.log2(1+S/N)
式中，Rmax单位为bps,带宽B单位为Hz，信噪比S/N通常以dB（分贝）数
表示。若S/N=30(dB),那么信噪比根据公式：
S/N(dB)=10.lg(S/N)
可得，S/N＝1000。若带宽B=3000Hz，则Rmax≈30kbps。香农定律给出了一
个有限带宽、有热噪声信道的最大数据传输速率的极限值。它表示对于带宽只
有3000Hz的通信信道，信噪比在30db时，无论数据采用二进制或更多的离散
电平值表示，都不能用越过0kbps的速率传输数据。
因此通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着明确的关系，所以人们可以用
“带宽”去取代“速率”。例如，人们常把网络的“高数据传输速率”用网络的
“高带宽”去表述。因此“带宽”与“速率”在网络技术的讨论中几乎成了同义
词。
带宽：信号传输频率的最大值和最小值之差(Hz)。信道容量：单位时间内传输的
最大码元数(Baud)，或单位时间内传输的最大二进制数(b/s)。数据传输速率：每
秒钟传输的二进制数(b/s)。
带宽 :信道可以不失真地传输信号的频率范围。为不同应用而设计的传输媒体具
有不同的信道质量，所支持的带宽有所不同。
信道容量:信道在单位时间内可以传输的最大信号量，表示信道的传输能力。信
道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数（称信道的数据传输速
率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，简记为bps。
数据传输率:信道在单位时间内可以传输的最大比特数。信道容量和信道带宽具
有正比的关系：带宽越大，容量越大。(这句话是说,信道容量只是在受信噪比影
响的情况下的信息传输速率)
带宽与信道容量与数据传输速率的关系
2008-04-22 10:16:58| 分类： 默认分类|举报|字号 订阅
数据传输速率的定义
数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。数据传输速率在数值上
等于每秒种传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒(bit/second)，记
作bps。对于二进制数据，数据传输速率为：
S=1/T(bps)
其中，T为发送每一比特所需要的时间。例如，如果在通信信道上发送一比特0、
1信号所需要的时间是0.001ms，那么信道的数据传输速率为1 000 000bps。
在实际应用中，常用的数据传输速率单位有：kbps、Mbps和Gbps。其中：
1kbps＝10^3 bps 1Mbps＝10^6 bps 1Gbps＝10^9 bps
带宽与数据传输速率
在现代网络技术中，人们总是以“带宽”来表示信道的数据传输速率，“带宽”
与“速率”几乎成了同义词。信道带宽与数据传输速率的关系可以奈奎斯特
(Nyquist)准则与香农(Shanon)定律描述。
奈奎斯特准则指出：如果间隔为π/ω(ω=2πf),通过理想通信信道传输窄脉冲信
号，则前后码元之间不产生相互窜扰。因此，对于二进制数据信号的最大数据传
输速率Rmax与通信信道带宽B（B=f,单位Hz)的关系可以写为：
Rmax＝2.f(bps)
对于二进制数据若信道带宽B=f=3000Hz，则最大数据传输速率为6000bps。
奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关
系。香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、
信噪比之间的关系。
香农定理指出：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率Rmax
与信道带宽B、信噪比S/N的关系为：
Rmax＝B.log2(1+S/N)
式中，Rmax单位为bps,带宽B单位为Hz，信噪比S/N通常以dB（分贝）数
表示。若S/N=30(dB),那么信噪比根据公式：
S/N(dB)=10.lg(S/N)
可得，S/N＝1000。若带宽B=3000Hz，则Rmax≈30kbps。香农定律给出了一
个有限带宽、有热噪声信道的最大数据传输速率的极限值。它表示对于带宽只
有3000Hz的通信信道，信噪比在30db时，无论数据采用二进制或更多的离散
电平值表示，都不能用越过0kbps的速率传输数据。
因此通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着明确的关系，所以人们可以用
“带宽”去取代“速率”。例如，人们常把网络的“高数据传输速率”用网络的
“高带宽”去表述。因此“带宽”与“速率”在网络技术的讨论中几乎成了同义
词。
带宽：信号传输频率的最大值和最小值之差(Hz)。信道容量：单位时间内传输的
最大码元数(Baud)，或单位时间内传输的最大二进制数(b/s)。数据传输速率：每
秒钟传输的二进制数(b/s)。
带宽 :信道可以不失真地传输信号的频率范围。为不同应用而设计的传输媒体具
有不同的信道质量，所支持的带宽有所不同。
信道容量:信道在单位时间内可以传输的最大信号量，表示信道的传输能力。信
道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数（称信道的数据传输速
率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，简记为bps。
数据传输率:信道在单位时间内可以传输的最大比特数。信道容量和信道带宽具
有正比的关系：带宽越大，容量越大。(这句话是说,信道容量只是在受信噪比影
响的情况下的信息传输速率)