1.5.1 有效性指标
重点难点讲解
1.工作速率
工作速率(即传输速率)是衡量数据通信系统传输能力的指标，主要使用两种不同的定义:符号速率和数据传信速率。
(1)符号速率
符号速率(即码元速率或调制速率，用N Bd或f s表示)的定义是每秒传输信号码元的个数，单位为波特(Baud)。如信号码元持续时间(码元间隔)为T s，那么符号速率N Bd为
(2)数据传信速率
数据传信速率(即信息传输速率，用R或f b表示)的定义是每秒所传输的信息量。信息量是信息多少的一种度量，信息的不确定性程度越大，则其信息量越大，信息量的度量单位为“比特”(bit)。在满足一定条件下，一个二进制码元(一个“1”或一个“0”)所含的信息量是一个“比特”(条件为:随机的、各个码元独立的二进制序列，且“0”和“1”等概率出现)，所以数据传信速率的定义也可以说成是:每秒所传输的二进制码元数，其单位为bit/s。
数据传信速率和符号速率之间存在一定关系，如图1-11所示。
图1-11给出了两种数据信号。图1-11(a)为二电平信号，即1个信号码元T s中有2种状态(±1)，1个信号码元用1个代码(“1”或“0”)表示。图1-11(b)为四电平信号，即1个信号码元T s中有4种状态(±3和±1)，因此每个信号码元可以代表4种情况之一，一个信号码元用2个代码(二进制码元)表示。
图1-11 二电平信号和四电平信号
由此可见，当信号为M电平，即M进制时，数据传信速率与符号速率(调制速率)的关系为
其中，R的单位为bit/s。
当数据信号是二进制脉冲(码元)，即二状态时，两者的速率是相同的。但数据信号有时采用多状态制(或称多电平制、多进制)，此时两者的速率是不相同的。
2.频带利用率
数据信号的传输需要一定的频带，数据传输系统占用的频带越宽，传输数据信息的能力越强。因此，在比较不同数据传输系统的效率时，只考虑它们的数据传输速率是不充分的。因为即使两个数据传输系统的传输速率相同，它们的通信效率也可能不同，所以还要看传输相同信息所占的频带宽度。
真正衡量数据传输系统有效性的指标是单位频带内的传输速率，即频带利用率。频带利用率的定义如下:
其中，η的单位为Baud/Hz。
其中，η的单位为bit/(s·Hz)。