信號傳輸速率

信號傳輸速率是指單位時間內所傳輸的數據量多少。為了能夠統一度量，可以採用兩種方法作為傳輸速率的單位。數據是信息的載體，信息涉及數據的內容和解釋，信號則是數據在傳輸過程中的電磁波表現形式。

一種是碼元速率，單位時間內傳輸的碼元個數，單位為波特（baud），所以也稱波特率。一個數字脈衝為一個碼元。若碼元的寬度為T秒，則B=1/T。

另一種是數據傳輸速率，每秒鐘內傳輸的信息量，單位為比特/秒（b/s或bps），所以也稱比特率。若碼元可取的離散值的個數為M，則T=Ts*㏒M，R=Rs/㏒M,其中Ts為發一個二進位符號所需要的時間。

若碼元所攜帶的信息量為I，則I=㏒M，單位為bit。R=Rs/㏒M=Rs/I。

尼奎斯特在1924年推倒出了有限帶寬無雜訊通道的最大碼元速率，稱為尼奎斯特定理。若通道帶寬為W，則最大碼元速率B=2W。所以有限帶寬無雜訊通道的最大數據傳輸速率R=B/㏒M=2W/㏒M。僅當M=2時，最大碼元速率才等於最大數據傳輸速率。

香農在尼奎斯特定理的基礎上在1984年推倒出了有限帶寬有雜訊通道的最大數據傳輸速率R=W㏒2（1+s/n）。W為通道帶寬，S為信號的平均功率，N為雜訊的平均功率，S/N為信噪比。信噪比單位為分貝（dB），他們之間的關係為dB=10㏒10（S/N）。例如當信噪比為30dB時，S/N=10的3（30÷10）次方=1000。