波特率与比特率有何关系

比特率,波特率,比特和波特的关系是什么?

比特率：在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)。

波特率：波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。 波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。 显然，两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率;四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍;八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍;依次类推。

波特率与比特率有如下的换算关系：

1 Baud = log2M (bit/s)

其中M是信号的编码级数。也可以写成:Rbit = Rbaud log2M，上式中：Rbit-比特率，Rbaud-波特率。

一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。换句话说，一个码元中可以传送多个比特。例如，M=16，波特率为9600时，数据传输率(比特率)为38.4kbit/s。

在日常工作中，很多小伙伴总是分不清楚波特率和比特率。主要是很多教科书或者科普文章弄混淆了，这种混淆其实并不是有意而为之，而是在很多场合下比特率就等于波特率。

我们来看看这两个概念。

比特率是指每秒传送的比特(bit)位数(即0 或1)。单位为 bps(Bit Per Second)。常见的单位有kbps，Mbps, Gbps等等。通常也称之为信号号速率。比特率越高，每秒传送数据就越多。

波特率是指每秒钟传送码元符号的个数，是衡量数据传送速率的指标。单位为Baud。

当信号是非归零码(NRZ)的时候，比特率就等于波特率了。比如说USB3.0的信号速率是5Gbps，那么，这里说的就是它的比特率是5Gbps，又因为它是NRZ编码信号，那么它的波特率也就是5GBaud。但是在NRZ信号中很少说波特率。

但是随着信号速率越来越高，比如Ethernet和PCIe都开始采用PAM4这类信号了。在前面给大家介绍过，PAM4采用的是4电平(00、01、10、11)，在每一个符号中包含2bit的数据。比如PCIe6.0的信号速率为64Gbps，那它的波特率就是32GBuad。

这只是用PAM4来举例子，如果是PAM8、PAM16等等调制信号依此类推即可。

1.比特率

比特率(bit rate)又称传信率、信息传输速率(简称信息速率，information rate)。其定义是：通信线路(或系统)单位时间(每秒)内传输的信息量，即每秒能传输的二进制位数，通常用Rb表示，其单位是比特/秒(bit/s或b/s，英文缩略语为bps)。

2.波特率

波特率(Baud rate)又称传码率、码元传输速率(简称码元速率)、信号传输速率(简称信号速率，signaling rate)或调制速率。其定义是：通信线路(或系统)单位时间(每秒)内传输的码元(脉冲)个数;或者表示信号调制过程中，单位时间内调制信号波形的变换次数，通常用RB表示，单位是波特(Bd或Baud)。

虽然比特率和波特率关系密切，但是它们是两个不同的概念。

比特率是测量每秒可传输数据比特位(0和1)数量的单位。例如，每秒2,400位的比特率是指每一秒钟传输了2,400个1和0。

波特率表示每秒钟一个信号(从0变为1或从1变为0)或符号(连接的电压、频率或相位)在通信通道中改变状态或发生变化的次数。例如，2,400波特率是指该通道每秒钟最多改变状态2,400次。在这个例子中，波特率和比特率是相同的数值：2,400bps，1比特率等于1波特率。

虽然比特率和波特率具有相似性，但是它们并不是一回事儿。

模拟电话调制解调器要比数字通信手段简单一些，而且通常每秒传输位数和波数相同，1个符号(波数)传输1个位。为了提高通信速度，更高级的调制解调器会使用能在一个符号中发送多个位的调制技术。因此，比特率和波特率并不总是相同的数值。

在使用不同的调制技术时，如果通道在一个波中最多发送4个位，那么波特状态就只会改变一次。因此，在这种情况下波特率等于1/4的比特率。

我们可以使用这样的波特率公式：比特/秒 = 波特/秒 x 比特/波特。

波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。 波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。

比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)来表示(此处K和M分别为1000和1000000，而不是涉及计算机存储器容量时的1024和1048576)。

两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率;四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍;八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍;依次类推。

如果在数字传输过程中，用0V表示数字0，5V表示数字1，那么每个码元有两种状态0和1. 每个码元代表一个二进制数字。此时的每秒码元数和每秒二进制代码数是一样的，这叫两相调制，波特率等于比特率。

如果在数字传输过程中，0V、2V、4V和6V分别表示00、01、10和11，那么每个码元有四种状态00、01、10和11. 每个码元代表两个二进制数字。此时的每秒码元数是每秒二进制代码数是一半的，这叫四相调制，波特率等于比特率一半。