1.6.2 数字通信系统的有效性和可靠性

数字通信系统的有效性指标为传输速率和频带利用率，可靠性指标为平均符号差错概率。这两种指标的具体含义和计算方式如下。

1. 有效性指标

（1）传输速率

数字系统传输速率的定义有两种，比特传输速率R_b和符号传输速率R_B。比特传输速率也称比特率，是指每秒传输的比特数量，单位为bit/s。符号传输速率也叫信号速率或者码元速率，指单位时间内所传输的码元数目，单位为Baud，因而又称波特率。码元可以是二进制的，也可以是多进制的。若每个码元的持续时间为T_B（单位为s），则有

对于一个等概率发送的M进制系统，每个码元携带的信息量为log₂Mbit，因而波特率和比特率存在以下对应关系。

或

显然，二进制系统比特率与波特率相等。

（2）频带利用率

比较不同的数字通信系统的效率时，还要看传输这种信息所需的信道带宽，带宽越宽，传输信息的能力应该越大，所以衡量数字通信系统传输效率的有效性指标应当是单位频带内的传输速率，即频带利用率（也称带宽效率），它的计算方式如下。

式中单位为Baud/Hz。或

式中单位为bit/（s·Hz）。

2. 可靠性指标

数字通信系统的平均符号差错概率主要表现为误比特率或误码率。这两种指标的具体含义和计算方式如下。

（1）误比特率P_b

比特率指在传输过程中发生错误的比特个数与传输的总比特数之比，又称误信率，其计算方式如下

（2）误码率P_e

误码率指在传输过程中发生错误的码元个数与传输的总码元数之比，又称误符号率，计算方式如下

对于二进制系统来说，误码率P_e就等于误比特率P_b。需要强调的是，这里的差错概率是多次统计结果的平均值，对于数字系统来说，差错概率的大小取决于每个码元的能量及噪声功率谱密度。差错概率越小，可靠性越好。降低平均符号差错概率的方式有很多，可以通过改善信噪比，也可以改进调制方式等，具体内容将在第7章详细进行讨论。