1.5 数字通信系统的主要性能指标

人们对通信系统的要求是多方面的，评价通信系统的优劣涉及信息传输的有效性、可靠性、适应性、标准性和经济性，甚至还包括设备的造型是否美观大方，维修是否方便等，但是在名目繁多的要求中，起着主导和决定作用的是有效性和可靠性。有效性是通信系统传输信息速度的表征，而可靠性是通信系统传输信息质量上的要求。人们总是希望通信系统传输的信息既快又准确，即既有效又可靠。然而有效性与可靠性两者却是矛盾的，这对矛盾只能依据实际要求取得相对的统一。例如，在满足一定可靠性的指标下，尽量提高传输速度，或者在维持一定有效性的前提下，使消息传输的质量尽量提高。

数字通信系统中的有效性是用传输速率和信息速率来衡量的。

传输速率又称传码率、波形速率和码元速率等。数字通信是用有限个数字波形来代表信息的，那么，每秒钟所传输的数字波形的数目（也即码元数目）就是传输速率，它通常用符号RB表示，它的单位是波特，记为B。例如，某数字通信系统，每秒传送4800个数字波形（或者4800个码元），则传输速率为4800波特（或记为4800B）。

仅用传输速率来表示有效性是不够的，因为传输速率仅仅表征了单位时间内传送数字波形的个数，而没有限定这种波形是何种进制，因为不同进制的波形含有的信息量是不相同的。波形速率相同，多进制波形所传送的信息量比二进制要大，显然两者的有效性各不相同。举例来说，若要进行天气预报，有8种天气状况——晴、云、阴、雨、雪、雾、霜和雹需要传送，如每秒钟报1次，采用八进制，8种码元与8种天气一一对应，则传输速率为1B就能完成任务。若用二进制码元传送，8种天气按如下关系与二进制码对应：、、和，因此必须用3个二进制码元的不同排列才能区别表示8种天气，若每秒钟报告1次天气，则传输速率为3B才能实现。这两种方式，就它们完成任务的情况来说是相同的，都是完成8种天气情况的预报，且每秒传送1次，也就是传送的信息是相同的，然而它们所需的传输速率（码元速率）却不相同，八进制为1B，二进制为3B。从传输信息而言，八进制每1个码元起到3个二进制码元的作用，即以1顶3。因此传输速率还不能完全表示出通信系统的有效性，为弥补上述的不足，可采用1.4节介绍的信息速率Rb （又称传信率）来表示，Rb的物理意义是每秒钟所传输的信息量。

对等概二元制系统，1个码元的信息量为1bit，则Rb2=RB2，需要提醒读者注意的是，说它们相等仅仅是数值相等，两者的单位却是不相同的，Rb的单位为b/s，而RB的单位为B。

对多进制系统，RbN=（lbN）RBN，这里也是指数值之间的关系，两者的单位各不相同。

若N进制的数字通信系统，每秒钟传送N进制的码元为RBN，换算为二进制，或说保持信息速率不变改用二进制传送，则二进制的传输速率为

数字通信的可靠性是以误码率、误信率、误字率和误句率等来衡量的。

误码率记为Pe，它定义为

误信率又称误比特率，记为

二进制1个码元的信息量是1比特，所以Pe2=Pb2。

误字率记为

误码率与误字率之间是相互联系的，但它们又有区别，一般说误码率大，误字率也大，但两者并不相等。误字率不仅决定于误码率的大小，同时还与误码的图样，即误码出现的位置有关。举例来说，用16个二进制码元组成一个汉字时，如传送16个汉字，共传送16×16=256个码元。当误码率为时，误字率不一定为。在此例中，若误码每隔15个码元出现一个，则16个汉字全错，误字率为1。若16个误码是连续出现的，并且集中在一个汉字上，则误字率才为。由此可见，通常误字率大于误码率。当误码位置随机出现，已知误码率并运用概率论知识，可以求出对应的汉字误字率：

PL=1-（1-Pe）16