Symbolrate

Die Symbolrate oder Baudrate ist in der digitalen Übertragungstechnik und Nachrichtentechnik die Anzahl der übertragenen Symbole pro Zeitspanne. Die Einheit „pro Sekunde“ dieser Rate wird als Baud bezeichnet, abgekürzt Bd, um sie z. B. von der Bitrate zu unterscheiden.

Zusammenhänge

In jedem der hier betrachteten Zeitschritte (Symboldauer $T_{s}$ ) wird eines von mehreren möglichen Symbolen übertragen. Die Symbolrate ist also

f_{s}={\frac {1}{T_{s}}}\,.

Sind es mehr als zwei verschiedene Symbole, siehe Leitungscode, so trägt jedes Symbol mehr als ein Bit Information, und die Bitrate ist höher als die Symbolrate.

Bei Frequenzspreizverfahren wechselt der Zustand mehrfach pro Symbol, mit der um den Spreizfaktor höheren Chiprate. Ohne Frequenzspreizung ist die Schrittgeschwindigkeit gleich der Symbolrate. Bei trägerbasierenden Übertragungsverfahren heißt die Schrittgeschwindigkeit auch Modulationsrate.

Unter gewissen Voraussetzungen ist die nötige Bandbreite etwa gleich der Schrittgeschwindigkeit. Die tatsächlich benötigte Bandbreite hängt unter anderem von der Art der Pulsformung und ggf. von der Art der Modulation und vom Modulationsindex ab.

Beispiele

Wie die folgende Tabelle demonstriert, kann Datenübertragungsrate und Symbolrate in beiden Richtungen voneinander abweichen. Werte knapp unterhalb von 0,001 bis 15 treten in der Praxis auf.

Übertragungen mit vielen Zeitschritten gegenüber der Bitanzahl in einem kodierten Wort reduzieren die Datenübertragungsrate gegenüber der Symbolrate. Viele mögliche Pegel oder Zustände erhöhen die Datenübertragungsrate gegenüber der Symbolrate oder reduzieren die notwendige Bandbreite. Fest in Kodierungen installierte Vorwärts-Fehlerkorrekturen reduzieren die Datenübertragungsrate, erlauben aber mehr Konstellationen.

Modulationen können teilweise miteinander kodiert werden, teilweise werden diese nicht mit explizit angegeben (so steckt hinter fast allen Kodierungen mit 2 Pegeln eine PAM-2).

Hinweis: Angaben der Datenübertragungsrate werden zu Werbezwecken oft geschönt. Üblich sind:

Das Verhältnis von Datenrate-zu-Symbolrate wird nicht berücksichtigt.
Enthaltene Vorwärts-Fehlerkorrekturen werden nicht berücksichtigt.
Bei Vollduplex-Übertragungen werden Hin- und Rückrichtung zusammengezählt.

Code	Pegel/ Zustände	Datenrate/ Symbolrate	max.Frequenz/ Symbolrate	DC-frei	Taktrück- gewinnung	Fehler- erkennung	Fehler- korrektur	Anwendung
RZ-Code	03	1/2	1/2	Nein	Ja	Nein	Nein
NRZ-Code (PAM-2)	02	1	1/2	Nein	Nein	Nein	Nein	nativ angebunden mit separatem Taktsignal (PCI, RAM …)
PAM-4	04	2	1/2	Nein	Nein	Nein	Nein	PCI Express 6.0, Ethernet über Glasfaser mit 100, 200 und 400 Gbit/s
PAM-16	16	4	1/2	Nein	Nein	Nein	Nein	Ethernet 40GBASE-T
(0,1)-RLL	02	1/2	1/2	Ja	Ja	Nein	Nein	Disketten, Festplatten
(0,2)-RLL	02	4/5	1/2	Nein	Ja	Nein	Nein
(1,7)-RLL	02	2/3	1/2	manche	Ja	Nein	Nein
(2,7)-RLL	02	1/2	1/6	Nein	Ja	Nein	Nein	Festplatten
EFM	02	8/17	1/6	Ja	Ja	teilweise	Nein	Compact Disc
EFMplus	02	8/16	1/6	Ja	Ja	teilweise	Nein	DVD
Manchester-Code bzw. 1B2B-Code	02	1/2	1/2	Ja	Ja	Nein	Nein
4B5B-Code	02	4/5	1/2	Nein	Ja	Nein	Nein
4B5B-Code + MLT-3-Code	03	4/5	1/4	Nein	Ja	Nein	Nein	Fast Ethernet
8B10B-Code	02	8/10	1/2	Ja	Ja	teilweise	Nein	HDMI bis 2.0, PCI Express 1.x und 2.x, Serial ATA, USB 3.0, DisplayPort u.v. a.m.
16b18b-Code	02	16/18	1/2	Ja	Ja	teilweise	Nein	HDMI 2.1
64b66b-Code	02	64/66	1/2	reduziert	Ja	Nein	Nein	PCI Express 3.0 bis 5.0
64b67b-Code	02	64/67	1/2	Ja	Ja	Nein	Nein
DSSS des GPS	02	1/1023	1/2	Trägerband	Ja	Nein	Nein	Global Positioning System
DSSS + DBPSK	02	1/11	1/2	Trägerband	Ja	teilweise	Nein	Ur-WLAN 802.11
DSSS + DQPSK	04	2/11	1/2	Trägerband	Ja	teilweise	Nein	Ur-WLAN 802.11
BPSK	02	1	1/2	Nein	Nein	Nein	Nein	Bluetooth
QPSK	04	2	1/2	Nein	Nein	Nein	Nein	DVB-S
8-PSK	08	3	1/2	Nein	Nein	Nein	Nein	Bluetooth, DVB-S2
16-QAM	16	4	1/2	Nein	Nein	Nein	Nein	DVB-C
64-QAM	64	6	1/2	Nein	Nein	Nein	Nein
4096-QAM	4096	12	1/2	Nein	Nein	Nein	Nein	DVB-C2 (max.), ADSL
32768-QAM	32768	15	1/2	Nein	Nein	Nein	Nein	ADSL (max.)

Literatur

Gottapu Sasibhushana Rao: Cellular Mobile Communication. Pearson Education India, 2013, ISBN 81-317-9861-5.
Karl-Dirk Kammeyer: Nachrichtenübertragung. 4. Auflage. Vieweg + Teubner, 2008, ISBN 978-3-8351-0179-1.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. The authors of the article are listed here. Additional terms may apply for the media files, click on images to show image meta data.