數據傳輸質量（data transmission quality），標誌數據信號在傳輸過程中發生變化的程度。
基本介紹
- 中文名：數據傳輸質量
- 外文名：datatransmission quality
- 套用學科：計算機、通信
簡介,差錯率,信號畸變率,信道最大傳輸能力,
簡介
數據傳輸質量（data transmission quality）表征傳輸信道的優劣程度。數據傳輸質量主要從兩方面考慮，一是傳輸過程中的差錯率，二是傳輸信道的傳輸能力。
數據傳輸質量標誌數據信號在傳輸過程中發生變化的程度。由於數據信號在傳輸過程中不可避免地會受到外界的噪聲干擾，信道的不理想也會帶來信號的畸變，因此當噪聲干擾和信號畸變達到一定程度時就可能導致接收的差錯。所以衡量數據傳輸質量的最終指標是差錯率，諸如，誤碼（比特）率、誤字元率、誤碼組率等。它們的定義為：
差錯率
在數據傳輸過程中，不可避免地會受到外界噪聲干擾，傳輸信道不理想也會造成信號傳輸畸變。當外界噪聲干擾和信號畸變達到一定程度時就可使接收到的信號產生差錯，所以衡量數據傳輸質量的重要指標是差錯率，通常用誤碼率表示，它的含義是二進制碼元在傳輸系統被傳錯的機率。當所傳送的碼元序列為無限長時，它近似地等於傳錯的二進制碼元數與所傳二進制碼元總數的比值。
差錯率是一個統計平均值，因此在測量或統計時，總的傳送比特（字元、碼組）數應達到一定數量，否則得出的結果將失去意義。數據通信中誤碼率的指標要求要根據用途、採用具體設備、信道條件及其他指標綜合考慮。
誤碼率是最常用的一項數據傳輸質量指標，但它並未涉及差錯的分布和影響。在實際信道上產生的差錯一般有隨機差錯（或稱獨立型差錯）與突髮型差錯兩種類型。前者在時間上的分布可認為是均勻的，相鄰的差錯間不存在關聯，因而知道了誤碼率後，就可以推算出其他的差錯率。後者是突發性的，在時間上的分布是不均勻的，因而由它引起的誤碼率與其他的差錯率之間沒有簡單的聯繫。
信號畸變率
除了差錯率外，有時也採用信號畸變率來衡量傳輸質量。雖然它不是一項最終指標，但與差錯率存在著聯繫。在異步傳輸中，起止式畸變是經常涉及的一類重要畸變，它的定義與起止式電報通信中的類似畸變相同（見電報信號畸變）。在等時信號傳輸中，經常採用等時畸變率作為信號畸變的量度。所謂等時信號是其兩個相鄰的狀態變遷點之間的時間間隔都是某一固定的寬度（通常即為一個碼元的寬度或其整數倍寬）的信號，如圖1（a）所示。
（a）等時信號
（b）存在畸變的等時信號
圖1 等時信號畸變等時畸變率的定義為：
其中T為碼元的標稱寬度；t1為任意兩個狀態變遷點之間的時間間隔的標稱值，也就是無畸變時的標稱寬度；則t2為實際的時間間隔，如圖1（b）所示。|t1-t2|不為零就表示存在畸變，以整個信號存在期間所出現的|t1-t2|的最大值，|t1-t2|max代入上式即可求得該等時信號的等時畸變率。實際上，它也可表示為：
其中tE和tL分別表示任意的單個狀態變遷點超前及滯後於其理想時刻的值，一般，以超前作為負值，滯後作為正值。
信道最大傳輸能力
數據傳輸要求有效而可靠地傳輸，即在誤碼率一定條件下，儘可能提高傳輸速率，或者在傳輸速率一定的條件下，儘可能地降低誤碼率。誤碼率是由傳輸信道的信噪比（S/N）所決定的，資訊理論中的信道容量公式即仙農公式給出了它們之間的關係：
C=Blog2(1+S/N)
式中，C為信道容量，即信道能達到的最大傳輸能力，通常用信息傳輸速率（單位：bit/s）表示；B為信道頻寬（單位：Hz）；S為接收端信號平均功率（單位：W）；N為信道內噪聲的平均功率（單位：W）。
上式說明，信道容量即信道最大傳輸能力是與信道頻寬B、信號功率S和噪聲功率N有關。數據傳輸的傳輸效率，即有效性，也是傳輸質量的重要指標。為了提高信道傳輸能力，就要充分利用信道頻寬，提高信道內的信噪比（S/N）。只要增加信噪比，信道容量就可很快增加，即數據傳輸速率提高很多。所以，為了達到較高的傳輸速率，在頻寬一定的條件下，要求增加信號功率和減少噪聲功率。但系統的信號功率是受限的，不可能無限增加，噪聲功率也不可能為零，所以信道容量，即信道傳輸速率有一極限值，由此即可全面衡量數據傳輸的有效性。
