當我們拿起手中的電話“喂、喂、喂，土豆土豆，我是黃河”的時候，當我們微信聊天打出“死鬼，我好稀罕你”的時候，你有沒有想過，說出的這些話或者打出的這些字是怎麼傳輸的呢，是怎麼送到對方那邊去的呢？

這裡我們學習數據傳輸過程中的幾個基礎概念。

比特

二進制中的“位”，例如“1”或者“0”就是一個位，也稱作為一個比特，簡稱1bit。比特用來衡量信息量的多少。

舉個例子，你發微信，手機打電話，信息在傳輸的時候這些東西都變成“1”和“0”的組合形式。 比如我們在電腦上需要發送一個英文“A”，計算機會用“1000001”來表示“A”，所以到這你該懂了，其實我們的數字世界都是由“1”和“0”組成的。而每一個二進制“1”或者“0”就是一個位，也稱作一個bit。

波特

用來衡量每秒鐘波形發生的變化。或者理解為每秒鐘波形振蕩的次數。波特率，或者稱為調制速率。如果數據不壓縮，波特率等于每秒傳輸的數據位數；如果數據進行壓縮，那麼每秒傳輸的數據通常大于調制速率。

碼元

攜帶數據信息的信号單元叫做碼元。單位時間内通過信道傳輸的碼元數目稱為碼元速率，簡稱波特率。

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以上說法較為官方，如果不懂繼續往下看。

碼元的官方解釋為：在數字通信中常常用時間間隔相同的符号來表示一個二進制數。這樣的時間間隔内的信号稱為（二進制）碼元，而這個間隔被稱為碼元長度。

通俗的解釋如圖1所示，圖中的“0”代表一個碼元，圖中的“1”也可以代表一個碼元。此時，數據是沒有經過壓縮的。所以圖中的“0”長度稱為碼元長度，圖中“1”的長度也稱為碼元長度。此時我們把這種碼元叫做k進制碼元。此時的碼元狀态有2種，一種代表“0”狀态，一種代表“1”狀态。而且每個碼元對應1個比特。

圖1：數字信号波形圖

值得注意的是當碼元的離散狀态有大于2個時（如M大于2個），此時碼元為M進制碼元。

舉例，當M=4時，我們叫做4進制碼元，意味着有4種離散狀态，分别為“00”，“01”，“10”，“11”狀态。如圖2所示，圖中分别有“00”，“01”，“10”，“11”碼元“00”，“01”，“10”，“11”碼元。此時數據經過了壓縮，所以這裡面每個碼元對應了2個比特。

圖2：四進制馬原圖

波特率：單位時間内，通過信道傳輸的碼元數目成為碼元速率，單位波特（Baud，B）。

波特率和碼元的關系如下：

假設，圖1，圖2中的T為1秒鐘，那麼圖1的碼元長度為1/2=0.5s，通過公式可知，圖1波特率=1/0.5=2（B）。

圖2的碼元長度為1/4=0.25s，通過公式可知，圖2波特率為1/0.25=4（B）

圖1兩個碼元對應了2個bit信息，分别為“1”，“0”；圖2四個碼元對應了8個比特信息，分别為“0”，“0”，“0”，“1”，“1”，“0”，“1”，“1”。

比特率和波特率關系如下：

其中，H是每個符号所包含的平均信息量是每個符号所包含的平均信息量。（備注：通俗地說就是每個碼元裡面的比特數。）

通過公式可以知道，圖1的比特率=2×1=2b/s。

因為圖1中含有2個碼元，分别為“0”和“1”。代表中單位時間内通過了2個碼元。

每個碼元裡面含有的平均信息量（比特數）是1個。

通過公式可以知道，圖2的比特率=4×2=8b/s。

因為圖2中含有4個碼元，分别為“00”、“01”、“10”、“11”。代表中單位時間内通過了4個碼元。

每個碼元裡面含有的平均信息量（比特數）是2個。

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