ボーレート計算機

ボーレートは通信路が一秒間に送信するシンボル数を表します。電信技術者エミール・ボドーにちなむ名称で、単位はbaudです。一ボーは一秒当たり一シンボルを意味します。一方、ビットレートは一秒当たりの情報ビット数です。単純な二値信号のように、各シンボルがちょうど一ビットを表す場合にだけ両者は一致します。現代の変調では一シンボルに複数ビットを割り当てられるため、ビットレートをボーレートより高くできます。 関係式は単純で、シンボルレートはデータレートをシンボル当たりのビット数で割った値です。すべての変調状態が同じ長さのビット列を符号化する場合、シンボル当たりのビット数は状態数の底二の対数です。二値信号は二状態で一シンボル一ビット、QPSKは四つの位相状態で二ビット、16-QAMは十六状態で四ビット、64-QAMは六十四状態で六ビットです。この計算機はビット数を直接入力するため、変調方式名が不明でも使えます。 シンボル時間はシンボルレートの逆数です。計算機はミリ秒で表示し、タイミング要件、サンプリング間隔、通信路特性の比較に役立ちます。9,600 baudのリンクではシンボル時間は約0.1042ミリ秒です。高速なリンクほどシンボルが短く、一般に広い通信路帯域、安定したタイミング、良好な信号対雑音比が必要です。 ボーレートが常にシリアルポート設定のビットレートと同じとは限りません。9600 8-N-1など通常のUART設定では二値レベルを使うため、公称ボーレートと生のビットレートは等しくなります。ただし、スタート、ストップ、パリティビットがフレームのオーバーヘッドとなり、有効ペイロードのスループットは低下します。パケットヘッダー、誤り訂正、ライン符号化、再送も、物理信号レートに対するアプリケーションの正味データ量を減らします。 変調を直接計算するときは、目標または測定した物理データレートを使ってください。ペイロードのスループットしか分からない場合は、先にプロトコルのオーバーヘッドを考慮します。出力は理想的なシンボルレートと時間です。実際のハードウェアはクロック許容差、占有帯域幅、フィルターのロールオフ、通信路容量、変調方式ごとの信号品質要件も満たす必要があります。この計算機はモデム設計、無線リンク、テレメトリ、シリアルインターフェース、通信教育の出発点として有用ですが、詳細な実装は該当するプロトコルと機器仕様に従ってください。