symbolitaajuus

Symbolitaajuus, eli symbol rate, on digitaalisen viestinnän mitta, joka kuvaa, kuinka monta symbolia siirretään sekunnissa. Yksi symboli vastaa yhtä signaalin tilan muutosta, ja sen yksikkö on hertsi tai baud. Symbolitaajuus määrittää yhdessä modulaation vaiheiden määrän (symbolien joukko) käytettävän tiedon määrän ja vaikuttaa käytettävissä olevaan kaistanvaihteluun.

Symbolitaajuus ja bittitaajuus eroavat toisistaan. Kuinka paljon dataa kytketään per sekunti riippuu siitä, kuinka monta bittiä kukin symboli edustaa. Tämä määrä on log2(M), missä M on symbolien määrä (monimutkaisuus). Siten bittitaajuus B = symbolitaajuus × log2(M). Esimerkiksi BPSK: M = 2, 1 bitti per symbol, joten bittitaajuus on sama kuin symbolitaajuus. QPSK: M = 4, 2 bittiä per symbol. 16-QAM: M = 16, 4 bittiä per symbol.

Modulaatiojärjestelmät vaikuttavat myös kaistan tarpeeseen. Symbolitaajuus vaikuttaa kaistanleveyteen ja lähetyksen epävarmuuteen, koska symbolien pulssien muoto määrittää tarvittavan kaistan. Teoreettisesti baseband-signaalin minimi kaistanleveys on noin symbolitaajuus ja tietyn pulssin muodon mukaan käytännössä (1+α)·R_s/2, missä α on roll-off-kerroin ja R_s on symbolitaajuus. Käytännössä suurempi symbolitaajuus tai korkeampi M voi vaatia suuremman tai tehokkaamman kaistan, mutta modernit modulaatiot pystyvät siirtämään enemmän bittejä samalla kaistalla.

Symbolitaajuus on keskeinen mittari suunniteltaessa digitaalisia yhteyksiä kuten modeemit, tietoliikenne- ja langattomat järjestelmät. Sen ymmärtäminen auttaa arvioimaan sekä kantamaan kykyä että tiedonsiirtokaistan tarvetta.