ビットレート
デジタル・マルチメディアにおいて、ビットレートは単位時間当たりに記録される情報の量を表す。ビットレートはいくつかの要因によって決まる。
元の素材は、異なる周波数でサンプリングすることができる。
サンプルは異なるビット数を使用することがある。
データは、異なるスキームによって符号化されてもよい。
情報は、異なるアルゴリズムまたは異なる程度でデジタル圧縮することができる。
一般に、ビットレートを最小限に抑えることと、再生時の素材の品質を最大限にすることとの間の所望のトレードオフを達成するために、上記の要因についての選択が行われる。
音声データや映像データで非可逆圧縮を使用すると、元の信号との差異が生まれる。圧縮率が高い場合、または損失のあるデータを解凍し再圧縮した場合、圧縮アーティファクトの形で顕著になることがある。これが知覚される品質に影響を及ぼすかどうかは、圧縮方式、エンコーダパワー、入力データの特性、聴取者の知覚、聴取者のアーティファクトに対する熟知度、聴取・視聴環境に依存する。
この節におけるビットレートは、利用可能な最高の圧縮を使用する場合に、一般的な聴取・視聴環境において「平均的な」聴取者が、参照基準よりも著しく悪くないと感じる最小限である。
1G: 1981年: NMT 1200 bit/s
2G: 1991年: GSM CSD and D-AMPS 14.4 kbit/s 2003年: GSM EDGE 296 kbit/s(下り)、118.4 kbit/s(上り)
3G: 2001年: UMTS-FDD (WCDMA) 384 kbit/s 2007年: UMTS HSDPA 14.4 Mbit/s 2008年: UMTS HSPA 14.4 Mbit/s(下り)、5.76 Mbit/s(上り) 2009年: HSPA+(MIMOなし) 28 Mbit/s(下り)(56 Mbit/s with 2×2 MIMO), 22 Mbit/s(上り) 2010年: CDMA2000 EV-DO Rev. B 14.7 Mbit/s(下り) 2011年: HSPA+ accelerated(MIMOあり) 42 Mbit/s(下り)
Pre-4G: 2007年: Mobile WiMAX (IEEE 802.16e) 144 Mbit/s(下り)、35 Mbit/s(上り) 2009年: LTE 100 Mbit/s(下り)(360 Mbit/s with MIMO 2×2), 50 Mbit/s(上り)
より多くの例については、デバイス帯域幅の一覧、スペクトル効率#比較表、直交周波数分割多重方式#OFDMシステム比較テーブルを参照。
この場合、総ビット速度は、NRZI伝送路符号を使用しているため、125メガボーの符号伝送速度(計数率)に等しい。
順方向誤り訂正などの物理層プロトコルのオーバーヘッドのない通信技術では、総ビット速度と正味ビット速度との間に区別はない。 例えば、10Base-Tイーサネットの総ビット速度と正味ビット速度はどちらも10 Mbit/sである。マンチェスター符号を使用しているため、各ビットは2つのパルスによって表され、その結果、20メガボーの計数率が得られる。
V.92音声帯域(英語版)モデムの「接続速度」は、追加の誤り訂正符号がないため、通常、総ビット速度と同じである。下り56,000 bit/s、上りは48000 bit/sである。適応変調のため、接続確立フェーズ中に、より低いビット速度を選択することができる。信号対雑音比が悪い場合、低速だがより堅牢な変調方式が選択される。データ圧縮のため、実際のデータ伝送速度(実効伝送速度)はもっと高いかもしれない。
通信路容量(シャノン容量とも呼ばれる)は、特定の物理アナログノード間通信連結(英語版)にビットエラーがない場合に可能な、前方誤り訂正符号を除いた最大正味ビット速度の理論上の上限である。
正味ビット速度 ≤ 通信路容量
通信路容量はヘルツ単位のアナログ帯域幅に比例する。この比例関係はハートレーの法則と呼ばれている。その結果、正味ビット速度は、ビット毎秒単位のデジタル帯域幅容量と呼ばれることがある。