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什么是码元速率和信息速率,反应速率方程与质量作用定律

时间:2023-05-05 08:23:12 阅读:125158 作者:1605

码片速率是用户数据码元扩展后的速率,从MAC-d发送的有效FP比特经由信道编码、帧均衡、速率匹配,在复用到CCTrCH上之后,分成IQ两个

中文名称

芯片速率

外语名称

Chip rate

定义

用户数据符号扩展后的速率单位

cps,chips per second

道路的数量

智商双向

WCDMA系统

3.84Mcps

芯片速率概述

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语音

扩频指将用户数据的符号乘以分配给它的对应扩频码。 扩频操作增加信号带宽。 由于信号的带宽在数值上与其符号传输速率基本相等,所以扩展后的符号速率被称为码片速率。 在WCDMA系统中,由于10ms的TTI中包含15个slots,因此每个slot有2560个chips,计算得到3.84Mcps的码片速率[1]。

3.84M米芯片=15*2560(1个slot ) 100 ) 10ms的15个slot,1s为100倍() ) ) ) ) ) ) ) )。

Chip rate,单位: cps,chips per second

Bit对应于有用信息,且是进入物理层以执行基带信号处理之前的信息比特,并且将该速率称为比特率的Symbol在空中接口传输之前对信息进行诸如交织、增加循环冗馀奇偶校验比特、速率自适应等之类的基带比特Chip是通过空中接口扩频调制的信息单元,用于表示能量(energy )的负荷。

这会将公式bitrate*SF(spreadingfactor )=chip rate修改为chip rate=SF*symbol rate。

系统通过扩频将比特转换为码片。

一个数据信号,诸如逻辑1或0,通常由多个编码信号进行编码。 其中一个编码信号被称为一个码片。

当每个数据信号在10码片上传输时,码片速率为数据速率的10倍,并且处理增益等于10。

芯片对应于模拟调制中的载波作用,并且是数字信号的载波。

常见的扩频形势是将伪随机噪声序列(PN序列)与窄带PSK信号相乘。 PN序列通常用符号c表示,一个PN序列是由1和0构成的有规律的二进制码流,其中1和0不承载信息,因此不称为bit,而是称为chip。

要理解“芯片”这个词,你首先需要了解扩频通信。 我们的信息代码,所有数字都有信息,有一定的带宽。 扩频通信是用比信息码流频率高得多的规则码流调制信息码。 也就是说,原始的“1”或“0”将替换为代码组合。

因为这个字符串可以表示1位信息,所以不能说是bit(bit是信息的基本单位),所以我找了chip这个名词。 此字符串中的每个码字都是chip,例如cdma的码片速率为1.2288Mchip/s。 (这个说明最容易理解)

码片频率是指扩频调制后的数据频率,用cps表示(chip per-second ) )。

数据*信道代码=chip,chip是最终通过空闲端口的物理信道发送的数据速率单位

WCDMA的芯片速率为3.84Mcps,

c:chip,也就是符号。 3.84MMcps:每秒3.84米符号

码片速率是指扩频后的速率,MAC-d发送的有效FP比特经过信道编码、帧均衡、速率匹配,复用到CCTrCH后,分为IQ两路,分别进行扩频和加扰扩频是指将有效位与扩频码相乘,从而通过扩频操作增加带宽。 扩散后的速率称为码片速率。 10ms的TTI包含15个插槽,因此每个插槽有2560个芯片,计算得到3.84Mchipps的芯片速率。

码片速率相关概念

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芯片速率芯片概念

芯片速率是指单位时间内传输的芯片数。 什么是芯片呢? 明确WCDMA的扩散过程后,也了解了芯片的概念。 假设您要发送2位信息。 (1,-1)发送端将该2位序列转换为另一个完全不同的信息序列并传递给接收端,接收端期望将收到的序列经过预先约定的处理方法恢复为原来的2位序列。 通信过程到此完成。 不进行任何变换,直接发送原始序列的方法是“通信基本上是用吼来进行”,只能满足面对面近距离的通信要求。 例如,小时候打的土电话就是其中之一。

距离有点远,特别是在无线通信中,为了能够清楚地听到对方的声音,必须进行非常复杂的处理。 这些理论的研究和工程上的实现都不是有意的,反而是不得已的[2]。

码片速率扩散过程

原始序列(1,-1)各比特)将原始比特以下称为符号、symbol )的持续时间设为1秒钟),则实际上为数十kbps至约1Mbps ),信息速率为每秒1比特、1比特per second 共计1秒长的8位二进制序列)得到2秒的长度

的二进制流:(1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1)原始序列在1秒钟内只有1个状态,而相乘得的序列1秒钟内状态变化8次,也就是信号频率增加到原来的8倍。这就是频谱扩展(spectrum spreading),简称扩频。扩频的倍数就称为扩频因子(Spreading factor,SF). 用来扩频的二进制序列(即与原始比特相乘)成为扩频码。

新得到的序列里面每一位就是一个码片。上面的例子里,码片速率是每秒8个码片,8 chips per second, 8cps. 所以,扩频因子也可以定义为符号周期内的码片个数。这是非常重要的一个关系。

SF = chips per second / symbols per second比如一个960kbps的业务,需要使用3.84M/960k=4的扩频因子,而15kbps的业务,只需要3.84M/15k=256的扩频因子。业务速率越低,可以使用越长的扩频码,业务速率越高,就必须使用越短的扩频码。后面会看到,短码对系统资源的消耗很厉害,可以说牺牲了码资源换来了高速率。

为什么引入“码片”的概念而不继续用原有“比特”的叫法?一个重要的原因是码片序列对于接收方是已知的,码片内部的每一位是不携带信息的,所以不能以比特为单位。

对于同一种系统,无论用户速率有多少(换句话说,无论用户是打电话还是下电影),码片速率都是固定的,2G时代的CDMA,码片速率是1.2288 Mcps,3G的WCDMA,码片速率是3.84 Mcps

码片速率码片的带宽

我们知道了,WCDMA系统最后向外输出的都是统一的3.84 Mcps码片流,或者是一秒跳变3.84M次的方波,那么这个方波信号的频谱范围是多少?理论上方波的频谱是无穷宽,但现实中没有那么多的频谱资源,只能用滤波器把信号频谱限制在一定范围内,这样虽然会有些失真,但是如果选择合适的滤波器,能够使信号的失真对通信的影响降到最小(术语叫码间干扰)。WCDMA使用钟形的滤波器(术语叫升余弦,Raised cosine),把3.84M的方波限制在基带的1.22倍内,3.84 x 1.22 = 4.68MHz,再在两侧各留出200kHz的信道间隔(Channel raster)就得到4.68 + 0.2 ~ 5.0MHz的频谱带宽。

参考资料

1.

窦中兆, 窦中兆, 雷湘编.CDMA无线通信原理:清华大学出版社,2004

2.

雷震甲.计算机网络技术及应用:清华大学出版社,2005

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