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标题: [原创]3G技术问答讨论-什么是比特速率、符号速率、码片速率和业务速率 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2009-9-20 12:22

作者: cdma1xdj 标题: [原创]3G技术问答讨论-什么是比特速率、符号速率、码片速率和业务速率

看到人邮出了一本书叫做3G技术问答
觉得其中的问题设计的不错
虽然总体感觉这本书的问题较散，不成体系
但是对于通信知识扫盲确实值得看看，但我也大体看过那本书，每个知识点点到即止，稍微浅显，有些时候像是突然跳出来的概念，没有连贯性解释，特此对其中的问题想进一步探讨下看看有没有引申的知识点，帮大家了解的更多
希望大家踊跃参与讨论，不局限于书籍，因为那本书我现在未能有幸获得 O(∩_∩)O

有些问题比较浅（可稍微引申）
有些问题跳出比较突然（可以展开上下文，让大家知道相关知识）
本系列就是这个目的，估计不会对版权有所影响，因为抛开书本讨论的，另外如果你是通信新兵，建议买本书看看，有什么不懂的或是需要引申的，可以参照大家对本系列问题的讨论

问题依据书目了
什么是比特速率、符号速率、码片速率和业务速率

时间: 2009-9-20 12:23

作者: cdma1xdj

引用一篇较为完整的解释

1.符号速率
符号速率*扩频因子=码片速率,符号速率=码片速率/扩频因子
如: WCDMA, 码片速率= 3.84 MHz ,扩频因子=4 ,则符号速率=960kbps.
CDMA 1X, 码片速率=1.2288MHz,扩频因子=64,则符号速率=19.2kbps.
符号速率=(业务速率+校验码)*信道编码*打孔率
如: WCDMA ,业务速率=384kbps,信道编码=1/3Turbo码,符号速率=960kbps
CDMA 1X ,业务速率=9.6kbps,信道编码=1/3卷积码,符号速率=19.2kbps

2.码片(码元),码片速率,处理增益

系统通过扩频把比特转换成码片。
一个数据信号（如逻辑1或0）通常要用多个编码信号来进行编码，那么其中的一个编码信号就称为一个码片。
如果每个数据信号用10个码片传输，则码片速率是数据速率的10倍，处理增益等于10。
码片相当于模拟调制中的载波作用，是数字信号的载体。
常用的扩普形势是用一个伪随机噪声序列（PN序列）与窄带PSK信号相乘。PN序列通常用符号C来表示，一个PN序列是一个有序的由1和0构成的二元码流，其中的1和0由于不承载信息，因此不称为bit而称为chip（码片）。
要理解“码片”一词，先需要对扩频通信有所了解，我们的信息码，每一个数字都是携带了信息的，具有一定带宽。扩频通信就是用一串有规则的比信息码流频率高很多的码流来调制信息码，也就是说原来的“1”或“0”被一串码所代替。
由于这一串码才能表示一位信息，因此不能说成bit（bit是信息基本单位），所以找了个名词叫chip，这一串码的每一位码字就是一个chip，比如cdma的码片速率就是1.2288Mchip/s。(这个解释最易懂)
码片数率是指扩频调制之后的数据数率,用cps表示（chip per-second)
数据*信道码=chip,chip是最终在空口的物理信道上发送的数据速率单位
WCDMA的码片速率是3.84Mcps,
c:chip,即码元。3.84Mcps:每秒3.84M个码元
码片速率是指经过扩频之后的速率，从MAC-d传过来的有效fp bit经过channel coding，帧均衡，速率匹配，复用到CCTrCH后，分成IQ两路，分别进行扩频和加扰的操作。扩频就是将有效bit与扩频码相乘，扩频操作会增加带宽的，扩频后的速率称为码片速率。因为10ms的TTI包含15个slot，每个slot有2560个chips，一算就可得出3.84Mchipps的码片速率
3.业务速率

说白了就是你平时使用手机上网的下载速度。比如家里的ADSL是1M，那业务速率就是1M.单位是bit，如果到计算机的下载数据速度，还要除8成为B别忘记了。
4.信道编码

数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。
提高数据传输效率，降低误码率是信道编码的任务。信道编码的本质是增加通信的可靠性。但信道编码会使有用的信息数据传输减少，信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元，从而达到在接收端进行判错和纠错的目的，这就是我们常常说的开销。
5.打孔，打孔率

打孔 puncturing，是压模中的一种模式，另一种是扩频因子减半。在HSDPA L1 coding中速率匹配中有用到，可以参考3GPP25.213。在HSDPA中用到了2次速率匹配，第一次是为了将编码后的bit流经过速率匹配后能适合UE的能力。第二次速率匹配是为了适合各个物理信道的能力。打孔是根据RNC的RRC信令配置下来的参数所设置的模式将bit流中的一些冗余bit去掉。（1/3turbo编码对每一个有效位产生了2个冗余位。）
Q:数据流被“打孔“后是被压缩了还是被转移了？如是压缩，是有损压缩还是无损的呢？也就是问，被打掉的比特是扔掉了还是转移到别处再传送了？
打掉的比特被扔掉了，如有效的数据为10bit，经过编码后变为50bit，打掉这50bit中的10bit甚至更多，接收机还是可以译出来的。
所谓打孔的被STOLEN的比特, 以UE发送为例,NODEB是无法将这些比特翻译出来的.具体实现时, 接收时首先将被打孔的位置算出来(NODE B和UE都采用同样的算法计算打孔位置),然后随意填数. 最后, 由于采用了卷积编码以及TURBO编码, 引入了冗余信息. 所以不会十分影响采用Viterbi译码.9O[Hc0_9f~+O
在接收端依然可以将信息比特译出来.(当然, 在TD协议中一般规定, 打孔率一般不超过1/3)
打孔就是按照一定的模式，把某些比特去掉，于是相当于后边比特前移，从而实现了比特率的调整，即实现速率匹配，起到去处冗余的作用，同时保证在这些冗余去除之后仍能正确译码。（这句好理解）
6.扩频因子.

整个扩频（spreading）的过程分为信道化（channlization）和加扰（screambling）两步也就是和ovsf码相乘和与gold码（扰码）相乘两步而很多文章把前者称为“扩频”，后者称为“加扰”，并将OVSF码称为“扩频码”－－因为他们觉得在第一步速率已经被扩到3.84M了，实事是这样理解并不准。扩频因子：扩频后chip速率和扩频前信号速率的比值，直接反映了扩频增益。
3大主流CDMA的扩频因子数值:
WCDMA:4-512 (3.84Mcps)
CDMA2000:4-256,(3.6864Mcps)
TD-SCDMA:1-16,(1.28Mcps)

      系统通过扩频把比特转换成码片。一个数据信号（如逻辑1或0）通常要用多个编码信号来进行编码，那么其中的一个编码信号就称为一个码片。码片相当于模拟调制中的载波作用，是数字信号的载体。
      如果每个数据信号用10个码片传输，则码片速率是数据速率的10倍，处理增益等于10。
      常用的扩普形势是用一个伪随机噪声序列（PN序列）与窄带PSK信号相乘。PN序列通常用符号C来表示，一个PN序列是一个有序的由1和0构成的二元码流，其中的1和0由于不承载信息，因此不称为bit而称为chip（码片）。
      要理解“码片”一词，先需要对扩频通信有所了解，我们的信息码，每一个数字都是携带了信息的，具有一定带宽。扩频通信就是用一串有规则的比信息码流频率高很多的码流来调制信息码，也就是说原来的“1”或“0”被一串码所代替。
      由于这一串码才能表示一位信息，因此不能说成bit（bit是信息基本单位），所以找了个名词叫chip，这一串码的每一位码字就是一个chip，比如cdma的码片速率就是1.2288Mchip/s。(这个解释最易懂)
码片数率是指扩频调制之后的数据数率,用cps表示（chip per-second) 。

信源编码：Adaptive Multi-Rate（4.7K到12.2K  总共8种速率）-------输出的为比特
      信道编码的作用：增加比特间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号  语音业务：卷积码  数据业务：Turbo码

交织：打乱符号间的相关性，减小信道快衰落和干扰带来的影响。
      交织的作用：减小信道快衰落带来的影响。信道的快衰落是成块出现的，通过交织，可以把成块的误码给分散。

数据调制：数据调制可以采用QPSK 或者8PSK 的方式，即将连续的两个比特（QPSK）或者连续的3 个比特（8PSK）映射为一个符号-------输出的为符号

扩频：OVSF码（ Walsh与OVSF）的互相关为零（0%），相互完全正交（100%）-------输出的为码片

所以整个过程是：通过编码形成比特数据流，第二次交织后就是物理信道影射，经过物理信道映射后的数据流还要进行数据调制形成符号，扩频调制后的速率就是码片速率。
符号速率＝（业务速率＋校验码）×信道编码×重复或打孔率
码片速率＝符号速率×扩频因子

扩频技术的原理：C=B*Log2(1+S/I)
C：信道容量  B：信道带宽 S：信号强度 I：干扰  输出的为码片

[ 本帖最后由 cdma1xdj 于 2009-9-20 12:38 编辑 ]

时间: 2009-9-20 16:40

作者: 寻道

楼主辛苦了！

时间: 2009-9-25 09:45

作者: swxy

辛苦辛苦

时间: 2009-9-26 19:05

作者: suri

很详细的答案
学习到了很多

时间: 2009-11-14 16:37

作者: pangpzi

好

时间: 2009-11-15 23:38

作者: aqing2009

能学习一下基本概念也不错，顶

时间: 2009-11-17 20:21

作者: xiedanshine

很好，很容易懂

时间: 2009-11-19 15:02

作者: zhaoweinmg 标题: TD-SCDMA

学习了说的非常好

时间: 2010-1-18 20:49

作者: zhangmaiabc

确实是很好的东西，给楼上加分

时间: 2010-1-18 21:08

作者: zhangmaiabc

让人汗颜，感觉自己什么都不懂

时间: 2010-1-21 23:50

作者: valem

做个记号

时间: 2010-3-1 17:34

作者: comba_zzg

我看过WCDMA，楼主真厉害，谢谢分享。

时间: 2012-5-29 22:53

作者: tx1yaohuigen

楼主~我想问一下“16QAM的调制方式，1个符号可表示4个比特”这不是一个符号对应几个比特吗？感觉跟“每个比特都被扩展成一系列的码符号”这话有矛盾，可以解释一下吗？

时间: 2012-9-4 09:09

作者: Motone

讲的真心好！

时间: 2012-9-11 05:17

作者: 123ASD456

学习了

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