码片成型前后信号带宽速率关系
比特速率、码片速率和符号速率等区分
比特速率、码片速率和符号速率等区分2012-06-26 20:09:31| 分类：技术分享 | 标签：比特速率符号速率码片速率速率|举报|字号订阅经过信源编码的含有信息的数据称为“比特”经过信道编码和交织后的数据称为“符号”经过最终扩频得到的数据称为“码片”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×扩频因子码片速率＝symbol rate×SF是正确的。
symbol rate和bit rate的对应关系要看调制方式了。
如果是BPSK调制，那么1bit可以代表0，1两种信息，此时bit rate=symbol rate。
如果是QPSK调制，星座图中的4个信息就需要2bit来表示，此时bit rate=2 symbol rate。
同理HSDPA若用16QAM调制的话，bit rate=4 symbol rate，这也是物理层速率能够提高的原因之一。
W中上行都是BPSK，所以两者速率就一样了。
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=19.2kbps2.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。
数字通信中信息速率、符号率和带宽的换算
数字通信中信息速率、符号率和带宽的换算数字通信原理是数字电视技术的基础。
在全台数字化、有线电视数字化、数字电视等等这些数字概念的应用中，需要了解、掌握数字通信技术与电视技术。
下面，就数字电视技术应用中常用的基本知识点做一归纳和小结。
一、基带数字信号的基本概念1、基带数字信号的主要指标和基本波形在数字通信中衡量系统传输能力的重要指标，常用比特率和波特率表示。
对于任何形式的数字传输，接收机必须知道发射机发送的信息速率。
在基带传输系统中用比特率表示传输的信息速率。
信息速率Rb 是指单位时间内传输的二进制比特数。
单位是比特率，用bit/s表示。
例如计算机串口的传输码率最高到 115200bit/s。
基带数字信号的基本波形如（图一）所示。
在图（一）中，二进制信号波形有；(a)单极性波形，（b）双极性波形，（c）单极性归零波形，（e）差分波形。
（d）双极性归零波形为三元码。
符号率Rs 是指单位时间内传输的调制符号数，即指三元及三元以上的多元数字码流的信息传输速率，单位是波特率，用baud/s表示。
码元的概念：数字信号一个取值的波形称为一个码元。
在数字基带信号中，二进制和多进制信号码元波形示意如图（二）所示。
在图（二）中；(a) 二进制单极性信号，(b)基带多电平单极性不归零信号，(c)基带多电平双极性不归零信号。
在数字信号的载波调制中，码元速率就是符号率，单位也是baud/s。
在调制器映射之后到解调器反映射之前，信息以多元符号形式存在，这时采用波特率更为方便。
信息速率和符号率的单位不同，但在二进制中它们的数值相同。
在M 进制调制中，信息速率Rb 和符号率Rs 之间关系为：（1）码元或符号周期用Ts表示，符号率用Rs表示，则有Rs=1/Ts 。
2、基带数字信号的传输码形对模拟信号抽样、量化、编码可以得到具有上述波形的基带数字信号。
为了适合信道传输，这些基带数字信号还要进行码形变换，其作用是；减少信号中的直流和低频分量，使码元含有定时信息，提高传输效率，具有一定的检错能力等。
通信常识：波特率、数据传输速率与带宽的相互关系
通信常识：波特率、数据传输速率与带宽的相互关系【带宽W】带宽，又叫频宽，是数据的传输能力，指单位时间内能够传输的比特数。
高带宽意味着高能力。
数字设备中带宽用bps（b/s）表示，即每秒最高可以传输的位数。
模拟设备中带宽用Hz表示，即每秒传送的信号周期数。
通常描述带宽时省略单位，如10M实质是10M b/s。
带宽计算公式为：带宽=时钟频率*总线位数/8。
电子学上的带宽则指电路可以保持稳定工作的频率范围。
【数据传输速率Rb】数据传输速率，又称比特率，指每秒钟实际传输的比特数，是信息传输速率（传信率）的度量。
单位为“比特每秒（bps）”。
其计算公式为S=1/T。
T 为传输1比特数据所花的时间。
【波特率RB】波特率，又称调制速率、传符号率（符号又称单位码元），指单位时间内载波参数变化的次数，可以以波形每秒的振荡数来衡量，是信号传输速率的度量。
单位为“波特每秒（Bps）”，不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息，所以它与比特率是不同的概念。
【码元速率和信息速率的关系】码元速率和信息速率的关系式为： Rb=RB*log2 N。
其中，N为进制数。
对于二进制的信号，码元速率和信息速率在数值上是相等的。
【奈奎斯特定律】奈奎斯特定律描述了无噪声信道的极限速率与信道带宽的关系。
1924年，奈奎斯特（Nyquist）推导出理想低通信道下的最高码元传输速率公式：理想低通信道下的最高RB = 2W Baud。
其中，W为理想低通信道的带宽，单位是赫兹（Hz），即每赫兹带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。
对于理想带通信道的最高码元传输速率则是：理想带通信道的最高RB= W Baud，即每赫兹带宽的理想带通信道的最高码元传输速率是每秒1个码元。
符号率与信道带宽的确切关系为：RB=W(1+α)。
其中，1/1+α为频道利用率，α为低通滤波器的滚降系数，α取值为0时，频带利用率最高，但此时因波形“拖尾”而易造成码间干扰。
什么是比特速率、符号速率、码片速率和业务速率
什么是比特速率、符号速率、码片速率和业务速率什么是比特速率、符号速率、码片速率和业务速率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=3.84MHz,扩频因子=4,则符号速率=960kbps.CDMA1X,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=960kbpsCDMA1X,业务速率=9.6kbps,信道编码=1/3卷积码,符号速率=19.2kbps2.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(chipper-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。
扩频通信的工作原理
扩频通信是一种通过将信号的带宽扩大，从而提高通信系统性能的技术。
它的工作原理可以简述如下：
1. 码片生成：发送端和接收端事先约定一种称为扩频码（或称为码片）的序列，该序列是一个低速码，通常比原始数据速率要低得多。
发送端根据待发送的数据，将其进行扩频码的生成，生成的扩频码与数据进行逐bit 或逐symbol 的异或运算。
2. 扩频：在发送端，将扩频码和原始数据进行逐位或逐符号的异或运算，将原始数据进行扩频。
这将导致信号的高频分量得到增强，并且信号的频谱扩展到更宽的带宽。
3. 发送：发送扩频后的信号，它的带宽比原始数据的带宽要宽得多。
这样做的好处是可以提高抗干扰性能和抗多径效应的能力。
4. 接收与解扩：接收端根据事先约定好的扩频码，对接收到的信号进行匹配滤波，以提取出原始数据。
匹配滤波是通过将接收到的信号与扩频码进行相关运算，得到相关输出。
由于扩频码的唯一性，只有正确匹配的扩频码才会得到最大的输出。
5. 解调和恢复：接收端对解扩后的信号进行解调，恢复出原始的数据信号。
解调的方法可以采用相干解调或非相干解调，根据具体的调
制方式选择不同的解调方法。
通过扩展带宽，扩频技术可以提高通信系统的抗干扰性能、抗多径效应、安全性和隐秘性。
同时，它也为多用户接入提供了更好的支持。
这使得扩频技术在无线通信领域广泛应用，如CDMA、GPS等。
比特速率、码片速率和符号速率等区分
比特速率、码片速率和符号速率等区分2012-06-26 20:09:31| 分类：技术分享 | 标签：比特速率符号速率码片速率速率|举报|字号订阅经过信源编码的含有信息的数据称为“比特”经过信道编码和交织后的数据称为“符号”经过最终扩频得到的数据称为“码片”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×扩频因子码片速率＝symbol rate×SF是正确的。
symbol rate和bit rate的对应关系要看调制方式了。
如果是BPSK调制，那么1bit可以代表0，1两种信息，此时bit rate=symbol rate。
如果是QPSK调制，星座图中的4个信息就需要2bit来表示，此时bit rate=2 symbol rate。
同理HSDPA若用16QAM调制的话，bit rate=4 symbol rate，这也是物理层速率能够提高的原因之一。
W中上行都是BPSK，所以两者速率就一样了。
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=19.2kbps2.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。
编码、速率与带宽的关系
编码、速率和带宽三者的关系1.前言众多的电信初学者也许都会碰到一个问题，那就是在描述数字通信的传输特性时，不知是用速率还是用带宽来描述更为确切。
由于不知此两个参数的内涵和内在联系，经常把带宽当速率，把速率当带宽。
在表述上始终比较混乱，本人从事电信业培训多年，想就这个简单却关键的问题加以论述与总结。
2.媒介带宽的描述众所周知，数字信号是通过物理信道即媒介进行传输的，一旦某一物理信道确定。
其所有的物理特性也就随之而定。
描述媒介物理特性的一个重要参数就是带宽，也就是说，带宽是描述媒介物理特性的一个参数。
单位用HZ表示。
而带宽受媒介的物理材料，加工性能以及长度等因素影响。
一旦某传输媒介的制作材料、加工特性传和输距离等因素确定以后，信道带宽也就随之确定。
一般认为，信道带宽是一个常数。
3.传输带宽与速率的描述在数字通信中，总是有信源和信宿，信源就是产生数据流的相应数据终端设备，信宿是接收信息的数字设备。
信源产生的数据流通过媒介传到信宿，从而完成整个数据传输。
在整个数据的传输过程中，数据流的传输不管是在数据终端还是在媒介，都可以用速率来加以描述。
所以速率是描述数据流的一个重要参数，单位用BPS表示。
具有一定传输速率的数字信号，它有一定的传输带宽，也就是一个确定速率的数据流对媒介带宽的基本要求。
数字信号的有效传输要求传输带宽必须小于媒介所提供的物理信道带宽。
在数字通信中，传输速率越高，其传输带宽也就越大，从而对媒介的要求也就越高。
4.编码的描述数字通信过程中的一个重要环节就是编码，编码的其中一个重要目的就是尽量压缩线路信号的传输带宽，以便提高发送信码的速率，当然由于考虑到同步、抗干扰、特性匹配等因素，编码在降低传输带宽方面的效率不一定很高，下面总结几种常用编码方式加以描述。
1.AMI码AMI码即传号交替反转码，属于“1B1T”码（即将1位二进码（BINARY）变换为1位三进码（TERNARY）），其编码规则是：二进信码“1”交替用“+1”或“-1”电平表示，二进信码“0”则用“0”电平表示，根据编码规则可知：AMI码由于采用1：1编码方式，在改进信码传输速率方面没有任何改进。
扩频通信技术简介
如使用调幅信号传输，因为调制过程中 将产生上下两个边带，信号带宽需要达到信 息带宽的两倍，而在实际传输中，人们采用 压缩限幅技术，把广播语音的带宽限制在大 约为2×4500Hz=9KHz左右；采用边带压缩 技术，把普通电视信号包括语音信号一起限 制在1.2×6.5MHz=8MHz左右。即使在普通 的调频通信上，人们最大也只把信号带宽放 宽到信息带宽的十几倍左右，这些都是采用 了窄带通信技术。
由于扩频系统这一优良性能，其误码率 很低，正常条件下可达10-10，最差条件下也 可达10-6，远高于普通的微波通信的效果。应 该说，抗干扰性能强是扩频通信的最突出的 优点。
易于同频使用，提高了无线频谱利用率
无线频谱十分宝贵，虽然从长波到微波 都已得到开发利用，仍然满足不了社会的需 求。为此，世界各地都设计了频谱管理机构 ， 用户只能使用申请获得的频率，依靠频道 划分来防止信道之间发生干扰。
频谱的扩展的实现和直接序列扩频
目前常见的码型有以下三种： （1）M序列，即最长线性伪随机系列； （2）GOLD序列； （3） WALSH函数正交码。
频谱的扩展的实现和直接序列扩频
当选取上述任意一个序列后，如M序列， 将其中可用的编码，即正交码，两两组合，并 划分为若干组，各组分别代表不同用户，组内 两个码型分别表示原始信息"1"和"0"。系统 对原始信息进行编码、传送，接收端利用相关 处理器对接收信号与本地码型相关进行相关运 算，解出基带信号( 即原始信息)实现解扩，从 而区分出不同用户的不同信息。
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码片成型前后信号带宽、码片速率、滤波器截止频率的关系
设码片速率为P cps ，发送端采样速率为S1 Hz ，信号带宽为B Hz ，升余弦
滚降滤波器的滚降系数为α，归一化截止频率为w ，接受端采样速率为S2 Hz 。
信号调制为BPSK 调制。
1. 信号带宽与码片速率的关系
升余弦成型滤波器频率传输特性如下：其中N f 为奈奎斯特带宽，N f =P/2， 奈奎斯特带宽就是码片速率的一半。
由上图可知，经过成型滤波器剩下信号带宽为;
BW1=N f (1+α)=P/2*(1+α)；
又由于信号经过BPSK 调制（频谱搬移将负的部分搬到正轴），因此信号的带宽:
BW=2*BW1=P*(1+α); (1-1)
2. 码片速率和滤波器归一化截止频率关系
由上图可以看出，当f=N f 时，幅度为满幅的一半，可认为是截止频率。
（从FDAtool 上可以看出来N f 就是截止频率），又因为归一化是对s f /2归一化）即：
N f =(s f /2) *w=P/2
即可推导出： s f *w=P (1-2)
N
f
2N
f
(H f
通过方案中的信号格式可以验证以上公式：
（1）协商信号
调制方式：BPSK；
码片成形：α＝1升余弦成型；
表6.2.1 便携式小站与中心站业务信道协商信号扩频参数
协商信号
调制方式：BPSK；
码片成形：α＝0.2升余弦成型；
表6.2.3 车载式小站与中心站业务信道协商信号扩频参数
以上两个表可验证公式： BW =P*(1+α);
（2）小站接收信号带宽及滤波器设计归一化截止频率见下表：
Matlab仿真波形图：
仿真中，滚降系数为α=0.5，每个码片采4个点，令
f=4KHz，那么码片速率
s
P为1KHz；
滤波成型后的波形
方波信号频谱图
成型波形频谱图
载波波形
BPSK调制信号频谱
f（1+α）=(1+α)*P/2=750Hz。
由第三、四张图可得，成型滤波后信号频谱为
N。