碼片速率

碼片速率是指用戶數據符號經過擴頻之後的速率， 從MAC-d傳過來的有效fp bit經過channel coding，幀均衡， 速率匹配， 復用到CCTrCH後，分成IQ兩路，兩路同時分別依次進行擴頻和加擾的操作。

基本介紹

• 中文名：碼片速率
• 外文名：Chip rate
• 定義：用戶數據符號經過擴頻之後的速率
• 單位：cps，chips per second
• 路數：IQ兩路
• WCDMA系統：3.84Mcps

概述

擴頻就是將用戶數據符號與其分配到的相應的擴頻碼相乘，擴頻操作將會增加信號頻寬，因為信號的頻寬在數值上近似等於其碼元傳輸速率，擴頻後的符號速率稱為碼片速率。 在WCDMA系統中，因為10ms的TTI包含15個slots，每個slot有2560個chips，一算就可得出3.84Mcps的碼片速率。

3.84M碼片=15*2560（一個slot）*100(10ms的15個slot,1s就乘以100)

Chip rate,單位：cps，chips per second

Bit對應的是有用信息，是進入物理層進行基帶信號處理前的信息位，它的速率稱為比特速率；Symbol是在空中接口傳送之前，對信息進行基帶信號處理（信道編碼）如交織、循環冗餘校驗位的添加、速率適配等之後，在進入擴頻調製之前的信號；Chip是空中接口上經過擴頻調製之後的信息單位，用於體現能量（energy）的承載。

由此，公式bit rate*SF(spreading factor)=chip rate將被修正為chip rate=SF*symbol rate。

系統通過擴頻把比特轉換成碼片。

一個數據信號（如邏輯1或0）通常要用多個編碼信號來進行編碼，那么其中的一個編碼信號就稱為一個碼片。

如果每個數據信號用10個碼片傳輸，則碼片速率是數據速率的10倍，處理增益等於10。

碼片相當於模擬調製中的載波作用，是數位訊號的載體。

常用的擴普形勢是用一個偽隨機噪聲序列（PN序列）與窄帶PSK信號相乘。PN序列通常用符號C來表示，一個PN序列是一個有序的由1和0構成的二元碼流，其中的1和0由於不承載信息，因此不稱為bit而稱為chip（碼片）。

要理解“碼片”一詞，先需要對擴頻通信有所了解，我們的信息碼，每一個數字都是攜帶了信息的，具有一定頻寬。擴頻通信就是用一串有規則的比信息碼流頻率高很多的碼流來調製信息碼，也就是說原來的“1”或“0”被一串碼所代替。

由於這一串碼才能表示一位信息，因此不能說成bit（bit是信息基本單位），所以找了個名詞叫chip，這一串碼的每一位碼字就是一個chip，比如cdma的碼片速率就是1.2288Mchip/s。(這個解釋最易懂)

碼片數率是指擴頻調製之後的數據數率,用cps表示（chip per-second)

數據*信道碼=chip,chip是最終在空口的物理信道上傳送的數據速率單位

WCDMA的碼片速率是3.84Mcps,

c:chip,即碼元。3.84Mcps:每秒3.84M個碼元

碼片速率是指經過擴頻之後的速率， 從MAC-d傳過來的有效fp bit經過channel coding，幀均衡， 速率匹配， 復用到CCTrCH後，分成IQ兩路，分別進行擴頻和加擾的操作。擴頻就是將有效bit與擴頻碼相乘，擴頻操作會增加頻寬的，擴頻後的速率稱為碼片速率。 因為10ms的TTI包含15個slot，每個slot有2560個chips，一算就可得出3.84Mchipps的碼片速率。

相關概念

碼片的概念

碼片(chip)速率指單位時間內傳遞的碼片個數。那么什麼是碼片？當我們清楚了WCDMA的擴頻過程後，也就了解了碼片的概念。假設我們打算傳送2比特的信息：(1，-1)我們期望傳送方將這2比特序列變換成另一個完全不同的信息序列，傳遞給接收方，然後接收方將收到的序列經過事先約定好的處理方法，能恢復出原始的2比特序列。這就完成了一番通信過程。不經任何變換，直接發原始序列的方法就是“通信基本靠吼[注]”，只能滿足面對面近距離的通信要求，比如小時候做的土電話就是其中一種。

距離稍遠，特別是無線通信，則必須經過非常複雜的處理才能夠可靠的讓對方（而且只能讓對方）清晰地聽到你的聲音。這些理論的研究和工程上的實現都不是有意為之，反倒是不得已的無奈之舉。

擴頻的過程

假設原始序列(1，-1)里每個比特（原始比特以下都稱做符號，symbol）持續時間是1秒鐘（舉例而已，實際中一般是幾十kbps到將近1Mbps），那么信息速率就是每秒1比特，1 bit per second, 1 bps. 我們使用一個總共1秒長的8位二進制序列(1，-1，1，-1，1，-1，1，-1)和原始序列里的每一個符號做乘法。得到一個2秒長的二進制流：(1，-1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，-1，1)原始序列在1秒鐘內只有1個狀態，而相乘得的序列1秒鐘內狀態變化8次，也就是信號頻率增加到原來的8倍。這就是頻譜擴展（spectrum spreading），簡稱擴頻。擴頻的倍數就稱為擴頻因子（Spreading factor，SF）. 用來擴頻的二進制序列（即與原始比特相乘）成為擴頻碼。

新得到的序列裡面每一位就是一個碼片。上面的例子裡，碼片速率是每秒8個碼片，8 chips per second, 8cps. 所以，擴頻因子也可以定義為符號周期內的碼片個數。這是非常重要的一個關係。
SF = chips per second / symbols per second比如一個960kbps的業務，需要使用3.84M/960k=4的擴頻因子，而15kbps的業務，只需要3.84M/15k=256的擴頻因子。業務速率越低，可以使用越長的擴頻碼，業務速率越高，就必須使用越短的擴頻碼。後面會看到，短碼對系統資源的消耗很厲害，可以說犧牲了碼資源換來了高速率。
為什麼引入“碼片”的概念而不繼續用原有“比特”的叫法？一個重要的原因是碼片序列對於接收方是已知的，碼片內部的每一位是不攜帶信息的，所以不能以比特為單位。
對於同一種系統，無論用戶速率有多少（換句話說，無論用戶是打電話還是下電影），碼片速率都是固定的，2G時代的CDMA，碼片速率是1.2288 Mcps，3G的WCDMA，碼片速率是3.84 Mcps

碼片的頻寬

現在我們知道了，WCDMA系統最後向外輸出的都是統一的3.84 Mcps碼片流，或者是一秒跳變3.84M次的方波，那么這個方波信號的頻譜範圍是多少？理論上方波的頻譜是無窮寬，但現實中沒有那么多的頻譜資源，只能用濾波器把信號頻譜限制在一定範圍內，這樣雖然會有些失真，但是如果選擇合適的濾波器，能夠使信號的失真對通信的影響降到最小（術語叫碼間干擾）。WCDMA使用鐘形的濾波器（術語叫升餘弦，Raised cosine），把3.84M的方波限制在基帶的1.22倍內，3.84 x 1.22 = 4.68MHz，再在兩側各留出200kHz的信道間隔（Channel raster）就得到4.68 + 0.2 ~ 5.0MHz的頻譜頻寬。