WCDMA核心网原理及关键技术

浅谈WCDMA的关键技术及无线传输特点
WCDMA是第三代移动通信技术中使用的一种无线传输技术，它是一种使用CDMA技术的无线方式，在传输数据时使用的
频带比较宽，使得它可以支持更高的传输速度，非常适合高速数据传输。

WCDMA的关键技术是CDMA、OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术和MIMO技术。

其中，CDMA技术
是WCDMA的核心技术，它将数据分成多个小包，每个包都
带有不同的编码，这样每个用户就可以用自己的编码对数据包进行解码，从而实现多用户同时传输。

OFDM技术可以将传
输的数据分成多个频段，在每个频段中分别传输不同的数据，可以提高传输的效率。

MIMO技术采用多个天线来进行数据
传输，可以提高数据传输的可靠性和速度。

WCDMA的无线传输特点是传输速度快、传输距离远、传输
质量高。

其传输速度可达到最高速度384Kbps，较高的传输速
度能支持语音、视频、图像等多介质数据传输需求。

另外，由于其所采用的频段较宽，传输距离也比较远，可以使用户在广域无线覆盖区域内自由移动。

同时，WCDMA的传输质量也
很高，可以保证数据传输的可靠性和稳定性，特别是在高速移动和多用户同时传输的环境下。

总的来说，WCDMA是一种重要的无线传输技术，其技术架
构比较完善，具备多项先进的技术特点。

在未来的移动通信领域中，WCDMA肯定会继续发挥其巨大的作用。

WCDMA系统关键技术WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）广域码分多址技术，是第三代移动通信技术中最主流的通信技术之一，具有更高的传输速率和更强的抗干扰能力。

本文将重点介绍WCDMA系统的关键技术。

WCDMA系统架构WCDMA系统的架构主要包括UE（User Equipment，用户终端）、NodeB（基站节点B）、RNC（Radio Network Controller，无线网络控制器）和核心网等四个部分。

其中UE连接到NodeB上，而NodeB则连接到RNC上。

RNC是整个WCDMA系统的核心，负责所有NodeB的管理和调度。

扩频技术扩频技术是WCDMA系统最基础的技术之一，它的主要作用是将原始的信号扩展到更宽的带宽上进行传输，以提高传输速率和信号质量。

扩频技术又分为CDMA （Code Division Multiple Access，码分多址）和TD-CDMA（Time Division-Code Division Multiple Access，时分码分多址）两种。

CDMA技术是将每一个用户的数据流进行编码后，再与伪随机序列相乘后再发送，接收端通过相同的伪随机序列进行解码，获得原始的数据流。

而TD-CDMA技术则是将每个时隙划分为多个子帧，每个子帧再采用CDMA技术进行扩频传输。

信道编码在WCDMA系统中，为了提高信号的抗干扰能力，采用了很多信道编码技术。

其中最常用的就是卷积码和Turbo码。

卷积码是一种线性编码，通过简单的算法可以实现编码和解码，但是编码效率比较低。

而Turbo码则是一种迭代式编码技术，采用两个卷积码组成系统，可以在保证可靠性的前提下，提高编码效率。

信号调制在WCDMA系统中，采用了复杂的信号调制方案以提高信号的传输效率和质量。

其中主要采用的是QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，四相移键控）和16QAM（16 Phase Quadrature Amplitude Modulation，16相移四元调制）两种方案。

WCDMA系统的特点、原理及关键技术2.1 WCDMA系统的特点WCDMA是宽带码分多址（Wide Code Division Multiple Access）的英文缩写，是在扩频通信技术上发展起来的种新型的无线通信技术。

WCDMA无线系统主要具有以下几个优点:(1)频点更宽WCDMA采用了5 MHz的频点带宽，是cdma2000频点带宽的4倍，因此可以采用高达3.84 Mcps的码率，是cdma2000码率1.228 8 Mcps的3倍以上。

这样WCDMA就可以提供数倍于cdma2000的上、下行业务速率，这对提高数据业务的用户体验非常有帮助。

(2)复用更充分复用更充分来源于以下两个方面的要求：其一WCDMA是3G技术，因此需要支持多媒体业务，业务种类自然很多。

例如，常用的业务就有语音业务（CS12.2）、视频电话业务（CS64）、分组数据业务（PS64/PS128）和高速分组数据业务（HSPA）等。

另外，每个用户还可以同时进行多项业务，例如，语音业务与数据业务的组合，需要支持并发的业务。

其二是由"频点更宽"带来的。

由于WCDMA频点带宽很大，充分利用这些带宽就很关键，需要尽量减少浪费。

(3)话音质量高WCDMA系统采用了AMR语音编码技术，有八种语音编码速率(12.2kbps-4.75kbps)，可以根据小区负荷自适应调节编码速率。

有很好的背景噪声抑制功能。

WCDMA系统使用RAKE分集接收技术以克服衰落、提高话音质量，使用软切换技术更可以有效地减少掉话。

(4)采用软切换WCDMA系统和CDMA2000系统采用了软切换技术，而TD-SCDMA系统则采用了接力切换技术，这些切换技术可以更有效地降低掉话率，提高系统容量，改善话音质量。

(5)保密性能好因为采用码分多址技术，其复杂的编译码及调制解调技术确保系统具有良好的保密性能。

2.2 WCDMA原理及关键技术2.2.1 WCDMA网络结构UTRAN包含一个或几个无线网络子系统（RNS, Radio Network Sub-system）。

WCDMA系统结构：CN指核心网，UTRAN接入网，UE用户设备。

UTRAN中，Node B指基站，RNC指基站控制器（或者无线网络控制器）。

基站和手机的接口叫Uu接口，又称空口。

基站和RNC之间的接口叫lub接口，CS和RNC之间的接口叫lu-CS。

PS和RNC之间的接口叫lu-PS接口。

CS用来处理语音业务，PS用来处理数据业务。

RNC和RNC之间的接口称为lur接口，该接口主要是跨RNC切换中使用的。

WCDMA R99/GSM网络结构：从图可以看出2G和3G的接入网部分是完全不同的，但是他们是接入到相同的核心网中去的。

MSC，GMSC是处理语音的，是我们的CS域；SGSN，GGSN是处理数据的，是PS 域。

R99中已经将数据和语音分开了。

以打电话为例，手机的信号先到达基站上，基站再将信号送到RNC里面，RNC再将信号送到核心网，核心网起到一个交换的作用（可以将信号接入到固网中，或者其他地区的路由中）。

接入端也有MSC，信号从MSC到达RNC，再到达基站，再到手机。

RAKE接收机：快衰落是由于多径叠加引起的信号衰落，表现为信号时强时弱，RAKE接收机是一种被动的抵抗快衰落的技术，它将多径信号全部接收下来进行相位叠加后增强信号。

WCDMA的快速功率控制远近效应：两个手机离基站的距离不一样，一个近，一个远。

当这两个手机采用相同功率发射的时候，这两个手机上的信号到达基站的强度肯定是不一样的，离基站近的功率强，离基站远的功率弱，这个时候，离基站近的这个用户开始打电话后，离基站远的用户就没法打电话了。

快速功率控制可以抵抗快衰落，并且解决远近效应问题，功率控制速度可以达到1500次/s ，快速功率控制的优点是：节电，降低干扰，降低远近效应。

WCDMA的切换-切换硬切换存在于GSM和WCDMA，当手机从A小区到B小区的时候，会先切断A小区，再连接B小区，连接可能有短暂的断开。

CDMA和WCDMA都可以使用软切换，软切换在某一个时刻会和两个小区同时连接，因此会耗费一定的资源。

WCDMA网络架构与设计1. 概述本文档旨在介绍WCDMA网络的基本架构和设计原则。

WCDMA是第三代移动通信技术之一，主要用于实现高速数据传输和广域覆盖。

通过了解WCDMA网络的架构和设计，可以更好地理解其工作原理和优势。

2. 系统架构WCDMA网络的系统架构主要包括以下几个关键部分：2.1 基站子系统（BSS）基站子系统负责实现与手机之间的无线通信。

它包括基站控制器（BSC）和基站收发器（BTS）两个主要部分。

BTS负责接收手机信号并进行解调和解码，而BSC则负责控制和调度无线资源。

2.2 网络控制子系统（NCS）网络控制子系统是WCDMA网络的核心部分，主要负责处理无线接入和核心网之间的相关协议和信令。

它包括无线电网络控制器（RNC），负责协调各个基站的运行，并与核心网进行通信。

2.3 核心网（CN）核心网是WCDMA网络的主干部分，负责处理数据传输和网络管理。

它包括移动交换中心（MSC），负责处理语音通信；数据服务节点（SGSN），负责处理数据通信；和网关GPRS服务节点（GGSN），负责处理与互联网的连接。

3. 设计原则在进行WCDMA网络的设计时，需要遵循以下几个原则：3.1 覆盖范围和容量根据实际需求，合理确定基站的布局和数量，以确保网络覆盖范围和容量的满足。

在城市区域，密集布置基站以提供更好的信号覆盖；而在农村和偏远地区，适当增加基站的传输能力以提供更大的覆盖范围。

3.2 无线资源管理合理配置无线资源，包括频率分配、功率控制和天线设置等，以确保良好的信号质量和无线资源利用率。

在高密度用户区域，需合理划分信道资源以避免干扰；而在低密度用户区域，可放宽信道资源的分配以提高带宽利用率。

3.3 信号传播优化通过对信号传播特性的研究和优化，改善无线信号的传输效果。

包括选择合适的无线频段、合理选择天线高度和方向、优化建筑物和地形对信号的影响等。

3.4 安全与稳定性确保网络的安全和稳定性，保护用户隐私和数据安全。

WCDMA核心网组成WCDMA系统的核心网由GSM系统的核心网发展而来。

它由电路域和分组域两大部分组成，电路域负责完成对电路域业务的承载和控制，分组域则负责完成分组域业务的承载和控制。

电路域的业务主要有话音和视频电话，分组域的业务则很丰富，如网页浏览、FTP和流媒体。

电路域有两种不同的架构，分层和非分层架构。

分组域只有非分层架构。

核心网R99版本的技术特点在R99版本中，MSC服务器和媒体网关为合设节点，电路域的核心网承载采用传统的TDM方式。

压缩的话音数据流在到达MSC服务器和媒体网关合设节点后，被码型变换器转为64K话音，然后在核心网中传送。

MSC服务器和媒体网关合设节点间以传统的ISUP信令互通。

R99的主要优势是技术成熟，各设备厂商之间的互通性好。

核心网R4版本的技术特点R4版本的主要特征是控制与承载的分离，原R99版本中合设的MSC服务器和媒体网关被分成两个节点，MSC服务器负责控制功能，媒体网关负责业务的处理和转发。

电路域的核心网承载由TDM转向ATM或IP。

压缩的话音数据流可以无须再经码型变换器转换成64K语音，而是继续以压缩形式在核心网ATM或IP网上传送。

信令也得以在ATM或IP上传送。

核心网R99版本中的MSC/媒体网关R99版本基本沿袭了GSM的核心网结构，因而R99版本中的MSC/媒体网关与GSM系统中的MSC功能很相似，都是负责电路域业务的控制和转发。

不过它们之间还是存在差异的，一个重要的差异是，WCDMA R99中的码型变换器是位于MSC/媒体网关中，而GSM系统中的码型变换器位于BSC或TRC中。

核心网R4版本中的MSC服务器R4版本中，MSC服务器只负责电路域的呼叫控制，由于它处于控制层，与其它相关设备之间只有信令联接：MSC服务器之间的信令是BICC信令，MSC服务器与HLR之间是MAP信令，MSC服务器与媒体网关之间是GCP协议。

由于信令流量的迂回相较与业务流量而言，对系统的影响较小，因此，为了方便系统的运行和维护，通常将MSC服务器集中放置在中心机房。

WCDMA通信技术详解WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）是一种无线通信技术，是目前世界上最主流的3G移动通信技术之一。

WCDMA技术主要是应用于通信业界中的移动通信以及宽带无线接入技术领域。

一、WCDMA技术原理WCDMA是一种以CDMA为基础的数字调制技术。

在WCDMA系统中，所有的信号都被转化成数字信号，而这些数字信号会以一个固定的频率被发送到接收端。

这就使得WCDMA技术可以利用CDMA技术实现多用户同时接入一个共享通道的通信方式。

WCDMA通信技术可以通过将用户数据信号通过扩频技术扩展到大带宽上，从而实现用更宽的频带来传输信息的目的。

同时，WCDMA还具有较高的误码率容忍度和高速移动性能，这使得其在实际应用中具有了广泛的用途。

二、WCDMA通信系统结构WCDMA系统结构主要由两个部分组成：基站和无线终端。

基站主要用于发送和接收信号，而无线终端则是用户使用的终端设备。

WCDMA系统采用了分布式结构，这意味着系统中有多个基站，同时每个基站中有多个单元。

WCDMA通信技术中最常用的基站是Node B，这种基站可以同时向多个用户发送和接收信号。

Node B会将信号传送到一个控制器中，控制器会进行一系列的处理，然后将信号传送到IMS核心网中。

三、WCDMA技术的优点1.语音通信特性：WCDMA在话音方面较好，其语音质量清晰度高、容错率大、传输通道抗干扰能力强。

2.高速数据传输特性：WCDMA带宽较宽，数据传输速度快，可同时进行音频传输、视频传输和数据传输。

3.网络管理特性：WCDMA网络建设成本很低，且系统架构具有可伸缩性，可以快速进行扩展。

同时WCDMA系统还可以支持分层网络管理，这使得网络运维更加高效。

4.移动性能特性：WCDMA系统具有高速移动性能，可支持用户在高速移动的过程中进行通信，同时在跨越不同网络时区时也能够实现快速的切换。

四、WCDMA技术的应用WCDMA通信技术的应用正日益广泛。

WCDMA系统六大关键技术简述2007年10月16日 09:57 赛迪网－技术社区评论( 0) 阅读：次作者：黄亮1.CDMA技术：FDD WCDMA系统采用了宽带的CDMA方式，吸纳了了很多CDMA的关键技术，如直接扩频，软切换(包括更软切换)，功率控制等。

从纯话音的角度看，同IS-95系统一样，WCDMA系统仍可视为上行受限系统，但如果考虑数据及多媒体业务对发射功率的要求，系统则可能是下行功率受限。

从无线网络规划角度而言，WCDMA同IS-95 ，更多考虑的是如小区收缩等CDMA 无线网络的特性，系统规划从GSM的频率规划变为PN码规划。

从容量的角度来看， WCDMA 同IS-95一样，采纳软容量的概念，通过误块率实现对系统容量的动态控制和调整。

2.电路交换：在WCDMA系统目前产品化较为成熟的、市场上正在大量部署的R99版本标准来看，CS 域采用的仍是基于64K电路交换的MSC架构，所有从UTRAN当中传出的分组话音，需经适当的编解码转换，变为电路方式通过核心网传送；反之则做相反的转换；3.ATM技术及协议：在WCDMA系统标准，尤其是R99和R4的UTRAN中，大量采用了ATM及其相关协议作为2层传送机制和服务质量保证机制，如AAL2话音封装，AAL5信令封装，CAC连接接纳控制机制及网络PNNI网络信令等；4.IP承载及应用：IP作为目前数据业务事实上的底层承载标准，在WCDMA系统标准当中获得了广泛采用，从UTRAN当中传出的数据包，透过PS域，可承载于IP，通过SGSN传至GGSN至公共数据网。

R4及以后的版本，分组话音也可承载于IP，至PSTN出口网关编解码转换至电路方式，入PSTN；反之则做相反的转换；5.分组语音技术：R4以后，电路域的话音采用了分组而非TDM方式承载，采用了标准的分组话音网关加服务器的分布式网络体系结构，采用H.248作为网关控制协议，采用BI CC作为MSC服务器间互通协议，同时，相对于64K电路静态交换方式而言，话音转变为分组承载方式，从传统的基于节点提供业务的节点式网络转变为通过网络提供业务的分布式网络；6.传统信令：WCDMA系统标准中由于考虑到对GSM核心网设备的向下兼容性，大量保留了传统的信令和协议如MAP，ISUP等，这些信令对WCDMA系统网络与GSM网络的漫游切换和与PSTN系统的互联至关重要。