WCDMA原理与关键技术-ut

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。

第一章引言1.演进：（图：1-7）2.UMTS接入技术（UTRA=UMTS Terrestrial Radio Access）主要分为2类：a)FDD（频分双工）：上下行使用不同的频率。

GSM/CDMA/WCDMA都是FDD系统。

b)TDD（时分双工）：上下行使用相同的频率，但使用不同的时隙。

频带利用率高，但覆盖能力比较弱。

TD-SCDMA属于此类。

另有SDD（空分双工，废弃？）。

3.于1999年确定的IMT-2000所包含的5种技术标准：a)CDMA DS (WCDMA)b)CDMA TDD (TD-SCDMA 和 UTRA TDD)c)CDMA MC (CDMA2000)d)TDMA SC (UWC-136)e)TDMA/FDMA (DECT)4.3GPP (3rd Generation Partnership Project) 工作主要是将IMT-2000中多个基于宽带CDMA技术的3G技术融合在一起。

3GPP2则是将基于IS-95的CDMA2000做标准化。

5.数字无线通信的覆盖是通过小区来实现的，小区一般来讲是基站中天线簇上某个天线所覆盖的扇形区域。

按覆盖范围分可分为3种：宏小区、微小区和微微小区。

宏小区可提供大的覆盖和高速移动的支持，发射功率也比较大。

微微小区则可提供大的业务容量，发射功率比较小。

3种小区配合使用（覆盖区域可重叠），再配合智能的小区测量、切换机制可以实现不同的业务需求。

6.无线多址技术：a)FDMA：频分，第一代模拟通信b)TDMA：时分，GSMc)CDMA：码分，各个用户可能在同一频率，同一时间段内通信，通过码字区分。

这个区分可能是扩频扰码的差异（WCDMA），也可能是相同的扩频扰码，不同的时间偏置（CDMA2000）。

3种多址技术可能被组合使用，如CDMA 1X EV-DO就结合了TDMA和CDMA。

7.EDGE：GSM的增强版，采用不同的调制技术已达到384Kbps的更高速率。