WCDMA中3.84M码片速率的由来

WCDMA（宽带码分多址）是一个ITU(国际电信联盟）标准，它是从码宽带码分多址分多址（CDMA）演变来的，从官方看被认为是IMT-2000的直接扩展，与EDGE相比，它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。

WCDMA采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mcps，载波带宽为5MHz.基于Release 99/ Release 4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。

WCDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达2Mb/s（室内静止）或者384Kb/s（户外移动）。

输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。

窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频，而WCDMA使用的则是一个5MHz宽度的载频。

WCDMA由ETSI NTT DoCoMo作为无线介面为他们的3G网路FOMA开发。

后来NTTDocomo提交给ITU一个详细规范作为一个象IMT-2000一样作为一个候选的国际3G 标准。

国际电信联盟(ITU) 最终接受W-CDMA作为IMT-2000家族3G标准的一部分。

后来WCDMA被选作UMTS的无线介面，作为继承GSM的3G技术或者方案。

误解尽管名字跟CDMA很相近，但是WCDMA跟CDMA关系不大。

多大多小要看不同人的立足点。

在移动电话领域，术语CDMA 可以代指码分多址扩频复用技术，也可以指美国高通（Qualcomm）开发的包括IS-95/CDMA1X和CDMA2000(IS-2000）的CDMA标准族。

WCDMA已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种3G 标准。

已有538个WCDMA运营商在246个国家和地区开通了WCDMA网络，3G商用市场份额超过80%，而WCDMA向下兼容的GSM网络已覆盖184个国家，遍布全球，WCDMA 用户数已超过6亿。

三种3G技术的比较与分析摘要随着信息社会的到来，移动用户数迅速增长，人们对移动通信的需求与日俱增，3G 移动通信技术得到了发展的契机。

3G技术的渐进发展必将推动3G技术应用的日趋成熟。

国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》（简称IMT—2000）；2007年，WiMAX亦被接受为3G标准之一。

CDMA是Code Division Multiple Access (码分多址)的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。

CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。

本文简要介绍了WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA这三种3G技术，并从码速率、系统容量、功率控制、切换方式等多方面对这三种技术作比较分析。

关键词：3G，WCDMA，CDMA2000，TD-SCDMA1 3G概述二代GSM、CDMA等数字手机(2G)，第三代手机（3G）一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,未来的3G必将与社区网站进行结合，WAP与web的结合是一种趋势，如时下流行的微博网站：大围脖、新浪微博等就已经将此应用加入进来。

3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。

为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度（此数值根据网络环境会发生变化)。

3G是第三代通信网络，目前国内支持国际电联确定三个无线接口标准，分别是中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA，GSM设备采用的是时分多址，而CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量，业界将CDMA技术作为3G的主流技术，国际电联确定三个无线接口标准，分别是美国CDMA2000，欧洲WCDMA，中国TD-SCDMA。

上行灵敏度公式：Sin (dBm) = NF (dB) + KTBRF (dBm) + Eb/No (dB) - PG (dB)Sin = 可获得的输入信号功率(W)Nin = 可获得的输入热噪声功率(W) = KTBRF其中：K = 波尔兹曼常数= 1.381 ×10-23 W/Hz/K，T = 290K，室温Sout = 可获得的输出信号功率(W)Nout = 可获得的输出噪声功率(W)G = 设备增益(数值)F = 设备噪声系数(数值)PG = BRF / RbitWCDMA 规定用户数据速率Rbit等于12.2kbpsF的定义如下：F = (Sin / Nin) / (Sout / Nout) = (Sin / Nin) ×(Nout / Sout)用输入噪声Nin表示Nout：Nout = (F ×Nin ×Sout) / Sin其中Sout = G ×Sin得到：Nout = F × Nin × G调制信号的平均功率定义为S = Eb / T，其中Eb为比特持续时间内的能量，单位为W-s，T 是以秒为单位的比特持续时间。

调制信号平均功率与用户数据速率的关系按下面的式子计算：1 / T = 用户数据比特率，Rbit单位Hz，得出Sin = Eb ×Rbit根据上述方程，以Eb/No表示的设备输出端信噪比为：Sout / Nout = (Sin × G) / (Nin × G × F) =Sin / (Nin × F) =(Eb × Rbit) / (KTBRF × F) =(Eb/ KTF) ×(Rbit / BRF)，其中KTF表示1比特持续时间内的噪声功率(No)。

因此，Sout / Nout = Eb/No × Rbit / BRF在射频频带内，BRF等于扩频系统的码片速率W，处理增益(PG = W/Rbit)可以定义为：PG = BRF / Rbit所以，Rbit / BRF = 1/PG，由此得输出信噪比：Sout / Nout = Eb/No ×1 / PG。

WCDMA中功控主要分为：开环功控，闭环功控，外环功控，请简述各类功控的目的？并描述各种功控的大致过程。

答：开环功控的目的是提供初始发射功率的粗略估计。

它是根据测量结果对路径损耗和干扰水平进行估计，从而计算初始发射功率的过程。

比如：上行链路的开环功控的目的是调整物理随机接入信道的发射功率。

UE在发射随机接入之前，总要长时间的测量CPICH的接收功率，以去掉多径衰落的影响。

闭环功率控制的目标是使接收信号的SIR达到预先设定的门限值。

在WCDMA 中，上行链路和下行链路的闭环功率控制都是由接收方 NODEB或UE通过RAKE接收机产生的信号估计DPCH的功率，同时估计当前频段的干扰，产生SIR估计值，与预先设置的门限相比较。

如果估计值大于门限就发出TPC命令“1”（升高功率）；如果小于门限就发出TPC命令“0”（降低功率）。

接收到TPC命令的一方根据一定的算法决定发射功率的升高或降低。

外环功率控制目的是动态地调整内环功率控制的门限。

因为WCDMA系统的内环功率控制是使发射信号的功率到达接收端时保持一定的信干比。

然而，在不同的多径环境下，即使平均信干比保持在一定的门限之上，也不一定能满足通信质量的要求（BER或FER或BLER）。

因此需要一个外环功率控制机制来动态地调整内环功率控制的门限，使通信质量始终满足要求。

RNC或UE的高层通过对信号误码率(BER)或误块率(BLER)的估算，调整快速功率控制中的目标信噪比（SIR target），以达到功控的目的。

由于这种功控是通过高层参与完成的，所以叫做外环功控。

当收到的信号质量变差，即误码率或者误块率上升时，高层就会提高目标信噪比（SIR target）来提高接收信号的质量。

（1分）常规外环功率控制算法采用与内环功率控制相近似的方式Pcompensation =max（UE_TXPWR_MAX_RACH－P_MAX，0）单位dBm异常处理（1分）如果当前小区不满足S准则，则UE读SIB11，并进行相邻小区的测量，判断邻区是否满足上述S准则。

WCDMA码率问如此专业的问题，想必你对通信也有一定了解，下面不再具体解释一些基本概念和基本常数。

WCDMA的码片速率为3.84Mcps，采用扩频的方式进行数据传输（对于HSDPA 来讲，采用的扩频码长度为16，共有16个长度为16的OVSF码）。

下面开始计算14.4Mbps的由来：第一，HSDPA采用AMC方式，峰值速率是在16QAM调制方式下得到的；第二，峰值速率时，占用了16个码道的15个码道来传输数据；第三，峰值速率时，包调度为最优；基于以上原因，于是：3.84(Mchip/s)*4(bit/chip)*15/16=14.4Mbps.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。

系统通过扩频把比特转换成码片。

常用的扩频形式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。

一概述WCDMA 技术已经成为了被广泛采纳的第三代空中接口，其规范已在3GPP(the 3rd Generation Partnership Project ，第三代移动通信伙伴计划) 中制定，3GPP是由来自欧洲、日本、韩国、美国和中国的标准化组织组成的一个联合标准化计划。

在3GPP中，WCDMA 被称作UTRA(Universal Terrestrial Radio Access ，通用地面无线接入) FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)和UTRA TDD(Time Division Duplex，时分双工)，WCDMA这个名字涵盖了FDD 和TDD两种操作模式。

二WCDMA主要参数：基站同步方式：异步带宽:5MHz码片速率:3.84Mcps帧长：10ms调制方式：上行BPSK，下行QPSK三物理层W-CDMA的物理信道分类3.1 上行物理信道上行专用物理信道帧结构如下图所示。

每帧长(radio frame)10ms，分为15个时隙（time slot），每个时隙内有2560个码片，对于一帧信号，共包含38400个码片。

其中DPDCH的扩频因子SF的范围从256到4，则DPDCH每个时隙的比特数为2560/SF。

而DPCCH的扩频因子固定为256，则DPCCH每个时隙的比特数为10。

则上行链路DPDCH和DPCCH通常具有不同的数据比特率，对应于不同的扩频因子。

图 WCDMA上行专用信道帧结构下图为专用信道的发射模型。

图 WCDMA上行专用信道扩频加扰模型其中扩频与加扰的关系为：即加扰是在扩频之后使用，因此它不改变信号的带宽，只是将来自不同的信源的信号区分开来。

因为经过信道化码扩频之后，已经达到了码片速率，所以扰码不影响符号速率。

上行链路采用的扰码序列可分为：短扰码和长扰码。

由25 阶生成器多项式生成的长扰码截短为10ms 的帧长度，包含38400 个码片，速率为3.84 M cp s 。

三、WCDMA（空中接口）基本原理概述目标：了解扩频的基本原理（码字）、功率、功率控制、上下行链路的覆盖限制、Rake接收机、宏分集、发射分集、压缩模式及无线帧等概念。

1、扩频基本原理（码字）对于多址接入方式，WCDMA在同一载频上，多个用户通过不同的码字加以区分，为什么WCDMA还会有时间轴的定义？对于CDMA来说，物理信道的定义是频率加码字，时间概念的引入是在传输信道上基带信号处理过程的基本单位，对应用层信息，以多长时间来分块进行基带信号处理，如GSM中20ms的时间块，在UMTS中则随不同传输信道的格式，选择10ms、20ms、40ms或80ms等不同的时间块。

所以时间概念是空中接口基带信号处理中传输信道的适配，也就是传输信道上的速率适配。

时间和时隙的作用是提供时钟参考和传输信道块的处理单位。

在WCDMA中码字（Code）和功率（Power）是二个重要概念，码字是用来区分每一路通信的，而功率是对系统的干扰。

与GSM类似，在WCDMA系统中，FDD方式下空中接口的主要参数包括：带宽――5MHz（实际使用的带宽射频调制之后是4.75MHz，在频率划分上可以不留保护频带）；双工间隔――190MHz（中间值），规范规定双工间隔可以在134.8MHz～245.2MHz间取值（取决于不同国家的频谱规划）；信道栅格（channel raster）――200KHz，在中心频率选择时，每200KHz频率作为一个单位，故中心频率一定是200KHz的整数倍；绝对射频信道号（UARFCN）――用一对整数来描述空中接口的一对上下行频率，对应关系：Nul（Number UL）＝5xful；Ndl＝5xfdl，其中ful和fdl分别是上行和下行链路的绝对频率值。

该参数将作为底层的系统配置参数写入软件中，一旦获得相应的Lisence参数就不会发生变化。

在TDD方式下，会增加一个时隙参数的定义，一个TS定义为666.67us；频段从1900～1920MHz；2010～2025MHz，每5MHz构成一个中心频率。

码资源先来看一下WCDMA的通信模型：通常我们网络所分析的码资源为扩频码，也叫OVSF码，所以CH无论在上行还是下行链路上，它最基本的作用就是直接扩频（Spreading），经过扩频后的速率都是3.84Mchip/s；在上行使用该码区分信道，下行用该码区分用户。

每一个载频板的每一个频点均有一颗码树，码树大致如下：WCDMA下行方向共有8192个扰码，分成512组，每组包含1个主扰码和15个辅扰码，每个小区分配1个唯一的主扰码和对应的辅扰码组。

下行公共信道用主扰码加扰，以识别不同的小区。

WCDMA下行方向用正交可变扩频因子(OVSF)的信道化码对信道进行扩频，并利用不同信道化码的正交性来分离不同的下行信道。

OVSF码可以用码树来表示，码树上的码可以表示为Cch,SF,k，其中SF为扩频因子(Spreading Factor)，k为码号，0 k SF-1。

由于下行信道要求相互正交，因此，当一个码被分配以后，其所在码树上的下层低速的码节点和上层高速的码节点将不能再被分配，即被阻塞。

由于下行信道化码是一种受限的资源，如果分配不合理，将会降低系统容量，因此下行信道化码的分配和管理是WCDMA系统中码资源管理的核心内容。

WCDMA在上行方向一共有224个长扰码和224个短扰码可用，上行扰码资源很丰富，在分配时只要保证每个UE分配的扰码不同就行了。

而扩频码在上行不相关，故不存在受限一说法。

下行方向各业务的SF（Spreading Factor）规定如下：那么每个小区可以接入的业务（用户）数即为业务SF可用结点的个数，当一个码被分配以后，其所在码树上的下层低速的码节点和上层高速的码节点将不能再被分配。

关于码资源拥塞相关的后台指标如下：针对码资源拥塞也可以通过修改部分参数进行调整：1，码资源问题：AMR业务的扩频因子SF = 128。

PS384业务的扩频因子SF = 8，相当于16个AMR专用物理信道。

CS64业务的扩频因子SF = 32，相当于4个AMR专用物理信道。

WCDMA基本概念1.WCDMA的主要参数FDD的UTRA使用以下频段：上行（UE发射，NODEB接收，即UE到UTRAN的方向）：1920-1980MHz下行（UE接收，NODEB发射，即UTRAN到UE的方向）：2110-2170 MHz发射和接收频率间隔190 MHz2.WCDMA的基本概念2.1. 多普勒(Doppler)效应在波源与观察者相对于介质均为静止的情况下，介质中各点的振动频率与波源的频率相等，亦即观察者接收到的频率与波源的频率相同。

若波源与观察者或两者同时相对于介质在运动，观察者接收到的频率不同于波源频率，这种现象称为多普勒效应。

例如，当飞机迎面而来时，人们听到飞机的轰鸣声音调变高，即人耳接收到的声波频率高于飞机发出的声波频率；背离而去时，人们听到的音调变低，即人耳接收到的声波频率低于飞机发出的声波频率。

对电磁波(无线电波或光波)来说，也能发生多普勒效应。

由于电磁波可以在真空中传播，真空中不存在介质，所以在讨论时，只需要考察光源与观测者之间的相对运动。

这时，必须根据相对论才能确定其多普勒效应的频率变化关系。

设光源的频率为，它相对于观察者的速度为，计算表明，观察者测得的频率为式中，c为电磁波的传播速度(即光速)；以相对于观察者远离时为正，相对接近时为负。

上式表明，当光源相对于观察者离去(退行)时，；反之，。

2.2. 信道化码和扰码下面是信道化码和扰码的关系：信道码OVSF DATASymbol rateChip rate3.84MHzChip rate3.84MHz 扰码（3.84MHz）扩频/信道化是基于正交可变扩频因子(OSVF)技术,经过扩频后信号在频率上扩展了（即信号带宽变宽）。

同一信息源使用的信道化编码有一定的限制。

物理信道采用某个信道化编码必须满足：其码树的下层分支的所有码都没有被使用，也就是说此码之后的所有高阶扩频因子码都不能使用。

同样，从该分支到树根之间的低阶扩频因子码也不能使用。

WCDMA 的每个信道都是5M带宽吗？wcdma 频率规划根据工信部规定，中国联通可用的频段是1940MHz-1955MHz(上行)、2130MHz -2145MHz(下行)，上下行各15MHz。

WCDMA的频点称为UARFCN（UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number，UTRA绝对频点号）。

2.1GHz频段上行频点号为9612～9888，下行频点号为10562～10838，频点除以5就可以得到频点中心对应的频率值（以MHz为单位）。

每个频点间隔为200kHz，与GSM系统兼容。

当然每个频点的带宽远超过200kHz，这与CDMA的频点编号方式类似。

目前联通WCDMA系统下行第一频点号为10713（中心频率2142.6MHz），第二频点号为10688，第三频点号为10663。

上行频点号分别为9763（中心频率1952.6MHz）、9738以及9713。

WCDMA 码片速率= 3.84MHz 扩频因子= 4 则符号速率= 960Kbps码片速率= 1秒钟传送的比特数 3.84M个3gpp规定wcdma的UU口帧结构为帧长10ms，每帧15个时隙，每时隙有2560个码片。

因此1帧包含的比特数=2560*15=38400bit因为1帧=10ms所以码速率=2560*15/10ms=2560*15/0.01s=2560*15*100=3840000=3.84*1000*1000=3.84Mbit/S因此空口速率3.84Mb/S是由wcdma的帧结构所决定的。

3gpp规定wcdma的UU口帧结构为帧长10ms，每帧15个时隙，每时隙有2560个码片。

如此算来，2560*15/10ms 即3840/ms换算成标准速率格式即3.84Mb/s。

我们知道wcdma是无线频带传输，即数字基带信号要经过调制变频到合适的频点上、在一定的频带范围内来传输的。

在理想情况下传输一定基带带宽信号用和信号带宽相同的频带带宽就可以了。

TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA 的比较分析前言3G时代已然走进了我们的生活，移动、联通、电信也从功能手机用户的竞争中转移到了3G智能手机竞争的普及中。

中国移动运营的TD-SCDMA是我国独立的通信知识，因此在智能手机的选择上要少了很多国外的大品牌，很多人因此选择WCDMA制式的智能手机却依然使用着移动的电话卡，这样的结果就是中国的3G时代并未如表面看起来那样真正广泛的被运用。

而且，大部分智能机的用户也并未真正体验到3G带来的巨大进步。

TD制式是中国为了国家的信息安全而独立研制的通信制式，当然这就意味着他有很多不足之处。

现在又很多人非常反感被“爱国主义”绑架而选择质量较差的国产商品，但是其中有两个误点：第一，“爱国主义”不代表排斥好的国外产品技术，而是通过购买和交流帮助提升中国品牌的实力，国产虽然落后，但不尝试只能永远落后；第二，中国制造不代表质量差，相反在国际上中国制造一直是物美价廉的象征（这也是其他国家政府一直打压中国出口商品的原因），而且中国在最近几年的发展，已经逐渐提升了产品的品质和技术含量，已经不再仅仅是一个只会粗加工的“世界工厂”了。

因此，我依然支持中国独立技术的发展，作为一名通信业从业人员，我了解Wcdma的好，但更支持TD的发展，并且，在近几年有很大一批海归技术人员投入到中国的产业发展中，带来了大量的新鲜血液，如在业内极富盛名的前三星的视频技术顾问专家汪际军先生就在杭州成立了一家专门研制智能手机的民用高新科技企业电意电子，并且推出了他们的旗舰手机支持TD制式的电意手机T11，性能可媲美国际品牌。

希望中国能在技术强国的路上走的更远，我期待着。

三种制式比较说明信息技术风起云涌，滚滚而来的3G通信浪潮离我们越来越近，人们不再满足仅用干涩的声音来交流，更期望通过身边的设备和亲人、朋友、陌生人共享数据、图像、视频和思想，在无约束的交流中共同创造新的财富。

那诱人的2Mbit/s 的传输速率更是让众手机用户垂涎欲滴，欣喜若狂。