宽带码分多址(英语:Wideband Code Division Multiple Access,常简写为W-CDMA)是一种3G蜂窝网络,使用的部分协议与2G GSM标准一致。具体一点来说,W-CDMA是一种利用码分多址复用(或者CDMA 通用 复用技术,不是指CDMA标准)方法的宽带扩频3G移动通信空中接口。

1.WCDMA是什么

宽带码分多址(英语:Wideband Code Division Multiple Access,常简写为W-CDMA)是一种3G蜂窝网络,使用的部分协议与2G GSM标准一致。具体一点来说,W-CDMA是一种利用码分多址复用(或者CDMA 通用 复用技术,不是指CDMA标准)方法的宽带扩频3G移动通信空中接口。

WCDMA是什么

2.WCDMA技术特征

WCDMA-FDD的优势在于,码片速率高,有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集,可以解决多径问题和衰落问题,采用Turbo信道编解码,提供较高的数据传输速率,FDD制式能够提供广域的全覆盖,下行基站区分采用独有的小区搜索方法,无需基站间严格同步。采用连续导频技术,能够支持高速移动终端。相比第二代的移动通信制式,WCDMA具有:更大的系统容量、更优的话音质量、更高的频谱效率、更快的数据速率、更强的抗衰落能力、更好的抗多径性、能够应用于高达500km/h的移动终端的技术优势,而且能够从GSM系统进行平滑过渡,保证运营商的投资,为3G运营提供了良好的技术基础。

WCDMA技术特征

3.WCDMA技术特点

1.基站同步方式:支持异步和同步的基站运行方式,灵活组网
2. 信号带宽:5MHz;码片速率:3.84Mcps
3. 发射分集方式:TSTD(时间切换发射分集)、STTD(时空编码发射分集)、FBTD(反馈发射分集)
4. 信道编码:卷积码和Turbo码,支持2M速率的数据业务
5. 调制方式:上行:BPSK;下行:QPSK
6. 功率控制:上下行闭环功率控制,外环功率控制
7. 解调方式:导频辅助的相干解调
8. 语音编码:AMR,与GSM兼容
9. 核心网络基于GSM/GPRS网络的演进,并保持与GSM/GPRS网络的兼容性
10. MAP技术和GPRS隧道技术是WCDMA体制的移动性管理机制的核心,保持与GPRS网络的兼容性
11. 支持软切换和更软切换
12. 基站无需严格同步,组网方便

WCDMA技术特点

4.WCDMA关键技术

WCDMA产业化的关键技术包括射频和基带处理技术,具体包括射频、中频数字化处理,RAKE接收机、信道编解码、功率控制等关键技术和多用户检测、智能天线等增强技术。
1、射频和中频
射频部分是传统的模拟结构,实现射频和中频信号转换。射频上行通道部分主要包括自动增益控制(射频部分是传统的模拟结构,实现射频和中频信号转换。射频上行通道部分主要包括自动增益控制(RFAGC),接收滤波器(Rx滤波器)和下变频器。射频的下行通道部分主要包括二次上变频,宽带线性功放和射频发射滤波器。中频部分主要包括上行的去混迭滤波器、下变频器、ADC和下行的中频平滑滤波器,上变频器和DAC。与GSM信号和第一代信号不同,WCDMA的信号带宽为达到5MHz的宽带信号。宽带信号的射频功放的线性和效率是普遍存在的矛盾。
2、RAKE接收机
RAKE接收机专为CDMA系统设计的经典的分集接收器,其理论基础就是:当传播时延超过一个码片周期时,多径信号实际上可被看作是互不相关的。
带DLL的相关器是一个迟早门的锁相环。它由两个相关器(早和晚)组成,和解调相关器分别相差±1/2(或1/4)个码片。迟早门的相关结果相减可以用于调整码相位。延迟环路的性能取决于环路带宽。
延迟估计的作用是通过匹配滤波器获取不同时间延迟位置上的信号能量分布,识别具有较大能量的多径位置,并将它们的时间量分配到RAKE接收机的不同接收径上。匹配滤波器的测量精度可以达到1/4-1/2码片,而RAKE接收机的不同接收径的间隔是一个码片。实际实现中,如果延迟估计的更新速度很快(比如几十ms一次),就可以无须迟早门的锁相环。
由于信道中快速衰落和噪声的影响,实际接收的各径的相位与原来发射信号的相位有很大的变化,因此在合并以前要按照信道估计的结果进行相位的旋转,实际的CDMA系统中的信道估计是根据发射信号中携带的导频符号完成的。根据发射信号中是否携带有连续导频,可以分别采用基于连续导频的相位预测和基于判决反馈技术的相位预测方法。
在系统中对每个用户都要进行多径的搜索和解调,而且WCDMA的码片速率很高,其基带硬件的处理量很大,在实际实现中有一定困难。
3、信道编解码
信道编解码主要是降低信号传播功率和解决信号在无线传播环境中不可避免的衰落问题。编解码技术结合交织技术的使用可以提高误码率性能,与无编码情况相比,传统的卷积码可以将误码率提高两个数量级达到10-3~10-4,而Turbo码可以将误码率进一步提高到10-6。WCDMA候选的信道编解码技术中原来包括Reed-Solomon和Turbo码,Turbo码因为编解码性能能够逼近Shannon极限而最后被采用作为3G的数据编解码技术。卷积码主要是用于低数据速率的语音和信令。Turbo编码由两个或以上的基本编码器通过一个或以上交织器并行级联构成:
Turbo码的原理是基于对传统级联码的算法和结构上的修正,内交织器的引入使得迭代解码的正反馈得到了很好的消除。Turbo的迭代解码算法包括SOVA(软输出Viterbi算法)、MAP(最大后验概率算法)等。由于MAP算法的每一次迭代性能的提高都优于Viterbi算法,因此MAP算法的迭代译码器可以获得更大的编码增益。实际实现的MAP算法是Log-MAP算法,它将MAP算法置于对数域中进行计算,减少了计算量。
Turbo解码算法实现的难点在于高速数据时的解码速率和相应的迭代次数,现有的DSP都内置了解码器所需的基本算法,使得Turbo解码可以依赖DSP芯片直接实现而无需采用ASIC。

WCDMA关键技术