1、WCDMA网络的演进
WCDMA标准的演进简述如下：
R99版本：
继承2G系统的GSM/GPRS核心网结构，扩大PS域的系统带宽，增加QoS的概念；
引入全新的UMTS陆地无线接入网，定义了全新的空中接口技术WCDMA，采用功控、软切换；
Iub接口基于ATM实现，Iu-CS和Iu-PS接口分别通过基于ATM AAL2和ATM AAL5完成。
R4版本：
核心网电路域引入了软交换的概念，实现控制与业务分离。由于分层结构的引入，可采用ATM和IP等新的技术传输电路域的话音和信令，便于向全IP核心网过渡。
无线侧增加了低码片速率的TDD模式，即TD-SCDMA系统的空中接口标准，完成TD-SCDMA标准化工作。
R5版本：
无线传输中引入了高速下行分组接入（HSDPA）技术，下行峰值速率达14.4Mbps；Iu、Iur、Iub接口增加了基于IP的可选传输方式，保证无线接入网能实现全IP化。
核心网增加了IP多媒体子系统（IMS）。
WCDMA是从GSM演进而来，所以许多WCDMA的高层协议和GSM/GPRS基本相同或相似，比如移动性管理（MM）、GPRS移动性管理（GMM）、连接管理（CM）以及会话管理（SM）等。
移动终端中通用用户识别模块（USIM）的功能也是从GSM的用户识别模块（SIM）的功能延伸而来的。
2、WCDMA系统结构
无线接入网负责处理所有与无线通信相关的功能。而CN则采用了GSM/GPRS的定义，这样可以实现网络的平滑过渡，核心网负责对话音及数据业务进行交换和路由查找，以便将业务连接至外部网络。
（1）用户终端设备（UE）
UE完成人与网络间的交互，通过Uu接口与无线接入网相连，与网络进行信令和数据交换。包括两部分：
移动设备（ME）：是通过Uu接口进行无线通信的无线终端。
UMTS用户识别模块（USIM）：是一张智能卡，记载有用户标识，可执行鉴权算法，并存储鉴权、密钥及终端所需的一些预约信息。
（2）无线接入网（UTRAN ）
UTRAN位于两个开放接口Uu和Iu之间，完成所有与无线有关的功能：
宏分集处理、移动性管理、系统的接入控制、功率控制、信道编码控制、无线信道的加密与解密、无线资源配置、无线信道的建立和释放等。
UTRAN由一个或几个无线网络子系统（RNS）组成，RNS负责所属各小区的资源管理。每个RNS包括一个无线网络控制器（RNC）、一个或几个Node B。
（3）无线网络控制器（RNC）
左图表示UE在RNC之间软切换的情况（在SRNC中执行合并），右图表示UE只使用来自一个Node B的资源的情况，由DRNC加以控制。
主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并和无线资源管理控制等功能。
控制RNC（CRNC）。对于某个Node B来说，直接控制它的RNC就是控制RNC（CRNC）。
服务RNC(SRNC)。与CN有连接，为UE提供资源的RNC。
漂移RNC(DRNC)。把自己的资源借给SRNC为某一个UE使用的RNC。
（4）Node B
Node B通过Iub接口和基站控制器RNC互连。它主要由接口电路、基带处理单元、射频前端和控制单元部分组成。 Node B=BBU+RRU+天馈系统
基带处理是核心功能，为小区内的移动用户提供无线收发服务，实现RNC和无线信道之间信息传输格式的变换，如信道编码/解码、信道复用/去复用、速率匹配、扩频/解扩，调制/解调和构成物理帧。
Node B还负责完成更软切换、定位测量和执行无线资源分配与管理控制指令的功能。
（5）CN 核心网络
CS域有MSC/VLR、GMSC等。
MSC/VLR：MSC的功能是用于处理电路交换型业务的交换和信令控制，包括移动性管理、呼叫接续接续及业务处理、短消息控制等功能；VLR保存漫游用户的相关信息和UE在服务系统内精确的位置信息。
GMSC：在某一个网络中完成移动用户路由寻址功能的MSC，可以与MSC合设，也可分设。
PS域有SGSN、GGSN和CG等。
SGSN：其功能与MSC/VLR类似，完成分组型业务的交换功能和信令控制功能，包括位置更新流程、PDP Context上下文激活、切换控制、短消息控制和采用GTP隧道模式的数据包转发功能；
GGSN：功能类似于GMSC，移动分组网络与Internet间的网关设备，主要功能包括GTP隧道的管理与激活、GTP隧道的封装与解封装；
CG: 计费网关，收集并合并话单。
HLR（归属位置寄存器）
一个位于用户归属系统的数据库，存储着用户信息：允许的业务信息、禁止漫游区域，以及诸如呼叫转发状态和呼叫转发数量等增值业务信息。
为了寻找呼入业务（如来电或短消息）到UE的路由，HLR还在MSC/VLR级和（/或）SGSN级，即在服务系统级上存储UE的位置信息。
3、UTRAN接口协议
WCDMA网络的标准接口主要包括Uu 、Iub、Iur、Iu等。
WCDMA系统的UTRAN由多个RNS组成，每个RNS包括1个RNC和一个或多个Node B。
UTRAN地面接口的一般协议模型：
UTRAN地面接口包括Iu-CS, Iu-PS, Iur和Iub
接口协议结构的原则是层与平面在逻辑上相互独立。
WCDMA的网络接口具有以下三个特点：
所有接口具有开放性；
将无线网络层与传输层分离；
控制面和用户面分离。
Iu，Iub和Iur接口控制平面的传输承载都采用ATM AAL5；而用户平面，在Iub和Iur 接口上都采用AAL2，在Iu接口上则对CS域采用AAL2，对PS域采用AAL5。
UTRAN接口和协议：
UTRAN控制面协议栈：
UTRAN控制面协议栈是指协议和设备的对应关系。UE里面实现的协议是最完备的，所有的Node B只实现第一层，从Uu口的角度来讲，RNC实现第二层（从MAC到RRC），CN只实现RRC之上的。
UTRAN用户面协议栈：
用户面有CS和PS域，从UE的角度讲，没有RRC。从用户面过来到Node B是一系列的帧协议，到了RNC，Iu口是Iu UP，下面是传输层，没有RRC，只有PDCP。Iu UP下面如果是AAL2，就是CS域；如果是GTP-U、ALL5的话就是PS域。
4、WCDMA系统的基本技术
WCDMA系统发射机和接收机的信号处理流程如下图。
信源编码（话音编码），WCDMA使用的是自适应多速率（AMR）编码技术。
信道编码、交织，主要是用来抵抗无线传播环境中的各种衰落。
扩频、加扰，这两步是WCDMA系统所特有的。
信息调制到要求的频段上发射出去。
信源编码：
WCDMA系统的话音编解码器采用自适应多速率AMR技术(带8种信源速率)。
根据用户离基站远近，系统可以自动调整话音速率，减少切换和掉话。当移动终端离开了小区覆盖范围，并且已经达到了它的最大发射功率，可以利用较低的AMR速率来扩展小区的覆盖范围。
根据小区负荷，系统可以自动降低部分用户话音速率，节省部分功率，从而容纳更多用户。
在高负荷期间，比如忙时，就有可能采用较低的AMR速率在保证略低的话音质量的同时提供较高的容量
信道编码：
在WCDMA系统中，主要采用卷积码、Turbo码和交织等信道编码技术。
卷积码：在话音和对译码时延要求比较苛刻的低速率数据链路中，或者在接入、控制、基本数据、辅助码道等逻辑信道中。
Turbo编码：当传输速率大于32kb/s或误码率要求为10-3～10-6的数据业务。
三种交织：帧间交织（块间交织）、帧内交织（块交织）以及Turbo码编码器内部的交织。
扩频和加扰：
扩频：扩频又叫做信道化操作，用来区分来自同一个信源的不同物理信道；采用高速的OVSF提高数字符号的速率，增加信号带宽。
加扰：采用Gold序列作为扰码，用以区分不同的信源。
OVSF码的互相关性好，但自相关性不是很好，而Gold序列的自相关性比较好，通过扩频后的加扰操作，就能够满足自相关性的要求，这样就同时满足了对抗多址干扰和多径干扰的要求。
调制：
目的：为了使传送信息的基带信号搬移到相应频段的信道上进行传输，以解决信源信号与客观信道特性相匹配的问题。调制在实现时分为两个步骤：
首先是将含有信息的基带信号调制至某一载波上；
再通过上变频搬移至适合某信道传输的射频段。
不同的调制方式单相位所携带的比特信息不同，多进制调制方式可以携带更多的比特信息，因此空中接口能够提供更强传输数据业务的能力。
在WCDMA的R99、R4版本中，使用的QPSK调制；
在WCDMA的R5版本中，HSDPA使用的16QAM调制。
WCDMA系统是建立在数字通信系统基础之上的，其特点是采用了宽带扩频技术，所以在具有扩频优点的同时还需要采取相应的措施解决CDMA带来的问题。
多址干扰：功率控制技术、软切换技术；
多径干扰：RAKE接收、多用户检测和智能天线。
5、RAKE接收
6、功率控制技术
CDMA蜂窝通信系统的多址干扰：
对于各种干扰来说，对蜂窝系统的容量起主要制约作用的是系统本身存在的自我干扰。
FDMA与TDMA蜂窝系统的共道干扰和CDMA蜂窝系统的多址干扰都是系统本身存在的内部干扰。
电磁波的传播损耗近似与传播距离的4次方成正比。所以近地强信号的功率电平远远大于远地弱信号的功率电平，而导致“远近效应”。
功率控制的目的：在保证链路质量目标的前提下使发射信号的功率最小，既减少多址干扰，又可以有效地防止“远近效应”，使系统维持高质量通信。
从通信链路的角度，功率控制可分为：
反向功率控制：反向功率控制可以将移动台的发射功率调整至达到接收机保证通信质量的最小信噪比门限，既克服远近效应又延长电池的寿命。
前向功率控制：前向功率控制用来调整基站对每个移动台的发射功率，可以降低基站的平均发射功率，减小相邻小区之间的干扰。
从功率控制方法的角度，功率控制可分为：
开环功率控制：不需要在基站和移动台之间交互信息，可调范围大，控制速度快。能有效降低慢衰落的影响。
闭环功率控制：建立在开环功率控制的基站上，对开环功率控制进行校正，可以部分降低信道快衰落的影响。包括两部分，内环功率控制和外环功率控制。
WCDMA系统的功率控制：
快速、准确的功率控制技术是保证WCDMA系统性能的核心技术。
为了减少多址干扰和防止“远近效应”，使系统维持高质量通信，WCDMA系统在进行反向开环功率控制的基础上，同时在上/下行链路采用内环+外环的闭环功率控制，其中内环功率控制的速率高达1500次/秒，控制步长0.25～4dB可变。
内环功控：为了保证服务质量，误块率低于设定值，信干比高于目标值；
外环功控：寻找合适的目标信干比SIR。
反向开环功率控制：
反向开环功率控制有两个主要的功能：
第一个是调整移动台初始接入时的发射功率；
第二个是弥补由于路径损耗和慢衰落造成的衰减的变化。
WCDMA系统采用的FDD模式，上下行的频段相差190MHz。由于上行和下行链路的信道衰落情况是完全不同的，所以，开环功率控制只能起到粗略控制的作用。
反向闭环功率控制：
前向闭环功率控制：
7、软切换
在WCDMA系统中，具体的切换分为以下几种类型：
软切换；
更软切换；
异系统硬切换；
同系统异频硬切换；
同系统同频异交换区硬切换；
同交换区异RNC间（RNC不开启Iur的情况下）的硬切换。
更软切换：在上行链路方向，在基站的每个扇区中接收移动台的码分信道，然后送入到同一基带Rake接收机，并以通常的方式进行最大比值合并。
软切换：上行链路软切换和更软切换的差别很大，两个基站接收移动台的码分信道，但接收到的数据被发送到RNC进行合并。
从移动台的角度来看，软切换和更软切换的差别很小，移动台采用Rake接收机通过最大比值合并接收两个信道（信号）。软切换/更软切换也是WCDMA中减轻干扰的有效手段。
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