Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) to technologia komunikacji bezprzewodowej, która stanowi podstawę sieci komórkowych trzeciej generacji (3G), powszechnie znanych jako UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). WCDMA to technologia widma rozproszonego, która umożliwia transmisję głosu i danych w szerokim paśmie częstotliwości. Oto szczegółowe wyjaśnienie WCDMA:
1. Wprowadzenie do WCDMA:
- Ewolucja od 2G: WCDMA stanowi znaczący krok naprzód w stosunku do technologii 2G, takich jak GSM (Globalny System Komunikacji Mobilnej) i CDMA (wielokrotny dostęp z podziałem kodowym).
- Część UMTS: WCDMA jest kluczowym składnikiem standardu UMTS, definiującym interfejs radiowy dla sieci komórkowych 3G.
2. Technologia widma rozproszonego:
- Wielodostęp z podziałem kodowym (CDMA): WCDMA wykorzystuje CDMA, technikę widma rozproszonego, w której sygnał każdego użytkownika jest rozprowadzany w szerokim paśmie częstotliwości przy użyciu unikalnego kodu.
- Zwiększona pojemność: CDMA umożliwia wielu użytkownikom jednoczesne współdzielenie tego samego pasma częstotliwości, co skutkuje zwiększoną przepustowością sieci.
3. Pasma częstotliwości i przydział widma:
- Szerokie pasma częstotliwości: WCDMA działa w szerokim zakresie pasm częstotliwości, zapewniając elastyczność wdrażania w różnych regionach.
- Przydział widma: Organy regulacyjne przydzielają określone pasma częstotliwości do użytku WCDMA, zapewniając współistnienie z innymi technologiami bezprzewodowymi.
4. Techniki drukowania dwustronnego:
- Dupleks z podziałem częstotliwości (FDD): WCDMA powszechnie wykorzystuje FDD, gdzie oddzielne pasma częstotliwości są przydzielane dla komunikacji w górę (stacja komórkowa do stacji bazowej) i łącza w dół (stacja bazowa do stacji mobilnej).
- Duplex z podziałem czasowym (TDD): W niektórych wdrożeniach, zwłaszcza w przypadku niektórych pasm częstotliwości, WCDMA może używać TDD, gdzie to samo pasmo częstotliwości jest na przemian wykorzystywane dla łącza w górę i łącza w dół w różnym czasie.
5. Komponenty sieci dostępu radiowego:
- Węzeł B: W WCDMA stacja bazowa nazywana jest Węzłem B. Obsługuje transmisję i odbiór radiowy, komunikując się z urządzeniami mobilnymi znajdującymi się w jej obszarze zasięgu.
- RNC (kontroler sieci radiowej): RNC to centralny element kontrolujący i zarządzający wieloma węzłami B. Wykonuje takie funkcje, jak przekazywanie, zarządzanie zasobami radiowymi i konfigurowanie połączeń.
6. Rozpowszechnianie kodów i kanałów:
- Kody rozpraszające: WCDMA wykorzystuje kody rozpraszające do rozróżniania sygnałów różnych użytkowników, umożliwiając jednoczesną komunikację na tej samej częstotliwości.
- Kanały: Zdefiniowano różne kanały do różnych celów, w tym kanały dedykowane dla głosu, danych i sygnalizacji sterującej.
7. Transmisja danych i duże prędkości:
- Większe szybkości transmisji danych: WCDMA obsługuje wyższe szybkości transmisji danych w porównaniu z technologiami 2G, ułatwiając szybszy dostęp do Internetu, strumieniowe przesyłanie multimediów i inne aplikacje wymagające dużej ilości danych.
- Sieci z komutacją pakietów: WCDMA skutecznie obsługuje sieci z komutacją pakietów, umożliwiając bezproblemowy transport pakietów danych.
8. Zarządzanie QoS (jakością usług):
- Parametry QoS: WCDMA zawiera mechanizmy QoS do zarządzania parametrami, takimi jak opóźnienie, utrata pakietów i przepustowość.
- Zróżnicowanie usług: Zarządzanie QoS zapewnia rozróżnienie pomiędzy różnymi rodzajami ruchu, zapewniając optymalną wydajność usług głosowych i danych.
9. Zarządzanie mobilnością:
- Przełączenia: WCDMA obsługuje płynne przełączenia między różnymi komórkami lub stacjami bazowymi, zapewniając ciągłą łączność użytkownikom mobilnym poruszającym się po sieci.
- Ponowny wybór komórki: Urządzenia mogą ponownie wybierać komórki w oparciu o takie czynniki, jak siła sygnału i obciążenie sieci.
10. Ewolucja do HSPA i nie tylko:
- HSPA (szybki dostęp pakietowy): WCDMA ewoluowała do HSPA, wprowadzając ulepszenia, takie jak wyższe prędkości transmisji danych dzięki technologiom takim jak HSDPA (szybki dostęp pakietowy w dół) i HSUPA (szybki dostęp pakietowy w górę).
- Long-Term Evolution (LTE): Podczas gdy WCDMA i HSPA reprezentują technologie 3G, branża później przeszła na LTE (Long-Term Evolution) dla sieci 4G, zapewniając jeszcze wyższe szybkości transmisji danych i lepszą wydajność.
11. Globalna adopcja i migracja:
- Globalny standard: WCDMA to globalny standard przyjęty przez wiele krajów i operatorów komórkowych w zakresie wdrożeń sieci 3G.
- Migracja do 4G i 5G: Chociaż WCDMA odegrała kluczową rolę w 3G, od tego czasu branża przeszła w kierunku technologii LTE i 5G, aby zapewnić wyższe prędkości transmisji danych, mniejsze opóźnienia i lepszą wydajność sieci.
Podsumowując, szerokopasmowy dostęp wielokrotny z podziałem kodowym (WCDMA) to technologia rozproszonego widma, która stanowi podstawę sieci komórkowych 3G, umożliwiając transmisję głosu i danych w szerokim paśmie częstotliwości. Oznaczało to znaczący postęp w komunikacji bezprzewodowej, oferując wyższe szybkości transmisji danych, lepszą jakość usług i stanowiąc podstawę dla kolejnych generacji technologii mobilnych.