W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access, auch WCDMA) ist die Funkzugangstechnik von UMTS: Das 3G-System überträgt Sprache und Daten per Codemultiplex auf breiten 5-MHz-Kanälen. W-CDMA setzt die Grundidee des schmalbandigen CDMA als Breitband-Variante um und wurde von der 3GPP ab der Release 99 standardisiert.
So funktioniert W-CDMA
W-CDMA arbeitet als DS-CDMA (Direct Sequence CDMA): Jeder Teilnehmer sendet gleichzeitig auf derselben 5-MHz-Frequenz und wird über einen individuellen Spreizcode getrennt. Die Chiprate beträgt 3,84 Mcps (Mega-Chips pro Sekunde); je nach Datenrate wird der Spreizfaktor zwischen 4 und 512 variiert. Üblich ist der FDD-Betrieb (Frequency Division Duplex) mit einem Frequenzpaar von je 5 MHz, zum Beispiel 1920-1980 MHz aufwärts und 2110-2170 MHz abwärts in Band I.
Weil sich die Teilnehmer nicht durch Frequenz oder Zeit trennen, ist eine schnelle Leistungsregelung essenziell — sie gleicht das Near-Far-Problem aus, das auch beim schmalbandigen CDMA auftritt. Ergänzend nutzt W-CDMA den Soft Handover: Das Endgerät ist beim Zellenwechsel kurzzeitig mit zwei Basisstationen (NodeB) verbunden, was Verbindungsabbrüche vermeidet.
Datenraten und Weiterentwicklung
- Release 99: bis 384 kbit/s im Downlink, Telefonie mit 12,2 kbit/s (AMR-Codec).
- HSDPA (Release 5): bis 14,4 Mbit/s im Downlink dank QPSK/16-QAM, HARQ und schneller Planung.
- HSUPA (Release 6): bis 5,76 Mbit/s im Uplink.
- HSPA+ (Release 7 ff.): 64-QAM und MIMO steigern die Rate auf 21-42 Mbit/s, mit Dual-Carrier auf bis zu 84 Mbit/s.
Abgrenzung zu anderen CDMA-Systemen
W-CDMA ist die europäisch geprägte 3G-Luftschnittstelle und gehört zur IMT-2000-Familie als „CDMA Direct Spread“. Die Konkurrenz aus Nordamerika, CDMA2000, nutzt dagegen schmalbandige 1,25-MHz-Kanäle und ist abwärtskompatibel zum älteren IS-95 (cdmaOne). W-CDMA wurde in Europa, Asien und weiten Teilen der Welt ausgerollt; in Deutschland liefen die UMTS-Netze von 2004 bis zur Abschaltung 2021/2022.
Verwandte Grundlagen: CDMA · UMTS · CDMA2000 · IS-95 · Mobilfunk · Basisstation · Handover.