无线网络 -- WCDMA  -- 《WCDMA空中接口技术》
    《WCDMA空中接口技术》：前言与后记     作者 LTE学习大使孙宇彤（微信关注）
 页码1    发表日期10-12-14

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   致 读 者亲爱的读者：感谢你选择阅读本书。在翻开这本书之前，我想你已经看过一些有关通信技术乃至WCDMA技术的书了，但是仔细再想一想，是不是还有一些有关WCDMA空中接口问题萦绕在心头？这里就请你不妨花上5分钟，考虑一下，列出有关WCDMA空中接口的三个问题：如果列不出问题，提醒你，你不需要阅读此书。如果列出问题了，恭喜你，常言道：“开卷有益”，作为作者，我非常期待你能在这里，读懂WCDMA。在写这本书之前，我与读者一样，也是对WCDMA空中接口有太多的疑问。尽管我参加过WCDMA的培训，阅读过许多关于WCDMA无线技术的书籍，甚至之前我本人也贡献了几本，如《CDMA空中接口技术》以及《WCDMA无线网络设计》，书中已经涉及到了不少WCDMA空中接口技术的内容，但是在我动笔写这本书之前，WCDMA空中接口对我来说仍旧是雾里看花，不甚明了，诸如HSDPA/HSUPA速率是怎么来的等问题都很难找到答案。问题出在哪里呢？大量的文献资料中详细介绍了规范中WCDMA空中接口的各种定义，但是落实到实际系统是怎么实现的，却少有问津。读者们看到了大量的“水中花”、“镜中月”，却无法与实际系统联系起来。就好像一个二维的人，怎么也看不到WCDMA空中接口立体的一面、丰满的一面。为了揭开WCDMA系统的迷雾，同时也是作为《PHS空中接口纵横谈》、《TDMA空中接口技术》以及《CDMA空中接口技术》的延续，我开始了本书的写作历程。套用一句俗语，写这本书就是要：“发掘WCDMA空中接口的真相，揭露WCDMA空中接口的本质。”这本书不是为了阐述WCDMA空中接口技术而写的，这本书也不想成为一本WCDMA空中接口技术的百科全书。这本书是为学习WCDMA空中接口技术的读者而写的，这本书的目标就是为了读者能够了解以及理解WCDMA空中接口。写作这本书的过程是我重温WCDMA空中接口技术的过程，也是一个艰难探索的过程。一路走来，许多次都觉得仿佛置身泥潭，无法前行；但是总有一种力量推动着我继续这个旅程，这也许是一种坚定的信念，但更多的是来自读者的期待，尤其是来自空中接口学园（www.pch.com.cn）上网友的期待。对于WCDMA空中接口技术的博大精深，我是叹为观止的，就好像在看地球脉动（Planet
  of
  Earth）一样，被感动，被震撼，不断感受WCDMA空中接口技术之美。我也期待这本书能带给大家同样的感受，帮助大家领略WCDMA空中接口技术的精妙之处，乘兴而来，尽兴而归，不虚此行。下面，就让我们正式展开WCDMA空中接口技术的学习之旅吧。

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本书导读在正式开始本书内容之前，先交代一下本书的写作方式以及阅读方法。众所周知，通信技术的主流是移动通信，2G移动通信的主流是GSM，3G移动通信的主流是WCDMA，后3G移动通信的主流是LTE。随着中国联通选用WCDMA制式，WCDMA技术在中国通信界的影响力将逐步得到强化。WCDMA的技术地位非常重要，上接GSM、下启LTE，而WCDMA技术的核心就是其空中接口技术。WCDMA空中接口技术涉及的内容非常丰富，又历经R99到R9多个版本，既有传承又有发展。WCDMA空中接口技术是从众多的3GPP规范而来，可谓博大精深，理解起来非常不容易。从这些年来WCDMA相关的技术培训、交流经历中，我深切地感到大家需要结合现网的实际情况，来学习WCDMA空中接口技术，而不是结合3GPP规范来学习WCDMA空中接口技术。为此本书特别结合联通的WCDMA系统，提供了大量的现网配置实例，务求使读者看得明白，还能对号入座。另外，从多年来TTTT（技术讲师培训）的经历看，学习的最好方式只能是“循序渐进、层层深入”，不用奢求一步到位。例如，WCDMA空中接口协议栈的整体结构图非常复杂，初学者看到这里就会一头雾水。为此，我在本书中先讲了分层结构的原理以及WCDMA无线网络的整体架构，这样再讲WCDMA空中接口的整体结构图，由浅入深，初学者接受起来就容易一些。从内容的组织上也是如此，以前很多书籍之所以让人看不明白，因为其内容以3GPP的规范为蓝本，每个规范作为一个部分，割裂了WCDMA空中接口内在的联系。而本书的内容是按照认识事物的逻辑来组织的，注重各个部分的内在的联系。就好像参观一个大型的工厂，讲解人员肯定会首先介绍一下工厂的历史沿革、现在的运行情况以及未来的发展蓝图。WCDMA空中接口技术的内容介绍也是如此，首先应该介绍WCDMA空中接口的由来、现在的应用情况以及未来的发展趋势，也就是从主流而来，往主流而去的路线。这部分内容将在第一章中体现。接下来，讲解人员会领着大家参观宏伟的厂房以及各种机器设备，介绍生产原料以及各个环节的半成品乃至最后的产成品，让大家对工厂的生产有一个初步的印象。同样，WCDMA空中接口技术也需要介绍其组成以及各个部分的主要功能，并介绍数据的主要处理过程以及处理结果。当然，在介绍这些内容之前，为了方便理解WCDMA空中接口技术，还简要介绍了WCDMA空中接口的无线特性以及CDMA技术的特点，这些内容集中反应在第二章中。最后，讲解人员应该详细介绍工厂产品的设计思路，根据怎样的需求得到这样的产品，相当于讲解WCDMA空中接口的处理机制。由于WCDMA空中接口的版本很多，本书采用“花开几朵，各表一枝”的方式，对各主要版本进行介绍。比如，R99的内容就通过第三、四、五、六章、R5的内容就通过第七章、R6的内容就通过第八章、R7、8、9的内容就通过第九章分别集中阐述。阅读完全书后，读者还可以通过后记对全书内容进行回顾和总结。
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后记通常我在书中是不写后记的，但是这本书不光是对WCDMA空中接口的描述，也可以看成学习WCDMA空中接口过程的实录，因此最后还是需要与读者一起来回顾一下WCDMA空中接口的特点。经过了前面这么多章节的介绍，WCDMA空中接口的特点是不是很清晰了呢？这里我先引用一下博客（“通信自由谈”）中曾经写过的一段文字：通信技术的四大金刚
  曾经听过一个搞通信的老教授讲课时提到，通信中有四大关键技术，掌握了这四大关键技术，搞通信就不难了。我听后也觉得心有戚戚焉，这四大关键技术就是今天要谈的通信技术的四大金刚：A/D与D/A、调制与解调、编码与解码和复用与解复用。有趣的是，这些技术都是成对的。
  国人有个习惯是论资排辈，弄得排行榜满天飞，如果非要给这四大关键技术排个座次，结果会怎样呢？以下就是我的评选结果，不过由于是一家之言，大家千万不要作为日后学习和写课题的依据。
  1.A/D与D/A
  关键指数：★
   评语：大家知道A/D与D/A是与输入输出相关的技术，并不是通信技术特有的，只要涉及到数字信号处理，肯定离不开A/D与D/A。这样看来，虽然在数字通信一统天下的时候，A/D与D/A是不可缺少，但由于A/D与D/A过于通俗，关键程度还不算高。考虑到数字通信系以前A/D与D/A更是没影的事，综合考虑，A/D与D/A只能敬陪末座了。
  2.调制与解调
  关键指数：★★
   评语：调制与解调可谓通信技术的特有技术，为了在信道上更好地传输信号，刚刚才变成数字信号的，这里又得转换为模拟信号，让人不由得感慨何其苦。调制与解调体现了通信技术的特色，对关键指数有一定的加分作用，加上调制与解调在模拟通信时代已经出现，资历够老，综合评定，给调制与解调两颗星。
  3.编码与解码
  关键指数：★★★
  评语：编码与解码在许多人眼里已经不是一项技术，而有点像学术了。如果说GSM的各种块内交织公式已经令人眼花缭乱的话，WCDMA信道编码中诸如Turbo编码的各种公式更是让人不明就里。现在的编码与解码让人不得不发出这样的感慨：“复杂，真是非一般地复杂。”编码与解码的难度代表了其傲人的技术实力，也决定了其在关键程度的领先地位，加上编码与解码超强的人气，给编码与解码三颗星众望所归。
  4.复用与解复用：
  关键指数：★★★★
  评语：最后隆重推出关键技术的第一名：复用与解复用。前面提到的三项技术实际上属于信号变换的范畴，技术上说属于物理层，而复用与解复用就不仅仅是物理层上的处理工作，还会涉及到整个通信系统的运作。前三项技术当然很关键，可惜要同复用与解复用的影响相比，还是差之千里呀。虽然复用与解复用听起来有点玄，考虑到复用与解复用对整个通信系统的影响力，其功力真是深不可测，坐上关键技术的头把交椅的确是实至名归。
  WCDMA空中接口的特点何尝不是这些呢？除了A/D与D/A涉及芯片级别，在本书中基本没有涉及，其他三项关键技术可是无处不在。先看调制与解调，广义上扰码与解扰、扩频与解扩也可以归入调制与解调的范畴，一定要精确的话可以说成信号的变换与反变换。正是由于扩频，才有了CDMA技术，才引入了实数的概念；正是有了扰码，才能实施CDMA技术；正是由于QAM调制，才引入IQ两路，才引入了复数的概念。总之，理解WCDMA空中接口的调制与解调需要使用更广泛的数学概念，需要更扎实的数学功底。再看编码与解码，经过第3章、第6章、第7章、第8章各个图与表的反复轰炸，我希望读者对WCDMA空中接口编码与解码的过程已经比较清晰了：在链路层需要经过怎样的编码过程，目的是什么；在物理层又需要经过怎样的编码过程，目的是什么。不管怎么样，由于WCDMA承载多种业务，WCDMA空中接口的编码与解码过程是相当复杂的。最后再来介绍复用与解复用，其实有个更通俗的说法，就是分分合合。“天下大势，合久必分，分久必合”。天下大势如此，通信大势亦是如此，通信技术的大势就在分分合合之中，更不用说WCDMA空中接口了，WCDMA空中接口分在哪里？最大的分割在于将无线网络划分为RNC与NodeB两类设备，这样就引出了传输信道，引出了传输块集。WCDMA空中接口的分层结构也体现了分，对应不同的功能分工，以方便系统的实现。链路层还分为RLC与MAC子层，MAC子层还可以再分。一句题外话，3GPP规范以及不少介绍WCDMA的书都是基于分层结构不同模块的划分，比较适合搞系统研发的，比如说这位是搞MAC层的，那位比较精通物理层。码分也可以体现出分，各个业务基于不同信道码，各个小区基于不同的主扰码。HSDPA的时分同样体现出分，每个用户以2ms为单位被调度。分在WCDMA空中接口中的作用还有很多，等待读者自行去挖掘了。再看合，合可是WCDMA空中接口的主旋律，WCDMA空中接口的设计思路就是如何提高复用效率，可不能浪费那么宝贵的5M带宽了。于是我们看到了逻辑信道是如何复用到传输信道上的，以提高RNC与NodeB之间的传输效率；而传输信道又是如何复用到物理信道上的，以充分利用NodeB的码资源以及功率。其中一个典型的例子就是不同业务的数据复用到一个物理信道上，也就是组合业务。另外WCDMA空中接口中承载业务的物理信道上还复用了信令。我们还看到了线性叠加，看到不同的物理信道上的信号复用在一个频点，也就是CDMA技术最大的特点。TDMA实现了从时间上复用信号，而CDMA更进一步，实现了从功率上复用信号，复用效率更高。我们也看到了R99与HSPA业务的混合，以充分利用小区的功率，当然码资源还需要分开，亲兄弟明算账嘛。总之，理解了分分合合，你就理解了WCDMA空中接口。在开篇时我曾经请你列出3个有关WCDMA空中接口的问题，现在请你回到开篇再检查一下，这些问题有没有找到答案。作为学习过程的总结，这里请读者做一个小测试，下图是描述了WCDMA传输格式的组合，你能看出各个传输信道上承载的是什么，说的又是怎么一回事呢？ 如果答出来了，恭喜你，本书的内容你基本上都掌握了；如果无法判断，请你再仔细阅读一下第6章吧。提醒大家注意，本书并不是一本关于WCDMA技术的百科全书，因此如果阅读完本书后如果大家觉得意犹未尽，我建议还可以深入阅读以下书籍：• WCDMA的切换 《WCDMA切换技术原理与优化》• WCDMA无线网络协议
   《UMTS系统无线协议与信令流程》• WCDMA无线网络规划 《WCDMA无线网络设计》• WCDMA无线网络接口 《WCDMA关键技术详解》此外，大家可以访问网站http://www.readhere.cn/或者http://www.pch.com.cn/，交流学习WCDMA空中接口过程中的点点滴滴，一起来分享你的阅读体验以及收获，并下载一些内容的详细分析。你也可以通过邮件（Email:readhere@sohu.com）与我联系。最后，感谢大家选择阅读本书，体验一次美妙的WCDMA空中接口的学习过程，期待各位读者都能：“在这里，读懂WCDMA”。

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