《AI時代系列(5)：掌握AI + 6G無線行動通訊網路 —— 超高速、零延遲、智慧城市全攻略 🌐》
24/100 📌 第 3 周：蜂巢式行動網路演進-小區＋頻率重用，提效又不斷線。
24：3G WCDMA / CDMA2000 📱 — 手機能跑寬頻，上網成為日常！
🎯 單元導讀
在 2.5G GPRS/EDGE 讓行動上網初登場後，用戶對速度的需求快速攀升。**第三代行動通信（3G）**在 2000 年代初期全面商轉，標準以 WCDMA（Wideband CDMA） 和 CDMA2000 為主，首次將行動網路帶入「寬頻」時代，行動上網、影音串流、即時通訊成為日常。
👉 一句話：3G = 真正的行動寬頻起跑線，語音 + 資料全面 IP 化。
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🧠 一、3G 核心標準
• WCDMA（Wideband CDMA）
o 3GPP 制訂，歐洲、日本等地主流。
o 頻寬 5 MHz、採擴頻 CDMA。
o 理論速率：下行 384 kbps（初期）→ HSPA 提升到 7.2 Mbps / 14.4 Mbps。
• CDMA2000（IS-2000）
o 3GPP2 制訂，美洲、亞洲部分國家使用。
o 頻寬 1.25 MHz、相容 IS-95。
o 演進：1x（語音 + 基礎資料）、1xEV-DO（高速資料）。
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🔑 二、技術特色
WCDMA 與 CDMA2000 特點對照
• 多工方式
WCDMA：寬頻 CDMA（5 MHz）
CDMA2000：CDMA（1.25 MHz）
• 速率
WCDMA：384 kbps（初期）～HSPA 14.4 Mbps
CDMA2000：153 kbps（1x）～EV-DO 3.1 Mbps
• 核心網
WCDMA：早期仍分電路交換 / 分組交換，後期引入全 IP（IMS）
CDMA2000：同樣逐步向全 IP 過渡
• 調變
WCDMA：QPSK / 16QAM（HSPA）
CDMA2000：QPSK / 8PSK
• 關鍵突破
• 高速封包接取（HSPA / EV-DO）讓手機首次能流暢上網、影音與即時通訊。
• 語音 + 資料並行，核心網逐漸過渡到全 IP 架構，為 4G LTE 打下基礎。
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🏗️ 三、3G 網路架構
WCDMA 在 GSM 的基礎上把 RAN 升級為 UTRAN（UMTS Terrestrial RAN）：
• Node B（相當於 BTS）：無線收發。
• RNC（Radio Network Controller）（相當於 BSC）：控制多個 Node B、資源管理與切換。
📱 手機 (UE)
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📡 Node B (無線站)
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🖥 RNC (控制器)
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v
🏢 MSC / SGSN / GGSN (核心網)
CDMA2000 架構則延續 IS-95，升級 BSC / PDSN 以支援高速資料。
💻 3G 網路架構說明
WCDMA 在 GSM 的基礎上，把無線接取網路（RAN）升級為 UTRAN（UMTS Terrestrial RAN），由 📡Node B（相當於 BTS）負責與 📱用戶端(UE) 之間的無線收發，再由 🖥RNC（Radio Network Controller，相當於 BSC） 集中控制多個 Node B，進行無線資源管理、切換與連接核心網（🏢MSC / SGSN / GGSN），提供語音與資料服務。
而 CDMA2000 架構則延續 IS-95 的思路，透過升級原有 BSC 並引入 PDSN（Packet Data Serving Node） 來支援高速資料傳輸，形成與 WCDMA 不同但同樣可提供 3G 語音與數據的網路體系。
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🧩 四、模擬題
1️⃣ 專業題
WCDMA 與 CDMA2000 在頻寬與網路架構上的差異是什麼？
• 頻寬差異：
WCDMA 採用 5 MHz 為基本載波，屬於「寬帶」CDMA；
CDMA2000 採用 1.25 MHz 為基本載波，屬於「窄帶」CDMA，可以多載波疊加。
• 網路架構差異：
WCDMA 使用 UTRAN（NodeB + RNC） 架構，核心網沿用 GSM/EDGE 的演進，與 GSM 系統相容性高；
CDMA2000 使用 BSC + PDSN 架構，沿用 IS-95 演進，與原有 CDMA 系統相容性高。
🔎 總結：WCDMA 是歐洲（3GPP）路線，頻寬寬、走 GSM 演進；CDMA2000 是美國（3GPP2）路線，頻寬窄、走 IS-95 演進。
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2️⃣ 應用題
HSPA 為什麼能讓 WCDMA 的速率大幅提升？
HSPA（HSDPA + HSUPA）是在 WCDMA 基礎上的升級技術，透過：
• 在下行採用 16QAM/64QAM 高階調變；
• 由 NodeB 快速調度 資源，取代 RNC 調度；
• 使用 HARQ 快速重傳 減少延遲；
• 支援 多時槽同時傳輸；
所以能將速率從幾百 Kbps 提升到數 Mbps，實現「3.5G」。
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3️⃣ 情境題
一個城市 3G 網速經常低於標準，你會從哪些面向（頻譜、RNC 配置、回程網路）進行優化？
• 頻譜：檢查是否有足夠的 5 MHz 載波，語音與數據頻譜分配是否合理，是否需要新增載波或重耕 2G 頻譜。
• RNC 配置：檢查 RNC 的用戶承載和資源分配，調整碼道、HSPA 調度策略，擴容必要的處理能力。
• 回程網路：檢查 NodeB 與 RNC 間的傳輸帶寬是否不足（微波或光纖），避免「無線快但回程慢」。
• 覆蓋與干擾：增加微基站、室內分布系統，減少干擾，改善邊緣用戶速率。
• 用戶分流：在人潮聚集地引導流量分流至 Wi-Fi 或其他頻段。
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✅ 五、小結與啟示
• 3G 是行動網路的寬頻化起點，讓手機真正能跑網頁、收發郵件與影音串流。
• WCDMA（Node B + RNC）與 CDMA2000各自演進，均採用 CDMA 技術，速率與容量比 2.5G 大幅提升。
• 核心網過渡到全 IP，為 4G LTE 的 EPC 與 IMS 奠定基礎。
👉 一句話總結：3G = 手機寬頻化起跑線，行動上網正式成為日常。
