WCDMA為聯合國ITU-T制定之IMT-2000中無線接取技術之一，主要由日本、歐洲各大廠商及標準組織所主導，該技術經3GPP組織制定規格，已成為第三代行動通訊的主流技術之一。其主要特點為無線電波媒介改採CDMA技術以提升系統容量及頻譜使用效率，而在此同時，其核心網路又可自2G的GSM系統直接升級，使技術的推廣減少阻力。
WCDMA為聯合國ITU-T制定之IMT- 2000中無線接取技術之一，主要由日本、歐洲各大廠商及標準組織所主導，該技術經3GPP組織制定規格，已成為第三代行動通訊的主流技術之一。其主要特點為無線電波媒介改採CDMA技術以提升系統容量及頻譜使用效率，而在此同時，其核心網路又可自2G的GSM系統直接升級，使技術的推廣減少阻力。
WCDMA通訊協定堆疊可切割分為接取相關部分(Access Stratum, AS)和非接取相關部分(Non-Access Stratum, NAS)。其中AS包含無線資源控制(RRC)、無線鏈結控制(RLC)、媒體存取控制(MAC)、實體層(PHY)等數個功能不同的子層，其目的在控制無線鏈路之使用以提供上層資料傳輸的通道。本文透過揭露手機協定層R4規格內部運作模式來對WCDMA技術作一討論。
當WCDMA手機開機後至RRC Idle Mode經下列步驟完成初始化之工作：
依照3GPP TS 25.304，當UE開機後，首先會透過USIM或RRC database的資訊作Storedy information cell search，若找不到合適cell則會做Initial Cell Search。UE先透過量測RF channels的訊號強度，並嘗試尋找訊號最強的cell，同時讀取其system information來得到其PLMN identity。並將可用的PLMNs回報給NAS以進行PLMN-Selection。NAS可以透過automatic mode或manually mode來達成。接著RRC會從NAS提供的PLMN service找尋最合適的cell做cell camping。過程中Physical Layer會進行Cell Search，亦即開始進行3-stage Cell Search。其過程如圖1所示：
利用同步化通道(SCH)取得Slot、Frame同步以及Scrambling Code群組，再與Downlink P-CPICH進行Auto-correlation以取得BCH資訊。
取得Slot同步，手機首先搜索目前所在細胞的主同步通道(Primary SCH, P-SCH)的主同步碼(Primary Synchronization Code, PSC)，得到Slot Boundary之Timing並與信號最強的基地站取得Slot同步。其中，所有的細胞都使用同一個碼字(Code Word)作自己的PSC，可利用匹配濾波器匹配主同步碼Cpsc來實現，通過檢測匹配濾波器輸出訊號的峰值來獲得Cell的Slot同步，亦可使用相關器(Auto-Correlator)實現，PSC為一Golay碼序列，具良好的非週期自相關性，易於識別。
取得Frame同步和Scrambling Code Group識別，當手機取得Slot Boundary後，接著解調輔同步通道(Secondary SCH, S-SCH)所傳送之輔同步碼(SSC，Secondary Synchronization Code)序列，以判斷Downlink的Frame Boundary取得Frame同步。首先找出該Cell中S-SCH所傳送之SSC序列，依此SSC序列可對應找出該序列屬於3GPP所定義之64組 Scrambling Code群組中的第幾組Code群組，一旦Scrambling Code群組得知後，便可找出對應之Primary Scrambling Code群組。其中64組互不相關的SSC對應64組不同的Scrambling Code群組，每一群組有8個集合(Set)，亦即包含8個Primary Scrambling Code，每個Cell所使用的Scrambling Code群組不同，故其SSC亦不同。
取得Scrambling Code ID，先將Scrambling Code群組中所含的8個Primary Scrambling Code分別和接收到的P-CPICH訊號進行解擾碼之相關(Correlation)運算後，將之與手機內建的「Pre-defined bit sequence」進行比對，判斷其內容是否符合，以解出該Cell之P-CPICH內容，找出該Cell的Downlink P-CPICH Primary Scrambling Code。再根據識別到的Primary Scrambling Code，接著就可以解出P-CCPCH取得BCH的資料內容，整個系統相關資訊(System Information Block)便可以得知了。
Downlink Physical Channel之P-SCH和S-SCH同時傳送見圖2。
CPICH可分為Primary CPICH和Secondary CPICH兩種通道，為一個未編碼的通道，它的功能是在手機端輔助專用通道作通道估測；同時在其他公共通道與專用通道無任何連線或沒有使用智能天線技術 (Smart antenna)時，作為參考信號。CPICH是全向天線發送的，具固定Bit速率30Kbit/s，展頻因子SF固定為256。其Frame結構如圖3 所示。
如果細胞中Downlink採用STTD/TSTD Transmit Diversity方式，則CPICH在兩天線上所發送的bit是採用相同的展頻碼(Spreading Code)和擾碼(Scrambling Code)，但兩天線上的Pre-defined bit sequence是不同的，如圖4所示。若不用Diversity，則兩天線Pre-defined bit sequenc都用Antenna 1的bit sequemce。
Primary-CPICH通道的一個重要作用領域是應用於Handover和Cell Selection/Reselection的量測之中。在Handover的量測過程中，若CPICH的接收功率降低，網路端可能會考慮要求UE端做 Handover。每個Cell都要有一個Primary-CPICH，其內容為一「Pre-defined bit sequence」，固定以Cch,256,0展頻(註2)，再以Primary Scrambling Code擾亂。
手機將由S-SCH解出的8組Scrambling Code和接收到的CPICH內容進行解擾碼之相關運算後，再將之與手機內建的Pre-defined bit sequence進行比對，若相符，則可確定此細胞的Primary Scrambling Code。公共尋頻通道可分為P-CPICH和S-CPICH兩種比較如表2。
P-CCPCH承載廣播通道(BCH，Broadcast Channel)。BCH在整個Cell的範圍內廣播，並且只有一種傳輸格式，其用於廣播Cell和系統的特定訊息(System Information Block)，並且與CPICH通道使用相同的天線發射模式。
P-CCPCH，展頻因子SF固定為256，使用固定的通道化碼Cch,256,1展頻，再以細胞之Primary Scrambling Code擾亂。其Bit速率理應為30Kbit/s，然而其實際Bit速率卻是27Kbit/s。由圖5P-CCPCH的Frame結構可見，其每個 Slot都預留了256 Chips的空隙給同步通道(SCH)傳輸P-SCH和S-SCH數據，而不傳輸CCPCH的數據。由於P-CCPCH通道從基地站發射到UE的實際發射功率很高，必然對系統性能有直接影響，所以P-CCPCH有比較低的數據傳輸速率。P-CCPCH若解碼失敗，用戶就無法得到系統的關鍵參數，如TMSI 或其他共用通道的參數，用戶就不能與系統註冊。
當手機完成初始化之後，NAS將會和網路端註冊它的存在，告知系統端它的位置(Location area/Routing area)，如此進來的paging便可以被轉至特定的cell。手機將會持續和系統註冊，直到它偵測到自己已進入了一個新的細胞站的無線電覆蓋的區域，便進行Handover程序。
手機完成初始化和系統的註冊後，將會進入閒置模式，以等待撥號傳呼或使用者執行撥號，當撥號傳呼被接收或執行撥號時，手機將進入系統存取模式來試著經由RACH(一般)或CPCH(封包)控制通道去存取系統。
手機在PCH上由系統接收一個傳呼訊息後，便在RACH通道上傳送一存取要求之訊息，當系統回應時，系統將指派一個特定的資料通道給手機。
手機不斷傳送存取要求(Preambles)去嘗試競爭得到上傳資料的存取權。若系統並非忙碌時，手機透過在RACH上傳送被放置於特定存取Slot中的存取burst來嘗試存取之動作，存取burst由低功率位階開始逐漸增加到最大可允許傳輸功率之功率位階。
若系統並未在特定的時間區間內回應存取要求，則手機將會等待一隨機時間後，增加功率位階並再次發送嘗試存取之要求，若網路端偵測到存取要求訊息並允許其存取，將會透過AICH送出確認訊息給UE，過程如圖6所示。
封包存取包含了在UE端和網路端所傳送之封包資料。手機可以透過RACH或CPCH通道傳送上傳封包資料至系統。
若在CPCH通道上傳送封包資料，手機在CPCH通道上以相似於RACH通道執行存取的方法來嘗試存取。若系統並非忙碌時，手機透過在CPCH上傳送被放置於特定存取Slot中的存取burst來嘗試存取之動作。存取burst由低功率位階開始逐漸增加到最大可允許之功率位階。
若系統並未在一特定的時間區間內回應存取要求，則手機將會等待一隨機時間後，增加功率位階並再次發送嘗試存取之要求，此嘗試存取之訊息包含一暫時用以識別此次手機所嘗試存取之短識別號碼，若系統偵測到存取要求訊息，將會透過CPCH AP-AICH送出確認訊息。
當手機在CPCH上嘗試存取至系統時，此存取之要求在AP-AICH上被確認後，手機會繼續傳送封包資料存取要求之資訊。然而，CD/CA-ICH通道負責協調這些存取，手機則在CPCH通道上繼續傳送資料，且其功率將透過由系統所接收到的命令而上下調整(註3)。
當Control plane(Dedicated control channel)被建立好，便可以開始傳遞User Plane的資料(Voice/Packet)。
通話期間，手機可以在系統中移動，並且在手機由1個細胞進入到另1個細胞時，進行交遞。WCDMA系統擁有3種基本型式的交遞(Handoff)方式：
Paging通常用來提供核心網路端呼叫尋找手機之用。一般Paging分成paging type1和paging type2，兩者的分別只在於有沒有UE與UTRAN是否建立RRC Connection。其步驟如下：
基於WCDMA的Handover需求(Intra-freq/Inter-freq/Inter-RAT)與無線資源合理分配的特性，Physical Layer需對外在無線環境通道的品質與雜訊強弱等資訊依據Measurement Control Message作精準的量測，然後回報給UTRAN RRC以利其做RRM(Radio Resource Management)的參考。依據TS 25.215，Layer1 Measurement可以分成手機量測，以手機天線連接器為量測參考點和基地台量測2大類，以下分別列出主要量測的內容。