Twoje oryginalne dane, czy to scyfryzowana mowa, czy dane internetowe, są sygnałem stosunkowo wąskopasmowym. WCDMA pracuje na bardzo szerokim kanale częstotliwości, typowo o szerokości $5 \text{ MHz}$. To 25 razy szerzej niż kanały o szerokości $200 \text{ kHz}$ używane w GSM. Proces polega na mnożeniu Twojego wąskopasmowego strumienia danych przez bardzo szybki kod, często nazywany sekwencją pseudolosową (PN) lub "kodem rozpraszającym". Kod ten ma znacznie wyższą szybkość niż dane użytkownika.

Kiedy mnożysz swój wolny strumień danych przez ten szybki kod, wynikiem jest sygnał szerokopasmowy. Energia Twojego oryginalnego sygnału jest teraz "rozsmarowana" cienko na całym kanale $5 \text{ MHz}$. Dla zewnętrznego obserwatora ten rozproszony sygnał wygląda jak zwykły szum; jego moc na dowolnej pojedynczej częstotliwości jest bardzo niska, co utrudnia jego wykrycie lub przechwycenie.

Prawdziwa magia dzieje się w odbiorniku. Odbiornik bierze przychodzący sygnał szerokopasmowy (który jest mieszanką Twojego sygnału i wszystkich innych) i mnoży go przez dokładnie ten sam, idealnie zsynchronizowany, szybki kod, który został użyty do jego nadania. Ta operacja "odkodowywania" ma dwa efekty:

• Zwęża Twój rozproszony sygnał z powrotem do jego oryginalnej, wąskopasmowej formy, koncentrując całą jego energię w wąskim paśmie i znacznie podnosząc jego poziom mocy.
• Bierze sygnały od wszystkich innych użytkowników (którzy zostali rozproszeni innymi kodami) i rozprasza je jeszcze bardziej, pozostawiając je jako nisko-poziomowy szum szerokopasmowy.

Prosty filtr może wtedy łatwo oddzielić Twój teraz potężny sygnał danych od szerokopasmowego szumu. Wzmocnienie mocy pożądanego sygnału w stosunku do szumu podczas odkodowywania nazywane jest zyskiem przetwarzania i jest kluczem do tego, dlaczego CDMA jest tak odporne na zakłócenia.

Do oddzielania różnych użytkowników podłączonych do tej samej komórki (Node B), WCDMA używa zestawu kodów znanych jako Ortogonalne Kody o Zmiennym Współczynniku Rozpraszania (OVSF). Kody te mają bardzo specjalną właściwość matematyczną: są idealnie ortogonalne. Oznacza to, że jeśli weźmiesz dwa dowolne różne kody OVSF, pomnożysz je przez siebie i zsumujesz wynik, zawsze otrzymasz zero. Ta idealna ortogonalność pozwala odbiornikowi użyć kodu kanałowego konkretnego użytkownika, aby idealnie wyeliminować sygnały od wszystkich innych użytkowników w tej samej komórce podczas procesu odkodowywania.

Część nazwy "Zmienny Współczynnik Rozpraszania" jest również kluczowa. Współczynnik rozpraszania to stosunek szybkości kodu rozpraszającego do szybkości danych użytkownika. Przydzielając użytkownikowi kod o niskim współczynniku rozpraszania, sieć może dać mu wysoką prędkość danych. Przydzielając kod o wysokim współczynniku rozpraszania, daje mu niższą prędkość danych. Pozwala to sieci na elastyczne zarządzanie zasobami i przypisywanie różnych prędkości różnym użytkownikom lub usługom.

Kody OVSF działają idealnie do oddzielania użytkowników w jednej komórce, ponieważ wszyscy są idealnie zsynchronizowani z zegarem tej komórki. Jednak telefon często może "słyszeć" sygnały z wielu pobliskich komórek. Te sąsiednie komórki nie są idealnie zsynchronizowane ze sobą. Dlatego potrzebna jest druga warstwa kodowania, aby odróżnić jedną komórkę od drugiej. Odbywa się to za pomocą kodów szyfrujących (scrambling codes).

Każda komórka (lub sektor komórki) ma przypisany unikalny, bardzo długi kod szyfrujący. Ten kod jest nakładany na wierzch kodów kanałowych. Kiedy telefon odbiera złożony sygnał, najpierw stosuje kod szyfrujący komórki, której chce nasłuchiwać. To "odszyfrowuje" sygnały z jego domowej komórki, pozwalając mu następnie użyć kodów OVSF do wyodrębnienia konkretnego kanału użytkownika. Sygnały z wszystkich sąsiednich komórek, pomnożone przez kod szyfrujący domowej komórki, nie są poprawnie odszyfrowywane i pozostają jako szum szerokopasmowy, który jest następnie odfiltrowywany.

Jednym z największych wyzwań w każdym systemie CDMA jest problem bliskiej-dalekiej stacji. Ponieważ wszyscy użytkownicy są na tej samej częstotliwości, telefon znajdujący się bardzo blisko stacji bazowej mógłby łatwo nadać sygnał tysiące razy silniejszy niż sygnał z telefonu na skraju komórki. Bez interwencji ten "głośny" bliski użytkownik całkowicie zagłuszyłby "cichego" odległego użytkownika, uniemożliwiając stacji bazowej wykrycie jego komunikacji.

WCDMA rozwiązuje ten problem za pomocą bardzo szybkiego i precyzyjnego mechanizmu kontroli mocy. Celem jest zapewnienie, że wszystkie sygnały uplink od wszystkich telefonów komórkowych docierają do odbiornika Node B z mniej więcej tym samym poziomem mocy. Osiąga się to za pomocą dwóch pętli:

• Kontrola Mocy w Pętli Otwartej: Jest to wstępne, zgrubne oszacowanie. Kiedy telefon po raz pierwszy chce nadawać, mierzy siłę sygnału downlink, który odbiera od wieży, i zgaduje, ile mocy powinien użyć do własnej transmisji.
• Kontrola Mocy w Pętli Zamkniętej: Jest to szybki proces dostrajania. Node B stale mierzy moc sygnału, który otrzymuje od Twojego telefonu. Jeśli jest za niski, wysyła polecenie "zwiększ moc". Jeśli jest za wysoki, wysyła polecenie "zmniejsz moc". Dzieje się to niezwykle szybko, około 1500 razy na sekundę, co pozwala sieci na ciągłe dostosowywanie mocy każdego telefonu do precyzyjnie wymaganego poziomu. To nie tylko rozwiązuje problem bliskiej-dalekiej stacji, ale także oszczędza baterię i minimalizuje ogólne zakłócenia w sieci.

W środowiskach bezprzewodowych, zwłaszcza w miastach, sygnały radiowe odbijają się od budynków, drzew i innych przeszkód. Tworzy to zjawisko zwane wielodrogowością, gdzie odbiornik otrzymuje wiele kopii tego samego sygnału docierających w nieco różnych momentach. W tradycyjnych systemach wąskopasmowych te echa zakłócają się nawzajem i degradują sygnał.

WCDMA w genialny sposób zamienia ten problem w rozwiązanie za pomocą odbiornika grabiowego (Rake receiver). Ponieważ sygnał WCDMA jest tak szerokopasmowy, różne echa wielodrogowe mogą być od siebie odróżnione. Odbiornik grabiowy w telefonie ma kilka sub-odbiorników, zwanych "palcami". Każdy "palec" może być przypisany do śledzenia innego silnego echa. Odbiornik następnie niezależnie odkodowuje sygnał z każdego palca i łączy wyniki w sposób konstruktywny. W rezultacie, zamiast być źródłem zakłóceń, echa wielodrogowe są wykorzystywane do budowy silniejszego i bardziej niezawodnego sygnału całkowitego.

Ponieważ sąsiednie komórki w sieci WCDMA działają na tym samym szerokim kanale częstotliwości i różnią się tylko kodami szyfrującymi, możliwe jest, aby telefon komórkowy komunikował się z więcej niż jedną komórką w tym samym czasie. Umożliwia to potężną funkcję zwaną miękkim przełączaniem (soft handover).

W GSM przełączenia są "twarde", co oznacza, że telefon musi zerwać połączenie ze starą komórką, zanim nawiąże połączenie z nową. W WCDMA, gdy użytkownik wchodzi w obszar nakładającego się zasięgu dwóch komórek, jego telefon może nawiązać połączenie z nową komórką jednocześnie utrzymując połączenie ze starą. Przez krótki okres telefon komunikuje się z obiema stacjami bazowymi. Gdy sygnał do nowej komórki jest silny i stabilny, połączenie ze starą komórką jest zrywane. To podejście "ustanów-zanim-zerwiesz" sprawia, że przełączenia w UMTS są niezwykle płynne i znacznie zmniejszają liczbę zrywanych połączeń, zwłaszcza w obszarach o zmiennym zasięgu komórek.