EDGE概述和工作原理

EDGE原理和MOTO部署概述

第一章EDGE概述和工作原理

1.1GPRS技术存在的弱点

∙GPRS会发生包丢失现象

由于分组交换连接比电路交换连接的时延性要差一些，因此，使用GPRS会发生一些包丢失现象。而且，由于话音和GPRS业务无法同时使用相同的网络资源，因此，当GPRS使用的时隙数量越多，能够提供给话音通信的网络资源就越少。对用户来说其容量有限GPRS确实对网络现有的小区话音容量产生影响，对于不同的用途而言只有有限的无线资源可供使用。例如，话音和GPRS呼叫都使用相同的网络资源，这势必会相互产生一些干扰。

∙实际速率比理论值低

虽然理论上GPRS 能够提供171.2kb/s 的传输速率，但实际数据传输速率由于受到网络编码方式和终端支持等因素影响，并且GPRS移动台最多支持4个时隙，因此带宽将会受到严重的限制，实际接入速度只到达到30k－40kb/s，给人们最直观的反应就是上网速度太慢，并且时常断线。

∙落后的调制方式

GPRS采用基于GMSK（Gaussian Minimum-Shift Keying）的调制技术，相比之下，EDGE基于一种新的调制方法8PSK（eight-phase-shift keying），它允许无线接口支持更高的速率。8PSK也用于UMTS。网络营运商如果想过渡到第三代，必须在某一阶段改用新的调制方式。

∙转接时延较长

GPRS分组通过不同的方向发送数据，最终达到相同的目的地，那么数据在通过无线链路传输的过程中就可能发生一个或几个分组丢失或出错的情况。

1.2EDGE的引入及其工作原理

1.2.1EDGE 是GPRS的发展

EDGE 是英文Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的缩写，就是增强GSM数据速率的演进技术，EDGE规范的制定工作是由第三代移动通信合作伙伴项目（3GPP）来负责的。根据相关规范的定义，EDGE就是一种能够增强高速电路交换数据业务（HSCSD）和通用分组交换无线数据业务（GPRS）的单位时隙内数据吞吐量的技术。我们将增强型高速电路交换数据业务称为ECSD（Enhanced Circuit-Switched Data)，将增强型通用分组交换无线数据业务称为EGPRS （Enhanced GPRS）。目前国内讲述的EDGE通常是指EGPRS。

1.2.2EDGE的特点和优势

o可以平滑过渡到WCDMA

o提供”类3G“的应用和用户感受

o和GPRS共用核心网络

o不需要重新进行无线小区频率规划

o完全兼容于现有GPRS网络，任何GPRS业务均可稳定高效地在EDGE网络运行

o可以提供3倍于GPRS的数据传输速率

o成倍增加GPRS网络的容量

o提高了无线频谱的利用率(数据传输速率< 100 Kbps)

o可以和语音，GPRS业务共享信道和无线频谱

1.2.3EDGE的工作原理

既然EDGE相对于GPRS有如此大的进步，那自然有其技术上的独到之处，我们不妨来探究一下其工作特性，EDGE技术的先进性主要体现在全新的调制方法、灵活的编码方案和先进的数据重发机制三个方面。

1.2.3.1全新的调制技术（Modulation Technique）

EDGE的"高速数据吞吐率"主要得益于采用了8PSK（8相键控）调制技术。GPRS 系统中系统采用GMSK相位调制技术（高斯最小移频键控，为两相键控），而8PSK技术则是在在2PI调制周期内定义8个均分的不同相位来区分每个传送符号，8种不同相位则可表示3个比特的信息量(000-111)，而GMSK采用1比特表示1个符号，因此8PSK调制效率提高到GMSK的三倍；

图1－1 EDGE和GPRS调制技术的比较

1.2.3.2灵活的编码方案（Coding Schemes）

结合不同纠、检错能力的信道编码方案，EDGE共提供9种不同的"调制编码方案--MCS"，较之使用单一调制技术的GPRS提供的四种"编码方案--CS"，EDGE 可以适应更恶劣、更广泛的无线传播环境；在相同带宽内，EDGE最高可以提供6倍于GPRS的数据速率。9种MCS根据相互之间的相关特性被分为3组，即Family A (MCS-3, MCS-6, MCS- 8, MCS-9)，Family B(MCS-2, MCS-5, MCS-7)和Family C(MCS-1, MCS-4)。各组内的几种编码方案的结构之间具有相互包含或被包含的关系，更易于实现编码速率的转换。其中MCS1到MCS4采用GMSK高斯最小相移键控调制方法，这时容错保护能力强，数据吞吐量就相对低；MCS5

到MCS9采用8-PSK调制方法，数据吞吐能力较强。不同于GMSK方式下的恒定调制功率包络，8PSK调制功率包络是变化的，平均值小于峰值；而移动台测量的网络电平以平均功率为准，降低的测量功率会缩减小区的有效业务半径，从而影响系统的综合容量；因此为了保证网络吞吐率达到理想水平，必须将功率放大器的峰值指标提高至少3dB以抬高平均值。目前摩托罗拉等设备供应商均通过提高基站功率等手段来确保高速EDGE的实现。

图1－2 EDGE编码方案示意图

1.2.3.3先进的数据重发机制（LA and IR）

EDGE在数据发送和重发机制上采用了链路适配(Link Adaptation)和增量冗余(Incremental Redundancy)功能，数据重发成功率较之GPRS平均提高10-20%。

链路适配功能是根据精确的无线链路质量及时调整最适合的MCS 方案。正常数据块传输正确情况下转换可以在9种数据速率之间进行以获得传输质量与吞吐率的最佳平衡。当无线环境恶化而导致数据块错传而需重传时，编码速率可以但只能在同一组内的具有包含关系的几种MCS之间互相转换，前后数据块所携带的冗余信息因此具有足够的相关性以便于解调；而GPRS没有链路状况适配机制，因此重发成功的概率依赖于无线环境的变化，在多数情况下只会加重网络的负担、浪费网络资源且无法改善传输质量而导致不断重发、系统效率急剧恶化。