EDGE標(biāo)準(zhǔn)組網(wǎng)探討

作為GSM/GPRS技術(shù)的增強(qiáng)，EDGE已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。在即將到來的3G時代里，EDGE仍將發(fā)揮重要作用，并與3G網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)發(fā)展，長期共存。

EDGE標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展

EDGE(Enhanced DataRatefor GSM Evolution)技術(shù)作為GSM/GPRS技術(shù)的增強(qiáng)型演進(jìn)，初衷是為了使兩大時分多址標(biāo)準(zhǔn)能夠統(tǒng)一起來，這兩個標(biāo)準(zhǔn)分別是：ETSI制定的GSM、美國通信工業(yè)協(xié)會/美國電子工業(yè)協(xié)會(Telecommunications Industry Alliance/Electronic Industries Alliance，TIA/EIA)制定的IS-136。

EDGE的發(fā)展要追溯到1997年，當(dāng)時ETIS正試圖提高GSM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)速率。同時，通用無線通信協(xié)會(Universal Wireless Communication Consortium，UWCC)旗下的全球TDMA論壇正準(zhǔn)備投入到TIA的ITU IMT-2000工程中去。在1998年，這兩個標(biāo)準(zhǔn)終于達(dá)成了統(tǒng)一，形成了統(tǒng)一的時分多址(time division multiple access，TDMA)標(biāo)準(zhǔn)，載頻為200kHz，使用8-PSK調(diào)制方式。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過ETSI以及3GPP等標(biāo)準(zhǔn)化組織的后續(xù)努力，EDGE技術(shù)最終成為了3GPP規(guī)范中UMTS標(biāo)準(zhǔn)的一部分。

近年來，隨著移動通信產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，在全球市場占據(jù)統(tǒng)治地位的GSM陣營中EDGE網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速。據(jù)GSA提供的數(shù)據(jù)，截至2007年底，GSM/WCDMA擁有28.4億用戶，占據(jù)了全球移動通信86.6%的市場份額，同比上年度增長了2.7%；在全球的450個以上的GPRS運(yùn)營商中，75%已經(jīng)或承諾把網(wǎng)絡(luò)升級到EDGE；在終端方面，已經(jīng)有700款以上的GSM/EDGE終端投入市場。

從國內(nèi)市場來看，全球最大的GSM運(yùn)營商中國移動已經(jīng)在絕大多數(shù)地區(qū)將GPRS網(wǎng)絡(luò)升級到了EDGE，中國聯(lián)通也已經(jīng)開始將旗下的GSM網(wǎng)絡(luò)向EDGE升級。在終端市場上，以諾基亞為代表的主流廠家新推出的機(jī)型已經(jīng)全面支持EDGE網(wǎng)絡(luò)。特別值得提出的是，運(yùn)營商定制手機(jī)也已經(jīng)將EDGE功能作為重要功能提供給用戶，這充分體現(xiàn)了運(yùn)營商對EDGE業(yè)務(wù)發(fā)展的重視程度。

EDGE同3G互補(bǔ)發(fā)展，長期共存

EDGE技術(shù)作為GSM/GPRS的增強(qiáng)，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力上有了很大提升，這一點(diǎn)已經(jīng)為業(yè)界所公認(rèn)。一旦GSM運(yùn)營商獲得了3G牌照后，通過引入WCDMA/TD-SCDMA等技術(shù)即可為單個用戶提供下行速率為384kbit/s的業(yè)務(wù)，如果升級到HSDPA的話還可以將速率進(jìn)一步提升到4～5Mbit/s。

看起來EDGE技術(shù)不但先天能夠同GSM/GPRS共存，而且還能為3G培養(yǎng)用戶。同時共用核心網(wǎng)為將來平滑過渡到3G做了必要的準(zhǔn)備�？梢哉fEDGE具備從GSM到3G過渡所需要的一切。這主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

●EDGE完全基于GSM網(wǎng)絡(luò)，僅僅在空中接口有微小的差別；

●EDGE完全后向兼容GSM/GPRS，原有GSM/GPRS用戶無需更換終端仍可照常使用；

●EDGE可以和GSM/GPRS共享頻率資源；

●EDGE可以較好地支持流媒體等準(zhǔn)3G業(yè)務(wù)，培養(yǎng)用戶對3G的感知；

●EDGE可以同WCDMA/TD-SCDMA共用核心網(wǎng)。

如果考慮到引入3G技術(shù)，在主設(shè)備、機(jī)房配套等方面需要的巨大資金和人工投入，那么對于運(yùn)營商來說，分步驟分區(qū)域地引入3G是一種更為現(xiàn)實(shí)的選擇。特別是對于國內(nèi)的中國移動和中國聯(lián)通來說，巨大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋區(qū)域以及數(shù)以億計(jì)的用戶都決定了3G的引入只能是分步驟分區(qū)域地實(shí)施，而不可能一步到位地建設(shè)覆蓋全國的3G網(wǎng)絡(luò)。

在這種情況下不可避免地就會存在3G和2G網(wǎng)絡(luò)同時運(yùn)營的狀況，而一旦3G用戶漫游到了3G覆蓋區(qū)之外，基本的語音通信需求固然可以通過使用2G/3G雙模終端接入2G網(wǎng)絡(luò)來滿足，但是對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求來說，GSM/GPRS就顯得無能為力了。此時，如果3G用戶能夠接入EDGE網(wǎng)絡(luò)，那么EDGE對中高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的良好支持能力能夠最大程度地保證3G用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的感知。

從另一方面看，3G業(yè)務(wù)發(fā)展的初期，EDGE可以作為3G覆蓋上的補(bǔ)充。在3G發(fā)展的中期，覆蓋逐漸完善之后，EDGE可以作為3G容量上的補(bǔ)充，在網(wǎng)絡(luò)擁塞時為部分用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

另外重要的一點(diǎn)，EDGE最大程度地利用了運(yùn)營商原有的GSM資產(chǎn)，使其在3G時代仍然能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用。

由此，我們可以看出EDGE在3G時代仍將具有重要地位。EDGE可以同3G互補(bǔ)發(fā)展，長期共存。這也正是世界上大多數(shù)GSM/WCDMA/HSPA運(yùn)營商的選擇。

據(jù)GSA(Globalmobile Suppliers Association)提供的數(shù)據(jù)，截至2007年底，在已經(jīng)商用的187個HSDPA網(wǎng)絡(luò)中，有107個同時具備EDGE功能，70%的HSDPA終端同時支持EDGE。

EDGE組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

EDGE技術(shù)相對于GSM/GPRS的主要改進(jìn)是采用了8-PSK調(diào)制技術(shù)，從而帶來了數(shù)據(jù)速率的增長，表現(xiàn)在每時隙所能提供的數(shù)據(jù)速率將3倍于GPRS系統(tǒng)。EDGE能夠充分利用原有的GSM網(wǎng)絡(luò)資源。除了采用現(xiàn)有的GSM頻率外，還可以利用相當(dāng)一部分現(xiàn)有的GSM設(shè)備來使運(yùn)營商向用戶提供諸如流媒體、高速互聯(lián)網(wǎng)瀏覽等中高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

EDGE技術(shù)對現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)帶來的改動主要在無線側(cè)，即基站(BTS)和基站控制器(BSC)，而對基于電路交換和分組交換的應(yīng)用和接口并沒有太大的影響。因此，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可最大限度地利用現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，只需較少的投資就可以部署EDGE。EDGE提高了現(xiàn)有GSM系統(tǒng)性能，并且為中高速數(shù)據(jù)服務(wù)提供了可能。

除了數(shù)據(jù)傳輸速率得到大大提升以外，EDGE在QoS(服務(wù)質(zhì)量)機(jī)制上得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，能夠保證用戶在獲得各種業(yè)務(wù)的同時得到不同的帶寬。QoS對于先進(jìn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(如流媒體服務(wù))十分重要，因此EDGE的引入有利于開通一些新的對QoS存在較高要求的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。EDGE降低了網(wǎng)絡(luò)的RTT(RoundTripTime)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示EDGE的反應(yīng)速度要比GPRS迅速得多，因此它更能夠提高用戶使用業(yè)務(wù)的滿意度，同時激發(fā)用戶使用移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的興趣，從而促使移動數(shù)據(jù)ARPU得到增長。

1.空中接口

EDGE作為GSM的增強(qiáng)，主要是在GSM/GPRS的基礎(chǔ)上對空中接口作了一定的改進(jìn)，在EDGE中引入了8-PSK調(diào)制，使得傳輸速率得到了提升。8-PSK的符號速率保持在271kbit/s，每個時隙可以得到69.2kbit/s的總速率，EDGE空中接口主要參數(shù)見表1。

表1 EDGE空中接口主要參數(shù)

2.編碼方式

EDGE定義了9種編碼方案，分A、B、C共3類，每一類中通過在每個無線分組上傳送不同數(shù)目的有效負(fù)荷單元來獲得不同的編碼速率。從MCS1～9，編碼速率越高，能夠提供的數(shù)據(jù)速率也越高，對應(yīng)所需要的系統(tǒng)載干比(C/I)也越高。

3.EDGE與其他技術(shù)的比較

EDGE技術(shù)作為GSM/GPRS的增強(qiáng)型演進(jìn)，從技術(shù)角度上我們可以把它看作從GSM到3G的一個過渡方案。表2列出了幾種主要技術(shù)的一些數(shù)據(jù)。

表2 EDGE與其他技術(shù)的對比

從表2中我們可以看到EDGE技術(shù)現(xiàn)階段已經(jīng)可以提供較為可觀的數(shù)據(jù)速率，特別是相對于GPRS有了很大的提高，但是同WCDMA和TD-SCDMA技術(shù)相比則在性能上還有一定的差距。

EDGE組網(wǎng)與性能

1.EDGE對無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的影響

EDGE的規(guī)劃在大的原則上與GPRS沒有太多的不同，在BSS部分，由于EDGE與GPRS的時隙分配原則上是一套參數(shù)，因此在規(guī)劃數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與語音業(yè)務(wù)的時隙分配時遵照同樣的規(guī)則，只是由于EDGE的速率較高帶來的數(shù)據(jù)流量較大。因此在EDGE規(guī)劃的時候，需要根據(jù)特定小區(qū)的EDGE時隙分配情況規(guī)劃Abis接口帶寬。同時由于空中接口數(shù)據(jù)流量的增加，需要核算PCU和SGSN等網(wǎng)元的容量。

2.EDGE網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力

由于EDGE的8-PSK對C/I的要求比GMSK要高，因此需要3～4dB的額外發(fā)射功率來保證覆蓋，這就需要基站為EDGE載波提供更大的發(fā)射功率。另外，如果同一個載波上同時有采用GMSK的語音TCH信道和采用8-PSK的EDGEPDCH信道，那么由于發(fā)射功率相同，EDGEPDCH信道的覆蓋會略小于語音TCH。

3.EDGE頻率規(guī)劃

一般來說，EDGE可以在任意的頻率規(guī)劃中被引入，包括現(xiàn)有的GSM跳頻系統(tǒng)。但是由于EDGE采用了鏈路自適應(yīng)技術(shù)，可以依據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的干擾水平從MCS1-9中選取適當(dāng)?shù)木幋a方式。干擾越強(qiáng)，則選用的編碼方式越低，能夠提供給用戶的傳輸速率就越低。因此為了讓用戶能夠得到更高的數(shù)據(jù)傳送速率，EDGE信道一般規(guī)劃在承載BCCH的頻率上。

4.EDGE信道配置

從系統(tǒng)的角度來看，EDGE技術(shù)引入后，GSM系統(tǒng)有兩種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道配置方式。

(1)系統(tǒng)在一個小區(qū)中只配置EDGE信道(該EDGE信道可以同時支持GPRS)，在接入時系統(tǒng)可以根據(jù)用戶手機(jī)報告給系統(tǒng)的支持能力來選擇采用EDGE或GPRS的編碼方式。即EDGE手機(jī)將采用EDGE的編碼方式，而GPRS手機(jī)還是采用GPRS原有的編碼方式，而且GPRS和EDGE用戶可以共享任何一個數(shù)據(jù)信道(PDCH)。

這種配置方式的好處是節(jié)約了系統(tǒng)資源，降低了EDGE/GPRS系統(tǒng)對語音容量的占用；缺點(diǎn)是EDGE用戶和GPRS用戶共享時隙會一定程度上降低EDGE用戶的實(shí)際使用速率。在EDGE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，尚處于積累用戶階段，建議采用此種方式。

(2)系統(tǒng)在一個小區(qū)中既配置了EDGE信道，同時另外又配置了GPRS信道，在接入時系統(tǒng)同樣根據(jù)手機(jī)報告給系統(tǒng)的支持能力確定采用EDGE或GPRS的編碼方式。同時EDGE手機(jī)分配到EDGE信道上，而GPRS手機(jī)分配到GPRS信道上。如果GPRS信道出現(xiàn)擁塞，則GPRS用戶可以占用EDGE的信道；如果EDGE信道出現(xiàn)擁塞，則EDGE用戶也可以占用GPRS的信道，但是此時EDGE用戶將只能使用GPRS的調(diào)制方式，也就是作為GPRS用戶使用業(yè)務(wù)。

這種配置方式的好處是為EDGE用戶單獨(dú)預(yù)留了系統(tǒng)資源，保證了其使用感知；缺點(diǎn)是對系統(tǒng)資源占用較大。建議在EDGE網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到一定階段，用戶具有一定規(guī)模后采用此種方式。

5.EDGE網(wǎng)絡(luò)性能

目前國內(nèi)已有主流運(yùn)營商開通了EDGE業(yè)務(wù)，經(jīng)過現(xiàn)網(wǎng)實(shí)測，使用EDGE終端的下載速率基本達(dá)到了GPRS網(wǎng)絡(luò)速率的3～4倍，略優(yōu)于CDMA網(wǎng)絡(luò)。

需要注意的是，EDGE用戶的下載速率在實(shí)際使用中還受到單個小區(qū)內(nèi)EDGE用戶數(shù)的制約，由于同一小區(qū)內(nèi)的所有EDGE用戶實(shí)際上是共享EDGE信道的，這就造成多個EDGE用戶同時下載時會平分下載速率，即實(shí)際使用中單個EDGE用戶的速率很有可能達(dá)不到測試速率。