EDGE到底改進(jìn)了什么技術(shù)功能?

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EDGE的全稱為Enhanced Data Rates for Global Evolution,值得一提的是,EDGE還有一個(gè)名字:EGPRS,即Enhanced General Packet Radio Service,增強(qiáng)型GPRS?梢赃@么理解,EDGE就是經(jīng)過改進(jìn)的分組無線業(yè)務(wù)技術(shù)。那么,EDGE到底改進(jìn)了什么技術(shù)功能,又能改進(jìn)到什么程度呢?

改善程度

一個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)是速率,用戶對速率的體驗(yàn)類似于對時(shí)間的感覺,因此比較敏感,特別是中低速率的數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)用。相信很多人都體驗(yàn)過GPRS的應(yīng)用,當(dāng)我們使用MMS、WAP、移動上網(wǎng)卡等業(yè)務(wù)時(shí),都必須會使用GPRS進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),那種速度可以說是相當(dāng)?shù)穆?/p>

根據(jù)實(shí)際的測試,一般來說,GPRS應(yīng)用層的平均速率為10-12kbps(單時(shí)隙);而EDGE的平均速率則能達(dá)到40-50kbps。(以上都是針對單時(shí)隙的配置,盡管實(shí)驗(yàn)中可能采用四時(shí)隙的配置,但是受到頻率資源,業(yè)務(wù)應(yīng)用等因素的影響,多時(shí)隙配置在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中比較少見)。根據(jù)北美的測試結(jié)果,EDGE單時(shí)隙的平均速率為34kbps,當(dāng)多時(shí)隙配置后可以達(dá)到120kbps。從FTP/MMS/streaming等幾種業(yè)務(wù)應(yīng)用的表現(xiàn)來看,EDGE的下載速率為GPRS的4倍;MMS的時(shí)延比GPRS減少1/3;對于流媒體而言,GPRS只能勉強(qiáng)播放40kbps的流媒體并常伴隨跳幀,而EDGE在靜止時(shí)可以播放達(dá)100kbps的流媒體,并且在播放過程中比較流暢。

由此可見,EDGE對于GPRS的改善是明顯的,可以做一個(gè)比方。想必很多人曾經(jīng)使用過最開始14.4kbpsMODEM的撥號上網(wǎng)服務(wù),這好比是GPRS;而EDGE所提供的速率則類似于56kbpsMODEM的撥號上網(wǎng),有時(shí)甚至能夠提供類似ISDN的上網(wǎng)速率。從現(xiàn)在普遍使用ADSL的我們來看,這些速率都不能稱為良好體驗(yàn),但想象一下當(dāng)56k撥號上網(wǎng)出現(xiàn)后,14.4k就如同泥牛入海一般迅速消失了。


體驗(yàn)速率 固定接入系統(tǒng) 移動接入系統(tǒng)
10kbps~20kbps 14.4kMODEM GPRS
50kbps~100kbps 56k MODEM, ISDN EDGE, CDMA 1X, 3G R99
256kbps~512kbps ADSL HSPA, WiMAX

  盡管EDGE所帶來的數(shù)據(jù)速率體驗(yàn)并不能和ADSL及寬帶上網(wǎng)相比,但坐落于移動終端的體驗(yàn)至少能讓一些應(yīng)用變得更加可行,在人們在無法使用固定接入系統(tǒng)連接網(wǎng)絡(luò)的境況下,EDGE至少能夠扮演更加有效的補(bǔ)充角色。從用戶試驗(yàn)的結(jié)果來看,用戶對EDGE于GPRS的體驗(yàn)增長表示了強(qiáng)烈的認(rèn)可。同時(shí),該速率已經(jīng)能夠與CDMA 1X的速率相比,足以在與CDMA陣營的技術(shù)競爭上彌補(bǔ)速率這快"短板"。

 EDGE之所以能夠成為增強(qiáng)的GPRS,在于它采用了與GPRS不同的一系列技術(shù)! 

EDGE的技術(shù)特點(diǎn)

無線接口模式

EDGE的目的是為了在現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)中能夠提供比較高的比特率和頻譜效率,特別是為了提高比特率,引入了多電平調(diào)制(8-PSK)方式。

EDGE和GSM技術(shù)(GPRS)的主要區(qū)別在空中接口方面:GSM采用的是GMSK模式,而EDGE采用的是8-PSK模式。8-PSK可以在無線路徑上實(shí)現(xiàn)每個(gè)調(diào)制信號上承載3個(gè)bit數(shù)據(jù),而GMSK在同樣情況下只能承載1個(gè)bit的數(shù)據(jù),因此,它可以在數(shù)據(jù)傳輸方面實(shí)現(xiàn)更高的速率和頻譜效率

  EGPRS GSM
調(diào)制方式 8-PSK GMSK
符號速率 270.833kbit/s 270.833kbit/s
每符號比特?cái)?shù) 3bit/符號 1bit/符號
每個(gè)burst的有效負(fù)荷 342bit 114bit
無線接口每時(shí)隙數(shù)據(jù)速率 69.2kb/s 22.8kb/s

表2.1 EDGE分組數(shù)據(jù)無線接口參數(shù)

EDGE物理層有許多參數(shù)與GSM相同,載波間隔為200kHz,時(shí)隙結(jié)構(gòu)也與GSM相同。EDGE的Burst的格式也與GSM相似。

可以說,EDGE的無線調(diào)制技術(shù)8-PSK是決定EDGE與GPRS體驗(yàn)的核心技術(shù)。至于其他參數(shù)幾乎都于GSM相同。這也就是為什么將EDGE看作EGPRS的原因。

MCS1~9 9種信道編碼方式

基于EDGE采用了8-PSK調(diào)制技術(shù), EDGE 定義了9種調(diào)制和編碼方式MCS1~9,不同的編碼方式定義了不同的數(shù)據(jù)塊大小和信道冗余編碼以適應(yīng)不同的無線環(huán)境,其中MCS1~4保持了GMSK的調(diào)制模式,而MCS5~9采用了8-PSK的調(diào)制模式;這些編碼方式又分為A,B,C三類。每一類有一個(gè)基本的負(fù)荷單元,分別為37、28和22個(gè)字節(jié),還可以通過每個(gè)無線分組傳送不同數(shù)目的有效負(fù)荷單元來獲得不同的編碼速率。MCS-9在兩個(gè)RLC數(shù)據(jù)塊中攜帶1184個(gè)有效負(fù)荷比特(每個(gè)數(shù)據(jù)塊攜帶592個(gè)有效負(fù)荷比特)。MCS-6在一個(gè)RLC數(shù)據(jù)塊中攜帶592個(gè)有效負(fù)荷比特,MCS-3在無線數(shù)據(jù)塊中攜帶296個(gè)有效負(fù)荷比特。如果RLC數(shù)據(jù)塊需要用族內(nèi)較低的編碼方案進(jìn)行重傳,那么由于和同一族內(nèi)(A族)的高編碼方案相比,MCS-6和MCS-3的有效負(fù)荷比特?cái)?shù)是它的約數(shù),這就有利于重傳的有效進(jìn)行。

下圖顯示了EDGE編碼方式與GPRS編碼方式的對映關(guān)系。

 

增量冗余方式 (Incremental Redundancy)

在GPRS數(shù)據(jù)傳輸中數(shù)據(jù)塊如果出現(xiàn)誤碼,該數(shù)據(jù)塊健將進(jìn)行重傳,直至傳輸正確。而在EDGE網(wǎng)絡(luò)中引入了數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)脑隽咳哂啵↖R)方式。

IR是EGPRS網(wǎng)絡(luò)中、應(yīng)答RLC模式下提高物理層性能的一種技術(shù)。IR技術(shù)根據(jù)實(shí)際的信道狀況,以遞增方式發(fā)送冗余的信息來調(diào)整碼速率,直至解碼成功。IR通過將本次發(fā)送的信息與以前發(fā)送失敗的信息結(jié)合傳輸以增加重傳時(shí)的正確接收概率。

如果不使用IR技術(shù),每次傳輸?shù)腂LER都是基本相同的。當(dāng)采用了IR后,重傳時(shí)的BLER遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于第一次發(fā)送的BLER。因此,IR技術(shù)提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。

 

對GSM組網(wǎng)的改變

GSM設(shè)備商及運(yùn)營商能夠在2003年鐘情于EDGE的另一個(gè)重要原因就來源于此。EDGE的設(shè)備商普遍宣稱,EDGE對GSM網(wǎng)絡(luò)的改變只限制于無線接入網(wǎng),對于核心網(wǎng),則只存在一些軟件升級。值得一提的是,在2004年以后設(shè)備商提供的設(shè)備幾乎都具備了支持EDGE的能力,這給網(wǎng)絡(luò)升級提供了便利,同時(shí)又降低了成本。根據(jù)。據(jù)來自AT&T Wireless 的統(tǒng)計(jì), EDGE 升級的設(shè)備投資的增幅僅為新建GSM/GPRS系統(tǒng)的10%(未考慮終端)。

 

來源:NORTEL


 

作者:馬華興    來源:IT168
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