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走向第三代移动通信系统:EDGE技术详解

gecimao 发表于 2019-05-01 17:29 | 查看: | 回复:

  EDGE是英文Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的缩写,即增强型数据速率GSM演进技术。EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术,它主要是在GSM系统中采用了一种新的调制方法,即最先进的多时隙操作和8PSK调制技术。由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK调制技术的信号空间从2扩展到8,从而使每个符号所包含的信息是原来的4倍。

  之所以称EDGE为GPRS到第三代移动通信的过渡性技术方案,主要原因是这种技术能够充分利用现有的GSM资源。因为它除了采用现有的GSM频率外,同时还利用了大部分现有的GSM设备,而只需对网络软件及硬件做一些较小的改动,就能够使运营商向移动用户提供诸如互联网浏览、视频电话会议和高速电子邮件传输等无线多媒体服务,即在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。由于EDGE是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术,因此也有人称它为二代半技术。EDGE还能够与以后的WCDMA制式共存,这也正是其所具有的弹性优势。

  EDGE技术主要影响现有GSM网络的无线访问部分,即收发基站(BTS)和GSM中的基站控制器(BSC),而对基于电路交换和分组交换的应用和接口并没有太大的影响。因此,网络运营商可最大限度地利用现有的无线网络设备,只需少量的投资就可以部署EDGE,并且通过移动交换中心(MSC)和服务GPRS支持节点(SGSN)还可以保留使用现有的网络接口。事实上,EDGE改进了这些现有GSM应用的性能和效率并且为将来的宽带服务提供了可能。-EDGE技术有效地提高了GPRS信道编码效率及其高速移动数据标准,它的最高速率可达384kbit/s,在一定程度上节约了网络投资,可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。从长远观点看,它将会逐步取代GPRS成为与第三代移动通信系统最接近的一项技术。

  EDGE是一种能够进一步提高移动数据业务传输速率和从GSM向3G过渡中的重要技术。它在接入业务和网络建设方面所具有以下特性:

  (1)带宽得到明显提高,单点接入速率峰值为2Mbit/s,单时隙信道的速率可达到48kbit/s,从而使移动数据业务的传输速率在峰值可以达到384kbit/s,这为移动多媒体业务的实现提供了基础。

  (2)EDGE的空中信道分配方式、TDMA的帧结构等空中接口特性与GSM相同。

  (3)EDGE不改变GSM或GPRS网的结构,也不引入新的网络单元,只是对BTS进行升级。

  (4)核心网络采用3层模型:业务应用层、通信控制层和通信连接层,各层之间的接口应是标准化的。采用层次化结构可以使呼叫控制与通信连接相对独立,这可充分发挥分组交换网络的优势,使业务量与带宽分配更紧密,尤其适应VoIP业务。

  (5)引入了媒体网关(MGW)。MGW具有STP功能,可以在IP网中实现信令网的组建(需VPN支持)。此外,MGW既是GSM的电路交换业务与PSTN的接口,也是无线G核心网的接口。

  (6)EDGE的速率高,现有的GSM网络主要采用高斯最小移频键控(GMSK)调制技术,而EDGE采用了八进制移相键控(8PSK)调制,在移动环境中可以稳定达到384kbit/s,在静止环境中甚至可以达到2Mbit/s,基本上能够满足各种无线应用的需求。

  (7)EDGE同时支持分组交换和电路交换两种数据传输方式。它支持的分组数据服务可以实现每时隙高达11.2kbit/s-69.2kbit/s的速率。EDGE可以用28.8kbit/s的速率支持电路交换服务,它支持对称和非对称两种数据传输,这对于移动设备上网是非常重要的。比如在EDGE系统中,用户可以在下行链路中采用比上行链路更高的速率。

  EDGE的承载业务包括分组业务(非实时业务)和电路交换业务(实时业务)。这些业务的承载者包括如下两种:

  GPRS网络能够提供从移动台到固定IP网的IP连接。对每个IP连接承载者,都定义了一个QoS参数空间,如优先权、可靠性、延时、最大和平均比特率等等。通过对这些参数进行不同的组合就定义了不同的承载者,以满足不同应用的需要。

  而对EDGE需要定义新的QoS参数空间。例如,对于移动速度为250km/h的移动台,最大码率为144kbit/s,对移动速度为100km/h的移动台,其最大码率为384kbit/s。此外,EDGE的平均比特率和延迟等级也与GPRS的不同。

  由于不同应用、不同用户的要求不同,因此EDGE必须能够支持更多的QoS。

  现有的GSM系统能够支持透明和非透明业务。它定义了8种透明业务承载者,所提供的比特率范围为9.6kbit/s~64kbit/s。

  非透明业务承载者用无线链路协议来保证无差错数据传输。对于这种情况,有8种承载者,所提供的比特率为4.8kbit/s~57.6kbit/s。实际的用户数据比特率随信道质量而变化。

  电路交换业务承载者的定义并不因EDGE的引入而改变,其比特率不变,不同的只是编码方式有所不同。例如,57.6kbit/s的非透明业务在EDGE中可以用编码方式TCS-1通过占用2个时隙来实现。而同样的业务,标准GSM系统用TCH/F14.4需要占用4个时隙。

  可见,EDGE的电路交换方式可以利用较少的时隙占用来实现较高速的数据业务,这可降低移动终端实现的复杂度。同时,由于各个用户占用的时隙数比标准GSM系统的少,从而可以增加系统的容量。

  EDGE技术作为GSM向3G过渡的一种移动数据通信技术,以其数据服务速率高、能节约网络投资、可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求等特点,成为与第三代移动通信系统最接近的一项数据通信技术。

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