EDGE的全称为Enhanced Data Rates for Global Evolution,值得一提的是,EDGE还有一个名字:EGPRS,即Enhanced General Packet Radio Service,增强型GPRS。可以这么理解,EDGE就是经过改进的分组无线业务技术。那么,EDGE到底改进了什么技术功能,又能改进到什么程度呢?
改善程度
一个关键的指标是速率,用户对速率的体验类似于对时间的感觉,因此比较敏感,特别是中低速率的数据传输和应用。相信很多人都体验过GPRS的应用,当我们使用MMS、WAP、移动上网卡等业务时,都必须会使用GPRS进行联网,那种速度可以说是相当的慢。
根据实际的测试,一般来说,GPRS应用层的平均速率为10-12kbps(单时隙);而EDGE的平均速率则能达到40-50kbps。(以上都是针对单时隙的配置,尽管实验中可能采用四时隙的配置,但是受到频率资源,业务应用等因素的影响,多时隙配置在实际网络中比较少见)。根据北美的测试结果,EDGE单时隙的平均速率为34kbps,当多时隙配置后可以达到120kbps。从FTP/MMS/streaming等几种业务应用的表现来看,EDGE的下载速率为GPRS的4倍;MMS的时延比GPRS减少1/3;对于流媒体而言,GPRS只能勉强播放40kbps的流媒体并常伴随跳帧,而EDGE在静止时可以播放达100kbps的流媒体,并且在播放过程中比较流畅。
由此可见,EDGE对于GPRS的改善是明显的,可以做一个比方。想必很多人曾经使用过最开始14.4kbpsMODEM的拨号上网服务,这好比是GPRS;而EDGE所提供的速率则类似于56kbpsMODEM的拨号上网,有时甚至能够提供类似ISDN的上网速率。从现在普遍使用ADSL的我们来看,这些速率都不能称为良好体验,但想象一下当56k拨号上网出现后,14.4k就如同泥牛入海一般迅速消失了。
体验速率 | 固定接入系统 | 移动接入系统 |
10kbps~20kbps | 14.4kMODEM | GPRS |
50kbps~100kbps | 56k MODEM, ISDN | EDGE, CDMA 1X, 3G R99 |
256kbps~512kbps | ADSL | HSPA, WiMAX |
EDGE之所以能够成为增强的GPRS,在于它采用了与GPRS不同的一系列技术。
EDGE的技术特点
无线接口模式
EDGE的目的是为了在现有移动通信系统中能够提供比较高的比特率和频谱效率,特别是为了提高比特率,引入了多电平调制(8-PSK)方式。
EDGE和GSM技术(GPRS)的主要区别在空中接口方面:GSM采用的是GMSK模式,而EDGE采用的是8-PSK模式。8-PSK可以在无线路径上实现每个调制信号上承载3个bit数据,而GMSK在同样情况下只能承载1个bit的数据,因此,它可以在数据传输方面实现更高的速率和频谱效率
EGPRS | GSM | |
调制方式 | 8-PSK | GMSK |
符号速率 | 270.833kbit/s | 270.833kbit/s |
每符号比特数 | 3bit/符号 | 1bit/符号 |
每个burst的有效负荷 | 342bit | 114bit |
无线接口每时隙数据速率 | 69.2kb/s | 22.8kb/s |
表2.1 EDGE分组数据无线接口参数
EDGE物理层有许多参数与GSM相同,载波间隔为200kHz,时隙结构也与GSM相同。EDGE的Burst的格式也与GSM相似。
可以说,EDGE的无线调制技术8-PSK是决定EDGE与GPRS体验的核心技术。至于其他参数几乎都于GSM相同。这也就是为什么将EDGE看作EGPRS的原因。
MCS1~9 9种信道编码方式
基于EDGE采用了8-PSK调制技术, EDGE 定义了9种调制和编码方式MCS1~9,不同的编码方式定义了不同的数据块大小和信道冗余编码以适应不同的无线环境,其中MCS1~4保持了GMSK的调制模式,而MCS5~9采用了8-PSK的调制模式;这些编码方式又分为A,B,C三类。每一类有一个基本的负荷单元,分别为37、28和22个字节,还可以通过每个无线分组传送不同数目的有效负荷单元来获得不同的编码速率。MCS-9在两个RLC数据块中携带1184个有效负荷比特(每个数据块携带592个有效负荷比特)。MCS-6在一个RLC数据块中携带592个有效负荷比特,MCS-3在无线数据块中携带296个有效负荷比特。如果RLC数据块需要用族内较低的编码方案进行重传,那么由于和同一族内(A族)的高编码方案相比,MCS-6和MCS-3的有效负荷比特数是它的约数,这就有利于重传的有效进行。
下图显示了EDGE编码方式与GPRS编码方式的对映关系。
增量冗余方式 (Incremental Redundancy)
在GPRS数据传输中数据块如果出现误码,该数据块健将进行重传,直至传输正确。而在EDGE网络中引入了数据块传输的增量冗余(IR)方式。
IR是EGPRS网络中、应答RLC模式下提高物理层性能的一种技术。IR技术根据实际的信道状况,以递增方式发送冗余的信息来调整码速率,直至解码成功。IR通过将本次发送的信息与以前发送失败的信息结合传输以增加重传时的正确接收概率。
如果不使用IR技术,每次传输的BLER都是基本相同的。当采用了IR后,重传时的BLER远远低于第一次发送的BLER。因此,IR技术提高了网络的吞吐量。
对GSM组网的改变
GSM设备商及运营商能够在2003年钟情于EDGE的另一个重要原因就来源于此。EDGE的设备商普遍宣称,EDGE对GSM网络的改变只限制于无线接入网,对于核心网,则只存在一些软件升级。值得一提的是,在2004年以后设备商提供的设备几乎都具备了支持EDGE的能力,这给网络升级提供了便利,同时又降低了成本。根据。据来自AT&T Wireless 的统计, EDGE 升级的设备投资的增幅仅为新建GSM/GPRS系统的10%(未考虑终端)。
来源:NORTEL