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改善数据率GSM服务(EDGE)技能剖析(上)

本文从EDGE的特点,EDGE的承载业务,EDGE引入对移动运营商GSM网络规划的影响,EDGE数据传输速率评估,制约EDGE大规模投入商用的主要因素,EDGE在国外的运营状况,中国移动部署EDGE概

EDGE的英文全称为Enhanced Data rate for GSM Evolution,中文意义为改进数据率GSM服务。该技能首要在于能够运用宽带服务,能够让运用800,900,1800,1900MHz频段的网络供给第三代移动通讯网络的部分功用,并且能大大改进现在在GSM和TDMA-136上供给的规范化服务。该技能能够供给384kb/s的广域数据通讯服务和大约2Mb/s的局域数据通讯服务,这样能够充沛满意未来无线多媒体运用的带宽需求。

  EDGE的概念是Ericsson公司于1997年榜首次向ETSI提出的。尽管EDGE依然运用了GSM载波带宽和时隙结构,但它也能够用于其他的蜂窝通讯体系。EDGE能够被视为一个供给高比特率、促进蜂窝移动体系向第三代功用演进的有用的通用无线接口技能。在此基础上,一致无线通讯论坛(UWCC)评价了用于TDMA/136的EDGE技能,并于1998年1月同意了该技能。

  EDGE供给了一个从GPRS到第三代移动通讯的过渡性计划,然后使现有的网络运营商能够最大极限地运用现有的无线网络设备,为用户供给个人多媒体通讯事务。因为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能,因而也有人称它为“2.5G”技能或“2.75G”技能。

一、EDGE的特色

  EDGE在接入事务和网络建造方面具有以下特性:

1. 在接入事务功用方面的特色

  (1)带宽得到明显进步,单点接入速率峰值为2Mb/s,单时隙信道的速率可到达48kb/s,然后使移动数据事务峰值速率到达384kb/s,可完成移动多媒体事务。

  (2)更为精准的网络层,供给位置服务。

2. 网络建造方面的特色

  (1)EDGE是一种调制编码技能,它改动了空中接口的速率。

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

  (3)EDGE不改动GSM或GPRS网的结构,也不引进新的网络单元,仅仅对BTS进行晋级。

  (4)中心网络选用3层模型:事务运用层、通讯操控层和通讯衔接层,各层之间的接口是规范化的。选用层次化结构能够使呼叫操控与通讯衔接相对独立,这可充沛发挥分组交流网络的优势,使事务量与带宽分配更严密,特别习惯VoIP事务。

  (5)引进了媒体网关(MGW)。MGW具有STP功用,能够在IP网中完成信令网的组成(需VPN支撑)。此外,MGW既是GSM的电路交流事务与PSTN的接口,也是无线接入网与3G中心网的接口。

  (6)EDGE的速率高,现有的GSM网络首要选用高斯最小移频键控(GMSK)调制技能,而EDGE选用了八相移相键控(8PSK)调制,在移动环境中能够安稳到达384kb/s,在停止环境中乃至能够到达2Mb/s,基本上能够满意各种无线运用的需求。

二、EDGE的承载事务

  EDGE的承载事务包含分组事务(非实时事务)和电路交流事务(实时事务)。这些事务的承载者包含如下两种:

1. 分组交流事务承载者

  EDGE支撑的分组数据服务能够完成每时隙高达11.2~69.2kb/s的速率。EDGE需求界说新的QoS参数空间。如,关于移动速度为250km/h的移动台,最大码率为144kb/s,对移动速度为100km/h的移动台,其最大码率为384kb/s。此外,EDGE的均匀比特率和推迟等级也与GPRS的不同。因为不同运用、不同用户的要求不同,因而EDGE有必要能够支撑更多的QoS。

2. 电路交流事务承载者

  EDGE能供给通明增强型电路交流事务和非通明增强型电路交流事务。电路交流事务承载者的界说并不因EDGE的引进而改动,其比特率不变,不同的仅仅编码方法有所不同。例如,57.6kb/s的非通明事务在EDGE中能够用编码方法TCS-1经过占用2个时隙来完成。而相同的事务,规范GSM体系用TCH/F14.4需求占用4个时隙。

  可见,EDGE的电路交流方法能够运用较少的时隙占用来完成较高速的数据事务,这可下降移动终端完成的复杂度。一起,因为各个用户占用的时隙数比规范GSM体系的少,然后能够添加体系的容量。

三、EDGE引进对GSM网络规划的影响

  网络运营者能够逐渐引进EDGE,在很大程度上取决于GSM网具有EDGE设备的先决条件。 为了削减网络运营者的费用和工作量,GSM网络的规划不该也不需做较大的修正。

1. 掩盖方面的规划

  包含实行主动重传恳求的非通明无线链路的协议,使较低的无线链路质量传输较低的比特率。因而,低信道搅扰不会引起掉话,只会引起用户比特率的暂时下降。

2. 频率规划

  EDGE支撑多种复用形式,如选用链路质量操控手法。EDGE能够在现有的GSM频率规划中选用,并用它来支撑在更紧凑的频率复用计划基础上构成的未来高容量的处理计划。

3. 信道办理

  引进EDGE后,基站将有两种收发信机,即规范GSM收发信机和EDGE收发信机,每个物理信道(时隙)都能够看成是以下几种信道:
  ⊙GSM语音和电路交流数据(CSD);
  ⊙GSM分组数据(GPRS);
  ⊙GSM语音和电路交流数据(GSD和ECSE);
  ⊙分组数据(GPRS和EGPRS)。

  规范的GSM收发信机只支撑上面前两种信道类型,而EDGE则支撑一切四种信道。物理信道能够根据需求在基站动态界说,例如,如有许多语音用户正在通话,就需添加榜首、三种信道的数量,但这会削减GPRS和EGPRS信道的数量。因而,信道的办理进程应该是主动的。假如将信道分红静态的组合的话,不但会严峻下降信道的运用率,还会使网络运营商面临一个费时、吃力的分组问题。

四、EDGE数据传输速率评价

  因为EDGE是从GPRS网络演进而来,因而有时也被称为“E-GPRS”。EDGE不能独自布置,它有必要根据现有的GPRS,也就是说运营商能够供给GSM/GPRS/EDGE但不能供给GSM/EDGE。与GPRS相同,EDGE将频谱分红“时隙”,但EDGE会将更多的数据压入各个时隙。每个GPRS时隙最多能够处理20kb/s的用户数据,当一切8个时隙一起被运用时其理论峰值速率为160kb/s。比较之下,一个EDGE时隙最多能够处理59.2kb/s,而当8个时隙全被运用时总处理才能可达473.6kb/s。

  在实践网络中的GPRS和EDGE的数据速率,都要远远低于其理论值。其原因首要有以下几个要素:

  榜首、因为EDGE是一种与话音通道同享的数据技能,它对时隙占用的添加毫无疑问会影响网络中对话音通讯的处理才能,所以不能将8个时隙悉数分配给数据用户,而只能将其间的2个或4个分配给数据用户。因而,EDGE在实践中所能供给的峰值速率仅为其理论上的1/4左右。

  第二、EDGE的数据速率还取决于手机或PC卡调制解调器的规划。到现在为止还没有商用的EDGE终端能够支撑177kb/s以上的速率,这一点对EDGE高速率的完成也是一个很大的约束。

  第三、从运营商视点来讲,并不乐意也不行能将4个以上的时隙分配给某个数据用户,更不用说8个时隙了,不然就会影响到其他用户;从移动终端来讲,因为受处理才能的约束,多时隙终端最多只能承受2个或3个时隙;别的,考虑到辐射等方面的约束,EDGE手机在上行链路将被约束在运用2个时隙。因而,取得理论峰值数据速率是不行能的。

  第四、EDGE的实践数据速率与信号信噪比也是密切相关的,从理论上来讲,当信噪比高于15dB且有满足的体系容量的状况下,EDGE才能够到达比较高的传输速率。当信噪比为35dB时,就能够到达峰值速率。但是,测验结果表明:EDGE的实践传输速率和其声称的理论数据比较就差得很远。

五、约束EDGE大规模投入商用的 首要要素

  假如不考虑3G,用EDGE全面晋级GSM网络,进步数据传输才能是一个很合理的挑选,但有了3G这个大方向的存在,EDGE只能定位成一种过渡技能。从和3G战略结合的高度来看,在现阶段将EDGE大规模投入商用,存在如下的约束要素:

1.EDGE的晋级本钱

  在GPRS基础上晋级到EDGE不需求添加新的网络单元,也无需更改现有的无线网络规划;但因为EDGE对空中接口做了改动,需求更新BTS中TRX等设备,本钱为原有网络累计本钱的5%~20%。但运营商有必要细心考虑以下问题:

  (1)EDGE的晋级本钱取决于BTS设备生产厂家以及设备版别,BTS对EDGE的支撑才能的不同,导致部分设备只需求替换部分TRX和晋级软件即可,而另一部分BTS设备则有必要悉数替换,本钱不菲。

  (2)EDGE只能对数据传输才能起到改进效果,不能从根本上处理GSM网络频谱运用率相对较低的问题,不能进步语音事务的体系容量。

  (3)在将来预备展开WCDMA事务的区域布置EDGE,会构成重复出资。

2.EDGE的终端遍及率

  运用EDGE需求终端支撑,尽管国内商场已经有两三家厂商推出数款支撑EDGE的终端上市,但还远未成为商场的干流。从MMS终端的遍及状况能够看出国内终端商场的几个特色:保有量大;整体而言用户替换手机周期长(全国均匀水平为20个月左右);新用户对价格灵敏,首要重视中低端手机。3G体系晋级之前有限的时刻窗口能否使EDGE终端到达满足的浸透率是一个问题,这也是新事务开展的一大阻止。

3.高速移动数据事务需求的地域差异

  从现在国内的状况看:数据事务,特别是对MMS、移动视频等的需求,首要会集在经济兴旺的区域。这些区域高端用户会集,支撑新功用的终端遍及快,用户对新事务的承受程度高,是现在移动数据事务商场竞争最剧烈的区域和未来3G开展开始的用户来源地。而从全国规模来看,中西部区域对高速数据事务的需求并不火急。

  综上所述,运营商出于本钱、终端遍及率和需求差异方面的考虑,会严格操控EDGE的商用规模,国内EDGE商场规模有限。(未完待续)

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