EDGE(2.75G)技术浅析和实验.doc

EDGE(2.75G)技术浅析及实验 计划建设部 尹晓亮 郑州网优中心 买萌宇 杨正 一、EDGE（第2．75代通信技术）的介绍 1．什么是EDGE EDGE的英文全称为Enhanced Data rate for GSM Evolution，中文含义为改进数据率GSM服务，该技术主要在于能够使用宽带服务，能够让使用800、900、1800、1900MHz频段的网络提供第三代移动通信网络的部分功能，并且能大大改进目前在GSM上提供的标准化服务。EDGE的概念是Ericsson公司于1997年第一次向ETSI提出的，同年，ETSI批准了EDGE的可行性研究，这对以后EDGE的发展铺平了道路。尽管EDGE仍然使用了GSM载波带宽和时隙结构，但它也能够用于其他的蜂窝通信系统。EDGE可以被视为一个提供高比特率、并且因此促进蜂窝移动系统向第三代功能演进的、有效的通用无线接口技术。在此基础上，统一无线通信论坛（UWCC）评估了用于TDMA/136的EDGE技术，并且于1998年1月批准了该技术。已在全球6个国家家运营商用，如CingularWireless和ATTWireless在美国、ATTWireless在百慕大群岛、ATT Wireless在Puerto Rico、Telefonica Moviles在智利、CSL在香港、AIS在泰国等此外，全球还有其他50多家运营商也表示要部署EDGE技术。EDGE的物理层的许多参数与GSM相同。载波间隔为200kHz，时隙结构也与GSM相同。在TDMA系统中，所有的数据都是以突发的形式发送的，因此也可以认为是一个个的小数据包。这些业务的特性由无线资源分配方式来决定，可以是分配给连续的使用，也可以是按需分配。显然，采用按需分配方式时无线资源利用率要高得多。然而，即使是连续分配加上不连续的TDMA发送方式，也能减少干扰。EDGE突发的格式也与GSM的相似，一个突发包括一个26比特的位于突发中部的训练序列，位于头、尾部的各3个尾比特，以及在最后的8.25个保护比特。八进制移相键控(8PSK)调制EDGE无线接口的主要作用是使当前的蜂窝通信系统可以获得更高的数据通信速率。现有的GSM网络主要采用GMSK调制技术，为了增加无线接口的总速率，在EDGE中引入了一个能够提供高数据率的调制方案，即八进制移相键控(8PSK)调制。由于8PSK将GMSK的信号空间从2扩展到8，因此每个符号可以包括的信息是原来的4倍。8PSK的符号率保持在271kbps，每个时隙可以得到69.2kbps的总速率，并且仍然能够完成GSM频谱屏蔽（见图）。 （二）链路自适应技术由于EDGE收发机发射比特率更高，并且采用了使纠错编码与信道质量相适应的方式(或者说自适应编码方式)， 因此我们必须对EDGE的无线链路控制(RLC)协议进行改进，其主要的改进是链路质量控制方式方面。由于信道质量是时变的，为了增强链路的强健性，有必要进行链路质量控制。链路质量控制技术包括链路匹配和逐步增加冗余度两个方面。在链路匹配方式中，需要周期性地对链路质量进行估计，从而为下一个要传输的内容选择最合适的调制和编码方式，以使用户的数据比特率能达到最大。对付链路质量变化的另一种方式是逐步增加冗余度。在这种方式中，信息刚开始传输时，采用纠错能力较低的编码方式，如果接收端解码正确，则能得到比较高的信息码率；反之，如果解码失败，则需要增加编码冗余量，直到解码正确为止。显然，编码冗余度的增加必将导致有效数据速率的降低和延时的增加。 GPRS采用了简单的链路自适应技术，涉及到编码方式的动态选择但它仍然采用了固定的调制方式，即GMSK（高斯最小频移键控）的调制方式，因此每个时隙能够得到的速率提高是有限的与GPRS不同的是，EDGE链路自适应，不仅编码方案可以选择，调制方式也不再是固定的一种GMSK方式，而是引入了另一种调制方式，即八进制移相键控（8-PSK）。这种调制方式能提供更高的比特率和频谱效率，且实现复杂度属于中等。GMSK和8-PSK的符号速率都是271kbit/s，但由于8-PSK将GMSK的信号空间从2扩展到8，因此每个符号可以包括的信息是GMSK的4倍。为了保证链路的健壮性，EDGE对两种调制方案和几种编码方案进行组合，形成了9种不同的传输模式。EDGE标准支持的链路自适应算法包括周期性的对下行链路质量的测量和报告以及为下一个要传输的内容选择新的调制和编码方法等。 IR EDGE中另外一种对付链路质量变化的方式是逐步增加冗余度。在这种方式中，信息刚开始传输时，采用纠错能力较低的编码方式，如果接收端解码正确，则能得到比较高的信息码率。反之，如果解码失败，则需要增加编码冗余量，直到解码正确为止。显然，编码冗余度的增加将导致有效数据速率的降低和延时的增加。ED