EDGE技術及其帶來的機會

2019-11-03 09:20:13

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供稿：網友

王鳳梧

　　未來幾年，通信設備生產廠家會加緊開發和完善相應的3G系統設備，運營公司將會集中精力來考慮如何將2G網絡升級改造，以提供更快的包交換數據業務。當然，作為用戶，可能很難注意到這種網絡的演變升級，只能體會到越來越快捷的服務。目前普遍認為增強GSM數據業務（EDGE）技術可以用來進行網絡升級。

　　目前已經廣泛使用了GPRS技術，運營公司用更加高效的分組交換數據業務取代了傳統的電路交換的數據業務。這種高速數據業務使移動用戶能夠瀏覽因特網，收發電子郵件，遠程接入辦公室的局域網。GPRS技術使瀏覽的內容大大豐富，但是它所能提供的速率畢竟有限，提供的帶寬還不能滿足在移動終端上實現多媒體圖象業務的要求，這是需要引入 EDGE 的根本原因。EDGE提供的帶寬才能更好地支持移動多媒體業務。EDGE帶來的變化過程對用戶來說不是革命性的巨變，說它是一個漸變演進過程更恰當。這種演進過程是移動性（Mobility)的固有價值和多媒體內容相互聯姻的過程。

　　在現在的GSM網絡基礎上，運營公司可以利用 EDGE技術將分組交換的無線數據的傳輸速率進一步提高，在理論上可以達到 480kbit/s 的傳輸速率。EDGE 作為一種逼近3G技術的應該得到廣泛的認可，它在數據業務方面又進一步加強了GSM網絡的性能。新興運營公司尤其應該注意，EDGE技術能夠提供的數據傳輸速率已經與UMTS(通用移動通信系統)相差無幾；另一方面，隨著固定網絡中傳送 2Mbit/s帶寬數據的成本的不斷下降，將來有可能出現這樣的情況：同樣傳送 2Mbit/s 的數據，用傳統電路交換技術提供的無線數據傳送方式所需的成本會遠遠高于固定網絡傳輸的成本，考慮到這一點，投資建設 EDGE 基礎設施對運營公司來說無疑是明智之舉。

　　采用EDGE技術，運營公司可以用較低的成本對現存的GSM網絡進行改造升級，從而支持更高速(在無線接口的數據速率高達480kbit/s )的移動數據業務。下面我們從幾個方面對EDGE技術的相關問題進行探討。

　　一、EDGE技術的先進性

　　按原來業界的理解，EDGE是英文Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的縮寫，就是增強GSM數據速率的演進技術。但為了統一協調GSM網絡演進和UMTS不斷發展的關系，EDGE規范的制定工作是由第三代移動通信合作伙伴項目（3GPP）來負責的。根據相關規范的定義，EDGE就是一種能夠增強高速電路交換數據業務（HSCSD）和通用分組交換無線數據業務（GPRS）的單位時隙內數據吞吐量的技術。我們將增強型高速電路交換數據業務稱為ECSD（Enhanced Circuit-Switched Data)，將增強型通用分組交換無線數據業務稱為EGPRS（Enhanced GPRS）。這里需要指出的是GPRS并不是EGPRS的子集合，二者的編碼方案不同。EDGE技術的先進性主要體現在先進的調制方法、編碼方案和高數據速率兩個基本方面。

　　1．調制方法和編碼方案

　　當前GSM網絡采用的是GMSK高斯最小相移鍵控調制方法，考慮應該把對現有網絡的可能影響降低到最小限度，EDGE技術又引入了8相移鍵控（8-PSK）調制方法，與GMSK高斯最小相移鍵控調制方法共存于網絡中，相輔相成。大家知道GMSK高斯最小相移鍵控調制方法在保證容錯率的前提下，覆蓋范圍較大；而8相移鍵控（8-PSK）調制方法能夠提供較高的數據速率。

　　EDGE的編碼方案可能根據各個廠家各有不同，例如，有的采用了GMSK MCS混合方法，MCS（Modulation and Coding Scheme)調制編碼方案是比較新的方法，它將容錯保護機制融入了編碼方案中，MCS調制編碼方案包含9個子集，分別是MCS1，MCS2，MCS3，MCS4，MCS5，MCS6，MCS7， MCS8，MCS9。其中MCS1到MCS4采用GMSK高斯最小相移鍵控調制方法，這時容錯保護能力強，數據吞吐量就相對低；MCS5到MCS9采用8-PSK調制方法，數據吞吐能力較強。對1TS時隙來說，GMSK MCS1方案可以在無線接口處得到8.8kbit/s的比特率；而8-PSK MCS9方案可以在無線接口處得到59.2kbit/s的比特率。如果使用8TS時隙，可以做到用戶數據速率為473kbit/s。

　　2．數據速率

　　不同的技術實現方法能夠實現的數據速率可能不盡相同，我們還是舉例來說明。采用上述的調制方法和編碼方案，在目前廣泛應用的200 kHz的GSM載波上，每個載波具有如下的數據吞吐能力。

　　增強型高速電路交換數據業務ECSD：48kbit/s/TS時隙

　　增強型通用分組交換無線數據業務EGPRS：59.2kbit/s/TS時隙

　　因此，每個載波的數據吞吐能力可以增加到：

　　增強型高速電路交換數據業務ECSD：384kbit/s

　　增強型通用分組交換無線數據業務EGPRS：473.6kbit/s

　　二、EDGE給運營公司帶來的好處

　　隨著我們國家改革和發展的不斷深化，電信市場的競爭機制不斷完善，想要在競爭中領先，必須具備自己的特色，不論是技術特色還是運營特色。EDGE技術可以更進一步利用運營公司的現有GSM網絡，從技術方面武裝運營公司，使其滿足移動數據業務用戶的不斷增長的需求，在競爭中贏得主動。在現有GSM網絡中，利用GPRS技術，已經提供了比較優質的移動數據服務，但EDGE技術能夠提供比GPRS更快速的移動數據業務。

　　在實施EDGE改造的過程中，根據實際需要，設備制造廠家已經生產了相應的輕便基站、室外基站、室內基站和WCDMA基站，這為運營公司部署EDGE基站提供了極大的方便。通常情況下，EDGE能為運營公司帶來下面一些好處。

　　盡早提供無線多媒體業務；

　　提前準備第三代移動通信業務；

　　EDGE帶來的高速率使數據業務的單位成本下降，使運營公司的價格策略有了更大的靈活性；

　　可以進一步挖掘現網的容量潛力；

　　利用現有的站址可以快速建設全覆蓋的EDGE網絡；

　　可以根據對EDGE的實際需求逐步添加新的網元；

　　更加優化了網絡的基本建設投資；

　　根據實際需求配置數據業務的容量。

　　三、EDGE給用戶帶來的好處

　　高速無線數據業務帶給最終用戶的好處是顯而易見的。數據容量和數據吞吐量的增加大大縮短了數據業務的響應時間，因此服務質量得到了極大的改善。新的多媒體業務讓人們躍躍欲試，都想及早地體驗真實的第三代移動通信服務。目前，EDGE的應用主要包括以下方面。

　　1．消費類應用：網站瀏覽、電子郵件、聊天、新聞點播、網絡游戲、電子商務、數碼照片明信片。

　　2．遠端接入本地網LAN和企業網：電子郵件、數據庫接入、文件傳送、企業信息交換、在線協同工作（CollaborativeWorking)、電子名片、視頻會議。

　　3．動視頻應用：高質量的移動圖象應用業務需要恒定的數據吞吐能力。增強型高速電路交換數據業務ECSD通過空中接口的兩個時隙可以提供最高64kbit/s的透明服務，搭建了一個良好的移動視頻應用業務平臺，可以開展視頻短信，手機監控，視頻電話和視頻點播等業務。

　　4．網站瀏覽：所有網站應用都使用了某種形式的TCP/ip協議，TCP/IP協議原來就是為包交換網絡設計的，EGPRS可以為網站瀏覽應用提供最理想的承載服務。它能夠提供大于100 Kbit/s數據速率，支持各種包交換應用，包括因特網連接服務。

　　5．WAP應用：EGPRS提供了必須的高速承載服務，使得WAP業務最終能夠取得成功。WAP業務將EGPRS作為載體，由該EDGE載體（準確地說是EGPRS）完成用戶數據協議的傳輸任務，再配合使用標準的WAP網關，就可以接入任何一種基于WML無線標記語言的應用業務。

　　四、EDGE網絡工程的實施

　　對現存GSM網絡的改造升級，總體上說，升級簡單，硬件變動小。但我們同時需要將軟件升級，網絡容量可能也要擴大，視具體情況而定。改造升級的GSM網絡能繼續支持目前已有的GSM業務。另外，也支持EDGE業務。下面簡單介紹實現EDGE業務帶來的各種網絡單元的變化情況。

　　1．基站：主要改變發生在收發信功能單元，該單元必須具有EDGE功能，比如上面提到的8-PSK/GMSK調制方法，軟件版本也不同。

　　2．基站控制器：硬件方面，大多數廠家的設備都需要新加PCU包交換控制單元，軟件版本也需配套升級?；究刂破鞯淖饔弥匾仨氄_無誤地將包交換數據發送至SGSN節點，而將常規的語音話務送到移動交換中心進行處理。

　　3．移動交換機：大多數廠家的硬件設備都需要新加IWF互連互通功能單元，軟件版本也需配套升級。

　　4．GPRS網元：軟件版本需配套升級。

　　5．Abis/Ater傳輸設備必須擴容。

　　6．移動臺需要能夠支持EDGE功能的新型手機：C類手機能使用EDGE業務，或手動地在EDGE和普通話音業務間切換，B類手機 EDGE和普通話音業務不能同時使用，需要在EDGE和普通話音業務間切換，A類手機EDGE和普通話音業務能同時使用。

　　7．網絡管理：管理軟件平臺需要配套升級，支持EDGE管理。

　　另外一些工程問題也要考慮。比如說，基站的供電系統是否要擴容？尤其在共站址的情形下，供電系統的擴容如何定量計算？基站的電源電纜也要改變。天線饋線系統也要調整。要訂購設備所需的安裝材料。無線網絡的規劃和優化工作也必須考慮在改造升級的計劃內。

　　總之，面對當前的市場需求和技術發展的現狀，作為發掘現網潛力，進一步優化基本建設投資，滿足用戶不斷增長的業務需求的技術手段之一，EDGE技術是名副其實的。

----《通信世界》