[科普中国]-EDGE系统

概述

现有的GSM 网络取得了巨大的商业上的成功，对于这样一个取得巨大的成功的2G 系统来说，如何从现有的系统上升级并提供3G 的数据业务是广大GSM 网络运营商面对的首要问题。是直接升级到WCDMA 网络，还是通过现有系统的演进一步一步地演进到WCDMA 网络，实现平滑过渡，这对所有的运营商来说都是一个艰难的选择。如果说直接升级到3G-WCDMA 网络，那么现有的2G 网络的命运就像过去的模拟蜂窝网络一样面临着全面的淘汰，现有的用户必须转入新的网络。如果说通过现有系统一步一步地演进到WCDMA 网络，可以发挥现有GSM 网络的优势，利用已有的覆盖和网络优势在现有的频段上提供3G 的数据业务，充分挖掘现网的潜力，实现GSM 网络的第二次飞跃，但需要对现有的GSM 网络进行追加投资。

EDGE 是一种基于GSM/GPRS 网络的数据增强型移动通信技术，通常又被人们称为2.75 代技术。EDGE 可以增强HSCSD 和GPRS 这两种系统的每时隙吞吐量，对应于GPRS的是EGPRS（Enhanced General Packet Radio Service），对应于HSCSD 的是ECSD（Enhanced Circuit SwitchedData）。本文主要针对EDGE 的分组交换部分EGPRS 进行技术分析和讨论1。

技术特点EDGE 是建立在GPRS 之上的，它沿用了现有的GPRS网络的频带和时隙，与GPRS 系统相比，EDGE 增加了8PSK这种新的调制方式来提高系统的传输速率，表给出了GPRS 系统和EDGE 系统的主要技术参数的比较。

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EDGE 的一个主要目标就是提供比GPRS 更高的传输速率、更高的频谱利用率。为了实现这一目标，在EDGE 中采用了三种关键技术，即8PSK 调制方式、自适应调制编码技术和递增冗余。

调制方式在GSM 和GPRS 网络中，使用的是GMSK 调制方式。在EDGE 中，为了提高数据传输速率，引入了8PSK 调制方式。由8 种不同相位表示3 个比特的信息量（000 － 111），传输速率提高到GSM / GPRS 系统采用的GMSK（高斯最小移频键控，为两相键控）的三倍，其符号速率保持在270kb/s，每个时隙可以得到最大59.2kb/s 的有效载荷速率。

自适应调制编码技术EDGE 中为了提高传输速率所采用的另一种技术是提供多种调制编码方案和传输速率。在EGPRS 中，共支持9中调制编码方案和速率，如表2 所示。较之使用单一调制技术的GPRS 提供的四种编码方案，EGPRS 可以适应更恶劣、更广泛的无线传播环境。9 种MCS（ Modulation andCoding Scheme）根据相互之间的相关特性被分为3 族，各族内的几种编码方案的结构之间具有相互包含或被包含的关系，更易于实现编码速率的转换。实际应用中需要平衡有效信息的传递速率和有效的传递质量两项因素，传送有效信息较少而包含较多的冗余纠错比特的低速信道编码方案更适用于传输质量较差的环境，如在小区边界更适宜使用速率偏低的GMSK 调制方式下的MCS-1～ MCS-4 以补偿较差的链路质量；在传播条件较好的小区中心区域，可以采用信息速率较高的MCS。通过周期性地对链路质量进行估计，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达到最大。EGPRS 中采用慢速AMC 技术，最快为4 个帧进行一次调整，即最短调整时间为4.615ms × 4 = 18.46ms，大约54 次/ 秒。

增量冗余技术增量冗余是EDGE 在重发信息中加入更多的冗余信息从而提高接收端正确解调的概率。当接收端检测到故障帧时，GPRS 会删除收到的故障数据块，并要求发送端再次重发相同的数据块（使用相同的CS），即简单的混合自动重发请求（HARQ）类型一。HARQ 结合了简单的前向纠错机制FEC 和接收端只检错的自动重发机制ARQ，类型一即前后信息伴随的冗余比特之间没有相关性。得益于同组MCS 之间的包容性，EDGE 采用的重发机制实际上就是全增量混合重发请求—— HARQ 类型二，即在前后相继的若干个数据块中加入的冗余纠错比特具有部分相关性，因此EGPRS会在接收端存储故障数据块而不是删除，发送端重发一个使用同组内不同MCS 数据块，接收端综合前次故障数据块中的信息比特、冗余信息、本次信息比特、冗余信息等多方信息进行综合纠、检错分析后作相关解调接收，以“冗余”的信息量提高接收成功率。

业务承载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有分组交换业务承载者和电路交换业务承载者2。