淺談EDGE技術(shù)及發(fā)展

【摘 要】 在TD-SCDMA技術(shù)成為熱點(diǎn)的現(xiàn)階段，EDGE系統(tǒng)作為3G網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，仍然值得人們回顧和關(guān)注。本文的主要內(nèi)容為EDGE的關(guān)鍵技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)、在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題，及對(duì)EDGE發(fā)展的思考。

【關(guān)鍵詞】 EDGE TD-SCDMA

1. EDGE簡(jiǎn)介

EDGE（Enhanced Datarate for GSM Evolution）的中文含義為增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)技術(shù)，是一種基于GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)增強(qiáng)型技術(shù)，是GPRS空中接口的一個(gè)增強(qiáng)版本。EDGE是介于2.5GGPRS網(wǎng)絡(luò)與3G TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)之間的過(guò)渡型網(wǎng)絡(luò)，因此被稱為2.75G網(wǎng)絡(luò)。

理論上EDGE單時(shí)隙提供的數(shù)據(jù)速率是GPRS的3倍，單時(shí)隙最大速率從GPRS的21.4kbit/s（CS4）提高到59.2kbit/s（MCS9），如果捆綁使用8個(gè)時(shí)隙，最大數(shù)據(jù)速率可達(dá)473kbit/s。這種速率可支持如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽、視頻電話會(huì)議和高速電子郵件等多種業(yè)務(wù)，在3G網(wǎng)絡(luò)到來(lái)之前為用戶提供多媒體通信。

EDGE最早被加拿大和美國(guó)的運(yùn)營(yíng)商采用，隨后亞太和拉丁美洲也積極參與其中。目前，EDGE技術(shù)在全球得到了廣泛應(yīng)用，全球許多運(yùn)營(yíng)商在3G部署后，仍在擴(kuò)大EDGE的部署，通過(guò)低成本的GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)提供3G的補(bǔ)充服務(wù)。

2. EDGE關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 8PSK調(diào)制方法

GSM采用的是GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）調(diào)制方式，GMSK通過(guò)信號(hào)相位的變化來(lái)表示比特“0”或者比特“1”，每次相位的變化對(duì)應(yīng)一個(gè)符號(hào)。EDGE采用了8PSK（8-Phase Shift Keying）調(diào)制方式，通過(guò)信號(hào)的絕對(duì)相位來(lái)表示符號(hào)。其符的可能性有8種，每個(gè)符號(hào)映射成3bit。因此EDGE理論上可以達(dá)到GPRS3倍的速率。

2.2 編碼方式

EDGE采用了MCS調(diào)制編碼方法，定義了9種編碼方案，分A、B、C 3類，每一類中通過(guò)在每個(gè)無(wú)線分組上傳送不同數(shù)目的有效負(fù)荷單元來(lái)獲得不同的編碼速率。

EDGE將容錯(cuò)保護(hù)機(jī)制融入了編碼方案中，MCS1～MCS4采用GMSK調(diào)制方法，這時(shí)容錯(cuò)保護(hù)能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)吞吐量就相對(duì)低；MCS5～MCS9采用8PSK調(diào)制方法，數(shù)據(jù)吞吐能力較強(qiáng)。從MCS1～MCS9，編碼速率越高，能夠提供的數(shù)據(jù)速率也越高，對(duì)應(yīng)所需要的系統(tǒng)載干比(C/I)也越高。對(duì)于一個(gè)時(shí)隙來(lái)說(shuō)，GMSK MCS-1方案可以在空中接口處得到8.8kbit/s的數(shù)據(jù)速率；而8PSK MCS-9方案可以在空中接口處得到59.2 kbit/s的數(shù)據(jù)速率，見(jiàn)附表。如果使用8個(gè)時(shí)隙，最大用戶數(shù)據(jù)速率可達(dá)到473 kbit/s。

2.3 增強(qiáng)的鏈路質(zhì)量控制算法

EDGE采用了鏈路自適應(yīng)和增量冗余的增強(qiáng)型鏈路控制算法，達(dá)到最大的信道數(shù)據(jù)吞吐率，提高接收端正確接收和正確解調(diào)的概率。

2.4 EDGE技術(shù)存在的不足

首先，8PSK與GPRS采用的GMSK相比，由于它的輸出信號(hào)不是恒定包絡(luò)的，會(huì)對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)和手機(jī)測(cè)量有一定影響。相較之下，GMSK調(diào)制具有良好的抗干擾能力，但傳輸速率較低；8PSK調(diào)制的速率是GMSK調(diào)制的3倍，但8PSK在較差的無(wú)線環(huán)境下性能要比GMSK差，對(duì)頻移、噪聲、時(shí)延等反應(yīng)敏感，抗頻移、噪聲、時(shí)延能力比GMSK弱。

此外，由于同一小區(qū)內(nèi)的所有EDGE用戶實(shí)際上是共享EDGE信道的，因此EDGE用戶的下載速率在實(shí)際使用中受到單個(gè)小區(qū)內(nèi)EDGE用戶數(shù)的制約，這就造成多個(gè)EDGE用戶同時(shí)下載時(shí)會(huì)平分下載速率，即實(shí)際使用中單個(gè)EDGE用戶的速率很有可能達(dá)不到測(cè)試速率。

3. 現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)EDGE的主要工作內(nèi)容及實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題

3.1 現(xiàn)網(wǎng)升級(jí)EDGE的主要工作內(nèi)容

在GPRS基礎(chǔ)上升級(jí)到EDGE不需要增加新的網(wǎng)絡(luò)單元，對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃或結(jié)構(gòu)影響很小。升級(jí)工作的主要內(nèi)容為：EGPRS對(duì)空中接口做了改動(dòng)，需要更換基站載頻、進(jìn)行軟件升級(jí)等；在無(wú)線鏈路上，新增有關(guān)EDGE的無(wú)線參數(shù)需要配置，如鏈路質(zhì)量控制，多時(shí)隙利用和系統(tǒng)輔助小區(qū)更新參數(shù)等。

3.2 實(shí)際應(yīng)用中遇到的主要問(wèn)題

3.2.1 覆蓋問(wèn)題

在EGPRS非連續(xù)覆蓋區(qū)域，EGPRS到GPRS小區(qū)重選會(huì)使系統(tǒng)實(shí)時(shí)速率下降，從而影響系統(tǒng)的平均性能。因此只有實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)地區(qū)及重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)EDGE連續(xù)覆蓋，才能最大程度地保證EDGE的使用效果。

但在實(shí)際實(shí)施中，EDGE業(yè)務(wù)需求的提出往往較為分散，為滿足需求，要單獨(dú)考慮硬件設(shè)備和傳輸資源的調(diào)整，這樣的覆蓋不能保證連續(xù)性。此外，密集市區(qū)及一些重點(diǎn)場(chǎng)所信號(hào)情況比較復(fù)雜，如果僅開(kāi)通主覆蓋小區(qū)的EDGE功能，一些移動(dòng)用戶，特別是在一些高層位置的用戶占用的信號(hào)可能就沒(méi)有EDGE。因此，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)EDGE的連片覆蓋仍然存在困難。

此外，絕大部分的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和大部分的語(yǔ)音業(yè)務(wù)都發(fā)生在室內(nèi)，而室外宏蜂窩基站信號(hào)又無(wú)法對(duì)樓宇內(nèi)部、地下停車場(chǎng)等特殊場(chǎng)所進(jìn)行深度覆蓋，因此EDGE的室內(nèi)覆蓋也格外重要。但早期的室內(nèi)微蜂窩基站設(shè)備如愛(ài)立信RBS2302均不支持EDGE功能，需要更換，這大大增加了EDGE升級(jí)的工作量。

3.2.2 傳輸需求增加

EDGE引入更高調(diào)制方式后，Abis信道資源更為寶貴，傳統(tǒng)的16K信道無(wú)法滿足要求。目前各BSC的傳輸分布不均勻，在EDGE話務(wù)量較高的區(qū)域存在端口不足的情況，一些小區(qū)難以增加傳輸（如租用傳輸、傳輸條件不滿足等），限制了EDGE的開(kāi)通。而在其他地方（如偏遠(yuǎn)農(nóng)村）則存在BSC剩余端口較多的情況。由于熱點(diǎn)區(qū)域的BSC端口非常緊張，隨著EDGE和新建站點(diǎn)陸續(xù)開(kāi)通，需要進(jìn)行擴(kuò)容。

3.2.3 無(wú)線信道資源的合理配置

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)共享無(wú)線信道資源，語(yǔ)音業(yè)務(wù)優(yōu)先。如何合理配置前向分組數(shù)據(jù)信道（FPDCH）、在動(dòng)態(tài)半速率等語(yǔ)音業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)間通過(guò)算法進(jìn)行資源的優(yōu)化均衡、設(shè)置和保障數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)VIP小區(qū)也是未來(lái)工作的重點(diǎn)。對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的重點(diǎn)區(qū)域，可以考慮開(kāi)通專用的EDGE信道。

3.2.4 熱點(diǎn)地區(qū)的干擾控制

EDGE應(yīng)用的地區(qū)首先應(yīng)該是大中城市中的高話務(wù)量地區(qū)。這些地區(qū)由于站間距較近，信號(hào)電平較強(qiáng)，對(duì)于提高數(shù)據(jù)吞吐量較為有利。但是站型配置較大，頻率復(fù)用次數(shù)較高，載干比相對(duì)可能較低，對(duì)于提高數(shù)據(jù)吞吐量較為不利，干擾成為提高數(shù)據(jù)吞吐速率的主要瓶頸。

4. EDGE發(fā)展展望

目前，國(guó)內(nèi)3G市場(chǎng)尚未成熟，在TD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期階段，考慮到需要投入大量資金，為了最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，TD網(wǎng)絡(luò)將優(yōu)先覆蓋局部城市高話務(wù)量熱點(diǎn)地區(qū)，形成不連續(xù)覆蓋。那么在TD系統(tǒng)覆蓋不到的地區(qū)，EDGE便成為彌補(bǔ)通信系統(tǒng)容量不足的有效手段。EDGE與TD-SCDMA的互補(bǔ)覆蓋，極大的降低了3G網(wǎng)絡(luò)的部署成本，同時(shí)也延長(zhǎng)了原有GSM網(wǎng)絡(luò)的使用壽命，使其在3G時(shí)代仍然能夠繼續(xù)發(fā)揮作用。

而在TD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的中期階段，覆蓋逐漸完善之后，EDGE仍可以作為TD網(wǎng)絡(luò)容量上的補(bǔ)充，在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)為部分用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

因此，EDGE技術(shù)在3G時(shí)代，仍然具有重要地位，EDGE必將與TD-SCDMA共同發(fā)展，長(zhǎng)期共存，發(fā)揮它應(yīng)有的作用。

（作者單位：中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司黑龍江分公司）