Портал о современных технологиях мобильной и беспроводной связи

Основы технологии EDGE

Подробности

Родительская категория: 2G

Категория: EDGE

EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution) – технология, разработанная для увеличения скорости передачи данных в радиоканале, которая предусматривает замену вида модуляции: Гауссовой ЧММС на 8-ФМ. Это позволяет при сохранении символьной скорости передачи в радиоканале 271 кбит/с повысить скорость передачи данных в 3 раза, т.к. сигнал 8-ФМ имеет 8 позиций и каждая из них соответствует комбинации из 3-х бит (рис. 1). В технологии EDGE появляются новые каналы передачи данных E-TCH (Enhanced Traffic Channel), скорости которых равны 28,8; 32 и 43,2 кбит/с в одном ВИ. В сочетании с избыточным кодированием и использованием нескольких TS достигаются скорости передачи данных до 400 кбит/с.

Рис. 1. Диаграмма сигналов при 8-ОФМ

Модуляция 8-ФМ имеет меньшую помехозащищенность, чем Гауссова ЧММС, в связи с этим ее следует применять в каналах со значительным отношением сигнал/помеха. Если при скорости передачи в одном ВИ 9 кбит/с требовалось защитное отношение сигнал/помеха в 9 дБ, то при применении 8-ФМ необходимое защитное отношение возрастает до 15 – 17 дБ. Исходя из этого, в сетях GSM – EDGE организуют адаптивное изменение скорости передачи в соответствии с вариациями характеристик канала связи. В сетях с пакетной коммутацией GPRS + EDGE (EGPRS) используют специальные схемы модуляции и кодирования (Modulation & Coding Scheme, MCS), что позволяет вести передачу с оптимальной скоростью. На текущий момент разработаны 9 MCS, разбитых на 3 семейства (табл. 1).

          Во время начала сеанса связи BSC осуществляет выбор семейства и определяет оптимальную скорость в канале. Если в процессе работы передача, например с MCS-9, идет с ошибками из-за ухудшения качества радиоканала, то при повторной передаче блока будут использованы схемы с более помехоустойчивым кодированием и модуляцией из того же семейства: MCS6 и MCS3. Скорость передачи данных при этом уменьшают в 2 и 4 раза соответственно.

          Фактически данный процесс есть адаптация скорости передачи данных к качеству канала. Протокол управления радиолинией EDGE – RLC имеет некоторые отличия от соответствующего GPRS протокола. В EDGE появляются новые технологии, которые оптимизируют пропускную способность данных для каждого радиосоединения. Основные изменения связаны с уточнениями в системе контроля качества. Можно отметить, что управление качеством соединения является общим термином для методов адаптации надежности радиолинии изменяющемуся качеству канала. Управление качеством соединения объединяет адаптацию соединения (LA – linkadaptation) и возрастающую избыточность (IR – incrementalredundancy).

                             Таблица 1

В EDGE используют повторную передачу ошибочно принятых блоков. Этот механизм называют запросом автоматического повторения (ARQ – automatic repeat request). EDGE применяют расширенный вариант ARQ, получивший название ARQ с возрастающей избыточностью (IR). Вначале всю информацию кодируют сверточным кодом со скоростью 1/3. Затем код перфорируют к определенной скорости передачи по радиоканалу. В схеме с IR сначала посылают блоки с низкой скоростью, а затем постепенно повышают скорость передачи, если декодирование прошло успешно и без повтора блоков. Если при приеме блока зафиксированы ошибки, производят запрос на повторную передачу блока с изменением скорости передачи со сменой схем перфорирования. Поскольку повторная передача объединена с предварительно переданными блоками, то при применении более низкой скорости передачи упрощается декодирование. При сильной избыточности кодирования будет низкая результирующая скорость передачи и увеличится задержка. Выбор начальной модуляции и кодовой скорости базируется на постоянных измерениях качества соединения. Если бы при повторной передаче применяли схемы кодирования из другого семейства, то необходимо было бы заменять сегменты повторных и новых RLC блоков.

          Указанные в табл.1 модуляционно-кодирующие схемы (MCS) относятся к 1-му этапу внедрения технологии EDGE. На следующем этапе развития технологии EDGE2 семейства А и В дополнены более высокими скоростями передачи с использованием модуляции 8-ОФМ, 16-КАМ и 32-КАМ (3GPP TS 45.001, v.7.5 – 2007-08). При этом различают схемы модуляции и кодирования в направления вниз (DAS и DBS) и вверх (UAS и UBS). В табл. 2 размещены данные, относящиеся к технологии EGPRS2.

          На рис. 2 представлено созвездие сигналов 16-КАМ.

                                                                       Таблица 2.

Рис. 2.  Созвездие сигнала 16-КАМ

Сети EGPRS при миграции на пакетный интерфейс Iu между SGSN и BSC и расширенными функциями BSC называют GERAN – GSM EDGE Radio Access Network.