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王凤梧:EDGE技术及其带来的机会

http://www.sina.com.cn 2004年06月22日 13:53 通信世界

  王凤梧

  未来几年,通信设备生产厂家会加紧开发和完善相应的3G系统设备,运营公司将会集中精力来考虑如何将2G网络升级改造,以提供更快的包交换数据业务。当然,作为用户,可能很难注意到这种网络的演变升级,只能体会到越来越快捷的服务。目前普遍认为增强GSM数据业务(EDGE)技术可以用来进行网络升级。

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  目前已经广泛使用了GPRS技术,运营公司用更加高效的分组交换数据业务取代了传统的电路交换的数据业务。这种高速数据业务使移动用户能够浏览因特网,收发电子邮件,远程接入办公室的局域网。GPRS技术使浏览的内容大大丰富,但是它所能提供的速率毕竟有限,提供的带宽还不能满足在移动终端上实现多媒体图象业务的要求,这是需要引入 EDGE 的根本原因。EDGE提供的带宽才能更好地支持移动多媒体业务。EDGE带来 的变化过程对用户来说不是革命性的巨变,说它是一个渐变演进过程更恰当。这种演进过程是移动性(Mobility)的固有价值和多媒体内容相互联姻的过程。

  在现在的GSM网络基础上,运营公司可以利用 EDGE技术将分组交换的无线数据的传输速率进一步提高,在理论上可以达到 480kbit/s 的传输速率。EDGE 作为一种逼近3G技术的应该得到广泛的认可,它在数据业务方面又进一步加强了GSM网络的性能。新兴运营公司尤其应该注意,EDGE技术能够提供的数据传输速率已经与UMTS(通用移动通信系统)相差无几;另一方面,随着固定网络中传送 2Mbit/s带宽数据的成本的不断下降,将来有可能出现这样的情况:同样传送 2Mbit/s 的数据,用传统电路交换技术提供的无线数据传送方式所需的成本会远远高于固定网络传输的成本,考虑到这一点,投资建设 EDGE 基础设施对运营公司来说无疑是明智之举。

  采用EDGE技术,运营公司可以用较低的成本对现存的GSM网络进行改造升级,从而支持更高速(在无线接口的数据速率高达480kbit/s )的移动数据业务。下面我们从几个方面对EDGE技术的相关问题进行探讨。

  一、EDGE技术的先进性

  按原来业界的理解,EDGE是英文Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的缩写,就是增强GSM数据速率的演进技术。但为了统一协调GSM网络演进和UMTS不断发展的关系,EDGE规范的制定工作是由第三代移动通信合作伙伴项目(3GPP)来负责的。根据相关规范的定义,EDGE就是一种能够增强高速电路交换数据业务(HSCSD)和通用分组交换无线数据业务(GPRS)的单位时隙内数据吞吐量的技术。我们将增强型高速电路交换数据业务称为ECSD(Enhanced Circuit-Switched Data),将增强型通用分组交换无线数据业务称为EGPRS(Enhanced GPRS)。这里需要指出的是GPRS并不是EGPRS的子集合,二者的编码方案不同。EDGE技术的先进性主要体现在先进的调制方法、编码方案和高数据速率两个基本方面。

  1.调制方法和编码方案

  当前GSM网络采用的是GMSK高斯最小相移键控调制方法,考虑应该把对现有网络的可能影响降低到最小限度,EDGE技术又引入了8相移键控(8-PSK)调制方法,与GMSK高斯最小相移键控调制方法共存于网络中,相辅相成。大家知道GMSK高斯最小相移键控调制方法在保证容错率的前提下,覆盖范围较大;而8相移键控(8-PSK)调制方法能够提供较高的数据速率。

  EDGE的编码方案可能根据各个厂家各有不同,例如,有的采用了GMSK MCS混合方法,MCS(Modulation and Coding Scheme)调制编码方案是比较新的方法,它将容错保护机制融入了编码方案中,MCS调制编码方案包含9个子集,分别是MCS1,MCS2,MCS3,MCS4,MCS5,MCS6,MCS7, MCS8,MCS9。其中MCS1到MCS4采用GMSK高斯最小相移键控调制方法,这时容错保护能力强,数据吞吐量就相对低;MCS5到MCS9采用8-PSK调制方法,数据吞吐能力较强。对1TS时隙来说,GMSK MCS1方案可以在无线接口处得到8.8kbit/s的比特率;而8-PSK MCS9方案可以在无线接口处得到59.2kbit/s的比特率。如果使用8TS时隙,可以做到用户数据速率为473kbit/s。

  2.数据速率

  不同的技术实现方法能够实现的数据速率可能不尽相同,我们还是举例来说明。采用上述的调制方法和编码方案,在目前广泛应用的200 kHz的GSM载波上,每个载波具有如下的数据吞吐能力。

  ·增强型高速电路交换数据业务ECSD:48 kbit/s/TS 时隙

  ·增强型通用分组交换无线数据业务EGPRS:59.2kbit/s/TS 时隙

  因此,每个载波的数据吞吐能力可以增加到:

  ·增强型高速电路交换数据业务ECSD:384kbit/s

  ·增强型通用分组交换无线数据业务EGPRS:473.6kbit/s

  二、EDGE给运营公司带来的好处

  随着我们国家改革和发展的不断深化,电信市场的竞争机制不断完善,想要在竞争中领先,必须具备自己的特色,不论是技术特色还是运营特色。EDGE技术可以更进一步利用运营公司的现有GSM网络,从技术方面武装运营公司,使其满足移动数据业务用户的不断增长的需求,在竞争中赢得主动。在现有GSM网络中,利用GPRS技术,已经提供了比较优质的移动数据服务,但EDGE技术能够提供比GPRS更快速的移动数据业务。

  在实施EDGE改造的过程中,根据实际需要,设备制造厂家已经生产了相应的轻便基站、室外基站、室内基站和WCDMA基站,这为运营公司部署EDGE基站提供了极大的方便。通常情况下,EDGE能为运营公司带来下面一些好处。

  ·尽早提供无线多媒体业务;

  ·提前准备第三代移动通信业务;

  ·EDGE带来的高速率使数据业务的单位成本下降,使运营公司的价格策略有了更大的灵活性;

  ·可以进一步挖掘现网的容量潜力;

  ·利用现有的站址可以快速建设全覆盖的EDGE网络;

  ·可以根据对EDGE的实际需求逐步添加新的网元;

  ·更加优化了网络的基本建设投资;

  ·根据实际需求配置数据业务的容量。

  三、EDGE给用户带来的好处

  高速无线数据业务带给最终用户的好处是显而易见的。数据容量和数据吞吐量的增加大大缩短了数据业务的响应时间,因此服务质量得到了极大的改善。新的多媒体业务让人们跃跃欲试,都想及早地体验真实的第三代移动通信服务。目前,EDGE的应用主要包括以下方面。

  1.消费类应用:网站浏览、电子邮件、聊天、新闻点播、网络游戏、电子商务、数码照片明信片。

  2.远端接入本地网LAN和企业网:电子邮件、数据库接入、文件传送、企业信息交换、在线协同工作(Collaborative Working)、电子名片、视频会议。

  3.动视频应用:高质量的移动图象应用业务需要恒定的数据吞吐能力。增强型高速电路交换数据业务ECSD通过空中接口的两个时隙可以提供最高64kbit/s的透明服务,搭建了一个良好的移动视频应用业务平台,可以开展视频短信,手机监控,视频电话和视频点播等业务。

  4.网站浏览:所有网站应用都使用了某种形式的TCP/IP协议,TCP/IP协议原来就是为包交换网络设计的,EGPRS可以为网站浏览应用提供最理想的承载服务。它能够提供大于100 Kbit/s数据速率,支持各种包交换应用,包括因特网连接服务。

  5.WAP应用:EGPRS提供了必须的高速承载服务,使得WAP业务最终能够取得成功。WAP业务将EGPRS作为载体,由该EDGE载体(准确地说是EGPRS)完成用户数据协议的传输任务,再配合使用标准的WAP网关,就可以接入任何一种基于WML无线标记语言的应用业务。

  四、EDGE网络工程的实施

  对现存GSM网络的改造升级,总体上说,升级简单,硬件变动小。但我们同时需要将软件升级,网络容量可能也要扩大,视具体情况而定。改造升级的GSM网络能继续支持目前已有的GSM业务。另外,也支持EDGE业务。下面简单介绍实现EDGE业务带来的各种网络单元的变化情况。

  1. 基站:主要改变发生在收发信功能单元,该单元必须具有EDGE功能,比如上面提到的8-PSK/GMSK调制方法,软件版本也不同。

  2.基站控制器:硬件方面,大多数厂家的设备都需要新加PCU包交换控制单元,软件版本也需配套升级。基站控制器的作用重要,它必须正确无误地将包交换数据发送至SGSN节点,而将常规的语音话务送到移动交换中心进行处理。

  3.移动交换机:大多数厂家的硬件设备都需要新加IWF互连互通功能单元,软件版本也需配套升级。

  4.GPRS网元:软件版本需配套升级。

  5.Abis/Ater传输设备必须扩容。

  6.移动台需要能够支持EDGE功能的新型手机:C类手机能使用EDGE业务,或手动地在EDGE和普通话音业务间切换,B类手机 EDGE和普通话音业务不能同时使用,需要在EDGE和普通话音业务间切换,A类 手机EDGE和普通话音业务能同时使用。

  7.网络管理:管理软件平台需要配套升级,支持EDGE管理。

  另外一些工程问题也要考虑。比如说,基站的供电系统是否要扩容?尤其在共站址的情形下,供电系统的扩容如何定量计算?基站的电源电缆也要改变。天线馈线系统也要调整。要订购设备所需的安装材料。无线网络的规划和优化工作也必须考虑在改造升级的计划内。

  总之,面对当前的市场需求和技术发展的现状,作为发掘现网潜力,进一步优化基本建设投资,满足用户不断增长的业务需求的技术手段之一,EDGE技术是名副其实的。


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