EDGE-tekniken är nästa steg i utvecklingen av GSM-nät. Syftet med introduktionen av den nya tekniken är att öka dataöverföringshastigheten och effektivare utnyttjande av radiofrekvensspektrum. Med intåget av EDGE i fas 2+ GSM-nätverk förbättras befintliga GPRS- och HSCSD-parametrar avsevärt på grund av förändringar i signalöverföringen på det fysiska lagret (modulering och kodning) och nya radioalgoritmer för dataöverföring. GPRS- och HSCS D-teknologierna i sig förändras inte och kan fungera parallellt med EDG E. Tillsammans med förkortningen EDGE kan du också hitta termen EGPRS (Enhanced GPRS - "förbättrad" GPRS), som indikerar användningen av GPRS-tjänsten med det nya fysiska lagret EDGE. Vidare kommer vi endast att överväga EDGE i förhållande till GPRS, eftersom HSCSD-teknik inte har använts i stor utsträckning i Ryssland.

Den teoretiska datahastighetsgränsen i radiokanalen vid användning av EGPRS är 473,6 kbaud, medan den med GPRS endast är 160 kbaud. Höga hastigheter uppnås tack vare en ny moduleringsmetod och användningen av en modifierad feltolerant radiosignalöverföringsmetod. Dessutom påverkade ändringarna algoritmerna för anpassning till kanalkvaliteten.

Baserat på ovanstående kan vi dra slutsatsen att EDGE är ett tillägg till GPRS och inte kan existera separat. Ur konsumentens synvinkel utökar GPRS kapaciteten hos GSM-nätet, medan EDGE förbättrar de tekniska parametrarna för GPRS.

När det gäller infrastrukturen i GSM-nätet kräver EGPR S att ändringar görs i basstationerna. I det här fallet används den befintliga kärnan av GSM-infrastrukturen, och införandet av EDGE innebär endast installation av ytterligare utrustning (Fig. 1).

Ris. ett.

EDGE-alternativ

Tabellen visar de viktigaste specifikationer GPRS- och EDGE-tekniker.

Bord 1.

Som du kan se i tabellen kan EDGE överföra tre gånger mer data än GPRS under samma tidsperiod. Skillnaden mellan radiodatahastigheten och den faktiska användardatahastigheten beror på att overheaddata läggs till användardatablocket i form av ett pakethuvud under radioöverföring. Detta leder ofta till förvirring vid bestämning bandbredd GPRS och EGPRS, eftersom olika hastighetsindikatorer finns i publikationer. I samband med EDGE-teknik är siffran 384 kbps vanligare: International Telecommunications Union (ITU) definierar given hastighet i enlighet med kraven i IMT-2000-standarden (International Mobile Telecommunications), som innebär användning av åtta tidsluckor med en hastighet på 48 kbps vardera.

Ny typ av modulering

Vid sändning av data i GPRS-mod används Gaussisk nyckling med en minsta frekvensförskjutning GMSK - Gaussian Minimum Shift Keying (Fig. 2), som är ett slags fasmodulering. När en "0"- eller "1"-bit sänds inkrementeras fasen för signalen positivt eller negativt. Varje sänd symbol innehåller en bit information, det vill säga varje fasförskjutning representerar en bit. För prestation mer fart dataöverföring på ett tidsintervall (i en tidslucka), är det nödvändigt att ändra moduleringsmetoden.

Ris. 2.

EDGE designades för att använda samma frekvensrutnät, kanalbredder, kanalkodningstekniker och befintliga mekanismer och funktioner som används av GPRS och HSCSD. För EDG E valdes 8PSK (8-Phase Shift Keying), vilket uppfyller alla dessa villkor. När det gäller intilliggande kanalinterferens har 8PSK samma kvalitetsparametrar som GMSK. Detta gör att EDGE-kanaler kan integreras i en befintlig frekvensplan och nya EDGE-kanaler kan tilldelas i samma ordning som vanliga GSM-kanaler.

8PSK är en linjär moduleringsteknik där 3 informationsbitar motsvarar en sänd symbol. Symbolhastigheten (eller antalet symboler som sänds per tidsenhet) förblir densamma som i GMSK, men varje symbol bär information i 3 istället för 1 bitar. Därför ökas dataöverföringshastigheten med 3 gånger. Fasavståndet mellan symboler i 8PSK är mindre än i GMSK, vilket ökar risken för ett symboligenkänningsfel hos mottagaren. Med ett bra signal-brusförhållande är detta inget problem. Felkorrigeringskoder bör användas för att fungera framgångsrikt under dåliga radioförhållanden. Endast när radiosignalen är mycket svag är GMSK-modulering överlägsen 8PSK. För att kunna arbeta effektivt med vilket signal-brusförhållande som helst, använder EDGE-kodningsscheman båda typerna av modulering.

Kodningsscheman och paketering

Fyra kodningsscheman är definierade för GPRS: CS1-CS4. Var och en innehåller olika antal korrigeringsbitar, vilket optimerar varje kodningsschema för en viss kvalitet på radiolänken. EGPRS använder nio kodningsscheman, som betecknas MCS1-MSC9. De lägre fyra kretsarna använder GMSK-modulering och är designade för att fungera med det sämsta signal-brusförhållandet. MSC5-MSC9-schemana använder 8PSK-modulering. På fig. 3 visar de maximala datahastigheter som kan uppnås med användning av olika kodningsscheman. En GPRS-användare kan få en datahastighetsgräns på 20 kbaud, medan EGPRS-hastigheten ökar upp till 59,2 kbaud när kvaliteten på radiolänken förbättras (närmare basstationen).

Ris. 3.

Även om CS1-CS4- och MSC 1-MSC4-schemana använder samma GMSK-modulation, har EGPRS-radiopaketen en annan headerlängd och nyttolaststorlek. Detta gör att kodningsschemat kan ändras i farten för att återsända ett paket. Om ett paket med ett högre kodningsschema (med mindre brusimmunitet) tas emot med ett fel, kan det skickas om med ett kodningsschema med ett mindre antal (med större brusimmunitet) för att kompensera för de försämrade radiolänksparametrarna. Sändning med ett annat kodningsschema (omsegmentering) kräver ändring av antalet användbara bitar i radiomeddelandet. GPRS ger inte en sådan möjlighet, så GPRS- och EGPRS-kodningsscheman har olika effektivitet.

I GPRS är paketupprepning endast möjlig med det ursprungliga kodningsschemat, även om detta schema kodningen har upphört att vara optimal på grund av försämringen av kvaliteten på radiolänken. Betrakta paketåteröverföringsschemat som ett exempel (fig. 4).

A. GPRS-terminalen tar emot data från basstationen. Baserat på den föregående länkkvalitetsrapporten beslutar basstationsstyrenheten att skicka nästa datablock (nummer 1 till 4) med CS3-kodningsschemat. Under överföringen försämrades tillståndet för radiolänken (signal-brusförhållandet minskade), som ett resultat togs paket 2 och 3 emot med ett fel. Efter att ha sänt en grupp av paket begär basstationen en ny rapport - en bedömning av kvaliteten på radiolänken.

b. GPRS-terminalen skickar information om felaktigt levererade paket till basstationen tillsammans med information om kvaliteten på radiolänken (i bekräftelserapporten).

FRÅN. Med hänsyn till försämringen av kommunikationskvaliteten väljer anpassningsalgoritmen ett nytt, mer brusbeständigt CS1-kodningsschema för sändning av paket 5 och 6. På grund av omöjligheten av omsegmentering i GPRS kommer dock omsändning av paket 2 och 3 att ske med samma CS3-kodningsschema, vilket avsevärt ökar risken för felaktig mottagning av dessa paket av GPRS-terminalen.

GPRS-anpassningsalgoritmen kräver ett mycket noggrant val av kodningsschema för att så långt det är möjligt undvika återsändning av paket. Med omsegmentering kan EGPRS använda en mer effektiv metod för val av kodningsschema, eftersom sannolikheten för paketleverans under återsändning är mycket högre.

Tabell 2. Kodningsschema grupp

Paketadressering

När ett block av paket sänds över en radiokanal, numreras paketen inom blocket från 1 till 128. Detta identifieringsnummer ingår i huvudet på varje paket. I detta fall bör antalet paket i ett block som sänds till en specifik GPRS-terminal inte överstiga 64. En situation kan uppstå när numret på ett omsänt paket sammanfaller med numret på ett nytt paket i kön. I det här fallet måste du återsända hela blocket som helhet. I EGPRS ökas paketadressutrymmet till 2048, och skjutfönstrets storlek är 1024 (det maximala antalet paket i ett block), vilket avsevärt minskar sannolikheten för sådana kollisioner. Att minska återsändningar på RLC-nivån (Radio Link Control) leder slutligen till en ökning av genomströmningen (fig. 5).

Mätning av radiokanalens kvalitet

Kvaliteten på radiolänkkommunikation i GPRS bedöms genom att mäta nivån på den mottagna signalen, uppskatta BER-parametern (bitfelsfrekvens - det relativa antalet felaktigt mottagna bitar), etc. Att utföra denna bedömning tar en viss tid från det att GPRS-terminal, som i princip inte spelar en stor roll i den ständiga användningen av ett kodningsschema. Med paketdataväxling är det nödvändigt att snabbt övervaka radiolänkens kvalitet för att snabbt ändra kodningsschemat beroende på radioluftens tillstånd. Proceduren för uppskattning av kanalkvalitet i GPRS kan endast utföras två gånger inom en 240 ms-period. Detta gör det svårt att snabbt välja rätt kodningsschema. I EGPRS görs mätningar vid varje mottagning genom att uppskatta bitfelsannolikheten (BEP). Baserat på data för varje överföring, reflekterar BEP-parametern det aktuella signal-brusförhållandet och den tidsmässiga spridningen av signalen. Som ett resultat av detta tillvägagångssätt visar sig uppskattningen av överföringskanalens kvalitetsparametrar vara tillräckligt exakt även under en kort uppmätt period. Detta bestämmer den högre effektiviteten hos anpassningsschemat jämfört med GPRS.

Länkövervakningsfunktioner och förbättrad redundans

För att säkerställa den maximala överföringshastigheten under förhållandena för den befintliga radiokanalkvaliteten, använder EGPRS följande mekanismer:

Anpassning till kanalkvalitet. Baserat på länkkvalitetsmätningarna vid dataöverföring (både till och från mobilterminalen), väljer anpassningsalgoritmen ett nytt kodningsschema för nästa sekvens av paket. Kodningsscheman är grupperade i tre familjer - A, B och C. Nytt upplägg kodning väljs från samma familj som den föregående (fig. 5).
Ökad kodredundans. Ökad redundans (inkrementell redundans) används för äldre kodningsscheman i de fall där, istället för att analysera parametrarna för radiolänken och ändra kodningsschemat, sändning av ytterligare information används i efterföljande sändningar. Om fel uppstår under mottagningen av ett paket, kan redundant information skickas i nästa paket för att hjälpa till att korrigera tidigare felaktigt mottagna bitar. Denna procedur kan upprepas tills informationen i det tidigare mottagna paketet är fullständigt återställd.

I Ryssland tillhandahåller de tre stora operatörerna redan EDGE-tjänster i flera distrikt i Moskva och i ett antal regioner i landet. Introduktionen av EDGE sker gradvis, allteftersom basstationernas utrustning uppdateras. I slutet av 2005 planerar MegaFon att täcka cirka 500 basstationer med EDGE-teknik. VimpelCom kommer att introducera EDGE fragmentariskt i Moskva inom Moskvas ringväg (i områden med ökad GPRS-trafik), och i hela Ryssland - i alla regioner i slutet av 2006 - början av 2007. MTS uppger att "arbetet utförs mycket intensivt: EDGE-täckningen i Moskvaregionen utökas nästan dagligen."

Litteratur

KANT. Introduktion av höghastighetsdata i GSM/GPRS-nätverk (www.ericsson.com/products/white_papers_pdf/edge_wp_technical.pdf). /länk förlorad/
Material från Mobile Forum-webbplatsen (http://mforum.ru/news/article/01-5533.htm). /länk förlorad/

Artikeln hjälper dig att ta reda på vad Edge-alternativet på din telefon betyder.

Om du använder internet via din telefon kan du ha en fråga: vad betyder Edge på en telefon? Detta alternativ hjälper till att öka hastigheten för informationsöverföring i GSM-nät. Din mobiloperatör måste stödja detta alternativ för att du ska kunna använda det.

En stor belastning på nätverkslinjer, nivån på datatillförseln, mängden gratis information i nätverksdatabasen - allt detta påverkar Edge-arbetet. Men att använda det här alternativet har sina fördelar jämfört med gprs:

Den högsta hastigheten för informationsöverföring.
Möjlighet till tillgång till globalt nätverk från var som helst i din ort.

För närvarande pressas ett sådant till synes modernt, men redan lite föråldrat alternativ, gradvis ut från den globala mobilkommunikationsmarknaden. Utvecklingen av standarder cellulär kommunikation går framåt. Detta är nödvändigt för konsumenter som lever i en storstads rytm. När allt kommer omkring behövs internetuppkoppling inte bara hemma eller på jobbet, utan också i tunnelbanan eller i minibussen på vägen hem.

Användare ställer ofta frågan: vad betyder Edge i Samsung? I telefonen Samsung Galaxy S7 prefix kanten talar om böjd skärm. Denna version är mycket mer populär än den tidigare modellen.

Det är ovanligt att hitta en Edge-användare på en telefon nuförtiden. Denna teknik håller på att ersättas av 3G- och 4G-nätverk. De har en ännu högre dataöverföringshastighet och en bättre signal.

Video: SPEEDTEST WIFI VS 2G/EDGE VS 3G VS 4G/LTE

Vad är EDGE. Dess fördelar

På senare tid har ett mystiskt ord dykt upp på hyllorna i våra butiker allt oftare. KANT. Vad är detta fruktansvärda odjur, vilka fördelar ger denna teknik och vad är dess framtid i Ryssland?

Ursprungligen var EDGE tänkt som en förlängning av GPRS-teknik. För första gången började de prata om det redan 1997 på ESTI (European Telecommunications Standards Institute). Samtidigt presenterades dess första tolkning som Enhanced Data Rates for GSM Evolution (Advanced Data Transfer Technology for the Development of GSM). EDGE använder 8-läges fasskiftningsnyckel (8-PSK), vilket ger ungefär en dubbel ökning av maximal hastighet jämfört med GPRS - den är 384 Kbps, medan den maximala teoretiska hastigheten för GPRS är 171 Kbps. Naturligtvis är den verkliga hastigheten mycket lägre. För överföring EDGE information, såväl som GPRS, använder tidsluckor (ramtidssegment). Det finns en identisk GPRS-policy för fördelning av tidsluckor mellan kanaler för mottagning och sändning. En annan fördel är att den maximala flödeshastigheten i en tidslucka är 48 kbps (mot 9,6 kbps för GPRS). Naturligtvis uppnås en sådan hastighet endast med en idealisk mottagning; i verkligheten kommer allt att bli mycket värre. Beroende på kvaliteten på kommunikationen tillhandahålls 9 kodningsalgoritmer från MCS-1 till MCS-9 (den senare har den minsta kodningsredundansen, den snabbaste).

Därefter, med tillkomsten av 3:e generationens nätverksspecifikation, namnet KANT parafraserades och står nu för Förbättrade datahastigheter för Global Evolution(Avancerad kommunikationsteknik för global utveckling). Så vi kan säga att EDGE är en fullfjädrad övergångslänk på väg mot 3G eller, som det ibland kallas, 2,5G.

Huvudapplikation för EDGE- det här är höghastighetsanslutning till internet, organisationen av ett mobilt kontor är en oumbärlig sak för affärsmän. Och även sådana möjligheter som: dela bilder, foton och annan information via samma Internet, titta på strömmande video, internetradio, skicka fax, e-post och många, många andra intressanta saker. Baserat på dess fördelar kan vi säga att EDGE-tekniken är designad för två olika klasser av befolkningen: för affärsmän, för vilka det är viktigt att alltid vara medveten om de senaste händelserna, och för tonåringar / tonåringar för vilka internet är en livsstil. .

Frågan om vad som är bättre än GPRS eller EDGE kan inte heller besvaras entydigt, även om användningen av GPRS för närvarande är mer motiverad än användningen av EDGE. Detta beror främst på det faktum att GPRS är allestädes närvarande, och EDGE har precis börjat spridas i Ryssland. Men EDGE, till skillnad från GPRS, vars anslutning är mycket instabil, och hastigheten i sällsynta fall stiger över 56 Kbps, har två ojämförliga fördelar: hög hastighet och kommunikationskvalitet. Därför har EDGE-tekniken alla möjligheter att ersätta föråldrad GPRS-teknik.

Din fråga:

Hur stänger jag av Edge på din telefon?

Mästarens svar:

I vissa fall blir det viktigt att stänga av GPRS/EDGE-data på mobiltelefonen. Till exempel behövs den här funktionen absolut inte under roamingförhållanden. Ett annat exempel på behovet av att inaktivera denna funktion är trafiköverskott.

För modeller Samsung telefon funktionen är inaktiverad genom begäran *#4777*8665#. I menyn "Bifoga lägesinställningar" väljer du alternativet "gprs loss" och avmarkerar det. Därefter stängs telefonen av och laddas om, vilket gör att funktionen avaktiveras.

För att inaktivera EDGE-tjänsten måste du ändra APN-åtkomstparametrarna - genom den kommer den här tjänsten till telefonen. Du kan till exempel sätta en prick i slutet av adressen, och funktionen kommer inte att fungera. Om du gör en dataförfrågan kommer svaret att vara meddelandet "Tjänsten är inte ansluten", så informationen kommer inte att överföras. Det är enkelt att återställa inställningen - ta bara bort börvärdet så blir adressen korrekt.

Du kan använda verktyget SBSetting. Ett sådant program kan tas på Internet, där det är tillgängligt och gratis. Efter att ha installerat programmet på din mobiltelefon måste du gå till menyn och hitta alternativet för att aktivera/inaktivera EDGE.

Det är inte svårt att inaktivera funktionen och ägarna iPhone iOS 4.0. I telefonmenyn väljer du avsnittet "Inställningar", sedan objektet "Grundläggande" - "Nätverk". Alternativet "Mobildata" måste vara inaktiverat. Efter att ha slagits på kommer inget program att komma in på Internet via GPRS-trafik.

Prenumeranten måste gå till Mobilt internet- Safari webbläsare. Länken "iPhone No Data.Com" tar dig till den angivna resursen. Efter att ha hittat knappen "Stäng av EDGE / 3G" (det betyder att du stänger av), måste du klicka på den. En dialogruta med knappen "Installera" öppnas på skärmen, efter att ha klickat på den kommer en dialogruta med knappen "Installera nu" att visas. Om du trycker på knappen kommer EDGE-tjänsten att inaktiveras på iPhone. Om abonnenten använder en WiFi-anslutning kan denna funktion vara på.

Beeline-nätverksabonnenter kan kontakta sin kundtjänst Mobil operatör. Operatören måste avaktivera tjänsten "Alla apn", som ansluts automatiskt. Denna tjänst är ansvarig för att tillhandahålla EDGE-tjänsten. När "Apn"-tjänsten blir noll kommer telefonen att vara borta från nätverket. Du kan också be din operatör att inaktivera GPRS. Faktum är att EDGE är en enkel tillägg som gör att GPRS fungerar i högre hastighet.

EDGE-teknik: vad är det och varför behövs det?

Den senaste 3GSM-världskongressen, följt av CeBIT 2006-utställningen i Hannover, gav många tillkännagivanden av nya mobiltelefoner med EDGE-teknikstöd (Enhanced Data for Global Evolution eller, som du ibland kan höra, Enhanced Data rates for GSM Evolution). Detta är ingen slump även om leverantörer mobiltelefoner alltmer fokuserat på att stödja tredje generationens (3G) standarder som CDMA2000 1x, W-CDMA och UMTS, utvecklingen av 3G-nätverk är extremt långsam, och intresset för andra generationens (2G) och andra och ett halvt (2,5G) nätverk är inte försvagas, men tvärtom växer, både på utvecklingsländernas marknader och på de utvecklade ländernas marknader.

Utvecklingen av cellulära standarder

I namnet "propedeutik utan blodsutgjutelse" kommer jag att återvända lite till historien och prata om vilka generationer av cellulära kommunikationsstandarder som nu är kända för vetenskapen. För er som redan är bekanta med detta ämne kan ni hoppa vidare till nästa avsnitt om själva EDGE-tekniken.

iSo, standarder första generationens cellulär (1G), (utvecklad 1978, introducerad 1981) och (introducerad 1983), var analoga: lågfrekvent mänsklig röst sändes på en högfrekvent bärvåg (~450 MHz i fallet med NMT och 820-890 MHz i fallet med AMPS) med användning av ett amplitud-frekvensmoduleringsschema. För att säkerställa kommunikation av flera personer samtidigt, i AMPS-standarden, till exempel, var frekvensområdena uppdelade i kanaler 30 kHz breda, detta tillvägagångssätt kallades FDMA (Frequency Division Multiple Access). Den första generationens standarder skapades för och tillhandahålls uteslutande för röstkommunikation.

Standarder andra generationen(2G), som (globalt system för mobil kommunikation) och (Code Division Mutiple Access), förde med sig flera innovationer på en gång. Förutom frekvensseparationen av FDMA-kommunikationskanaler digitaliserades (kodades) den mänskliga rösten, det vill säga en modulerad bärvågsfrekvens sändes över kommunikationskanalen, som i 1G-standarden, men inte längre analog signal, men en digital kod. Detta är ett gemensamt drag för alla andra generationens standarder. De skiljer sig åt i metoder för "komprimering" eller kanalseparation: i GSM används tidsdelningsmetoden TDMA (Time Division Multiple Access) och i CDMA-koddelning av kommunikationskanaler (Code Division Mutiple Access), vilket är anledningen till att denna standard är kallas så. Den andra generationens standarder skapades också för att tillhandahålla röstkommunikation, men på grund av deras "digitala karaktär" och i samband med behovet av att tillhandahålla Internetaccess via mobiltelefoner som uppstod under spridningen av den globala webben, gjorde de det möjligt att överföra digitalt data via en mobiltelefon, som om du använder ett vanligt trådbundet modem. Inledningsvis gav andra generationens standarder ingen hög genomströmning: GSM kunde ge endast 9600 bps (exakt så mycket som krävs för att tillhandahålla röstkommunikation i en "packad" TDMA-kanal), CDMA flera tiotals Kbps.

I standarder tredje generationen(3G), huvudkravet för vilket, enligt specifikationerna från International Telecommunication Union (ITU) IMT-2000, var att tillhandahålla videokommunikation åtminstone i QVGA (320x240) upplösning, var det nödvändigt att uppnå en digital dataöverföringsbandbredd på minst 384 Kbps. För att lösa detta problem, frekvensband med ökad bredd (W-CDMA, Wideband CDMA) eller stor kvantitet frekvenskanaler involverade samtidigt (CDMA2000). Förresten, till en början kunde inte CDMA2000-standarden tillhandahålla den erforderliga bandbredden (med endast 153 Kbps), men med introduktionen av nya moduleringsscheman och multiplexeringstekniker som använder ortogonala bärare i "tilläggen" 1x RTT och EV-DO, tröskeln är 384 Kbps / s övervanns framgångsrikt. Och en sådan dataöverföringsteknik som CDMA2000 1x EV-DV måste ge en genomströmning på upp till 2 Mbps, medan HSDPA-tekniken (High-Speed Downlink Packet Access) för närvarande utvecklas och marknadsförs i W-CDMA-nätverk upp till 14,4 Mbps.

Dessutom arbetar Japan, Sydkorea och Kina för närvarande med standarder för följande, fjärde generationen, som i framtiden kommer att kunna ge en hastighet för överföring och mottagning av digital data över 20 Mbps, och därmed bli ett alternativ till trådbundna bredbandsnät.

Men trots alla framtidsutsikter som tredje generationens nätverk lovar är det inte många som har bråttom att byta till dem. Det finns många anledningar till detta: de höga kostnaderna för telefonapparater, orsakade av behovet av att återbetala de medel som investerats i forskning och utveckling; och den höga kostnaden för sändningstid i samband med de höga kostnaderna för licenser för frekvensband och behovet av att byta till utrustning som är oförenlig med den befintliga infrastrukturen; och lite tid Batteri-liv på grund av för hög (jämfört med andra generationens enheter) belastning vid överföring av stora datamängder. Samtidigt spelade den andra generationens GSM-standard, på grund av möjligheten till global roaming som ursprungligen ingick i den och de lägre kostnaderna för enheter och sändningstid (här licenspolicyn för huvudleverantören av CDMA-teknik, Qualcomm, spelade ett grymt skämt med det), fick en verkligt global distribution, och Redan förra året översteg antalet GSM-abonnenter 1 miljard människor. Det skulle vara fel att inte dra fördel av situationen både från operatörers synvinkel som vill öka den genomsnittliga intäkten per abonnent (ARPU) och säkerställa tillhandahållandet av tjänster som är konkurrenskraftiga med tjänster i 3G-nät, och från synvinkel för användare som skulle vilja ha mobil åtkomst på Internet. Vad som hände med denna standard i framtiden kan kallas ett litet mirakel: den uppfanns evolutionärt tillvägagångssätt, vars slutliga mål var att förvandla GSM till en tredje generationens standard kompatibel med UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

Strängt taget har mobil Internetaccess varit tillgänglig länge: CSD-tekniken (Circuit-Switched Data) möjliggjorde en modemanslutning med en hastighet av 9600 bps, men för det första var det obekvämt på grund av låg hastighet, och för det andra på grund av pr. -minutfakturering. Därför uppfanns och implementerades dataöverföringstekniken (General Packet Radio Service) först, vilket markerade början på övergången till en paketmetod, och sedan EDGE-teknik. Förresten, det finns också en alternativ GPRS-teknik HSCSD (High-Speed Circuit Switched Data), men det är mindre vanligt, eftersom det också innebär fakturering per minut, medan GPRS tar hänsyn till vidarebefordran av trafikpaket. Detta är huvudskillnaden mellan GPRS och olika teknologier baserade på CSD-metoden: i det första fallet skickar abonnentterminalen paket i luften som går på godtyckliga kanaler till destinationen, i det andra upprättas en punkt-till-punkt-anslutning mellan terminalen och basstationen (fungerar som en router) -punkt som använder en standard eller utökad kommunikationskanal. GSM-standarden med GPRS-teknik upptar en mellanposition mellan den andra och tredje generationens kommunikation, därför kallas den ofta den andra och en halv generationen (2,5G). Det kallas också så eftersom GPRS markerar halvvägspunkten för GSM/GPRS-nätverk mot UMTS-kompatibilitet.

EDGE-tekniken, som du kanske kan gissa från dess namn (vilket kan översättas som "förbättrade dataöverföringshastigheter för utvecklingen av GSM-standarden") spelar två roller samtidigt: för det första ger den högre bandbredd för sändning och mottagning av data, och för det andra , fungerar som ytterligare ett steg på vägen från GSM till UMTS. Det första steget, införandet av GPRS, har redan tagits. Det andra steget är inte långt borta - introduktionen av EDGE har redan börjat i världen och i vårt land.

Täckningskarta över EDGE-nätverket för Megafon-operatören i Moskva (i slutet av februari 2006)

EDGE vad är det och vad äts det med?

EDGE-teknik kan implementeras av två olika sätt: som en förlängning av GPRS, i vilket fall den ska kallas EGPRS (enhanced GPRS) eller som en förlängning av CSD (ECSD). Med tanke på att GPRS är mycket mer utbrett än HSCSD, låt oss fokusera på EGPRS.

1. EDGE är inte en ny cellulär standard.

EDGE innebär dock ett ytterligare fysiskt lager som kan användas för att öka genomströmningen av GPRS- eller HSCSD-tjänster. Samtidigt tillhandahålls själva tjänsterna på exakt samma sätt som tidigare. Teoretiskt sett kan GPRS-tjänsten tillhandahålla bandbredd upp till 160 Kbps (på det fysiska lagret, i praktiken ger enheter som stöder GPRS Class 10 eller 4+1/3+2 endast upp till 38-42 Kbps och sedan, om överbelastningen av det mobila nätverket tillåter), och EGPRS upp till 384-473,6 Kbps. Detta kräver användning av ett nytt moduleringsschema, nya metoder för kanalkodning och felkorrigering.

2. EDGE är faktiskt ett "tillägg" (eller snarare en justering, om vi antar att det fysiska lagret är lägre än de andra) till GPRS och kan inte existera separat från GPRS. EDGE, som nämnts ovan, innebär användning av andra modulerings- och kodscheman, samtidigt som kompatibiliteten med CSD-rösttjänsten bibehålls.

Figur 1. Ändrade noder visas i gult.

Från klientterminalens synvinkel bör alltså ingenting förändras med introduktionen av EDGE. Dock kommer basstationens infrastruktur att genomgå vissa förändringar (se fig. 1), även om det inte är så allvarligt. Förutom att öka bandbredden för dataöverföring, ökar introduktionen av EDGE kapaciteten för det mobila nätverket: du kan nu "packa" fler användare i samma tidslucka, så att du kan hoppas att inte få ett meddelande om "nätverk upptaget" kl. de mest olämpliga ögonblicken.

Tabell 1. Jämförande EDGE egenskaper och GPRS
	GPRS	KANT
Moduleringsschema	GMSK	8-PSK/GMSK
Symbolhastighet	270 tusen per sekund	270 tusen per sekund
Bandbredd	270 Kbps	810 kbps
Bandbredd per tidslucka	22,8 kbps	69,2 Kbps
Dataöverföringshastighet per tidslucka	20 kbps (CS4)	59,2 kbps (MCS9)
Överföringshastighet med 8 tidsluckor	160 (182,4) Kbps	473,6 (553,6) Kbps

Tabell 1 illustrerar de olika tekniska egenskaperna hos EDGE och GPRS. Även om både EDGE och GPRS skickar samma antal symboler per tidsenhet, är antalet databitar i EDGE tre gånger större på grund av användningen av ett annat moduleringsschema. Låt oss omedelbart göra en reservation här att värdena för bandbredd och dataöverföringshastigheter som anges i tabellen skiljer sig från varandra på grund av att den första också tar hänsyn till pakethuvuden som är onödiga för användaren. Tja, den maximala datahastigheten på 384 Kbps (krävs för att uppfylla IMT-2000-specifikationerna) erhålls om åtta tidsluckor används, det vill säga det finns 48 Kbps per tidslucka.

EDGE-moduleringsschema

GSM-standarden använder moduleringsschemat GMSK (Gaussian minimum shift keying), som är en typ av signalfasmodulering. För att förklara principen för GMSK-kretsen, överväg fasdiagrammet i fig. 2, som visar den verkliga (I) och imaginära (Q) delen av den komplexa signalen. Fasen för den sända logiska "0" och "1" skiljer sig från varandra genom fasen p. Varje tecken som sänds per tidsenhet motsvarar en bit.

Figur 2. Olika moduleringsscheman i GPRS och EDGE.

EDGE-teknologin använder moduleringsschemat 8PSK (8-phase shift keying), fasskiftningen, som kan ses i figuren, är lika med p / 4, med samma frekvenskanalstruktur, kodning och bandbreddsspecifikationer som i GSM / GPRS. Följaktligen skapar intilliggande frekvenskanaler exakt samma ömsesidiga störningar som i GSM/GPRS. En mindre fasförskjutning mellan symboler, som nu kodar inte en bit utan tre (symboler motsvarar kombinationer av 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 och 111), gör detektionsuppgiften svårare, särskilt om signalen nivån är låg. Men under förhållanden med bra signalnivå och stabil mottagning är det inte svårt att särskilja varje tecken.

Kodning

Fyra olika kodningsscheman är möjliga i GPRS: CS1, CS2, CS3 och CS4, som var och en använder sin egen felkorrigeringsalgoritm. För EGPRS har nio kodningsscheman utvecklats, MCS1..MCS9, respektive, vars syfte också är att tillhandahålla felkorrigering. I den "yngre" MSC1..MSC4 används dessutom GMSK-modulationsschemat, i det "äldre" MSC5..MSC9 8PSK-modulationsschemat. Figur 3 visar datahastighetens beroende av användningen av olika moduleringsscheman, kopplat till olika kodningsscheman (datahastigheten varierar beroende på hur mycket redundant information som krävs för driften av felkorrigeringsalgoritmer som ingår i varje kodat paket). Det är lätt att gissa att ju sämre mottagningsförhållanden (signal-brusförhållande) desto mer redundant information måste läggas in i varje paket, vilket innebär desto lägre dataöverföringshastighet. Den lilla skillnaden i datahastighet som observeras mellan CS1 och MCS1, CS2 och MCS2, etc. beror på skillnaden i storleken på pakethuvuden.

Figur 3. Olika kodscheman i GPRS och EDGE.

Men om signal-brusförhållandet är lågt går inte allt förlorat: i de äldre moduleringskodschemana EGPRS MCS7, MCS8, MCS9 tillhandahålls en "overlay"-procedur: eftersom standarden kan skicka grupper av paket på olika bärvågor (inom frekvensområdet), för var och en av vilka tillstånd (och framförallt "buller") kan vara olika, i detta fall kan återsändning av hela blocket undvikas om man vet i vilken grupp felet inträffade och återsänder precis denna grupp. Till skillnad från det äldre GPRS CS4-kodschemat, som inte använder en liknande felkorrigeringsalgoritm, "överlappar" olika datablock i EGPRS MCS7, MCS8, MCS9 varandra, så om en av grupperna misslyckas (som visas i figuren) , återsändning är endast hälften av paketen föremål för (se fig. 4).

Figur 4. Använda paketgruppsöverlägg i EDGE.

Paketbearbetning

Om av någon anledning ett paket som skickats med "högre" kodningsscheman inte togs emot korrekt, tillåter EGPRS att det återsänds med hjälp av ett "nedgraderat" kodningsschema. I GPRS tillhandahölls inte en sådan möjlighet, kallad "resegmentering" (resegmentering): ett felaktigt mottaget paket skickas igen med samma moduleringskodningsschema som föregående gång.

Adresseringsfönster

Innan en sekvens av kodade (d.v.s. kodade "ord" bestående av flera bitar) paket (ram) kan sändas över RF-gränssnittet, tilldelar sändaren till paketen ett identifikationsnummer som ingår i huvudet på varje paket. Paketnummer i GPRS sträcker sig från 1 till 128. Efter att en sekvens av paket (till exempel 10 stycken) har skickats till mottagaren, väntar sändaren på bekräftelse från mottagaren att de har tagits emot. Rapporten som mottagaren skickar tillbaka till sändaren innehåller paketnumren som framgångsrikt avkodats och som mottagaren inte kunde avkoda. Viktig nyans: paketnummer tar värden från 1 till 128, och bredden på adressfönstret är endast 64, vilket resulterar i att ett nyligen överfört paket kan ta emot samma nummer som i föregående ram. I det här fallet tvingas protokollet att skicka om hela den aktuella ramen, vilket negativt påverkar den totala dataöverföringshastigheten. För att minska risken för en sådan situation i EGPRS kan paketnumret ha värden från 1 till 2048, och adressfönstret utökas till 1024.

Mätnoggrannhet

För att säkerställa att GPRS-tekniken fungerar korrekt i GSM-miljön är det nödvändigt att ständigt mäta radioförhållandena: signal/brusnivån i kanalen, felfrekvensen etc. Dessa mätningar påverkar inte kvaliteten på röstkommunikation, där det räcker att ständigt använda samma kodningsschema. Vid överföring av data i GPRS är mätning av radioförhållanden endast möjlig i "pauser" två gånger under en period av 240 ms. För att inte vänta var 120:e ms definierar EGPRS en parameter såsom sannolikheten för ett bitfel (BEP, bitfelsannolikhet) i varje ram. Värdet på BEP påverkas av både signal-brusförhållandet och tidsspridningen av signalen och terminalens hastighet. Förändringen i BEP från ram till ram tillåter uppskattning av terminalhastighet och frekvensjitter, men för en mer exakt uppskattning används den genomsnittliga bitfelsfrekvensen per var fjärde ram och dess sampelstandardavvikelse. På grund av detta reagerar EGPRS snabbare på förändrade förhållanden: det ökar dataöverföringshastigheten med en minskning av BEP och vice versa.

Anslutningshastighetskontroll i EGPRS

EGPRS använder en kombination av två metoder: länkhastighetsinställning och inkrementell redundans. Genom att justera anslutningshastigheten, mätt antingen av mobilterminalen med mängden data som tas emot per tidsenhet, eller av basstationen med mängden data som överförs, kan du välja det optimala moduleringskodschemat för efterföljande datamängder. Typiskt kan användningen av ett nytt moduleringskodschema tilldelas när ett nytt block (av fyra grupper) av data sänds.

Inkrementell redundans tillämpas initialt på det äldsta moduleringskodschemat, MCS9, med liten uppmärksamhet på felkorrigering och utan hänsyn till radioförhållanden. Om informationen avkodas felaktigt av adressaten är det inte själva datan som överförs över kommunikationskanalen, utan en viss kontrollkod som ”läggs till” (används för transformation) till den redan nedladdade datan tills data avkodas framgångsrikt . Varje sådan "inkrementell bit" av ytterligare kod ökar sannolikheten för framgångsrik dekryptering av överförda data, detta är redundansen. Den största fördelen med detta tillvägagångssätt är att det inte finns något behov av att övervaka kvaliteten på radiolänken, så inkrementell redundans är obligatorisk i EGPRS-standarden för mobilterminaler.

Integrering av EGPRS i befintliga GSM/GPRS-nätverk UMTS är precis runt hörnet!

Som nämnts ovan är huvudskillnaden mellan GPRS och EGPRS användningen av ett annat moduleringsschema på det fysiska lagret. Därför, för att stödja EGPRS, är det tillräckligt att installera en transceiver vid basstationen som stöder nya moduleringsscheman och programvara att bearbeta paket. För att säkerställa kompatibilitet med icke-EDGE-mobiltelefoner specificerar standarden följande:

Stödjande och icke-stödjande EDGE mobil terminaler måste kunna använda samma tidslucka
EDGE och icke-EDGE transceivrar måste använda samma frekvensband.
Partiellt EDGE-stöd möjligt

För att underlätta introduktionen av nya mobiltelefoner på marknaden beslutades det att dela upp EDGE-kompatibla terminaler i två klasser:

Stöder endast 8PSK-moduleringsschemat i mottagardataströmmen (nedlänk) och
Stöder 8PSK i både mottagning och sändning (upplänk) dataström

Införandet av EGPRS, som nämnts ovan, gör att du kan uppnå en genomströmning som är ungefär tre gånger större än i GPRS-teknik. I det här fallet används exakt samma QoS-profiler (kvalitet på tjänsten) som i GPRS, men med hänsyn till den ökade bandbredden. Utöver behovet av att installera transceivern i basstationen, kräver EGPRS-stöd en mjukvaruuppdatering som kommer att behöva hantera det ändrade paketprotokollet.

Nästa evolutionära steg på vägen för GSM / EDGE cellulära kommunikationssystem till "fullfjädrade" tredje generationens nätverk kommer att vara ytterligare förbättringar av paket (data) vidarebefordran tjänster för att säkerställa deras kompatibilitet med UMTS / UTRAN (UMTS terrestrial radio access network) . Dessa förbättringar är för närvarande under granskning och kommer sannolikt att inkluderas i en framtida version av 3GPP-specifikationerna (3G Partnership Project). Den största skillnaden mellan GERAN och den för närvarande implementerade EDGE-tekniken kommer att vara QoS-stöd för interaktiva, bakgrunds-, streaming- och konversationsklasser. Stöd för dessa QoS-klasser finns redan i UMTS, så att UMTS-nätverk (t.ex. W-CDMA 2100 eller 1900 MHz) har möjlighet till till exempel videokommunikation. Dessutom, i den framtida generationen av EDGE, är det planerat att tillhandahålla samtidig parallell bearbetning av dataströmmar med olika QoS-prioriteringar.