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調(diào)制技術(shù)的革命GPRS向EDGE的平滑過(guò)渡

云知道


隨著不斷推陳出新的移動(dòng)新業(yè)務(wù)對(duì)帶寬要求的持續(xù)增長(zhǎng)，頻譜利用率高的高速無(wú)線數(shù)據(jù)技術(shù)愈來(lái)愈成為移動(dòng)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn) 。作為GPRS的增強(qiáng)型演進(jìn)技術(shù)，R99規(guī)范定義的EDGE在3G頻譜資源匱乏的地區(qū)或經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)較慢的地區(qū)，可以作為第二代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向第三代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡方案；EDGE可與UMTS共用核心網(wǎng)，將原有基站子系統(tǒng)BSS演變成GSM／EDGE無(wú)線接入網(wǎng)GERAN，與UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)UTRAN并存，能提供“類3G”的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在未來(lái)可能的二、三代網(wǎng)絡(luò)設(shè)施并存的時(shí)期內(nèi)為終端用戶提供實(shí)用、連續(xù)的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 。
調(diào)制技術(shù)的革命
以相同干擾受限傳播環(huán)境下、4＋1移動(dòng)臺(tái)的MMS業(yè)務(wù)為例，傳送同樣一份125kBytes的包含文本、高清楚度圖像和mp3音頻的文件，EDGE只需15秒，GPRS需要50秒；而在1分鐘內(nèi)，EDGE足可以傳送一份480kBytes的包含文本和視頻錄像的文件 。
EDGE的“高速數(shù)據(jù)吞吐率”主要得益于采用了8PSK(8相鍵控)調(diào)制技術(shù)(見(jiàn)圖1) 。在2PI調(diào)制周期內(nèi)定義8個(gè)均分的不同相位來(lái)區(qū)分每個(gè)傳送符號(hào)，而8種不同相位則可表示3個(gè)比特的信息量(000-111)，傳輸速率提高到GSM／GPRS系統(tǒng)采用的GMSK(高斯最小移頻鍵控，為兩相鍵控)的三倍；同時(shí)，結(jié)合不同糾、檢錯(cuò)能力的信道編碼方案，EDGE可提供9種不同的“調(diào)制編碼方案――MCS”，較之使用單一調(diào)制技術(shù)的GPRS提供的四種“編碼方案――CS”，EDGE可以適應(yīng)更惡劣、更廣泛的無(wú)線傳播環(huán)境；在相同帶寬內(nèi)，EDGE最高可以提供6倍于GPRS的數(shù)據(jù)速率 。
9種MCS根據(jù)相互之間的相關(guān)特性被分為3組，即Family A(MCS-3、MCS-6、MCS-8、MCS-9)、Family B(MCS-2、MCS-5、MCS-7)和Family C(MCS-1、MCS-4) 。各組內(nèi)的幾種編碼方案的結(jié)構(gòu)之間具有相互包含或被包含的關(guān)系，更易于實(shí)現(xiàn)編碼速率的轉(zhuǎn)換 。實(shí)際應(yīng)用中需要平衡有效信息的傳遞速率和有效的傳遞質(zhì)量?jī)身?xiàng)因素，傳送有效信息較少而包含較多的冗余糾錯(cuò)比特的低速信道編碼方案更適用于傳輸質(zhì)量較差的環(huán)境，如在小區(qū)邊界更適宜使用速率偏低的GMSK調(diào)制方式下的MCS1-4以補(bǔ)償較差的鏈路質(zhì)量；在傳播條件較好的小區(qū)中心區(qū)域，可以采用信息速率較高的MCS 。
然而，不同于GMSK方式下的恒定調(diào)制功率包絡(luò)，8PSK調(diào)制功率包絡(luò)是變化的，平均值小于峰值；而移動(dòng)臺(tái)測(cè)量的網(wǎng)絡(luò)電平以平均功率為準(zhǔn)，降低的測(cè)量功率會(huì)縮減小區(qū)的有效業(yè)務(wù)半徑，從而影響系統(tǒng)的綜合容量 。因此，為了保證網(wǎng)絡(luò)吞吐率達(dá)到理想水平，必須將功率放大器的峰值指標(biāo)提高至少3dB以抬高平均值 。北電網(wǎng)絡(luò)獨(dú)有的具有業(yè)界領(lǐng)先線性性能的“8PSK特效功放”產(chǎn)品ePA和HePA不用一味地抬高峰值功率，前者可以在GMSK和8PSK兩種調(diào)制方式下均提供平均值30W的發(fā)射功率，后者可以提供GMSK 60W和8PSK 45W的平均發(fā)射功率，從而確保了小區(qū)的有效業(yè)務(wù)覆蓋范圍，系統(tǒng)有效利用率較之其他參與競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的EDGE系統(tǒng)高42% 。
數(shù)據(jù)重發(fā)機(jī)制的改進(jìn)
EDGE在數(shù)據(jù)發(fā)送和重發(fā)機(jī)制上采用了“鏈路適配”和“增量冗余”功能，數(shù)據(jù)重發(fā)成功率較之GPRS平均提高10%～20% 。
鏈路適配功能在不同MCS之間，可根據(jù)實(shí)時(shí)的無(wú)線鏈路質(zhì)量及時(shí)調(diào)整最適合的MCS方案 。在正確情況下，正常數(shù)據(jù)塊傳輸轉(zhuǎn)換可以在9種數(shù)據(jù)速率之間進(jìn)行以獲得傳輸質(zhì)量與吞吐率的最佳平衡 。當(dāng)無(wú)線環(huán)境惡化而導(dǎo)致數(shù)據(jù)塊錯(cuò)傳而須重傳時(shí)，編碼速率可以但只能在同一組內(nèi)的具有包含關(guān)系的幾種MCS之間互相轉(zhuǎn)換，前后數(shù)據(jù)塊所攜帶的冗余信息因此具有足夠的相關(guān)性以便于解調(diào)；而GPRS沒(méi)有鏈路狀況適配機(jī)制，且僅能按照前次CS重發(fā)，因此重發(fā)成功的概率完全被動(dòng)地依靠于無(wú)線環(huán)境的變化，在多數(shù)情況下只會(huì)加重網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)、浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源且無(wú)法改善傳輸質(zhì)量而導(dǎo)致不斷重發(fā)、系統(tǒng)效率急劇惡化 。

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