Enhanced Data rates for GSM Evolution ( EDGE ), также известный как 2.75G , Enhanced GPRS ( EGPRS ), IMT Single Carrier ( IMT-SC ) и Enhanced Data rates for Global Evolution , — это технология цифровой мобильной связи 2G для передачи данных. Это подмножество General Packet Radio Service (GPRS) в сети GSM и улучшает ее, предлагая скорости, близкие к технологии 3G , отсюда и название 2.75G.
EDGE был развернут в сетях GSM в 2003 году — изначально компанией Cingular (теперь AT&T ) в Соединенных Штатах. [1] Благодаря внедрению сложных методов кодирования и передачи данных EDGE обеспечивает более высокую скорость передачи данных на радиоканал, что приводит к трехкратному увеличению емкости и производительности по сравнению с обычным соединением GSM/GPRS — первоначально максимальная скорость составляла 384 кбит/с. [2] EDGE может использоваться для любого приложения с коммутацией пакетов , например, для подключения к Интернету .
EDGE также стандартизирован 3GPP как часть семейства GSM. Вариант, так называемый Compact-EDGE, был разработан для использования в части спектра сети Digital AMPS . [3] EDGE является частью определения 3G ITU. [ 4] Усовершенствованный EDGE продолжается в выпуске 7 стандарта 3GPP, обеспечивая уменьшенную задержку и более чем удвоенную производительность, например, для дополнения высокоскоростного пакетного доступа ( HSPA ). Можно ожидать пиковых скоростей передачи данных до 1 Мбит/с и типичных скоростей передачи данных 400 кбит/с.
EDGE/EGPRS реализован как дополнительное усовершенствование для сетей 2.5G GSM/GPRS, что упрощает обновление до него для существующих операторов GSM. EDGE является надмножеством GPRS и может работать в любой сети с развернутым GPRS, при условии, что оператор реализует необходимое обновление. EDGE не требует внесения изменений в аппаратное или программное обеспечение в базовые сети GSM. Необходимо установить совместимые с EDGE приемопередающие блоки, а подсистему базовой станции необходимо обновить для поддержки EDGE. Если у оператора это уже есть, что часто случается сегодня, сеть можно обновить до EDGE, активировав дополнительную программную функцию. Сегодня EDGE поддерживается всеми основными поставщиками микросхем как для GSM, так и для WCDMA / HSPA .
В дополнение к минимально-сдвиговой гауссовой манипуляции (GMSK), EDGE использует фазовую манипуляцию более высокого порядка PSK/8 (8PSK) для верхних пяти из девяти схем модуляции и кодирования. EDGE создает 3-битное слово для каждого изменения фазы несущей. Это фактически утраивает общую скорость передачи данных, предлагаемую GSM. EDGE, как и GPRS , использует алгоритм адаптации скорости, который адаптирует схему модуляции и кодирования (MCS) в соответствии с качеством радиоканала и, следовательно, скоростью передачи данных и надежностью передачи данных. Он вводит новую технологию, отсутствующую в GPRS, инкрементальную избыточность , которая вместо повторной передачи нарушенных пакетов отправляет больше избыточной информации для объединения в приемнике. Это увеличивает вероятность правильного декодирования.
EDGE может передавать полосу пропускания до 236 кбит/с (с задержкой между конечными точками менее 150 мс) для 4 таймслотов (теоретический максимум составляет 473,6 кбит/с для 8 таймслотов) в пакетном режиме. Это означает, что он может обрабатывать в четыре раза больше трафика, чем стандартный GPRS. EDGE соответствует требованиям Международного союза электросвязи для сетей 3G и был принят МСЭ как часть семейства стандартов IMT-2000 3G. [4] Он также улучшает режим передачи данных по цепям, называемый HSCSD , увеличивая скорость передачи данных этой службы.
Процесс кодирования канала в GPRS, а также EGPRS/EDGE состоит из двух этапов: во-первых, циклический код используется для добавления битов четности, которые также называются последовательностью проверки блока, за которым следует кодирование с помощью возможно проколотого сверточного кода . [5] В GPRS схемы кодирования CS-1 - CS-4 определяют количество бит четности, генерируемых циклическим кодом, и скорость прокалывания сверточного кода. [5] В схемах кодирования GPRS CS-1 - CS-3 сверточный код имеет скорость 1/2, т. е. каждый входной бит преобразуется в два кодированных бита. [5] В схемах кодирования CS-2 и CS-3 выход сверточного кода прокалывается для достижения желаемой скорости кода. [5] В схеме кодирования GPRS CS-4 сверточное кодирование не применяется. [5]
В EGPRS/EDGE схемы модуляции и кодирования MCS-1 - MCS-9 заменяют схемы кодирования GPRS и дополнительно указывают, какая схема модуляции используется, GMSK или 8PSK. [5] MCS-1 - MCS-4 используют GMSK и имеют производительность, схожую (но не равную) с GPRS, в то время как MCS-5 - MCS-9 используют 8PSK. [5] Во всех схемах модуляции и кодирования EGPRS используется сверточный код со скоростью 1/3, а для достижения желаемой скорости кода используется прокалывание. [5] В отличие от GPRS, заголовки управления радиосвязью (RLC) и управления доступом к среде (MAC), а также данные полезной нагрузки кодируются в EGPRS отдельно. [5] Заголовки кодируются более надежно, чем данные. [5]
Evolved EDGE , также называемый EDGE Evolution и 2.875G , является расширением стандарта мобильной телефонии GSM , которое улучшает EDGE несколькими способами. Задержки уменьшаются за счет снижения интервала времени передачи вдвое (с 20 мс до 10 мс). Скорость передачи данных увеличивается до пиковой пропускной способности 1 Мбит/с, а задержки уменьшаются до 80 мс с использованием двух несущих, более высокой скорости передачи символов и модуляции более высокого порядка (32QAM и 16QAM вместо 8PSK), а также турбокодов для улучшения исправления ошибок. Это приводит к реальной скорости нисходящей линии связи до 600 кбит/с. [8] Кроме того, качество сигнала улучшается с помощью двух антенн, улучшающих среднюю скорость передачи данных и эффективность использования спектра.
Основная цель увеличения существующей пропускной способности EDGE заключается в том, что многие операторы хотели бы модернизировать свою существующую инфраструктуру, а не инвестировать в новую сетевую инфраструктуру. Мобильные операторы инвестировали миллиарды в сети GSM, многие из которых уже способны поддерживать скорость передачи данных EDGE до 236,8 кбит/с. С обновлением программного обеспечения и новым устройством, совместимым с Evolved EDGE (например, смартфоном Evolved EDGE ) для пользователя, эти скорости передачи данных могут быть увеличены до скоростей, приближающихся к 1 Мбит/с (т. е. 98,6 кбит/с на таймслот для 32QAM). Многие поставщики услуг могут не инвестировать в совершенно новую технологию, такую как сети 3G . [9]
Значительные исследования и разработки проводились по всему миру для этой новой технологии. Успешное испытание Nokia Siemens и «одного из ведущих операторов Китая» было проведено в реальных условиях. [9] С введением более продвинутых беспроводных технологий, таких как UMTS и LTE, которые также фокусируются на слое сетевого покрытия на низких частотах, и предстоящим поэтапным отказом и отключением мобильных сетей 2G , очень маловероятно, что Evolved EDGE когда-либо будет развернут в реальных сетях. До сих пор (по состоянию на 2016 год) не существует коммерческих сетей , которые поддерживают стандарт Evolved EDGE (3GPP Rel-7).
В Evolved EDGE реализованы три основные функции, призванные сократить задержки в беспроводном интерфейсе.
В EDGE один блок данных RLC (от 23 до 148 байт данных) передается в четырех кадрах, используя один временной интервал. В среднем для односторонней передачи требуется 20 мс. В схеме RTTI один блок данных передается в двух кадрах в двух временных интервалах, что сокращает задержку радиоинтерфейса до 10 мс.
Кроме того, Reduced Latency также подразумевает поддержку Piggy-backed ACK / NACK (PAN), в котором битовая карта не полученных блоков включается в обычные блоки данных. Используя поле PAN, получатель может немедленно сообщать об отсутствующих блоках данных, а не ждать отправки специального сообщения PAN.
Последним усовершенствованием является режим RLC-non persistent. С EDGE интерфейс RLC может работать как в подтвержденном, так и в неподтвержденном режиме. В неподтвержденном режиме нет повторной передачи отсутствующих блоков данных, поэтому один поврежденный блок может привести к потере всего IP-пакета верхнего уровня. В неперсистентном режиме блок данных RLC может быть передан повторно, если он моложе определенного возраста. По истечении этого времени он считается потерянным, и последующие блоки данных могут быть пересланы на верхние уровни.
Пропускная способность как восходящего, так и нисходящего канала улучшается за счет использования 16 или 32 QAM (квадратурной амплитудной модуляции), а также турбокодов и более высоких скоростей передачи символов.
Менее известная версия стандарта EDGE — Enhanced Circuit Switched Data (ECSD), которая представляет собой коммутацию каналов . [10]
Глобальная ассоциация поставщиков мобильных услуг (GSA) утверждает, что [11] по состоянию на май 2013 года в 213 странах насчитывалось 604 сети GSM/EDGE из 606 операторов мобильных сетей в 213 странах.
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь ) [ мертвая ссылка ]{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link){{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )