Ce este edge într-un telefon? Program educațional de Internet mobil - GPRS și EDGE

Din punct de vedere istoric, viața omul modernÎn fiecare an devine din ce în ce mai bogat în informații. Nu este întotdeauna posibil în forfota de zi cu zi să extragem știri interesante din fluxul de informații, o descriere a inovațiilor tehnologice sau pur și simplu o rețetă pentru un nou fel de mâncare din produse „vechi”.

Astăzi vom vorbi despre EDGE (margine pronunțată). Ce este rețeaua EDGE? De fapt, această combinație de litere GPRS/EDGE se referă la comunicațiile mobile. Mai exact, vorbim despre tehnologia de transmitere a datelor către distante lungi fără a folosi fire. Cu exceptia Comunicatie vocala Operatorii oferă posibilitatea de a transfera date folosind telefoanele mobile.

***Informații pe scurt: pe lângă voce, telefoanele mobile familiare pot transmite/primi și date (informații în formă digitală) - fotografii, muzică, video, text. În plus, capacitatea de a transfera date vă permite să utilizați versiunea programelor de comunicare (SKYPE, ICQ) și să vizualizați paginile resurselor de Internet folosind un browser.

Abonatul plătește nu pentru timpul petrecut în rețea, ci pentru cantitatea de informații descărcate/transmise (trafic). Utilizare transmisie de pachete datele nu interferează cu comunicarea vocală - linia nu este ocupată, puteți vorbi și transmite/primi date în paralel.

Inițial, datele au fost transmise operatorilor folosind Tehnologia GPRS(viteza de transmisie pana la 171,2 kbit/s, real - in limita a 30 kbit/s). Aceste viteze nu erau în mod clar suficiente pentru lucru confortabil cu date. În 2004, mai mulți operatori comunicatii celulare SUA au început să folosească un nou Standard EDGE. Ce este EDGE? Standardul a fost de trei ori mai mare decât în cazul utilizării GPRS. Acest lucru a crescut semnificativ atractivitatea ofertelor lor în comparație cu concurenții lor.

Treptat, EDGE s-a mutat peste ocean și s-a răspândit printre operatorii de telefonie mobilă europeni. Întrebarea despre ce este EDGE este încă relevantă astăzi. Există o explicație simplă pentru aceasta. Astăzi, rețeaua EDGE funcționează cu succes acolo unde rate mai mari de transfer de date (rețele 3G) nu au atins încă. Astfel, EDGE este „azi” comunicațiilor noastre mobile.

De ce este atât de importantă transferabilitatea datelor? La urma urmei, comunicațiile mobile sunt concepute pentru comunicarea vocală. La prima vedere, acest lucru este, desigur, adevărat. Dar în afaceri există un astfel de lucru ca „venitul mediu per abonat”. Abonații folosesc deja comunicațiile vocale. Dacă, pe lângă comunicarea vocală, adăugați la pachetul de servicii furnizate traficul mobil cu viteză bună și la un „preț frumos” - acest lucru va crește semnificativ suma de bani pe care abonații o vor cheltui lunar pe comunicații.

Datorită cererii în masă, care a fost generată cu succes de jucătorii de pe piața telecomunicațiilor, serviciile bazate pe GPRS/EDGE au început să genereze venituri semnificative și au crescut semnificativ suma de bani pe care abonatul mediu o cheltuiește pe comunicațiile celulare. Dacă încă ne gândim la ce este EDGE, înseamnă că potențialul internetului mobil nu a fost încă dezvăluit pe deplin, avem pentru ce să ne străduim.

O trecere în revistă a serviciilor pe care operatorii de telefonie mobilă le oferă astăzi relevă o creștere vizibilă a consumului de trafic mobil. Ținând cont de disponibilitatea internetului nelimitat relativ ieftin și de o acoperire 3G nu foarte dezvoltată, putem prevedea că standardul EDGE nu va fi „retras” foarte curând. Numeroase gadget-uri „inteligente” și tendința de „mobilitate” în rândul populației de la 5 la 35 de ani asigură o cerere în continuă creștere pentru traficul mobil.

În Occident, lucrul cu rețelele din a patra generație este deja în plină desfășurare la noi, a treia generație încă nu a prins rădăcini. Normal muncă stabilă iar acoperirea 3G este încă disponibilă doar în megaorașe și chiar și atunci nu în toate. Cu toate acestea, acesta nu este un motiv să vă plângeți de vise neîmplinite și de perspectivele pierdute fără speranță. Am abordat cu succes întrebarea ce este EDGE. Și orice altceva „ar putea foarte bine să fie posibil” - globalizarea și căutarea de noi piețe ne fac foarte atractivi pentru experți. Experții cred cu fermitate că nu vom fi scutiți de beneficiile progresului științific și tehnologic. Se va întâmpla doar puțin mai târziu decât altele.

acum 2 ani

Ce este tehnologia EDGE? EDGE este o abreviere din engleză, adică Enhanced Data rates pentru GSM Evolution. Acest tehnologie digitala transmisie fără fir date pentru comunicații mobile. Este cunoscut și sub numele de EGPRS, care înseamnă GPRS îmbunătățit.

Tehnologia există ca un supliment pentru rețelele mobile 2G. A fost dezvoltat pentru transmisie de mare viteză date în rețelele TDMA și GSM. Folosind EDGE se bazează pe faptul că se folosește modulația 8PSK (8 Phase-shift Keying), care vă permite să trimiteți 3 biți de informații cu fiecare modificare a fazei semnalului purtător.

Tehnologia face posibilă transmiterea datelor prin rețea de telefonie mobilă la viteze de până la 474 kbit/s. Acest lucru a fost deja confirmat în practică. Rețineți că acesta este de 2,8 ori mai rapid decât GPRS.

Utilizarea tehnologiei a arătat că viteza este influențată de mulți factori. Acestea pot fi, de exemplu, setările operatorilor de telefonie mobilă, capacitățile telefonului însuși, calitatea semnalului, precum și congestia și disponibilitatea rețelei. resurse gratuite la stație de bază, cu care schimbul are loc la un moment dat.

Pentru a avea acces la servicii moderne prin EDGE, este suficient să ai un telefon mobil sau modem USB. Cu toate acestea, orice alt dispozitiv care acceptă această tehnologie va funcționa. Subliniem că toate dispozitivele moderne selectează automat EDGE în loc de GPRS. În același timp, nu acțiuni suplimentare nu este cerut de la utilizator.

Astăzi, nu mai este suficient ca un profesionist să rămână în legătură cu clienții și colegii săi odată ce a părăsit biroul. Marea majoritate a specialiștilor din toate domeniile trebuie să folosească comunicațiile mobile în timp ce sunt pe drum pentru muncă. Să spunem într-o călătorie de afaceri.

De aceea, tehnologiile care permit conectivitate sunt la mare căutare laptop la reteaua de birouri, comunicare prin e-mail cu colegii, clientii in timp real. Pe baza acestor poziții, trebuie recunoscute telefoanele mobile sau modemurile USB EDGE/GPRS cea mai bună opțiune soluții la astfel de probleme.

Dispozitive despre care despre care vorbim, fac posibilă conectarea rapidă și ușoară atât la Internet, cât și la rețeaua corporativă, precum și trimiterea de e-mail sau SMS.

Dacă lucrați pe rețele GSM/EDGE, trebuie să știți că puteți obține viteze de transfer de date de aproximativ 150-300 kbps. Pentru comparație, să spunem că aceasta este de câteva ori mai mare decât viteza de transfer de date folosind tehnologia GPRS. Adică, timpul necesar pentru a primi e-mail sau a naviga pe internet va fi mai mic. Și semnificativ.

Publicația discută aspectele tehnice ale tehnologiei EDGE și impactul acesteia asupra infrastructura retelei rețele GSM.

Tehnologia EDGE este următorul pas în dezvoltarea rețelelor GSM. Scopul introducerii noii tehnologii este de a crește viteza de transfer de date și nu numai utilizare eficientă spectrul de frecvențe radio. Odată cu apariția EDGE în rețelele GSM Faza 2+, parametrii GPRS și HSCSD existenți sunt îmbunătățiți semnificativ datorită modificărilor transmisiei semnalului la nivelul fizic (modulație și codare) și noilor algoritmi radio pentru transmisia de date. Tehnologiile GPRS și HSCS D în sine nu se schimbă și pot funcționa în paralel cu EDG E. Alături de abrevierea EDGE, puteți găsi și termenul EGPRS (Enhanced GPRS), care denotă utilizarea serviciului GPRS cu noul EDGE fizic. strat. În continuare, vom lua în considerare EDGE numai în legătură cu GPRS, deoarece tehnologia HSCSD nu a devenit larg răspândită în Rusia.

Limita teoretică pentru viteza de transfer de date într-un canal radio atunci când se utilizează EGPRS este de 473,6 kbaud, în timp ce cu GPRS este de doar 160 kbaud. Viteze mari sunt atinse datorită unei noi metode de modulare și utilizării unei metode modificate de transmisie a semnalului radio care este rezistentă la erori. În plus, modificările au afectat algoritmii de adaptare la calitatea canalului.

Pe baza celor de mai sus, putem concluziona că EDGE este un plus la GPRS și nu poate exista separat. Din punct de vedere al consumatorului, GPRS extinde capacitățile rețelei GSM, în timp ce EDGE îmbunătățește parametrii tehnici ai GPRS.

În ceea ce privește infrastructura de rețea GSM, EGPR S necesită modificări ale stațiilor de bază. În acest caz, se utilizează nucleul deja existent al infrastructurii GSM, iar introducerea EDGE înseamnă doar instalarea echipament adițional(Fig. 1).

Orez. 1. Schimbări în infrastructura rețelei GSM odată cu introducerea EDGE

Opțiuni de margine

Tabelul arată principalele specificații Tehnologii GPRS și EDGE.

Tabelul 1. Comparație parametri tehnici GPRS și EDGE

După cum puteți vedea din tabel, EDGE poate transfera de trei ori mai multe date decât GPRS în aceeași perioadă de timp. Diferența dintre viteza pe canalul radio (Radi o rata de date) și rata reală a datelor utilizatorului ( Datele utilizatorului rate) se explică prin faptul că atunci când sunt transmise pe un canal radio, datele de serviciu sub forma unui antet de pachet sunt adăugate la blocul de date utilizator. Acest lucru duce adesea la confuzie atunci când se determină debitul GPRS și EGPRS, deoarece publicațiile conțin indicatori de viteză diferiți. În legătură cu tehnologia EDGE, cifra 384 kbit/s este mai comună: Uniunea Internațională de Telecomunicații (ITU) definește această viteză în conformitate cu cerințele standardului IMT-2000 (International Mobile Telecommunications), care implică utilizarea a opt timpi. sloturi cu o viteză de 48 kbps fiecare.

Nou tip de modulație

La transmiterea datelor în modul GPRS, se utilizează Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) (Fig. 2), care este un tip de modulație de fază. Când un bit „0” sau „1” este transmis, faza semnalului este incrementată fie pozitiv, fie negativ. Fiecare simbol transmis conține un bit de informație, adică fiecare schimbare de fază reprezintă un bit. Pentru a obține o rată de transfer de date mai mare pe un interval de timp (într-un interval de timp), este necesar să se schimbe metoda de modulare.

Orez. 2. Modulație GMSK și 8PSK

EDGE a fost conceput pentru a utiliza aceeași grilă de frecvență, lățimi de canale, tehnici de codare a canalelor și mecanisme și funcții existente utilizate de GPRS și HSCSD. Pentru EDG E, a fost selectat 8PSK (8-Phase Shift Keying), care satisface toate aceste condiții. Când vine vorba de interferențe între canalele adiacente, 8PSK are aceiași parametri de calitate ca GMSK. Acest lucru vă permite să integrați canalele EDGE în cele existente planul de frecvențăși atribuiți noi canale EDGE în aceeași ordine ca și canalele GSM obișnuite.

8PSK este o metodă de modulație liniară în care 3 biți de informații corespund unui simbol transmis. Rata simbolurilor (sau numărul de simboluri transmise pe unitate de timp) rămâne aceeași ca în GMSK, dar fiecare simbol poartă 3 biți de informații în loc de 1. În consecință, viteza de transfer a datelor crește de 3 ori. Distanța de fază dintre simboluri în 8PSK este mai mică decât în GMSK, ceea ce crește riscul de eroare de recunoaștere a simbolului de către receptor. La atitudine buna semnalul/zgomotul nu este o problemă. Pentru a funcționa cu succes în condiții proaste ale canalelor radio, trebuie utilizate coduri de corectare a erorilor. Doar cu un semnal radio foarte slab modulația GMSK are un avantaj față de 8PSK. Pentru a putea funcționa eficient la orice raport semnal-zgomot, schemele de codare EDGE utilizează ambele tipuri de modulație.

Scheme de codificare și formarea pachetelor

Există patru scheme de codare definite pentru GPRS: CS1–CS4. Fiecare contine cantități diferite biți de corecție, optimizând fiecare schemă de codare pentru o anumită calitate a legăturii radio. EGPRS utilizează nouă scheme de codare, denumite MCS1–MSC9. Cele patru circuite inferioare folosesc modulația GMSK și sunt proiectate să funcționeze la cel mai slab raport semnal-zgomot. Circuitele MSC5–MSC9 folosesc modulația 8PSK. În fig. Figura 3 arată ratele maxime de date care pot fi atinse atunci când se utilizează diferite scheme de codare. Un utilizator GPRS poate experimenta o rată de date maximă de 20 kbaud, în timp ce viteza EGPRS crește până la 59,2 kbaud pe măsură ce calitatea conexiunii radio se îmbunătățește (mai aproape de stația de bază).

Orez. 3. Rata de transfer atunci când utilizați diferite scheme de codare

Deși schemele CS1–CS4 și MSC 1–MSC4 utilizează același tip de modulație GMSK, pachetele radio EGPRS au o lungime de antet și o dimensiune diferită a sarcinii utile. Acest lucru permite ca schema de codificare să fie schimbată din mers pentru a retransmite pachetul. Dacă un pachet cu o schemă de codare mai mare (imunitate mai scăzută la zgomot) este primit din greșeală, acesta poate fi retrimis folosind o schemă de codare mai scăzută (imunitate mai mare la zgomot) pentru a compensa parametrii degradați de legătură radio. Transmisia cu o schemă de codare diferită (resegmentare) necesită schimbarea numărului de biți utili din mesajul radio. GPRS nu oferă o astfel de caracteristică, astfel încât schemele de codare GPRS și EGPRS au eficiențe diferite.

În GPRS, repetarea pachetelor este posibilă numai cu schema de codare originală, chiar dacă această schemă de codare nu mai este optimă din cauza deteriorării calității legăturii radio. Să ne uităm la un exemplu de schemă de retransmisie a pachetelor (Fig. 4).

A. Terminalul GPRS primește date de la stația de bază. Pe baza raportului anterior de calitate a conexiunii radio, controlerul stației de bază decide să trimită următorul bloc de date (numerele 1–4) cu schema de codificare CS3. În timpul transmisiei, starea conexiunii radio s-a deteriorat (raportul semnal-zgomot a scăzut), ca urmare, pachetele 2 și 3 au fost primite cu o eroare. După transmiterea unui grup de pachete, stația de bază solicită un nou raport - o evaluare a calității conexiunii radio.

B. Terminalul GPRS transmite informații către stația de bază despre pachetele livrate incorect, împreună cu informații despre calitatea conexiunii radio (în raportul de confirmare).

CU.Ținând cont de deteriorarea calității comunicațiilor, algoritmul de adaptare selectează o nouă schemă de codare CS1, mai rezistentă la zgomot, pentru transmiterea pachetelor 5 și 6. Cu toate acestea, din cauza imposibilității resegmentării în GPRS, va avea loc retransmisia pachetelor 2 și 3. cu schema anterioară de codificare CS3, care crește semnificativ riscul recepționării incorecte a acestor pachete de către terminalul GPRS.

Algoritmul de adaptare GPRS necesită o selecție foarte atentă a schemei de codare pentru a preveni cât mai mult posibil retransmisia pachetelor. Datorită resegmentării, EGPRS poate folosi mai mult metoda eficienta alegerea unei scheme de codare, deoarece probabilitatea de livrare a pachetelor în timpul retransmisiei este mult mai mare aici.

Tabelul 2. Grup de scheme de codare

Adresarea pachetelor

La transmiterea unui bloc de pachete pe un canal radio, pachetele din interiorul blocului sunt numerotate de la 1 la 128. Aceasta un număr de identificare incluse în antetul fiecărui pachet. În acest caz, numărul de pachete dintr-un bloc transmis către un anumit terminal GPRS nu trebuie să depășească 64. Poate apărea o situație când numărul unui pachet retransmis coincide cu numărul unui nou pachet din coadă. În acest caz, trebuie să retransmiți întregul bloc. În EGPRS, spațiul de adrese de pachet este mărit la 2048, iar dimensiunea ferestrei glisante este 1024 ( suma maxima pachete într-un singur bloc), ceea ce reduce semnificativ probabilitatea unor astfel de coliziuni. Reducerea retransmisiilor la nivelul RLC (Controlul legăturii radio) duce, în cele din urmă, la un debit crescut (Figura 5).

Măsurarea calității canalului radio

Evaluarea calității comunicației prin legătura radio în GPRS se realizează prin măsurarea nivelului semnalului recepționat, estimarea parametrului BER (rata de eroare a biților - numărul relativ de biți recepționați incorect), etc. Efectuarea acestei evaluări necesită o anumită cantitate de timp de la terminalul GPRS, care, în principiu, nu joacă un rol important atunci când se utilizează în mod constant o singură schemă de codare. Cu comutarea de pachete de date, este necesar să se monitorizeze rapid calitatea conexiunii radio pentru a schimba rapid schema de codare în funcție de starea aerului radio. Procedura de evaluare a calității canalului GPRS poate fi efectuată doar de două ori într-o perioadă de 240 ms. Acest lucru face dificilă selectarea rapidă a schemei de codare corecte. În EGPRS, măsurătorile sunt efectuate la fiecare recepție prin estimarea probabilității de eroare a biților (BEP). Pe baza datelor din fiecare transmisie, parametrul BEP reflectă raportul semnal-zgomot curent și dispersia în timp a semnalului. Ca urmare a acestei abordări, evaluarea parametrilor de calitate ai canalului de transmisie se dovedește a fi destul de precisă chiar și pe o perioadă scurtă măsurată. Aceasta determină eficiența mai mare a schemei de adaptare în comparație cu GPRS.

Funcții de monitorizare a legăturii radio și redundanță crescută

Pentru a asigura viteza maximă de transmisie sub calitatea existentă a canalului radio, EGPRS utilizează următoarele mecanisme:

Adaptare la calitatea canalului. Pe baza măsurătorilor calității liniei de transmisie a datelor (atât către, cât și de la terminalul mobil), algoritmul de adaptare selectează o nouă schemă de codificare pentru următoarea secvență de pachete. Schemele de codare sunt grupate în trei familii - A, B și C. Noua schemă de codare este selectată din aceeași familie căreia i-a aparținut cea anterioară (Fig. 5).
Redundanță crescută a codului. Redundanța incrementală este utilizată pentru schemele de codare superioare în cazurile în care în loc să se analizeze parametrii legăturii radio și să se schimbe schema de codare, se utilizează trimiterea de informații suplimentare în timpul transmisiilor ulterioare. Dacă apar erori la primirea unui pachet, informații redundante pot fi trimise în următorul pachet pentru a ajuta la corectarea biților primiți incorect anterior. Această procedură se poate repeta până când recuperare totală informații într-un pachet primit anterior.

În Rusia, operatorii " trei mari» oferă deja serviciul EDGE în mai multe districte ale Moscovei și într-un număr de regiuni ale țării. Introducerea EDGE are loc treptat pe măsură ce echipamentul stației de bază este actualizat. MegaFon plănuiește să acopere aproximativ 500 de stații de bază cu tehnologia EDGE până la sfârșitul anului 2005. VimpelCom intenționează să implementeze EDGE în fragmente la Moscova, pe șoseaua de centură a Moscovei (în zonele cu trafic GPRS crescut) și în toată Rusia - în toate regiunile până la sfârșitul anului 2006 - începutul anului 2007. MTS afirmă că „lucrarea se desfășoară foarte intens: acoperirea EDGE în regiunea Moscovei se extinde aproape zilnic”.

Literatură

MARGINE. Introducerea datelor de mare viteză în rețelele GSM/GPRS (www.ericsson.com/products/white_papers_pdf/edge_wp_technical.pdf).
Materiale de pe site-ul „Mobile Forum” (http://mforum.ru/news/article/01-5533.htm).

(MCS). EDGE primește un cuvânt de 3 biți pentru fiecare schimbare de fază a purtătorului. Aceasta crește efectiv (în medie de 3 ori în comparație cu GPRS). viteza totala furnizate de GSM. EDGE, ca și GPRS, utilizează un algoritm de ajustare a modulației adaptive și schema de cod(MCS) în conformitate cu calitatea canalului radio, care afectează, în consecință, viteza și stabilitatea transmisiei datelor. În plus, EDGE prezintă tehnologie nouă, care nu era prezent în GPRS - Incremental Redundancy - conform căruia, în loc de a retrimite pachetele deteriorate, se trimit informații suplimentare redundante, care se acumulează în receptor. Acest lucru crește posibilitatea de a decoda corect un pachet deteriorat.

Vezi si

Clasele GPRS și EDGE, care determină capacitățile de viteză de transfer de date ale dispozitivului.
Schemele de cod utilizate în EDGE și modul în care ratele de date depind de acestea.

Note

Legături

Tehnologia EDGE: ce este și de ce este necesară? (ixbt.com)

Standarde de rețea celulară

0G (telefoane fără fir)

1G

2G

GSM/3GPP	HSCSD GPRS EDGE/EGPRS (UWC-136)
Familia 3GPP2	CDMA2000 1X (TIA/EIA/IS-2000) 1X Avansat
O alta	Largi

3G (IMT-2000)

Intermediar după 3G
(3.5G, 3.75G, 3.9G)

(IMT-avansat)

Vezi si

Fundația Wikimedia. 2010.

Wikipédia en Français

margine- n. 1. partea subțire, ascuțită, tăietoare a unei lame 2. calitatea de a fi ascuțit sau ascuțit 3. zăvorul sau marginea proeminentă, ca de stâncă 4. partea... ... Dicționar mondial englez

Margine- Edge, v. i. 1. A se deplasa lateral; a se mișca treptat; ca, marginea pe acest drum. 2. A naviga aproape de vânt. Trebuie să mă ridic într-un punct de vânt. Dryden. (A îndepărta) sau (A depăși) (Naut.), a… …

Margine- Edge, v. t. 1. A dota cu o margine ca unealtă sau armă; a ascuti.

Pentru a tăia sabia de campion. Dryden. 2. A modela sau a îmbrăca marginea, ca la o unealtă. graniță, îndoitură de contur, bermă, legat, hotar, margine, margine, cap, circumferință, contur, colț, escroc, crustă, bordură, capăt, extremitate, cadru, franjuri, frontieră, tiv, cârlig, margine, mădular, limită, linie , buză, margine, mulaj, gură, periferie, vârf,… … Tezaur nou MARGINE

- , eine Erweiterung von GSM in Richtung UMTS, mit der (wie bei der UMTS Grundversorgung) eine Datenübertragungsrate von bis zu 384… … Universal-Lexikon

Tehnologia EDGE: ce este și de ce este necesară? Ultimul Congres 3GSM Congresul Mondial

, iar după aceasta expoziția CeBIT 2006 de la Hanovra a adus cu ei o mulțime de anunțuri de telefoane mobile noi care suportă tehnologia EDGE (Enhanced Data for Global Evolution sau, după cum puteți auzi uneori, Enhanced Data rates for GSM Evolution). Aceasta nu este o coincidență - deși furnizorii de telefoane mobile acordă din ce în ce mai multă atenție suportării standardelor de a treia generație (3G), precum CDMA2000 1x, W-CDMA și UMTS, dezvoltarea rețelelor 3G este extrem de lentă, iar interesul pentru a doua generație ( 2G) și rețelele de a doua generație și jumătate (2.5G) nu slăbește, ci, dimpotrivă, în creștere, atât pe piețele țărilor în curs de dezvoltare, cât și pe piețele țărilor dezvoltate.

Evoluția standardelor celulare

În numele „propedeuticii fără vărsare de sânge”, mă voi întoarce puțin în istorie și voi vorbi despre ce generații de standarde de comunicare celulară sunt acum cunoscute științei. Aceia dintre voi care sunt deja familiarizați cu această problemă pot sări imediat la următoarea secțiune, care este dedicată special tehnologiei EDGE. ISO, standarde prima generatie

comunicațiile celulare (1G), (dezvoltat în 1978, introdus în 1981) și (introdus în 1983), erau analogice: vocea umană de joasă frecvență era transmisă pe o purtătoare de înaltă frecvență (~450 MHz în cazul NMT și 820). -890 MHz în cazul AMPS) folosind o schemă de modulație amplitudine-frecvență. Pentru a asigura comunicarea între mai multe persoane în același timp, în standardul AMPS, de exemplu, intervalele de frecvență au fost împărțite în canale largi de 30 kHz, această abordare a fost numită FDMA (Frequency Division Multiple Access). Standardele de prima generație au fost create și au oferit exclusiv comunicații vocale. Standarde a doua generație (2G), cum ar fi (sistem global pentru) și (Code Division Multiple Access), au adus cu ei mai multe inovații. Pe lângă diviziunea în frecvență a canalelor de comunicație FDMA, vocea unei persoane a fost acum digitizată (codificare), adică o voce modulată a fost transmisă prin canalul de comunicație, ca în standardul 1G frecvență purtătoare, dar nu mai semnal analog, ci un cod digital. In acest trasatura comuna toate standardele de a doua generație. Ele diferă în metodele de „compresie” sau divizare a canalelor: GSM utilizează abordarea multiplexului cu diviziune în timp TDMA (Time Division Multiple Access) și CDMA. împărțirea codurilor canale de comunicare (Code Division Multiple Access), motiv pentru care acest standard se numește așa. Au fost create și standarde de a doua generație pentru a oferi comunicații vocale, dar datorită „nării lor digitale” și datorită Web global nevoia de a oferi acces la Internet prin intermediul telefoanelor mobile, acestea au oferit posibilitatea de a transmite date digitale prin intermediul unui telefon mobil, la fel ca un modem cu fir obișnuit. Inițial, standardele de a doua generație nu asigurau un randament ridicat: GSM putea oferi doar 9600 bps (exact cât este necesar pentru a furniza comunicații vocale într-un canal „densificat” folosind TDMA), CDMA câteva zeci de Kbps.

În standarde a treia generatie(3G), principala cerință pentru care, conform specificațiilor Uniunii Internaționale de Telecomunicații (ITU) IMT-2000, a fost asigurarea unei comunicații video cel puțin în rezoluție QVGA (320x240), a fost necesară realizarea unei capacități de transmisie a datelor digitale. de cel puțin 384 Kbps. Pentru a rezolva această problemă, a crescut benzile de frecvență (W-CDMA, Wideband CDMA) sau cantitate mare canale de frecvență utilizate simultan (CDMA2000). Apropo, inițial standardul CDMA2000 nu a putut oferi debitul necesar (oferind doar 153 Kbps), cu toate acestea, odată cu introducerea de noi scheme de modulare și tehnologii de multiplexare folosind purtători ortogonali în „suplimentele” 1x RTT și EV-DO, pragul a fost de 384 Kbps s a fost depășit cu succes. Și o astfel de tehnologie de transmisie a datelor precum CDMA2000 1x EV-DV va trebui să ofere un debit de până la 2 Mbit/s, în timp ce cea care este în prezent dezvoltată și promovată în rețelele W-CDMA Tehnologia HSDPA(Acces la pachet de mare viteză în jos) până la 14,4 Mbit/s.

În plus, în Japonia, Coreea de Sud și China, se lucrează în prezent la standardele următoare, de a patra generație, care vor putea, în viitor, să ofere viteze de transmisie și recepție a datelor digitale de peste 20 Mbit/s, devenind astfel un alternativă la rețelele de bandă largă cu fir.

Cu toate acestea, în ciuda tuturor perspectivelor pe care le promit rețelele de a treia generație, nu mulți se grăbesc să treacă la ele. Există multe motive pentru aceasta: este și scump aparate telefonice, cauzată de necesitatea returnării fondurilor investite în cercetare și dezvoltare; și costul ridicat al timpului de antenă asociat costului ridicat al licențelor pentru benzile de frecvență și nevoia de a trece la echipamente care sunt incompatibile cu infrastructura existentă; si putin timp durata de viata a bateriei din cauza încărcării excesiv de mari (comparativ cu dispozitivele din a doua generație) atunci când se transferă cantități mari de date. În același timp, standardul GSM de a doua generație, datorită posibilității inerente de roaming global și costului mai mic al dispozitivelor și al timpului de difuzare (iată politica de licențiere a principalului furnizor de tehnologii CDMA, Qualcomm, a jucat o glumă crudă la el), a devenit cu adevărat global, iar deja anul trecut numărul abonaților GSM a depășit 1 miliard de oameni. A nu profita de situație ar fi greșit atât din punctul de vedere al operatorilor care ar dori să crească veniturile medii per abonat (ARPU) și să asigure furnizarea de servicii competitive cu cele ale rețelelor 3G, cât și din partea utilizatorilor care ar dori să aibă acces mobil la internet. Ceea ce s-a întâmplat mai târziu cu acest standard poate fi numit un mic miracol: a fost inventat abordare evolutivă, al cărui scop final a fost transformarea GSM într-un standard de a treia generație compatibil cu UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

Strict vorbind, accesul la internet mobil este disponibil de mult timp: tehnologia CSD (Circuit-Switched Data) a făcut posibilă realizarea unei conexiuni prin modem la o viteză de 9600 bps, dar, în primul rând, a fost incomod din cauza vitezei reduse, iar în al doilea rând datorită facturării pe minut. Prin urmare, în primul rând, a fost inventată și implementată tehnologia de transmisie a datelor (General Packet Radio Service), ceea ce a marcat începutul tranziției către o abordare de pachete, iar apoi tehnologia EDGE. Apropo, există și o tehnologie GPRS alternativă, HSCSD (High-Speed Circuit Switched Data), dar este mai puțin obișnuită, deoarece implică și facturare pe minut, în timp ce GPRS ia în considerare redirecționarea pachetelor de trafic. Aceasta este principala diferență dintre GPRS și diverse tehnologii pe baza abordării CSD: în primul caz, terminalul de abonat trimite pachete prin aer care călătoresc prin canale arbitrare la destinație în al doilea, se stabilește o conexiune punct la punct între terminal și stația de bază (funcțională; ca router) folosind un canal de comunicare standard sau extins. Standardul GSM cu tehnologie GPRS ocupă o poziție intermediară între a doua și a treia generație de comunicații, de aceea este adesea numit a doua generație și jumătate (2.5G). Se mai numește așa, deoarece GPRS marchează punctul de jumătate al rețelelor GSM/GPRS către compatibilitatea cu UMTS.

Tehnologia EDGE, după cum ați putea ghici din numele său (care poate fi tradus ca „rate îmbunătățite de transfer de date pentru evoluția standardului GSM”) joacă două roluri simultan: în primul rând, oferă un randament mai mare pentru transmiterea și primirea datelor și, în al doilea rând, , servește ca un alt pas pe calea de la GSM la UMTS. Primul pas, introducerea GPRS, a fost deja făcut. Al doilea pas este chiar după colț - implementarea EDGE a început deja în lume și în țara noastră.

Harta de acoperire a rețelei EDGE a operatorului Megafon din Moscova (la sfârșitul lunii februarie 2006)

EDGE ce este și cu ce se mănâncă?

Tehnologia EDGE poate fi implementată în două moduri căi diferite: Ca o extensie a GPRS, caz în care ar trebui să fie numit EGPRS (GPRS îmbunătățit) sau ca o extensie a CSD (ECSD). Având în vedere că GPRS este mult mai răspândit decât HSCSD, să ne uităm la EGPRS.

1. EDGE nu este un nou standard celular.

Cu toate acestea, EDGE implică un strat fizic suplimentar care poate fi utilizat pentru a crește debitul serviciilor GPRS sau HSCSD. În același timp, serviciile în sine sunt furnizate exact în același mod ca înainte. Teoretic, serviciul GPRS este capabil să ofere un debit de până la 160 Kbps (la nivel fizic, în practică, dispozitivele care acceptă GPRS Clasa 10 sau 4+1/3+2 oferă doar până la 38-42 Kbpsși apoi, dacă aglomerația rețelei celulare permite), și EGPRS până la 384-473,6 Kbit/s. Acest lucru necesită utilizarea unei noi scheme de modulare, a unor noi metode de codificare a canalelor și de corectare a erorilor.

2. EDGE, de fapt, este un „add-on” (sau mai bine zis, o ajustare, dacă presupunem că stratul fizic este mai jos decât celelalte) la GPRS și nu poate exista separat de GPRS. EDGE, așa cum sa menționat mai sus, implică utilizarea altor scheme de modulare și cod, menținând în același timp compatibilitatea cu serviciul de voce CSD.

Figura 1. Nodurile modificate sunt prezentate cu galben.

Astfel, din punctul de vedere al terminalului client, nimic nu ar trebui să se schimbe odată cu introducerea EDGE. Cu toate acestea, infrastructura stației de bază va suferi unele modificări (vezi Fig. 1), deși nu prea grave. Pe lângă creșterea capacității de transmisie a datelor, introducerea EDGE crește capacitatea rețelei celulare: acum mai mulți utilizatori pot fi „împachetati” în același interval orar, prin urmare, sperăm că nu puteți primi cel mult un mesaj „rețea ocupată”. momente inoportune.

Tabelul 1. Comparativ Caracteristicile EDGEși GPRS
	GPRS	Pentru a tăia sabia de campion. Dryden. 2. A modela sau a îmbrăca marginea, ca la o unealtă. graniță, îndoitură de contur, bermă, legat, hotar, margine, margine, cap, circumferință, contur, colț, escroc, crustă, bordură, capăt, extremitate, cadru, franjuri, frontieră, tiv, cârlig, margine, mădular, limită, linie , buză, margine, mulaj, gură, periferie, vârf,… … Tezaur nou
Schema de modulare	GMSK	8-PSK/GMSK
Rată simbol	270 de mii pe secundă	270 de mii pe secundă
Lățimea de bandă	270 Kbps	810 Kbps
Lățime de bandă pe interval de timp	22,8 Kbps	69,2 Kbps
Rata de transfer de date pe interval de timp	20 Kbps (CS4)	59,2 Kbps (MCS9)
Rata de transfer de date folosind 8 intervale de timp	160 (182,4) Kbps	473,6 (553,6) Kbps

Tabelul 1 ilustrează diferitele caracteristici tehnice ale EDGE și GPRS. Deși atât EDGE, cât și GPRS trimit același număr de simboluri pe unitate de timp, datorită utilizării unei scheme de modulare diferite, numărul de biți de date din EDGE este de trei ori mai mare. Să facem imediat o rezervare aici că valorile ratelor de transfer și de transfer de date prezentate în tabel diferă unele de altele datorită faptului că primul ia în considerare și anteturile de pachete care nu sunt necesare pentru utilizator. Ei bine, rata maximă de transfer de date de 384 Kbps (necesară pentru a respecta specificațiile IMT-2000) se obține dacă sunt utilizate opt intervale de timp, adică 48 Kbps per interval de timp.

Schema de modulare EDGE

Standardul GSM folosește schema de modulație GMSK (Gaussian minimum shift keying), care este un tip de modulație de fază a semnalului. Pentru a explica principiul circuitului GMSK, luați în considerare diagrama de fază din Fig. 2, care arată părțile reale (I) și imaginare (Q) ale semnalului complex. Faza logicii transmise „0” și „1” diferă una de cealaltă prin faza p. Fiecare caracter transmis pe unitatea de timp corespunde unui bit.

Figura 2. Scheme de modulație diferite în GPRS și EDGE.

Tehnologia EDGE utilizează o schemă de modulație 8PSK (schimbarea cu 8 faze, schimbarea de fază, după cum se poate vedea din figură, este egală cu p / 4), folosind aceleași specificații de structură a canalelor de frecvență, codare și lățime de bandă ca și în GSM/ GPRS. În consecință, canalele de frecvență adiacente creează exact aceeași interferență reciprocă ca și în GSM/GPRS. Schimbarea de fază mai mică între simboluri, care acum codifică nu un bit, ci trei (simbolurile corespund combinațiilor 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 și 111), face sarcina de detectare mai dificilă, mai ales dacă nivelul semnalului este scăzut. Cu toate acestea, în condiții de nivel bun al semnalului și recepție stabilă, nu este dificil să discriminați fiecare caracter.

Codificare

GPRS poate folosi patru scheme de codare diferite: CS1, CS2, CS3 și CS4, fiecare dintre ele utilizând propriul algoritm de corectare a erorilor. Au fost dezvoltate nouă scheme de codare pentru EGPRS, respectiv MCS1..MCS9, al căror scop este, de asemenea, de a oferi corectarea erorilor. Mai mult, „junior” MSC1..MSC4 folosește schema de modulație GMSK, iar „senior” MSC5..MSC9 folosește schema de modulație 8PSK. Figura 3 arată dependența ratei de transfer de date de utilizarea diferitelor scheme de modulare cuplate cu diferite scheme de codare (rata de transfer de date variază în funcție de cât de multe informații redundante necesare pentru ca algoritmii de corectare a erorilor să funcționeze sunt incluse în fiecare pachet codificat). Nu este greu de ghicit că, cu cât condițiile de recepție sunt mai proaste (raportul semnal-zgomot), cu atât mai multe informații redundante trebuie incluse în fiecare pachet, ceea ce înseamnă că viteza de transfer a datelor este mai mică. Ușoară diferență în rata de date observată între CS1 și MCS1, CS2 și MCS2 etc. se datorează diferenței de dimensiune a antetelor pachetelor.

Figura 3. Scheme de coduri diferite în GPRS și EDGE.

Cu toate acestea, dacă raportul semnal-zgomot este mic, nu totul se pierde: în schemele mai vechi de coduri de modulație EGPRS MCS7, MCS8, MCS9, este prevăzută o procedură de „suprapunere”: deoarece standardul este capabil să trimită grupuri de pachete pe purtători diferiți (în intervalul de frecvență), pentru fiecare dintre condițiile (și mai presus de toate „zgomotul”) pot fi diferite, în acest caz retransmisia întregului bloc poate fi evitată dacă știți în ce grup a avut loc defecțiunea și retransmiteți acest anume grup. Spre deosebire de vechea schemă de cod GPRS CS4, care nu folosește un algoritm similar de corectare a erorilor, în EGPRS MCS7, MCS8, MCS9 diferite blocuri de date sunt „suprapuse” unul pe celălalt, deci dacă există o defecțiune într-unul dintre grupuri (după cum se arată în figură), retransmisie Numai jumătate din pachete sunt supuse (vezi Fig. 4).

Figura 4. Utilizarea suprapunerii grupului de pachete în EDGE.

Procesarea pachetelor

Dacă, dintr-un motiv oarecare, un pachet trimis folosind scheme de codare „superioare” nu a fost primit corect, EGPRS permite retransmiterea acestuia folosind o schemă de codare „inferioară”. În GPRS, o astfel de caracteristică, numită „resegmentare”, nu a fost furnizată: un pachet primit incorect este trimis din nou folosind aceeași schemă de codare de modulare ca și data anterioară.

Fereastra de adresare

Înainte ca o secvență de pachete (cadru) codificate (adică „cuvinte” formate din mai mulți biți să fie codificate) să poată fi transmise prin interfața RF, transmițătorul atribuie pachetelor un număr de identificare inclus în antetul fiecărui pachet. Numerele pachetelor în GPRS variază de la 1 la 128. După ce o secvență de pachete (de exemplu, 10 bucăți) este trimisă destinatarului, emițătorul așteaptă confirmarea de la receptor că acestea au fost primite. Raportul pe care receptorul îl trimite înapoi la emițător conține numerele de pachete care au fost decodate cu succes și cele pe care receptorul nu le-a putut decoda. Nuanță importantă: numerele pachetelor variază de la 1 la 128, iar lățimea ferestrei de adrese este de numai 64, drept urmare un pachet nou transmis poate primi același număr ca în cadrul precedent. În acest caz, protocolul este forțat să retrimite întregul cadru curent, ceea ce afectează negativ rata globală de transfer de date. Pentru a reduce riscul ca o astfel de situație să apară în EGPRS, numărul pachetului poate lua valori de la 1 la 2048, iar fereastra de adrese este mărită la 1024.

Precizia măsurătorilor

Pentru a asigura funcționarea corectă a tehnologiei GPRS într-un mediu GSM, este necesară măsurarea constantă a condițiilor radio: nivelul semnalului/zgomotului în canal, rata de eroare etc. Aceste măsurători nu afectează în niciun fel calitatea comunicației vocale, unde este suficient să folosiți în mod constant aceeași schemă de codare. La transmiterea datelor către GPRS, măsurarea condițiilor radio este posibilă doar în „pauze” de două ori într-o perioadă de 240 ms. Pentru a nu aștepta la fiecare 120 ms, EGPRS determină un parametru precum probabilitatea de eroare a bitului (BEP) în fiecare cadru. Valoarea BEP este afectată atât de raportul semnal-zgomot, cât și de dispersia în timp a semnalului și de viteza terminalului. Variația BEP de la cadru la cadru oferă o estimare a vitezei terminalului și a fluctuației de frecvență, dar pentru o estimare mai precisă, se utilizează probabilitatea medie de eroare a biților pe patru cadre și deviația standard a eșantionului. Datorită acestui fapt, EGPRS răspunde mai rapid la condițiile în schimbare: crește rata de transfer de date atunci când BEP scade și invers.

Controlul vitezei de conectare în EGPRS

EGPRS folosește o combinație de două abordări: ajustarea vitezei conexiunii și redundanța incrementală. Reglarea vitezei de conectare, măsurată fie de terminalul mobil prin cantitatea de date primite pe unitatea de timp, fie de stația de bază după cantitatea, respectiv, de date transmise, vă permite să selectați schema optimă de coduri de modulație pentru volumele ulterioare de date. De obicei, utilizarea unei noi scheme de cod de modulație poate fi atribuită atunci când se transmite un nou bloc (din patru grupuri) de date.

Redundanța incrementală este aplicată inițial celei mai înalte scheme de coduri de modulație, MCS9, cu puțină atenție la corectarea erorilor și fără luarea în considerare a condițiilor radio. Dacă informația nu este decodificată corect de către destinatar, nu datele în sine sunt transmise prin canalul de comunicație, ci un anumit cod de control care este „adăugat” (utilizat pentru conversie) la datele deja descărcate până când datele sunt decodificate cu succes. Fiecare astfel de „piesă incrementală” de cod suplimentar crește probabilitatea decriptării cu succes a datelor transmise; aici se află redundanța. Principalul avantaj al acestei abordări este că nu este necesară monitorizarea calității comunicațiilor radio, motiv pentru care redundanța incrementală este obligatorie în standardul EGPRS pentru terminalele mobile.

Integrarea EGPRS în rețelele GSM/GPRS existente UMTS este chiar după colț!

După cum sa menționat mai sus, principala diferență dintre GPRS și EGPRS este utilizarea unei scheme de modulare diferite la nivel fizic. Prin urmare, pentru a suporta EGPRS, este suficient să instalați un transceiver la stația de bază care acceptă noi scheme de modulație și software pentru procesarea pachetelor. Pentru a asigura compatibilitatea cu telefoanele mobile non-EDGE, standardul prevede următoarele:

Terminalele mobile EDGE și non-EDGE trebuie să poată utiliza același interval orar
Transceiverele EDGE și non-EDGE trebuie să utilizeze același interval de frecvență
Posibil suport parțial EDGE

Pentru a facilita procesul de introducere pe piață a noilor telefoane mobile, s-a decis împărțirea terminalelor compatibile EDGE în două clase:

Sprijină schema de modulație 8PSK numai în fluxul de date de recepție (downlink) și
Suportă 8PSK atât în fluxurile de date de recepție, cât și de transmisie (uplink).

Introducerea EGPRS, așa cum sa menționat mai sus, vă permite să obțineți un randament care este de aproximativ trei ori mai mare decât în tehnologia GPRS. În acest caz, se folosesc exact aceleași profiluri QoS (calitatea serviciului) ca și în GPRS, dar ținând cont de lățimea de bandă crescută. Pe lângă faptul că necesită instalarea unui transceiver la stația de bază, suportul EGPRS necesită o actualizare software care va trebui să gestioneze protocolul de pachete modificat.

Următorul pas evolutiv pe calea sistemelor de comunicații celulare GSM/EDGE către rețelele de a treia generație „cu drepturi depline” va fi îmbunătățirea în continuare a serviciilor de transmitere a pachetelor (date) pentru a asigura compatibilitatea acestora cu UMTS/UTRAN (rețeaua de acces radio terestră UMTS). Aceste îmbunătățiri sunt în prezent în curs de revizuire și cel mai probabil vor fi incluse într-o versiune viitoare a specificațiilor 3GPP (3G Partnership Project). Principala diferență dintre GERAN și cel implementat în în prezent Tehnologiile EDGE vor suporta QoS pentru cursuri interactive, de fundal, streaming și conversație. Suportul pentru aceste clase QoS este deja disponibil în UMTS, ceea ce face posibilă, de exemplu, comunicarea video în rețele UMTS (să zicem, W-CDMA 2100 sau 1900 MHz). În plus, în viitoarea generație EDGE este planificat să ofere simultan procesare paralelă fluxuri de date cu diferite priorități QoS.