EDGE基本原理.ppt

EDGE基本原理,课程目的,学习完本课程，你将能够：了解EDGE的基本概念熟悉EDGE编码方式理解EDGE的关键技术了解EDGE对GSM网络的影响了解EDGE的发展演进,目录,EDGE无线特点EDGE关键技术EDGE对GSM网络的影响EDGE的演进与发展,EDGE-EnhancedDataRatesForGSMEvolutionEDGE包括EGPRS和ECSDEGPRS是对GPRS的增强，对系统的影响主要包括：在RF层采用了8PSK调制方式，极大提高了单信道的速率。对链路层RLC/MAC做了修改，并且定义了更完善和链路控制算法,EDGE概念介绍,EDGE无线特点,与GMSK相同的符号率，但比特率可提高三倍。符号率：270.833ksymb/s时隙比特率：GMSK：022.8kbit/s8PSK：069.6kbit/s,GMSK与8PSK调制,EDGE无线特点,EGPRS协议栈,受到影响的GPRS协议,EDGE无线特点,HCS:HeadCheckSequence头校验序列BCS:BlockCheckSequence块校验序列RLC：RadioLinkControl无线链路控制,EDGE无线块结构,EDGE无线特点,按不同的有效载荷（PAYLOAD）分三组，从而获得不同的数据率FamilyA：37（34）octetsFamilyB：28octetsFamilyC：22octets不同的调制方式8PSK（MCS9-MCS5）GMSK（MCS1-MCS4）,EDGE信道编码,EDGE无线特点,EGDE信道编码,EDGE无线特点,EDGE数据包的形成过程（MCS9）,EDGE信道编码,EDGE无线特点,USF编码成36bit无线块的头部分单独编码Stealingbits（SB）用于指示头格式数据部分采用1/3的卷积编码卷积后码流再经删除（puncture）处理，以达成无线传输所需速率。按不同的删除方案可得到几套码流，一般记为P1-P3,EDGE数据包的形成过程（MCS9）,EDGE信道编码,EDGE无线特点,EDGE数据包的形成过程（MCS6）,EDGE信道编码,EDGE无线特点,EDGE数据包的形成过程（MCS3）,EDGE信道编码,EDGE无线特点,卷积有效载荷进行1/3卷积，例如长度为612比特的有效载荷若采用MCS9编码，经过1/3卷积之后，长度增加为1836比特，在卷积过程中，添加了2/3预定义的保护码。瓦解和穿孔即将保护码从卷积码中删除，根据删除的方法不同，将产生不同的码组，分别称为P1、P2（MCS16）或P1、P2、P3（MCS79）。不同的码组携带相同的有效载荷，不同的冗余信息。交织对于负荷单元MCS-7，在4个突发上进行交织，而对于负荷单元MCS-8和MCS-9，则在两个突发上进行交织，对于其它携带一个RLC分组（但可能有1或2个有效负荷单元组成）的MCS都是在4个突发上进行交织。,EDGE编码过程,EDGE无线特点,EDGE信道编码方案,EDGE无线特点,GPRS与EDGE信道编码,EDGE无线特点,由训练序列码决定调制方式由SB得到头格式从头格式中得到信道编码方案,EDGE信道解码过程,EDGE无线特点,目录,EDGE无线特点EDGE关键技术EDGE对GSM网络的影响EDGE的演进与发展,链路质量控制,EDGE关键技术,链路质量控制（LQC）,EDGE关键技术,链路质量控制所谓链路质量控制，就是指在数据传输过程中通过改变调制方式和编码方式，动态地适应无线传输环境，以达到提高链路质量的方法。EDGE采用了一套精心设计的、高效的链路质量控制算法，定义二种链路质量控制模式，链路适配LA（linkadaption）和增量冗余IR（IncrementalRedundancy）。LQC特点估算链路质量选择MCS分割,EDGE链路质量控制（LQC）链路自适应（LA）为不同状况的无线信道选择最优的MCS，所谓链路自适应就是能够自动选择调制和编码方案来适应无线链路质量的需求，并且使RLC/MAC包的数据速率最大化，LA算法需要考虑IR的影响。EDGE在数据重传上采用了“增量冗余”和“链路适配”功能，数据重传成功率较GPRS提高了10-20%。,链路自适应（LA）,EDGE关键技术,EDGE链路质量控制（LQC）增量冗余（IR）方式增量冗余是一种比分段重组更好的重传方法，增量冗余之所以是一种比分段重传更好的编码方式是因为采用增量冗余接收端能够接收到更多的信息比特，多次传输的不同信息可以相互补充。IR操作是通过为重传块选择不同的凿孔方案（P1-P3）实现。,增量冗余（IR）方式,EDGE关键技术,LA和IR的对比,EDGE关键技术,DEGE链路质量控制（LQC）EDGE信道质量上报与GPRS相比，EGPRS的测量报告有很大的改进，具体体现在EGPRS的测量可以在每个脉冲的基础上进行，即以BURST的粒度进行测量，而GPRS在240ms内最多进行两次测量。EGPRS快速测量的特性使得网络侧能够快速响应无线环境的变化，从而选择最合适的编码方式和进行功率控制。,信道质量上报,EDGE关键技术,时隙链路质量参数（对TBF的每时隙进行）MEAN_BEP无线块的平均误码率CV_BEP无线块误码率的方差系数链路质量参数（对TBF的所有时隙进行平均）MEAN_BEP_AVCV_BEP_AV由信道质量决定信道编码方案,信道质量测量参数（手机侧）,EDGE无线特点,Burst1,Burst2,Burst3,Burst4,BEPest1,BEPest2,BEPest3,BEPest4,MEAN_BEP=(mean(BEPest),CV_BEP=std(BEPest)/mean(BEPest),MEAN_BEPnCV_BEPn,MEAN_BEPn+1CV_BEPn+1,MEAN_BEPn+2CV_BEPn+2,.,.,上报前过滤,Blockn,Blockn+1,Blockn+2,信道质量测量,EDGE无线特点,动态窗口大小,EDGE关键技术,EDGE理论的用户峰值速率最终能够达到473.6kbps，平均速率一般为80-130kbps。EDGE网络在运营中支持的峰值速率达到了170kbps，实际的平均速率在75-135kbps之间。根据室外测试的结果，每时隙平均数据传输速率为34kbps，如果配置三个时隙来传输数据，则EDGE的网络速率能够轻松达到100kbps的水平。,商用环境下可以达到的速率,EDGE关键技术,目录,EDGE无线特点EDGE关键技术EDGE对GSM网络的影响EDGE的演进与发展,信道质量控制对RLC/MAC流程的影响对核心网的影响对Abis口的影响对基站的影响对手机的影响协议的影响,EDGE对GSM网络的影响,扩大的SNS和WSSNS为2048WS为64-1024接收块的确认位图BSN解释为SSN加上位图上每一比特位置对上行确认消息的扩展POLLING接收位图的压缩编码重传时的其它要求选择同组（FAMINY）MCS若数据块被分裂，需分裂指示（SPLITIND）由MCS8改为MCS6或MCS3，需填充字节重分段指示（RESEGMENT）重传时，若MCS改变，删除方案按协议规定选择指派消息中指示TBF的模式系统消息中指示小区EGPRS的能力TBF建立过程中网络可主动请求手机的无线接入能力以多块结构指示二步接入,对RLC/MAC流程的影响,EDGE对GSM网络的影响,在网络结构方面，虽然无线数据速率有很大的提高，但对核心网的SGSN/GGSN几乎没有影响。因为SGSN和GGSN设备是独立于用户数据速率的。引入EDGE对现有的GSM核心网络的影响是有限的，并且不需要增加新的硬件，只需要相应的软件升级。,对核心网的影响,EDGE对GSM网络的影响,动态Abis8-PSK调制可以达到更高的数据速率，每个无线时隙的最大数据传输速率为59.2kbps。Abis口的16kbit/s受限问题在GPRS阶段已经解决，主要是资源利用率的问题。如果配置固定的Abis资源给这些信道，会造成资源利用的低效率，缺乏灵活性。动态Abis资源池解决了以上问题，Abis资源池实际就是可以共享的、额外的EGPRS信道的资源的总和。,动态Abis,EDGE对GSM网络的影响,射频部分需要改进EDGE收发信机在发送8PSK的信号时，约比GMSK调制方式的平均功率低2-5dB的功率。BCCH上采用8PSK时，协议的规定是，其发射功率最多低于GMSK时隙平均功率4db,对基站的影响,EDGE对GSM网络的影响,上行采用GMSK，下行采用8-PSK调制方式上下行全部采用8-PSK的调制方式,对手机的影响,EDGE对GSM网络的影响,GSM05.02新的逻辑信道类型GSM05.058PSK与GMSK调制的不同，需要定义新的针对8PSK的射频指标GSM05.088PSK不是恒包络调制，平均功率比同一载频上的GMSK调制低4dB，因此在BCCH测量、链路质量测量等方面需要增加新的内容GSM02.60需要在GPRS业务描述stage1中增加与EGPRS相关内容GSM03.60需要在GPRS业务描述stage2中增加与EGPRS相关内容GSM03.64需要增加新的调制编码方案（MCS1-9）以及增长冗余度”模式的链路质量控制等内容,EDGE相关协议,EDGE对GSM网络的影响,GSM04.60RLC/MAC层需要增加对EGPRS的支持，如定义EGPRS的RLC/MAC帧结构等GSM02.34需要在HSCSD业务描述stage1中增加与ECSD相关内容GSM03.34需要在HSCSD业务描述stage2中增加与ECSD相关内容GSM04.21、GSM08.20需要支持新的信道类型和非对称ECSDGSM07.01/02/03终端自适应功能（TAF）需要增加对ECSD的支持2003-05-15版权所有，侵权必究第15页，共16页GSM04.08、GSM08.58由于原先预留了扩展空间，因此层三信令对EDGE的支持仅需要改动很少的部分，如增加新的信道类型（ChannelMode）等。,EDGE相关协议,EDGE对GSM网络的影响,目录,EDGE无线特点EDGE关键技术EDGE对GSM网络的影响EDGE的演进与发展,EDGE演进路线,EDGE演进与发展,EDGE与3G融合路线图-1,EDGE演进与发展,ED