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【摘 要】 在TD-SCDMA技术成为热点的现阶段，EDGE系统作为3G网络的补充，仍然值得人们回顾和关注。本文的主要内容为EDGE的关键技术及其优缺点、在实际应用中遇到的问题，及对EDGE发展的思考。
【关键词】 EDGE TD-SCDMA
1. EDGE简介
EDGE（Enhanced Datarate for GSM Evolution）的中文含义为增强型数据速率GSM演进技术，是一种基于GSM/GPRS网络的数据增强型技术，是GPRS空中接口的一个增强版本。EDGE是介于2.5GGPRS网络与3G TD-SCDMA网络之间的过渡型网络,因此被称为2.75G网络。
理论上EDGE单时隙提供的数据速率是GPRS的3倍，单时隙最大速率从GPRS的21.4kbit/s（CS4）提高到59.2kbit/s（MCS9），如果捆绑使用8个时隙，最大数据速率可达473kbit/s。这种速率可支持如互联网浏览、视频电话会议和高速电子邮件等多种业务，在3G网络到来之前为用户提供多媒体通信。
EDGE最早被加拿大和美国的运营商采用，随后亚太和拉丁美洲也积极参与其中。目前，EDGE技术在全球得到了广泛应用，全球许多运营商在3G部署后，仍在扩大EDGE的部署，通过低成本的GPRS/EDGE网络提供3G的补充服务。
2. EDGE关键技术及优缺点
2.1 8PSK调制方法
GSM采用的是GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）调制方式，GMSK通过信号相位的变化来表示比特“0”或者比特“1”，每次相位的变化对应一个符号。EDGE采用了8PSK（8-Phase Shift Keying）调制方式，通过信号的绝对相位来表示符号。其符的可能性有8种，每个符号映射成3bit。因此EDGE理论上可以达到GPRS3倍的速率。
2.2 编码方式
EDGE采用了MCS调制编码方法，定义了9种编码方案，分A、B、C 3类，每一类中通过在每个无线分组上传送不同数目的有效负荷单元来获得不同的编码速率。
EDGE将容错保护机制融入了编码方案中，MCS1～MCS4采用GMSK调制方法，这时容错保护能力强，数据吞吐量就相对低；MCS5～MCS9采用8PSK调制方法，数据吞吐能力较强。从MCS1～MCS9，编码速率越高，能够提供的数据速率也越高，对应所需要的系统载干比(C/I)也越高。对于一个时隙来说，GMSK MCS-1方案可以在空中接口处得到8.8kbit/s的数据速率；而8PSK MCS-9方案可以在空中接口处得到59.2 kbit/s的数据速率，见附表。如果使用8个时隙，最大用户数据速率可达到473 kbit/s。
2.3 增强的链路质量控制算法
EDGE采用了链路自适应和增量冗余的增强型链路控制算法，达到最大的信道数据吞吐率，提高接收端正确接收和正确解调的概率。
2.4 EDGE技术存在的不足
首先，8PSK与GPRS采用的GMSK相比，由于它的输出信号不是恒定包络的，会对设备实现和手机测量有一定影响。相较之下，GMSK调制具有良好的抗干扰能力，但传输速率较低；8PSK调制的速率是GMSK调制的3倍，但8PSK在较差的无线环境下性能要比GMSK差，对频移、噪声、时延等反应敏感，抗频移、噪声、时延能力比GMSK弱。
此外，由于同一小区内的所有EDGE用户实际上是共享EDGE信道的，因此EDGE用户的下载速率在实际使用中受到单个小区内EDGE用户数的制约，这就造成多个EDGE用户同时下载时会平分下载速率，即实际使用中单个EDGE用户的速率很有可能达不到测试速率。
3. 现网升级EDGE的主要工作内容及实际应用中遇到的问题
3.1 现网升级EDGE的主要工作內容
在GPRS基础上升级到EDGE不需要增加新的网络单元，对无线网络的规划或结构影响很小。升级工作的主要内容为：EGPRS对空中接口做了改动，需要更换基站载频、进行软件升级等；在无线链路上，新增有关EDGE的无线参数需要配置，如链路质量控制，多时隙利用和系统辅助小区更新参数等。
3.2 实际应用中遇到的主要问题
3.2.1 覆盖问题
在EGPRS非连续覆盖区域，EGPRS到GPRS小区重选会使系统实时速率下降，从而影响系统的平均性能。因此只有实现热点地区及重点区域内EDGE连续覆盖，才能最大程度地保证EDGE的使用效果。
但在实际实施中，EDGE业务需求的提出往往较为分散，为满足需求，要单独考虑硬件设备和传输资源的调整，这样的覆盖不能保证连续性。此外，密集市区及一些重点场所信号情况比较复杂，如果仅开通主覆盖小区的EDGE功能，一些移动用户，特别是在一些高层位置的用户占用的信号可能就没有EDGE。因此，实现重点区域内EDGE的连片覆盖仍然存在困难。
此外，绝大部分的数据业务和大部分的语音业务都发生在室内，而室外宏蜂窝基站信号又无法对楼宇内部、地下停车场等特殊场所进行深度覆盖，因此EDGE的室内覆盖也格外重要。但早期的室内微蜂窝基站设备如爱立信RBS2302均不支持EDGE功能，需要更换，这大大增加了EDGE升级的工作量。
3.2.2 传输需求增加
EDGE引入更高调制方式后，Abis信道资源更为宝贵，传统的16K信道无法满足要求。目前各BSC的传输分布不均匀，在EDGE话务量较高的区域存在端口不足的情况，一些小区难以增加传输（如租用传输、传输条件不满足等），限制了EDGE的开通。而在其他地方（如偏远农村）则存在BSC剩余端口较多的情况。由于热点区域的BSC端口非常紧张，随着EDGE和新建站点陆续开通，需要进行扩容。
3.2.3 无线信道资源的合理配置
数据业务与语音业务共享无线信道资源，语音业务优先。如何合理配置前向分组数据信道（FPDCH）、在动态半速率等语音业务与数据业务间通过算法进行资源的优化均衡、设置和保障数据业务VIP小区也是未来工作的重点。对于数据业务的重点区域，可以考虑开通专用的EDGE信道。
3.2.4 热点地区的干扰控制
EDGE应用的地区首先应该是大中城市中的高话务量地区。这些地区由于站间距较近，信号电平较强，对于提高数据吞吐量较为有利。但是站型配置较大，频率复用次数较高，载干比相对可能较低，对于提高数据吞吐量较为不利，干扰成为提高数据吞吐速率的主要瓶颈。
4. EDGE发展展望
目前，国内3G市场尚未成熟，在TD网络建设的初期阶段，考虑到需要投入大量资金，为了最大限度地降低网络运营风险，TD网络将优先覆盖局部城市高话务量热点地区，形成不连续覆盖。那么在TD系统覆盖不到的地区，EDGE便成为弥补通信系统容量不足的有效手段。EDGE与TD-SCDMA的互补覆盖，极大的降低了3G网络的部署成本，同时也延长了原有GSM网络的使用寿命，使其在3G时代仍然能够继续发挥作用。
而在TD网络建设的中期阶段，覆盖逐渐完善之后，EDGE仍可以作为TD网络容量上的补充，在网络拥塞时为部分用户提供数据服务。
因此，EDGE技术在3G时代，仍然具有重要地位，EDGE必将与TD-SCDMA共同发展，长期共存，发挥它应有的作用。
（作者单位：中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司）
【关键词】 EDGE TD-SCDMA
1. EDGE简介
EDGE（Enhanced Datarate for GSM Evolution）的中文含义为增强型数据速率GSM演进技术，是一种基于GSM/GPRS网络的数据增强型技术，是GPRS空中接口的一个增强版本。EDGE是介于2.5GGPRS网络与3G TD-SCDMA网络之间的过渡型网络,因此被称为2.75G网络。
理论上EDGE单时隙提供的数据速率是GPRS的3倍，单时隙最大速率从GPRS的21.4kbit/s（CS4）提高到59.2kbit/s（MCS9），如果捆绑使用8个时隙，最大数据速率可达473kbit/s。这种速率可支持如互联网浏览、视频电话会议和高速电子邮件等多种业务，在3G网络到来之前为用户提供多媒体通信。
EDGE最早被加拿大和美国的运营商采用，随后亚太和拉丁美洲也积极参与其中。目前，EDGE技术在全球得到了广泛应用，全球许多运营商在3G部署后，仍在扩大EDGE的部署，通过低成本的GPRS/EDGE网络提供3G的补充服务。
2. EDGE关键技术及优缺点
2.1 8PSK调制方法
GSM采用的是GMSK（Gaussian Minimum Shift Keying）调制方式，GMSK通过信号相位的变化来表示比特“0”或者比特“1”，每次相位的变化对应一个符号。EDGE采用了8PSK（8-Phase Shift Keying）调制方式，通过信号的绝对相位来表示符号。其符的可能性有8种，每个符号映射成3bit。因此EDGE理论上可以达到GPRS3倍的速率。
2.2 编码方式
EDGE采用了MCS调制编码方法，定义了9种编码方案，分A、B、C 3类，每一类中通过在每个无线分组上传送不同数目的有效负荷单元来获得不同的编码速率。
EDGE将容错保护机制融入了编码方案中，MCS1～MCS4采用GMSK调制方法，这时容错保护能力强，数据吞吐量就相对低；MCS5～MCS9采用8PSK调制方法，数据吞吐能力较强。从MCS1～MCS9，编码速率越高，能够提供的数据速率也越高，对应所需要的系统载干比(C/I)也越高。对于一个时隙来说，GMSK MCS-1方案可以在空中接口处得到8.8kbit/s的数据速率；而8PSK MCS-9方案可以在空中接口处得到59.2 kbit/s的数据速率，见附表。如果使用8个时隙，最大用户数据速率可达到473 kbit/s。
2.3 增强的链路质量控制算法
EDGE采用了链路自适应和增量冗余的增强型链路控制算法，达到最大的信道数据吞吐率，提高接收端正确接收和正确解调的概率。
2.4 EDGE技术存在的不足
首先，8PSK与GPRS采用的GMSK相比，由于它的输出信号不是恒定包络的，会对设备实现和手机测量有一定影响。相较之下，GMSK调制具有良好的抗干扰能力，但传输速率较低；8PSK调制的速率是GMSK调制的3倍，但8PSK在较差的无线环境下性能要比GMSK差，对频移、噪声、时延等反应敏感，抗频移、噪声、时延能力比GMSK弱。
此外，由于同一小区内的所有EDGE用户实际上是共享EDGE信道的，因此EDGE用户的下载速率在实际使用中受到单个小区内EDGE用户数的制约，这就造成多个EDGE用户同时下载时会平分下载速率，即实际使用中单个EDGE用户的速率很有可能达不到测试速率。
3. 现网升级EDGE的主要工作内容及实际应用中遇到的问题
3.1 现网升级EDGE的主要工作內容
在GPRS基础上升级到EDGE不需要增加新的网络单元，对无线网络的规划或结构影响很小。升级工作的主要内容为：EGPRS对空中接口做了改动，需要更换基站载频、进行软件升级等；在无线链路上，新增有关EDGE的无线参数需要配置，如链路质量控制，多时隙利用和系统辅助小区更新参数等。
3.2 实际应用中遇到的主要问题
3.2.1 覆盖问题
在EGPRS非连续覆盖区域，EGPRS到GPRS小区重选会使系统实时速率下降，从而影响系统的平均性能。因此只有实现热点地区及重点区域内EDGE连续覆盖，才能最大程度地保证EDGE的使用效果。
但在实际实施中，EDGE业务需求的提出往往较为分散，为满足需求，要单独考虑硬件设备和传输资源的调整，这样的覆盖不能保证连续性。此外，密集市区及一些重点场所信号情况比较复杂，如果仅开通主覆盖小区的EDGE功能，一些移动用户，特别是在一些高层位置的用户占用的信号可能就没有EDGE。因此，实现重点区域内EDGE的连片覆盖仍然存在困难。
此外，绝大部分的数据业务和大部分的语音业务都发生在室内，而室外宏蜂窝基站信号又无法对楼宇内部、地下停车场等特殊场所进行深度覆盖，因此EDGE的室内覆盖也格外重要。但早期的室内微蜂窝基站设备如爱立信RBS2302均不支持EDGE功能，需要更换，这大大增加了EDGE升级的工作量。
3.2.2 传输需求增加
EDGE引入更高调制方式后，Abis信道资源更为宝贵，传统的16K信道无法满足要求。目前各BSC的传输分布不均匀，在EDGE话务量较高的区域存在端口不足的情况，一些小区难以增加传输（如租用传输、传输条件不满足等），限制了EDGE的开通。而在其他地方（如偏远农村）则存在BSC剩余端口较多的情况。由于热点区域的BSC端口非常紧张，随着EDGE和新建站点陆续开通，需要进行扩容。
3.2.3 无线信道资源的合理配置
数据业务与语音业务共享无线信道资源，语音业务优先。如何合理配置前向分组数据信道（FPDCH）、在动态半速率等语音业务与数据业务间通过算法进行资源的优化均衡、设置和保障数据业务VIP小区也是未来工作的重点。对于数据业务的重点区域，可以考虑开通专用的EDGE信道。
3.2.4 热点地区的干扰控制
EDGE应用的地区首先应该是大中城市中的高话务量地区。这些地区由于站间距较近，信号电平较强，对于提高数据吞吐量较为有利。但是站型配置较大，频率复用次数较高，载干比相对可能较低，对于提高数据吞吐量较为不利，干扰成为提高数据吞吐速率的主要瓶颈。
4. EDGE发展展望
目前，国内3G市场尚未成熟，在TD网络建设的初期阶段，考虑到需要投入大量资金，为了最大限度地降低网络运营风险，TD网络将优先覆盖局部城市高话务量热点地区，形成不连续覆盖。那么在TD系统覆盖不到的地区，EDGE便成为弥补通信系统容量不足的有效手段。EDGE与TD-SCDMA的互补覆盖，极大的降低了3G网络的部署成本，同时也延长了原有GSM网络的使用寿命，使其在3G时代仍然能够继续发挥作用。
而在TD网络建设的中期阶段，覆盖逐渐完善之后，EDGE仍可以作为TD网络容量上的补充，在网络拥塞时为部分用户提供数据服务。
因此，EDGE技术在3G时代，仍然具有重要地位，EDGE必将与TD-SCDMA共同发展，长期共存，发挥它应有的作用。
（作者单位：中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司）