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EDGE的概念
　　EDGE（改进数据率GSM服务）是一种有效地提高GPRS信道编码效率的高速移动数据标准，它允许高达384kbps的数据传输速率，可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE的概念是Ericsson公司于1997年首先提出来的，同年，ETSI批准了EDGE的可行性研究，这为以后EDGE的发展铺平了道路。

　　尽管EDGE仍然使用了GSM载波带宽和时隙结构，但它也能够用于其他的蜂窝通信系统。EDGE可供无法得到UMTS（通用移动电信系统）频谱的移动网络运营商使用，它提供一个从GPRS到UMTS的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前,提前为用户提供个人多媒体通信业务。由于EDGE是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，因此也有人称它为"二代半"技术。

　　采用EDGE，主要影响现有GSM网络的无线访问部分收发基站（BTS）和GSM中的基站控制器（BSC），但是对基于电路交换和分组交换访问的应用和接口并没有影响，因此网络运营商只需要进行少量的投资就可以部署EDGE。通过移动交换中心（MSC）和服务GPRS支持节点（SGSN）可以保留使用现有的网络接口。事实上，EDGE改进了这些现有GSM应用的性能和效率并且为将来的宽带服务提供了可能。

　　EDGE的特点主要包括以下几个方面:

　　首先，是它的速率高，现有的GSM网络主要采用高斯最小移频键控(GMSK)调制技术，而EDGE采用了八进制移相键控（8PSK）调制,在移动环境中可以稳定达到384kbps，在静止环境中甚至可以达到2Mbps，基本上能够满足各种无线应用的需求；

　　第二，它同时支持分组交换和电路交换两种数据传输方式，EDGE支持的分组数据服务可以实现每时隙高达11.2kbps～69.2kbps的速率，EDGE可以用28.8kbps的速率支持电路交换服务；

　　第三，它支持对称和非对称两种数据传输，这对于移动设备上网是非常重要的一个特性，比如在EDGE系统中用户可以在下行链路中采用比上行链路更高的速率。
EDGE的产生和发展
　　EDGE提供了一种在现在的频段中提供第三代业务的演进方法，其优点在于：部署迅速；可利用现有的GSM和IDMA-136的基础设施；能够逐步引入等等。这样，能够有效地降低运行者和用户的费用。

　　EDGE是1997年初作为一种GSM的演进方案而提交ETSI的。1997年，研究人员完成了可行性别究，同年ETSI通过了这个方案，从而为正在进行的标准化进程铺平了道路。虽然EDGE使用了GSM的载频带宽和时隙结构，但并不意味着它仅限于用在GSM系统中。相反，它是一个通用的空中接口，可以高效地提供高速数据业务，使得现有蜂窝系统朝第三代的演进更容易实现。、

　　在发展第三代移动通信技术的过程中，TDMA-136联盟决定采取演进的方法，采用基于现有第二代系统的第三代方案。在UWCC(Universal Wireless Communications，通用无线通信伙伴)中，采用136高速数据无线接口作为满足第三代IMT-2000无线传输技术要求的一种方法。在这个接口中，同时考虑了在现有TDMA-136系统中商业有效 地演进和部署问题。在对一些不同的提案进行评估后，UWCC在1998年1月决定采用EDGE作为136高速数据业务接口的室外部分，以提供384kbps数据业务。在EDGE的发展过程中，为了使全球漫游成为可能，应该保持GSM和TDMA-136的协调演进。因此，作为IMT-2000的提案，UWC-136中包括了EDGE。1998年1月，TR-45采纳了UWC-136，并把它提交给ITU中的美国代表团，作为IMT-2000的一个无线传输协议。

　　此后，ETSI和UWCC同时着手进行EDGE的开发，以保证GSM和TDMA-136的协调发展。根据计划，标准化进程将分成两个阶段。在第一阶段，重点放在增强的GPRS(EGPRS)和增强的电路交换数据业务(ECSD)上，在1999年形成标准，并尽快出产品。第二阶段定义改进的多媒体和实时业务，形成2000年版标准。

表1 EDGE分组数据无线的接口参数

EDGE的技术标准
　　从技术上讲，EDGE主要是作为对无线接口的放进。但从更普遍的意义上讲，它也可以看成是一种新的允许GSM和TDMA-136网络提供新业务的系统。

　　3．1 EDGE的主要无线接口参数
　　EDGE无线接口主要参数如表l所示。
EDGE的目的是为了在现有蜂窝系统中提供更高的比特率。为了提高总的比特率，引入了多电平调制方式--8-PSK调制。它能提供更高的比特率和频谱效率，但其实现复杂度属于中等。GSM系统中使用的GMSK的调制方式也是EDGE的调制方式的一部分。两种调制方式的符号率都是271kbps，因此，每时隙的总比特率分别为22.8kbps(GMSK)和69.2kbps(8-PSK)。8-PSK用于用户的数据信道，GMSK调制用于GPRS的200kHz载波上的所有控制信道。

　　EDGE的物理层的许多参数与GSM相同。载波间隔为200kHz，时隙结构也与GSM相同。在TDMA系统中，所有的数据都是以突发的形式发送的，因此也可以认为是一个个的小"数据包"。这些业务的特性由无线资源分配方式来决定，可以是分配给连续的使用，也可以是按需分配。显然，采用按需分配方式时无线资源利用率要高得多。然而，即使是连续分配加上不连续的TDMA发送方式，也能减少干扰。EDGE突发的格式也与GSM的相似，一个突发包括一个26比特的位于突发中部的训练序列，位于头、尾部的各3个尾比特，以及在最后的8.25个保护比特。 每个突发包括2×58个数据比特，如图1所示。

图1 EDGE的突发结构
3．2 无线协议的设计

　　EDGE无线协议设计的策略是尽可能地利用GSM/GPRS的现有协议，以减少对新协议的需要。然而，由于它需要支持更高的比特率，为了优化性能，必须对现有无线协议进行必要的修改。EDGE包括一个分组模式EGPRS和一个电路交换模式ECSD。

　　(1)分组交换传输方式--EGPRS

　　由于比特率更高，并且采用了使纠错编码与信道质量相适应的方式(或者说"自适应编码方式")，EDGE的无线链路控制(RLC)协议与GPRS的有些不同，其主要的改进是链路质量控制方式方面。由于信道质量是时变的，为了增强链路的强健性，有必要进行链路质量控制。链路质量控制技术包括链路匹配和逐步增加冗余度两个方面。
　　在链路匹配方式中，需要周期性地对链路质量进行估计，从而为下一个要传输的内容选择最合适的调制和编码方式，以使用户的数据比特率能达到最大。对付链路质量变化的另一种方式是逐步增加冗余度。在这种方式中，信息刚开始传输时，采用纠错能力较低的编码方式，如果接收端解码正确，则能得到比较高的信息码率；反之，如果解码失败，则需要增加编码冗余量，直到解码正确为止。显然，编码冗余度的增加必将导致有效数据速率的降低和延时的增加。

　　EGPRS支持以上两种方式的组合。此时，对逐步增加编码冗余度的方式，初始编码速率的选取取决于链路质量的测量结果。如果链路质量较差，则引入较多的编码冗余度；反之，引入较少的编码冗余度，以免浪费。

　　(2)电路交换传输方式--ECSD

　　EDGE中包括ECSD模式的目的是为了使现有GSM系统中的电路交换数据业务协议尽量保持不动。和GSM一样，一个数据帧在22个TDMA帧中进行交织，并且增加了三种新的信道编码方式，并采用8-PSK调制。无线接口的数据率范围是每时隙3.6-38.8kbps。对非透明业务，仍然采用GSM的无线链路协议。

　　3．3 EDGE的承载业务

　　EDGE的承载业务包括分组业务(非实时业务)和电路交换业务(实时业务)。这些业务的承载者包括如下两种：

　　(1)分组交换业务承载者

　　GPRS网络能够提供从移动台到固定IP网的IP连接。对每个IP连接承载者，都定义了一个QoS参数空间，如：优先权、可靠性、延时、最大和平均比特率等等。由这些参数的不同组合就定义了不同的承载者，以满足不同应用的需要。

　　而对EDGE需要定义新的QoS参数空间。例如，对于速度为250km/ h的移动台，最大码率为144kbps，对移动速度为100km/h的移动台，其最大码率为384kbps。平均比特率和延迟等级也与GPRS的不同。

　　由于不同应用、不同用户的要求不同，因此EDGE必须能够支持更多的QoS。

　　(2)电路交换业务承载者

　　现有的GSM系统能够支持透明和非透明业务。它定义了8种透明业务承载者，提供的比特率范围是9.6-64kbps。

　　非透明业务承载者用无线链路协议来保证无差错数据传输。对于这种情况，有8种承载者，能提供的比特率为4.8-57.6kbps。实际的用户数据比特率随信道质量而变化。

　　电路交换业务承载者的定义并不因EDGE的引入而改变。比特率相同，不同的只是编码方式有所不同，如表2所示(其中前面4种是标淮GSM系统的，后面3种是EDGE增加的)。

　　例如，57.6kbps的非透明业务在EDGE中可以用编码方式TCS-1通过占用2个时隙来实现。而同样的业务，标准GSM系统用TCH/F14.4需要占用4个时隙。

　　可见，EDGE的电路交换方式使得可以占用较少的时隙来实现较高速数据业务，这能降低移动终端实现的复杂度。同时，由于各个用户占用的时隙数比标准GSM系统的少，从而可以增加系统的容量

图2 GSM/GPRS网络体系结构示意图

GSM系统EDGE的部署问题
　　在现有GSM系统中部署EDGE，必然会对原有GSM系统造成一些影响。我们就以下几个方面进行讨论。 　　
　　4.1 对GSM系统体系结构的影响

　　不断增加的EDGE比特率对GSM网络结构提出了新的要求。图1表示了GSM／GPRS网络结构。

图1 EDGE的突发结构
从表面上看，A-bis接口是一个瓶颈。这个接口目前能支持每业务信道速率为16kbps。部署EDGE后，每个业务信道能支持的速率能达到64kbps，这就需要给每个业务信道指配多个A-bis接口时隙。然而，16kbps这个极限由于在GPRS中引入两种编码方式(CS3和CS4)，早就被突破了。这个方式下的最大码率为22.8kbps。因此，A-bis限制问题早就在EDGE标准之外解决了，因此它是与GPRS有关，而与EDGE无关的修正方法。

　　对基于GPRS的分组业务，别的节点的接口已经能够处理更高的比特率，因此，不受影响。对电路交换业务，A接口可以处理每用户64kbps的业务，EDGE电路交换承载者不能超过。

　　4.2对GSM无线网络规划的影响

　　网络运行者能够逐步引入EDGE，这是一个在很大的程度上决定GSM网中EDGE的成功与否的重要的先决条件。对初始部署情况，能支持EDGE业务的收发信机将在EDGE没有开放的地区作为标准GSM／GPRS收发信机存在。因此，能支持GSM、GPRS、EDGE的用户将在同一频段共存。

　　为了减少网络运行者的费用和工作量，无线网络的规划(包括小区规划、频率规划、以及功率设置和其它小区参数)不需要作大的修改。下面将讨论EDGE对无线网络规划影响，其中主要考虑对非透明业务的影响。

　　(1)覆盖规划--包括自动重传请求的非透明无线链路协议的特征，较低的无线链路质量只会引起较低的比特率。因此，低信干比不会引起掉话，但会引起暂时的用户比特率的降低。

　　透明业务承载者一般提供一个恒定的比特率，因此链路质量控制必须与资源指配相结合。这样，动态指配的时隙数与比特率和误比特率的要求相适应。所以，前面定义的透明业务承载者可以用在整个GSM小区中，但是，在小区中心地带，所需要的时隙数比较少(因为这里可以采用8-PSK调制方式)。

　　(2)频率规划--现有GSM系统中，频率利用系数一般为9。然而，也有朝更小的频率再用系数发展的趋势。通过运用跳频和多种频率再用图样，以及不连续发射技术(DTX)，频率再用系数小于3也是可行的。EDGE支持许多种再用图样。实际上，通过采用链路质量控制手段，EDGE可以在任意的频率规划中引入。所以，EDGE可以在现有的GSM频率规划中采用，并且它支持在更紧凑的频率再用方案基础上的未来高容量解决方案。

　　 (3)信道管理--引入EDGE后，基站将有两种收发信机：标准GSM收发信机和EDGE收发信机，如图3所示。

图3 基地收发信机和信道规划的一个例子

　　每个物理信道(时隙)可以看成是以下几种信道之一:
　　·GSM语音和电路交换数据(CSD)
　　·GSM分组数据(GPRS)
　　·GSM语音和电路交换数据(CSD和ECSD)
　　·分组数据(GPRS和EGPRS)

　　标准GSM收发信机只支持以上信道的前面两种信道类型，而EDGE则支持所有四种信道。物理信道可以根据需要在基站动态定义。例如，如果有许多语音用户正在通话，则增加第一、三种信道的数量，当然，代价是减少了GPRS和EGPRS信道的数量。最重要的是信道的管理过程应该是自动的，以避免把信道分成静态的组。因为如果将信道分成静态的组的话，会严重降低线路利用的率，并且也会使得网络运行者面对一个费时、费力的分组问题。