淺談 EDGE 演進及其測量
人們普遍認為,在未來一段時間內,GGE/EDGE網(wǎng)絡仍將是全球移動語音和數(shù)據(jù)通信的基礎,尤其是在那些頻譜資源十分匱乏的地區(qū)。在這樣一種情況下,由于GGE/EDGE網(wǎng)絡具有較低的資費水平和眾多的業(yè)務類型(同時支持全球漫游),因而受到極大的歡迎。所以,電信運營商正在積極研究,希望進一步提升現(xiàn)有GGE/EDGE網(wǎng)絡的性能。
EDGE演進(E-EDGE)將會進一步加強GSM/EDGE網(wǎng)絡的通信能力。GSM規(guī)范第7版中對EDGE演進的標準作出了規(guī)定。EDGE演進增添了多種新特性,從而可以進一步擴充系統(tǒng)容量,支持網(wǎng)絡處理不斷增加的數(shù)據(jù)業(yè)務,同時提高了平均數(shù)據(jù)速率和最高數(shù)據(jù)速率,降低了時延——所有這些特性可以為用戶提供更出色的應用體驗。
通常,E-EDGE包括4個可選特性:
*通過兩種特殊的辦法減少時延:快速Ack/Nack報告(FANR)和減小傳輸時間間隔(RTTI);
*下行鏈路雙載波;
*高階調制(HOM)和高符碼率(HSR);
*移動臺接收分集。
這些特性不會對傳統(tǒng)手機產(chǎn)生影響,也不需要額外的頻率資源。此外,除了HSR之外,這些特性對核心網(wǎng)或基站(BTS)硬件沒有任何影響。但是,它們對手機終端開發(fā)者以及設計與測試工具供應商提出了全新的挑戰(zhàn)。為了幫助用戶更好地了解這些挑戰(zhàn),了解如何解決這些問題,我們下面將對E-EDGE的功能以及其測試解決方案進行詳細的介紹。
減小傳輸時間間隔
E-EDGE通過在數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌瑫r隙上對兩個分組數(shù)據(jù)業(yè)務信道(PDTCH)物理信道進行配對,可以減少增強型GPRS(EGPRS)連接中的傳輸時間間隔(TTI)。通常所配對的時隙都具有共同的頻率特性。在這個RTTI配置里,在4個突發(fā)脈沖上進行交叉存取的PDTCH數(shù)據(jù)塊會在兩個幀內以PDTCH對的形式在兩個分組數(shù)據(jù)業(yè)務信道上進行傳輸(如圖1所示)。由于所需傳輸?shù)膸瑪?shù)減半,TTI自身的時間也減半,即降至10ms。
Timeslots(Downlink):時隙(下行鏈路)
Timeslots(Uplink):時隙(上行鏈路)
FRAME#:數(shù)據(jù)幀編號
圖1 BTTI USF模式
RTTI配置可通過兩種上行鏈路狀態(tài)標記(USF)模式中的任意一種模式來實現(xiàn):基礎TTI(BTTI)USF模式或RTTI USF模式。圖1是用于RTTI信道配置的BTTI USF模式。在這種配置中,給定的USF在與分組數(shù)據(jù)信道(PDCH)相關的4個突發(fā)脈沖上進行交叉存取。在PDCH對中最低PDCH上的USF將資源分配到下一個基礎無線數(shù)據(jù)塊周期的第一個無線數(shù)據(jù)塊周期內。在PDCH對中最高PDCH上的USF將資源分配到下一個基礎無線數(shù)據(jù)塊周期的第二個無線數(shù)據(jù)塊周期內。這樣就可以在每個基礎無線數(shù)據(jù)塊周期內向移動臺分配一個不同的USF。
圖2為用于RTTI信道配置的RTTI USF模式。在這種配置中,在下行鏈路(DL)上的每個無線數(shù)據(jù)塊上關聯(lián)(和交叉存?。﹩为毜腢SF。下行鏈路上第一個無線數(shù)據(jù)塊周期中分配的USF,可為同一個基礎無線數(shù)據(jù)塊周期內上行鏈路(UL)上第二個無線數(shù)據(jù)塊周期分配資源。下行鏈路上第二個無線數(shù)據(jù)塊周期中分配的USF,可為下一個無線數(shù)據(jù)塊周期內上行鏈路(UL)上第一個無線數(shù)據(jù)塊周期分配資源。在這種配置中,每個PDCH對都可以有不同的USF。
圖2 RTTI USF模式
快速Ack/Nack報告
3GPP第7版技術規(guī)范在減少時延的程序中對FANR進行了規(guī)定。假定在某個方向上使用一個無線數(shù)據(jù)塊進行數(shù)據(jù)傳輸,那么FANR有可能會捎帶(piggybacked)Ack/Nack信息,該信息與另一方向上的數(shù)據(jù)傳輸有關(例如與臨時數(shù)據(jù)塊流或TBF有關)。該信息可以通過在無線鏈路控制(RLC)數(shù)據(jù)塊中插入一個固定大小的piggybacked ACK/NACK(PAN)字段來實現(xiàn)。因此,加入FANR功能以后,用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線數(shù)據(jù)塊就由一個RLC/媒體訪問控制(MAC)標頭、一個或兩個RLC數(shù)據(jù)塊和一個可選的PAN字段組成。表1顯示了無線數(shù)據(jù)塊的結構。
為了更好地理解FANR概念,請看圖3中的示例:DL TBF在時隙0、1、2和3(TBF1)上進行分配,并與其他TBF(TBF2和TBF3)進行多路復用。圖中假定RLC數(shù)據(jù)短位圖(Short bitmap)的長度只有兩個8位字節(jié)。
圖3 快速Ack/Nack報告操作示例
下行鏈路雙載波
下行鏈路雙載波(DLDC)最顯著的好處是,它克服了GSM無線接口的一個主要缺點——200kHz載波帶寬。DLDC的峰值數(shù)據(jù)速率接近1Mb/s。
DLDC意味著,同一個終端可以接收或發(fā)送獨立載頻上的兩個載波(或是在跳頻情況下的MAIO:s)。圖4顯示了一個示例,圖左側是4時隙單載波分配中的無線數(shù)據(jù)塊,而圖右側是2×4時隙雙載波分配中的無線數(shù)據(jù)塊。這兩個頻率(在跳頻情況下是MAIO:s)通常不相鄰。
圖4 下行鏈路雙載波操作示例
高階調制和高符碼率
3GPP第7版中介紹了兩個名詞:EGPRS2A和EGPRS2B,它們分別代表HOM和HSR。由于EGPRS2B在實施中可能需要升級BTS硬件,所以在最初應用階段一般不如EGPRS2A使用得那么廣泛。下面介紹了EGPRS2A和EGPRS2B UL與DL的情況。
● EGPRS2A 下行鏈路
EGPRS2A DL提供了8種全新的調制編碼方案(DAS-5至DAS-12),所有這些方案都使用Turbo編碼,如表2所示。
● EGPRS2A上行鏈路
EGPRS2A UL提供了5種全新的調制編碼方案(UAS-7至UAS-11),所有這些方案都使用了Turbo編碼,如表3所示。
● EGPRS2B下行鏈路
該EGPRS2B DL提供了8種全新的調制編碼方案(DBS-5至DBS-12),如表4所示。所有這些方案都使用了Turbo編碼和325ksymbol/s的HSR時鐘。
● EGPRS2B 上行鏈路
EGPRS2B UL提供了8種全新的調制編碼方案(UBS-5至UBS-12),如表5所示。所有這些方案都使用了Turbo編碼和325ksymbol/s的HSR時鐘。
移動臺接收分集
接收分集能力可以提高移動臺在高干擾和密集部署地區(qū)的靈敏度和穩(wěn)定性。它通過使用額外的天線,提高了移動臺的接收性能。事實上,單天線干擾消除(SAIC)功能的推出,已經(jīng)滿足了下行鏈路高級接收機性能(DARP)的要求,證明了移動臺接收機性能有所增強,可顯著提高頻譜效率。移動臺接收分集能進一步提高高斯最小頻移鍵控(GMSK)調制信號的干擾消除性能。此外,與SAIC相比,移動臺分集接收能顯著增強8PSK調制信號的干擾消除性能。
設計和測試工具的含義
雖然這些新的E-EDGE特性有很多重要的優(yōu)勢,但也給設計和測試工作帶來了新的挑戰(zhàn).設計和測試工具必須能夠配置以及測試RTTI、FANR、DLDC和HOM功能。更具體地說,它們必須:
*為開發(fā)者提供選擇以下模式的能力:TTI模式(BTTI或RTTI)和USF模式(當選擇了RTTI模式時);
*提供FANR設置(例如,啟用/禁用FANR狀態(tài)、基于事件的FANR狀態(tài)、PAN編碼類型、PAN內容產(chǎn)生、時基FANR時間轉換和CES/P字段),允許靈活設置FANR測試;
*允許客戶啟用/禁用DLDC狀態(tài)、配置通信信道、頻率跳轉狀態(tài)、MAIO、功率減少、調制和編碼方案,以及支持雙載波的多時隙配置;
*支持EGPRS2A UL和DL調制和編碼方案。
圖5 Agilent 8960無線通信測試儀中的EDGE演進解決方案能夠對E-EDGE的新特性進行測試
結論
E-EDGE為設計與測試工具的供應商提出了新的挑戰(zhàn)。幸運的是,8960提供的新型EDGE演進測量功能(包括協(xié)議端設計驗證與射頻測量)的出現(xiàn)可以解決這些難題。完備靈活的測量功能將極大地加快E-EDGE的開發(fā)與推廣。