Tarifas de Datos Realzadas para Evolución GSM

Este artículo trata sobre la tecnología de telefonía móvil digital. Para conocer la organización de apoyo educativo para mujeres, consulte la Fundación EDGE . Para el tipo de arquitectura de conjunto de instrucciones llamado EDGE, consulte Ejecución explícita de gráficos de datos . Para otros usos del acrónimo EDGE, consulte Edge (desambiguación) .

La "red perimetral" vuelve a dirigir aquí. Para dispositivos en el borde de una red, consulte Dispositivo perimetral .

El letrero EDGE se muestra en la barra de notificaciones en un teléfono inteligente con Android.

Enhanced Data Rates for GSM Evolution ( EDGE ) (también conocido como Enhanced GPRS ( EGPRS ), IMT Single Carrier ( IMT-SC ) o Enhanced Data rates for Global Evolution ) es una tecnología de telefonía móvil digital que permite velocidades de transmisión de datos mejoradas como extensión compatible con versiones anteriores de GSM . EDGE se considera una tecnología de radio anterior a 3G y forma parte de la definición de 3G de la UIT . ^[1] EDGE se implementó en redes GSM a partir de 2003, inicialmente por Cingular (ahora AT&T) en los Estados Unidos. ^[2]

EDGE también está estandarizado por 3GPP como parte de la familia GSM. Se desarrolló una variante, denominada Compact-EDGE, para su uso en una parte del espectro de la red Digital AMPS . ^[3]

Mediante la introducción de métodos sofisticados de codificación y transmisión de datos, EDGE ofrece velocidades de bits más altas por canal de radio, lo que se traduce en un aumento de tres veces en la capacidad y el rendimiento en comparación con una conexión GSM / GPRS ordinaria.

EDGE se puede utilizar para cualquier aplicación de conmutación de paquetes , como una conexión a Internet .

Evolved EDGE continúa en la versión 7 del estándar 3GPP que proporciona una latencia reducida y un rendimiento más del doble, por ejemplo, para complementar el acceso de paquetes de alta velocidad ( HSPA ). Se pueden esperar tasas de bits máximas de hasta 1 Mbit / sy tasas de bits típicas de 400 kbit / s.

Tecnología

EDGE / EGPRS se implementa como una mejora complementaria para las redes 2.5G GSM / GPRS, lo que facilita la actualización de los operadores GSM existentes. EDGE es un superconjunto de GPRS y puede funcionar en cualquier red con GPRS implementado, siempre que el operador implemente la actualización necesaria. EDGE no requiere que se realicen cambios de hardware o software en las redes centrales GSM. Se deben instalar unidades transceptoras compatibles con EDGE y el subsistema de la estación base debe actualizarse para admitir EDGE. Si el operador ya tiene esto en su lugar, que suele ser el caso en la actualidad, la red se puede actualizar a EDGE activando una función de software opcional. Hoy en día, EDGE es compatible con los principales proveedores de chips tanto para GSM como para WCDMA / HSPA .

Técnicas de transmisión

Además de la codificación por desplazamiento mínimo de Gauss (GMSK), EDGE utiliza la codificación por desplazamiento de fase PSK / 8 de orden superior (8PSK) para los cinco superiores de sus nueve esquemas de modulación y codificación. EDGE produce una palabra de 3 bits para cada cambio en la fase de la portadora. Esto triplica efectivamente la tasa bruta de datos ofrecida por GSM. EDGE, como GPRS , utiliza un algoritmo de adaptación de tasa que adapta el esquema de modulación y codificación (MCS) de acuerdo con la calidad del canal de radio y, por lo tanto, la tasa de bits y la robustez de la transmisión de datos. Introduce una nueva tecnología que no se encuentra en GPRS, redundancia incremental, que, en lugar de retransmitir paquetes perturbados, envía más información de redundancia para ser combinada en el receptor. Esto aumenta la probabilidad de una decodificación correcta.

EDGE puede transportar un ancho de banda de hasta 236 kbit / s (con una latencia de un extremo a otro de menos de 150 ms) para 4 intervalos de tiempo (el máximo teórico es 473,6 kbit / s para 8 intervalos de tiempo) en modo paquete. Esto significa que puede manejar cuatro veces más tráfico que GPRS estándar. EDGE cumple con los requisitos de la Unión Internacional de Telecomunicaciones para una red 3G y ha sido aceptado por la UIT como parte de la familia IMT-2000 de estándares 3G. ^[1] También mejora el modo de datos del circuito llamado HSCSD , aumentando la velocidad de datos de este servicio.

Esquema de codificación y modulación EDGE (MCS)

El proceso de codificación de canal en GPRS y EGPRS / EDGE consta de dos pasos: primero, se utiliza un código cíclico para agregar bits de paridad, que también se conocen como la secuencia de verificación de bloque, seguido de la codificación con un código convolucional posiblemente perforado . ^[4] En GPRS, los esquemas de codificación CS-1 a CS-4 especifican el número de bits de paridad generados por el código cíclico y la tasa de perforación del código convolucional. ^[4] En los esquemas de codificación GPRS CS-1 a CS-3, el código convolucional es de tasa 1/2, es decir, cada bit de entrada se convierte en dos bits codificados. ^[4] En los esquemas de codificación CS-2 y CS-3, la salida del código convolucional se perfora para lograr la tasa de código deseada. ^[4]En el esquema de codificación GPRS CS-4, no se aplica codificación convolucional. ^[4]

En EGPRS / EDGE, los esquemas de modulación y codificación MCS-1 a MCS-9 reemplazan a los esquemas de codificación de GPRS y, además, especifican qué esquema de modulación se utiliza, GMSK u 8PSK. ^[4] MCS-1 a MCS-4 usan GMSK y tienen un rendimiento similar (pero no igual) a GPRS, mientras que MCS-5 a MCS-9 usan 8PSK. ^[4] En todos los esquemas de codificación y modulación EGPRS, se utiliza un código convolucional de velocidad 1/3 y se utiliza punción para lograr la velocidad de código deseada. ^[4] A diferencia de GPRS, los encabezados Radio Link Control (RLC) y Media Access Control (MAC) y los datos de carga útil se codifican por separado en EGPRS. ^[4] Los encabezados están codificados de forma más sólida que los datos. ^[4]

Esquema de codificación GPRS	Tasa de bits, incluida la sobrecarga de RLC / MAC [a] [b] (kbit / s / ranura)	Velocidad de bits excluyendo la sobrecarga de RLC / MAC [c] (kbit / s / ranura)	Modulación	Tasa de código
CS-1	9,20	8.00	GMSK	1/2
CS-2	13.55	12.00	GMSK	≈2 / 3
CS-3	15,75	14.40	GMSK	≈3 / 4
CS-4	21.55	20.00	GMSK	1

Esquema de codificación y modulación EDGE (MCS)	Tasa de bits, incluida la sobrecarga de RLC / MAC [a] (kbit / s / ranura)	Velocidad de bits excluyendo la sobrecarga de RLC / MAC [c] (kbit / s / ranura)	Modulación	Tasa de código de datos	Tasa de código de encabezado
MCS-1	9,20	8.00	GMSK	≈0.53	≈0.53
MCS-2	11.60	10.40	GMSK	≈0.66	≈0.53
MCS-3	15.20	14.80	GMSK	≈0.85	≈0.53
MCS-4	18.00	16,80	GMSK	1	≈0.53
MCS-5	22.80	21.60	8PSK	≈0,37	1/3
MCS-6	30,00	28,80	8PSK	≈0.49	1/3
MCS-7	45,20	44,00	8PSK	0.76	≈0.39
MCS-8	54,80	53,60	8PSK	≈0,92	≈0.39
MCS-9	59,60	58,4	8PSK	1	≈0.39

1. Esta es la velocidad a la que se transmite la unidad de datos del protocolo de capa (PDU) RLC / MAC (llamada bloque de radio). Como se muestra en TS 44.060 sección 10.0a.1, ^[5] un bloque de radio consta de encabezado MAC, encabezado RLC, unidad de datos RLC y bits de reserva. La unidad de datos RLC representa la carga útil, el resto son gastos generales. El bloque de radio está codificado por el código convolucional especificado para un esquema de codificación particular, que produce la misma tasa de datos de la capa PHY para todos los esquemas de codificación.
2. Citado en varias fuentes, por ejemplo, en la tabla 1 de TS 45.001. ^[4] es la tasa de bits que incluye los encabezados RLC / MAC, pero excluye la bandera de estado del enlace ascendente (USF), que es parte del encabezado MAC, ^{[6] que} produce una tasa de bits eso es 0,15 kbit / s menor.
3. La tasa de bits neta aquí es la tasa a la que se transmite la carga útil de la capa RLC / MAC (la unidad de datos RLC). Como tal, esta tasa de bits excluye la sobrecarga del encabezado de las capas RLC / MAC.

EDGE evolucionado

Evolved EDGE , también llamado EDGE Evolution, es una extensión del estándar de telefonía móvil GSM , que mejora EDGE de varias maneras. Las latencias se reducen reduciendo el intervalo de tiempo de transmisión a la mitad (de 20 ms a 10 ms). Las tasas de bits aumentan hasta 1 Mbit / s de ancho de banda máximo y las latencias hasta 80 ms utilizando portadora dual, mayor tasa de símbolos y modulación de orden superior (32QAM y 16QAM en lugar de 8PSK) y códigos turbo para mejorar la corrección de errores. Esto da como resultado velocidades de enlace descendente en el mundo real de hasta 600 kbit / s. ^[7] Además, la calidad de la señal se mejora mediante el uso de antenas duales, lo que mejora las tasas de bits promedio y la eficiencia del espectro.

La principal intención de aumentar el rendimiento de EDGE existente es que a muchos operadores les gustaría actualizar su infraestructura existente en lugar de invertir en una nueva infraestructura de red. Los operadores móviles han invertido miles de millones en redes GSM, muchas de las cuales ya son capaces de soportar velocidades de datos EDGE de hasta 236,8 kbit / s. Con una actualización de software y un nuevo dispositivo compatible con Evolved EDGE (como un teléfono inteligente Evolved EDGE ) para el usuario, estas velocidades de datos se pueden aumentar a velocidades cercanas a 1 Mbit / s (es decir, 98,6 kbit / s por intervalo de tiempo para 32QAM). Es posible que muchos proveedores de servicios no inviertan en una tecnología completamente nueva como las redes 3G . ^[8]

Se realizó una considerable investigación y desarrollo en todo el mundo para esta nueva tecnología. Se ha logrado una prueba exitosa de Nokia Siemens y "uno de los principales operadores de China" en un entorno en vivo. ^[8] Con la introducción de tecnologías inalámbricas más avanzadas como UMTS y LTE, que también se centran en una capa de cobertura de red en bajas frecuencias y la próxima eliminación y cierre de las redes móviles 2G , es muy poco probable que Evolved EDGE vuelva a ver cualquier implementación en redes en vivo. Hasta ahora (a partir de 2016) no existen redes comerciales que admitan el estándar Evolved EDGE (3GPP Rel-7).

Tecnología

Latencia reducida

Con Evolved EDGE vienen tres características principales diseñadas para reducir la latencia en la interfaz aérea.

En EDGE, un solo bloque de datos RLC (que varía de 23 a 148 bytes de datos) se transmite en cuatro tramas, utilizando un solo intervalo de tiempo. En promedio, esto requiere 20 ms para la transmisión unidireccional. Bajo el esquema RTTI, un bloque de datos se transmite en dos cuadros en dos intervalos de tiempo, lo que reduce la latencia de la interfaz aérea a 10 ms.

Además, la latencia reducida también implica el soporte de ACK / NACK (PAN) respaldado por Piggy , en el que un mapa de bits de bloques no recibidos se incluye en bloques de datos normales. Usando el campo PAN, el receptor puede reportar bloques de datos faltantes inmediatamente, en lugar de esperar a enviar un mensaje PAN dedicado.

Una mejora final es el modo no persistente RLC. Con EDGE, la interfaz RLC podría funcionar en modo reconocido o no reconocido. En el modo sin acuse de recibo, no hay retransmisión de los bloques de datos faltantes, por lo que un solo bloque dañado provocaría la pérdida de un paquete IP de capa superior completo. Con el modo no persistente, un bloque de datos RLC puede retransmitirse si tiene menos de cierta antigüedad. Una vez que expira este tiempo, se considera perdido y los bloques de datos posteriores pueden enviarse a las capas superiores.

Doble portadora de enlace descendente

Con Downlink Dual Carrier, la computadora de mano puede recibir en dos canales de frecuencia diferentes al mismo tiempo, duplicando el rendimiento del enlace descendente. Además, si hay un segundo receptor, el dispositivo portátil puede recibir en un intervalo de tiempo adicional en el modo de portadora única, ya que puede superponer la sintonización de un receptor con otras tareas.

Esquemas de modulación superiores

El rendimiento tanto del enlace ascendente como del enlace descendente se mejora mediante el uso de 16 o 32 QAM (modulación de amplitud en cuadratura), junto con códigos turbo y velocidades de símbolo más altas.

Redes

La Asociación Mundial de Proveedores de telefonía móvil (GSA) afirma que, ^[9] en mayo de 2013, había 604 redes GSM / EDGE en 213 países, de un total de 606 compromisos de operadores de redes móviles en 213 países.

Ver también

• Acceso a Internet de banda ancha
• CDMA2000
• Datos de evolución optimizados
• Lista de anchos de banda de dispositivos
• Banda ancha móvil
• Tabla de comparación de eficiencia espectral
• UMTS
• Ensanchar
• Wifi
• Comparación de estándares de telefonía móvil, incluido LTE
• Comparación de estándares de datos inalámbricos, incluidos WiMAX y HSPA +

Referencias

1. "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2009-03-06 . Consultado el 10 de mayo de 2011 .
2. (PDF) http://www.itu.int/ITU-D/imt-2000/MiscDocuments/IMT-Deployments-Rev3.pdf . Consultado el 16 de abril de 2008 . ^{[ enlace muerto ]}
3. ETSI SMG2 99/872
4. Proyecto de asociación de tercera generación (septiembre de 2012). "3GGP TS45.001: Grupo de especificaciones técnicas Red de acceso de radio GSM / EDGE; Capa física en la ruta de radio; Descripción general" . Consultado el 20 de julio de 2013 .
5. Proyecto de asociación de tercera generación (junio de 2015). "3GGP TS45.001: Red de acceso de radio GSM / EDGE del grupo de especificaciones técnicas; Interfaz de estación móvil (MS) - Sistema de estación base (BSS); Protocolo de control de enlace de radio / control de acceso al medio (RLC / MAC); sección 10.0a.1 - Bloque GPRS RLC / MAC para transferencia de datos " . 12.5.0 . Consultado el 5 de diciembre de 2015 .
6. Proyecto de asociación de tercera generación (junio de 2015). "3GGP TS45.001: Red de acceso de radio GSM / EDGE del grupo de especificaciones técnicas; Interfaz de estación móvil (MS) - Sistema de estación base (BSS); Protocolo de control de enlace de radio / Control de acceso al medio (RLC / MAC); sección 10.2.1 - Enlace descendente Bloque de datos RLC " . 12.5.0 . Consultado el 5 de diciembre de 2015 .
7. "EDGE, HSPA y LTE: la ventaja de la banda ancha móvil" (PDF) . Rysavy Research y 3G Americas. 2007-09-01. págs. 58–65. Archivado desde el original (PDF) el 7 de octubre de 2009 . Consultado el 27 de septiembre de 2010 .
8. "Yahoo!" . www.engadgetmobile.com . Archivado desde el original el 17 de noviembre de 2018 . Consultado el 14 de marzo de 2016 .
9. "GSA - el banco de datos EDGE de la Asociación de proveedores móviles globales" . Gsacom.com . Consultado el 5 de marzo de 2013 .

Enlaces externos

• La Asociación Global de Proveedores de dispositivos móviles
• Evolved EDGE como alternativa a 3G
• Un documento técnico de la asociación 3G Americas
• Una opinión sobre Evolved EDGE por Martin Sauter
• Un informe EDGE Evolution de Visant Strategies