ITU/IMT
2000 organizacija
EDGE, Tehnologija poboljšane brzine prijenosa za globalnu
evoluciju
UMTS, Univerzalni sustav pokretnih telekomunikacija
GERAN, GSM/EDGE radio pristupna mreža
8-PSK sustav - 8 Phase Shift Keying
Sažetak
ETSI/3GPP
R99 obuhvaća prvu skupinu standarda pokretnih sustava koji su
sukladni tehničkim zahtjevima postavljenim u sklopu
ITU/IMT-2000 projekta. Ti standardi ujedno definiraju i dva
najvažnija pokretna sustava sljedeće generacije -
univerzalni sustav pokretnih telekomunikacija (UMTS -
Universal Mobile Telecommunications Systems) i tehnologiju
poboljšane brzine prijenosa za globalnu evoluciju (EDGE -
Enhanced Data Rate for Global Evolution). Dok primjena UMTS-a
zahtijeva korištenje potpuno novog frekvencijskog spektra,
EDGE omogućava prirodnu evoluciju u trenutačno raspoloživim
frekvencijskim područjima od 450, 700, 850, 900, 1800 i 1900
MHz. Najvažnije osobine EDGE tehnologije proizlaze iz
primjene spektralno djelotvornije modulacijske tehnike i
optimizacije protokolnog složaja radijskog sučelja. Korištenje
8-PSK modulacije omogućava ostvarivanje brzina prijenosa
podataka do 473.6 kbit/s po jednom korisniku, dok unaprjeđenje
protokolnog složaja jamči pouzdaniju i bržu komunikaciju u
promjenjivom radijskom okruženju. Ovaj članak donosi pregled
najvažnijih sastavnica EDGE tehnologije, njenu usporedbu sa
sadašnjom GPRS tehnologijom te moguće smjerove njenoga budućeg
razvoja.
1.
Uvod
kazalo
Standardizacija
tehnologije poboljšane brzine prijenosa za globalnu evoluciju
(EDGE -Enhanced Data Rates for Global Evolution) započela je
u okviru ETSI/SMG2 (European Telecommunication Standard
Institute/ Special Mobile Group2) standardizacijskog tijela
1997. g. s početkom rada na studiji izvedivosti koju su
predložila dva vodeća svjetska proizvođača pokretnih
sustava - Nokia i Ericsson. Cilj je bio istražiti mogućnost
povećanja brzine prijenosa podataka u okviru GSM (Global
System for Mobile Commmunication) standarda putem uvođenja
naprednije modulacijske tehnike.
U početku
je u žarištu zanimanja bila QAM (Quadrature Amplitude
Modulation) modulacijska tehnika, koja je u međuvremenu odbačena
zbog složenog načina tehničke izvedbe primopredajnika.
Primopredajnici u tom slučaju trebaju biti zasnovani na
linearnim pojačalima snage, a sam QAM ima prilično
nepovoljan odnos vršne prema srednjoj vrijednosti od više od
4dB. Na kraju je odabrana 8-PSK (Phase Shift Keying)
modulacija zbog nižeg omjera vršne i srednje vrijednosti kao
i zbog činjenice da je ista modulacija već bila odabrana u
okviru DAMPS (Digital American Mobile Phone Standard)
standarda.
Studija
izvedivosti završena je krajem 1998. g., podjelom EDGE
standardizacije u tri glavna područja:
- Standardizacija
prva dva sloja protokola radijskog sučelja
- Standardizacija
podsustava temeljnog dijela mreže
- Standardizacija
podsustava radijskog dijela mreže.
EDGE
općenito podrazumijeva dvije sastavnice, od kojih je jedna
usmjerena na komutaciju kanala (ECDS - Enhanced Circuit Switch
Data), a druga na komutaciju paketa (EGPRS - Enhanced General
Packet Radio Service).
Standardizacija prva dva sloja protokola radijskog sučelja
obuhvatila je uglavnom specificiranje modulacijske tehnike i
tehnika kanalnog kodiranja.
Standardizacija sustava temeljnog dijela mreže definirala je
posljedice uvođenja EDGE-a na registar vlastitih pretplatnika
(HLR -Home Location Register), komutacijski čvor pokretne mreže
(MSC - Mobile Switching Center), SGSN (Serving GPRS Support
Node) čvor, usmjerenik pokretnog prospojnog centra (GMSC -
Gateway Mobile Switching Center) i GGSN (Gateway GPRS Support
Node) čvor, dok se standardizacija sustava radijskog dijela
mreže usmjerila na izvedbu EDGE funkcionalnosti unutar
osnovne primopredajne stanice (BTS - Base Transceiver Station)
i upravljački dio osnovne postaje (BSC - Base Station
Controller) elemenata. Od samoga početka razvoja EDGE
tehnologije postavljeni su vrlo oštri uvjeti njene potpune
sukladnosti s već postojećom GSM tehnologijom.
Tako je, npr., definirano da EDGE i non-EDGE terminali moraju
biti u stanju dijeliti jedan te isti vremenski odsječak te da
EDGE i non-EDGE primopredajnici moraju biti u stanju koristiti
isti frekvencijski spektar. Kako bi se olakšao razvoj
terminala i njihova proizvodnja, u sklopu standarda je
definirana opcija po kojoj je podrška za 8-PSK modulaciju
obavezna samo u vezi prema dolje.
Prva
faza standardizacije EDGE-a, završila je s ETSI/3GPP R99
standardom, dok je druga faza standardizacije započela u
okviru 3GPP-a u ljeto 2002. Glavni cilj druge faze je usklađivanje
EDGE-a s UMTS-om kako bi se osigurala ista kvaliteta usluga
zasnovanih na IP (Internet Protocol) multimediji. Ovaj članak
obrađuje unaprijeđenu tehnologiju općih paketnih radijskih
usluga (EGPRS - Enhanced General Packet Radio Service)
primijenjenu u EDGE-u onako kako je on definiran u okviru
ETSI/3GPP R99 standarda.
2 Pregled EGPRS sustava
kazalo
Uvođenje
GPRS-a imalo je daleko veći utjecaj na temeljnu sastavnicu
pokretne mreže, nego što ga ima uvođenje EGPRS-a .
S
GPRS-om pokretne mreže su dobile dva nova logička čvora:
SGSN čvor i GGSN čvor, dok je BSC čvor nadopunjen s PCU
(Packet Control Unit) jedinicom. EGPRS za svoj rad u
potpunosti iskorištava postojeće elemente temeljne mreže,
dok radijska mreža zahtijeva primjenu novih primopredajnika u
baznim (BS - Base Station) i pokretnim stanicama (PS). Uporaba
novih primopredajnika ne može se izbjeći jer proizlazi iz činjenice
da EGPRS na fizičkom sloju radijskog sučelja uvodi
spektralno djelotvorniju 8-PSK modulacijsku tehniku. Na taj način
jedan fizički kanal (vremenski odsječak) može poslužiti više
korisnika podatkovnih usluga, oslobađajući dodatni prometni
kapacitet za govornu uslugu u radijskoj mreži. S druge pak
strane, korisnicima će biti omogućeno ostvarivanje većih
brzina prijenosa po jednom fizičkom kanalu.
Osnovni
parametri EGPRS tehnologije i njihova usporedba s GPRS-om je
prikazana u Tablici 1. Kako se može primijetiti, brzina
simbola za obje tehnologije je jednaka, dok glavna razlika leži
u modulacijskoj brzini prijenosa. Ona je u pravilu u okviru
EGPRS-a za tri puta veća od modulacijske brzine prijenosa u
GPRS-u. Ovdje je bitno naglasiti da u pojedinim slučajevima
EGPRS koristi istu modulacijsku tehniku kao i GPRS pa tada
prethodno iznesena tvrdnja ne vrijedi. Međutim, o tome će više
riječi biti kasnije. Također, važno je naglasiti da se
radijske brzine prijenosa razlikuju od brzina prijenosa kojima
raspolažu krajnji korisnici. Radijske brzine prijenosa uključuju
prijenos podataka u kojima je sadržana određena razina
zalihosti uslijed zaglavlja koja se dodaju na pojedinim
slojevima komunikacijskoga protokola. Korisničke brzine
prijenosa su definirane jedino s informacijskim bitovima koji
su važni za rad aplikacije.
U slučaju
EGPRS-a, vrlo često se spominju i brzine prijenosa od 384
kbit/s. Navedenu brzinu je definirala ITU (International
Telecommunication Union) organizacija kao donju graničnu
brzinu prijenosa koju pojedini sustav mora biti u mogućnosti
osigurati u tzv. pedestrian okruženju kako bi ušao u skupinu
IMT 2000 standarda.
Ako
brzina od 384 kbit/s treba biti ostvarena s osam vremenskih
odsječaka, tada brzina po jednom vremenskom odsječku treba
iznositi 48 kbit/s. Podaci iz Tablice 1. ukazuju na to da
EGPRS, uz WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) i
CDMA (Code Division Multiple Access) 2000 tehnologije,
punopravno pripada skupini IMT 2000 standarda.
3
Svojstva EGPRS tehnologije
kazalo
Uvođenje
EGPRS-a ima utjecaj na slojeve GPRS protokola koji su na Slici
3. osjenčani. Osim fizičkog protokola (GSM RF - GSM Radio
Frequency) koji doživljava najveće promjene, uvođenje
EGPRS-a ima velik utjecaj i na susjedni sloj podatkovne veze
(RLC/MAC - Radio Link Control/Medium Access Control). BSSGP
(Base Station System GPRS Protocol) protokol, pak, doživljava
manje promjene, dok ostatak protokolnog složaja ostaje
potpuno očuvan.
Funkcionalno
gledano, u odnosu na GPRS, EGPRS unosi najveće promjene u
sljedeća tri područja:
- Modulacija
i kanalno kodiranje
- Postupak
prijenosa podataka
- Nadzor
kvalitete radijske veze.
Gore
navedena tri područja bit će, svaka u zasebnoj cjelini,
detaljnije razmatrana u nastavku.
3.1
Modulacija i kanalno kodiranje
GPRS
je kao i GSM zasnovan na istoj modulacijskoj tehnici - GMSK
(Gaussian Minimum Shift Keying) tehnici koja predstavlja
podvrstu fazne modulacije. GMSK modulacija se može predočiti
s tzv. I/Q dijagramom koji pokazuje stvarnu (I) i zamišljenu
(Q) sastavnicu odašiljanog signala. Prijenos bita koji
predstavlja logičku znamenku "0" ili logičku
znamenku "1" se obavlja putem promjene faze
odaslanog signala za ±p/2. Svaki simbol koji se pri tome
prenese predstavlja jedan bit (Slika 4. ) pri čemu se svaki
pomak faze predstavlja različitim simbolom.
8-PSK
modulacija je linearna modulacija, pri čemu se jednom simbolu
u I/Q ravnini pridružuju tri različita bita (Slika
5.).
Njeno najvažnije obilježje je da može koristiti istu
strukturu 200 KHz širokog fizičkog kanala kao i GMSK
modulacija. Uz to, 8-PSK modulacija pokazuje jednaka svojstva
po pitanju stvaranja interferencije na susjednim kanalima, kao
i GMSK, što otvara mogućnost potpune integracije EGPRS-a u
okviru postojećih radijskih frekvencijskih planova.
Međutim,
primjena 8PSK modulacije za sobom nosi i određene
potencijalne nedostatke. Tako je, npr., udaljenost između
pojedinih simbola u I/Q ravnini manja nego u slučaju GMSK
modulacije. Iz toga slijedi da je radijskom prijamniku, u tom
slučaju, teže odrediti koji je točno simbol u određenom
trenutku primio. Kada su radijski uvjeti dobri, to i nije
toliko bitno, međutim, kada se radijski uvjeti pogoršaju,
kvaliteta prijenosa može biti ugrožena. Kako bi se to spriječilo,
izvornim bitovima se dodaju dodatni, tzv. zaštitni, bitovi
koji omogućavaju ispravak pogrešno prenesenih bitova.
Navedeni postupak se naziva kanalno kodiranje.
U
okviru GPRS standarda su definirane četiri sheme kanalnog
kodiranja (CS 1-4 - Coding Schemes 1-4), pri čemu svaka sadržava
određeni broj zaštitnih bitova kako bi se na optimalan način
prilagodila radijskim uvjetima. EGPRS definira devet tzv.
modulacijsko- kodnih shema (MCS 1-9- Modulation and Coding
Schemes 1-9). MCS 1-4 koriste GMSK modulaciju, dok MCS 5-9
koriste 8-PSK modulaciju. Slika 5.
prikazuje brzine prijenosa
po jednom vremenskom odsječku za različite kodne sheme za
GPRS i EGPRS na radijskoj vezi ako RLC/MAC zaglavlje nije uračunato.
Dok GPRS doživljava zasićenje na brzinama prijenosa od 20
kbps po vremenskom odsječku bez mogućnosti povećanja brzine
prijenosa u povoljnim radio uvjetima, EGPRS omogućava bolje
korištenje povoljnijih radijskih uvjeta postupno povećavajući
brzinu prijenosa do maksimalno mogućih 59.2 kbit/s.
Također
je zanimljivo da GPRS i EGPRS u jednakim radijskim uvjetima i
uz primjenu iste GMSK modulacije imaju različite brzine
prijenosa. Uzrok leži u različitim veličinama zaglavlja
EGPRS i GPRS paketa te u naprednijem postupku prijenosa
podataka izvedenom u okviru EGPRS-a.
3.2
Postupak prijenosa podataka
Cijeli
postupak prijenosa podataka u EGPRS-u kao i u GPRS-u je
izrazito složen. Stoga se u ovom dijelu uglavnom izlažu samo
najvažnije prednosti EGPRS-a nad GPRS-om koje se mogu
objediniti u sljedeće četiri značajke:
- Ponavljanje
slanja podataka(retransmisija) uz promjenu kodne sheme
- Veličina
adresnog prostora RLC/MAC okvira
- Točnost
procjene radijskih uvjeta
- Izvedba
mehanizma ispreplitanja (interleaving).
Kako
bi se IP paket isporučio korisnikovoj pokretnoj stanici, on
iz vanjske mreže preko GGSN čvora dolazi do SGSN čvora.
SGSN dijeli IP paket na manje podatkovne jedinice nazvane LLC
PDU (Logical Link Control Packet Data Units), pri čemu im se
dodaju posebna zaglavlja. PCU jedinica u okviru BSC čvora
zaprima LLC PDU jedinice te ih zatim dijeli na još manje
podatkovne jedinice, tzv. radijske blokove. Radijskim
blokovima se, također, dodaje posebno zaglavlje u okviru
RLC/MAC sloja. Nakon toga, svaki se radijski blok dijeli u četiri
snopa (bursts) i odašilje preko radijskoga sučelja u okviru,
od prije poznate, GSM TDMA (Time Division Multiple Access)
strukture.
Vrijeme
potrebno da se jedan radijski blok prenese iznosi 20 ms. Ovo
je slučaj za sve kodne sheme u okviru GPRS-a, kao i za većinu
kodnih shema u okviru EGPRS-a. Međutim, EGPRS najviše kodne
sheme MCS 7-9 su u stanju poslati dva radijska bloka u okviru
20 ms.
U
radijskim mrežama s ograničenim brojem frekvencija ili
slabije izvedenim frekvencijskim planiranjem često se susreće
problem istokanalne interefencije. Istokanalna interferencija
je smetnja koja proizlazi iz rada jednog ili više
primopredajnika na istoj frekvenciji pa se oni međusobno
ometaju u radu. U takvim uvjetima može se dogoditi da se
jedan ili više radijskih blokova ne prenesu na ispravan način.
Tada je potrebno izvršiti ponovno slanje ili retransmisiju. U
EGPRS-u za razliku od GPRS-a je moguće izvršiti ponovno
slanje s kodnom shemom koja je različita od one primijenjene
u prethodnom pokušaju. To će obično voditi k uporabi
robusnije kodne sheme, tj. kodne sheme s većim brojem zaštitnih
bitova. U pravilu na ovaj način se znatno povećava
vjerojatnost uspješnog prijenosa radijskog bloka. U suprotnom
(npr. u GPRS-u), retransmisija bi se obavila s istom kodnom
shememom i pod pretpostavkom nepromijenjenih radijskih uvjeta,
završila bi neuspješno.
Predajnik
svakom zaglavlju radijskog bloka prije odašiljanja pridružuje
određeni adresni broj. U GPRS standardu adresni brojevi mogu
poprimiti vrijednost od 1 do 64, nakon čega adresiranje počinje
iz početka. Nakon što predajnik uputi slijed od, npr., 10
radijskih blokova prema prijamniku, predajnik mu upućuje upit
o ispravnosti prenesenih blokova. Prijamnik će tada u obliku
ACK/NACK izvješća upoznati predajnik s tim koji blokovi
jesu, a koji nisu ispravno preneseni, koristeći njihove
adresne brojeve. U slučaju neispravno prenesenih blokova, bit
će zahtijevano ponovno slanje.
U
EGPRS standardu definiran je daleko veći adresni prostor - od
1 do 1024. Prednost većega adresnog prostora prikazana je na
Slici 6. Pretpostavimo da je radijski blok s adresom 2 u prvom
pokušaju pogrešno prenesen i da će kao takav zahtijevati
ponovno slanje. Ako i u slučaju ponovnog slanja dođe do greške
u prijenosu, mreža će pokušati izvršiti cijeli niz
retransmisija, sve dok na red ne dođe slanje novog radijskog
bloka s istom adresom, ali iz nove LLC PDU jedinice. Kada se
ovo dogodi, mreža će dopustiti još određeni broj dodatnih
pokušaja ponovnog slanja kroz unaprijed definirani vremenski
period. Ako i nakon ovog vremenskog perioda, radijski blok ne
bude ispravno prenesen, može se dogoditi da se cijela LLC PDU
jedinica mora ponovno poslati. Drugim riječima, svi do tada
ispravno preneseni radijski blokovi koji su pripadali toj
istoj LLC PDU jedinici gube na važnosti te će biti preneseni
još jednom. Jasno je da ponovno slanje čitavog slijeda već
ispravno prenesenih radijskih blokova vodi k nedjelotvornosti
u korištenju komunikacijskog kanala i samim time k nižoj
brzini prijenosa podataka. Povećanjem adresnog prostora snižava
se vjerojatnost potrebe za ponovnim slanjem cijele LLC PDU
jedinice i smanjenja same brzine prijenosa.
U
dijelu 3.1 je spomenuto da je u okviru GPRS-a i EGPRS-a moguće
ostvariti različite brzine prijenosa ovisno o kvaliteti
radijske veze. Dakle, ovisno o tome je li radijska veza bolja
ili lošija, može se odabrati kodna shema s većom ili manjom
zaštitnom zalihosti i na taj način ostvariti manja ili veća
brzina prijenosa korisnih podataka. Sama mreža može odabrati
određene kodne sheme u stvarnom vremenu kroz postupak koji se
naziva prilagodba veze (link adaptation). Uspješnost
prilagodbe veze ovisi o uspješnosti odabira kodne sheme, tj.
o točnosti procjene radijskih uvjeta. U GPRS-u se odabir
kodne sheme zasniva na mjerenjima preuzetim iz klasičnog
GSM-a preko parametara kao što su snaga nosioca (Carrier
Strength) ili učestalost pogrešnih bitova (BER - Bit Error
Rate). Ovaj način mjerenja je prikladan za govor, ali ne i za
prijenos podataka gdje je potrebno raspolagati puno točnijim
i bržim uvidom u stanje radijske veze.
GPRS
pokretna stanica, npr., mjeri interferenciju tijekom neiskorištenih
snopova (idle bursts). Na taj način se tijekom 240 ms mogu
provesti najviše dva mjerenja, što je premalo za donošenje
ispravnoga zaključka o stanju radijske veze. S druge pak
strane, EGPRS omogućava znatno učestalija mjerenja koja se
provode tijekom svakog snopa, pri čemu se izvješće o
kvaliteti radijske veze sastoji od dva najvažnija parametra:
srednje vjerojatnosti pogreške bita RLC bloka (Mean Bit Error
Probability of an RLC block) i koeficijenta promjene
vjerojatnosti pogreške bita RLC bloka (Coefficient Variation
of the Bit Error Probability of an RLC Block). Vrijednost
vjerojatnosti pogreške bita izravna je posljedica odnosa
vrijednosti signala prema interferenciji, raspršenja
vremenske sastavnice signala i brzine kretanja pokretne
stanice. Veličina promjenjivosti vjerojatnosti pogreške bita
za nekoliko snopova osigurava dodatne informacije o brzini
pokretne stanice i tehnici frekvencijskoga skakanja (frequency
hopping).
Ispreplitanje
(interleaving) je sljedeće područje u kojem EGPRS donosi
poboljšanja u odnosu na GPRS standard. Osnovna misao vodilja
je bila povećati djelotvornost rada najmanje zaštićenih
kodnih shema u uvjetima frekvencijskog skakanja. U okruženju
frekvencijskog skakanja, radijski uvjeti se mijenjaju za svaki
pojedini odaslani snop. U GPRS-u se jedan radijski blok
isprepliće i prenosi preko četiri snopa. U slučaju da se
jedan od snopova ne prenese ispravno, cijeli radijski blok će
se morati ponovno poslati (Slika 7.
). Kako GPRS kodna shema
CS 4 ne koristi gotovo nikakvo zaštitno kodiranje, vrlo
velika je vjerojatnost da će najmanje jedan od snopova biti
pogrešno prenesen.
Kod
EGPRS-a najviše kodne sheme MCS 7-9 prenose dva radijska
bloka preko četiri snopa, tako da se ispreplitanje provodi
samo preko dva snopa tako da se vjerojatnost retransmisije u
slučaju pogrešno prenesenog snopa smanjuje za pola. Na taj
način i najmanje zaštićene kodne sheme mogu naći svoje
mjesto pri primjeni tehnike frekvencijskog skakanja.
3.3
Nadzor kvalitete veze
Poboljšanja
navedena u dijelu 3.2 uvelike utječu i na unaprjeđenje
funkcioniranja nadzora kvalitete veze. Međutim, za prilagodbu
trenutačnim radijskim uvjetima, osim prilagodbe veze, EGPRS
koristi i dodatnu, napredniju metodu nazvanu povećana
zalihost (incremental redundancy). EGPRS, također, omogućava
da se prilagodba veze koristi u kombinaciji s povećanom
zalihošću omogućujući rad nadzora kvalitete veze na
izrazito djelotvoran način.
Prilagodba
veze kao osnovu za svoj rad koristi informacije o kvaliteti
radijskog okruženja. Navedena mjerenja može obaviti pokretna
stanica u slučaju veze prema dolje ili mreža u slučaju veze
prema gore. Na temelju ovih informacija odabire se
najprikladnija kodna shema s kojom će se prenijeti sljedeća
skupina radijskih blokova. U slučaju veze prema gore, mreža
obavještava pokretnu stanicu koju kodnu shemu treba koristiti
pri slanju podataka. MCS se može promijeniti za svaki
radijski blok, ali se u praksi mijenja nakon zaprimanja novog
izvješća o kvaliteti radijske veze.
S
druge pak strane, povećana zalihost se ne temelji na
rezultatima mjerenja kvalitete radijske veze. Iz toga
proizlazi da mreža u svom radu ne odabire odgovarajuću kodnu
shemu, već da podatke šalje koristeći stalno istu kodnu
shemu, i to obično onu s najmanjom zalihošću (npr. MCS 9).
U slučaju
nepovoljnih radijskih uvjeta, cijeli način rada se zasniva na
višestrukim ponovnim slanjima, pri čemu je prijamnik pomoću
tzv. soft-combining metode u stanju složiti radijski blok na
osnovi njegovih ispravno primljenih dijelova koji potječu iz
pojedinih ponovnih slanja. Ponovna slanja istog radijskog
bloka se ponavljaju sve dok se cijeli radijski blok ne
dekodira na uspješan način. EGPRS standard propisuje da
pokretne stanice obavezno moraju podržavati tehniku povećane
zalihosti.
Ako
se usporedi kvaliteta prijenosa za postupke prilagodbe veze i
povećane zalihosti, povećana zalihost ostvaruje znatnu
prednost u svim radijskim uvjetima prema Slici 8. U stvarnim
uvjetima ta prednost je još i veća jer je pri usporedbi korištena
idealna funkcija prilagodbe veze koja u stvarnosti daje lošije
rezultate zbog nesavršenosti mjerenja i načina rada
algoritama petlje nadzora.
U
stvarnosti se, međutim, najčešće koristi kombinacija
postupaka prilagodbe veze i povećane zalihosti. Razlog leži
u procesorskim i memorijskim ograničenjima pokretnih stanica
pri izvršavanju velikog broja soft-combining procedura. Tako
se povećana zalihost koristi kao primaran mehanizam koji se
nadopunjuje s prilagodbom veze kada pokretna stanica dođe u
stanje pomanjkanja memorijskog kapaciteta.
4 Usporedba raspoloživog radijskog kapaciteta kod GPRS i EGPRS tehnologija
kazalo
Za
objektivnu usporedbu GPRS i EGPRS tehnologija potrebno je
definirati pravedne početne uvjete. Tako je u ovom slučaju
pretpostavljen jednostavan WWW (World Wide Web) prometni model
pri čemu brzina prijenosa podataka po jednom korisniku na RLC
sloju iznosi 32 kbit/s. Radijsko okruženje predstavlja mreža
koja je frekvencijski planirana prema 4/12 principu pri čemu
se razmatra ćelija s jednim nositeljem gdje se 5 vremenskih
odsječaka može koristiti za prijenos podataka.
Rezultati
predstavljeni na Slici 9.
su zasnovani na sljedećim
pretpostavkama:
- Sustav
je ograničen s količinom interferencije.
- GPRS
koristi savršenu prilagodbu veze, a EGPRS savršenu povećanu
zalihost.
- Primjenjuje
se WWW prometni model.
-
Kvaliteta
usluge: Granica kvalitete je postavljena tako da svaki
korisnik 10% vremena ostvaruje 8 kbit/s po vremenskom
odsječku. To znači da sustav, iako je opterećen s najvećim
mogućim brojem korisnika, i dalje zahtijeva da brzina
prijenosa po korisniku i po vremenskom odsječku bude
bolja od 8 kbit/s tijekom više od 90% vremena.
S
desne polovice slike jasno se može vidjeti da EGPRS može
podržati gotovo tri puta veći broj korisnika od GPRS-a. Ako
se u razmatranje uzme lijeva polovica slike, tada se dolazi do
zaključka da EGPRS ne samo da osigurava podršku većem broju
korisnika od GPRS-a, nego istim tim korisnicima pruža i bolju
kvalitetu usluge. Tako će, npr., uz prethodno navedene
uvjete, EGPRS korisnici u prosjeku raspolagati s dvostruko većim
brzinama prijenosa.
5 Ericssonov EGPRS sustav
kazalo
Ericsson
je vodeći dobavljač EGPRS tehnologije u svijetu s više od
deset sklopljenih tržišnih ugovora s operatorima širom
svijeta (studeni, 2003). Početkom srpnja 2003. jedan od vodećih
operatora u Sjedinjenim Američkim Državama, Cingular prvi je
u svijetu svojim korisnicima omogućio korištenje svih
prednosti EGPRS tehnologije temeljene na Ericssonovom rješenju.
Uvođenje
EGPRS tehnologije kao nadogradnje GPRS-u u slučaju
Ericssonovog rješenja je pojednostavljeno do krajnjih granica
(Slika 10.). Sve već postojeće sastavnice Ericssonovog GPRS
sustava su sukladne s EGPRS tehnologijom. Jedina nadopuna koja
se niti teorijski nije mogla izbjeći vezana je uz primjenu
novih primopredajnika u baznim stanicama.
Ovdje treba posebno naglasiti da se EGPRS primopredajnik uspješno
uklapa u sve Ericssonove bazne stanice isporučene nakon 1995.
g. uključujući tu, naravno, i dvije najzastupljenije skupine
ovih proizvoda - RBS 2x02 i RBS 2x06. Na taj način se
operatorima omogućava da svojim krajnjim korisnicima na troškovno
prihvatljiv način i u najkraćem mogućem roku ponude sve
prednosti ove tehnologije.
6 Zaključak
EGPRS
je tehnologija koja kroz uvođenje promjena na prvom i drugom
sloju radijskog sučelja značajno poboljšava svojstva
radijskih mreža koje se temelje na GSM standardu. Poboljšanje
svojstava zrcali se u većem kapacitetu i boljoj kvaliteti
usluga koje EGPRS tehnologije koriste kao prijenosni
mehanizam. Međutim, EGPRS je bitan zato što kao tehnologija
predstavlja polaznu točku za daljnje usklađivanje postojećih
GSM mreža s nadolazećim UMTS mrežama. Navedeno usklađivanje
glavna je tema GERAN (GSM/EDGE Radio Access Network) programa
unutar 3GPP standardizacijskog tijela. Usklađivanje streaming
i konverzacijske klase treba omogućiti bolju podršku za
usluge koje zahtijevaju odziv u stvarnom vremenu. Glavna
pokretačka snaga ovog djelovanja je trenutačni trend
migracije telekomunikacijskih sustava od komutacije kanala
prema komutaciji paketa. Krajnji cilj je stvoriti jedinstveno
radijsko okruženje koje će na najbolji mogući troškovni i
tehnički način biti u mogućnosti podržati nadolazeće
usluge temeljene na IP multimediji .
Popis
kratica
kazalo
3GPP |
3rd
Generation Partnership Project |
BER |
Bit
Error Rate |
BS |
Bazna
stanica |
BSC |
Base
Station Controller |
BSSGP |
Base
Station System GPRS Protocol |
BTS |
Base
Transceiver Station |
CDMA |
Code
Division Multiple Access |
CS |
Coding
Scheme |
DAMPS |
Digital
American Mobile Phone Standard |
ECDS |
Enhanced
Circuit Switched Data Service |
EDGE |
Enhanced
Data Rates for Global Evolution |
EGPRS |
Enhanced
General Packet Radio Service |
ETSI |
European
Telecommunications Standard Institute |
GGSN |
Gateway
GPRS Support Node |
GMSC |
Gateway
Mobile Switching Center |
GMSK |
Gaussian
Minimum Shift Keying |
GPRS |
General
Packet Radio Service |
GSM |
Global
System for Mobile communications |
GTP |
GPRS
Tunnelling Protocol |
HLR |
Home
Location Register |
IMT-2000 |
International
Mobile Telecommunications 2000 |
IP |
Internet
Protocol |
ITU |
International
Telecommunication Union |
LLC |
Link
Layer Control |
MAC |
Medium
Access Control |
MCS |
Modulation
Coding Scheme |
MSC |
Mobile
Switching Center |
NS |
Network
Service |
PDU |
Packet
Data Unit |
PS |
Pokretna
stanica |
PSK |
Phase
Shift Keying |
QAM |
Quadrature
Amplitude Modulation |
RLC |
Radio
Link Control |
SGSN |
Serving
GPRS Support Node |
SMG |
Special
Mobile Group |
SNDCP |
Sub
Network Dependent Convergence Protocol |
TCP |
Transmission
Control Protocol |
UDP |
User
Datagram Protocol |
UMTS |
Universal
Mobile Telecommunication System |
WCDMA |
Wideband
Code Division Multiple Access |
WWW |
World
Wide Web |
kazalo
Literatura
[1]
GSM TS 03.60
[2] GSM TS 04.60
[3] GSM TS 43.051
[4] Ericssonovi interni materijali
kazalo
|