معدلات بيانات محسنة لـ GSM Evolution

الموسوعة الحرة
ظهور علامة EDGE في شريط الإشعارات على هاتف ذكي يعمل بنظام Android
جزء من سلسلة عن
تقنيات الشبكات اللاسلكية
التناظرية
رقمي
الاتصالات المتنقلة
  • ف
  • ت
  • هـ

تُعرف معدلات البيانات المحسنة لـ GSM Evolution ( EDGE )، والمعروفة أيضًا باسم 2.75G و GPRS المحسن ( EGPRS ) و IMT Single Carrier ( IMT-SC ) ومعدلات البيانات المحسنة لـ Global Evolution ، بأنها تقنية هاتف محمول رقمية من الجيل الثاني لنقل البيانات. وهي مجموعة فرعية من خدمة الراديو العامة (GPRS) على شبكة GSM وتحسنها من خلال تقديم سرعات قريبة من تقنية الجيل الثالث ، ومن هنا جاء الاسم 2.75G. كما أنها معترف بها كجزء من معيار الاتصالات المتنقلة الدولية - 2000 (IMT-2000).

تم نشر تقنية EDGE على شبكات GSM بداية من عام 2003 - في البداية بواسطة شركة Cingular ( AT&T الآن ) في الولايات المتحدة. [1] من خلال تقديم طرق متطورة للترميز ونقل البيانات، توفر تقنية EDGE معدلات بت أعلى لكل قناة راديو، مما يؤدي إلى زيادة ثلاثة أضعاف في السعة والأداء مقارنة باتصال GSM / GPRS العادي - في الأصل سرعة قصوى تبلغ 384 كيلوبت في الثانية. [2] يمكن استخدام تقنية EDGE لأي تطبيق تبديل حزم ، مثل اتصال الإنترنت .

تم توحيد تقنية EDGE أيضًا بواسطة 3GPP كجزء من عائلة GSM. تم تطوير متغير يسمى Compact-EDGE للاستخدام في جزء من طيف شبكة Digital AMPS . [3] تعد تقنية EDGE جزءًا من تعريف ITU لتقنية 3G. [4] تستمر تقنية EDGE المتطورة في الإصدار 7 من معيار 3GPP مما يوفر زمن انتقال أقل وأداءً مضاعفًا على سبيل المثال لتكملة الوصول إلى الحزمة عالية السرعة ( HSPA ). يمكن توقع معدلات بتات قصوى تصل إلى 1 ميجابت في الثانية ومعدلات بتات نموذجية تبلغ 400 كيلوبت في الثانية.

تكنولوجيا

معايير الشبكة الخلوية والجدول الزمني للتوليد

تم تنفيذ EDGE/EGPRS كإضافة إضافية لشبكات 2.5G GSM/GPRS، مما يجعل من السهل على شركات GSM الحالية الترقية إليها. EDGE هي مجموعة فرعية لـ GPRS ويمكن أن تعمل على أي شبكة بها GPRS مثبت عليها، بشرط أن تنفذ شركة الاتصالات الترقية اللازمة. لا تتطلب EDGE إجراء أي تغييرات في الأجهزة أو البرامج في شبكات GSM الأساسية. يجب تثبيت وحدات الإرسال والاستقبال المتوافقة مع EDGE ويجب ترقية نظام فرعي المحطة الأساسية لدعم EDGE. إذا كان لدى المشغل هذا بالفعل، وهو ما يحدث غالبًا اليوم، فيمكن ترقية الشبكة إلى EDGE عن طريق تنشيط ميزة برمجية اختيارية. اليوم، يدعم جميع بائعي الرقائق الرئيسيين EDGE لكل من GSM و WCDMA / HSPA .

تقنيات النقل

بالإضافة إلى مفاتيح التحول الأدنى الغاوسي (GMSK)، تستخدم تقنية EDGE مفاتيح التحول الطوري PSK/8 من الدرجة الأعلى (8PSK) للخمسة العليا من مخططات التعديل والتشفير التسعة الخاصة بها. تنتج تقنية EDGE كلمة مكونة من 3 بتات لكل تغيير في طور الناقل. وهذا يضاعف فعليًا معدل البيانات الإجمالي الذي توفره GSM ثلاث مرات. تستخدم تقنية EDGE، مثل تقنية GPRS ، خوارزمية تكييف المعدل التي تتكيف مع مخطط التعديل والتشفير (MCS) وفقًا لجودة القناة الراديوية، وبالتالي معدل البتات وقوة نقل البيانات. وهي تقدم تقنية جديدة غير موجودة في تقنية GPRS، وهي التكرار التدريجي ، والتي بدلاً من إعادة إرسال الحزم المضطربة، ترسل المزيد من معلومات التكرار ليتم دمجها في جهاز الاستقبال. وهذا يزيد من احتمالية فك التشفير الصحيح.

يمكن أن تحمل تقنية EDGE نطاق ترددي يصل إلى 236 كيلوبت/ثانية (بزمن انتقال من طرف إلى طرف أقل من 150 مللي ثانية) لمدة 4 فترات زمنية (الحد الأقصى النظري هو 473.6 كيلوبت/ثانية لمدة 8 فترات زمنية) في وضع الحزمة. وهذا يعني أنها يمكنها التعامل مع حركة مرور أكبر بأربع مرات من GPRS القياسي. تلبي تقنية EDGE متطلبات الاتحاد الدولي للاتصالات لشبكة 3G ، وقد تم قبولها من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات كجزء من عائلة IMT-2000 لمعايير 3G. [4] كما أنها تعزز وضع بيانات الدائرة المسمى HSCSD ، مما يزيد من معدل بيانات هذه الخدمة.

مخطط التعديل والترميز EDGE (MCS)

تتكون عملية ترميز القناة في GPRS وكذلك EGPRS/EDGE من خطوتين: أولاً، يتم استخدام رمز دوري لإضافة بتات التكافؤ، والتي يشار إليها أيضًا باسم تسلسل فحص الكتلة، يليه الترميز باستخدام رمز التفافي مثقوب ربما . [5] في GPRS، تحدد مخططات الترميز CS-1 إلى CS-4 عدد بتات التكافؤ التي يولدها الرمز الدوري ومعدل ثقب الرمز التفافي. [5] في مخططات ترميز GPRS CS-1 إلى CS-3، يكون الرمز التفافي بمعدل 1/2، أي يتم تحويل كل بت إدخال إلى بتتين مشفرتين. [5] في مخططات الترميز CS-2 وCS-3، يتم ثقب خرج الرمز التفافي لتحقيق معدل الترميز المطلوب. [5] في مخطط ترميز GPRS CS-4، لا يتم تطبيق أي ترميز التفافي. [5]

في EGPRS/EDGE، تحل مخططات التعديل والترميز MCS-1 إلى MCS-9 محل مخططات الترميز الخاصة بـ GPRS، وتحدد بالإضافة إلى ذلك مخطط التعديل المستخدم، GMSK أو 8PSK. [5] تستخدم MCS-1 إلى MCS-4 GMSK ولها أداء مماثل (ولكن ليس مساويًا) لـ GPRS، بينما تستخدم MCS-5 إلى MCS-9 8PSK. [5] في جميع مخططات التعديل والترميز الخاصة بـ EGPRS، يتم استخدام ترميز ملتف بمعدل 1/3، ويتم استخدام الثقب لتحقيق معدل الترميز المطلوب. [5] وعلى النقيض من GPRS، يتم ترميز رؤوس التحكم في وصلة الراديو (RLC) والتحكم في وصول الوسائط (MAC) وبيانات الحمولة بشكل منفصل في EGPRS. [5] يتم ترميز الرؤوس بشكل أكثر قوة من البيانات. [5]


مخطط ترميز GPRS		 معدل البت بما في ذلك تكلفة RLC/MAC [a] [b]
(kbit/s/slot) 		معدل البتات باستثناء النفقات العامة لـ RLC/MAC [c]
(kbit/s/slot) 		تعديل معدل الكود
CS-1 9.20 8.00 شركة جي إم إس كيه 1/2
CS-2 13.55 12.00 شركة جي إم إس كيه ≈2/3
CS-3 15.75 14.40 شركة جي إم إس كيه ≈3/4
CS-4 21.55 20.00 شركة جي إم إس كيه 1
مخطط التعديل والترميز EDGE
(MCS) 		معدل البت بما في ذلك تكلفة RLC/MAC [a]
(kbit/s/slot) 		معدل البتات باستثناء النفقات العامة لـ RLC/MAC [c]
(kbit/s/slot) 		تعديل
معدل ترميز البيانات
معدل رمز الرأس
إم سي إس-1 9.20 8.00 شركة جي إم إس كيه ≈0.53 ≈0.53
إم سي إس-2 11.60 10.40 شركة جي إم إس كيه ≈0.66 ≈0.53
إم سي إس-3 15.20 14.80 شركة جي إم إس كيه ≈0.85 ≈0.53
إم سي إس-4 18.00 16.80 شركة جي إم إس كيه 1 ≈0.53
إم سي إس-5 22.80 21.60 8PSK ≈0.37 1/3
إم سي إس-6 30.00 28.80 8PSK ≈0.49 1/3
إم سي إس-7 45.20 44.00 8PSK ≈0.76 ≈0.39
ام سي اس-8 54.80 53.60 8PSK ≈0.92 ≈0.39
إم سي إس-9 59.60 58.40 8PSK 1 ≈0.39
  1. ^ ab هذا هو المعدل الذي يتم به إرسال وحدة بيانات بروتوكول طبقة RLC/MAC (PDU) (تسمى كتلة الراديو). وكما هو موضح في TS 44.060 القسم 10.0a.1، [6] تتكون كتلة الراديو من رأس MAC ورأس RLC ووحدة بيانات RLC وبتات احتياطية. تمثل وحدة بيانات RLC الحمولة، والباقي هو النفقات العامة. يتم ترميز كتلة الراديو بواسطة الكود التلافيفي المحدد لمخطط ترميز معين، والذي ينتج نفس معدل بيانات طبقة PHY لجميع مخططات الترميز.
  2. ^ تم الاستشهاد به في مصادر مختلفة، على سبيل المثال في TS 45.001 الجدول 1. [5] هو معدل البت بما في ذلك رؤوس RLC/MAC، ولكن باستثناء علم حالة الارتباط الصاعد (USF)، وهو جزء من رأس MAC، [7] مما ينتج عنه معدل بت أقل بمقدار 0.15 كيلوبت/ثانية.
  3. ^ ab معدل البت الصافي هنا هو المعدل الذي يتم به نقل حمولة طبقة RLC/MAC (وحدة بيانات RLC). وبالتالي، يستبعد معدل البت هذا النفقات العامة للرأس من طبقات RLC/MAC.

الحافة المتطورة

Evolved EDGE ، المعروف أيضًا باسم EDGE Evolution و 2.875G ، هو امتداد إضافي لمعيار الهاتف المحمول GSM ، والذي يعمل على تحسين EDGE بعدة طرق. يتم تقليل أوقات الاستجابة عن طريق خفض فترة زمنية للإرسال بمقدار النصف (من 20 مللي ثانية إلى 10 مللي ثانية). تتم زيادة معدلات البت حتى 1 ميجابت/ثانية من عرض النطاق الترددي الأقصى وخفض أوقات الاستجابة إلى 80 مللي ثانية باستخدام الناقل المزدوج ومعدل الرمز الأعلى والتعديل من الدرجة الأعلى (32QAM و16QAM بدلاً من 8PSK) وأكواد توربو لتحسين تصحيح الأخطاء. يؤدي هذا إلى سرعات تنزيل في العالم الحقيقي تصل إلى 600 كيلوبت/ثانية. [8] علاوة على ذلك، يتم تحسين جودة الإشارة باستخدام هوائيات مزدوجة تعمل على تحسين معدلات البت المتوسطة وكفاءة الطيف.

الهدف الرئيسي من زيادة معدل نقل البيانات EDGE الحالي هو أن العديد من المشغلين يرغبون في ترقية البنية التحتية الحالية لديهم بدلاً من الاستثمار في بنية تحتية جديدة للشبكة. استثمر مشغلو الهاتف المحمول مليارات الدولارات في شبكات GSM، والعديد منها قادر بالفعل على دعم سرعات بيانات EDGE حتى 236.8 كيلوبت في الثانية. مع ترقية البرنامج وجهاز جديد متوافق مع Evolved EDGE (مثل هاتف ذكي Evolved EDGE ) للمستخدم، يمكن تعزيز معدلات البيانات هذه إلى سرعات تقترب من 1 ميجابت في الثانية (أي 98.6 كيلوبت في الثانية لكل فترة زمنية لـ 32QAM). قد لا يستثمر العديد من مزودي الخدمة في تقنية جديدة تمامًا مثل شبكات 3G . [9]

لقد تم إجراء قدر كبير من البحث والتطوير في جميع أنحاء العالم لهذه التقنية الجديدة. وقد تم تحقيق تجربة ناجحة من قبل شركة نوكيا سيمنز و"أحد المشغلين الرائدين في الصين" في بيئة حية. [9] ومع تقديم تقنيات لاسلكية أكثر تقدمًا مثل UMTS وLTE، والتي تركز أيضًا على طبقة تغطية الشبكة على الترددات المنخفضة والتخلص التدريجي القادم وإغلاق شبكات الهاتف المحمول 2G ، فمن غير المرجح أن تشهد Evolved EDGE أي نشر على الشبكات الحية. حتى الآن (اعتبارًا من عام 2016) لا توجد شبكات تجارية تدعم معيار Evolved EDGE (3GPP Rel-7).

تكنولوجيا

تقليل زمن الوصول

يأتي Evolved EDGE بثلاث ميزات رئيسية مصممة لتقليل زمن الوصول عبر واجهة الهواء.

في تقنية EDGE، يتم نقل كتلة بيانات RLC واحدة (تتراوح من 23 إلى 148 بايتًا من البيانات) عبر أربعة إطارات، باستخدام فترة زمنية واحدة. وفي المتوسط، يتطلب هذا 20 مللي ثانية للنقل في اتجاه واحد. وفي ظل مخطط RTTI، يتم نقل كتلة بيانات واحدة عبر إطارين في فترتين زمنيتين، مما يقلل من زمن انتقال واجهة الهواء إلى 10 مللي ثانية.

بالإضافة إلى ذلك، فإن تقليل زمن الوصول يعني أيضًا دعم Piggy-backed ACK / NACK (PAN)، حيث يتم تضمين خريطة بتات للكتل غير المستلمة في كتل البيانات العادية. باستخدام حقل PAN، قد يقوم المستقبل بالإبلاغ عن كتل البيانات المفقودة على الفور، بدلاً من الانتظار لإرسال رسالة PAN مخصصة.

إن التحسين الأخير هو وضع RLC غير المستمر. مع EDGE، يمكن لواجهة RLC أن تعمل إما في وضع الإقرار أو وضع عدم الإقرار. في وضع عدم الإقرار، لا يوجد إعادة إرسال لكتل ​​البيانات المفقودة، لذا فإن كتلة تالفة واحدة قد تتسبب في فقدان حزمة IP كاملة من الطبقة العليا. مع الوضع غير المستمر، يمكن إعادة إرسال كتلة بيانات RLC إذا كانت أقل من عمر معين. بمجرد انتهاء هذا الوقت، تعتبر مفقودة، ومن ثم يمكن إعادة توجيه كتل البيانات اللاحقة إلى الطبقات العليا.

مخططات التعديل الأعلى

يتم تحسين معدل نقل البيانات لكل من الرابط الصاعد والرابط الهابط من خلال استخدام 16 أو 32 QAM (تعديل سعة التربيع)، إلى جانب أكواد توربو ومعدلات رموز أعلى.

تحسين CSD

النسخة الأقل شهرة من معيار EDGE هي البيانات المحولة بالدوائر المحسنة (ECSD)، وهي عبارة عن بيانات محولة بالدوائر . [10]

الشبكات

تذكر جمعية موردي الهاتف المحمول العالمية (GSA) [11] أنه اعتبارًا من مايو 2013، كان هناك 604 شبكة GSM/EDGE في 213 دولة، من إجمالي 606 التزامات مشغلي شبكات الهاتف المحمول في 213 دولة.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ http://www.itu.int/ITU-D/imt-2000/MiscDocuments/IMT-Deployments-Rev3.pdf . تم الاسترجاع في 16 أبريل 2008 . {{cite web}}: مفقود أو فارغ |title=( مساعدة ) [ رابط معطل ]
  2. ^ https://tacs.eu/Analyses/Wireless%20Networks/edge1.pdf [ عنوان URL العاري PDF ]
  3. ^ ETSI SMG2 99/872
  4. ^ "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) في 2009-03-06 . تم استرجاعها في 2011-05-10 .{{cite web}}:CS1 maint: نسخة مؤرشفة كعنوان ( رابط )
  5. ^ abcdefghijk مشروع شراكة الجيل الثالث (سبتمبر 2012). "3GGP TS45.001: مجموعة المواصفات الفنية لشبكة الوصول اللاسلكي GSM/EDGE؛ الطبقة المادية على مسار الراديو؛ الوصف العام" . تم الاسترجاع في 2013-07-20 .{{cite web}}:CS1 maint: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( الرابط )
  6. ^ مشروع شراكة الجيل الثالث (يونيو 2015). "3GGP TS45.001: مجموعة المواصفات الفنية لشبكة الوصول اللاسلكي GSM/EDGE؛ واجهة نظام المحطة المحمولة (MS) - المحطة الأساسية (BSS)؛ بروتوكول التحكم في وصلة الراديو/التحكم في وصول الوسائط (RLC/MAC)؛ القسم 10.0a.1 - كتلة GPRS RLC/MAC لنقل البيانات". 12.5.0 . تم الاسترجاع في 2015-12-05 .{{cite web}}:CS1 maint: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( الرابط )
  7. ^ مشروع شراكة الجيل الثالث (يونيو 2015). "3GGP TS45.001: مجموعة المواصفات الفنية لشبكة الوصول اللاسلكي GSM/EDGE؛ واجهة نظام المحطة المحمولة (MS) - المحطة الأساسية (BSS)؛ بروتوكول التحكم في وصلة الراديو/التحكم في وصول الوسائط (RLC/MAC)؛ القسم 10.2.1 - كتلة بيانات RLC للوصلة الهابطة". 12.5.0 . تم الاسترجاع في 2015-12-05 .{{cite web}}:CS1 maint: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( الرابط )
  8. ^ "EDGE وHSPA وLTE: ميزة النطاق العريض المحمول" (PDF) . Rysavy Research and 3G Americas. 2007-09-01. ص 58–65. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2009-10-07 . تم الاسترجاع في 2010-09-27 .
  9. ^ من موقع "Yahoo!". www.engadgetmobile.com . مؤرشف من الأصل في 2018-11-17 . تم الاسترجاع في 2016-03-14 .
  10. ^ https://dms-media.ccplatform.net/content/download/18420/98248. {{cite web}}: مفقود أو فارغ |title=( مساعدة )
  11. ^ "GSA – The Global mobile Suppliers Association EDGE Databank". Gsacom.com . تم الاسترجاع في 2013-03-05 .
  • رابطة موردي الهواتف المحمولة العالمية
  • تطورت تقنية EDGE كبديل لتقنية 3G
  • وثيقة فنية صادرة عن جمعية 3G Americas
  • رأي حول تطور EDGE بقلم مارتن سوتر
  • تقرير تطور EDGE من Visant Strategies
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=معدلات_بيانات_معززة_لتطور_الشبكات_العالمية_للاتصالات&oldid=1254841090"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate