EDGE (Enhanced Data Rates for Global (GSM) Evolution)

1. EDGE(Enhanced Data Rates for Global (GSM) Evolution) Realizado por: António Melo nº18757 Braulio Viegas nº22597

2. Objectivos • Evolução até ao EDGE • Introdução ao EDGE • EDGE • Capacidades técnicas • Modulação 8PSK • ESCD e EGPRS - Codificações e Modulações

3. Evolução 1G-2G Baixa capacidade de tráfego pelos sistemas analógicos de 1G Esgotamento das redes moveis nos grandes centros urbanos Sistemas de 2G digitais que asseguravam o serviço básico (voz)

4. Evolução 2G Sistemas 2G • não se preocupavam muito com a transmissão de dados • protocolos de transmissão contemplam apenas pequenas adaptações no canal de voz para a passagem de dados utilizando-se CSD • Taxa de transmissão de 9.6Kb/s insuficientes para serviços de dados + avançados

5. Evolução GSM GSM • Permissas básicas delineadas por operadoras, orgãos reguladores e fabricantes • Sistema robusto, eficiente, seguro, de baixo custo e que permitisse novos serviços • Desenvolvimento a cargo do ETSI, que gerou um padrão “multivendor” • Permite uso de componentes de diversos fabricantes, resultando em preços mais baixos para as operadoras

6. Evolução (Blocos BSS,SSS e OMC na rede GSM)

7. Evolução GSM GPRS Após a digitalização oferecida pelo GSM: • Necessidade de transmissão de dados de serviços + simples com preços < que os apresentados por CSD Surgindo assim o GPRS com a sua comutação por pacotes

8. Evolução (Introdução GPRS na rede GSM)

9. EDGE (Introdução) • Proposto ao ETSI em 1997 como evolução do GSM • Fácil evolução rumo à 3G usando a mesma portadora 200Khz • EDGE no inicio era chamado de GSM384 por permitir transmissão de dados a velocidades de 384Kbps • Permite aos operadores aumentar 3-4 vezes tanto a velocidade de dados como a capacidade sobre o GPRS

10. EDGE (Introdução) • Permite adicionar novas características na rede GSM mantendo a compatibilidade com telefones celulares GSM/GPRS e com os equipamentos da rede (BSS, BSC,TRAU,MSC,SGSN,GGSN) Introdução pode ser feita de forma gradual e económica • Primariamente cobre-se as àreas com maiores requerimentos de dados e serviços • As outras àres podem manter a sua cobertura GSM/GPRS

11. EDGE (Introdução) • Todos os blocos GSM/GPRS continuam a operar sendo apenas necessário actualizar os softwares das BTS e trocar a placa PCU por uma placa EPCU na BSC

12. EDGE (Introdução) O EDGE inclui: • comutação por circuitos ECSD ( Enhanced Circuit Switched Data ) Utiliza os recurso da rede destinados para voz Tarifação por tempo reduzindo a aplicação para pequenos serviços com pouco tempo de conexão • comutação por pacotes EGPRS ( Enhanced General Packet RAdio Service )

13. EDGE (capacidades técnicas) A ≠ modulação é a principal razão para o aumento da taxa de transmissão de dados

14. EDGE (Modulacão 8PSK) • A modulação 8PSK permite colocar 3x mais informação no mesmo canal de rádio frequência (200Khz) EDGE 3x mais rápido que o GPRS

15. EDGE (Modulacão 8PSK) • Para cada 3 “timeslots” usados anteriormente passamos a compactar a informação em apenas 1 “timeslot” voz voz voz voz voz dados dados dados GPSM/GPRS compactação com 8PSK voz voz voz voz voz livre livre dados GPSM/GPRS/EDGE

16. Codificações e Modulações • EDGE possui 9 “modulation coding schemes” • ≠´s capacidades de transmissão na modulação GMSK (EDGE x GPRS) devem-se ao ≠ “header size” dos pacotes • GPRS satura a 20Kbps • EDGE satura a 59.2Kbps

17. Codificações e Modulações • Os MCS são divididos nas familias A,B e C sendo cada uma representada por uma unidade de “payload”

18. Tabela de Codificações e Modulações

19. Retransmissão de pacotes Transferência de pacotes e retransmissão para GPRS

20. 1 pacote enviado com um MCS alto pode ser retransmitido com um MCS baixo (>correcção de erro) se o ambiente rádio o requerer Rápidas mudanças no ambiente rádio têm muito menos efeito Escolha de um “coding scheme” errado Pode ser retransmitido Retransmissão de pacotes EGPRS

21. Pacotes • GPRS após 64 pacotes os

22. ESCD(Codificações e Modulações) • ESCD é a evolução do HSCSD • 3 “Transport Channels” (TCH) • E-TCH / F32 -> para serviços transparentes • E-TCH / F28 -> para serviços não transparentes • Canal E-TCH / F43 não é utilizado na prática

23. Abis > Taxas de transmissão da interface Um • Necessário criar melhorias na interface Abis • Abis estática - não é possível alterações da alocação dos "timeslots" da Abis durante o funcionamento do sistema. • Abis flexível - Define um "pool" de recursos da Abis que é alocado para uma BTS com um número suficiente de "timeslots" para os serviços

24. Abis Abis flexível consegue um grande aumento estatístico de capacidade na interface entre BSC e BTS comparado com a Abis estática.

25. Terminais Para o EDGE entrar de forma gradual é necessário que as BTS ofereçam tanto GMSK como o 8PSK na interface aérea • Classe A – As duas modulações podem ser usadas no “downlink”, enquanto no “uplink” somente é usada GMSK altas taxas de dados somente no “downlink” serviços assimétricos e alterações importantes na recepção • Classe B - As duas modulações podem ser usadas tanto no “uplink” como no “downlink” altas taxas de dados no “uplink” e no “downlink” alterações importantes tanto na recepção como na transmissão

26. Terminais EDGE pequena taxa de dados > Taxa de dados GMSK 8PSK > Taxa de dados Minimizar o consumo de energia

27. Protocolos A “Media Access Control – MAC” e “Radio Link Control - RLC” fornecem serviços de multiplexação e codificação de canal para GPRS/EGPRS Estas camadas também estão associadas com “Link adaptation” tanto para GPRS como para EGPRS e “Incremental Redundancy” sendo usadas em redes EGPRS

28. Link adaptation Transmissão de dados condições C/I Adaptar o MCS de acordo com a situação de interferência O algoritimo analisa a performance do MCS usado no momento e como seria a performance para todos os outros. Seleciona aquele com a melhor performance esperada. Quando os dados são transmitidos no downlink • As medidas são reportadas do terminal para a rede em intervalos regulares

29. Incremental redundancy • Informação é enviada com pouca codificação (alta taxa de transmissão) MCS9 • Se existirem falhas na descodificação da informação transmitida • Bits adiccionais de codificação (redundância) são enviados até a descodificação ter sucesso • Essa codificação a mais que foi enviada diminui o resultado da taxa de dados com informação do usuário, mas, garante a performance do sistema. • Suportar redundância incremental é obrigatório para terminais que vão operar com EGPRS, sendo utilizadas memórias extras para que essa funcionalidade seja possível.

30. Considerações finais • O EDGE expande a capacidade de transmissão por dados das redes GSM/GPRS podendo em média triplica-la • O EDGE implica pequenas alterações nas redes GSM/GPRS implantadas em todo o mundo mas exige terminais que tenham essa tecnologia • O EDGE pode ser inserido de forma gradual na rede de uma operadora, focando áreas com maiores pedidos por dados e serviços avançados