Enhanced Data rates for GSM Evolution ( EDGE ), también conocido como 2.75G , Enhanced GPRS ( EGPRS ), IMT Single Carrier ( IMT-SC ) y Enhanced Data rates for Global Evolution , es una tecnología de telefonía móvil digital 2G para transmisión de datos. Es un subconjunto del Servicio General de Radio por Paquetes (GPRS) en la red GSM y lo mejora ofreciendo velocidades cercanas a la tecnología 3G , de ahí el nombre 2.75G.
EDGE se implementó en redes GSM a principios de 2003, inicialmente por Cingular (ahora AT&T ) en los Estados Unidos. [1] A través de la introducción de métodos sofisticados de codificación y transmisión de datos, EDGE ofrece mayores tasas de bits por canal de radio, lo que da como resultado un aumento de tres veces en capacidad y rendimiento en comparación con una conexión GSM/GPRS común, originalmente una velocidad máxima de 384 kbit/s. [2] EDGE se puede utilizar para cualquier aplicación de conmutación de paquetes , como una conexión a Internet .
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 AMPS digital . [3] EDGE es parte de la definición 3G de la UIT . [4] EDGE evolucionado 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 a paquetes de alta velocidad ( HSPA ). Se pueden esperar velocidades de bits máximas de hasta 1 Mbit/s y velocidades de bits típicas de 400 kbit/s.
EDGE/EGPRS se implementa como una mejora adicional para las redes GSM/GPRS de 2,5 G , lo que facilita la actualización a los operadores GSM existentes. EDGE es un superconjunto de GPRS y puede funcionar en cualquier red que tenga implementado GPRS, 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 se debe actualizar el subsistema de la estación base para que admita EDGE. Si el operador ya tiene esto instalado, lo 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 todos los principales proveedores de chips tanto para GSM como para WCDMA / HSPA .
Además de la modulación por desplazamiento mínimo gaussiano (GMSK), EDGE utiliza la modulación por desplazamiento de fase PSK/8 (8PSK) de orden superior para los cinco primeros de sus nueve esquemas de modulación y codificación. EDGE produce una palabra de 3 bits por cada cambio en la fase de la portadora. Esto triplica efectivamente la velocidad bruta de datos ofrecida por GSM. EDGE, al igual que GPRS , utiliza un algoritmo de adaptación de velocidad que adapta el esquema de modulación y codificación (MCS) según la calidad del canal de radio y, por lo tanto, la velocidad de bits y la robustez de la transmisión de datos. Introduce una nueva tecnología que no se encuentra en GPRS, la redundancia incremental , que, en lugar de retransmitir paquetes perturbados, envía más información de redundancia para combinarla 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 extremo a extremo 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 el GPRS estándar. EDGE cumple con el requisito 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. [4] También mejora el modo de datos de circuito llamado HSCSD , aumentando la velocidad de datos de este servicio.
El proceso de codificación de canal en GPRS así como en 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 . [5] 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. [5] En los esquemas de codificación GPRS CS-1 a CS-3, el código convolucional tiene una tasa 1/2, es decir, cada bit de entrada se convierte en dos bits codificados. [5] En los esquemas de codificación CS-2 y CS-3, la salida del código convolucional se perfora para lograr la tasa de código deseada. [5] En el esquema de codificación GPRS CS-4, no se aplica codificación convolucional. [5]
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 o 8PSK. [5] MCS-1 a MCS-4 utilizan GMSK y tienen un rendimiento similar (pero no igual) al de GPRS, mientras que MCS-5 a MCS-9 utilizan 8PSK. [5] En todos los esquemas de modulación y codificación de EGPRS, se utiliza un código convolucional de tasa 1/3 y se utiliza perforación para lograr la tasa de código deseada. [5] A diferencia de GPRS, los encabezados de control de enlace de radio (RLC) y control de acceso al medio (MAC) y los datos de carga útil se codifican por separado en EGPRS. [5] Los encabezados se codifican de forma más robusta que los datos. [5]
Evolved EDGE , también llamado EDGE Evolution y 2.875G , es una extensión adicional del estándar de telefonía móvil GSM que mejora EDGE en varios aspectos. Las latencias se reducen al reducir el intervalo de tiempo de transmisión a la mitad (de 20 ms a 10 ms). Las tasas de bits se incrementan hasta 1 Mbit/s de ancho de banda pico 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. [8] Además, la calidad de la señal se mejora utilizando antenas duales que mejoran las tasas de bits promedio y la eficiencia del espectro.
La intención principal de aumentar el rendimiento EDGE existente es que muchos operadores preferirían 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 pueden aumentarse a velocidades cercanas a 1 Mbit/s (es decir, 98,6 kbit/s por intervalo de tiempo para 32QAM). Muchos proveedores de servicios pueden no invertir en una tecnología completamente nueva como las redes 3G . [9]
Se han llevado a cabo importantes investigaciones y desarrollos en todo el mundo para esta nueva tecnología. Nokia Siemens y "uno de los principales operadores de China" han realizado con éxito una prueba en un entorno real. [9] Con la introducción de tecnologías inalámbricas más avanzadas como UMTS y LTE, que también se centran en una capa de cobertura de red en frecuencias bajas y la próxima eliminación gradual y cierre de las redes móviles 2G , es muy poco probable que Evolved EDGE llegue a implementarse en redes reales. Hasta ahora (a fecha de 2016) no existen redes comerciales que admitan el estándar Evolved EDGE (3GPP Rel-7).
Con Evolved EDGE vienen tres características principales diseñadas para reducir la latencia en la interfaz aérea.
En EDGE, un único bloque de datos RLC (que varía de 23 a 148 bytes de datos) se transmite en cuatro tramas, utilizando un único intervalo de tiempo. En promedio, esto requiere 20 ms para una transmisión unidireccional. En el esquema RTTI, un bloque de datos se transmite en dos tramas en dos intervalos de tiempo, lo que reduce la latencia de la interfaz aérea a 10 ms.
Además, la latencia reducida también implica compatibilidad con Piggy-backed ACK / NACK (PAN), en el que se incluye un mapa de bits de bloques no recibidos en los bloques de datos normales. Al utilizar el campo PAN, el receptor puede informar de los bloques de datos faltantes de inmediato, en lugar de esperar a enviar un mensaje PAN dedicado.
Una mejora final es el modo no persistente de RLC. Con EDGE, la interfaz RLC podría funcionar en modo reconocido o en modo no reconocido. En el modo no reconocido, no hay retransmisión de bloques de datos faltantes, por lo que un solo bloque dañado haría que se perdiera todo un paquete IP de capa superior. Con el modo no persistente, un bloque de datos RLC puede retransmitirse si tiene menos de una cierta antigüedad. Una vez que transcurre este tiempo, se considera perdido y los bloques de datos subsiguientes pueden reenviarse a las capas superiores.
Tanto el rendimiento del enlace ascendente como el del enlace descendente se mejoran mediante el uso de 16 o 32 QAM (modulación de amplitud en cuadratura), junto con códigos turbo y velocidades de símbolos más altas.
Una versión menos conocida del estándar EDGE es Enhanced Circuit Switched Data (ECSD), que es un protocolo de conmutación de circuitos . [10]
La Asociación Mundial de Proveedores de Servicios Móviles (GSA) afirma que, [11] 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.
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