Enhanced Data Rates for GSM Evolution

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Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) bezeichnet eine Technik zur Erhöhung der Datenrate in GSM-Mobilfunknetzen durch Einführung eines zusätzlichen Modulationsverfahrens. Mit EDGE werden GPRS zu E-GPRS (Enhanced GPRS) und HSCSD zu ECSD erweitert.

EDGE ist wie GPRS eine Weiterentwicklung der GSM-Technik, die sich mit mäßigem Aufwand (im Wesentlichen senderseitige Softwareupdates und Komponententausch) in die Mobilfunknetze einbauen lässt und die schon vorhandenen Mobiltelefone nicht stört.

Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] Verbreitung

EDGE wird als ein Zwischenschritt auf dem Weg hin zu UMTS angesehen, in ländlichen Gebieten mittelfristig auch als UMTS-Ersatz, und wurde bisher in 75 Ländern eingeführt. TIM (Telecom Italia Mobile) hat als einer der ersten europäischen Mobilfunkbetreiber EDGE unter dem Namen TIM Turbo eingeführt. Mittlerweile gibt es den Dienst auch in Österreich, der Schweiz, Liechtenstein, den Niederlanden, Frankreich, Tschechien, der Slowakei, Polen, Estland, Lettland, Litauen, Kroatien, Luxemburg, der Türkei und in Deutschland.

[Bearbeiten] Deutschsprachige Länder

In Österreich bieten T-Mobile Austria und die Mobilkom Austria EDGE als Ergänzung zu ihrem bestehenden UMTS-Netz an. Diese Kombination wird von der Mobilkom Austria als „A1 UMTS + EDGE“ vermarktet und stellt seit Sommer 2005 schnellen mobilen Datentransfer flächendeckend zur Verfügung. In der Schweiz hatte Swisscom Mobile EDGE im Frühjahr 2005 mit einer Bevölkerungsabdeckung von 99,6 % ausgebaut.[1]

[Bearbeiten] Deutschland

In Deutschland fand der EDGE-Ausbau verhältnismäßig spät statt: T-Mobile startete in Deutschland die EDGE-Aufrüstung im März 2006; seit Frühjahr 2008 ist die Technik flächendeckend im GSM-Netz von T-Mobile verfügbar. Wegen des EDGE-Ausbaus erhielt T-Mobile den Zuschlag für den deutschen Vertrieb des iPhone. Vodafone begann im Frühjahr 2007 mit der Bereitstellung von EDGE als Arrondierung seiner UMTS-Versorgung, aktiviert es inzwischen jedoch auch verbreitet in mit UMTS versorgten Gebieten und im ländlichen Raum[2]. O2 begann im Juli 2008 mit der EDGE-Aufrüstung seines Netzes.[3]

[Bearbeiten] Modulationsverfahren

Die Steigerung der Datenrate auf bis zu 59,2 kbit/s pro Kanal/Nutzer (und in Summe auf bis zu 473 kbit/s bei 8 Kanälen – im Vergleich GPRS: 171,2 kbit/s) erreicht man durch einen Wechsel hin zu einem effizienteren Modulationsverfahren (8-PSK anstatt GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) wie bei GSM). Dieser Wechsel geschieht selektiv nur auf den Kanälen, die von EDGE-fähigen Geräten belegt werden. Dadurch ist eine gleichzeitige störungsfreie Nutzung von GSM/GPRS- und EDGE-fähigen Endgeräten in derselben Funkzelle möglich. Mit den derzeit marktüblichen Endgeräten der EDGE-Klasse 10 (max. 4 Downlink-Slots und 2 Uplink-Slots) steht eine Downstream-Datenrate von 220 kbit/s und ein Upstream von 110 kbit/s zur Verfügung.

[Bearbeiten] EGPRS Kodierungsschemata (MCS)

 Kodierungsschemata
MCS		  Datenübertragungsrate 
(kbit/s/Slot)		  Modulation 
MCS-1 8,8 GMSK
MCS-2 11,2 GMSK
MCS-3 14,8 GMSK
MCS-4 17,6 GMSK
MCS-5 22,4 8-PSK
MCS-6 29,6 8-PSK
MCS-7 44,8 8-PSK
MCS-8 54,4 8-PSK
MCS-9 59,2 8-PSK

[Bearbeiten] Definition

EDGE steht für Enhanced Data Rates for GSM Evolution und macht es möglich, herkömmliche GSM/GPRS-Netze aufzuwerten. EDGE bietet die Dienste ECSD und EGPRS. ECSD ist eine Weiterentwicklung des GSM-Datendienstes HSCSD. EGPRS ist eine Weiterentwicklung des Paketdatendienstes GPRS. Beide Weiterentwicklungen bieten deutlich höhere Übertragungsraten. Üblich sind derzeit Raten zwischen 150 und 200 kbit/s. Das ist zwar deutlich weniger als in den UMTS-Netzen, entspricht aber immerhin einer mehrfachen ISDN-Geschwindigkeit und erlaubt einen schnellen Datentransfer über ein mobiles Endgerät an nahezu jedem Standort. Für EDGE sind nämlich keine neuen Sender und Antennen sondern nur eine Aufrüstung der bestehenden Infrastruktur notwendig. Dies ist naturgemäß einfacher und kostengünstiger zu realisieren als ein komplett neues Netz.

[Bearbeiten] Funktionsweise

Vor der Einführung von EDGE wurde in GSM lediglich die Modulationsart GMSK verwendet. Die GMSK-Modulation ist eine digitale Frequenzmodulation, sie kann jedoch durch eine BPSK-Modulation (Binary Phase Shift Keying) angenähert werden. Bei GMSK wird 1 Bit pro Symbol übertragen. Die Symbolrate beträgt 270.833 bit/s. EDGE bietet neben GMSK auch 8PSK (8-Phase Shift Keying an). Dabei werden 3 Bit pro Symbol übertragen. Die Symbolrate ist die gleiche wie bei GMSK und die Pulsform ist so gewählt, dass sich ein GMSK- und ein 8PSK-Frequenzspektrum nicht unterscheiden.

In einem guten Kanal mit wenig Störung kann EDGE pro Zeiteinheit dreimal so viele Bits übertragen. In einem weniger guten Kanal kommt es dagegen zu häufigen Bitfehlern. Hier ist GMSK als weniger fehleranfällige Modulation die bessere Wahl. In dem Dienst EGPRS gibt es daher die Möglichkeit, dass das Netz je nach Qualität des Kanals zwischen GMSK und 8PSK umschaltet. Diese Anpassung des Übertragungsverfahrens und die Qualität des Kanals wird durch die Umschaltung zwischen verschiedenen Kodierungsschemata innerhalb von GMSK (MCS-1 bis MCS-4) und innerhalb von 8PSK (MCS-5 bis MCS-9) noch verfeinert. Durch die optimierte Anpassung von Modulation und Kodierung an den Kanal wird die Datenrate deutlich erhöht.

EGPRS bietet darüber hinaus alle Vorteile des Paketdatendienstes GPRS, das heißt ein Übertragungskanal wird nur reserviert, wenn Daten versendet oder empfangen werden. Das hat den Vorteil, dass sich mehrere Nutzer einen Kanal teilen können. Aus diesem Grund kann die Abrechnung auf Basis der übertragenen Datenmenge und unabhängig von der Verbindungsdauer erfolgen.

[Bearbeiten] EDGE Evolution

EDGE „Evolution“ bzw. „Evolved EDGE“ stellt eine Weiterentwicklung der EDGE-Technologie mit einer höheren Datenrate dar. Dies wird durch verschiedene Maßnahmen erreicht. Durch Halbieren der Übertragungszeitintervalle von 20 ms auf 10 ms werden die Latenzen reduziert. Bit-Raten werden auf bis zu 1 Mbit/s Spitzengeschwindigkeit und Latenzen von 100 ms unter Verwendung von zwei Trägersignalen, höherer Symbolrate und 32QAM oder 16QAM-Modulation anstelle von 8-PSK und „Turbo-Codes“ zur Verbesserung der Fehlerkorrektur erhöht. Eine Doppelantenne kann die Signalqualität verbessern. Einige der Fähigkeiten verwenden dieselbe Hardware wie Standard-EDGE, so dass durch Software-Update Gerätefähigkeiten nachträglich auf EDGE Evolution verbessert werden können.

[Bearbeiten] Hersteller von EDGE-fähigen Geräten

Wie bei den anderen GSM-Techniken auch liefern beispielsweise Alcatel-Lucent, Nokia Siemens Networks, Ericsson und Motorola Infrastruktur für Mobilfunknetze. Entsprechende Endgeräte (Handys) sind unter anderem von Apple, General Mobile, HTC, LG, Motorola, Nokia, Palm, Sagem, Samsung, Sony Ericsson und RIM (Blackberry) erhältlich. EDGE wird von vielen modernen Telefonen ohne UMTS als Alternativlösung für schnelle Datenübertragung unterstützt.

[Bearbeiten] Quellen

  1. ↑ heise.de vom 30.03.2005: Swisscom schließt mit EDGE Lücken im Breitband-Mobilfunk
  2. ↑ Vodafone: Weite Teile Deutschlands bereits mit dem GPRS-Turbo erschlossen - Teltarif-Meldung vom 24.07.2008
  3. ↑ O2 startet EDGE-Ausbau im GSM-Netz Teltarif-Meldung vom 08.07.2008

[Bearbeiten] Weblinks

Von „http://de.wikipedia.org/wiki/Enhanced_Data_Rates_for_GSM_Evolution“
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