Базовой схемой модуляции, используемой в технологии EDGE, является восьмипозиционная фазовая манипуляция 8PSK. На рисунке показана исходная векторная диаграмма такого сигнала с сигнальным кодированием (маппинг, Mapping), которая приведена в нормативных документах [1,3.2].

Исходное сигнальное кодирование сигнала EDGE

Как хорошо видно из векторной диаграммы, при использовании такой схемы модуляции могут происходить переходы сигнальной точки «через 0» - начало координат на фазовой плоскости. Такой переход сигнальной точки через 0 означает фактическое уменьшение в этот момент уровня сигнала до нуля. Из-за этого в работе трактов обработки сигналов возникает ряд негативных явлений, например, ухудшение работы систем РЧ и тактовой синхронизации, ухудшение линейности работы усилителей мощности трактов передачи.

Векторные диаграммы 8PSK без ротации созвездия и с ротацией на 3PI/8

Для устранения упомянутых явлений при формировании EDGE сигнала производится периодическая посимвольный сдвиг - ротация (Symbol rotation) сигнальной точки на 3PI/8 (67,5 градусов) [1,3.4]. Получающаяся при этом векторная диаграмма со свободным от переходов сигнальной точки центром, приведена на рисунке выше.

Таким образом, реально при формировании сигнала EDGE, по сути дела, используется сдвиговая (офсетная, Offset) восьмипозиционная фазовая манипуляция, полное обозначение которой, впрочем, почти не используемое из-за громоздкости - 3PI/8 8OPSK.

Как известно, технология EDGE является эволюционной технологией (2,75G), вводимой на сетях GSM, где под один физический канал выделена полоса 200 кГц. Для того чтобы спектр более высокоскоростной технологии EDGE, не создавал недопустимые по уровню помехи в соседних каналах, а полностью «умещался» в отведенном частотном канале, сформированный сигнал с ротацией подвергается предмодуляционной фильтрации (Pulse shaping) с помощью специального фильтра (EDGE Linearized Gaussian Filter), параметры которого описаны в нормативных документах [1,3.5].

Обработка сигнала в различных функциональных узлах трактов премопередатчика EDGE

Такая достаточно «жесткая» стандартная фильтрация приводит к возникновению значительных межсимвольных искажений ISI (InterSymbol Interference). В результате предмодуляционной фильтрации сильно изменяется и вид сигнального созвездия: точки созвездия «расползаются» на четыре концентрических окружности и их положение немного размывается, как это показано на рисунке ниже. Именно таким сигналом с «четырехкольцевым» сигнальным созвездием и производится модуляция несущего колебания.

Сигнальное созвездие EDGE при использовании стандартного предмодуляционного Тх фильтра

Следует обратить особое внимание на то, что сформированный сигнал EDGE имеет значительную динамику, что особенно заметно на векторной диаграмме, похожей на вязаную салфетку. Для усиления такого сигнала необходимо применять высоколинейные тракты обработки сигнала. Особенно это относится к усилителям мощности – в них должен быть использован класс усиления А. В противном случае, при появлении искажений, например ограничении сигнала, «четырехкольцевое» сигнальное созвездие, показанное на рисунке выше, будет искажено, и восстановление исходного сигнала на приемном конце, а следовательно, прием информации, станет невозможным.

Векторная диаграмма EDGE при использовании стандартного предмодуляционного Тх фильтра

Линейные усилители класса А, обладая малым КПД, являются неэкономичными и их использование приводит к быстрому истощению источников питания абонентских устройств. Поэтому для формирования и усиления сигналов EDGE используют полярные модуляторы. Это позволяет получить приемлемые энергетические показатели тракта передачи в целом.

Сигнальное созвездие EDGE при воздействии шума (С/Ш около 15 дБ) до (а) и после (б) прохождения приемного фильтра

Конечно, принятие решений о том, какие символы передаются, c использованием «четырехкольцевого» сигнального созвездия невозможно. Поэтому на приемном конце производится фильтрация с использованием специального приемного фильтра, в англоязычной литературе называемый зачастую «фильтром, принуждающим (приводящим) к нулю» (Zero-Forcing Filter) [3]. Этот фильтр, характеристики которого, образно говоря, «обратны» предмодуляционному, возвращает точки сигнального созвездия на привычные канонические места и уменьшает – приводит к нулю – межсимвольные искажения.

Произведя в тракте приема деротацию (Derotation) сигнала, т.е устранение посимвольного сдвига сигнальной точки на 3PI/4, можно получить исходное – восьмипозиционное созвездие 8PSK – и, наконец, произвести переход к принятой битовой информационной последовательности, завершив, таким образом, его демодуляцию.

----------------------------------------------------------

1. ETSI EN 300 959 V8.1.2 (2001-02). European Standard (Telecommunications series). Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Modulation. (GSM 05.04 version 8.1.2 Release 1999);

2. ETSI EN 300 910 V8.3.1 (2000-09). European Standard (Telecommunications series). Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Radio transmission and reception (GSM 05.05 version 8.3.1 Release 1999)

3. Measuring EDGE Signals – New and Modified Techniques and Measurement Requirements. Agilent Technologies Application Note 1361. 5980-2508EN.pdf