在GSM系统，EDGE可说是进一步增加数据传输速率。通过调变方式的改变、编码以及多传输时槽进而达到3倍的传输速率。从1999年EDGE标准的制定至今，EDGE网络已有多被许多国家及其电信业者所采用，根据全球行动供货商协会(GSA，Global Mobile Suppliers Association)最近的统计，已有307种包含EDGE功能的设备发表。市场研究机构Strategy Analytics统计及预估，2006年EDGE手机市场约为1.6亿支，在2005－2010年间，EDGE/WCDMA手机市场将会有51%的年复合增长率(CAGR)的大幅增长。
EDGE射频端的解决方案─线性发射架构
目前市场上有3种EDGE射频端的解决方案可供手机制造商选择，除了GMSK模式还要能同时支持8PSK模式。此3种分别为极性调变(Polar Modulation)、极性环(Polar Loop)以及线性发射(Linear EDGE)架构。
就线性发射架构而言(图1)，所使用之功率放大器必须能够操作在饱和模式(Saturated Mode)与线性模式(Linear Mode)，如图2所示。当手机操作在GSM时为GMSK调变，而GMSK为一固定振幅(Constant Envelope)，功率放大器所产生的失真对其影响较小，故此时功率放大器可操作于饱和区，即非线性区，来提高效率。当手机操作于EDGE模式时，是以一种改变振幅与相位的线性调变方式即8PSK调变，也因此对于功率放大器的线性度极为要求，以防止信号失真。
多模式的操作─GMSK
与8PSK混合发射
EDGE是使用TDMA的时槽架构(Time Frame Structure)，因此在多个发射时槽及混合发射模式时，功率放大器会有不同操作模式即8PSK切换GMSK或GMSK切换8PSK。而在时槽(Burst)与时槽之间必须将功率放大器所产生的功率降到最低，以免造成输出射频频谱变差或不符合ETSI的规范。因此对于时槽与时槽间的输入与控制信号时序(Control Timing)以及信号大小必须规范与遵守，如图3所示。以下是使用RFMD线性功率放大器RF3158以3个发射时槽，GMSK→8PSK→GMSK为例。
信号产生器输出的波形
首先使用信号产生器产生3个时槽，以Agilent Signal Generator E4438C为例，其设定如下：
1. Mode→ EDEG mode。
2. Data Format→ Framed。
3. Frame Trigger→ Continuous。
4. Configure Timeslots→ Multislot off，TS=TSC0并设定时槽格式如图5。Normal代表此时槽为8PSK调变。
5. 输出功率=2dBm。
此时将信号连接至频谱仪以zero span观察，即可看出所设定的信号。如图6。
由于信号产生器所产生的输出信号为功率放大器的输入信号即为RFin，理论上，在GMSK mode，波形上升时间越短越好，而在8PSK mode则是要求平缓上升，才不会影响输出射频频谱(ORFS-Output Radio Frequency Spectrum)。而Agilent E4438C在调整输出波形(burst shape)不论是上升时间、上升延迟、下降时间或是下降延迟都是以一个GSM时间框架内有设定为发射的波一起调整，如图7、图8比较Rise time为0.1875bits与7.5bits的差异。而信号产生器设定路径为：Modify Standard→Burst Shape→ Rise time=0.1875bits。此仪器连接方式参考图9。
EDGE与GMSK混何信号
仿真与实验
信号产生器设定好后，将其它设备与RF3158评估板连接 。图10为仪器连接方式。以信号产生器的EVEN 1为任意波形产生器的触发信号，图11为EVEN1的波形其周期为4.615ms即为一个GSM框架(GSM Frame)。
将编辑好的Tx_Enb、Vramp与 Vmode的波形加载任意波形产生器并连接至评估板，为了容易观察信号间的时序关系也就是希望将RFin 、RF Out、Tx_Enb、Vramp与VMode同时显示于示波器上，将通过频谱的Video Out将功率放大器的RF Out 与 RFin射频信号转换成电信号并 显示于示波器上，在此建议以VMmode为示波器外部触发信号如图12所示，亦可将VMmode接到示波器的Ext Trigger in 以增加示波器的埠位使用。完成信号的设定与仪器的连接后，即可将电源及信号依续打开。
图13为综合通信分析仪所观察的功率放大器输出信号。另外，由综合分析仪观察输出射频频谱的功率转换瞬态所产生的频谱(Spectrum due to switching transient)与频率偏移点的时域结果，如图14，其设定为频率偏移+400kHz、功率对时间(Power versus Time) 测项的设定为3个时槽、触发时槽(Trig. Slot Offset)为1与时槽数(Slot Count)为3。在图的下窗口为频率偏移+400kHz的时域图，此功能有助于工程师了解3个时槽中哪一个上升或下降缘造成功率转换瞬态频谱超过ETSI规范。如此图可看出造成频率偏移+400kHz有-27.3dBm的输出是由GSM与8PSK间之-8 Symbol 处所造成。不同的设定可以显示不同量测时槽与某偏移频率的时域。如图15所示。
功率放大器模式转换与
输入信号的时序关系
当线性EDGE 功率大器工作于GSM模式时，功率放大器工作于饱和模式，此时Vramp控制功率放大器晶体管之集极电压(Collector Voltage)使输出波形与功率大小符合所需的要求与ETSI的各项规范。当切换至EDGE模式时，功率放大器工作于线性模式，此时功率放大器晶体管之集极电压固定偏压于3.6V，Vramp则提供功率放大器晶体管的基极偏压(Base Bias)，控制其偏压电流，使功率放大器工作于线性区，如同一增益模块(Gain Block)，输入的射频信号与输出功率成一线性增益关系。
而RF3158支持GPRS Class 12的50%的发射周期(Duty Cycle)，此意味着可能同时发射两个混合模式时槽。也因此，功率放大器在两个时槽之间也就是保护时段(Guard Period)须完成模式转换。此转换时间可称为稳定时间(Settling Time)。
图16是8PSK转GMSK之间的时序量测结果，当VMode由High 转为Low代表功率放大器由为8PSK的线性模式切换为GMSK的饱和模式，此时RFin要降到最低且低于-40dBm(建议值)的输入功率，Vramp则需降到约0.3V，而Tx_Enb关掉1QB(Quarter Bit，1QB约为0.92us)有助于缩短稳定时间 (Settling Time)。稳定时间是由于功率控制回路与Vramp引脚内的低通滤波器所造成，而Tx_Enb关掉可提供一放电路径。图17则是综合通信分析仪观察依照时序建议的输出射频频谱的功率转换瞬态所产生的频谱与频率偏移+400kHz时的时域结果。
当我们将RFin于VMode转为Low后2QB的时间打开，很明显的，可于8PSK与GMSK之间的保护时段看到一突波(Spike)，图18。由此可知，功率放大器于模式转换期间，在未完成稳定时间，未将RFin信号降至<-40dBm或输入RFin信号，将产生突波造成输出射频频谱之功率转换瞬态所产生的频谱(Output Radio Frequency Spectrum-Spectrum due to switching transients)变差，甚至无法通过规范。
除了输入信号的时序关系，另一个会影响功率转换瞬态频谱的是保护时段期间RFin的信号大小。此实验可通过另外一台信号产生器来提高保护时段期间RFin的信号大小，来实验RFin于保护时段时至少要低于多少，才不至于导致突波。图20为原本的信号，保护时段期间RFin的信号大小为-74.32dBm。此时，外加一台信号产生器产生一连续信号通过合成器(Combiner)将两信号合成后，输入功率放大器。图21为两信号产生器的合成结果。通过此一实验，可得知由收发器(Transceiver)所产生的最小的输出功率不要超过-33dBm。
