LTE 相关概念.docx
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LTE相关概念
LTE相关概念
Contents
LTE相关概念1
一.LTE基本概念
1.LTE架构
2.LTE中的QoS
EPS系统中，QoS控制的基本粒度是EPS承载（Bearer），即相同承载上的所有数据流将获得相同的QoS保障（如调度策略，缓冲队列管理，链路层配置等），不同的QoS保障需要不同类型的EPS承载来提供。
在EPS系统中，PDN指的是外部的数据网络（相对于LTE运营商而言），例如Internet，企业专用数据网等。
APN（接入点名称）的值作为PDN网络的标识，PDNGW位于EPC和PDN的边界。
EPSBearer存在于UE和PDNGW之间。
通常情况下（GTPBasedS5/S8），EPS承载可以看作是UE与分组数据网网关（PDN-GW）之间的逻辑电路，（对于基于PMIP的S5/S8接口，一般认为EPSBearer存在与UE与SGW之间）。
EPS承载取代了UMTS网络中的分组数据协议上下文（PDPContext）。
根据QoS的不同，EPSBear可以划分为两大类：
GBR（GuranteedBitRate）和Non－GBR。
所谓GBR，是指承载要求的比特速率被网络“永久”恒定的分配，即使在网络资源紧张的情况下，相应的比特速率也能够保持。
MBR（MaximumBitRate）参数定义了GBRBear在资源充足的条件下，能够达到的速率上限。
MBR的值有可能大于或等于GBR的值。
相反的，Non－GBR指的是在网络拥挤的情况下，业务（或者承载）需要承受降低速率的要求，由于Non－GBR承载不需要占用固定的网络资源，因而可以长时间地建立。
而GBR承载一般只是在需要时才建立。
EPS系统中，为了提高用户体验，减小业务建立的时延，真正实现用户的“永远在线”，引入了默认承载（DefaultBearer）的概念，即在用户开机，进行网络附着的同时，为该用户建立一个固定数据速率的默认承载，保证其基本的业务需求，默认承载是一种Non－GBR承载。
一般来说，每个PDN连接都对应着一个DefaultBearer和一个IPAddress，只有在UE和PDN都支持IPV4，IPV6双协议栈，一个PDN连接才有可能对应两个DefaultBearer和IPAddress，UE在此PDN连接的有效期内将会一直保持此DefaultBearer（IP地址有可能变化吗？
）。
如果UE存在与多个PDN的连接，那么UE可以有多个DefaultEPSBear和IP地址。
默认承载的QoS参数可以来自于从归属用户服务器（HSS）中获取的签约数据，也可以通过PCRF交互或者基于本地配置来改变这些值。
为了给相同IP地址的UE提供具有不同QoS保障的业务，如视频通话，移动电视等，需要在UE和PDN之间建立一个或多个DedicatedEPSBear。
连接到相同PDN的其他EPS承载称为专有承载，运营商可以根据PCRF（PolicyAndChargingResourceFunction）定义的策略，将不同的数据流映射到相应的DedicatedEPSBear上，并且对不同的EPSBear采用不同的QoS机制。
专有承载可以是GBR承载，也可以是Non－GBR承载。
专有承载的创建或修改只能由网络侧来发起，并且承载QoS参数值总是由分组核心网来分配。
一个EPSBearer要经过不同的网元和接口，如下图所示。
包括：
PGW到SGW之间的S5/S8接口，SGW到eNodeB之间的S1接口和eNodeB到UE之间的Uu接口。
EPSBearer在每个接口上会映射到不同的底层承载，每个网络节点负责维护底层承载的标识以及相互之间的绑定关系。
From3GPP23.4014.7.2.2TheEPSbearerwithGTP-basedS5/S8
Figure1TwoUnicastEPSbearers（GTP-basedS5/S8）
如上图所示，eNodeB通过创建无线承载与S1承载之间的绑定，实现无线承载与S1承载之间的一一映射；S-GW通过创建S1承载与S5/S8承载之间的绑定，实现S1承载与S5/S8承载之间的一一映射。
最终，EPS承载数据通过无线承载、S1承载以及S5/S8承载的级联，实现了UE与PDN之间连接业务的支持。
把IP包过滤到不同的承载是基于业务流模板（TFT）。
TFT使用IP包头信息（如源和目的IP地址以及TCP端口号）来过滤包，如从网页浏览业务过滤VoIP数据包等，从而使每个业务都可以在具有适合QoS的承载中发送。
UE中与每个承载相关的上行业务流模板（TFT）在上行方向把IP包过滤到EPS承载。
P-GW中的下行TFT也具有一套类似的下行包过滤器。
用户的IP数据包需要映射到不同的EPSBearer，以获得相应的QoS保障。
这样的映射关系是通过TFT（TrafficFlowTemplate）和其中的PacketFilters来实现的。
TFT是映射到相应EPSBearer的所有PacketFilter的集合，PacketFilter表示将用户的一种业务数据流（SDF，ServiceDataFlow）映射到相应的EPSBearer上，PacketFilter通常包括源/目的IP地址，源/目的IP端口号，协议号等内容。
专有的EPSBearer必须有与之相应的TFT。
相反的，缺省的EPSBear通常并不配置特定的TFT，或者说，配置的是通配TFT，这样所有不能映射到专有EPSBearer的IP数据包会被映射到缺省的EPSBearer上。
在专有的EPSBearer被释放的情况下，原来映射到专有EPSBearer上的数据包也会被重新路由到相应的缺省EPSBearer上。
TFT分为上行和下行两个方向，其中，上行的TFT在UE侧对上行的数据包进行过滤和映射。
下行的TFT在PDN侧对下行的数据包进行过滤和映射。
在接入网中，空口上承载的QoS是由eNodeB来控制的，每个承载都有相应的QoS参数QCI（QoSClassIdentifier）和ARP（AllocationAndRetentionPriority）。
QCI同时应用于GBR和Non-GBR承载。
一个QCI是一个值，包含优先级，包延迟，以及可接受的误包率等指标，每个QCI都与一个优先级相关联，优先级1是最高的优先级别。
承载QCI的值决定了其在eNodeB的处理策略。
例如，对于误包率要求比较严格的Bearer，ENodeB一般通过配置RLC成AM模式来提高空口传输的准确率。
标准中（23。
203）定义了九种不同的QCI的值，在接口上传输的是QCI的值而不是其对应的QoS属性。
通过对QCI的标准化，可以规范不同的厂家对于相应的QoS业务的理解和处理，方便在多厂商互连环境和漫游环境中不同设备／系统间的互连互通。
Figure1StandardizedQCIcharacteristics
ARP是分配和保留优先级（AllocationandRetentionPriority）。
ARP同时应用于GBR和Non-GBR承载，主要应用于接入控制，在资源受限的条件下，决定是否接受相应的Bearer建立请求。
另外，eNodeB可以使用ARP决定在新的承载建立时，已经已经存在承载的抢占优先级。
一个承载的ARP仅在承载建立之前对承载的建立产生影响。
承载建立之后QoS特性，应由QCI、GBR、MBR等参数来决定。
为了尽可能提高系统的带宽利用率，EPS系统引入了汇聚的概念，并定义了AMBR（AggregatedMaximumBitRate）参数。
AMBR可以被运营商用来限制签约用户的总速率，它不是针对某一个Bearer，而是针对一组Non－GBR的Bearer。
当其他EPS承载不传送任何业务时，这些Non-GBR承载中的每一个承载都能够潜在地利用整个AMBR。
AMBR参数限制了共享这一AMBR的所有承载能所能提供的总速率。
3GPP定义了两种不同的AMBR参数：
UE-AMBR和（APN）-AMBR。
UE－AMBR定义了每个签约用户的AMBR。
APN-AMBR是针对APN的参数，它定义了同一个APN中的所有EPSBearer提供的累计比特速率上限。
AMBR对于上行和下行承载可以定义不同的数值。
作为UE连接到网络流程的一部分，需给UE分配IP地址并且至少建立一个承载。
这就是所谓的默认承载，为保证UE始终以IP方式连接到PDN，它在整个PDN连接过程中都保持建立状态。
默认承载的承载级QoS参数值的初始化由MME根据HSS发来的开户信息设定。
在与PCRF交互中或根据本地配置PCEF可能改变这些值。
另外，所谓的专用承载在连接过程中或连接完成后的任何时候都可以建立。
专用承载可以是GBR承载也可以是non-GBR承载（默认承载总是non-GBR承载，因为它一直要保持建立状态）。
默认承载和专用承载的区别对于接入网络来说应该是透明的。
那么每一个承载都与特定的QoS相关联，如果给一个特定UE建立一个以上的承载，那么每个承载必须有适合的TFT相对应。
这些专用承载来自IMS域定的触发或UE的请求连接建立。
UE的专用承载可由一个或多个P-GW提供。
一个EPS承载是分组数据网网关和UE间满足一定服务质量（QoS）的IP流。
一个EPS承载通常具有一定的QoS。
一个用户可建立多个EPS承载，从而具有不同的QoS等级或连接到不同的PDN。
例如，一个用户可以同时进行话音通信、浏览网页或FTP下载等。
语音承载为语音业务提供必要的QoS保证，而“尽力而为”承载可以满足浏览网页或FTP下载的要求。
专用RRC消息通过SRB传输，SRB通过PDCP和RLC层映射到逻辑信道—既可以是连接建立时的公共控制信道（CCCH），也可以是RRC_CONNECTED状态下的专用控制信道（DCCH）。
系统信息和寻呼消息各自直接映射到逻辑信道，即广播控制信道（BCCH）和寻呼控制信道（PCCH）。
SRB0用于采用CCCH时的RRC消息，SRB1用于采用DCCH时的RRC消息，SRB2用于采用只包含NAS专用信息的DCCH的RRC消息（优先级低）。
所有使用DCCH的RRC消息都被PDCP层进行完整性保护和加密（在安全功能激活之后），并且使用自动请求重传协议（ARQ）在RLC层可靠地发送。
使用CCCH的RRC消息没有进行完整性保护，在RLC层也不使用ARQ协议。
二、LTE 中的CQI，PMI，RI上报机制
LTE中支持两种形式的CQI，PMI和RI上报：
周期性的和非周期性的上报。
周期性的CQI上报通常是通过PUCCH来进行的。
如果UE在发送周期性CQI的子帧上，同时被调度有数据需要发送，那么，周期性的CQI上报将通过PUSCH来进行。
此时，UE将在PUSCH中采用和PUCCH中同样的CQI/PMI/RI格式，而相应的PUCCH上的CQI上报资源将会闲置不用【1】。
eNodeB还可以触发UE进行非周期性的上报。
非周期性的上报是通过PUSCH来进行的。
这些上报可以在PUSCH上单独地或者和其他数据一起进行发送。
在周期性CQI上报和非周期性CQI上报子帧同时存在的子帧，UE将会只上报非周期性的CQI上报而丢弃周期性的上报。
CQI上报的粒度有三个等级：
宽带，UE选择的子带和上层配置的子带。
宽带CQI上报是指UE针对整个系统带宽上报一个CQI。
CQI的取值如下图所示：
Table7.2.3-1:
4-bitCQITable
CQIindex
modulation
coderatex1024
efficiency
0
outofrange
1
QPSK
78
0.1523
2
QPSK
120
0.2344
3
QPSK
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