最新lte中的qos知识讲解.docx
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最新lte中的qos知识讲解
LTE 中的QoS
（1）
（2010-05-1909:
56:
49）
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标签：
杂谈
分类：
LTECallProcessing
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Dedicated EPSBear。
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
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。
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。
Table6.1.7:
StandardizedQCIcharacteristics
QCI
ResourceType
Priority
PacketDelayBudget（NOTE 1）
PacketErrorLoss
Rate（NOTE 2）
ExampleServices
1
（NOTE 3）
2
100 ms
10-2
ConversationalVoice
2
（NOTE 3）
GBR
4
150 ms
10-3
ConversationalVideo（LiveStreaming）
3
（NOTE 3）
3
50 ms
10-3
RealTimeGaming
4
（NOTE 3）
5
300 ms
10-6
Non-ConversationalVideo（BufferedStreaming）
5
（NOTE 3）
1
100 ms
10-6
IMSSignalling
6
（NOTE 4）
6
300 ms
10-6
Video（BufferedStreaming）
TCP-based（e.g.,www,e-mail,chat,ftp,p2pfilesharing,progressivevideo,etc.）
7
（NOTE 3）
Non-GBR
7
100 ms
10-3
Voice,
Video（LiveStreaming）
InteractiveGaming
8
（NOTE 5）
8
300 ms
10-6
Video（BufferedStreaming）
TCP-based（e.g.,www,e-mail,chat,ftp,p2pfile
9
（NOTE 6）
9
sharing,progressivevideo,etc.）
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。
EPS 专有承载建立流程
（2010-05-2607:
54:
22）
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标签：
杂谈
分类：
LTECallProcessing
与缺省的EPS承载不同，专有EPS承载的建立，是为了满足用户特定QoS的需求。
EPS专有承载建立之前，必须存在相应的缺省EPS承载。
EPS专有承载的建立，可以由网络侧来发起，也可以由终端侧来发起。
在网络侧发起的专有承载建立过程中，专有承载建立的信令流程由网络侧发起，不要求UE上的应用层了解EPS承载层QoS的具体信息，UE上的应用层可以通过应用层的信令与网络协商QoS的相关信息，如SIP/SDP,RTSP等，但这种应用层的QoS协商并不包含承载层QoS的内容。
在UE侧发起的EPS专有承载的建立中（也称为承载资源分配过程），UE上的应用层直接向网络侧提出承载层QoS（包括QCI，GBR等）的申请，如果网络侧接受UE的请求，就会与UE进一步信令交互，建立专有的EPSBearer。
在网络侧发起的EPS专有承载的建立过程中，触发网络侧建立专有承载的条件可以是来自网络的应用层信令，也可以是来自UE的应用层信令。
例如，UE发起基于IMS的VoIP呼叫或者UE需要接收基于IMS的VoIP呼叫。
下图是在基于GTP的S5接口下，网络侧发起的EPS专有承载的建立流程。
首先，PCRF根据UE应用层所需要的QoS信息，生成相应的QoS准则，通过基于Diameter的RAR（Re－AuthenticationRequest）命令发送给PGW。
PGW根据相应的QoS准则来配置EPSBearer的QoS，并发送CreateBearerRequest 消息给SGW，SGW将相应的消息转发给MME，SGW与MME之间的信息示例如下：
GPRSTunnelingProtocolV2
CreateBearerRequest
Flags:
72
010.....=Version:
2
....1...=T:
1
MessageType:
CreateBearerRequest（95）
MessageLength:
743
TunnelEndpointIdentifier:
3300033（MME的GTP－C的TEID值）
SequenceNumber:
0
Spare:
256
LinkedEPSBearerID（LBI）:
IEType:
EPSBearerID（EBI）（73）
IELength:
1
000.....=CRflag:
0
....0000=Instance:
0
....0101=EPSBearerID（EBI）:
5
BearerContext:
[GroupedIE]
IEType:
BearerContext（93）
IELength:
69
000.....=CRflag:
0
....0000=Instance:
0
EPSBearerID（EBI）:
IEType:
EPSBearerID（EBI）（73）
IELength:
1
000.....=CRflag:
0
....0000=Instance:
0
....0000=EPSBearerID（EBI）:
0（EBI是由MME分配的，由于此时并没有分配，所以设置为零）
FullyQualifiedTunnelEndpointIdentifier（F-TEID）:
IEType:
FullyQualifiedTunnelEndpointIdentifier（F-TEID）（87）
IELength:
9
000.....=CRflag:
0
....0000=Instance:
0
1.......=V4（True-IPV4addressfieldExists,False-Doesn'tExistinF-TEID）:
True
.0......=V6（True-IPV6addressfieldExists,False-Doesn'tExistinF-TEID）:
False
...00001=InterfaceType:
S1-USGWGTP-Uinterface
（1）
TEID/GREKey:
34
F-TEIDIPv4:
30.0.2.1（30.0.2.1）
FullyQualifiedTunnelEndpointIdentifier（F-TEID）:
IEType:
FullyQualifiedTunnelEndpointIdentifier（F-TEID）（87）
IELength:
9
000.....=CRflag:
0
....0001=Instance:
1
1.......=V4（True-IPV4addressfieldExists,False-Doesn'tExistinF-TEID）:
True
.0......=V6（True-IPV6addressfieldExists,False-Doesn'tExistinF-TEID）:
False
...00101=InterfaceType:
S5/S8PGWGTP-Uinterface（5）
TEID/GREKey:
34
F-TEIDIPv4:
20.0.0.1（20.0.0.1）
EPSBearerLevelTrafficFlowTemplate（BearerTFT）:
IEType:
EPSBearerLevelTrafficFlowTemplate（BearerTFT）（84）
IELength:
8
000.....=CRflag:
0
....0000=Instance:
0
001.....=OperationCode:
CreateNewTFT
（1）
....0001=NumberofPacketFilters:
1
...0....=Ebit:
False
PacketFilter1
....0000=PacketFilterIdentifier:
0
..11....=Direction:
bidirectional（3）（上行和下行双向的Filter）
EvaluationPrecedence:
0
LengthofPacketFilter:
3
ComponentType:
Singleremoteporttype（80）
Singleremoteporttype:
80
BearerLevelQualityofService（BearerQoS）:
IEType:
BearerLevelQualityofService（BearerQoS）（80）
IELength:
22
000.....=CRflag:
0
....0000=Instance:
0
.......1=PVI（Pre-emptionVulnerability）:
True
..0000..=PL（PriorityLevel）:
0
.0......=PCI（Pre-emptionCapability）:
False（PVI，PL，以及是ARP的属性，具体内容参见3GPP23.401）
Label（QCI）:
9
MaximumBitRateForUplink:
65535000
MaximumBitRateForDownlink:
65535000
GuaranteedBitRateForUplink:
65535000
GuaranteedBitRateForDownlink:
65535000
MME为每个EPSBearer分配相应的EBI（EPSBearerID），构造相应的ActivateDedicatedEPSBear消息，将其作为NASPDU，包含在发送到eNodeB的BearSetupRequest消息中。
eNodeB将EPSBearer的QoS映射到空口上的QoS，然后通过向UE发送RRCConnectionReconfiguration消息来建立相应的DRB，并对DRB进行PDCP层，逻辑层，以及RLC层等进行配置。
在消息中还作为NASPDU传输来自MME的ActivateDedicatedEPSBear。
在NASPDU中，LBI（LinkedEPSBearID）给出了与DedicatedEPSBearer对应的DefaultEPSBear的标识，TFT表示应用到UE的上行TFT，其中的Precedence指出了PacketFilter的优先级，数值越低，表示优先级越高。
UE在发送上行数据包的时候，按照PacketFilter的优先级对数据包进行匹配，如果匹配成功，UE就会在相应的EPSBearer（RadioBearer）上发送数据，否则的话，UE会在缺省的EPSBearer上发送数据。
+-Rrc
|\-Dcch[Union]
| +-message_
| \-c1[Union]
| \-rrcConnectionReconfiguration[Union]
| +-rrc_TransactionIdentifier=0[INTEGER]
| +-criticalExtensions
| \-c1[Union]
| \-rrcConnectionReconfiguration_r8[Union]
| +-measConfig=omit
| +-mobilityControlInfo=omit
| +-dedicatedInfoNASList=omit
| +-radioResourceConfigDedicated
| |+-srb_ToAddModList=omit
| |+-drb_ToAddModList[RecordOf]
| ||[0]
| || +-eps_BearerIdentity=6[INTEGER]
| || +-drb_Identity=2[INTEGER]
| || +-pdcp_Config
| || |+-discardTimer=infinity_[ENUM]
| || |+-rlc_AM
| || ||+-statusReportRequired=true[BOOLEAN]
|
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