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1、5G优化案例5G Qos多维度创新研究分析5G Qos多维度创新研究分析XX分公司无线网优中心XXXX年XX月5G Qos多维度创新研究分析XX【摘要】QoS（Quality of Service）是指业务服务质量，决定了用户对运营商提供服务的满意程度。QoS管理是网络满足业务质量要求的控制机制，它是一个端到端的过程，即需要业务在发起者到响应者之间所经历的网络各节点的共同协作，保障服务质量。【关键字】Qos管理、Non-GBR/GBR、性能【业务类别】移动网、5G、SA1、问题描述空口QoS管理针对各种业务和用户的不同需求，提供端到端的服务质量保证，允许不同业务不平等地竞争网络资源，以实现不同

2、的体验保障。NSA架构和SA架构下均支持QoS管理。在NSA架构下，核心网仍然是EPC，承载建立的信令面都依赖于eNodeB。NR系统作为SgNB（Secondary gNodeB）参与业务分流，因此NR的QoS配置信息来源于X2接口添加SgNB承载建立的请求信息（SGNB ADDITION REQUEST）或修改SgNB承载建立的请求消息（SGNB MODIFICATION REQUEST）。该消息会携带SgNB上建立承载所需要的QCI/ARP/MBR/GBR/UE-AMBR值等信息，NR根据这些信息提供差异化QoS保障。但在SA架构下，核心网是5GC，QoS的架构发生了较大变化。图1 SA

3、架构下的QoS图在SA架构下，gNodeB与UE之间仍然采用承载的概念，但gNodeB与核心网之间不再采用承载的概念, 由NSA架构中的EPS Bearer变成了QoS Flow。QoS Flow是QoS控制的最细粒度，类似于NSA架构中的EPS Bearer。每一个QoS Flow用一个QoS Flow ID (QFI)来标识。在一个PDU会话内，每个QoS Flow的QFI都是唯一的。核心网会通知gNodeB每个QoS Flow对应的5QI(5G QoS Indicator)，用于确定其QoS属性。gNodeB需要将QoS Flow映射到承载上。QoS Flow与空口Radio Beare

4、r可以是多对一的映射关系，也可以是一对一的映射关系。2、SA架构下Qos管理分析2.1业务建立请求阶段的QoS管理业务建立请求阶段，无论在NSA架构还是在SA架构下，业务最终映射到gNodeB的QCI承载上，由承载的差异化调度实现各业务差异化服务。（1）如果一个业务被固定分配专用网络资源以保障这个业务的GBR，则这个业务对应的承载称为GBR承载。GBR承载主要用于实时业务，例如语音、视频、实时游戏等。（2）如果一个业务没有被固定分配专用网络资源以保障这个业务的GBR，则这个业务对应的承载称为Non-GBR承载。Non-GBR承载主要用于非实时业务，例如email、FTP、HTTP等。当UE发起

5、业务请求时，gNodeB读取N2接口中各QoS Flow的QoS属性值，根据MML界面配置，将不同的QoS Flow（不同的5QI）映射到对应的承载上，为业务配置合适的无线承载参数、传输资源配置参数。图2 网元接口示意图SA架构下，各标准5QI对应的QoS属性按照3GPP TS 23.501协议确定，具体如下表所示：表1 Standardized 5QI to QoS characteristics mapping（GBR）5QI ValueDefault Priority LevelPacket Delay BudgetPacket Error RateDefault Maximum Dat

6、a Burst VolumeDefault Averaging WindowExample Services120100 ms10-2N/A2000 msConversational Voice240150 ms10-3N/A2000 msConversational Video (Live Streaming)33050 ms10-3N/A2000 msReal Time Gaming, V2X messagesElectricity distribution medium voltage, Process automation - monitoring450300 ms10-6N/A200

7、0 msNon-Conversational Video (Buffered Streaming)65775 ms10-2N/A2000 msMission Critical user plane Push To Talk voice (e.g., MCPTT)6620100 ms10-2N/A2000 msNon-Mission-Critical user plane Push To Talk voice6715100 ms10-3N/A2000 msMission Critical Video user plane752550 ms10-2N/A2000 msV2X messages表2

8、Standardized 5QI to QoS characteristics mapping（Non-GBR）5QI ValueDefault Priority LevelPacket Delay BudgetPacket Error RateDefault Maximum Data Burst VolumeDefault Averaging WindowExample Services510100 ms10-6N/AN/AIMS Signalling660300 ms10-6N/AN/AVideo (Buffered Streaming)TCP-based (e.g., www, e-ma

9、il, chat, ftp, p2p file sharing, progressive video, etc.)770100 ms10-3N/AN/AVoice,Video (Live Streaming)Interactive Gaming880300 ms10-6N/AN/AVideo (Buffered Streaming)TCP-based (e.g., www, e-mail, chat, ftp, p2p file sharing, progressive video, etc.)990300 ms10-6N/AN/A69560 ms10-6N/AN/AMission Criti

10、cal delay sensitive signalling (e.g., MC-PTT signalling)7055200 ms10-6N/AN/AMission Critical Data (e.g. example services are the same as QCI 6/8/9)796550 ms10-2N/AN/AV2X messages806810 ms10-6N/AN/ALow Latency eMBB applications Augmented Reality表3 Standardized 5QI to QoS characteristics mapping（Delay

11、 Critical GBR）5QI ValueDefault Priority LevelPacket Delay BudgetPacket Error RateDefault Maximum Data Burst VolumeDefault Averaging WindowExample Services81115 ms10-5160 B2000 msRemote control821210 ms10-5320 B2000 msIntelligent transport systems831320 ms10-5640 B2000 msIntelligent Transport Systems

12、841910 ms10-4255 B2000 msDiscrete Automation852210 ms10-41358 B2000 msDiscrete Automation2.2QoS Flow到DRB的映射5G新增的协议层SDAP（Service Data Adaptation Protocol）用于此功能。SDAP层主要负责：（1）在上下行数据包中添加QoS Flow的标识，即QFI (QoS Flow ID)值，UE从下行数据包的SDAP头中读取该值。（2）将一个或多个QoS Flow映射到一个DRB (Data Radio Bearer)上。图3 5G用户面协议栈QoS Flow

13、映射到DRB的原理描述如下：（1）下行数据基站侧需要将QoS Flow映射到相应的DRB上，以便下行数据可用通过对应的承载发送给UE。针对下行数据，QoS Flow经过SDAP层时，SDAP层根据gNB5qiConfig.Nr5qi的配置值与QCI映射关系，将各QoS Flow映射到相应DRB上，DRB的等级用QCI来索引。默认QoS Flow与DRB一一映射，当出现大于或等于2个QoS Flow映射到相同等级的DRB时，QoS Flow映射到DRB上的原则如下：A.多个QoS Flow分别映射到独立的DRB上a.业务类型为GBR对应的所有5QI的QoS Flow。b.5QI值为5或69的Qo

14、S Flow。这些QoS Flow映射到DRB后，其DRB等级是相同的，但DRB ID不同。B.多个QoS Flow映射到同一个DRB上5QI值不为5或不为69的QoS Flow。（2）上行数据UE为了将数据发送给基站，也需要找到相应的DRB承载，UE找到相应的DRB有两种方式，无论使用哪种方式，UE侧均应使用最新更新的QoS Flow与DRB的映射关系。图4 QoS Flow映射到承载的示意图2.3业务建立后的QoS管理业务建立后，gNodeB的下行调度QoS保障和上行调度QoS保障需要根据以下信息计算承载的调度优先级，以保证用户满足QoS属性的同时实现系统吞吐量最大化。（1）QoS属性（QCI/5QI、Packet Delay Budget等信息）（2）信道质量信息（3）速率要求（4）承载的权重2.3.1下行调度Qos保障在下行调度QoS保障中，gNodeB可以获得下行各承载业务的数据量，并根据输入的QoS参数、信道质量、历史速率等因素综合确定承载的调度优先级和选定需要调度的承载。下行调度QoS保障可由gNodeB独立完成。下行调度QoS保障包括Non-GBR业务的UE-AMBR限速、Non-GBR业务的最小速率保障、GBR业务的最小速率保障以及GBR业务最大速率限制。2.3.2上行调度Qos保障与下行调度QoS保障