5G优化案例基于不同场景的5G网络QoS参数配置研究文档格式.docx

1、1背景5G时代是一个万物感知、万物智能和万物互联的时代，未来不同服务对于网络的要求将是多样化的，为了适配未来不同服务对网络的差异化需求，保证不同业务用户感知需 求，江苏电信针对三组业务研究QoS参数配置，并输出指导意见，具体如下：（1）PDCP、RLC参数组的不同配置对典型业务（实时游戏）时延的影响（2）非缓冲大数据量业务（如高清视频直播等），验证不同参数配置对业务速率和时延的影响（3）缓冲类大数据量业务，验证不同参数配置对业务速率的影响。25G QoS 原理介绍2.1NSA 中QoS 流中国电信NSA组网采用Option 3x，核心网仍然是EPC，承载建立的信令面都依赖于eNodeB。NR系

2、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）。上述消息会携带SgNB上建立承载所需要的QCI（QoS Class Identifier）、ARP（Allocation and Retention Priority）、MBR（Maximum Bit Rate）、GBR（Guaranteed Bit Rate）、UE-AMBR（per UEAggregateMaximum Bit

3、Rate）等信息，NR根据这些信息提供差异化QoS保障。2.2SA 中QoS 流5G的QoS模型基于QoS流，与LTE类似，5G Qos流可分为保证比特率的GBR QoS流和不保证比特率的Non-GBR Qos流，5G QoS模型还支持反射QoS。QoS流是PDU会话中最精细的QoS区分粒度，两个PDU会话的区别就在于它们的QoS流不一样（就是QoS流的TFT参数不同）；在5G系统中一个QoS流ID（QFI）用于标识一条QoS流； PDU会话中具有相同QFI的用户平面数据会获得相同的转发处理（如相同的调度、相同的准入门限等）；QFI在一个PDU会话内要唯一，也就是说一个PDU会话可以有多条（最

4、多64条） QoS流，但每条QoS流的QFI都是不同的（取值范围063），UE的两条PDU会话的QFI是可能会重复的；QFI可以动态配置或等于5QI。在5GS，一条PDU会话内要求有一条关联默认QoS规则的QoS流，在PDU的整个生命周期内这个默认QoS流保持存在，且这个默认的QoS流要是Non-GBR QoS流。2.3QoS 规则UE执行上行用户面数据业务的分类和标记，也就是根据QoS规则将上行数据关联到对应的QoS流去。这些QoS规则可以是显示提供给UE的（也就是在PDU会话建立/修改流程中通过信令显示配置给UE），或者在UE上预配置，或者UE使用反射QoS机制隐式推导出来。一条QoS流可

5、以有多个QoS规则。一个QoS规则包含：关联的QoS流的QFI、数据包过滤器集（一个过滤器列表）、优先级。每个PDU会话都要配置一个默认的QoS规则，默认的QoS规则关联到一条QoS流上。默认QoS规则可以配置为允许所有上行包通过。只要默认QoS规则不包含数据包过滤器集或包含允许所有UL数据包通过的数据包过滤器集，就不会将反射性QoS应用于与默认QoS规则关联的QoS流，并且不再给此QoS流发送RQA。2.4Qos 流配置一个QoS流是“GBR”还是“Non-GBR”取决于它的QoS配置；一个QoS流的QoS配置包含的QoS参数如下：每条 QoS 流的 QoS 配置都会包含的QoS 参数：5Q

6、I、ARP每条 Non-GBR QoS 流的 QoS 配置可能还会包含参数：反射 Qos 属性（RQA）每条 GBR QoS 流的 QoS 配置还会包含参数：保证流比特率（GFBR）、最大流比特率（MFBR）每条 GBR QoS 流的 QoS 配置可能还会包含：指示控制、最大丢包率2.4.15QI5QI是一个标量，用于索引一个5G QoS特性。取值范围180；标准5QI与QCI的对应关系是一对一映射的，这类规则在最小化配置中存在且不能修改。例如5QI1映射到QCI1，5QI9 映射到QCI9。其它5QI与QCI的对应关系可自由配置，当出现大于或等于2个QoS Flow映射到相同QCI时，QoS

7、 Flow映射到QCI的原则如下:-GBR类型，或5QI值为5或69的Qos Flow，将会各自单独映射到DRB（这些DRB的QoS等级是相同的，但DRB ID不同）。-Non-GBR类型，或5QI值不为5且不为69的QoS Flow，gNodeB会将多个QoS Flow映射到同一个DRB上。标准化的5QI映射关系见下表：5QI类型优先级分组预估时延误包率平均窗口典型业务1GBR2100ms10-22000ms会话语音4150ms10-3视频会话350ms实时游戏，V2X消息，配电中压，过程自动化监控5300ms10-6非会话视频650.775ms关键任务用户平面即按即说语音（例如MCPTT）

8、66非关键用户平面即按即说语音671.5关键任务视频用户平面752.5V2X消息Non-GBRN/AIMS信令6基于TCP的视频7语音、视频、交互式游戏89690.560ms关键任务延迟敏感信令（例如MCPTT 信令）705.5200ms关键任务数据（与CQI 6/8/9相同）796.5806.810ms基于TCP/UDP的低时延eMBB业务，AR业务2.4.2ARPARP （Allocation/Retention Priority），ARP参数包含优先级、抢占能力、可被抢占等信息；优先级定义了UE资源请求的重要性，在系统资源受限时，ARP参数决定了一个新的QoS流是被接受还是被拒绝。ARP

9、包含三个信息:（1）优先级（priority level ）定义了UE资源请求的重要性，决定了一个新的QoS流是被接受还是被拒绝。（2）被抢占能力（pre-emption capability ）信息定义了一个业务流是否可以抢占低优先级的业务流的资源。（3）被抢占脆弱性（pre-emption vulnerability）信息定义一个业务流的资源是否可以被高优先级的业务流抢占。2.4.3RQARQA（Reflective QoS Attribute）是一个可选参数，其指示了在该QoS流上的某些业务可以受到反射QoS的影响。仅当核心网通过信令将一个QoS流的RQA参数配给接入网时，接入网才会使能

10、RQI在这条流的无线资源上传输；RQA可以通过N2接口在UE上下文建立和QoS流建立/修改时携带给NG-RAN。2.4.4指示控制对于GBR的QoS流，核心网通过该参数控制NG-RAN是否在该GBR QoS流的GFBR无法满足时上报消息通知核心网；如果网络使能通知控制，则NG-RAN发现该流的GFBR无法满足时就要给SMF发送通知，同时继续保持该QoS流的正常运作；至于收到通知后SMF如何处理则属于网络配置的策略。2.4.5GFBR&MFBRGFBR表示由网络保证在平均时间窗口上向QoS流提供的比特率；MFBR将比特率限制为QoS流所期望的最高比特率（例如，超过MFBR时数据包可能被UE/RA

11、N/UPF丢弃、延时传 输）；网络通过QoS流的优先级调度处理来使比特率在GFBR和MFBR的范围内。2.4.6最大丢包率最大丢包率表示一条QoS流可以忍受的最大丢包率；最大丢包率参数只在GFBR的QoS流上提供。当前版本，最大丢包率（上行、下行）参数仅在属于语音媒体的GBR QoS流上使用。2.4.7Session-AMBR&UE-AMBR每个PDU Session都会有一个会话聚合最大比特率，Session-AMBR是用户订阅数据， SMF从UDM获取；SMF可以直接使用订阅数据的Session-AMBR，或者根据本地策略进行相应修改后再使用，或使用从PCF获取的该PDU会话的Sessio

12、n-AMBR。Session-AMBR定义了一个PDU会话的所有non-GBR QoS流的比特率之和的上限，也就是说一个PDU会话的所有non-GBR QoS流的比特速率之和不能大于该PDU的Session-AMBR。Session-AMBR不应用于GBR QoS流。每个UE都有一个聚合最大比特率（UE-AMBR），一个UE-AMBR定义了一个UE所有的non- GBR QoS流比特率之和的上限，也就是一个UE的所有non-GBR QoS流的比特率之和不能大于UE-AMBR。UE-AMBR是用户订阅数据，AMF可从UDM获取出来给RAN使用。UE-AMBR仅应用于non-GBR QoS流，不应

13、用于GBR QoS流。AMBR平均窗口，其用于统计Session-AMBR和UE-AMBR，用于Session-AMBR和UE-AMBR的AMBR平均窗口参数是一个标准化值，且是相同的。2.5QoS 管理2.5.1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。下行基础调度优先级计算公式如下：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。（1）Non-GBR 业务的UE-AMBR 限速Non-GBR业务的UE-AMBR速率限制，是针对一个UE下所有Non-GBR承载的。下行缓存中有待传数据时，每TTI对比该UE所有Non-GBR承载上T时间内传输吞吐量是否大于UE Aggregate M