LTE的QoS機制學習總結

2021-12-24 15:33:43 字數 4431 閱讀 9143

圖中端到端的承載業務可以沿著端到端的路徑劃分成不同的網路段業務。端到端承載業務可以分解成兩部分: sae 承載業務與外部承載業務。

其中, 外部承載業務用於連線 umt s 核心網和位於外部網路節點之間的業務承載。sae 承載業務則可以分為 sae無線承載業務與 sae 接入承載業務兩部分。sae 無線承載業務根據必需的qos, 在enodeb與 ue 之間傳輸承載業務資料, 將無線承載鏈結到對應的承載業務;sae 接入承載業務根據必需的qos, 在agw 和 enodeb 之間傳輸承載業務資料, 向 enode b 提供端到端承載的聚合 qos描述, 同時將接入承載鏈結到對應的承載業務。

sae 的qos 控制的基本粒度是承載, 即相同承載上的所有流量將獲得相同的 qos 保障, 不同型別的承載提供不同的 qos 保障。sae 還提出了一些新的承載型別概念, 比如預設承載、 專用承載、gbr 承載和non- gbr承載等。

1)預設承載: 一種滿足預設 qos 的資料和信令的使用者承載。預設承載可以簡單理解為一種提供盡力而為 ip 連線的承載, 給使用者裝置( ue) 提供永遠**!

的 ip連線。預設承載的 qos引數可以來自於從歸屬使用者伺服器( hss)中獲取的簽約資料, 也可以通過策略計費規則功能( pcrf)互動或者基於本地配置。

2)專用承載: 對某些特定業務所使用的 sae 承載。一般情況下專用sae 承載的 qos 比預設 qos 的要求高。

專用承載在 ue 關聯上行( ul )業務流模板( tft ) , 在pdn gw關聯乙個 dl( 下行) t ft, t ft 中包含業務資料流的過濾器, 而這些過濾器只能匹配某些準則的分組, 專用承載的qos 引數總是由分組核心網分配。

3) gbr承載: 與保證位元速率( gbr)承載相關的專用網路資源, 在承載建立或修改過程中通過例如enode b 的接納控制等功能永久分配給某個承載, 這個承載在位元速率上要求能夠保證不變。

4) non- gbr承載: 與 gbr 承載相反, 網路資源不能永久分配給某個承載, 即不能保證該承載的位元速率不變, 就是 non- gbr承載。專用承載可以是gbr承載或non- gbr 承載, 而預設承載應該是 non- gbr 承載。

乙個承載維護的是乙個服務資料流( sdf )的集合體, 對應相同承載級別 qos 的多個 sdf的集合, 每個sdf是由 ip的5元組(源 ip位址、 目的 ip 位址、 源埠號、 目的埠號、ip 層以上協議 id)描述, 以此來識別終端和應用或服務。所以 sdf 可以用來連線到web、 流**伺服器或郵箱伺服器。

1.2 sae qos引數與屬性

1. 2. 1 qos 引數

乙個 sae 的承載關聯到下列承載級 qos 引數。

( 1) qos 分類標識( qci)。

qci 可同時應用於 gbr和 non- gbr 承載。乙個 qci是乙個值, 用於指定訪問節點內定義的控制承載級分組**方式(如排程權重、 接納門限、 佇列管理門限、 鏈路層協議配置等) , 這些都可以有運營商預先設定到接入網節點(比如enode b) 中。在介面上使用qci 而不是傳輸一組 qos 引數主要是為了減少介面上的控制信令資料傳輸量, 並且在多廠商互聯和漫遊環境下使用不同裝置或系統間的互連互通更加容易。

( 2)分配和保留優先順序( arp)。

arp 可同時應用於 gbr 和 non - gbr 承載。arp的主要目的是能夠決定是否接受請求的承載建立/修改(尤其對於 gbr承載的無線容量是否有效) ,或者在資源受限時拒絕上述請求。另外, enode b 可以使用 arp 決定資源受限時,哪個承載可以丟棄。

乙個承載的 arp僅在承載建立成功之前對承載的建立產生影響。承載建立之後再需要對承載的特性進行改變時, 應該由qci、 gbr、 mbr和ambr等引數決定。

( 3)保證位元速率( gbr)。

gbr僅應用於 gbr承載, 提供給 gbr承載保證的位元速率, gbr承載的業務包括語音、 流**、 實時遊戲等。

( 4)最大位元速率( mbr)。

mbr僅應用於 gbr 承載, 它為業務設定資料傳輸速率的限制。如果發現業務的資料傳輸速率超過mbr時, 網路將通過業務量整形演算法來限制速率。mbr的值一般大於或等於 gbr 的值。

( 5)聚合最大位元速率( ambr)。

ambr僅應用於 non- gbr 承載, 同乙個 ue 的多個sae 承載可以共享同乙個ambr, 即一組sae承載中的每個承載可以使用全部的 ambr 資源, 例如當其他sae 承載沒有任何業務流時, 有業務流的那個承載可以使用全部的 ambr定義的全部頻寬。如果超出了 ambr限制, 網路可能在上行鏈路和下行鏈路使用業務流量調節演算法,就像 mbr的調節演算法一樣。

1. 2. 2 標準 qci 屬性

乙個 qci 特性可由承載型別、 優先順序、 分組延遲預算、 分組丟失率等組成, 它代表了 sae 系統為某個sdf 提供的qos 特性。每個sdf僅與乙個qci 關聯,如果多個 sdf 具有相同的 qci 和 arp 值, 則它們可以作為單獨的業務集合來處理, 這就是 sdf 集合。qci 特性一般由運營商根據實際需求預配置在 enodeb 上,下表給出了sae 系統定義的標準qci 屬性。

( 1)承載型別: 決定是否需要在整個承載生存時間內固定分配與承載相關的資源,也就是決定是gbr承載還是 non- gbr承載。對於乙個業務的承載型別是由運營商的策略決定, 當有足夠的容量時, 實時業務和非實時業務都可由 non- gbr承載進行傳輸。

( 2)優先順序: 用來區分相同或不同 ue 的 sdf 集合。每個 qci 都與乙個優先順序相關聯, 優先級數越小表示優先級別越高。

( 3)分組延遲預算( pdb) : 定義了鏈路層 sdu 在接入節點和 ue 之間的鏈路中的逗留時間。鏈路層中可包括排隊管理功能, 對於某一特定的 qci 特性, pdb對於上行和下行的取值是相同的。

採用 pdb 的目的是為了支援對排程和鏈路層功能進行配置。

( 4) 分組丟失率( plr) : 定義了由傳送方鏈路層arq 協議處理的sdu 沒有成功到達相應的接收方的比率。因此, plr是乙個非擁塞情況下的分組丟失情況。

這個引數允許適當的鏈路層協議配置。對於某一特定的 qci 特性, plr對於上行和下行的取值是相同的。

2 、2g、 3g和 lte/ sae的 qos比較

lte/ sae 承載等價於2g- gprs 和 3g- umt s標準中使用的「pdp上下文」,所以在與 2g和 3g的比較中, 重點比較 2g 對應的 r97/ 98 pdp 屬性和 3g 對應的 r99 pdp 屬性。其中 r97/ 98 pdp 屬性是指3gpp標準release 1997和 1998的 2g- gprs 部分的分組資料協議( pdp)服務質量屬性; r99 pdp 屬性是指 3g- umt s 和 2g- gprs 在 3gpp 標準 release99 的pdp服務質量屬性。下表描述了不同版本標準的服務質量屬性。

從上表可以看出, 3gpp的服務質量( qos)是如何從2g發展到 3g最後演進到lte/ sae 的過程。

在2g- gprs 的 r97/ 98 版本中, 語音是基於電路交換的, 電路連線建立後即可保證業務的服務質量,所以語音的qos保證比較簡單; 而 gprs 採用的是分組交換方式, 由於 gsm 無線接**術的限制, gprs只能提供盡力而為的服務質量, 這種業務對傳輸時延和傳輸速率是沒有任何保證的。

3g- umt s 的 r99 版本, 在對 r97/ r98 版本的qos 引數進一步細化的同時, 也增加了一些新引數, 比如前面提到的傳輸時延和傳輸速率, 其目的是: 對已有的和將要出現的所有電路和分組交換服務型別來說,網路的資源分配機制和排程演算法要盡可能靈活。這一層面的靈活性和在utran 中專用傳輸通道定義的所有可能選項是一致的。

同時 r99 版本按業務流對時延的敏感程度不同定義了 4種 qos 的業務型別: 會話類、 流類、 互動類和後台類, 每種型別都有相對應的qos 具體屬性和應用舉例。

發展到r8 版本的lte/sae, 捨棄了電路交換,支援全ip網路, 服務質量( qos)的表示相比 r99 版本更加簡單。由於包括更少的屬性域和預定義的標籤, 所以減少了可能的組合數量; 通過保持不同製造商對相同型別服務的網路應用的一致性, 實現使用者跨網路的無縫移動的體驗; 通過預定義的預設承載, 縮短了業務建立的時延, 實現使用者的永遠**!的體驗; 通過採用qci 和預定義的承載型別( gbr或 non- gbr) , 確定了不同型別的業務的 qos 具體需求, 提供給使用者高速且流暢的體驗。

總結lte/sae 系統是流動網路向全 ip 網路發展的重要一步, 為了滿足其需求, lte/ sae 的 qos 做了諸多的改進, 引入了許多新的概念: 比如簡化了 umts 的承載架構, 發展成lte/ sae 的承載業務架構, 提出了預設承載、 專用承載、 gbr 承載和 non- gbr承載等概念; 在描述 qos 引數和屬性時, 提出了 qci 和ambr等新概念。文章最後將lte/ sae 的qos 與2g和3g 的qos比較, 表明 lte/ sae給使用者帶來的體驗的提高。

隨著 lte 於 2009 年底在瑞典和挪威開始商用,移動通訊網路進入了無線高速分組交換時代, 這將給lte/ sae 的qos管理帶來有益的探索, 比如lte 與3gpp的 2g 或 3g 網路切換導致的 qos 對映問題,lte與 non- 3gpp 網路切換導致的 qos 對映問題等。

lte學習總結

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