-
LTE
中的
QoS
(
1
)
(2010-05-19 09:56:49)
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LTECallProcessing
杂谈
EPS
系统中,
QoS
控制的基本粒度是
EP
S
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
Qo
S
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,
PDN
GW
位于<
/p>
EPC
和
PDN
的边界。
EPS Bearer
存在于
UE
和
PDN
GW
之间。通常情况下
(
GTP
Based S5/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
< br>PMIP
的
S5/S8
接口,一
般认为
EPS Bearer
存在与
U
E
与
SGW
之间)
。
EPS
承载取代了
UMTS
p>
网络中的分组数据协议上下文
(
PDP <
/p>
Context
)
。
根据
QoS
的不同,
EPS
Bear
可以划分为两大类:
GBR(Guranteed
Bit
Rate)
和
Non
-
GBR
。所谓
GBR
< br>,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(Maximum
Bit
Rate)
参数定义了
GBR Bea
r
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
< br>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(
Default
Bearer
)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
Default
Bearer
和一个
IP Address
,只有在
UE
和
PDN
都支持
IPV4
,
IPV
6
双协
议栈,一个
PDN
连接才有可能对应两个
Default
Bearer
和
IP
Address
,
UE
在此<
/p>
PDN
连接的有效期内将会一直保持此
D
efault
Bearer
(
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
Defa
ult EPS Bear
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
p>
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
EPS
Bear
。连接到相同
p>
PDN
的其他
EPS
承载称为专有承载,
运营商可以根据
PCRF
(
Policy
And
Charging
Resource
Function
)定义的策略,将不同的数据流映射到相应的
Dedicated
EPS
Bear
上,并且对不同的
EPS <
/p>
Bear
采用不同的
QoS
机制。专有承载可以是
GBR
承
载,也可以是
Non
-
GBR
p>
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。
<
/p>
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
eNod
eB
之间的
S1
接口和
eNodeB
到
UE
之间的<
/p>
Uu
接口。
EPS Bearer
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。
From 3GPP
23.401 4.7.2.2 The EPS bearer with GTP-based S5/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
EPS
Bearer
,以获得相应的
QoS
保障。这样
的映射关系是通过
TFT
(
Traffic Flow
Template
)和其中的
Packet Filters<
/p>
来
实现的。
TFT
是映射到相应
EPS
Bearer
的所有
PacketFilter
的集合,
Packet
Filter
表示将用户的一种业务数据流(
SDF
,
Service
DataFlow
)映射到相应的
EPS
Bearer
上,
Packet Filter
通常包括源
/
目的
IP
p>
地址,源
/
目的
I
P
端口号,
协议号等内容。专有的
EP
S
Bearer
必须有与之相应的
T
FT
。相反的,缺省的
EPS
Bea
r
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
EPS
Bearer
的<
/p>
IP
数据包会被映射到缺省的
EPS <
/p>
Bearer
上。
在专有的
EPS
Bearer
被释放的情况下,原来映射到
专有
EPS
Bearer
上的数据包
也会被重新路
由到相应的缺省
EPS Bearer
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。
p>
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
(
< br>QoS Class Identifier
)和
ARP
(
Allocation And Retention
Priority
)。
QCI
同
时应用于
GBR
和
Non-GBR
p>
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。<
/p>
标准中
(
23
。
203
)
定义了九种不同的
QCI
的值,
在接口上传输的是
< br>QCI
的值而不是其对应的
QoS
属性。
通过对
QCI
的标准化,
p>
可以规范不同的厂家对于
相应的
QoS
p>
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。
Table 6.1.7: Standardized QCI
characteristics
QCI
Resource
Priority
Packet
Packet
Example Services
Type
Delay
Error
Budget
Loss
(NOTE
1)
Rate
(NOTE
2)
2
100
ms
10
-2
Conversational Voice
3)
4
150
ms
10
-3
Conversational Video
3)
GBR
(Live Streaming)
3
50
ms
10
-3
Real Time Gaming
3)
5
300
ms
10
-6
Non-Conversational Video
3)
(Buffered Streaming)
1
100
ms
10
-6
IMS Signalling
3)
Video (Buffered
4)
6
300
ms
10
-6
Streaming)
TCP-based (e.g.,
www,
e-mail, chat, ftp, p2p
file
sharing,
progressive
video, etc.)
Non-GBR
Voice,
-3
3)
7
100
ms
10
Video (Live
Streaming)
Interactive Gaming
5)
8
Video (Buffered
-6
300
ms
10
Streaming)
TCP-based (e.g., www,
e-mail, chat, ftp, p2p
file
9
sharing, progressive
6)
video, etc.)
1
(NOTE
2
(NOTE
3
(NOTE
4
(NOTE
5
(NOTE
6
(NOTE
7
(NOTE
8
(NOTE
9
(NOTE
ARP
是分配和保留优先级
(Allocation and
Retention Priority)
。
ARP
同时应用于
GBR
和
N
on-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,
eNode B
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
Q
CI
、
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
(
Aggregated Maximum Bit
Rate
)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
< br>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
AP
N
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
(2010-05-26 07:54:22)
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LTECallProcessing
杂谈
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<
/p>
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
,
< br>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
p>
EPS Bearer
。
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
< br>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
V
oIP
呼叫。
< br>下图是在基于
GTP
的
S5
p>
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
p>
QoS
信息,
生成相应的
< br>QoS
准则,
通过基于
Diam
eter
的
RAR
(
< br>Re
-
Authentication Request
)命令发送给
PGW
。
PGW
根据相应的
QoS<
/p>
准则来配置
EPS Bearer
的
p>
QoS
,
并发送
C
reate Bearer Request
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:
GPRS Tunneling
Protocol V2
Create Bearer Request
Flags: 72
010. .... = Version: 2
.... 1... = T: 1
Message Type: Create Bearer Request
(95)
Message Length: 743
Tunnel Endpoint
Identifier: 3300033 (MME
的
GTP
-
C
的
TEI
D
值
)
Sequence Number: 0
Spare: 256
Linked EPS Bearer ID (LBI) :
IE Type: EPS Bearer
ID (EBI) (73)
IE
Length: 1
000. ....
= CR flag: 0
....
0000 = Instance: 0
.... 0101 = EPS Bearer ID (EBI): 5
Bearer Context :
[Grouped IE]
IE
Type: Bearer Context (93)
IE Length: 69
000. .... = CR flag: 0
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