5G NR QoS 架构、属性和QoS Flow
服务质量(QoS)是指对网络用户体验到的服务的整体性能衡量。为了可以定量地测量QoS分组丢包率,比特率,吞吐量,传输时延,可用性,抖动等服务的相关方面。下图显示了有和没有QoS的信道带宽(BW)的性能。
几种流行的QoS定义:
?根据ITU的定义,QoS包括连接的所有方面的要求,如服务响应时间、损耗、信噪比、串话、回声、掉话、频率响应、响度等级;
?QoS可定义为向不同的应用程序、用户或数据流提供不同优先级的能力,或保证数据流具有一定的性能水平;
?QoS可以定义为一种控制机制,即通过过度(over-provisioning)配置容量,在尽力而为的网络上提供高质量的通信,使其足以满足预期的峰值业务负载
?QoS有时指服务质量水平,即保证的服务质量;
?QoS也可定义为对用户满意度有影响的所有缺陷的可接受累积影响; ?QoS也可以定义为一种网络协议,该协议允许与应用软件进行流量契约,并在网络节点中保留容量 5G QoS架构
在5G-NR中,QoS是在QoS流级别上实施的。每一个QoS流的分组数据包都使用QoS流标识符(QFI)进行分类和标记。5G QoS流在接入无线接入网
络中映射到DRB,而在4G中,映射是EPC和无线承载之间的一对一映射。5G QoS体系结构支持以下QoS流类型。
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要求保证流量比特率的GBR QoS流 无需保证流量比特率的Non-GBR QoS流 时延关键QoS流,任务关键保证流比特率
5G、5G RAN中的QoS架构连接到5G核心,如下图所示。这里我们可以看到:
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5G核心网为每个UE建立一个或多个PDU会话
5G-RAN与PDU会话一起建立至少一个数据无线承载(DRB),随后可为每个UE配置该PDU会话的QoS流的附加DRB
5G-RAN将属于不同PDU会话的数据包映射到不同的DRB UE和5GC中的NAS级,上下行数据分组包与QoS流相关联 UE和5G-RAN中的级别映射,上下行 QoS流与DRB相关联
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5G-RAN和5G核心通过将数据包映射到适当的QoS流和DRB来确保服务质量(例如可靠性和目标时延)。因此,IP流到QoS流(NAS)和从QoS流到DRB(接入层)有两个步骤的映射。
5GQoS参数和属性
在PDU会话中通过QFI来识别QoS流。这个QFI在N3接口上的封装头中携带。对于每个UE,5GC建立一个或多个PDU会话,5G-RAN与PDU会话一起建立至少一个DRB。连续地为该PDU会话的QoS流配置额外的DRB。5G-RAN将属于不同PDU会话的数据包映射到不同的DRB。
NAS层:QoS流的特性在于5GC向5G-RAN提供的QoS profile和5GC向UE提供的QoS规则。QoS流可以是GBR,也可以是Non-GBR,这取决于它的配置文件。
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gNB使用QoS配置文件来确定无线接口的处理方式
QoS规则规定了上行用户面业务和到UE的QoS流之间的映射。
接入层:数据无线承载(DRB)定义了无线接口(Uu)上的分组数据处理。DRB使用相同的分组数据转发处理来服务数据包。
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gNB的QoS流到DRB的映射基于QFI和相关QoS配置文件(即QoS参数和QoS特性)。
可以为需要不同分组数据转发处理的QoS流建立单独的DRB,或者属于同一PDU会话的几个QoS流可以在同一DRB中复用。
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5G QoS Flow描述
5G网络可以在PDU会话建立期间或在PDU会话修改时提供UE、与PDU会话相关联的一个或多个QoS流描述。每个QoS流包含以下详细信息:
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5G QoS Identifier (5QI)