5G网络规模部署与智慧运营
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1.1.3 QoS参数变化

为了保障QoS的有效性,5GC和无线侧都要对某个业务的需求进行量化管理。因此,在设计时,按两步映射的方式进行:5GC负责从IP流映射到QoS流;无线网负责从QoS流映射到DRB。

对于具体某个QoS流,NAS层分别通过QoS profile(即不同的QoS参数)和QoS rule来描述它的特性。其中,QoS profile发给基站,用于让基站了解该QoS流的实际需求,从而决定如何映射到DRB;而QoS rule则发送给终端,让终端确定上行IP流映射到上行QoS流的规则。

QoS流的具体参数说明如下。

所有QoS流都包含5G服务质量标记(5G QoS Identifier,5QI)、分配和保留优先权(Allocation and Retention Priority,ARP)。其中,5QI用于标识QoS流,并隐含地传递了默认QoS的特性要求,例如,优先级、分组时延预算(Packet Delay Budget,PDB)、分组误码率(Packet Error Rate,PER)、平均滑动窗(Averaging Window,AW)等信息;而ARP则规定了这个流的重要程度,例如,是否可以抢占资源、是否可以被抢占资源优先级等。这方面的设置与4G相似。

对于GBR流包括上下行保障流速率(Guaranteed Flow Bit Rate,GFBR)、最大流速率(Maximum Flow Bit Rate,MFBR)、最大丢包率(仅用于语音媒体业务)和通知控制指示(Notification Control,NC)等。其中,GFBR和MFBR的概念与4G的GBR/MBR相似,其区别在于5G的管理粒度是QoS流,4G是演进分组系统(Evolved Packet System,EPS)承载;通知控制可以指示基站在无法满足或重新能够满足某条流的GFBR时,是否需要通知5GC。

对于Non-GBR流则可能会额外包括反射式映射指示(Reflective QoS Attribute, RQA)。为了减少信令交互资源,5G规定终端可以通过反射式映射,直接“学习”到某个IP流对应的QoS流,而不需要显式配置。

QoS流资源目前共计有3种类型:Non-GBR资源、GBR资源及Delay-critical GBR资源。某个QoS流是否属于Delay-critical GBR资源,会影响该流PER的统计。根据规范要求,对于Delay-critical GBR资源的QoS流,当数据包大小没有超过最大数据并发容量(Maximum Data Burst Volume,MDBV),且速率不超过GFBR的前提下,如果传输时延大于对应的时延预算PDB,则算为丢包。

最大聚合比特率(Aggregate Maximum Bit Rate,AMBR)分为终端级聚合最大比特率(UE-AMBR)和PDU会话级聚合最大比特率(session-AMBR),用于控制终端和会话中所有Non-GBR流的总速率。

在AS层面,基站基于QFI和对应的QoS profile来完成DRB映射。基站对同一个DRB内的数据包执行相同的转发策略。特别是对于上行数据,终端可以根据显式配置来完成QoS流和DRB的映射,也可以基于下行映射关系直接应用在上行,也就是和NAS层面IP流与QoS流类似的反射式映射。如果上行数据既没有显式配置,也未能通过反射式映射获取到明确的DRB数据包,则从该PDU会话的默认DRB中传输。

在目前的规范中,某个PDU会话中不同的QoS流可以放入不同DRB,也可以重复利用相同的DRB,甚至Non-GBR和GBR流重复利用同一个DRB也是允许的,但不允许1个QoS流对应多个DRB。需要说明的是,具体映射规则由基站自行确定。