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芯片|5G网络优化QoS管理机制

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芯片|5G网络优化QoS管理机制


?掌握4/5GQoS架构区别 ， 5GQoS flow、profile的意义及相关QoS参数的定义和用途 。
?了解5GUPF、RAN和UEQoS映射原理 ， 掌握gNodeB上下行DRB的映射原理 以及NSAQoS映射原理 。
?gNodeB的QoS管理包括无线QoS管理和传输QoS管理 ， 重点掌握无线QoS管理 包括准入与抢占、上下行调度QoS保障原理和non-GBR/GBR 速率保障的方法 。
5G(NR)系统中QoS流是最小粒度的数据传输单元 ， 也是执行策略和计费的基本单位 。 其中:QoS类别标识符(QCI)、分配和保留优先级(ARP)、保证比特率(GBR)、最大比特率(MBR)和聚合最大比特率(AMBR)指标延用了4G网络 。
QoS：Qualityof Service服务质量 ， 既是业务传输质量的一种表述 ， 也是业务传输质量的保障机制 ， 其目的 是针对各种业务的不同需求 ， 为其提供端到端的服务质量保证 。

QoS流标识符(QFI)

在5G中使用5QI是标识服务质量(QoS)类别和(QCI)机制 。 而5QI中包括不同的QoS等级 。 通过这种方式可以根据特定要求定制OoS 。 每个OoS等级都有各自的特性(如数据包延迟和数据包丢失) 。 因此某些数据包可以获得比其他数据包更高的QoS 。
在5G(NR)系统中QoS流标识符(QFI)共分为两种类型:一种是标准化的QoS配置 ， 另一种是具有特定干运营商的OoS配置 。 对于第一种网络中仅使用OF值 ， 而对于后一种OoS属性也可在网络单元之间发送信号 。

5G网络QoS特点

近年来全球E2E终端及其业务数据流量呈现爆发式增涨 ， 而5G网络主要服务对象是端对端的E2E应用业务 ， 需要不同QoS处理 ， 其中:
每个E2E服务可以有一个或多个IP流 。 SDF(服务数据流)是根据使用的服务类型分类UE业务的一个IP流或IP流的聚合;
如果一个或多个SDF共享相同的QoS处理 ， 则它们可以在同一个5GQoS流中传输每个上下行数据包都映射到一个QoS流 。

该QoS流在PDU会话的整个生命周期内提供UE和 UPF之间的E2E转发处理;
一个PDU会话可以承载一个或多个QoS流 ， 其中某个PDU会话的所有QoS流都通过同一个 NG-U隧道发送;
OoS流ID(OF))用干标识PDU会话中的OoS流 。
一个无线承载可以承载一个或多个QoS流 。 每个PDU会话都有一组唯一的无线承载 ， gNodeB决定通过哪个无线承载发送QoS流 。

5GQoS与无线承载(DRB)

与4G(LTE)中EPC和无线承载之间的映射为1:1不同;5G中QoS流在接入网络(RAN)中到数据无线承载 ， 可以单独也可以(同一类)合并 ， 在无线网络中应用数据的承载通过SDAP协议映射为QFI(QoSFlowID);
如果一个或多个服务数据流(SDF)共享相同的策略和计费规则 ， 它们就可以在同一QoS流中传输:同-OoS流中的所有流量都接受相同的处理 。

5G QoS架构

5G核心网取消了承载的概念 ， 引入了QoSFlow（QoS流）的 概念 ， QoS流是QoS处理的最小粒度 。 一个QoS流ID（QFI）用于标识一条QoS流 ， QFI在一个PDU会话内要唯一 ， 一个PDU会话可以有多条（最多64条）QoS流 。

5G基于流的粒度执行QoS处理 ， 网络侧基于QFI执行数据包的转 发 ， PDU会话中具有相同QFI的用户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） 。
【芯片|5G网络优化QoS管理机制】5GC和RAN之间不再存在承载 ， 有新建QoS需求时 ， 只需新建无 线承载 ， 对每个PDU会话而言 ， 5GC和RAN之间是单一的NG-U 。 Tunnel ， gNB与UE之间仍然采用承载的概念 ， 由gNB控制将 Qos flow映射在哪个承载上 。 Qos flow与空口Radiobearer可以是多对一的映射关系 ， 也可以是1:1的映射关系 ， 一个Qosflow只能映射到一个DRB 。


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