LTE-Advanced中QoS参数映射的研究.doc

lte advanced 中的中的 qos 参数映射的研究参数映射的研究 study of the mapping of qos parameters in lte a systems 孔祥祎 kong xiangyi 赵季红 zhao jihong 西安邮电学院 通信工程学院 陕西 西安 710061 school of communications and information engineering xi an university of posts and telecommunications xi an 710061 china 中图分类号 tp393 文献标志码 a 文章编号 1009 6868 2011 03 0000 00 摘要 摘要 qos 参数映射提供了一种机制 使得下层能够从上层的信息中获得相关的 qos 信息 从而保障整个传输的服务质量 随着 lte a 系统的不断更新演进 在满足系统架构的 qos 决定 传递或映射系统信息的功能方面 qos 参数映射起着越来越重要的作用 文章根据 lte a 中的 qos 参数映射架构 分析了该架构中各组成部分的功能和作用 对具体参数的 映射过程和映射规则做出了详细的说明 关键词关键词 lte advanced 服务质量 参数映射 abstract mapping of qos parameters provides a mechanism for lower layers to know the service qos information of the upper layer so that transmission quality is guaranteed with the evaluation of lte a mapping of qos parameters is becoming more important in satisfying the qos decision of the system architecture and transforming or mapping systems information this paper analyzes the architecture for mapping qos parameters in lte a it examines the function of each part of the architecture s framework and specifies the mapping process and rules for specific parameters key words lte a qos mapping of parameters 第三代合作伙伴计划 3gpp 提出的 lte advanced 是国际电信联盟无线电通信部门 itu r 先进的国际移动通信 imt advanced 标准之一 他的最高目标是到达甚至超过由 itu r 组 织提出的 imt advanced 的要求 此外 还要满足任何额外的由运营商提出的需求 这些 要求包括支持低速 1 gbit s 高速 100 mbit s 的接入速率 高质量的移动服务等 1 在不久 前 itu r 5d 工作组在重庆召开的会议上 由 3gpp 提交的 lte release 10 数据 qci 6 或7 或8 控制 qci 6 af会话中数据 类型为 音 频 或 视 频 和无数据 流的 rtcp 的所有ip数据 流中 只提供 上行 下行数据 流描述avps 会话类流类 qci 9背景类 af 应用功能 avp 属性值对 qci qos 等级标志 qos 服务质量 rtcp 实时控制协议 图 3 从服务信息中得到 qci 的映射规则 图 3 中可以看出 qci 的得出首先考虑到的是运营商预先配置的策略 如果存在 则通过设 定好的算法直接得出 qci 的值 否则 pcrf 按照缺省的方法先从 af 应用指示 avp 中得 出具体应用算法算出的 qci 如 af 应用指示 avp 不存在则从指示编码 avp 中算出 qci 如果此项仍为缺省 还可以通过媒体类型和上下行数据流描述 avp 中得出 qci 的值 3 3 pcef bberf 中的中的 qos 参数映射规则参数映射规则 pcef bberf 把从 pcrf 接收到的授权的 ip qos 参数映射成为授权的具体接入的 qos 参 数 这个功能实体也将请求具体接入 qos 参数和授权的具体接入 qos 参数进行比对 pcef 的基本功能包括策略加强和基于流的收费功能 r6 版本之前这两个功能是分离的 r7 版本之后将两个功能整合成为现在的 pcef 这个功能实体位于网关中 如果是 gprs 则位于 gprs 支持节点网关 ggsn 中 如果是无线局域网络 wlan 则位于分组数据网网 关 p gw 中 他提供了在网关的用户面数据流处理和 qos 功能 还提供了业务数据流检 测和计数以及在线离线计费的互动 bberf 功能位于服务网关 s gw 中 他通过 gxx 接口 12 接收 pcrf 提供的 qos 规则 提 供的功能包括承载绑定和事件报告功能等 以 gprs 为例 ggsn 可以把从 pcrf 接收到的授权的 ip qos 参数通过翻译 映射功能得 到分组数据协议 pdp 上下文中授权的 umts qos 参数 pdp 上下文中授权的 umts qos 参数包括 最大授权上行和下行带宽 授权的保证上下行数据率 最大授权数据流 数据 流处理优先级 信令指示 资源统计描述 演进的分配 保持优先级和上下行接入点 apn ambr 参数 表 2 给出 pdp 上下文中最大授权数据流和授权 ip qos 参数之间映射的方式 表 2 qci 参数与 pdp 上下文中最大授权数据流的映射 数据流类型会话类流类交互类背景类 qci 值1 23 45 6 7 8其他 qci qos 等级标志 由表 2 可以看出 qci 的 1 或 2 值对应的数据流等级为会话级 13 3 4 对应流级 5 6 7 8 对应的是交互级 其他对应的是背景级 以 3gpp eps 系统为例 当 p gw 中的翻译 映射功能适用于 p gw 与 gprs 服务支持节点 sgsn 通过 gn gp 接口交互时 相应的映射规则只有细微的改动 3 4 ue 端的端的 qos 参数映射规则参数映射规则 ue 可以建立或修改发往 pcef bberf 的 ip can 承载请求 此外 ip can 会话也支持网 络发起的承载 网络为 ip can 承载建立一个合适的承载 图 4 显示了当 ue 激活或修改 pdp 上下文时 参与生成 qos 参数请求的实体的构架 sdp 处理器 ip 承载服务管理 应用层 翻译与映射功能 umts承载服务管 理 会话管理 umts不同业 务的qos参数 用户侧 会话管理 sgsn pdp上下文激活和修改 会话描述协议 sdp pdp 分组数据协议 sdp 会话描述协议 sgsn gprs 服务支持节点 umts 通用移动通信系统 ue 用户设备 qos 服务质量 图 4 ue 端生成 qos 请求的框架 主要步骤如下 1 应用业务主要通过 ip 承载服务管理和翻译与映射功能提供给 umts 承载业务管理 2 也可以通过特定的应用直接得到 umts qos 参数 3 如果 sdp 可用 那么 sdp 参数应根据相应的规则来引导 umts 承载管理设置最大上 下行比特率和上下行保证比特率 4 从步骤 1 或步骤 2 设置的 umts qos 参数可能和步骤 3 得到的最大上下行比特率和上 下行保证比特率合并在一起 其结果应是请求的 umts qos 参数 ue 应检查请求的 上下行保证比特率或请求的最大上下行比特率是否超过步骤 3 中的最大上下行带宽 此外 ue 还要针对相应的映射规则对最大数据流进行确定 应确定请求的数据流没有 超过最大授权的数据流 图 5 是从 sdp 参数中得出最大上下行比特率和上下行保证比特率的映射过程 音 频 或 视 频 和 rtp avp a sendonly 或 recvonly 最大上下行比特率 和上下行保证比特 率由ts 26 234另行 规定 最大上下行比特率 和上下行保证比特 率由ts 26 236另行 规定 提供b as 媒体流为上下 行 只有下行媒体 流 最大下行比特率 下行保证比特率 只有上行媒体 流 最大上行比特率 上行保证比特率 最大上下行比特率 上下行保证比特 率 检查媒体是否使用编码 检查每个媒体 部件的带宽属性 检查是否为流类 缺省的会话类 sdp没有任何指 示 每个媒体部件的最 大上下行比特率和 上下行保证比特率 由ue制造商规定 avp 属性值对 rtp 实时传输协议 sdp 会话描述协议 ue 用户设备 图 5 sdp 参数与最大上下行比特率和上下行保证比特率之间的映射 ue 首先查看 sdp 参数中的媒体类型和传输类型 如果此值为缺省 则最大上下行比特率 和上下行保证比特率按照 ue 厂商制订 如 sdp 参数中存在编码指示 avp 或媒体部件指 示中存在带宽属性则针对不同的取值和情况算出最大上下行比特率和上下行保证比特率 4 结束语结束语 qos 参数映射是极为复杂繁琐的过程 需要各个层之间的交互和协商 作为 qos 管理中最 重要的一个环节 在 3gpp 不断演进的过程中 qos 参数映射也需要不断的完善和调整 现代电信网络是由不同的技术组成的 每种技术都可以利用相应的算法和参数来满足性能 的需求以实现不同的 qos 目前面临的挑战是如何在异构网络中提供透明的端到端的 qos 保证 这些挑战具体体现在 1 qos 要求能够通过不同技术不同协议遍历从源到端的整个网络 2 qos 要求能够被每种具体的技术所接收和理解 在这里 服务质量可以有不同含义和解 释 这主要取决于用户所使用的协议和网络功能 3 qos 要求应该由控制机制管理使得 qos 要求能够被具体的技术映射到各层中去 文章总结了 3gpp 架构中的参数映射过程 同时 我们也发现很多的方面相关标准还未涉 及到 比如针对异构网络之间的参数映射及应用新技术场景下 如中继 comp 协作多 点传输 等 参数映射的规范等 此外 总结及了解 qos 参数映射的规则也为下一步优化 进而达到 4g 要求做出了准备 5 参考文献 参考文献 1 itu r m 2134 requirements related to technical performance for imt advanced radio interface s 2008 2 masri w mammeri z mapping density to bandwidth in tree based wireless sensor networks j telecommunication systems 2010 43 1 2 73 81 3 chang qian song junde hou chunping study of qos in utran c proceeding of the 2002 ieee canadian conference on electrical and computer engineering ccece 02 may 12 15 2002 winnipeg canada piscataway nj usa ieee 2002 1605 1609 4 dasilva l a qos mapping along the protocol stack discussion and preliminary results c proceedings of the ieee international conference on communications icc 00 vol 2 jun 18 22 2000 new orleans la usa piscataway nj usa ieee 2000 713 717 5 marchese m mongelli m vertical qos mapping over wireless interfaces j ieee wireless communications 2009 16 2 37 45 6 3gpp ts 23 203 v10 1 0 policy and charging control architecture s 2005 7 3gpp ts 29 213 v9 4 1 policy and charging control signaling flows and quality of service qos parameter mapping s 2010 8 calhoun p loughney j guttman e et al diameter b