端到端的LTEQoS控制技术与策略研究

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1、端到端的LTEQoS控制技术与策略研究端到端的LTEQoS控制技术与策略研究1引言根据GSA统计，截至2013年10月，全球已经建成222个商用LTE网络。LTE在全球的快速发展源于其技术的先进性，作为新一代移动宽带技术，LTE采用了OFDM、MIM0等无线技术，显著提高了空口的传输速率，同时采用了扁平化的系统结构，大大降低了数据传输的时延。除了高带宽、低时延的特性之外，LTE网络还提供了非常重要的QoS(服务质量)保证特性，为LTE承载的各种业务提供端到端的QoS保证。QoS保证特性可控制不同业务、不同用户具有不同的QoS,为实现差异化服务和网络资源智能化管理提供了重要手段。然而，端到端Q

2、oS控制涉及QoS规则的定义，QoS参数的传递，QoS规则在UE、无线网、核心网中多个网络实体中执行，同时QoS规则的定义和变化又与业务支撑系统中的用户数据紧密相关，涉及LTE网元与业务支撑系统的整合问题。因此，端到端QoS控制是LTE技术的难点之一，非常值得研究和探讨。本文将在分析LTEQoS控制对象和LTEQoS参数的基础上，提出从业务支撑系统到LTE网络的端到端QoS控制架构以及系统控制流程，并探讨LTEQoS控制技术的应用策略。2LTEQoS2.1LTEQoS控制对象LTE系统由核心网(EPC)、无线网(E-UTRAN)和终端(UE)3部分组成，整个系统称为EPS(EvolvedPa

3、cketSystem)o在LTE系统中，QoS控制的基本对象是EPS承载(Bearer),它是FtlEPS提供的数据通讯通道，该通道定义了容量、时延和错误率的信息传输质量要求。所有映射到同一个EPS承载的业务会受到同一种数据传输待遇，即同一个EPS承载上的所有业务得到相同的承载级别的分组传送处理，如时序策略、队列管理策略、速率整形策略、无线连接控制配置等，不同承载级别的分组传送处理需要不同的EPS承载。EPS承载架构如图1所示：图1EPS承载架构其中，端到端服务是指从UE到UE或UE到外部网络的应用服务器的全程服务，它由EPS承载服务和外部网络承载服务共同承担。EPS承载服务分为EPS无线承

4、载服务（eNodeB基站与UEZ间）和EPS接入承载服务（eNodeB基站与S-GW/P-GWZ间），两者分别由底层的物理无级承载服务和物理承载服务实现。按照承载速率是否有保证，EPS承载可以分为两种类型：GBR（GuranteedBitRate,保证比特速率）承载和Non-GBR（NonGuranteedBitRate,非保证比特速率）承载。LTE网络会保证GBR承载的比特速率的分配，在网络资源紧张的情况下比特速率也得到保持，但不能保证Non-GBR承载的比特速率，在网络拥挤的情况下，Non-GBR承载的比特速率可能被降低。GBR承载要山用固定的网络资源，只有在需要的时候才建立，而Non-

5、GBR承载不占用固定的网络资源，可以长吋间地建立。按照承载的用途，EPS承载可以分为默认承载（DefaultBearer）和专用承载（DedicatedBearer）o默认承载是一种Non-GBR承载，它是在用户进行网络附着时，为用户建立的一个缺省的EPS承载，用于保证用户的基本业务需求，实现“永远在线”o每个PDN连接对应一个默认承载与一个IP地址，在PDN连接服务存在期间会始终保持着默认承载。UE与和同PDN建立的其它承载都称为专用承载，专用承载主要用于为特定业务提供特定的QoS,如专门为VoLTE、高清视频等业务提供高级别的承载服务。2.2LTEQoS参数EPS通过控制承载的QoS参数

6、來保证承载所提供的服务质量水平,如速率、时延丢包率等。EPS承载的QoS参数主要包括QCI（QoSClassIdentifier,QoS级别标识）、GBR（保证比特速率）、MBR（MaximumBitRate,最大比特速率）、AMBR（AllocationandRetentionPriority,聚合放大比特速率）以及APR（分配和保留优先级）。QCI是一个数量等级，3GPP定义了9个标准QCI等级，每个等级定义了相应的资源类型、优先级、时延、错误丢失率，如表1所示：表19个标准QCI等级QCI值资源类型优先级包时延预算/ms错误丢失率/%业务样例1GBR21001语咅通话241500.1视

7、频通话（在线流媒体）3350实时游戏453000.0001非通话视频（缓存流媒体）5Non-GBR1100IMS信令66300视频（缓存流媒体）、基于TCP的业务（如www、E-ma订、chat、ftp、P2P文件共享等）771000.1咅频、视频（在线流媒体）、交互游戏883000.0001视频（缓存流媒体）、基于TCP的业务（如www、E-mail,chat、ftp、P2P文件共享等）共享、渐进式视频99