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3GPP QoS 研究报告 CCSA-CWTSWG2 第 2 次全会 6~8/01/2004 北京 华为公司. 3GPP 不同发展阶段的 QoS GSM QoS GPRS QoS R99 / R4 UMTS QoS R5 UMTS QoS R6 UMTS QoS. 不同业务的 QoS 需求. Best Effort Data (Email, Data Download, etc.). Services (different) Requirements (different) Architecture Protocols
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3GPP不同发展阶段的QoS • GSM QoS • GPRS QoS • R99/R4 UMTS QoS • R5 UMTS QoS • R6 UMTS QoS
不同业务的QoS需求 Best Effort Data (Email, Data Download, etc.) Services (different) Requirements (different) Architecture Protocols Top Down vs Bottom Up approach Interactive Massively Multiplayer Online Gaming Multimedia Services Presence Services Voice Speech Enabled Services Instant Messaging Mobile Commerce Streaming Audio & Video Push Services Telecommunications for Disaster Relief Location Based Services Emergency Calls Multicast
GSM系统的QoS • 只有电路域,与分组域相比问题比较简单,电路建立后即能保证QoS。 • 缺点:无数据传送时浪费资源。 • GSM定义了一系列电路数据承载业务 (GSM 02.02/ UMTS 22.002)。 • 参数: synchronous /asynchronous, transparent / non transparent,比特率集合很有限。 • 这些原则适用域所有后续阶段的网络。
GPRS系统的QoS(1) • GPRS系统提供 “Best Effort” QoS,不保证比特率、时延等。 • 在接入网没有 “connection” 的概念,所有用户流都是混合的,不能保证 QoS。 • QoS参数用来定义每个incoming分组的优先级,以及是否需要重传。
GPRS系统的QoS(2) • GPRS QoS参数
R99/R4 UMTS系统的QoS(1) • 目标:从R5开始保证分组域端到端QoS,结合分组方式和电路方式的优势,即对无线资源的有效利用和有保证的QoS。 • 将来的长期发展趋势:逐渐淘汰电路域。 • GPRS主要障碍被消除,Iu接口取代Gb接口,接入网络能感知不同连接。 • QoS 是一个很复杂的问题,包括了几乎所有的网络单元,所有不同接口的QoS参数处理必须保持一致。
R99/R4 UMTS系统的QoS(2) End-to-end aspects Hop-by-hop aspects Access Network 1 User 1 Core Network(s) Access Network 2 User 2
R99/R4 UMTS系统的QoS(3) New in UMTS
R99/R4 UMTS系统的QoS(5) • 业务类别:conversational,streaming,interactive,background。根据业务类别,应用下列QoS参数: • Maximum bitrate(kbps) • Guaranteed bit rate(kbps) • Delivery order (yes or no) • Maximum SDU size(octets) • SDU format information (bits) • SDU error ratio • Residual bit error ratio • Delivery of erroneous SDUs (yes, no, don’t check) • Transfer delay(ms) • Traffic handling priority (1, 2 or 3) • Allocation/Retention priority • Source statistics descriptor(‘speech’/’unknown’)
R99/R4 UMTS系统的QoS(7) • 核心网络 应用哪些IP或ATM的QoS能力,取决于运营商。对于IP骨干网,可应用IETF定义的 DiffServ。从UMTS QoS classes 到 Diffserv codepoints 的映射由运营商决定。 • Iu承载业务 基于IP的 Iu BS,可应用IETF定义的 DiffServ。若运营商选择 ATM-SVC作为内部的传输承载,IP网络之间的互通可应用DiffServ。
R99/R4 UMTS系统的QoS(8) • 从应用属性到 UMTS承载业务属性的映射 由运营商决定 • 从UMTS承载业务属性到无线接入承载业务属性 有规范定义规则 • 从UMTS承载业务属性到核心网承载业务属性 由运营商决定
R5 UMTS系统的QoS(1) • R5定义了TE/MT本地承载业务、GPRS承载业务和外部承载业务之间的交互,以及这些组合在一起为端到端业务提供QoS。 • 同时,R5还描述了为分组域提供端到端QoS的IP层必须机制,包括IP层和GPRS层可能的交互,以及应用层和IP层的交互。
R5 UMTS系统的QoS(2) IP Bearer only in Rel-5 GPRS Bearer = IP BS Manager. Uses Diffserv Edge Function, IP Policy Enforcement Point and optionally also on RSVP/IntServ.
R5 UMTS系统的QoS(3) • 策略决策功能PDF (Policy Decision Function)将得到的应用层参数(如SDP)信息映射到IP QoS 参数(如RSVP),该映射遵守特定的策略规则。PDF使用标准IP机制实现IP承载层基于业务的本地策略SBLP(Service Based Local Policy)。PDF的决策将传送到GGSN中的IP BS Manager,即IP策略执行点PEP(IP Policy Enforcement Point)。PDF是P-CSCF内部的逻辑实体。 • PDF和GGSN之间的Go接口采用COPS协议,传送相关信息和策略。
R5 UMTS系统的QoS(4) • 绑定机制(Binding Mechanism)由GGSN、UE和PDF共同实现。绑定信息包含 authorisation token和flow identifier,在PDP Context Activation和Modification消息中,由UE发给GGSN,用来将PDP Context承载和PDF提供的与IP流相关的SLBP策略信息相关联。同时,GGSN使用绑定信息决定PDF的地址。
R6 UMTS系统的QoS(1) New in R6
R6 UMTS系统的QoS(2) • 在R5 QoS基础上的增强 • PDF作为独立逻辑实体,从P-CSCF中独立出来 • PDF与AF(Application Function)之间为Gq接口 • AF将QoS相关的应用层信息参数(如SDP)映射到策略建立信息,通过Gq接口发送给PDF • Gq接口协议目前尚未完全确定
3GPP QoS 技术文档 • QoS方面的3GPP主要技术文档: • TS 22.002: Circuit Bearer Services (BS) supported by a Public Land Mobile Network (PLMN) • TS 23.060: General Packet Radio Service (GPRS); Service description • TS 23.107: QoS concept and architecture • TS 23.207: End-to-end QoS concept and architecture