5g鐢ㄦ埛鏈夊灏戜簡 (5g鐢ㄦ埛鎺掑悕)

相比LTE,5G在用户面最大的不同就是无线侧引入了SDAP(Service Data Adaptation Protocol)层,核心网侧面变化最大的就是QoS。

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上图是无线侧协议栈处理情况,从下行数据来看,外网下来的IP数据包,先进入SDAP层,也就是一个无线承载(RB)建立的过程,然后在层2和层1打上自己的包头。

5G引入SDAP的关键原因就是为了执行QoS Flow和DRB之间的映射。

  • 一个或多个QoS Flow可映射到同一个DRB,由gNB决定。
  • 一个QoS Flow只能映射到一个DRB。

核心网在用户面使用的是PDU Session,而QoS Flow是PDU Session中的最小管理颗粒度。

QoS这个概念其实在4G的时候就在使用,比如VoLTE的语音使用的QCI=1就是QoS等级指示,管理流程如下图:

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还是从下行开始看,上图右上角下行有3个数据流从外网进入3GPP网内,核心网根据TFT进行过滤(数据元有一个5元组,源IP、目标IP、端口等信息),3个数据流通过过滤后变成了2个EPS Bearer,2个EPS承载再通过映射,变成2个无线层的Radio Bearer进入UE。所以,4G QoS承载的特点是:

1. 控制的基本粒度是EPS承载

2. 需要建立多个专用承载为UE提供具有不同的QoS保障服务。

但4G的QoS也有自己的缺点

1. LTE QoS机制只试用于运营商内部应用,如VoLTE语音。

2. 基于承载的QoS管理机制,颗粒度还是太粗,无法实现业务流粒度的QoS机制;

3. 承载建立信令开销大、调度慢,无法跟踪TCP Session变化。

下面再看一下5G的QoS管理机制。

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下行5个数据流到核心网,通过NAS过滤器形成3流数据,每一流一个Flow ID,QoS Flow再通过AS过滤器映射到2个DRB.核心网直接取消了承载概念,管理更细致,引入两级QoS映射机制,gNB决定QoS Flow到DRB的映射,无线侧更自由了。

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5G基于QoS的流程如上图,SMF到UPF使用的是SDF模板,用于IP Flow到QoS Flow的映射,SMF到gNB使用的是QoS profiles,用于QFI到QoS参数(涉及的参数可以看其他QoS介绍)的转换。SMF到UE使用的是QoS rules(QFI、过滤器、precedence value),也是IP流到QoS流的映射。

也就是说下行使用SDF模板将IP流映射到QoS流,上行根据QoS rule将IP流映射为QoS Flow。