Качество обслуживания в LTE

В данной заметке рассматриваются аспекты, связанные с обеспечением качества обслуживания (Quality of Service, QoS) в LTE.

В настоящее время пользователи могут запускать большое множество различных приложений на своих клиентских устройствах. При этом каждое приложение имеет свои требования к качеству обслуживания. Для того, чтобы обеспечить соблюдение параметров QoS для множества приложений, создаются различные EPS потоки. Все возможные EPS потоки можно разбить на две большие группы: потоки с гарантированной минимальной скоростью передачи (Minimum Guaranteed Bit Rate, GBR) и потоки без гарантий по скорости передачи данных (Non-GBR). Рассмотрим эти два типа потоков чуть более подробно.

GBR потоки. Потоки этого типа имеют заданное значение минимальной скорости передачи, которое устанавливается во время процедур создания потока или его изменения. При этом, возможна передача данных с большей скоростью, чем минимально установленная, если есть свободные ресурсы на радио канале. Также может быть установлено ограничение на максимальную скорость передачи данных (Maximum Bit Rate, MBR). Потоки такого типа используются, например, при передаче VoIP трафика.
Non-GBR потоки. Потоки данного типа не гарантируют никакой минимальной скорости передачи данных. Поэтому эти потоки используются для передачи трафика при просмотре интернет страниц и при передаче файлов по FTP.

На участке между eNodeB и UE обеспечением параметров QoS занимается eNodeB. Для этого каждому потоку приписан идентификатор QoS класса (QoS Class Identifier, QCI). Каждый QCI определяет значения для следующих параметров QoS: приоритет, допустимая задержка и допустимое количество потерянных пакетов. Все возможные значения QCI, а также значения параметров QoS, относящиеся к конкретному QCI, определены в спецификации. Что должно обеспечить одинаковую обработку потоков одного и того же типа на оборудовании различных производителей. На рисунке ниже приводится определенное множество QCI и их характеристик. Отметим, что значение допустимой задержки определяется на участке между P-GW и UE.

QCI

Как правило, значения приоритета и допустимой задержки определяют каким образом планировщик на eNodeB будет обрабатывать пакеты данных. Если значение допустимых потерь равно 10^-6, то будет использоваться передача с подтверждением.
При передаче данных по сети пользовательские потоки должны пройти несколько интерфейсов (LTE-Uu, S1, S5/S8) прежде, чем они попадут во внешнюю сеть или на UE. На каждом интерфейсе EPS потоки отображаются на потоки более низких уровней, которые имеют свои идентификаторы. Каждый узел обеспечивает соответствие идентификаторов потока на различных интерфейсах (к которым этот узел имеет отношение). Отметим, что на интерфейсах S1 и S5/S8 поток определяется идентификатором GTP туннеля. Пакеты, относящиеся к одному и тому же EPS потоку, всегда обрабатываются одинаковым образом.

Классификация входящих пакетов для определения к какому потоку они относятся осуществляется с помощью TFT (Traffic Flow Template). Эти шаблоны используют информацию из IP заголовка пакета такую, как IP адреса отправителя и получателя и номера TCP портов.

Если вы не нашли интересующую вас информацию по LTE/LTE-A в этой статье, напишите мне об этом письмо на alexey.anisimov86@gmail.com. Я постараюсь ее добавить в кратчайшие сроки.