无线接入网RAN高培资料-QoS.ppt

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1、华为机密，未经许可不得扩散,华为RAN QoS培训,华为机密，未经许可不得扩散,交流提纲,用 户:QoS的感受运营商:QoS的测量设备商:QoS的实现QoS：映射与管理,华为机密，未经许可不得扩散,用户感受：QoS度量维度,华为机密，未经许可不得扩散,带宽,时延,误码率,抖动,其他,狭义QoS主要指用户面服务质量，如带宽、时延、抖动、误码率等其中带宽是QoS的核心资源，带宽资源的竞争性是QoS技术最为关键的问题其它QoS特征在排除带宽因素的情况下要么简化为网络质量和标准要求，要么不再有意义QoS并不能生成额外的带宽，而是对现有带宽进行有效管理，以保证分组数据有效地在网络中传送，并允许可预计的时

2、延、抖动和误码率 广义QoS还包含信令面服务质量，如接续时延、接续成功率等,带宽，网络的两个节点之间特定应用业务流的平均速率，也称吞吐量时延，数据包在网络的两个节点之间传送的平均往返时间抖动，时延的变化误码率，在网络传输过程中丢失和错误报文的百分比，用来衡量网络正确转发用户数据的能力,用户感受：QoS度量维度,华为机密，未经许可不得扩散,用户感受：业务的QoS度量(1),华为机密，未经许可不得扩散,用户感受：业务的QoS度量(2),华为机密，未经许可不得扩散,用户感受：业务的QoS度量(3),华为机密，未经许可不得扩散,E友商的性能优化概念,End User Perceived Service

3、 Performance(QoE),Connection/Session Performance,E2E Service Performance,Transmission Network,Radio AccessNetwork,Service NetworkPerformance,Radio Network Performance,PS/CS CN Performance,Transmission NW Performance,External NetworkPerformance,Node Performance,传统网络KPI指标优化需要向用户感知质量(QOE)优化转变。E2E的QOE保障

4、，涉及全网全系统，需要在每一个环节进行分析,华为机密，未经许可不得扩散,T-Mobile的KQI建模体系,Raw data from Data Warehouse,KPIs,KPI,KPI,KPI,KPI,KPI,华为机密，未经许可不得扩散,QOEKPI分解映射体系,QOE,QOE KPIs,业务 KPIs,网络KPIs,网络KPIs,网络KPIs,Node B,RNC,MSC/SGSN,GGSN,外部网络,Application Servers,华为机密，未经许可不得扩散,QOE是什么？,QOE的含义：Quality of Experience，表征终端用户对业务的主观体验。QOE举例：“电

5、话难打通”，“视频图像停顿”,“下载速度慢”，“VP图像不清”我们分析QOE的目的：从用户主观感受角度出发，衡量业务的服务性能。,0%,100%,Downloading video clip.please wait.,华为机密，未经许可不得扩散,QOE KPI,QOE KPI的定义：即主观感受KPI，是以业务为对象，对终端用户主观感受（QOE）进行分解并量化表述的指标。QOE KPI示例：“语音清晰度”、“FTP下载速率”、“VOD画面缓存停顿频率”,QOE,Modeling,QOE KPI,QOE KPI,QOE KPI,对定性描述进行量化的过程,华为机密，未经许可不得扩散,业务 KPI,业

6、务KPI的定义：对每个技术体制，根据选定业务的业务架构以及业务流程，将QoE KPI从用户感受层面映射到业务层面，定义为准确可测量的客观指标。QOE KPI到业务KPI是一对一，或一对多的映射关系以彩信业务的QOE KPI“消息发送时延”为例：,消息发送时延,QOE KPI：,业务 KPI：,MMS发送时延,定义：用户点击发送到终端上显示发送成功的时间,定义：终端发送RRC Connection Req消息到收到MM1_submit.RES消息的时间差,华为机密，未经许可不得扩散,网络KPI,网络KPI定义：在整个设备架构中，每个设备网元，如RNC/BSC、SGSN等等，可测量、可统计的性能指

7、标，采集方式包括OMC性能统计以及CDR等。网络KPI示例：网络KPIs用来度量网络性能，可以从不同设备网元的角度，对业务KPI进行衡量，业务KPI可以映射到不同网元的网络KPIs，是一对多的映射关系。,RNC:RRC_SETUP_SUCC_RATE_DCH CS_RAB_SETUP_SUCC_RATE_CONV RAB_CS_REL_RF_LOSS,业务KPI,网络KPI-1,网络KPI-2,网络KPI-n,华为机密，未经许可不得扩散,主客观KPI体系分解示例（FTP下载）,业务连接成功率业务连接时延下载初始时延下载中断率平均下载速率,拨号成功概率拨号速度下载启动速度下载速度中断是否频繁,P

8、DP激活成功率PDP激活时延FTP初始连接时延PDP连接中断率 网络分配下行带宽 FTP下行吞吐率,QOE,QOE KPI,业务KPI,网络KPI(RNC),RRC连接建立成功率PS域背景业务RAB指配建立成功率RRC建立在专用信道上的信令时延PS域RAB指配建立过程信令时延RNC触发释放的PS域背景业务RAB个数64K PS业务下行DCH信道BLER,华为机密，未经许可不得扩散,QOE KPI分析现状简介,华为机密，未经许可不得扩散,业务QoS分析,从应用层的角度分析，各种业务按业务特性分类，其基本类别为：语音业务、视频业务、数据业务。这三类业务根据其应用场景的不同，可以具备不同的QoS性能

9、特征，包括3GPP协议规定的四种类型：会话类（Conversational）、流类（Streaming）、交互类（Interactive）、背景类（Background）。每种QOS性能特征如下：,华为机密，未经许可不得扩散,业务QoS分析,华为机密，未经许可不得扩散,业务QoS分析,在以下分析中描述的具体典型业务和3GPP规范中规定的四种QoS类型对应关系如下表：,华为机密，未经许可不得扩散,语音电话,语音电话是一种实时交互类业务，传输的媒体流主要是人的双向话音。基本特征是对低时延和低时延抖动的严格要求、对误码/丢包率的较强容忍度。该应用对通信系统有提供保证带宽要求。根据该类业务性能特征，可

10、以分析得到如下QoS指标要求：,华为机密，未经许可不得扩散,可视电话,可视电话是一种实时会话类业务，传输的媒体流主要是双向实时视频（伴随人的双向话音）。基本特征和语音电话类似，对低时延和低时延抖动有严格要求、对误码/丢包率有较强容忍度。但该类业务因为需要传输的媒体流内容大大增加，因此有更大带宽的要求。另外对通信系统有提供保证带宽要求。,华为机密，未经许可不得扩散,网页浏览,该类业务对实时性有一定要求，对时延抖动没有要求，通信量以单向为主，丢包/误码率要求高。,华为机密，未经许可不得扩散,交流提纲,用 户:QoS的感受运营商:QoS的测量设备商:QoS的实现 QoS：映射与管理,华为机密，未经许

11、可不得扩散,QoS测量：概述,设备KPI测量：设备处理能力和容量、设备使用率、设备运行质量情况等方面的性能统计指标网络QoS测量：吞吐量，时延，抖动，误码，丢包，无线性能，语音MOS值等,华为机密，未经许可不得扩散,网络KPI:RAN,华为机密，未经许可不得扩散,网络QoS:RAN,华为机密，未经许可不得扩散,接续时延,华为机密，未经许可不得扩散,业务初始接入过程,业务初始建立过程包括呼叫请求、主叫鉴权和加密、取被叫路由信息、对UE的寻呼（被叫），空口信令连接RRC连接建立（主叫和被叫），会话请求、鉴权和加密、业务承载建立（包括RAB建立和会话建立）等过程。,华为机密，未经许可不得扩散,RRC

12、连接建立,华为机密，未经许可不得扩散,RRC连接建立,在RRC连接建立过程中，由于最初的RRC连接建立是在随机接入信道上发送，所以这里由一定的随机接入时延，并且由于随机接入的质量不稳定性，也会带来额外的时延。RRC连接建立在公共信道或者专用信道上也会有不同的时延影响。,华为机密，未经许可不得扩散,RRC连接建立,华为机密，未经许可不得扩散,会话请求和鉴权加密控制,华为机密，未经许可不得扩散,RAB指配,在鉴权和加密控制过程后，将根据UE的要求建立会话，并且分配信道。业务承载包括空口信道和有线传输信道的建立，通常空口的信道建立过程更复杂并耗费更多的时延。接入网的信道分配过程由来自CN的RAB指派

13、请求出发，RNC根据指派请求中所要求的QoS参数对无线信道进行配置。无线信道的包括RB承载、逻辑信道、传输信道、和物理信道几个层面的概念。由于在RAB建立之前，空中接口已有RRC连接，所以RAB建立过程在空口是一个无线信道重配置过程。保留原有的RRC信令连接，增加业务承载（RB）。,华为机密，未经许可不得扩散,RAB指配,华为机密，未经许可不得扩散,切换,由于无线网络的固有特性，用户可以任意移动，此时网络就需要对用户和连接进行相应的移动性管理。移动性管理包括：对于IDLE状态、PCH状态用户的各种位置区域登记和更新过程，对于连接用户的各种切换过程，还有对于跨RNS移动用户的迁移（RNS rel

14、ocation）管理过程。对于通话中的用户，典型的MM过程是一个软切换过程。该过程包括在新的服务小区的无线连接和数据承载的建立，以及删除已离开小区资源的释放。,华为机密，未经许可不得扩散,切换,华为机密，未经许可不得扩散,信道重配置,华为机密，未经许可不得扩散,信令时延分解,华为机密，未经许可不得扩散,交流提纲,用 户:QoS的感受运营商:QoS的测量设备商:QoS的实现 QoS：映射与管理,华为机密，未经许可不得扩散,QoS参数,R99 3GPP规范定义了无线网和核心网基于PDP上下文的QoS和资源预留。通过在每个PDP上下文激活过程中的协商，每个PDP上下文都有一套关联的QoS属性，也称为

15、QoS Profile，它定义了与用户应用相关联的QoS的关键参数，如业务类别、时延、可靠性、保证速率和优先级。当其它异种网络的业务接入WCDMA网络时都将参照该QoS参数集来指定业务所需的QoS。,华为机密，未经许可不得扩散,3GPP TS 23.107协议中定义的UTRAN与UMTS网的QoS参数集,华为机密，未经许可不得扩散,UMTS网络QoS,业务类型(conversational,streaming,interactive,background)3GPP规范将所有承载的应用归纳为4种业务类型：会话类、流类、交互类、背景类。这4种业务类型的特征将随后描述。最大比特率(kbps)UMTS

16、网络允许业务传输的最大比特率，是业务速率的上限。UMTS网络可以根据当前网络状况决定是否提供最大比特率。最大比特率用于限制应用程序和外部网络的最大传输速率，当业务为可变比特率时，可以定义一个业务所需的最大比特率。保证比特率(kbps)定义UMTS必须保证提供给业务的速率。当业务速率超过保证速率时，UMTS网络可以不保证超过部分的成功传输。传送顺序(y/n)该参数指明UMTS网络是否需要保证用户数据的顺序。最大SDU长度(octets)允许的SDU（业务数据单元）最大长度。SDU的格式信息(bits)精确的SDU长度列表。UTRAN在透明RLC模式下需要SDU的长度信息。SDU错误率SDU错误率

17、指的是丢失的和错误的SDU在所有传输的SDU中所占的比率，该错误率只是合法业务流的错误率，由于业务流不符合QoS Profile而被丢弃的SDU不能被计算进去。因为资源预留情况下的SDU错误率和网络负载无关，所以该参数主要是用于交互类和背景类业务，因为这两种业务没有资源预留，错误率和网络负载相关。剩余SDU错误率剩余SDU错误率指的是在传输的SDU中未被检测出来的错误比特率。如果没有错误检测机制，剩余SDU错误率就等于SDU错误率。传输错误SDU(y/n/-)该参数指明当网络检测出SDU错误时是继续传输还是丢弃。用于决定网络是否进行错误检测和检测到SDU出现错误时是否继续传输。传输时延(ms)

18、UMTS在传输SDU的过程中的时延，是所有传输的SDU时延分布的95th百分点的最大时延。该指标用于指定应用程序所能容忍的时延，并且允许UTRAN设置传输格式和ARQ参数。对于一个突发源产生的SDU，传输时延没有太大的意义，因为突发流量的最后一个SDU可能由于缓存排队引入大的时延。因此对于这种情况，有意义的时延是突发流第一个SDU的时延。业务处理优先级 Traffic handling priority业务处理优先级，本链路上SDU相对于其他链路上SDU的处理优先级。业务处理优先级只应用于交互类，目的是在交互类业务中再区分三种优先级。分配/保留优先级 Allocation/Retention

19、Priority业务被分配或保留UMTS承载的优先级。分配/保留优先级是签约属性，不能进行协商。UMTS网络在执行接入控制算法需要考虑该优先级。,华为机密，未经许可不得扩散,QoS协商流程,华为机密，未经许可不得扩散,QoS协商流程,UE把应用业务的QoS需求映射到相关PDP上下文的QoS参数(UMTS Bearer Service Attributes)，然后UE向SGSN申请激活一个PDP上下文，但也可以不给出QoS需求，SGSN直接使用默认的QoS（交互类）。SGSN 首先检查用户是否有资格申请相关的QoS Profile，如果允许并且SGSN有足够的资源，则SGSN向GGSN申请创建一

20、个PDP上下文。如果SGSN当前资源（带宽和负荷）不够时，应该能够对QoS Profile进行限制，比如降QoS或者拒绝本次激活。如果用户没有签约相应的QoS Profile，则限制用户的QoS，使其符合签约属性。如果GGSN有足够的资源满足业务QoS的需求，向SGSN回送一个PDP上下文创建成功消息，一个GTP隧道将在GGSN和SGSN之间建立。GGSN会根据自身的资源情况进行QoS的调整，将调整后的QoS返回给SGSN。如果SGSN发给GGSN的QoS Profile与激活的PDP上下文不兼容，GGSN将直接拒绝PDP上下文创建消息。SGSN会根据与GGSN协商的QoS通过信令通知RNC(

21、Radio Access Bearer Service Attributes)，允许由RNC去建立一个无线接入承载(RAB)。UTRAN执行内部的接入控制和资源预留，并向SGSN返回是否创建RAB成功。如果UTRAN没有足够的资源，将返回RAB创建失败并在原因值中指明请求的QoS不能提供。SGSN会根据UTRAN返回的结果降低QoS属性并再次进行RAB创建过程，重复的RAB创建次数可以配置。如果成功，SGSN会给手机发一个应答消息，这时无线接入承载就被建立。这时满足相关QoS的手机到GGSN的PDP上下文才建立完成。,华为机密，未经许可不得扩散,接入网QoS,业务类型(conversation

22、al,streaming,interactive,background)3GPP规范将所有承载的应用归纳为4种业务类型：会话类、流类、交互类、背景类。最大比特率(kbps)接入网允许业务传输的最大比特率，是业务速率的上限。UTRAN可以根据当前网络状况决定是否提供最大比特率。保证比特率(kbps)接入网必须保证提供给业务的速率。当业务速率超过保证速率时，UTRAN网络不需要保证超过部分的成功传输。接入网的保证比特率可能因为头压缩之类的原因和核心网的保证比特率不同。UTRAN可以利用该参数进行接入控制中的资源分配。传送顺序(y/n)该参数指明UMTS网络是否需要保证用户数据的顺序。最大SDU长度

23、(octets)允许的SDU（业务数据单元）最大长度。SDU的格式信息(bits)精确的SDU长度列表。UTRAN在透明RLC模式下需要SDU的长度信息。SDU错误率SDU错误率指的是丢失的和错误的SDU在所有传输的SDU中所占的比率。，该错误率只是合法业务流的错误率，由于业务流不符合QoS Profile而被丢弃的SDU不能被计算进去。SDU错误率主要用在UTRAN中，用于配置算法和错误检测策略。剩余SDU错误率剩余SDU错误率指的是在传输的SDU中未被检测出来的错误比特率。如果没有错误检测机制，剩余SDU错误率就等于SDU错误率。剩余SDU错误率主要用在UTRAN中，用于配置算法和错误检测

24、策略。传输错误SDU(y/n/-)该参数指明当网络检测出SDU错误时是继续传输还是丢弃。用于决定网络是否进行错误检测和检测到SDU出现错误时是否继续传输。传输时延(ms)指的是UMTS网络中UTRAN部分允许的时延，UTRAN用来设定传输模式和ARQ参数。业务处理优先级 Traffic handling priority业务处理优先级，本链路上SDU相对于其他链路上SDU的处理优先级。业务处理优先级只应用于交互类，目的是在交互类业务中再区分三种优先级。分配/保留优先级 Allocation/Retention Priority业务被分配或保留UMTS承载的优先级。分配/保留优先级是签约属性，不

25、能进行协商。UMTS网络在执行接入控制算法需要考虑该优先级。业务源统计算子 Source statistics descriptor(speech/unknown)指定SDU源的特性，UTRAN使用。,华为机密，未经许可不得扩散,RAN QoS:概述,华为机密，未经许可不得扩散,准入拒绝虽然保证了系统负荷但降低了接入成功率,RAN QoS:准入控制,华为机密，未经许可不得扩散,RAN QoS:智能负载控制,BSC6800,华为机密，未经许可不得扩散,RAN QoS:信道配置算法,华为机密，未经许可不得扩散,RAN QoS:移动性管理,华为机密，未经许可不得扩散,RAN QoS:功率控制,华为机

26、密，未经许可不得扩散,交流提纲,用 户:QoS的感受运营商:QoS的测量设备商:QoS的实现 QoS：映射与管理,华为机密，未经许可不得扩散,QoS 属性映射,End to End Service,UTRAN,SGSN,GGSN,U E,UE,GPRS/UMTS bearer service,External bearer service,Radio Access Bearer(RAB),CN bearer service,Radio bearer,service,Iu,Bearer,service,Physical radio,service,Physical bearer,service,

27、Backbone bearer,service,华为机密，未经许可不得扩散,RAN的角色,RAN的应用者是CN、UERAN为CN提供无线承载，保证CN提出的业务QoS要求RAN为UE提供UE和CN之间的承载通道，保证UE在可服务区域内的业务QoS要求,华为机密，未经许可不得扩散,RAN无线承载,RB承载,物理信道承载,RAN承载,信令通道,信令RB,RACH/FACH或者DCH,业务通道,UE,CN,业务RB,FACH,DCH或者HS-DSCH,华为机密，未经许可不得扩散,RAN无线承载的基本属性,华为机密，未经许可不得扩散,服务提供和质量保证-信令承载映射,RLC参数,物理信道参数,功控参数,RAN RB参数,其他参数,速率时延时延抖动误块优先级,优先级参数,RB承载的QoS属性,信令RB承载,RRC 请求原因,准入/信令RB映射,RAN当前负载信息,RRC连接请求参数,华为机密，未经许可不得扩散,服务提供和质量保证-业务承载映射服务策略,业务RB承载,RLC参数,物理信道参数,功控参数,Traffice ClassARPTHPMax Bit rateGura Bit rate其它RAB参数,RAB参数,RAN RB参数,其他参数,速率时延时延抖动误块优先级,优先级参数,准入/RAB到RB映射,RAN当前负载信息,UE能力,RB承载的QoS属性,华为机密，未经许可不得扩散,