5G系统——反射QoS


1 摘要

在没有SMF通过信令提供QoS规则的情况下,UE可以通过反射QoS将上行用户面数据映射到QoS流上;这仅用于IP和ethenet类型的PDU会话;这是UE基于接收到的下行数据进行推导出来的QoS规则;对于同一个PDU会话,反射QoS和非反射QoS可以同时并存。

对于支持反射QoS功能的UE,如果5GC对下行数据使用反射QoS功能,UE要从收到的下行数据包中推导出上行的QoS规则,之后UE将推导出来的上行QoS规则用于对应的上行QoS流中。

如果UE支持反射QoS功能,UE应该在每条PDU会话建立时告诉网络。

在特殊情况下(这取决于UE的实现),UE可以通过PDU会话修改流程将其能力修改为不支持反射QoS(如果PDU会话建立时已经通知网络其支持反射QoS),同时UE应该删除其所有通过反射推导出来的QoS规则,网络应该停止这条PDU会话的所有和反射QoS有关的用户面操作。此外,网络可以通过信令将之前UE推导使用的QoS规则发给UE。UE在此后的整个PDU会话生命期内都不应该再通知网络其支持反射QoS功能了。

2 UE推导的QoS规则

UE推导的QoS规则包含如下参数:

- 一个上行包过滤器(UL Packet Filter)

- QFI

- 优先级

2.1 包过滤器的推导

下面描述UE如何根据收到的下行数据包推导出上行的Packet Filter,分IP和ethnet两种类型的PDU会话进行描述。

对于IP类型的PDU会话,其接收到的下行数据包推导出上行包过滤器的过程如下:

- 如果上层协议是TCP或UDP包,那上行过滤器由源和目的IP地址、源和目的端口、上层协议类型组成;举个例子,下行数据包{src_ip=10.10.10.1 dst_ip=170.0.0.10 udp src_port=5000 dst_port=6000},那么推导出来的上行包过滤器为{src_ip=170.0.0.10 src_ip=10.10.10.1 udp src_port=6000 dst_port=5000},这个包过滤器是一个5元组

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- 如果上层协议是ESP,则上行过滤器由源和目的IP地址、安全参数索引、上层协议类型组成。

注1:当前协议规范下,IP类型的反射QoS功能只用于TCP、UDP、ESP协议。

对于Ethnet类型的PDU会话,UE基于下行数据包推导出的上行数据包的Packet Filter由源和目的MAC地址、EtherType组成;如果802.1Q存在,Packet Filter还要包括VID和PCP。

2.2 QFI的推导

UE推导的QoS规则的QFI设置为对应的下行数据包的QFI值。

2.3 优先级

当反射QoS激活时,所有UE推导出来的QoS规则的优先级都设置为一个标准值。暂时我还没有在协议看到这个应该设置为多少。

3 反射QoS的控制

反射QoS受控于:

1)反射QoS定时器(RQ Timer),该定时器的时长可以通过信令PDU会话建立/修改流程配置给UE,如果没有配置就是一个默认值

2)N3(和N9)接口的包头参数RQI和QFI,这个扩展包头详细见前文《5G系统——对GTPv1-U协议的扩展》;当然GTPv1-U包头的RQI和QFI最后在ngNB会将其转为SDAP协议包头的RQI和QFI传给UE。

当5GC需要对某个特定的QoS流的SDF使用反射QoS时,SMF应该将这条QoS流的QoS配置的RQA(Reflective QoS Attribute)提供给NG-RAN(通过N2口),如果之前还没有提供过的话。

如果RQA已经提供给NG-RAN了且5GC确定不再对某条QoS流使用反射QoS了,则SMF要通过N2口信令通知NG-RAN删除这个流的RQA。

当5GC确定要使用反射QoS时,SMF会通过N4接口给UPF发送指示消息(携带相应的SDF信息);UPF收到这个指示信息后,打包这个SDF对应的每个下行数据包时都会设置N3包头的RQI参数;(R)AN收到N3下行数据包时发现RQI字段被置位了,就会在发给UE时设置QFI和RQI参数(也即下行SDAP头域的QFI和RQI字段)。

(UE侧)在收到一个带有RQI的下行数据包时:

- UE会从这个下行包推导出来一个QoS规则,如果这个推导出来的QoS规则还不存在,

    >UE要保存这个推导出来的QoS规则,并将其应用于上行数据包的处理上,同时为这个反射QoS规则启动RQ Timer

- 否则

    >UE重启RQ Timer

   >如果这个下行包推导出来的反射QoS的QFI和之前推导出来的QIF不相同,则将新的QFI更新到UE推导的QoS规则中去

注:non-3GPP接入网不需要N2信令来使能反射QoS;non 3GPP接入网时直接将QFI和RQI透传给UE的;如果UPF发的下行包没有包含RQI,则UE不会推导QoS规则。

当一个UE推导的QoS规则关联的定时器超时,UE要删除对应的UE推导QoS规则。

当5GC确定不再对某个SDF使用反射QoS时,SMF要通过N4接口通知UPF取消反射QoS;UPF收到SMF的取消消息后,UPF不会在N3口的包头设置RQI,UPF还需要持续这个SDF的上行业务一段时间(运营商可配置的时间),因为此时UE还继续按照之前推导出来的QoS规则发送上行数据(直到RQ Timer超时为止)。

注:这个运营商可配置时间必须要比RQ定时器长,这样可以保证UE删除其推导出的QoS规则前上行数据包不会被网络丢弃。

反射QoS的启动使用流程

 

 

取消反射QoS流程

 

4 参考

TS23.501

TS37.324

TS38.413

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转载自blog.csdn.net/u010178611/article/details/81911665