3GPP R17 NR QoE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及演進(jìn)技術(shù)研究

3GPPR17NRQoE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及演進(jìn)技術(shù)研究技術(shù)前沿TechnologyFrontier3GPPR17NRQoE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及Researchon3GPPR17NRQoEStandard演進(jìn)技術(shù)研究iFuchangChinaUnicomResearchInstituteBeijingChina摘要：5G新業(yè)務(wù)在用戶體驗方面提出新的要求，針對5G用戶業(yè)務(wù)體驗的保障、優(yōu)化及提升成為業(yè)界重點關(guān)注的問題之一。3GPPR17版本開展支持5G用戶業(yè)務(wù)體驗端到端保障機制的標(biāo)準(zhǔn)研究與制定工作，研究并制定支持5G新業(yè)務(wù)的用戶體驗數(shù)據(jù)采集、優(yōu)化等系列標(biāo)準(zhǔn)流程，并將在R18版本進(jìn)一步增強用戶業(yè)務(wù)體驗的技術(shù)方案，更好地支持5GXR等新業(yè)務(wù)的高品質(zhì)服務(wù)保障的需求。對3GPPR17和R18用戶業(yè)務(wù)體驗無線網(wǎng)技術(shù)解決方案進(jìn)行分析研究，并結(jié)合5G新業(yè)務(wù)需求，展望該方案在增強5G網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量業(yè)務(wù)體驗方面的廣闊應(yīng)用場景。關(guān)鍵詞：文章編號：1007-3043(2023)03-0001-05開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識碼(OSID)：comeawidelyconcernedissueintheindustry.3GPPR17startstheresearchandnormativeworktoguaranteetheend-to-mizationtosupportGnewbusinesesInRGPPwillenhancetheuserexperiencecollectionschemetobettersupportthedemandforhigh-qualityserviceassuranceofnewbusinessessuchas5GXR.Itmakesanin-depthanaly-iressexperienceofGnetworkKeywords：1概述隨著5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模商用部署和5G終端的廣泛普及以及5G業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，5G用戶對5G新業(yè)務(wù)體驗的要求也隨之提高，運營商通過建設(shè)高質(zhì)量的5G精品網(wǎng)為5G用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。由于5G不同業(yè)務(wù)類型的用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)差異較大，5G通信系統(tǒng)圍繞收稿日期：2023-01-05為用戶提供高質(zhì)量業(yè)務(wù)的服務(wù)能力開展新技術(shù)方案設(shè)計。該技術(shù)方案在整體設(shè)計上，通過采集用戶不同類型業(yè)務(wù)體驗信息，根據(jù)用戶業(yè)務(wù)體驗評價標(biāo)準(zhǔn)，開展網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化，從而滿足不同類型業(yè)務(wù)的用戶體驗需求。3GPP國際標(biāo)準(zhǔn)從R17NRQoE項目開始，對5G幾個典型業(yè)務(wù)開展標(biāo)準(zhǔn)的研究和方案制定，如：IMS多媒MTSI)業(yè)務(wù)，基于HTTP的動態(tài)自適應(yīng)流(Dynamic郵電設(shè)計技術(shù)/2023/0301技術(shù)前沿TechnologyFrontier3GPPR17NRQoE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及演進(jìn)技術(shù)研究 用戶業(yè)務(wù)體驗增強項目(NRQoEenhancement)》的立項，該項目研究面向5GNR-DC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，進(jìn)一步研究QoE增強功能，支持空閑態(tài)、非激活態(tài)下的QoE功能及4G/5G切換場景下的不同系統(tǒng)間支持上報QoE信息等新功能。在R18版本中，還將繼續(xù)研究XR、工業(yè)應(yīng)用等5G新業(yè)務(wù)的QoE功能優(yōu)化，更好支持5G新業(yè)務(wù)的大規(guī)模商用。2R17NRQoE技術(shù)分析R17NRQoE定義以應(yīng)用層用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，制定由網(wǎng)絡(luò)側(cè)觸發(fā)，用戶應(yīng)用層測量并向無線網(wǎng)管上報用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)等功能規(guī)范，以保證網(wǎng)管側(cè)根據(jù)需要獲得應(yīng)用層的用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)。區(qū)別于傳統(tǒng)QoE采集方案，R17NRQoE也定義支持空口可見的用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)的相關(guān)功能，無線基站可以根據(jù)空口可見的用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)，優(yōu)化使用無線資源。因此，用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)絡(luò)級(通過網(wǎng)管)、空口側(cè)(通過基站設(shè)備)滿足不同使用需求，在資2.1應(yīng)用層QoE測量參數(shù)分析3GPPSA工作組對MTSI業(yè)務(wù)、DASHStreaming業(yè)務(wù)及VR業(yè)務(wù)開展研究，并詳細(xì)定義3種業(yè)務(wù)的QoE特征指標(biāo)。MTSI業(yè)務(wù)為實時性要求較高的多媒體電話業(yè)務(wù)，DASHStreaming業(yè)務(wù)為以視頻為主的流媒體業(yè)務(wù)，VR業(yè)務(wù)為對時延和吞吐量要求較高的交互類視頻及游戲類業(yè)務(wù)。3種業(yè)務(wù)的特征指標(biāo)如表1~表3所示。從應(yīng)用層QoE參數(shù)類型來看，不同類型的業(yè)務(wù)對于用戶業(yè)務(wù)體驗使用不同的參數(shù)來表征，MTSI業(yè)務(wù)對于實時性和編解碼要求較高，用戶業(yè)務(wù)體驗參數(shù)和這些業(yè)務(wù)特征相關(guān)，而DASH業(yè)務(wù)和VR業(yè)務(wù)有很多的相同特點，都有流媒體業(yè)務(wù)的基本特征，此外，VR業(yè)務(wù)還在DASH業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上做了增強，增加對視角、渲染及VR設(shè)備信息的采集，以更好地獲取VR業(yè)務(wù)的播放情況和設(shè)備情況，有利于網(wǎng)絡(luò)側(cè)利用這些信息有針對性地對VR業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化。2.2應(yīng)用層QoE測量配置和上報過程應(yīng)用層的QoE參數(shù)從終端側(cè)應(yīng)用層獲取，需要通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給網(wǎng)絡(luò)側(cè)。網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以根據(jù)優(yōu)化需表1MTSI業(yè)務(wù)特征指標(biāo)參數(shù)名稱注釋損壞時長，即2個正常傳輸?shù)膸瑫r間間隔連續(xù)丟失的實時傳輸數(shù)據(jù)包個數(shù)每秒的幀傳輸速率抖動時間間隔同步丟失的時間間隔環(huán)回時間，包括數(shù)據(jù)包傳輸時間和麥克風(fēng)播放器處理時間測量時間內(nèi)測量激活媒體信息的編解碼速率測量時間內(nèi)接收方的編解碼設(shè)置表2DASHStreaming業(yè)務(wù)特征指標(biāo)參數(shù)名稱注釋記錄終端的播放切換事件信息平均吞吐率初始播放時延常速播放下的緩沖狀態(tài)記錄用戶播放行為的列表，包括每次正常的播放，播放停止及失敗媒體播放特征信息收到即時播放指令到播放的時延終端物理設(shè)備信息表3VR業(yè)務(wù)特征指標(biāo)參數(shù)名稱注釋記錄終端的播放切換事件信息平均吞吐率初始播放時延常速播放下的緩沖狀態(tài)記錄用戶播放行為的列表，包括每次正常的播放，播放停止及失敗媒體播放特征信息收到即時播放指令到播放的時延終端物理設(shè)備信息視角切換時達(dá)到同等質(zhì)量播放的時延及降質(zhì)播放參數(shù)渲染的視角信息VR設(shè)備信息求來收集某個特定用戶的QoE參數(shù)及某片區(qū)域下某類用戶的QoE參數(shù)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的這2個需求，QoE測量收集過程也被分為基于信令的QoE測量過程和基于管理的QoE測量過程?；谛帕畹腝oE測量上報過程為針對某個特定用戶的QoE測量收集過程，OAM將QoE的配置信息發(fā)送給指定用戶，用戶判定如果符合條件將進(jìn)行指定業(yè)022023/03/DTPT3GPPR17NRQoE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及演進(jìn)技術(shù)研究技術(shù)前沿TechnologyFrontier務(wù)的QoE收集(見圖1)?；诠芾淼腝oE測量上報過程是網(wǎng)管側(cè)為了獲取某塊特定區(qū)域的某類業(yè)務(wù)的用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)的收集過程，主要用于小區(qū)整體用戶業(yè)務(wù)的體驗評估，不針對某個特定用戶(見圖2)?；诠芾砗突谛帕畹腝oE測量配置和上報流 終端應(yīng)用層QoE測量配置QoE測量配置信息傳遞QoE報告QoE測量激活 RRC消息AT命令 QoE測量配置信息QoE 終端應(yīng)用層QoE測量配置QoE測量配置信息傳遞QoE報告QoE測量激活 RRC消息AT命令 QoE測量配置信息QoE測量配置信息RRC消息QoE報告QoE測量配置信息AT命令QoE報告圖1基于信令的QoE配置和上報過程 終端應(yīng)用層操作維護(hù) 終端應(yīng)用層操作維護(hù)基站 終端接入層QoE測量激活 RRC消息 AT命令 QoE測量配置信息傳遞QoE報告QoE測量配置信息RRC消息QoE測量配置信息AT命令QoE報告QoE報告測量收集圖2基于管理的QoE配置和上報過程程都用于網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取終端側(cè)的用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)?；谛帕畹腝oE測量配置需要將OAM下發(fā)的QoE測量配置發(fā)送給核心網(wǎng)，再由核心網(wǎng)將配置轉(zhuǎn)發(fā)給基站，基站根據(jù)QoE配置中的測量小區(qū)、PLMN、跟蹤區(qū)域等范圍信息以及切片等配置信息對指定終端來進(jìn)行QoE的配置和測量。而基于管理的QoE測量配置則直接由網(wǎng)管側(cè)發(fā)送到基站，基站根據(jù)網(wǎng)管側(cè)發(fā)送的QoE測量的小區(qū)、PLMN、跟蹤區(qū)域等范圍信息、切片等配置信息選擇滿足條件的終端進(jìn)行測量?；臼盏絈oE測量配置后，兩者后續(xù)流程基本相同?；谛帕畹腝oE測量配置，基站將從核心網(wǎng)獲取到的QoE配置下發(fā)給目標(biāo)終端；而基于管理的QoE測量配置，基站將從OAM獲取到的QoE配置下發(fā)給滿足條件的終端進(jìn)行用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)的測量，配置信息。QoE的測量配置信息中主要包含測量ID，應(yīng)用層的測量配置，執(zhí)行QoE測量的小區(qū)、PLMN、TA等范圍信息，基站可以允許配置的基站設(shè)備可見參數(shù)集合及QoE測量的切片列表等信息。QoE測量范圍中所配置的小區(qū)、PLMN、跟蹤區(qū)域等相關(guān)信息，可以明確指示哪些小區(qū)的終端需要執(zhí)行QoE測量。QoE的測量范圍配置可以更加有效地控制QoE數(shù)據(jù)收集和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的范圍。QoE測量配置信息中還包括切片相關(guān)的配置信息，網(wǎng)管可以對1個或多個切片配置用戶QoE測量，可以支持更靈活采集用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)的方式。在測量范圍內(nèi)的基站會判斷用戶是否配置了QoE配置中切換列表所包含的切片業(yè)務(wù)，會向配置相關(guān)切片業(yè)務(wù)的用戶發(fā)送QoE配置信息?；谇衅腝oE測量配置信息可以更有針對性地對某個特定切片的業(yè)務(wù)進(jìn)行QoE數(shù)據(jù)收集，更有利于網(wǎng)絡(luò)基于切片的網(wǎng)絡(luò)資源分配和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。2.35G基站設(shè)備可見的QoE測量收集郵電設(shè)計技術(shù)/2023/0303技術(shù)前沿TechnologyFrontier3GPPR17NRQoE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及演進(jìn)技術(shù)研究應(yīng)用層的QoE信息收集過程主要是為網(wǎng)管側(cè)收集終端側(cè)的用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)，用于網(wǎng)管側(cè)的數(shù)據(jù)分析和決策優(yōu)化。應(yīng)用層的QoE信息是最直觀可以反映用戶業(yè)務(wù)體驗的數(shù)據(jù)，并且應(yīng)用層的QoE信息根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型特點有不同的定義，可以滿足不同業(yè)務(wù)類型對業(yè)務(wù)體驗的需求，有利于網(wǎng)絡(luò)根據(jù)業(yè)務(wù)類型，優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)資源分配和使用。而在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的過程中，基站是網(wǎng)絡(luò)資源管理和分配的主體，對于用QoEG備可見，那么對于5G基站設(shè)備網(wǎng)絡(luò)資源分配及調(diào)度優(yōu)化有很大的作用。部分應(yīng)用層QoE參數(shù)可以協(xié)助基站側(cè)進(jìn)行用戶體驗提升的優(yōu)化，在R17中研究提取出與基站側(cè)優(yōu)化相關(guān)的應(yīng)用層QoE參數(shù)并進(jìn)行配置和上報的標(biāo)準(zhǔn)化表45G基站設(shè)備可見的QoE參數(shù)參數(shù)名稱適用業(yè)務(wù)類型用途 (緩存等級)DASHStream?務(wù)緩沖狀態(tài)，用以判斷該用戶業(yè)務(wù)的資源分配是否合理outDelayforMediaStart-up (媒體啟動播放時延)DASHStream?務(wù)收到用戶指令到播放的時延，反映網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)請求的響應(yīng)速度和快速資源分配調(diào)度能力在R17的研究中，定義BufferLevel和PlayoutDe?layforMediaStart-up為基站設(shè)備可見參數(shù)，其中Buf?ferLevel體現(xiàn)了用戶的緩沖狀態(tài)，基站可以根據(jù)緩沖的情況對無線資源分配進(jìn)行調(diào)整；PlayoutDelayforMediaStart-up參數(shù)則體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)請求的響應(yīng)速度和調(diào)度能力，如果因為該參數(shù)值較大而無法滿足用戶體驗的需求，則可以通過對調(diào)度算法及資源分配算法進(jìn)行調(diào)整等方式來進(jìn)一步提高用戶體驗?；緜?cè)可根據(jù)RAN可見的QoE參數(shù)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，判斷為該用戶業(yè)務(wù)分配的資源是否合理，判斷對于業(yè)務(wù)請求的資源分配及調(diào)度時延是否合理，能否滿足用戶業(yè)務(wù)體驗的需求，從而對網(wǎng)絡(luò)資源的配置進(jìn)行優(yōu)化。RAN可見QoE參數(shù)的配置和上報必須以應(yīng)用層的QoE參數(shù)收集為基礎(chǔ)，即只有配置了應(yīng)用層的QoE參數(shù)收集的用戶業(yè)務(wù)才能進(jìn)行RAN可見的QoE參數(shù)配置和上報，這樣可以避免應(yīng)用層上報QoE數(shù)據(jù)占用貴的空口資源。另外，網(wǎng)管側(cè)直接配置5G基站設(shè)備可見的應(yīng)用層的參數(shù)，5G基站設(shè)備只能收集部分或者G由于5G042023/03/DTPT基站設(shè)備優(yōu)化對數(shù)據(jù)實時性的要求較高，上報周期較小的報告可更加方便地用于基站側(cè)優(yōu)化，由于應(yīng)用層QoE參數(shù)支持上報周期為秒級以上，定義RAN可見QoE參數(shù)上報配置不同于應(yīng)用層報告的周期將能夠更好地用于5G基站設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。2.4移動場景下的QoE收集連續(xù)性由于QoE收集是需要在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行的，這個范圍如前章節(jié)所述，可以為多個跟蹤區(qū)及多個小區(qū)，那么在區(qū)域內(nèi)移動過程中也需要支持QoE收集的連續(xù)性，這樣可以保證用戶業(yè)務(wù)體驗收集的連續(xù)性和完整性。同時，收集切換過程中的用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)，無線網(wǎng)絡(luò)可以針對切換過程，進(jìn)行體驗數(shù)據(jù)分析內(nèi)移動過程中的連續(xù)性，基于信令和基于管理的QoE測量都可以支持移動過程中的QoE收集，在切換準(zhǔn)備過程中，源基站(SourcegNB)會把QoE的配置信息發(fā)送到目標(biāo)基站(TargetgNB)，目標(biāo)基站會繼續(xù)對QoE測量上報數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并發(fā)送給相應(yīng)的測量收集實體 (見圖3)。應(yīng)應(yīng)用層QoE配置/上報QoE配置的連續(xù)性保障QoE服務(wù)器應(yīng)用層QoE配置/上報終端應(yīng)用層QoE配置/上報RRCQoE配置 (應(yīng)用層QoE/RAN見的QoE配置與上報)終端圖3移動場景下的QoE測量收集在終端移動的過程中，終端可能移動到不支持小區(qū)無法識別源基站發(fā)送的QoE配置信息，無法完成QoE測量數(shù)據(jù)的采集，用戶QoE配置不得不被釋放，QoE的收集過程終止。而對于QoE測量過程中用戶移動到QoE配置中的測量區(qū)域以外的情況，是否需要保證用戶QoE測量的連續(xù)性，協(xié)議不做標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)的限3GPPR17NRQoE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及演進(jìn)技術(shù)研究技術(shù)前沿TechnologyFrontier定，可依據(jù)設(shè)備的具體要求及未來的實現(xiàn)方案而定。2.5QoE測量與無線側(cè)測量協(xié)同應(yīng)用層上報的QoE信息是用戶業(yè)務(wù)體驗的直接反饋，但是網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要結(jié)合無線網(wǎng)測量信息進(jìn)行資源優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)側(cè)使用的測量信息包括RSRP、SINR、時延等，基站可以將QoE上報數(shù)據(jù)、無線測量信息等進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，從而實現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)體驗與網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量協(xié)同優(yōu)化。目前常用的無線網(wǎng)測量相關(guān)信息的方法是最小R17NRQoE項目圍繞QoE測量、無線網(wǎng)測量的協(xié)同技術(shù)方案開展研究，重點解決QoE技術(shù)方案與MDT技術(shù)方案兩者的協(xié)同機制，例如：解決QoE采集數(shù)據(jù)與無線網(wǎng)MDT測量報告聯(lián)合上報的關(guān)聯(lián)機制，便于網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)一步關(guān)聯(lián)QoE采集報告和MDT測量報告用于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、業(yè)務(wù)質(zhì)量評估以及網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化。3R18NRQoE研究內(nèi)容展望R18NRQoE將會從以下幾個方面進(jìn)行增強研究。a)支持更多的業(yè)務(wù)類型，如XR、MBS等，可以更好地適用于5G更加多樣化的業(yè)務(wù)場景。b)R18NRQoE還將支持NR雙連接網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的用戶體驗配置、測量和上報過程。c)R18NRQoE需要支持用戶在4G/5G切換過程QoE的連續(xù)性。d)R18NRQoE還將支持用戶在空閑態(tài)和非激活態(tài)下的QoE測量和上報。NR-DC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是未來網(wǎng)絡(luò)部署中非常重要的一種組網(wǎng)架構(gòu)，在NR-DC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的QoE技術(shù)研究可以保障在5GNR多連接場景下用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)的收集，對雙連接場景優(yōu)化起到非常重要的作用。另外，在雙連接場景下，由于用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)的傳輸可以通過多條路徑，即使在網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況下，網(wǎng)絡(luò)的靈活配置也可以保證用戶業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)收集的及時性和完整性。如何進(jìn)行QoE測量的配置和收集，如何更好地用于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，如何更好地收集多連接場景下的用戶業(yè)務(wù)體驗進(jìn)行多站協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，都將是未來R18NRQoE增強將要研究的內(nèi)容。R18NRQoE還將支持用戶在系統(tǒng)內(nèi)不同接入技術(shù)間移動過程中的QoE收集連續(xù)性，在未來的網(wǎng)絡(luò)部署中，4G網(wǎng)絡(luò)還會在很長的一段時間內(nèi)與