5G移動(dòng)通信-無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)與實(shí)踐-第6章-5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐

5G移動(dòng)通信

無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)與實(shí)踐第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，由于建設(shè)進(jìn)度和投資等諸多因素可能在某些局部區(qū)域造成網(wǎng)絡(luò)覆蓋空洞或者弱覆蓋，為了保證用戶使用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的用戶感知，需要通過將新建通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與已有的通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建立系統(tǒng)間互操作機(jī)制，以保證用戶終端的業(yè)務(wù)連續(xù)性，這稱之為移動(dòng)性管理。在4G開網(wǎng)之初需要建立與已有23G網(wǎng)絡(luò)的有效互操作管理機(jī)制，5G也依然存在類似的情況，由于5GNSA模式下錨點(diǎn)頻率是4G載波頻率，情況相較SA模式下特殊復(fù)雜一些，因此需要獨(dú)立分析研究。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.1NSA組網(wǎng)模式下的測量機(jī)制站在用戶的角度，對于通信網(wǎng)絡(luò)的首要感知來自于終端左上角的網(wǎng)絡(luò)制式選擇，對于是否處于5G網(wǎng)絡(luò)同樣憑借終端左上角的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)來判斷。3GPP標(biāo)準(zhǔn)中對于NSA系統(tǒng)制式下對于終端如何顯示5G標(biāo)識(shí)沒有進(jìn)行規(guī)定，目前有兩種主流的實(shí)現(xiàn)思路，一種是不論NSA終端處于何種RRC狀態(tài)（空閑態(tài)/連接態(tài)），只要終端所駐留的錨點(diǎn)E-UTRA載波基站進(jìn)行了升級，所下發(fā)的系統(tǒng)消息SIB2攜帶upperLayerIndication字段指示為true，那么表明UE進(jìn)入了能夠提供5G能力的覆蓋區(qū)域，此時(shí)終端顯示5G信號(hào)，簡稱為終端信號(hào)顯示策略A。另外一種實(shí)現(xiàn)思路是NSA終端在空閑態(tài)下通過SIB2中的字段進(jìn)行判別顯示，通過錨點(diǎn)載波進(jìn)行初始業(yè)務(wù)接入后，如果測量到NR載波滿足一定電平門限，建立了EN-DC雙連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，那么終端顯示5G信號(hào)，否則仍可能顯示4G信號(hào)，簡稱為終端信號(hào)顯示策略A+D。為了更好的通過網(wǎng)絡(luò)策略優(yōu)化提升用戶感知，需要針對這兩種實(shí)現(xiàn)思路進(jìn)行針對性的分析。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.1NSA組網(wǎng)模式下的測量機(jī)制針對終端策略A這一類型的NSA終端，一旦駐留到升級之后的4G錨點(diǎn)載波小區(qū)之后就會(huì)顯示5G信號(hào)，由于開網(wǎng)初期需要針對于NR輔載波與LTE錨點(diǎn)載波進(jìn)行大量的成對配置工作，一定程度上受限于NR輔載波的建設(shè)進(jìn)度，很有可能出現(xiàn)NR輔載波弱場覆蓋環(huán)境下與LTE錨點(diǎn)載波強(qiáng)場環(huán)境下的匹配，此時(shí)終端測量上報(bào)NR輔載波信號(hào)較弱，網(wǎng)絡(luò)側(cè)無法有效配置EN-DC雙連接，實(shí)際承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖荓TE的錨點(diǎn)主載波，但終端信號(hào)仍然會(huì)顯示5G，這個(gè)現(xiàn)象就是俗稱的“偽5G”。這種情況在初期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中普遍存在，對用戶感知的主要影響在于無法提供5G的大帶寬速率，造成終端顯示與實(shí)際使用感知的脫節(jié)，造成“偽5G”現(xiàn)象的主要成因有如下兩點(diǎn)：存在錨點(diǎn)覆蓋，但是NR無覆蓋（終端策略A）或者弱覆蓋（終端策略A+D）,主要原因是因?yàn)殄^點(diǎn)與NR輔小區(qū)“多對多”配置鄰區(qū)關(guān)系，NR站點(diǎn)不足導(dǎo)致；存在錨點(diǎn)覆蓋，添加NR輔小區(qū)參數(shù)設(shè)置過于激進(jìn)，導(dǎo)致NR輔小區(qū)無法添加（終端策略A）。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.1NSA組網(wǎng)模式下的測量機(jī)制對于這種現(xiàn)象一個(gè)簡易有效的測試判斷方法可以通過終端測速軟件發(fā)現(xiàn)，如果終端的簽約速率不受約束并且實(shí)測下行速率概率性的發(fā)生在200Mbits/s以下，甚至忙時(shí)段更低于100Mbits/s以下（概率性意味著有可能存在一部分的測試用例滿足5G常規(guī)測速標(biāo)準(zhǔn)），可以初步判定”偽5G”現(xiàn)象，此時(shí)需要精細(xì)梳理LTE錨點(diǎn)載波小區(qū)與NR輔載波小區(qū)的鄰區(qū)配置關(guān)系。另外，這一類型NSA終端也可能出現(xiàn)“脫”5G網(wǎng)，顯示4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的現(xiàn)象，產(chǎn)生這種情況的本質(zhì)原因是終端在LTE升級后錨點(diǎn)載波小區(qū)（初期大部分是FDDLTE小區(qū)）與未升級的LTE小區(qū)之間（初期大部分是TD-LTE小區(qū)）的互操作，互操作參數(shù)設(shè)置策略可以分別按照空閑態(tài)和連接態(tài)分別設(shè)置，空閑態(tài)利舊現(xiàn)網(wǎng)策略，例如可以適當(dāng)將錨點(diǎn)載波相對優(yōu)先級調(diào)整優(yōu)化，當(dāng)然這樣對于純4G終端（4Gonly）與NSA終端其實(shí)無差別，可能都會(huì)優(yōu)先駐留錨點(diǎn)載波；目前大部分網(wǎng)絡(luò)側(cè)主設(shè)備均可基于UE上報(bào)能力差異化配置UE的連接態(tài)互操作參數(shù)，確保NSA終端優(yōu)先駐留在錨點(diǎn)載波，這樣可以根據(jù)終端的能力實(shí)現(xiàn)NSA終端與純4G終端的分層駐留策略。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.1NSA組網(wǎng)模式下的測量機(jī)制針對終端策略A+D這一類型的NSA終端，當(dāng)駐留在LTE錨點(diǎn)載波小區(qū)時(shí)空閑狀態(tài)會(huì)顯示5G信號(hào)，信令初始接入會(huì)在錨點(diǎn)載波發(fā)起，進(jìn)入錨點(diǎn)載波業(yè)務(wù)連接態(tài)后會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)預(yù)先配置的NR測量對象進(jìn)行相應(yīng)的測量，該過程一般通過RRC重配信令通知UE進(jìn)行測量。一般配置的NR重要測量對象（參見圖6-1）包括NR測量頻點(diǎn)carrierFreq-r15（SSB的中心頻率），SSB的測量位置（SSB的測量周期和SSB在測量周期內(nèi)的偏置periodicityAndOffset以及持續(xù)測量子幀ssb-Duration，參見圖6-2）和子載波間隔，以及包含觸發(fā)測量上報(bào)門限列表。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.1NSA組網(wǎng)模式下的測量機(jī)制nr-SINR-r15指測量輔同步信號(hào)獲取的信噪（干擾）比，定義為在SMTC測試時(shí)間窗口之內(nèi)相同頻域帶寬內(nèi)NR輔同步信號(hào)每個(gè)RE上平均信號(hào)線性功率（單位為瓦特）與平均噪聲和干擾線性功率（單位為瓦特）的比率，涉及SMTC測試時(shí)間窗口參數(shù)配置參見圖6-2。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.1NSA組網(wǎng)模式下的測量機(jī)制這里采取列表的目的主要為了使得基于SSB波束(RSindex)的物理層測量結(jié)果更加穩(wěn)定，測量上報(bào)門限列表包括nr-RSRP-r15，nr-RSRQ-r15，nr-SINR-r15三個(gè)可選指標(biāo)，其中nr-RSRP即指NR輔同步參考信號(hào)接收功率（NR-SS-RSRP），定義為NR輔同步信號(hào)（SS）每個(gè)RE功率的線形平均，也可以結(jié)合PBCH中的DMRS參考信號(hào)功率比例進(jìn)行計(jì)算（按照瓦特進(jìn)行平均功率計(jì)算）；nr-RSRQ指NR輔同步參考信號(hào)接收質(zhì)量（NR-SS-RSRQ），定義為N×NR-SS-RSRP/NR載波RSSI，其中N是NR載波RSSI測量帶寬所包含的資源塊（RB）個(gè)數(shù)，NR載波RSSI全稱為NR載波接收信號(hào)強(qiáng)度指示，在配置了SMTC測試時(shí)間窗口之內(nèi)針對測量帶寬內(nèi)接收到的總功率按照N個(gè)資源塊進(jìn)行線性平均，其中分子分母的測量計(jì)算帶寬應(yīng)保持一致，當(dāng)然NR載波RSSI也可以根據(jù)高層參數(shù)配置定制化的測量指定時(shí)隙中的某幾個(gè)OFDM符號(hào)獲得結(jié)果（詳見TS36.214R15），具體映射配置參見表6-1，第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.1NSA組網(wǎng)模式下的測量機(jī)制UE針對NR的測量可以基于SSB波束級測量，也可以基于小區(qū)級進(jìn)行測量，這兩種測量可分別獨(dú)立配置不同的濾波因子，SSB波束級測量根據(jù)E-UTRA中定義的層3濾波機(jī)制，而小區(qū)級測量方式則取決于高層參數(shù)配置情況{maxRS-IndexCellQual，threshRS-Index}，可能是超過門限列表threshRS-Index的SSB波束的線性平均，也可能是測量到SSB波束的最優(yōu)值，詳見TS36.3315.5.3.3。測量控制信息還包括頻率級測量偏置（offsetFreq-r15，默認(rèn)取值為0），小區(qū)黑名單列表管理（列表最大容量為32）。另外，為了確保NSA模式下配對為EN-DC雙連接的小區(qū)彼此之間無線幀同步，測量控制對象中還可能包含LTE錨點(diǎn)載波小區(qū)與NR輔載波小區(qū)無線時(shí)間差(SFNandframetimingdifference,SFTD)的測量控制參數(shù)，例如指定鄰區(qū)列表（最大配置為3個(gè)測量鄰區(qū)）進(jìn)行與E-UTRA主小區(qū)的幀偏置測量（SFTD），以及一些其他輔助測量SSB波束的參數(shù){deriveSSB-IndexFromCell-r15，ss-RSSI-Measurement-r15}。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.2NSA組網(wǎng)模式下的移動(dòng)性管理LTE錨點(diǎn)載波針對NSA終端在無線空口添加NR輔載波大體上有兩種方式，其一是通過下發(fā)測量對象和上報(bào)事件，UE針對測量對象根據(jù)實(shí)際測量結(jié)果觸發(fā)相應(yīng)事件上報(bào)。目前，基站可以根據(jù)UE上報(bào)的能力（支持NSA與否）下發(fā)兩套A2事件策略，一套針對4Gonly終端，一套針對NSA終端，NSA終端策略會(huì)針對LTE系統(tǒng)內(nèi)以及NR系統(tǒng)分別配置兩個(gè)A2事件。另外，根據(jù)目前協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，針對LTE異系統(tǒng)測量結(jié)果的上報(bào)觸發(fā)事件可供選擇的只有B1或者B2事件，B1事件表征NR雙連接輔載波小區(qū)測量高于一個(gè)預(yù)設(shè)的絕對門限值，而B2事件則表征LTE錨點(diǎn)小區(qū)測量低于一個(gè)預(yù)設(shè)的絕對門限值1，同時(shí)NR雙連接輔載波小區(qū)測量高于一個(gè)預(yù)設(shè)的絕對門限值2，在實(shí)際信令流程策略開發(fā)時(shí)，使用B1事件更加符合實(shí)際組網(wǎng)場景需求。UE觸發(fā)B1事件后，LTE錨點(diǎn)載波添加NR輔載波并通過RRC重配信令通知UE，UE通過隨機(jī)接入一系列流程在NR輔載波建立連接后，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，隨之LTE錨點(diǎn)載波會(huì)刪除與B1上報(bào)事件相關(guān)的測控對象，終端根據(jù)服務(wù)的NR輔載波進(jìn)行測量，按照目前通用的實(shí)現(xiàn)方式，一旦NR測量電平低于預(yù)設(shè)A2-nr門限（注：該門限是指NR側(cè)的A2事件觸發(fā)門限，與LTE側(cè)A2事件的觸發(fā)門限是兩個(gè)不同的概念），會(huì)在LTE錨點(diǎn)載波以字節(jié)封裝的方式上報(bào)A2-nr事件（沒有配置SRB3），LTE錨點(diǎn)載波會(huì)釋放NR輔載波。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.2NSA組網(wǎng)模式下的移動(dòng)性管理除了通過下發(fā)測量控制以及后續(xù)UE測量上報(bào)流程觸發(fā)建立NR輔載波流程之外，對于特定的E-RAB配置，LTE錨點(diǎn)載波還可以請求直接建立NR輔載波承載或者雙連接承載（splitbear），而不需要率先建立錨點(diǎn)載波承載，同樣，也可以根據(jù)策略將所有的E-RAB配置成僅NR輔載波承載，即無錨點(diǎn)載波承載（參見TS37.34010.2.1），針對這樣的策略，在RRC空口流程中不需要下發(fā)測控對象，可以通過RRC重配信令流程直接添加NR輔載波，這種機(jī)制不通過UE進(jìn)行測量上報(bào)，完全通過基站側(cè)估計(jì)NR輔載波小區(qū)信號(hào)覆蓋從而實(shí)現(xiàn)添加，俗稱“NR輔載波盲添加”，添加的NR輔載波小區(qū)的信號(hào)覆蓋穩(wěn)定性受限，信令消息體參加圖6-4。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.2NSA組網(wǎng)模式下的移動(dòng)性管理LTE錨點(diǎn)載波與NR輔載波完成QoS參數(shù)協(xié)商之后，通過RRC重配信令通知UE接入NR輔載波，UE在源錨點(diǎn)載波上報(bào)RRC重配完成并通過隨機(jī)接入的方式在NR輔載波小區(qū)發(fā)起接入（二者發(fā)起的順序不做約定）。如果數(shù)據(jù)傳輸僅由NR輔載波進(jìn)行承載，錨點(diǎn)載波將用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)遷轉(zhuǎn)到NR輔載波后，需向核心網(wǎng)EPC發(fā)起承載路由更新。在業(yè)務(wù)連接態(tài)下，錨點(diǎn)載波或NR輔載波都可以發(fā)起NR輔載波的承載變更流程，一般錨點(diǎn)載波可以使用此流程發(fā)起NR輔載波承載的添加、修改或釋放，也可以使用該流程實(shí)現(xiàn)LTE/NR承載轉(zhuǎn)換，還可以利用該流程在保持NR輔載波承載不變的前提下發(fā)起錨點(diǎn)載波站內(nèi)切換；在沒有配置SRB3的情況下，NR載波可以借助LTE載波小區(qū)作為邏輯主控使用此流程發(fā)起執(zhí)行NR輔載波小區(qū)的配置變更，例如釋放NR輔載波小區(qū)承載和雙連接承載中NR輔載波RLC層以下承載部分（此種情況下LTE錨點(diǎn)載波可以選擇將NR載波承載釋放或保持現(xiàn)有承載類型或?qū)⒊休d類型重配為LTE錨點(diǎn)載波承載），同時(shí)可以觸發(fā)NR輔載波小區(qū)組中的主小區(qū)（PScell）變更流程；在配置SRB3的情況下，當(dāng)NR基站需要新增/變更/釋放輔小區(qū)（Scell）或/和變更主小區(qū)時(shí)，可以直接通過SRB3向UE發(fā)起RRC重配流程實(shí)現(xiàn)。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.2NSA組網(wǎng)模式下的移動(dòng)性管理在實(shí)際業(yè)務(wù)傳輸中，由于LTE錨定載波信號(hào)覆蓋質(zhì)量變差或者干擾造成的下行失步導(dǎo)致UE可能會(huì)發(fā)起重建流程，這一流程可能會(huì)觸發(fā)錨定點(diǎn)載波向NR輔載波小區(qū)發(fā)起UE上下文釋放流程，當(dāng)然這一流程也可以由NR輔載波小區(qū)發(fā)起。隨著UE在LTE錨地站內(nèi)的移動(dòng)性，LTE錨點(diǎn)載波或NR輔載波都可能會(huì)發(fā)起NR輔載波小區(qū)變更流程。伴隨著UE在LTE錨點(diǎn)站間的移動(dòng)性也可能觸發(fā)站間切換，如果目標(biāo)LTE錨點(diǎn)載波小區(qū)所關(guān)聯(lián)的目標(biāo)NR輔載波小區(qū)與源LTE錨點(diǎn)載波小區(qū)所關(guān)聯(lián)的源NR輔載波小區(qū)是同一個(gè)時(shí)，目標(biāo)LTE錨點(diǎn)載波小區(qū)可以決定是否保持源NR輔載波小區(qū)或者將NR輔載波小區(qū)用戶上下文釋放，當(dāng)然也可以在切換執(zhí)行過程中將用戶上下文遷轉(zhuǎn)到新的目標(biāo)NR輔載波小區(qū)。在5G布網(wǎng)初期，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中也可能面臨UE在LTE錨點(diǎn)載波站與非錨點(diǎn)載波站之間的相互切換，如果從LTE錨點(diǎn)載波站向非錨點(diǎn)載波站切換，NR輔載波小區(qū)用戶上下文會(huì)隨之釋放，反之，目標(biāo)LTE錨點(diǎn)載波站也可能會(huì)在切換執(zhí)行階段將NR輔載波小區(qū)進(jìn)行添加。目前協(xié)議版本并不支持EN-DC雙連接中NR輔載波小區(qū)向LTE輔載波小區(qū)切換流程（即不支持EN-DC->DC切換），同時(shí)，也不支持EN-DC雙連接中LTE錨點(diǎn)載波小區(qū)向Ng-eNB或gNB切換（即不支持EN-DC->NGEN-DC或NR-DC切換）。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.1NSA組網(wǎng)模式下的優(yōu)化實(shí)踐6.1.2NSA組網(wǎng)模式下的移動(dòng)性管理針對NR輔載波小區(qū)的移動(dòng)性管理，3GPP協(xié)議規(guī)范沒有明確定義測量或者判決事件策略，從這一點(diǎn)看，NSA模式下NR輔載波的移動(dòng)性管理沒有單獨(dú)從4G系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架中剝離，這主要受4G設(shè)計(jì)之初的目標(biāo)沒有更多的考慮前向兼容性的局限。因此，NSA模式下對于運(yùn)營商可管控的異系統(tǒng)測量/判決事件或者可配置的測量/判決參數(shù)門限主要仍然涉及A2和B1（B2）事件，而NR輔載波的添加與改變也留給了設(shè)備實(shí)現(xiàn)側(cè)更多的空間，也正是由于這樣的開放機(jī)制，運(yùn)營商有足夠的靈活性推動(dòng)主設(shè)備對涉及NR輔載波小區(qū)的移動(dòng)性管理進(jìn)行相應(yīng)的策略以及參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析5G接入網(wǎng)絡(luò)中針對協(xié)議棧的劃分與4G系統(tǒng)相同，秉持控制與業(yè)務(wù)分離的原則，分為控制平面和用戶平面。其中控制面主要接入網(wǎng)協(xié)議棧（Access-Stratum,AS）和非接入網(wǎng)協(xié)議棧(Non-Acess-Stratum,NAS)進(jìn)行分類，接入網(wǎng)協(xié)議?？梢赃M(jìn)一步細(xì)分為物理層，層2（包含MAC子層，RLC子層，PDCP子層），RRC層（層3）協(xié)議棧。RRC層以及NAS層可以合稱為高層協(xié)議棧，如圖6-5所示。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析5G系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，為了契合端到端切片的理念，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更加細(xì)化顆粒度的QoS管控，相比4G系統(tǒng)，在用戶面協(xié)議棧中新增了SDAP（ServiceDataAdaptionProtocal）子層，與PDCP子層，RLC子層和MAC子層共同構(gòu)成了用戶面的層2協(xié)議棧，如圖6-6所示。本章結(jié)合5G系統(tǒng)接入網(wǎng)協(xié)議棧的新增特點(diǎn)進(jìn)行介紹。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧5G中針對NAS層端到端的資源單位取消了4G系統(tǒng)中原有的”EPS承載”的概念，取而代之以“PDU會(huì)話”（PDUsession）實(shí)現(xiàn)端到端基本傳輸資源的建立。每一個(gè)UE可以由5G核心網(wǎng)（5GC）建立一個(gè)或者多個(gè)PDU會(huì)話。5G接入網(wǎng)（NG-RAN）為每個(gè)PDU會(huì)話至少對應(yīng)建立一個(gè)無線數(shù)據(jù)承載（DataRadioBearer,DRB）實(shí)現(xiàn)空中接口的數(shù)據(jù)傳輸，也可以建立額外的DRB(s)以備后續(xù)使用。分屬于不同PDU會(huì)話的數(shù)據(jù)包也對應(yīng)在不同DRB上進(jìn)行空中接口的傳輸。NAS層（針對上下行傳輸數(shù)據(jù)包）的包濾波機(jī)制基于QoS流顆粒度實(shí)現(xiàn)，AS層映射規(guī)則將上下行QoS流顆粒度與DRB實(shí)現(xiàn)相關(guān)，如圖6-7所示。5G接入網(wǎng)和核心網(wǎng)通過將數(shù)據(jù)包映射為適當(dāng)?shù)腝oS流和DRB以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量（例如，可靠性和延遲等），因此存在兩級步驟的QoS映射管控機(jī)制，第一級時(shí)將IP數(shù)據(jù)包映射為NAS層的QoS流，第二級是將QoS流映射為接入層的DRB。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧站在NAS層角度，一個(gè)QoS流表征了從核心網(wǎng)5GC到接入網(wǎng)的一整套QoS配置參數(shù)，同時(shí)提供了核心網(wǎng)5GC到UE端到端的QoS規(guī)則。所謂的端到端QoS規(guī)則提供了上行用戶面數(shù)據(jù)與QoS流的映射關(guān)系，而基于這樣映射關(guān)系，接入網(wǎng)使用QoS配置參數(shù)調(diào)度無線信道資源。根據(jù)參數(shù)集配置，每個(gè)QoS流可以依據(jù)是否需要提供穩(wěn)定的保障速率劃分為GBR（guaranteedbitrate）QoS流和non-GBRQoS流。每個(gè)QoS流的配置參數(shù)集包含5GQoS標(biāo)識(shí)（5GQoSIdentifier,5QI）和調(diào)度分配與保留優(yōu)先級（AllocationandRetentionPriority,ARP）,5QI類似4G系統(tǒng)中的QCI，基站側(cè)可以基于5QI所相關(guān)的QoS屬性參數(shù)提供差異化的傳輸服務(wù)，QoS屬性參數(shù)包括調(diào)度優(yōu)先級、包延遲預(yù)算、錯(cuò)包率、平均窗長、最大數(shù)據(jù)突發(fā)量等，這些QoS屬性參數(shù)并不在下發(fā)信令中顯式出現(xiàn)（需要通過5QI確定，如表6-2所示），但仍然屬于QoS配置參數(shù)集的一部分。另外對于GBR的QoS流，還包含上下行保障流速率（GuaranteedFlowBitRate，GFBR）,上下行最大流速率（MaximumFlowBitRate,MFBR）（注：該參數(shù)僅提供用于語音業(yè)務(wù)）,上下行最大包損失率（MaximumPacketLossRate）,延遲關(guān)鍵資源類型（DelayCriticalResourceType）以及通知控制（NotificationControl），對于non-GBR的QoS流，包含反向QoS屬性（ReflectiveQoSAttribute,ROA）以及額外QoS流信息。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧NOTE1: ApacketwhichisdelayedmorethanPDBisnotcountedaslost,thusnotincludedinthePER.NOTE2: ItisrequiredthatdefaultMDBVissupportedbyaPLMNsupportingtherelated5QIs.NOTE3: TheMaximumTransferUnit(MTU)sizeconsiderationsinclause9.3andAnnexCofTS23.060[7]arealsoapplicable.IPfragmentationmayhaveimpactstoCNPDB,anddetailsareprovidedinclause5.6.10.NOTE4: AstaticvaluefortheCNPDBof1msforthedelaybetweenaUPFterminatingN6anda5G-ANshouldbesubtractedfromagivenPDBtoderivethepacketdelaybudgetthatappliestotheradiointerface.WhenadynamicCNPDBisused,seeclause5.7.3.4.NOTE5: AstaticvaluefortheCNPDBof2msforthedelaybetweenaUPFterminatingN6anda5G-ANshouldbesubtractedfromagivenPDBtoderivethepacketdelaybudgetthatappliestotheradiointerface.WhenadynamicCNPDBisused,seeclause5.7.3.4.NOTE6: AstaticvaluefortheCNPDBof5msforthedelaybetweenaUPFterminatingN6anda5G-ANshouldbesubtractedfromagivenPDBtoderivethepacketdelaybudgetthatappliestotheradiointerface.WhenadynamicCNPDBisused,seeclause5.7.3.4.第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧NOTE7: ForMissionCriticalservices,itmaybeassumedthattheUPFterminatingN6islocated"close"tothe5G_AN(roughly10ms)andisnotnormallyusedinalongdistance,homeroutedroamingsituation.HenceastaticvaluefortheCNPDBof10msforthedelaybetweenaUPFterminatingN6anda5G_ANshouldbesubtractedfromthisPDBtoderivethepacketdelaybudgetthatappliestotheradiointerface.NOTE8: InbothRRCIdleandRRCConnectedmode,thePDBrequirementforthese5QIscanberelaxed(butnottoavaluegreaterthan320ms)forthefirstpacket(s)inadownlinkdataorsignallingburstinordertopermitreasonablebatterysaving(DRX)techniques.NOTE9: Itisexpectedthat5QI-65and5QI-69areusedtogethertoprovideMissionCriticalPushtoTalkservice(e.g.,5QI-5isnotusedforsignalling).ItisexpectedthattheamountoftrafficperUEwillbesimilarorlesscomparedtotheIMSsignalling.NOTE10: InbothRRCIdleandRRCConnectedmode,thePDBrequirementforthese5QIscanberelaxedforthefirstpacket(s)inadownlinkdataorsignallingburstinordertopermitbatterysaving(DRX)techniques.NOTE11: InRRCIdlemode,thePDBrequirementforthese5QIscanberelaxedforthefirstpacket(s)inadownlinkdataorsignallingburstinordertopermitbatterysaving(DRX)techniques.第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧NOTE12: This5QIvaluecanonlybeassigneduponrequestfromthenetworkside.TheUEandanyapplicationrunningontheUEisnotallowedtorequestthis5QIvalue.NOTE13: AstaticvaluefortheCNPDBof20msforthedelaybetweenaUPFterminatingN6anda5G-ANshouldbesubtractedfromagivenPDBtoderivethepacketdelaybudgetthatappliestotheradiointerface.NOTE14: This5QIisnotsupportedinthisReleaseofthespecificationasitisonlyusedfortransmissionofV2XmessagesoverMBMSbearersasdefinedinTS23.285[72]butthevalueisreservedforfutureuse.NOTE15: For"live"uplinkstreaming(seeTS26.238[76]),guidelinesforPDBvaluesofthedifferent5QIscorrespondtothelatencyconfigurationsdefinedinTR26.939[77].Inordertosupporthigherlatencyreliablestreamingservices(above500msPDB),ifdifferentPDBandPERcombinationsareneededtheseconfigurationswillhavetousenon-standardised5QIs.NOTE16: TheseservicesareexpectedtoneedmuchlargerMDBVvaluestobesignalledtotheRAN.SupportforsuchlargerMDBVvalueswithlowlatencyandhighreliabilityislikelytorequireasuitableRANconfiguration,forwhich,thesimulationscenariosinTR38.824[112]maycontainsomeguidance.第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧如果在空中接口無線資源調(diào)度中，一旦GBRQoS流的GFBR參數(shù)無法滿足，基站側(cè)啟用QoS參數(shù)集中所配置的通知控制功能，將通知發(fā)送至核心網(wǎng)的SMF（SessionManagementFunction），除非無線鏈路失敗或者接入網(wǎng)擁塞拒絕訪問，QoS流會(huì)一直保持。一旦無線資源可以重新提供GFBR的保障，基站側(cè)會(huì)重新向SMF發(fā)送通知進(jìn)行明確。除了QoS流級別的QoS參數(shù)，每個(gè)PDU會(huì)話也會(huì)被提供最大聚合速率（Session-AMBR,AggregateMaximumBitRate），同時(shí)每個(gè)UE也會(huì)被提供UE級別的最大聚合速率（UE-AMBR）。其中Session-AMBR針對某一個(gè)特定PDU會(huì)話中所有的non-GBRQoS流的聚合速率而言,由UPF（UserPlaneFunction）提供保障，而UE-AMBR針對UE的所有non-GBRQoS流的聚合速率而言，由基站側(cè)提供保障。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧站在接入層角度，無線數(shù)據(jù)承載(dataradiobearer,DRB)定義了空中接口（Uu接口）的數(shù)據(jù)包處理方式?；贒RB顆粒度上所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的處理方式是一樣的。QoS流到DRB映射基于QFI（QoSFlowID）標(biāo)識(shí)以及QoS參數(shù)集。不同的DRB可能映射不同的QoS流，并且可能需要不同的包處理機(jī)制，而屬于同一個(gè)PDU會(huì)話的多個(gè)QoS流也可能復(fù)用于同一個(gè)DRB中。UE根據(jù)映射規(guī)則將上行數(shù)據(jù)傳輸中QoS流與DRB實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)映射，所謂的映射規(guī)則由兩種方式下發(fā)，一種稱之為反向映射（reflectivemapping），對于每一個(gè)DRB，UE偵測下行傳輸數(shù)據(jù)包的QFI與DRB的映射關(guān)系，并將其反向應(yīng)用在上行傳輸數(shù)據(jù)包映射中，為了達(dá)到這樣的目的，接入網(wǎng)基站側(cè)需要將下行空口傳輸數(shù)據(jù)包以QFI進(jìn)行標(biāo)識(shí)，UE將相同的QFI和PDU會(huì)話與上行傳輸數(shù)據(jù)包進(jìn)行關(guān)聯(lián)。除此之外，還有一種方式就是通過顯式RRC信令配置，將QoS流與DRB的映射關(guān)系配置下發(fā)。不管采取反向映射方式還是顯式配置下發(fā)的映射方式，UE需要根據(jù)最新獲取的映射規(guī)則不斷更新。當(dāng)一個(gè)QoS流與DRB的映射規(guī)則更新了，UE需要在舊有承載中發(fā)送帶有結(jié)束標(biāo)記（End-Marker）控制PDU。在下行傳輸中，為了實(shí)現(xiàn)反向QoS規(guī)則映射，QFI可由基站側(cè)下發(fā)，如果基站側(cè)和核心網(wǎng)都不使用QoS流與DRB的反向映射機(jī)制，那么QFI不用下發(fā)。在上行傳輸中，基站側(cè)可以配置UE將QFI進(jìn)行上報(bào)。針對每一個(gè)PDU會(huì)話，可以配置一個(gè)默認(rèn)DRB承載，如果一個(gè)上行傳輸數(shù)據(jù)包既沒有通過反向映射規(guī)則也沒有RRC下發(fā)映射規(guī)則明確與某一DRB的映射關(guān)系，UE可以將上行傳輸數(shù)據(jù)包與默認(rèn)DRB承載進(jìn)行映射。對于一些non-GBRQoS流，核心網(wǎng)5GC可以發(fā)送給基站與這些non-GBRQoS流相關(guān)的額外QoS流信息參數(shù)，這些額外的QoS流信息參數(shù)說明數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更可能頻繁在這些non-GBRQoS流上進(jìn)行傳輸。對于每一個(gè)PDU會(huì)話，由基站側(cè)具體實(shí)現(xiàn)所決定如何將多個(gè)QoS流與某一個(gè)DRB進(jìn)行映射，基站側(cè)可能將一個(gè)GBRQoS流和一個(gè)non-GBRQoS或者多個(gè)GBRQoS流與一個(gè)DRB進(jìn)行關(guān)聯(lián)映射，協(xié)議不對如何實(shí)現(xiàn)以及流程優(yōu)化進(jìn)行限定。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧QoS流是PDUsession里面能夠?qū)崿F(xiàn)QoS差異化的最小顆粒度單元，在同一個(gè)PDUsession中QoS流通過QoS流標(biāo)識(shí)（QoSflowID,QFI）進(jìn)行標(biāo)識(shí)區(qū)分。5G系統(tǒng)中用戶平面新增的SDAP協(xié)議棧主要提供的服務(wù)和功能包括將更細(xì)化顆粒度的QoS流與無線承載(radiobearer)進(jìn)行關(guān)聯(lián)映射，同時(shí)使用QoS流標(biāo)識(shí)（QoSflowID,QFI）針對上下行傳輸包進(jìn)行標(biāo)記。SDAP子層相關(guān)參數(shù)由RRC信令進(jìn)行配置，其中包含若干SDAP實(shí)體，每一個(gè)獨(dú)立的SDAP實(shí)體處理每一個(gè)獨(dú)立的PDU會(huì)話，SDAP子層實(shí)現(xiàn)了QoS流與DRB的映射，一個(gè)或者多個(gè)QoS流可以映射為一個(gè)DRB，一個(gè)上行傳輸QoS流在某一時(shí)間只能與一個(gè)DRB進(jìn)行關(guān)聯(lián)映射，SDAP子層協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖6-8所示。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧SDAP實(shí)體負(fù)責(zé)從高層接收SDAPSDU（或者向高層傳遞SDAPSDU），同時(shí)負(fù)責(zé)通過以底層作為“橋梁”從對端SDAP實(shí)體接收SDAP數(shù)據(jù)PDU（或者向?qū)Χ薙DAP實(shí)體發(fā)送SDAP數(shù)據(jù)PDU）。從發(fā)射端角度觀察，當(dāng)SDAP實(shí)體從高層獲取SDAPSDU時(shí)，會(huì)將其封裝為SDAPPDU并將其繼續(xù)傳遞到底層；從接收端角度觀察，當(dāng)SDAP實(shí)體從底層獲取SDAPPDU，會(huì)剝離包頭實(shí)現(xiàn)解封裝獲得SDAPSDU并將其繼續(xù)傳遞到高層?？傮w來說，SDAP子層包含了用戶面數(shù)據(jù)傳輸，將上下行的QoS流與DRB進(jìn)行關(guān)聯(lián)映射，對于上下行傳輸數(shù)據(jù)包進(jìn)行QoS流ID標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)上行傳輸數(shù)據(jù)的QoS流到DRB的反向映射，圖6-9說明了SDAP的相關(guān)功能。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧為了實(shí)現(xiàn)上行數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)SDAP實(shí)體從高層獲取基于某一個(gè)QoS流的SDAPSDU，如果沒有預(yù)先存儲(chǔ)的QoS流到DRB的映射規(guī)則，那么傳輸SDAP實(shí)體會(huì)將SDAPSDU與默認(rèn)DRB進(jìn)行關(guān)聯(lián)映射，否則會(huì)按照預(yù)定義的映射規(guī)則，將SDAPSDU與某一DRB實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)映射。如果RRC配置SDAPSDU映射到某一個(gè)DRB需要增加SDAP包頭，那么通過添加SDAP包頭的方式實(shí)現(xiàn)上行SDAP數(shù)據(jù)PDU封裝，如圖6-10所示，否則以無包頭的方式實(shí)現(xiàn)SDAP數(shù)據(jù)PDU封裝（SDAPSDU到PDU以透傳方式實(shí)現(xiàn)），如圖6-11所示。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧為了實(shí)現(xiàn)下行數(shù)據(jù)接收，當(dāng)SDAP實(shí)體通過底層基于某一個(gè)QoS流獲取SDAP數(shù)據(jù)PDU，如果RRC配置SDAPSDU映射到某一個(gè)DRB需要增加SDAP包頭，UE可以根據(jù)反向QoS流與DRB映射規(guī)則實(shí)現(xiàn)上行的QoS流與DRB映射；同時(shí)如果下行SDAP數(shù)據(jù)PDU所包含字段RQI設(shè)置為1，SDAP實(shí)體需要向NAS層通知RQI（注：RQI為1比特，置為1意味著需通知NAS層關(guān)于服務(wù)數(shù)據(jù)流到QoS流的映射規(guī)則變更，RQI置為0則沒有任何動(dòng)作）和QFI；UE通過去SDAP包頭的方式實(shí)現(xiàn)下行SDAP數(shù)據(jù)PDU（如圖6-12所示）解封裝從而獲取SDAPSDU并將其傳遞高層。如果RRC沒有配置SDAP包頭，那么下行SDAP數(shù)據(jù)PDU以透傳方式轉(zhuǎn)換為SDAPSDU傳遞至高層，如圖6-11所示。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.1SA組網(wǎng)模式下用戶面SDAP協(xié)議棧RRC通過消息體SDAP-Config（參見圖6-13）針對某一DRB進(jìn)行相應(yīng)SDAP參數(shù)配置，從而實(shí)現(xiàn)QoS與DRB的關(guān)聯(lián)映射。具有相同pdu-Session取值的SDAP-Config配置實(shí)例來源于同一個(gè)PDU會(huì)話，并且由相同的SDPA實(shí)體進(jìn)行處理。RRC可以通過該消息體配置上行QoS流與DRB的映射規(guī)則，另外為了實(shí)現(xiàn)QoS流與DRB的反向映射，需要將SDAP下行包頭sdap-HeaderDL進(jìn)行配置。值得一提的是，當(dāng)RRC指示釋放DRB時(shí)，SDAP實(shí)體需要將所有與該DRB相關(guān)的QoS流進(jìn)行釋放。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.2SA組網(wǎng)模式下控制面協(xié)議棧5G接入網(wǎng)的控制面協(xié)議架構(gòu)相比4G沒有顛覆性的改變，借鑒了一些蜂窩物聯(lián)網(wǎng)中基于能耗節(jié)約和信令簡化的設(shè)計(jì)理念，在RRC連接建立之后新增加了一種RRC不活躍態(tài)（RRC_INACTIVE）。處于RRC不活躍態(tài)的UE可以通過檢測P-RNTI加擾DCI獲取短消息，也可以使用5G-S-TMSI偵聽尋呼信道獲取核心網(wǎng)尋呼消息(CNpaging)，或者使用I-RNTI偵聽尋呼信道獲取接入網(wǎng)尋呼（RANpaging），同時(shí)也可以進(jìn)行鄰小區(qū)測量和相應(yīng)的小區(qū)重選流程，另外可以獲取系統(tǒng)消息，也可以通過配置為SI-request方式獲取系統(tǒng)消息。UE可以根據(jù)RRC高層配置實(shí)現(xiàn)UE專屬的DRX，周期性的休眠和喚醒。除此之外，UE狀態(tài)還包含RRC空閑態(tài)（RRC_IDLE）和RRC連接態(tài)(RRC_CONNECTED),處于RRC連接態(tài)下的UE也可以獲取系統(tǒng)消息，三種狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換示意圖參見圖6-14。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.2SA組網(wǎng)模式下控制面協(xié)議棧圖6-15說明了UE在4/5G異系統(tǒng)不同狀態(tài)之間的互操作流程概覽，其中4G中出現(xiàn)的RRC_INACTIVE是4GLTE接入網(wǎng)根據(jù)核心網(wǎng)演進(jìn)情況進(jìn)行定義的新狀態(tài)（例如，E-UTRA/5GC）。第6章5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐6.2SA組網(wǎng)模式下的協(xié)議棧分析6.2.2SA組網(wǎng)模式下控制面協(xié)議棧接入網(wǎng)控制面可以建立無線信令承載（SignallingRadioBears,SRBs）傳輸RRC和NAS層消息，包含SRB0，SRB1，SRB2，SRB3四種類型，其中SRB0使用CCCH邏輯信道的RRC消息，SRB1使用DCCH邏輯信道傳輸RRC消息(注：SRB1也可以用來攜帶NAS消息)，SRB2主要使用DCCH邏輯信道傳輸NAS消息，SRB1先于SRB2建立，相比SRB2具有較高的調(diào)度優(yōu)先級，SRB2可以在接入