电信LTEQoS测试报告20160808

南通电信LTE QoS测试报告南通诺基亚2016年8月8日目录南通电信LTE QoS测试报告11.LTE QoS原理介绍32.LTE各协议层参数介绍63.测试案例和结果分析113.1.PDCP、RLC参数组的QoS测试133.2.DRX参数组测试163.3.periodicBSR-Timer、retxBSR-Timer参数组测试193.4.SR周期参数组测试233.5.NGBR权重测试263.6.GBR/MBR参数测试284.参数设置295.测试数据详表111. LTE QoS原理介绍LTE系统通过端到端的QoS管理以及差异化服务策略来满足业务的QoS需求。EPS承载中UE到eNodeB空口之间的一段称为无线承载，eNodeB到S-GW之间的一段称为S1承载。无线承载与S1承载统称为E-RAB。LTE的QoS是按照承载粒度逐段进行保障的。EPS系统中，QoS控制的基本粒度是EPS承载(Bearer)，即相同承载上的所有数据流将获得相同的QoS保障（如调度策略，缓冲队列管理，链路层配置等），不同的QoS保障需要不同类型的EPS承载来提供。在EPS系统中，PDN指的是外部的数据网络（相对于LTE运营商而言），例如Internet，企业专用数据网等。APN（接入点名称）的值作为PDN网络的标识， PDN GW位于EPC和PDN的边界。根据QoS的不同，EPS承载分为两类：如果一个EPS承载被固定分配专用网络资源以保障这个EPS承载的GBR，则这个EPS承载称为GBR承载；如果一个EPS承载没有被固定分配专用网络资源以保障这个EPS承载的GBR，则这个EPS承载称为Non-GBR承载。EPS 承载建立也可以分为两类：为了提高用户体验，减小业务建立的时延，真正实现用户的“永远在线”，引入了默认承载（Default Bearer）的概念， 即在用户开机，进 行网络附着的同时，为该用户建立一个固定数据速率的默认承载，保证其基本的业务需求，默认承载只能是NonGBR承载。除了默认承载以外，UE连接到同一个EPS网络的其他承载为专用承载。当UE请求一个新的业务时，如果默认承载不能提供所要求的QoS时，则需要建立专用承载以提供服务。一般情况下专用EPS承载的QoS比默认QoS的要求高。专用承载可以同时存在多条。EPC根据QoS要求为业务建立专用承载。专用承载可以是GBR承载，也可以是Non-GBR承载。在LTE中不同EPS承载的QoS通过QoS参数来定义、保障。LTE承载级QoS参数主要有以下一些；Ø QCI（QoS Class Identifier）Qos等级。Ø ARP（Allocation and Retention Priority）表征专用承载建立优先级，在资源限制的情况下决定接受还是拒绝承载的建立或修改请求；Ø GBR承载：n GBR（Guaranteed Bit Rate）表征能够由GBR承载提供的预期比特速率n MBR（Maximum Bit Rate）MBR表征GBR承载提供的比特速率上限在接入网中，空口上承载的QoS是由eNodeB来控制的， 每个承载都有相应的QoS参数QCI（QoS Class Identifier）和ARP （Allocation And Retention Priority）。在用户入网时，用户将签订合约并将定义的合约信息保存在HSS中。当用户发起业务请求时， P-GW/S-GW和eNodeB基于HSS中的QoS信息以及PCRF更新下发的QoS参数为该用户提供服务。当用户发起业务建立请求时，eNodeB根据业务的QoS属性，把QoS参数，比如QCI、GBR、MBR，映射成为合适的无线承载参数、传输资源配置参数等，为eNodeB QoS相关特性提供一致的内部参数。QCI同时应用于GBR和Non-GBR承载。一个QCI是一个值，包含优先级，包延迟，以及可接受的误包率等指标 ，每个QCI都与一个优先级相关联，优先级1是最高的优先级别。承载QCI的值决定了其在eNodeB的处理策略。例如，对于误包率要求比较严格的Bearer，ENodeB一般通过配置RLC成AM模式来提高空口传输的准确率。3gpp标准中定义了九种不同的QCI的值，分别指示不同业务类型的业务质量要求和业务的优先级。在接口上传输的是QCI的值而不是其对应的QoS属性。通过对QCI的标准化，可以规范不同的厂家对于相应的QoS业务的理解和处理，方便在多厂商互连环境和漫游环境中不同设备系统间的互连互通。QoS参数中通过GBR和MBR来保证GBR业务的速率。GBR业务的QoS有GBR和MBR参数。Non-GBR业务无GBR/MBR参数。GBR和MBR由EPC下发给eNodeB。eNodeB根据GBR管理GBR业务的带宽。对于GBR业务，eNodeB基于GBR QoS满意率/PRB准入策略和ARP决定是否接受GBR业务的接入请求。eNodeB在上行和下行调度时需要优先保证GBR业务的速率和PDB（分组时延预算）。对于Non-GBR业务，eNodeB不保证Non-GBR业务的速率和PDB。QoS的调度原则：Ø 单用户调度： 系统优先保证GBR承载的速率，其次是Non GBR承载的速率；在系统资源不足时，系统只给Non GBR承载一个最低速率，其他资源用于保证GBR承载系统优先保证高优先级GBR承载的速率，其次是低优先级GBR承载的速率；在系统资源不足时，系统将所有资源分配给高优先级GBR承载。Ø 多用户调度： 系统优先保证GBR用户签约速率，然后再将剩余资源分配给Non GBR用户；系统优先保证高优先级GBR用户签约速率，然后再将剩余资源分配给低优先级GBR用户。2. LTE各协议层参数介绍以下介绍的各层参数都是为每个承载可单独配置的无线参数，配合之前介绍的调度优先级，用于业务Qos保障PDCP子层的主要功能包括： Ø 用户平面数据的包头压缩和解压缩。Ø 安全性功能：用户和控制平面协议的加密和解密；控制平面数据的完整性保护和验证。Ø 数据的传输功能：下层重建时，对向上层发送的PDU顺序发送和重排序；对映射到AM模式的RB的下层SDU进行重排序。Ø 数据包的丢弃PDCP子层的主要参数包括： Ø discardTimer：该参数表示PDCP丢弃定时器的大小,如果参数配置过大，会造成业务延时不能满足QCI要求； 如果配置过小，会造成PDCP层数据丢弃严重，影响吞吐量，一般等于或大于业务时延大小。否则会造成TCP层的重传， 默认承载是无限长。Ø statusReportRequried:该参数表示AM模式切换时PDCP是否反馈状态报告。如果配置为False，目标eNodeB将传输所有源eNodeB转发的数据，其中某些数据UE可能已收到，造成空口资源的浪费。Ø ROHC配置：主要用于VOLTE，Ip包头压缩RoHC能够显著地降低语音包的大小（接近50%），从而降低了对资源的要求。需要配置ROHC运行模式以及支持协议类型。RLC子层的主要功能包括： Ø 分段/串联和重组RLC SDU（concatenation/segmentation/reassembly，只适用于UM和AM模式）Ø 通过ARQ来进行纠错（只适用于AM模式）Ø 对RLC data PDU进行重排序（reordering，只适用于UM和AM模式）Ø 复包检重测（duplicate detection，只适用于UM和AM模式）Ø 对RLC data PDU进行重分段（resegmentation，只适用于AM模式）RLC子层的主要参数包括：Ø RLC mode: TM透传 RRC信令 /AM 确认 逻辑信道/UM 不确认 逻辑信道，对于实时流业务应采用UM模式，并及时丢弃时延过大的数据包。Ø t-PollRetransmit：Polling PDU重传定时器大小。Ø PollPDU：表示触发Polling的PDU数量门限。配置较小时，可增加Polling PDU的触发次数，减小RLC数据包RTT时间，同时加速发送窗的移动。Ø PollByte：表示触发Polling的字节数量门限，影响同上。Ø maxRetxThreshod：RLC ARQ 最大重传次数，达到最大次数仍然失败RRC重建。Ø t-Reording：重排序定时器，收到乱序的数据包会缓存在时间内重排。Ø t-StatusProhibit：表示AM模式接收端禁止发送状态报告的定时器大小，设置过大会到导致不能及时确认滑窗阻塞，设置过小会频繁发送，可能造成多余的重发浪费资源。Ø t-PollRetransmit>t-Reording>t-StatusProhibit，重排序定时器T_reordering不能小于MAC层重传时长MAC层参数配置UL-SCHUE通过SR向eNodeB请求上行资源时，只指明了其是否有上行数据需要发送，而没有指明自己需要发送多少上行数据。UE需要通过BSR（Buffer Status Report）告诉eNodeB，其上行buffer里有多少数据需要发送，以便eNodeB决定给该UE分配多少上行资源。Ø periodicBSR-Timer：周期性BSR上报定时器(子帧)Ø 当UE需要上传一个大文件时，数据到达UE传输buffer的时间与UE收到UL grant的时间是不同步的，也就是说UE在发送BSR和接收UL grant的同时，还在不停地往上行传输buffer里填数据，因此UE需要不停地更新需要传输的上行数据量。该BSR被称为“Periodic BSR”Ø retxBSR-Timer：BSR重传定时器(子帧)Ø 为提高BSR的健壮性，LTE提供了一个重传BSR的机制：这是为了避免UE发送了BSR却一直没有收到UL grant的情况。Ø TTI bundling：TTI bundling通过使用多个绑定的TTI来传输同一个TB，以降低语音包的出错率，从而提高小区边缘UE的上行VoIP覆盖。有RSRP启动门限等。能为VOLTE反向带来3dB增益，江苏还未现网验证。Ø timeAlignmentTimerDedicated：UE级接收TA超时定时器，小区级在sib2下发，该参数配置的越小，则由于UE在不该失步的时候概率失步的增加，会使为维护上行同步而进行的随机接入的次数增加，从而增加随机接入的负荷；该参数配置的越大，则UE不能够及时上行失步，从而影响用户的功耗，并占用不必要的PUCCH与SRS资源。MAC层参数配置drx-Config setup基于包的数据流通常是突发性的，在一段时间内有数据传输，但在接下来的一段较长时间内没有数据传输。在没有数据传输的时候，可以通过停止接收PDCCH（此时会停止PDCCH盲检）来降低功耗，从而提升电池使用时间。这就是DRX（Discontinuous Reception，非连续接收）的由来。Ø onDurationTmer：从一个DRX Cycle的起始处算起，连续监听的PDCCH子帧数。Ø drx-InactiveTimer：当UE成功解码一个指示初传的UL或DL用户数据的PDCCH后，持续处于激活态的连续PDCCH子帧数。Ø Drx-RetransmissionTimer：从UE期待收到DL重传的子帧（HARQ RTT之后）开始，连续监听的PDCCH子帧数。Ø longDrx-CycleStartOffset：指定了l