5G QoS管理

股海无涯

来源：5G无线网络优化实践

5G核心网采用PDU会话进行UE和UPF之间的数据传输，基于QoS Flow进行业务质量管控，RAN执行核心网QoS Flow和接入网DRB的映射。UE和UPF间PDU会话建立后，也就建立了一条UE和UPF间的数据传输通道。一个PDU会话可以包含多条（最多64条）QoS Flow，但每条QoS Flow的QFI不同（取值范围0~63）。

5GS服务质量控制的最小颗粒度是QoS Flow，每个PDU会话中每条QoS Flow用QFI标识，具有相同QFI的用户平面数据会获得相同的转发处理（如调度策略、排队管理策略、速率修正策略、RLC配置等）。QoS Flow由QoS rules、QoS profile和PDRs共同定义。

-    QoS rules：存储于UE，用于上行数据分类和标记，包括QFI、报文过滤集合、一个precedence值、默认QoS rule。QoS rules可以由网络通过PDU Session Establishment/Modification procedure显式发给UE，或者在UE中预配置，或者UE通过应用Reflective QoS控制获取的QoS 规则。同一个QoS Flow（QFI）可以对应一个或多个QoS规则。

-    QoS profile：存储于基站RAN结点，用于RAN做DRB映射。QoS profile 可以由RAN预配置，或者由 SMF 经 AMF 转发给 RAN。每个QoS profile与一个QFI标识对应，但这个QFI并不在QoS profile中。

-    PDRs：包检测规则，由SMF提供给UPF，UPF根据PDRs规则进行下行数据包分类和标记。

端到端QoS控制如图3- 15所示。

                              

图3- 15     端到端QoS控制示意图

SMF将包检测规则及QoS执行规则（PDRs）发送给UPF，将QoSprofile发送给基站，将QoS规则（QoSrules）发送给UE。

下行数据传输时，UPF根据包检测规则（PDRs）将应用层数据映射到不同的QoSFlow，发送给基站（RAN），基站收到后根据QoSprofile配置的信息将QoSFlow映射到合适的无线承载（DRB），通过空口发送给UE。

上行数据传输时，UE根据网络侧下发的QoS规则（QoSrules），或通过反射式QoS机制自行生成的QoS规则（QoSrules）将应用层数据映射到不同的QoSFlow，SDAP层再根据QoS Flow与DRB的映射关系将收到的QoSFlow映射到合适的无线承载（DRB）由空口发送给基站。

对于支持反向映射QoS功能的UE，并且UE在PDU会话流程中向网络指示支持反向映射QoS，则可以不需要网络侧提供QoS规则。UE根据收到的下行数据包自行生成QoS规则（包括QFI，优先级和上行包过滤器），实现上行用户面数据流到QoS Flow的映射。

UE通过显式和隐式两种方式获取QoS Flow与DRB的映射关系，如图3- 15所示：

-    显示方式是指基站通过RRC信令将QoS Flow与DRB的映射关系发送给UE，详见“1.4.2 用户面 SDAP-Config”。

-    隐式方式是指UE会监听每个DRB中下行数据包标记的QFI值，并根据收到的下行数据包中添加的SDAP头部推导出上行的“QoSFlow到DRB的映射规则”，之后UE将推导出来的映射规则应用于对应的上行QoS Flow中。