图解QoS在EDGE无线接入网中的实现(1)

图解QoS在EDGE无线接入网中的实现(1)

1. 序言

在3G网络到来之前，GSM的无线数据业务将越来越多的被应用，EDGE无线分组业务将受到更多的要求和关注。考虑到3G的入网延迟和移动数据业务的大量需求，预计能带来高速数据传输的EDGE将在不久的将来在现网被大规模地推广和应用，终端用户也将能体验到更多的新业务类型，而QoS是这些高速数据业务的保证，它势必将作为一个重要的特性出现在EDGE网络中并让终端用户确实感觉到它的实用价值。目前，很多设备制造商在最新产品中已经引进了QoS的支持，特别是上海贝尔阿尔卡特支持QoS的EDGE产品已经领先一步在欧洲市场商用，并取得较好的商用效果。

本文主要集中在BSS中的无线资源分配的QoS解决方案上并重点讨论了Streaming类型业务的QoS实现。

2.QoS在EDGE业务中的定义

QoS(Quality of Service)即业务质量，是指对于一定的业务要求得到一定的服务质量。只有MS，SGSN，BSS都支持QoS特性，要求的业务质量才能在终端应用中最终体现出来。

2.1 QoS协商[2-3]

实现R99及以后的版本的设备才支持QoS，在R99中，引入了在SGSN、GGSN和MS，SGSN和BSS之间的QoS协商(如图1所示)，并通过在核心网的传输控制和BSS的无线资源分配最终实现了QoS。

图1.QoS协商

QoS协商过程是在PDP激活的过程中完成的，以MS发起的PDP上下文建立为例，QoS的协商过程如图2所示：

图2. 手机发起的PDP上下文激活过程

1) MS发送PDP context activation request给网络端，其中携带着请求的QoS参数。SGSN根据MS要求的QoS特性，存在HLR中的用户QoS参数以及网络QoS限制最终决定MS的QoS特性并进行CAC(呼叫接入控制)和资源分配。

2) SGSN 请求GGSN创建PDP context。

3) GGSN执行内部CAC并把相应的QoS发给SGSN。

4) SGSN 通过PFC过程与BSS协商请求的QoS。BSS进行CAC过程。

5) BSS将可以支持的QoS发给SGSN，如果它与原来请求的QoS不同，SGSN决定是否最终创建其上下文并和GGSN进行更新。

6) SGSN通知MS PDP上下文的创建完成包括最终网络端能提供的QoS。

2.2 业务类型及其QoS参数[1-4]

规范中主要定义了四种QoS业务类型[2]：

conversational class：实时会话。R99不支持。例如VoIP是当前非常热门的话题。

streaming class：流业务。例如Video。

interactive class：交互式业务。例如传统的Internet应用，web浏览。

background class：背景业务。例如e-mail 下载，SMS，或者ftp下载。

其他的都可作为Best effort flow业务处理。

PFC(Packet Flow Context)是BSS和SGSN之间协商的主要内容，它是在BSS内部描述QoS特性的上下文。SGSN向BSS提供所有的PFC参数，包括ABQP(Aggregate BSS QoS Profile)和PFI(Packet Flow Identifier：标识PFC)，SGSN和BSS都存储了这些QoS信息。业务所要求的服务质量是以ABQP定义的，它出现在所有QoS协商的消息中，它主要包括如下参数：

Traffic class：前面提到的四种

Guaranteed bitrate：要求得到保证的比特速率。

Delivery order：是否要求顺序发送SDU。

Reliability class：确认模式还是非确认模式。

Traffic Handling priority：对于交互式业务，指对不同媒体的SDU处理的优先权。

Precedence class：同一类业务中不同的优先等级，分高、中、低。

在MS发起的PDP激活过程中，MS在Activate PDP context request中携带了ABQP来请求相关的QoS的业务。网络端协商之后，在Activate PDP context accept中将相关的QoS参数通知给MS，其中包括PFI。MS收到之后再发起建立TBF(Temporary Block Flow)的过程，并且在PRR(Packet Resource Request)中指示PFI。BSS收到PRR之后，根据相应PFI在本地的PFC中找到对应的QoS参数，并据此分配无线资源以满足QoS要求。如果BSS允许MS接入，将分配的资源通知MS，MS则切换到新资源上工作，BSS通过控制上下行的调度满足QoS。