Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

КОНЦЕПЦИЯ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ В СЕТЯХ LTE

Каримов А.А. 1
1 Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина

Концепция системы качества обслуживания QoS (Quality of Service) для сетей UMTS

(Universal Mobile Telesystem networks) мобильной связи 3-го поколения определена в спецификации TS 23.107 и используется также для сетей LTE 4-го поколения. При разработке и внедрении системы качества обслуживания к атрибутам такой системы предъявляются следующие общие требования.

• Количество и значения атрибутов должны быть таковы, чтобы обеспечить возможность многоуровневой градации пользователей.

Все приложения абонента, совмещающие использование одного PDP-контекста (Packet Data Protocol), имеют одинаковый профиль качества обслуживания. Несколько потоков с одинаковыми характеристиками образуют совокупный профиль качества обслуживания. Для дифференцированной обработки передаваемых пакетов в соответствии с требованиями QoS для одного пользовательского терминала одновременно должны быть активизированы и первичные и вторичные контексты.

• Использование механизма QoS не должно мешать эффективному использованию радио ресурсов, независимому развитию базовой сети и сети радиодоступа.

Провайдеры, в свою очередь, обязаны гарантировать оговоренный уровень сервиса независимо от количества трафика в сети. Для обеспечения требуемого уровня сервиса применяется набор механизмов QoS, который позволяет обеспечить качество с помощью пиритизации данных и гарантируют производительность в рамках соглашения о качестве обслуживания или тарифа. Применяя необходимые механизмы QoS, провайдеры могут обеспечить, например, корректное распознавание и пиритизацию пакетов с голосом и видео.

а) Все атрибуты и их комбинации должны иметь однозначно определённые значения.

Методы управления QoS реализуются на основе последовательных сессий применительно к пакетной передачи данных, в том числе, к мультипотоковой передаче, когда несколько различных потоков имеют один и тот же адрес.

Исходя из перечисленных общих требований к качеству обслуживания, в спецификациях должны быть сформулированы конкретные технические требования, касающиеся набора параметров QoS.

б) Управление качеством обслуживания осуществляется на основе конечного, по возможности, минимального набора параметров QoS, поддерживающих эффективное использование радиоресурсов, а также ассиметричное функционирование сквозных каналов.

в) Методы управления QoS реализуются на основе последовательных сессий применительно к пакетной передачи данных, в том числе, к мультипотоковой передаче, когда несколько различных потоков имеют один и тот же адрес.

д) Пользовательские приложения должны иметь возможность индикации значений QoS при передаче данных в различных сетевых узлах.

г) Система качества обслуживания должна быть динамической, позволяющей изменять параметры QoS в течение активной сессии.

Механизм QoS применяется для потоков данных в PCEF(Policy and Charging Rules Function). Эти потоки данных представлены IP пакетами. PCEF применяет правила PCC (контроль управления и загрузки) для классификации трафика по потокам сервисных данных. Правила могут быть определены заранее или динамически обеспечены в PCEF. Динамические правила PCC получаются из модуля PCRF на основе информации, предоставленной AF(Assured.Forwarding),.согласно необходимой полосе пропускания данных PCEF (согласно необходимому QoS на уровне трафика пользователя) и других особых данных абонента, при их наличии. Тип трафика однозначно характеризуется маркером QCI (QoS Class Identifier) , который определяется в PCRF для каждого из пакетов. При поступлении пакетов трафика, PCEF отправляет запрос в PCRF с целью их классификации. PCEF посылает в PCRF идентификатор пользователя или его IP адрес, а также тип обрабатываемых данных ToS (Type of Service). На основании этих параметров PCRF формирует и высылает обратно в PCEF тот или иной QCI. В зависимости от значения, принятого QCI в PCRF к пакету применяется тот или иной тип обслуживания.

В качестве иллюстрации укажем типичные значения параметров передачи данных, когда обеспечивается медиауслуга (звук + видео) в потоковом классе при использовании AMR (Adaptive Multi Rate) речевого кодека и MPEG-4 видеокодека, что является типичным для сетей мобильной связи 3-го и 4-го поколений. Информация о соответствии значения QCI трафику определенного типа, а так же требования к качеству обслуживания такого трафика находятся в модуле PCRF. Стандарт требований к качеству для LTE сети представлен в таблице 1. PCRF предоставляет эту информацию, когда в PCEF необходимо принять решение о том, как поступить с тем или иным пакетом.

Значения параметров системы качества обслуживания

Скорость передачи данных

4,75-12,2 Кбит/с

Длительность кодированных речевых кадров

20 мс

• Относительный уровень битовых ошибок

10-2…10-4

• Относительный уровень кадровых ошибок 10–3 MPEG-4 видеокодек:

10-3

Скорость передачи данных

24,0-128,0 Кбит/с

Задержка

150-400 мс

Общая между оконечными узлами,

и задержка видеокодека около

200 мс;

Относительный уровень битовых ошибок

Ограниченное использование

Некоторые видимые артефакты

10-3

10-4

10-5

Небольшое ухудшение восприятия (отсутствие видимых ухудшений)

10-6

Доступный голосового трафика сквозная задержка

150 мс

Выводы

Установлено, что одной из основных задач беспроводной сети, функционирующей с использованием технологии LTE, является задача обеспечения требуемого качества обслуживания, В состав QoS входит необходимость выделения пользовательским станциям сети необходимой скорости передачи в нисходящем канала связи. Также установлено, что одним из эффективных способов обеспечения требуемой скорости передачи в технологии LTE являются решение задачи минимального набора параметров, поддерживающих эффективное использование радиоресурсов, а также ассиметричное функционирование в нисходящем канале связи. В связи с этим, проанализированы существующие механизмы распределения блоков планирования между пользовательскими станциями в нисходящем канале связи беспроводной сети, функционирующей с использованием технологии LTE.


Библиографическая ссылка

Каримов А.А. КОНЦЕПЦИЯ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ В СЕТЯХ LTE // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-4. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=14222 (дата обращения: 07.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074