EPS承载架构
端到端的服务可以分为EPS承载和外部承载,EPS承载又包括E-RAB和S5、S8承载,E-RAB分为无线承载和S1口承载。
承载概念
由于EPS的接入网结构更加扁平化,即由UMTS的RNC和NodeB两个节点简化到只有eNode B一个节点,从而在QoS的结构上也有所变化。演进系统的QoS结构相比UMTS进行了简化。同时由于希望更好地实现“永远在线”,在QoS中 也引入了默认承载等新概念。
EPS的QoS在核心网主要为将IPQoS映射到承载的QoS等级指示(QoSClass ldentifier,QCl)上;在接入网主要是将S1接口上传输的QCI对应到eNodeB应执行的QCI特征(QCICharacteristics)上。
EPS承载指为在UE和PDN之间提供某种特性的QoS传输保证,分为默认承载和专用承载。
默认承载:一种满足默认QoS的数据和信令的用户承载。默认承载可简单地理解为一种提供尽力而为IP连接的承载,随着PDN链接的建立而建立,随着PDN的链接的拆除而销毁。为用户提供永久在线的IP传输服务。
专用承载:专用承载是在PDN链接建立的基础上建立的,是为了提供某种特定的QoS传输需求而建立的(默认承载无法满足的)。一般情况下专用承载的QoS比默认承载的QoS要求高。专用承载在UE关联了一个UL业务流模板(TrafficFlowTemplate,TFT),在PDN GW关联了一个DLTFT,TFT中包含业务数据流的过滤器,而这些过滤器只能匹配符合某些准则的分组。
GBR/Non-GBR承载:与保证比特速率(Guaranteed Bit Rate,GBR)承载相关的专用网络资源,在承载建立或修改过程中通过例如eNode B的接纳控制等功能永久分配给某个承载。这个承载在比特速率上要求能够保证不变。否则,不能保证一个承载的速率不变,则是一个 Non-GBR承载。
对同一用户同一链接而言,专用承载可以是GBR承载,也可以是Non-GBR承载。而默认承载只能是Non-GBR承载。专用承载和默认承载共享一条PDN链接(UE地址和PDN地址),也就是说,专用承载承载一定是在默认承载建立的基础上建立的,二者必须绑定。
一个EPS承载是UE和PDN GW间的一或多个业务数据流(Service Data Flow,SDF)的逻辑聚合。在EPC/E-UTRAN中,承载级别的QoS控制是以EPS承载为单位进行的。即映射到同一个EPS承载的业务数据流,将受到同样的分组转发处理(如调度策略、排队管理策略、速率调整策略、RLC配置等)。如果想对两个SDF提供不同的承载级QoS,则这两个SDF需要分别建立不同的EPS承载。
在一个PDN链接中,只有一个默认承载,但可以有多个专用承载。一般来说,一个用户最多建立11个承载。每当UE请求一个新的业务时, S-GW/PDN GW将从PCRF收到PCC规则,其中包括业务所要求的QoS。如果默认承载不能提供所要求的QoS时,则需要另外的承载服务,即建立专用承载以提供服务。
MME/S-GW从PCEF收到需要传输的端到端业务的详细内容,并可将具有同样业务级别 (TrafficClass)的端到端业务组合到一起,对这些业务级别产生一个聚合的QoS描述(至少包括比特速率)。每个SAE,承载业务都会给eNodeB传送一个相应的QoS描述。当一个端到端业务正在启动、终止或修改时,MME/UPE接收到相关的信息,则更新聚合的QoS描述并将它转发给eNodeB。
LTE和MME/S-GW一样,都执行端到端业务IP流到SAE承载服务的映射。
为了能够区分属于不同SAE承载服务的分组,eNodeB和MME/S-GW需知道对一个SAE承载的聚合QoS描述。eNodeB使用这个聚合QoS描述对下行进行调度、对上行进行管辖; MME/S-GW用这个聚合QoS描述对上行和下行进行管辖。
在下行方向,eNodeB根据SAE承载业务的聚合QoS描述处理IP分组。在上行方向, eNodeB依据承载业务的聚合QoS描述管辖每个IP分组。
连接概念
UE-associated logical S1-connection:UE相关S1逻辑连接,对于某个UE-associated logical S1-connection在MME侧用MME UE S1AP ID 标识,在 eNB侧用eNB UE S1AP ID 标识,此连接可能在S1 UE context 建立之前存在。
NAS signalling connection:NAS信令连接,是UE与MME之间端到端的连接,NAS信令连接包括“LTE-Uu”空口的RRC连接和S1口的S1 AP连接。