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3.1.1.10 5G QoS characteristics

5G QoS characteristics实际上就是5QI代表的那一组QoS参数。只是通过5G QoS characteristics这个名词来专门讲解5QI中包含的具体参数。这些特性参数描述了从UE到UPF之间的QoS Flow端到端的数据包转发QoS规则。

5G QoS characteristics具体包含的内容如下图红色概括的部分信息：

5QI包含6个主要QoS参数：

（1）Resource type

 资源类型包含Non-GBR、GBR、Delay-criticalGBR三种，Delay-critical GBR为5G新增，主要用于车联网等对延迟非常敏感的场景。

（2）Priority Level（优先级）

（3）PacketDelay Budget

包括核心网Core Network Packet DelayBudget。

（4）PacketError Rate

（5）Averagingwindow

该参数只是用于GBR和Delay-criticalGBR资源类型的QoS Flow。

（6）MaximumData Burst Volume

只适用于Delay-critical GBR资源类型的QoS Flow。

标准化的或者预配置的5G QoS characteristic使用时通过5QI进行引用，其中的特性参数如果没有被修改的话，不会在任何接口上发送。除非是个别情况某个参数被明确修改了，但是5QI还是使用的标准值才会使用信令传递相关信息。

通过信令发送的5G QoS characteristic参数作为QoS Profile的一部分包含在其中，且需要包含所有上面列举的全部特性参数。

3.1.1.10.1 Resource type

资源类型决定了是否某些网络资源通过NG-RAN的准入控制功能，将其永久分配给了GBR类型的QoS Flow（保证GFBR所需的资源）。

GBR QoS Flow是典型的按需分配，需要动态PCC控制。这些GBR QoS Flow可以是GBR resource type或者Delay-critical GBRresource type，但是PDR和PER，对于这两种类型有不同的定义，并且MDBV参数只适用于Delay-critical GBR resource type。

Non-GBR QoS Flow可以使用静态PCC进行预先授权，只能使用Non-GBRresource type。

3.1.1.10.2 Priority Level

Priority Level表明了在多个QoS Flow中资源调度的优先级，数值越低优先级越高。

Priority Level用于区分同一个UE的不同QoS Flow，也用于区分不同UE的不同QoS Flow。

在网络拥塞的情况下，个别QoS Flow的QoS需求不能得到满足时，Priority Level用于选择哪些QoS Flow可以优先获得资源。在网络没有拥塞的情况下，Priority Level用于在不同QoS Flow间确定资源的分配及优先调度某些QoS FLow。

如果标准5QI或者预配置的5QI中的Priority Level被修改了，会将修改的值发送给AN，用于替换缺标准5QI中原来的缺省值或者AN中预定义的值。

3.1.1.10.3 Packet Delay Budget

Packet Delay Budget (PDB)定义了一个数据包在UE和UPF中N6接口终结点之间的时间延迟的上限。对于某个5QI，在UL和DL中具有相同的PDB。在3GPP网络接入中，PDB用于支持调度配置，及优先级调度权重、HARQ相关的链路层功能。对于Delay-critical resource type的GBR QoS Flow，如果数据突发没有超过MDBV且没有超过GFBR，若一个数据包的延迟超过PDB，则被认为数据包丢失。GBR resource type的GBR QoS Flow，要求98%的数据包不能超过PDB。

5G Access Network PacketDelay Budget (5G-AN PDB)通过从PDB中减去Core Network Packet Delay Budget (CN PDB)的静态值来确定。CN PDB表示UPF的N6终结点和5G-AN之间的PDB。对于标准的5QI，CN PDB根据不同的5QI固定为1ms、2ms、5ms甚至10ms等。对于非标准5QI，CN PDB的值需要在网络中配置为统一的数值。

对于Delay-criticalresource type的GBR QoS Flows，NG-RAN为了能够获得更精确的PDB，可以使用针对每个5QI使用分别使用动态的CN PDB，而且在上下行方向可以配置不同的数值。

在网络中，Delay-criticalGBR 5QI的CN PDB动态值可以通过两种方法进行配置：

（1）在每个NG-RAN节点中进行配置

根据N3接口UPF终结点的不同IP地址或TEID范围来配置，或者在I-UPF存在的场景下，根据PSA UPF到NG-RAN的不同组合来配置；

（2）在SMF中进行配置

在I-UPF存在的场景下，根据PSA UPF到NG-RAN的不同组合来配置。在QoS Flow建立或者修改时，即：在PDUSession Establishment、PDU SessionModification、Xn/N2 handover及Service Request流程中，通过信令下发给NG-RAN动态的CN PDB。

如果NG-RAN本地配置了Delay-critical GBR 5QI的CN PDB动态值，但是在N2接口通过信令又收到了某个QoS FLow同一个5QI的CN PDB动态值，到底哪一个CN PDB优先，需要NG-RAN根据本地配置来决定。[这点需要注意，其它类似情况：如果两种都存在，一般都是信令发送的参数优先级较高，会覆盖旧的值。]

对于GBR QoS Flow，如果以小于或等于GFBR的速率发送数据，通常可以认为不会因为发生拥塞导致的分组丢弃。不过，如果无线链路突然中断情况，仍然可能会导致丢包。

对于Non-GBR QoS Flow，在拥塞情况下可能会有丢包或者延迟。在网络不拥塞时，98%的数据包延迟不能超过5QI的PDB。

对于Non-GBR and GBRresource types的PDB表示“软上限”，即：“延迟”的数据包（如：超过PDB的链路层SDU）不需要丢弃并且不需要添加到PER中。然而，对于Delay-critical GBRresource type，延迟超过PDB的分组会被添加到PER中，并且可以根据本地配置决定丢弃或继续传送。

3.1.1.10.4 Packet Error Rate

Packet Error Rate （数据包错误率，PER）就是由发送方的链路层协议正常处理（例如：3GPP接入类型中，RAN中的RLC层），但没有被分组接收方正常投递到上层的（例如3GPP接入类型中，RAN中的PDCP层）的PDU（比如IP数据包）比例的上限。

从上面的定义可以看出来，PER定义的是在非拥塞情况下数据包丢包率的上限。

PER的目的是对链路层协议进行适当的配置，如：3GPP接入中，RAN的RLC和HARQ。对于每个5QI，UL和DL中的PER值是相同的。对于Delay-critical GBR资源类型的GBR QoS Flow，延迟超过PDB的数据包认为数据包丢失，统计在PER中，除非数据突发在PDB期间超过MDBV或QoS Flow超过GFBR。

3.1.1.10.5 Averaging Window

每个GBR QoS Flow都需要关联Averaging window。Averaging window实际上就是计算GFBR和MFBR的一个时间单位，就是在该时间单位内RAN、UPF或者UE计算出来的QoS Flow的GFBR和MFBR。4G中，没有Averaging window的概念，该参数是5G新增的参数。定义了Averaging window，相当于对QoS的控制更精细化了。

每个GBR和Delay-critical GBR resource type的标准5QI都会关联Averaging window的缺省值（目前该缺省值都是2000ms）。Averaging window可和标准5QI一起通过信令发送给RAN和UPF。因为5QI自带一个缺省Averaging window值，而在信令中又单独发送了一个Averagingwindow值，相当于使用单独发送的Averagingwindow值替代了5QI中规范定义的缺省值。

对于运营商预配置的5QI，Averaging window也可以和预配置的5QI一起发送给RAN。发送的Averaging window值也用来替代预配置的5QI中的缺省值。

3.1.1.10.6 Maximum Data Burst Volume

每个Delay-criticalresource type的GBR QoS Flow都会关联一个Maximum Data Burst Volume (MDBV)。

MDBV表示5G-AN在5G-AN PDB期间能够提供服务的最大数据量。

每个Delay-critical GBRresource type的标准5QI都会关联一个MBDV的缺省值。MBDV也会和标准5QI一起发送给RAN，用来替换5QI中定义的缺省值。

MBDV也会和运营商预配置的5QI一起发送给RAN，用于替换5QI中预配置的缺省值。

3.1.1.10.7 标准5QI

3GPP标准定义的标准5QI是定义了一些经常使用的标准化的5G QoScharacteristics。使用标准5QI可以优化信令传递，传递一个参数就代表了一组5G QoS characteristics参数。动态指定的5QI需要把5G QoS characteristics参数作为QoS Profile的一部分通过信令传递。5QI和5G QoS characteristics参数之间是一一映射的关系。

3.1.1.11 优先级（Precedence Value）

QoSrule和后面要介绍的PDR的优先级值是根据PCF下发的PCC Rule中的优先级设置的，并不是SMF自己随意决定的优先级。他们的优先级基本就是把PCC Rule的优先级值直接拷贝到QoS Rule和PDR中的相应字段中，来确定QoS Rule和PDR执行的优先级顺序。

优先级值的数字越大，表示该QoS Rule或者PDR的优先级越低，也就是最后才进行匹配。

3.1.1.12 Authorised QoS

授权QoS是PCF（某些场景下是SMF）授权给某个业务数据流的最大可允许的QoS。当多个业务数据流映射到一个QoS Flow时，这个QoS Flow的授权QoS就是其中的各个业务数据流QoS的组合，包括5QI和数据速率。

注：

上面这句话是从3GPP中直译过来的，这句话怎么理解呢。业务数据流部分比较容易理解，因为PCF为SMF授权时是以业务数据流SDF为单位进行QoS授权的。当多个业务数据流映射到一个QoS Flow时，这时该QoS Flow对应的QoS信息，实际上是其中承载的SDF的授权QoS的和，比如：一个QoS Flow映射了两个SDF，其中一个SDF的最大比特速率是2Mbps，另一个是3Mbps，那么该QoS Flow的最大比特速率就应该是5Mbps，这样才能满足其中每个SDF的QoS要求。

    QoS专题的基础概念部分，到这就结束了，从下一章节开始进行5G QoS控制原理的详解。