5G 用户面介绍

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!

相比LTE，5G在用户面最大的不同就是无线侧引入了SDAP（Service Data Adaptation Protocol）层，核心网侧面变化最大的就是QoS。

上图是无线侧协议栈处理情况，从下行数据来看，外网下来的IP数据包，先进入SDAP层，也就是一个无线承载（RB）建立的过程，然后在层2和层1打上自己的包头。

5G引入SDAP的关键原因就是为了执行QoS Flow和DRB之间的映射。

• 一个或多个QoS Flow可映射到同一个DRB，由gNB决定。
• 一个QoS Flow只能映射到一个DRB。

核心网在用户面使用的是PDU Session，而QoS Flow是PDU Session中的最小管理颗粒度。

QoS这个概念其实在4G的时候就在使用，比如VoLTE的语音使用的QCI=1就是QoS等级指示，管理流程如下图：

还是从下行开始看，上图右上角下行有3个数据流从外网进入3GPP网内，核心网根据TFT进行过滤（数据元有一个5元组，源IP、目标IP、端口等信息），3个数据流通过过滤后变成了2个EPS Bearer，2个EPS承载再通过映射，变成2个无线层的Radio Bearer进入UE。所以，4G QoS承载的特点是：

1. 控制的基本粒度是EPS承载；

2. 需要建立多个专用承载为UE提供具有不同的QoS保障服务。

但4G的QoS也有自己的缺点

1. LTE QoS机制只试用于运营商内部应用，如VoLTE语音。

2. 基于承载的QoS管理机制，颗粒度还是太粗，无法实现业务流粒度的QoS机制；

3. 承载建立信令开销大、调度慢，无法跟踪TCP Session变化。

下面再看一下5G的QoS管理机制。

下行5个数据流到核心网，通过NAS过滤器形成3流数据，每一流一个Flow ID，QoS Flow再通过AS过滤器映射到2个DRB.核心网直接取消了承载概念，管理更细致，引入两级QoS映射机制，gNB决定QoS Flow到DRB的映射，无线侧更自由了。

5G基于QoS的流程如上图，SMF到UPF使用的是SDF模板，用于IP Flow到QoS Flow的映射，SMF到gNB使用的是QoS profiles，用于QFI到QoS参数（涉及的参数可以看其他QoS介绍）的转换。SMF到UE使用的是QoS rules（QFI、过滤器、precedence value），也是IP流到QoS流的映射。

也就是说下行使用SDF模板将IP流映射到QoS流，上行根据QoS rule将IP流映射为QoS Flow。