Capitulo 11- Servicios QOS y KPIs en LTE - Copy
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QoS y KPIS en LTE
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Servicios como VoIP, video IP, navegación en internet, audio streaming, tiene
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necesidades distintas en cuanto a calidad de servicios se refiere. Por esta razón lasredes de paquetes modernas deben implementar niveles de QoS diferenciadospara los diferentes servicio que ofrecen.
En LTE los flujos de QoS se denominan EPS Baerer y se establecen entre el UE yel PDN-G.
Paquetes de diferentes conexiones que tengan los mismos parámetros de QoSpueden usar el mismo identificador.
Para describir en forma más detallada el proceso de QoS en LTE es necesariodesarrollar una serie de conceptos, lo cual se hará en las próximas láminas.
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Un Bearer puede entenderse como una conexión lógica entre los diferentes
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elementos de la red LTE y tiene asociadas ciertas características como la QoSentre otras, así como un identificador que lo hace único.
Existen varios tipos de Bearer en función de su ámbito de aplicación dentro de losdiferentes segmentos de la red LTE. El EPS está formada por los siguientesbearers:
RadioRadio BearerBearer
SS11 BearerBearer
SS55 BearerBearer
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Un Bearer es el nivel de granularidad en cuanto a QoS. Todos los flujos de
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paquetes asociados a un bearer reciben el mismo tratamiento en cuanto a sutransmisión (e.g., políticas de scheduling, de manejo de colas, etc.). Si se quierendiferencias en cuanto al tratamiento de paquetes, entonces se deben definirdiferentes bearer.
Un UE puede tener asignados varios bearer para manejar diversa QoS para losdiferentes servicios que pudiera estar ejecutando, o para tener acceso a variasredes de datos. Por ejemplo, un usuario podría estar ejecutando una llamada deVoIP y al mismo tiempo estar navegando en Internet o estar bajando un archivousando FTP. En este se usa un Bearer con una QoS acorde a las característicasde VoIP y y un Bearer Best Effort para internet o FTP.
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Bearer Type -Indica si el bearer es GBR (Guaranteed Bit Rate) o non-GBR bearers.
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De estat forma se indica si los recursos asignados deben reservarse durante todo eltiempo que el bearer esté activado o no.
Packet Delay Budget (PDB) - Este parámetro describe el tiempo máximo quedebe tardar un paquete en ir desde las capas RLC y MAC en la red, hasta el equipoterminal. Este parámetro es usado para manejar las colas y realizar el MAC HARQ,puede ser usado por el sistema que gestiona las colas para descartar paquetes quehan consumido el tiempo máximo. Este parámetro no aplica para Bearer Non-GBR.
Packet Loss Rate (PLR) - Indica la relación máxima de paquetes que no se hanentregado satisfactoriamente a su contraparte en una relación peer-to-peer. Esteparámetro se usa para configurar el sistema RLC y el MAC HARQ.
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Al paquete IP generado justamente en la capa IP, se le agrega un encabezado que
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contiene la información sobre el bearer, se dice que el paquete IP está en un túnel.El encabezado es propio de LTE y contiene la información relativa al manejo delpaquete y a la calidad de servicio.
En este caso existen dos bearers, un default (que siempre existe) y otro dedicado.También se muestran los parámetros de calidad de servicios asociados a cadabearer. Ambos bearer son soportados por la misma IP Address. Cada UE registradoen la red tiene un Default Bearer.
La diferenciación entre paquetes se realiza gracias a la información insertada en elencabezado, especificamente en el campo DiffServ CodePoint (DSCP) y basada enel RFC 2475: "An Architecture for Differentiated Services (DiffServ)". Ladiferenciación pude hacerse a través de parámetros que sean importantes para laobtención de recursos de la red, entre otros podemos mencionar: throughput, delay,jitter y /o pérdida del paquete.
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Estos parámetros identifican a cada QCI y por lo tanto están asociados a los
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diferentes servicios que se brindan a los usuarios. Los operadores pueden definirotros QCI y así diversificar la oferta de QoS ofrecida a los usuarios.
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Esto servicios no son propios sólo de LTE, también pueden ser prestados por otras
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redes. Sin embargo, todos ellos necesitan de ISM para ser ofrecidos a losusuarios.
Con el fin de armonizar las aplicaciones que se desarrollan para redes móviles secreo OMA. OMA (Open Mobile Alliance ) es un organismo creado en el año 2002,cuya finalidad es crear un marco de referencia con relación a interoperabilidad paralas diversas aplicaciones móviles en unión con las demandas del mercado. OMA seencarga de desarrollar especificaciones técnicas para aplicaciones y servicios.OMA incluye a gran cantidad de instituciones que desarrollan estándares,proveedores de equipos y prestadores de servicios.
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Los servicios que no son en tiempo real pueden tolerar retardos dentro de ciertos
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límites; por otro lado los servicios en tiempo real, como la voz, exigen que la redtenga muy bajo retardo.
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Existen dudas entre los operados en la forma como se desplegará el servicio de
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voz y de SMS en LTE.
Circuit-switch (CS) fallback, es realmente un retroceso, LTE quizás representa unade las redes de paquetes con mayor bit rate que se ha desarrollado, peronecesitaría de redes con un core basado en conmutación de circuitos para poderprestar servicios de voz. Muchos opinan que Circuit-switch (CS) fallback no seria lasolución optima pero funciona. Esto obligaría a que un operador que no tenga coreGSM o UMTS sólo podrá usar LTE como una red de datos sin servicios de voz conQoS. La situación no es fácil.
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Para ofrecer servicios a los usuarios debe desarrollarse IMS. El problema actual de
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la voz en LTE está justamente en que no se han desarrollado, en IMS, todo lorelativo a las interfaces para el servicio de voz, y además los operadores debeninvertir en una red IMS. IMS debe tener los Gateway para comunicarse con lasredes públicas basadas en conmutación de servicios, como la PSTN o la PLMN.
La gran pregunta al no estar listo IMS es ¿Cómo hacer con la voz en LTE?
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CS Fallback en LTE permite que EPS brinde servicios de voz y de SMS, para lo
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cual LTE reusa la infraestructura de conmutación de circuitos cuando el UE estáconectado a E-UTRAN. El UE puede usar GERAN o UTRA para conectarse aldominio de CS; esto sólo es posible si el UE tiene cobertura con una red GERAN oUTRA. Por supuesto el UE debe ser diseñado para soportar GERAN y UTRAN.
Para ofrece CS fallback es necesario incorporar una nueva interface SGs entre elMME y el MSC.
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El objetivo de la GAN es permitir que un MS, GSM o UMTS se puede conectar de
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manera transparente al dominio de circuitos o al dominio de paquetes. El móvilpuede soportar el modo A/Gb, el modo Iu o ambos.
Por su parte el objetivo de VoLGA es permitir que un UE en E-UTRAN use serviciode conmutación de circuitos para voz y SMS, principalmente.
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VENTAJAS DE VoLGA
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1 El UE no necesita hablar ni GSM ni UTRAN
2 No es necesario tener cobertura ni de GSM ni de UMTS
3 El usuario es transparente a la red de conmutación de circuitos
Cuando el UE se enciende y detecta una red LTE se registra en el MME usandopara ello la red de acceso LTE, después el UE establece una comunicación con elVANC.
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VoLTE está basado en IMS. Dado que IMS es una red de paquetes IP, VoLTE es
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una red de VoIP con características muy particulares. El objetivo final es que lasolución sea adoptada internacionalmente a fin de garantizar el roaming,
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Un Radio Bearer es el conjunto de recursos de radio usados para intercambiar
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datos (Data Radio bearer) y séñalización (Signaling Radio bearer) en la interfacede aire.
Un Radio Access Bear (RAB) es un DRB más un bearer S1-U, este último seestbalce entre el eNodeB y el S-GW. Así vemos que un RAB es un flujo de datos delas aplicaciones entre el UE y el S-GW.
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Los KPIs definidos por el 3GPP, por supuesto cumplen con estas características
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básicas.
Por su parte los operadores pueden definir sus propios KPIs, la idea es que aldefinir nuevos KPIs consideren los parámetros arriba mencionados como una guíabásica.
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Los KPIs se obtienen a partir de ciertas relaciones matemáticas entre mediciones
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realizadas en la red. De acuerdo a las definiciones del 3GPP para las cincocategorías de KPI, éstos están basados en la mediciones mostradas en la tabla.
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El establecimiento de conexiones RRC es iniciado por diferentes causas denominadas“establishmentCause” entre las cuales tenemos emergencia, acceso de alta prioridad, acceso del
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“establishmentCause” entre las cuales tenemos emergencia, acceso de alta prioridad, acceso delmóvil, señalización del móvil y datos del móvil. El UE determina la causa en función de lainformación que recibe de las capas superiores.
Los KPIs A1 y A2 se calculan por medio de cocientes y se expresan en porcentaje.
Cuando se requiere un servicio con un QoS diferente a los previamente establecidos se solicita elestablecimiento de un nuevo E-RAB, es decir de un E-RAB adicional en cuyo caso aplica el KPI A2.
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Estas variantes de los KPIs están contempladas en los estándares del 3GPP, e
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incluso los operadores pueden definir otras variantes.
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El 3GPP define en realidad dos KPIs de retenebilidad R1 y R2, R1 no es fácil de
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medir. Por eso a veces se usa R2.
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La Fig. muestra en forma precisa un caso del DL donde sólo se consideran sólo los
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intervalos en los cuales hay datos en el buffer de salida. El inicio se toma cuando secomienza la transmisión y termina con el último bloque de datos transmitidos enforma exitosa y en ese momento el buffer de salida estará vacio.
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El delay se calcula como el tiempo transcurrido desde que los datos llegan al buffer
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del eNodeB hast que sale el primer dato en la interface Uu. De esta forma el delayno depende del tamaño del paquete.
Dado que los servicios pueden ser asociados a diferentes clases de E-RABs, lalatencia debe medirse para grupo de QoS definidos por el operador de la red.
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En el proceso de handover, la fase de preparación es aquella definida desde el
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instante de tiempo que el eNodeB actual intenta preparar los recursos para un UEen una celda vecina.
La fase de ejecución se define como el momento en el cual el UE actual recibe unanotificación de que el UE se ha conectado satisfactoriamente en la celda target.
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