Приоритизация в сетях LTE

В данном посте хочу вкратце рассказать про технологию eMPS (enhanced Multimedia Priority Service), которая используется в LTE сетях для приоритизации пакетного трафика для определенной категории пользователей.

Я постараюсь описать более понятным языком, но для полного понимания вопроса надо разбираться хотя бы в основах LTE, в частности Evolved Packet Core.

Общее описание

Каждому абоненту LTE в случайном порядке присваивается так называемый Класс Доступа (Access Class). Всего классов 15. Классы с 0 по 9 случайный образом выдаются обычным абонентам, классы с 10 по 15 — только определенным категориям пользователей, которые называются Service User. Например, класс 12 выдается службам безопасности, класс 14 выдается службам экстренной помощи. Эти классы выдаются только с разрешения властей и только авторизованным людям, т.е людям, которые в независимости от текущей нагрузки в сети, могли сделать звонок или передать какие-то данные.

Как же сеть взаимодействует с такими пользователями?

Для начала рассмотрим процедуру подключения таких абонентов к сети. В данном посте я остановлюсь только на моментах связанных с технологией eMPS. Полная процедура подключения к LTE сети описана в спецификации 3GPP TS 23.401

1. Мобильная станция по радио-интерфейсу отправляет запрос на подключение (в котором содержится Access Class)
2. Базовая станция (eNodeB) видит, что Access Class, указанный абонентом, принадлежит к группе приоритетных (от 10 до 15)
3. Базовая станция отправляет запрос на подключение в MME, указывая в специальном поле (RRC Establishment Cause), что данный абонент имеет особый приоритет
4. MME получает запрос и загружает информацию из базы данных абонентов (HSS). Подписка такого абонента должна содержать соответствующее поле, которое разрешает ему пользоваться сервисом eMPS
5. MME проверяет наличие этого поле, и, в случае его обнаружения, выделяет абоненту соответствующий уровень обслуживания (QoS) — пару ARP (Allocation Retention Priority)/ QCI(QoS Class Identifier) и соответствующие Maximum Bitrate
6. Далее MME отправляет запрос с этими данными SGW (Serving GW). Дальше идет стандартная процедура подключения, как и для обычных абонентов

Теперь абонент подключен к сети, и можеть делать звонки и передавать данные с соответствующим уровнем обслуживания. Сеть должна обрабатывать такие звонки или запросы в независимости от ее текущей нагрузки. Если сеть перегружена и у нее не хватает ресурсов для обработки запросов или звонков такого пользователя, то она может удалить текущие менее приоритетные сессии для освобождения ресурсов. Определяющим тут является параметр ARP (Allocation Retention Priority).

Типы eMPS

eMPS подключения бывают двух видов:

• Обычные eMPS сессии
• «On Demand» eMPS сессии

Описание обычной eMPS сессии я привел выше. Теперь, что касается On-Demand eMPS сессий. В отличие от обычных eMPS сессий, эти сессии могут создаваться и для обычных пользователей (с Access Class из диапазона от 0 до 9). Хотя, если честно, в спецификации нет четкого описания, как этот механизм работает и должна ли сеть проверять, подписан ли этот абонент на сервис eMPS или нет. Создание такой сессии инициируется элементом PCRF, который, получив от сторонних элементов информацию, принимает решение изменить параметры QoS текущей сессии. Он шлет сообщение с новыми значениями ARP/QCI элементу PDN GW через Gx интерфейс. PDN GW, получив это сообщение, инициирует процедуру обновления, в результате которой все элементы получают информацию о новых значениях ARP/QCI. Далее сеть работает с абонентом, используя новые значения ARP и QCI

Спасибо за внимание

Ссылки

• 3GPP 23.401 (Release 10)
• 3GPP 29.212 (Release 10)
• 3GPP 22.153 (Release 10)