垂直行业5G QoS解决方案研究*

陈 林，刘重军，杨 波

（京信网络系统股份有限公司，广东 广州 510663）

0 引 言

高可靠与低时延通信（Ultra-Reliable Low Latency Communication，URLLC）是第三代合作伙伴计划（Third Generation Partnership Project，3GPP）标准定义的三大应用场景之一[1]。3GPP协议经过R15和R16版本的讨论，目前已具备部署及应用的条件。URLLC主要应用于垂直行业的增强现实（Augmented Reality，AR）和虚拟现实（Virtual Reality，VR）、工厂自动化、传输工业、远程驾驶和电力分配等行业[2]。由于应用场景的不同，垂直行业的业务特性千差万别，有的业务需要满足高可靠性（99.999 9%），有的业务需要满足低时延（1 ms空口延迟），使用标准5G服务质量标识符（5G QoS Identifier，5QI）（5QI取值1～86）的解决方案已不能满足垂直行业准确识别业务的需求[2]。本文通过分析3GPP标准的进展，提供一种满足垂直行业需求特性的QoS端到端解决方案。

1 QoS扩展5QI方案设计

1.1 垂直行业标准5QI进展

3GPP标准针对垂直行业的典型应用：工厂自动化-移动机器人、工厂自动化-运动控制、智能交通、电力配电和车用无线通信技术（Vehicleto-Everything，V2X）等场景[3]，新增标准5QI值82～86[4]。这些业务的资源类型统一定义为时延敏感（Delay Critical）保证比特率（G uaranteed Bit Rate，GBR）。标准5QI定义了缺省优先级等级、包延迟预算、包误码率、缺省最大数据大小和缺省平均时间窗大小等指标。目前标准TS 23.501中仅支持5种标准5QI时延敏感GBR业务，而工业应用场景具有大量的业务特性，如帧大小、包延迟、优先级等，但标准5QIs（5QI取值1～6）不能满足全部需求[5-7]。基于以上的原因，需要引入扩展5QIs来适应不同的时间敏感网络（Time-Sensitive Networking，TSN）业务特性。

1.2 扩展5QI方案设计

1.2.1 智能矿井场景

智能矿井场景主要包括以下业务[8]：摄像头业务、采煤机惯导业务、掘进机控制业务和机器人巡检业务等。……