Administração de redes LTE
Rev. 4
Rio de Janeiro, 17 Janeiro 2015.
Escrito por:
Leonardo de Carvalho Camilo
1
Versão apena...
1) Evolução das Redes e Arquitetura
• Evolução das Redes
• Arquitetura de Rede
2) Categorias Funcionais dos Indicadores
• ...
Categorias Funcionais dos Indicadores
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1) Procedimentos de Acessibilidade
2) Canais Físicos, de Transporte e Lógicos
3) Parâmetros de Qos
4) Fórmulas
Indicadores...
Indicadores de Acessibilidade - Procedimentos de Acessibilidade
Elementos envolvidos nos Procedimentos de Conexão na Rede ...
Indicadores de Acessibilidade - Procedimentos de Acessibilidade
Comparativo com a Rede UMTS
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Indicadores de Acessibilidade - Procedimentos de Acessibilidade
Principais Procedimentos de Acessibilidade no LTE
ERRC – C...
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Canais Físicos, de Transporte e Lógicos no LTE
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Canais Físicos do Downlink no LTE
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Canais Físicos do Uplink no LTE
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Canais Físicos, de Transporte e Lógicos na rede UM...
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Parâmetros de Qos
O perfil de Qos do EPS bearer inclui os parâmetros QCI...
Indicadores de Acessibilidade – Parâmetros de Qos
• QCI: Qos Class Identifier padrão. Outros valores podem ser definidos p...
Indicadores de Acessibilidade – Parâmetros de Qos
Parâmetros de Qos
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Fórmulas de Acessibilidade – RAB Setup UMTS
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Fórmulas de Acessibilidade – E-RAB Adicional
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Fórmulas de Acessibilidade – E-RAB Adicional
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Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas
Fórmulas de Acessibilidade E–RAB (Inicial + Adicional)
Acessibilidade E-RAB (Inic...
Abreviações
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Abreviações
3GPP 3rd Generation Partnership Project
ARP Allocation and Retention Priority
BLER Block Error Rate
CE Channel...
Abreviações
Non-GBR Non-Guaranteed Bit Rate
NRT Non Real Time
OUT Outgoing
PCRF Policy Control and Charging Rules Function...
Referências
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Abreviações
[1] Alex – LTE FDD L12B
[2] 3GPP TS 36.413
[3] 3GPP TS 23.401
[4] 3GPP TS 32450
[5] 3GPP TS 32.425
[6] 3GPP TS...
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Administração de Redes LTE_Acessibilidade

  1. 1. Administração de redes LTE Rev. 4 Rio de Janeiro, 17 Janeiro 2015. Escrito por: Leonardo de Carvalho Camilo 1 Versão apenas com indicadores de Acessibilidade
  2. 2. 1) Evolução das Redes e Arquitetura • Evolução das Redes • Arquitetura de Rede 2) Categorias Funcionais dos Indicadores • Indicadores de Acessibilidade • Indicadores de Utilização • Indicadores de Integridade • Indicadores de Retenção • Indicadores de Mobilidade • Indicadores de Disponibilidade Sumário 2
  3. 3. Categorias Funcionais dos Indicadores 3
  4. 4. 1) Procedimentos de Acessibilidade 2) Canais Físicos, de Transporte e Lógicos 3) Parâmetros de Qos 4) Fórmulas Indicadores de Acessibilidade 4
  5. 5. Indicadores de Acessibilidade - Procedimentos de Acessibilidade Elementos envolvidos nos Procedimentos de Conexão na Rede LTE 5 Ref.: 3GPP TS 36.300
  6. 6. Indicadores de Acessibilidade - Procedimentos de Acessibilidade Comparativo com a Rede UMTS RL (Radio Link) e RB (Radio Bearer) – Devido a eNB no LTE desempenhar também as funções do RNC, o RL e RB do UMTS passam a corresponder ao Radio Bearer no LTE. RAB – Por se tratar de um procedimento que necessita de registro, seu equivalente no LTE é o EPS Bearer. No LTE ainda temos o E-RAB adicional que pode ou não ser estabelecido no mesmo momento do E-RAB inicial. 6 Ref.: RNO/RNP (Radio Network Optimization e Radio Network Planning) WCDMA – Huawei
  7. 7. Indicadores de Acessibilidade - Procedimentos de Acessibilidade Principais Procedimentos de Acessibilidade no LTE ERRC – Conexão entre o UE e o eNB (Via interface Uu). Tem início na mensagem “RRC Connection Request”. Seu sucesso ocorre com a mensagem “RRC Connection Setup Complete”. No 3G este procedimento se chama RRC e corresponde à conexão entre o UE e o RNC. S1 Signalling Setup – Conexão entre o eNB e o MME (Via interface S1-MME). Tem início na mensagem “INITIAL UE MESSAGE”. Seu sucesso ocorre quando o eNB recebe a primeira “S1 Interface Message” que o MME envia (MMEeNB) após o “INITIAL UE MESSAGE” (eNBMME). No 3G este procedimento se chama “Iu Signalling Setup”, que significa uma conexão entre o RNC e o Core (CS ou PS) via interface Iu. E-RAB – Existem dois procedimentos de E-RAB, Inicial e Adicional. O primeiro corresponde ao procedimento de attach (registro), envolvendo os elementos eNB, MME, PDN-GW, PCRF e HSS e estabelecendo um default EPS Bearer. O default EPS bearer é um Non-GBR bearer e é “always-on”, ou seja, a conexão é liberada (release) apenas quando o UE se desconecta (detach) do PDN. Tem como triggers as mensagens “Initial UE Context Setup Request” (tentativa) e “Initial UE Context Setup Response” (sucesso). O E-RAB Adicional corresponde a uma conexão adicional entre o UE e o SGW, não passa pelo HSS porque o processo de registro já ocorreu durante o E-RAB Inicial. O E-RAB adicional pode ser GBR ou Non-GBR bearer e tem como triggers as mensagens, “ERAB Setup Request” (tentativa) e “ERAB Setup Response” (sucesso). 7
  8. 8. Indicadores de Acessibilidade - Canais Físicos, de Transporte e Lógicos Canais Físicos, de Transporte e Lógicos no LTE A camada física trafega (através dos canais físicos) os canais de transporte fornecidos pela camada MAC. Para a camada RLC a MAC disponibiliza os canais lógicos, que caracterizam o tipo de dados a serem transmitidos. Acima da camada RLC existe a camada PDCP, no LTE utilizada tanto para control plane quanto para user plane, em contraste com o WCDMA onde é utilizada apenas para user plane. O layer 2 fornece os Radio Bearers para a camada superior. 8 Ref.: LTE RAN and EPC System Description - Nokia
  9. 9. Indicadores de Acessibilidade - Canais Físicos, de Transporte e Lógicos Canais Físicos do Downlink no LTE Physical Broadcast Channel (PBCH) - O PBCH transporta as informações do Master Information Block (MIB), que é transmitido em um intervalo de 40ms. O FEC (Forward Error Correction) proteje o MIB de tal maneira que quatro blocos de tamanhos iguais são criados. É possivel decodificar cada bloco individualmente e recuperar todas as informações no MIB. Cada bloco é transmitido nos recursos PBCH em cada frame de rádio, portanto, o MIB é decodificável a cada 10ms. Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH) - Informa ao UE o número de símbolos utilizados para os PDCCHs e é transmitido no primeiro símbolo OFDM de cada subframe. Physical Downlink Control Channel (PDCCH) - Informa ao UE sobre a alocação de recursos e informações de Hybrid-ARQ. Também contém subsídios para o uplink scheduling. Physical downlink shared channel (PDSCH) - Transporta o Downlink Shared Channel (DL-SCH) e o canal de Paging (PCH). Physical Hybrid ARQ Iindicator Channel (PHICH) - O PHICH transporta as informações de HARQ feedback no DL para os UEs. Em outras palavras, é o ACK ou NACK referente à transmissão anterior no UL. Synchronization channels (Primary SCH e Secondary SCH) • P-SCH - Transporta o código primário com valor 0...2. Isso indica o cell-id dentro de um grupo de cell-ids. A sequência transmitida no primary syncronization channel para um dos cell-ids é gerada a partir de uma sequência do domínio de frequência Zadoff-Chu, que resulta em 3 indicadores base, um para cada 3 cell- ids; • S-SCH - Transporta o código secundário com valor de 0...167. Isso indica o grupo de cell-id, um de 168 possíveis. 9
  10. 10. Indicadores de Acessibilidade - Canais Físicos, de Transporte e Lógicos Canais Físicos do Uplink no LTE Physical Uplink Control Channel (PUCCH) - Transporta o ACK/NACK em resposta a transmissão do downlink bem como os CQI reports e requisições de scheduling (SR) para transmissões no uplink. Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) - O PUSCH é um canal físico que cursa o canal de transporte UL- SCH. A transmissão de dados no UL é semelhante ao downlink (DL-SCH), também sendo feita através de um canal compartilhado. Physical Random Access Channel (PRACH) - No WCDMA o RACH é usado principalmente para acesso inicial a rede e transmissão de short messages. No LTE o RACH também é utilizado para acesso inicial a rede, mas o RACH no LTE não pode cursar quaisquer dados do usuário, que são exclusivamente enviados via Physical Uplink Shared Channel (PUSCH). O RACH no LTE é usado para conseguir o time synchronization no UL para o UE, que ainda não conseguiu ou perdeu o sincronismo no uplink. 10
  11. 11. Indicadores de Acessibilidade - Canais Físicos, de Transporte e Lógicos Canais Físicos, de Transporte e Lógicos na rede UMTS No LTE os canais dedicados de downlink e uplink na camada física são o “PDSCH” e o “PUSCH”, em substituição aos canais “DPDCH” e “HS-PDSCH” (DL) e “DPDCH” e “EPDCH” (UL). 11 Ref.: RNO/RNP (Radio Network Optimization e Radio Network Planning) WCDMA – Huawei
  12. 12. Indicadores de Acessibilidade – Parâmetros de Qos Parâmetros de Qos O perfil de Qos do EPS bearer inclui os parâmetros QCI, ARP, GBR e MBR. Os EPS Bearer Non-GBR estão associados aos parâmetros QCI e ARP, enquanto que os EPS Bearer GBR estão associados adicionalmente aos parâmetros GBR e MBR. Os nós da rede usam o QCI como referência, para identificar os parâmetros que controlam a forma na qual os pacotes daquele fluxo de dados serão transmitidos. Como por exemplo, pesos de scheduling e thresholds de gerenciamento de queue. Alguns valores de QCI foram padronizados e estão associados com parâmetros de qualidade de serviço. Os parâmetros de Qos não são obrigatórios. Em vez disso, eles são diretrizes que as operadoras de rede podem usar para trabalhar os parâmetros específicos do nó como indicado na tabela abaixo: 12Ref.: De acordo com o 3GPP TS 23.203
  13. 13. Indicadores de Acessibilidade – Parâmetros de Qos • QCI: Qos Class Identifier padrão. Outros valores podem ser definidos pelo operador da rede; • Bearer: Definição de onde o bearer tem ou não uma taxa de bits garantida; • Priority: Afeta o scheduling nos nós da rede. 1 é a maior prioridade; • Delay: Limite máximo (com 98% de confiabilidade) para o delay que um pacote pode experimentar entre o UE e o P-GW; • Packet Error Loss Rate (PELR): Limite máximo para a proporção de pacotes que são perdidos. No LTE os serviços podem ser definidos por QCI. Em uma analogia ao UMTS, os serviços são definidos em classes (Conversational, Interactive, Background e Streaming). Para analisarmos separadamente os serviços, os indicadores devem ser abertos por QCI. Obviamente aplicável apenas quando temos mais de um QCI definido na rede. Observação: Nas interfaces rádio e S1, cada PDU (ex.: RLC PDU ou GTP-U) está indiretamente associado a um QCI através da identificação da portadora (bearer) transportada no cabeçalho do PDU. O mesmo se aplica as interfaces S5 e S8 quando baseados em GTP. Parâmetros de Qos 13
  14. 14. Indicadores de Acessibilidade – Parâmetros de Qos Parâmetros de Qos O ARP deverá conter informações sobre o nível de prioridade (Priority, que é escalar), o Pre-emption Capability Indicator (PCI, que é um flag “True / False”) e o Pre-emption Vulnerability Indicator (PVI, que é um flag “True / False”). O objetivo principal do ARP é decidir se uma requisição de estabelecimento / modificação de um bearer pode ser aceita ou deve ser rejeitada devido a limitação de recursos. A informação de nível de prioridade no ARP é usado nesta decisão para assegurar que a requisição do bearer com maior prioridade seja o prioritário. O PCI define quando um bearer de menor prioridade deve ser desconectado para permitir que bearers de maior prioridade sejam estabelecidos quando os recursos disponíveis estão escassos, por exemplo quando a utilização de recursos encontra-se acima do limite de admissão. Sem o PCI novos acessos ou bearers seriam rejeitados quando o limite de admissão fosse excedido e nenhuma priorização fosse possível. Um bearer que é "capaz" pode fazer pré-empção de qualquer bearer que é "vulnerável" desde que tenha maior prioridade. 14
  15. 15. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – Acessibilidade ERRC Acessibilidade ERRC Máximo nível de drill na hierarquia de NEs: Célula MO Class Ericsson: EUtranCellFDD Granularidade de medição: hora Unidade: % Este indicador apresenta a taxa de sucesso (%) na conexão RRC, utilizada para acessar serviços (GBR e Non-GBR) na rede. Trigger: Envio da mensagem de “RRC Connection Request” e recebimento da mensagem “RRC Connection Setup Complete”. Fórmula: ACC_ERRC = 100* (pmRrcConnEstabSucc / (pmRrcConnEstabAtt – pmRrcConnEstabAttReatt)) Um ponto importante é a análise das falhas de acessibilidade ERRC devido a licença de número máximo de usuários conectados. Essas falhas podem ser monitoradas através do contador descrito abaixo: pmRrcConnEstabFailLic The total number of failed RRC Connection Establishments due to lack of connected users license. 15
  16. 16. Indicadores de Acessibilidade – Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – Acessibilidade ERRC Fluxo de mensagens do procedimento de setup ERRC no LTE. Os contadores de tentativa incrementam no ponto 1 e os contadores de sucesso incrementam no ponto 3. 16 Ref.: 3900 Series LTE eNodeB Product Documentation – HED (Huawei)
  17. 17. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – Acessibilidade RRC (UMTS) Fluxo de mensagens do procedimento de setup RRC no UMTS. No LTE não temos o RNC, ou seja, no procedimento de RRC setup ocorre entre o UE e o eNB. 17 Ref.: RNO/RNP (Radio Network Optimization e Radio Network Planning) WCDMA – Huawei
  18. 18. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – S1 Signalling Setup S1 Signalling Setup Máximo nível de drill na hierarquia de NEs: Célula MO Class Ericsson: EUtranCellFDD Granularidade de medição: hora Unidade: % Taxa de sucesso de Setup na interface S1. Trigger: O procedimento de sinalização S1 tem como tentativa a mensagem “Initial UE Message” (eNBMME), quando esta mensagem esta associada a um procedimento de Initial E-RAB, o MME irá responder com a mensagem “Initial Context Setup Request”. Nos casos de SMS, o MME irá responder com a mensagem “Downlink NAS Transport”. Fórmula: S1_SUCC = 100* (pmS1SigConnEstabSucc / pmRrcConnEstabSucc) 18
  19. 19. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – S1 Signalling Setup Fluxo de mensagens do procedimento de S1 Signalling Setup 19 Ref.: 3900 Series LTE eNodeB Product Documentation – HED (Huawei)
  20. 20. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – IU PS Signalling Setup Procedimento de sinalização na interface Iu PS (3G). No 3G temos o Core CS e PS, ou seja, temos o Iu-Cs Signalling Setup e o Iu-PS signalling Setup. No LTE onde todas as chamadas são PS, temos apenas o S1 Signalling Setup. 20 Ref.: RNO/RNP (Radio Network Optimization e Radio Network Planning) WCDMA – Huawei
  21. 21. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – E-RAB Inicial Acessibilidade E-RAB Inicial Máximo nível de drill na hierarquia de NEs: Célula MO Class Ericsson: EUtranCellFDD Granularidade de medição: hora Unidade: % Taxa de sucesso no procedimento de attach (registro), envolvendo os elementos PDN GW, PCRF e HSS e estabelecendo um default EPS Bearer. Trigger: Envio da mensagem “Initial UE Context Setup Request” (tentativa) e “Initial UE Context Setup Response” (sucesso). Fórmula: ACC_ERAB_INI = 100* (pmErabEstabSuccInit / pmErabEstabAttInit) 21
  22. 22. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – E-RAB Inicial  Fluxo de mensagens do procedimento E-RAB Inicial (Procedimento de attach - 3GPP TS 23.401) 22 Ref.: 3GPP TS 23.401
  23. 23. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – RAB Setup UMTS Fluxo de mensagens do procedimento RAB Setup no UMTS No LTE o procedimento de E-RAB inicial é o que mais se assemelha ao RAB Setup do 3G, pois em ambos os casos o UE precisa se registrar na rede (CN). 23 Ref.: RNO/RNP (Radio Network Optimization e Radio Network Planning) WCDMA – Huawei
  24. 24. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – Acessibilidade Total Acessibilidade Máximo nível de drill na hierarquia de NEs: Célula MO Class Ericsson: EUtranCellFDD Granularidade de medição: hora Unidade: % Este indicador apresenta a taxa de sucesso (%) no procedimento de setup do default EPS Bearer, considerando os processos de estabelecimento da conexão RRC, sinalização na Interface S1 e estabelecimento do Initial E-RAB. Trigger: RRC: Envio da mensagem de “RRC CONNECTION REQUEST” e recebimento da mensagem “RRC CONNECTION SETUP COMPLETE”; S1: O procedimento de sinalização S1 tem como tentativa a mensagem “Initial UE Message” (eNBMME), quando esta mensagem esta associada a um procedimento de Initial E-RAB, o MME irá responder com a mensagem “Initial Context Setup Request”. Nos casos de SMS, o MME irá responder com a mensagem “Downlink NAS Transport”; EPS Bearer: Envio da mensagem de “Initial UE Context Setup Request” (tentativa) e “Initial UE Context Setup Response” (sucesso). A fórmula de acessibilidade é derivada dos indicadores ACC_ERRC, S1_SUCC e ACC_ERAB_INI. Fórmula: ACESSIBILIDADE = ACC_ERRC * S1_SUCC * ACC_ERAB_INI 24
  25. 25. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – E-RAB Adicional Acessibilidade E-RAB Adicional Máximo nível de drill na hierarquia de NEs: Célula MO Class Ericsson: EUtranCellFDD Granularidade de medição: hora Unidade: % Taxa de sucesso no estabelecimento de um E-RAB adicional. O E-RAB Adicional corresponde a uma conexão adicional entre o UE e o SGW, não passa pelo HSS porque o processo de registro já ocorreu durante o E-RAB Inicial. O E-RAB adicional pode ser GBR ou Non-GBR bearer. Trigger: “ERAB Setup Request” (tentativa) e “ERAB Setup Response” (sucesso). Fórmula: ACC_ERAB_ADD = 100* (pmErabEstabSuccAdded / pmErabEstabAttAdded) 25
  26. 26. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade – E-RAB Adicional Fluxo de mensagens do procedimento E-RAB Adicional 26 Ref.: 3GPP TS 23.401
  27. 27. Indicadores de Acessibilidade - Fórmulas Fórmulas de Acessibilidade E–RAB (Inicial + Adicional) Acessibilidade E-RAB (Inicial + Adional) Máximo nível de drill na hierarquia de NEs: Célula MO Class Ericsson: EUtranCellFDD Granularidade de medição: hora Unidade: % Taxa de sucesso no estabelecimento de uma conexão E-RAB Inicial + Adicional. Trigger: “Initial UE Context Setup Request” (tentativa) e “Initial UE Context Setup Response” (sucesso) ou “ERAB Setup Request” (tentativa) e “ERAB Setup Response” (sucesso). Fórmula: ACC_ERAB = 100* ((pmErabEstabSuccInit + pmErabEstabSuccAdded) / (pmErabEstabAttInit + pmErabEstabAttAdded)) 27
  28. 28. Abreviações 28
  29. 29. Abreviações 3GPP 3rd Generation Partnership Project ARP Allocation and Retention Priority BLER Block Error Rate CE Channel Element CN Core Network CP Cyclic Prefix CPU Central Processing Unit CS Circuit Switch DCH Dedicated Channel DL Downlink E-DCH Enhanced uplink Dedicated CHannel eNB E-UTRAN NodeB EPS Evolved Packet System E-RAB E-UTRAN Radio Access Bearer E-UTRAN Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network FACH Forward Access CHannel FFT Fast Fourrier Transformation GBR Guaranteed Bit Rate GTP-U GPRS Tunneling Protocol - user data tunneling GUTI Globally Unique Temporary UE Identity HHO Hard Handover HO Handover HSDPA High Speed Downlink Packet Access HS-DSCH High Speed Downlink Shared Channel HS-SCCH High Speed Shared Control Channel HSUPA High-Speed Uplink Packet Access IE Information Element INC Incoming KPI Key Performance Indicator LA Location Area LTE Long Term Evolution MAC Media Access Control MME Mobility Management Entity MR Measurement Report 29
  30. 30. Abreviações Non-GBR Non-Guaranteed Bit Rate NRT Non Real Time OUT Outgoing PCRF Policy Control and Charging Rules Function PDCP Packet Data Convergence Protocol PDN Packet Data Network PDU Protocol Data Unit PELR Packet Error Loss Rate PGW Packet Data Network Gateway PS Packet Switch P-TMSI PS Temporary Mobile Subscriber Identity QoS Quality of Service RAB Radio Access Bearer RAT Radio Access Technology RB Radio Berarer RL Radio Link RLC Radio Link Control RNC Radio Network Controller RRC Radio Resourse Control RT Real Time SCCP Signalling Connection Control Part SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access SDU Service Data Unit SGW Serving Gateway TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity TN Transport Network T-PDU Transport Protocol Data Unit UDP User Datagram Protocol UE User Equipment UL Uplink UMTS Universal Mobile Telecommunications System URA UTRAN Registration Area UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network VLAN Virtual Local Area Network 30
  31. 31. Referências 31
  32. 32. Abreviações [1] Alex – LTE FDD L12B [2] 3GPP TS 36.413 [3] 3GPP TS 23.401 [4] 3GPP TS 32450 [5] 3GPP TS 32.425 [6] 3GPP TS 25.413 [7] 3GPP TS 36.413 [8] 3GPP TS 25.214 [9] 3GPP TS 23.272 [10] 3GPP TS 24.301 [11] 3GPP TS 25.331 [12] 3GPP TS 29.060 [13] 3GPP TS 36.331 [14] UMTS Networks Architecture, Mobility and Services – John Wiley & SONS, LTD [15] Nokia LTE RAN and EPC System Description [16] Hed Lite - 3900 Series LTE eNodeB Product Documentation [17] LTE for UMTS OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access - Harri Holma Antti Toskala [18] LTE L12 Radio Network Functionality – Ericsson [19] Oi LTE Workshop – Ericsson [20] UMTS Signalling Flow Diagrams - Core Network Development Technology Group 32
  33. 33. Obrigado!!! 33

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