非常好,我们继续深入解读下一篇。

深度解析 3GPP TS 28.552:5.1.1.10 DRB related measurements (数据无线承载测量)

本文技术原理深度参考了3GPP TS 28.552 V18.10.0 (2025-03) Release 18规范中,关于“5.1.1.10 DRB related measurements”的核心章节,旨在为读者提供一个关于5G数据业务“专属通道”生命周期管理的性能测量全景解析。

引言:智慧工厂的“管道”难题

在一家刚刚完成5G专网升级的智慧工厂里,总工程师李工正面临着“幸福的烦恼”。产线上的设备都连上了5G,数据采集和远程控制的潜力巨大,但实际运行中却状况频出。

“王哥,你快帮我看看,”李工拨通了运营商专家老王的电话,“我们产线上的高清质检摄像头‘鹰眼-Pro’,有几台总是启动不了视频流。还有,控制机械臂‘力神一号’的连接偶尔会中断,虽然只有一瞬间,但足以让整条产线紧急停机。这到底是怎么回事?”

老王在网络优化中心调出了工厂专网的数据,对身边的小林说:“上次音乐节,我们学会了做‘人口普查’(RRC连接数)。今天,我们要当一次‘管道工’。RRC连接,只是让设备进入了网络这座‘自来水厂’。而每个设备要用的具体业务——比如‘鹰眼-Pro’的4K视频流,‘力神一号’的uRLLC控制信令——都需要一条专属的‘水管’来输送。这条管子,在5G里就叫DRB (Data Radio Bearer,数据无线承载)。”

他将TS 28.552翻到5.1.1.10节。“这一节,就是我们检查所有‘管道’问题的‘施工与验收规范’。它定义了如何监控一条DRB从‘铺设申请’(建立)、‘通水运行’(激活)、到‘意外爆裂’(异常释放)的全生命周期。通过这些测量,我们就能知道李工的摄像头,到底是‘管道铺设’失败了,还是‘管道’在使用中被异常中断了。”

这篇文章,我们将化身为网络的“高级管道工程师”,以智慧工厂的故障排查为线索,深入剖析DRB相关测量,理解5G如何为千行百业的差异化业务,提供可靠的数据承载通道。

1. “管道”的铺设与验收:DRB建立测量 (5.1.1.10.1 & 5.1.1.10.2)

DRB是QoS策略在无线侧的最终体现。当核心网SMF为一个PDU会话下发了QoS Flow的参数后,gNB的职责就是为这些QoS Flow建立合适的DRB。一个DRB可以承载一个或多个具有相似QoS要求的QoS Flow。这个建立过程,就是“铺设管道”的过程。

1.1 施工订单统计:Number of DRBs attempted to setup (5.1.1.10.1)

当“鹰眼-Pro”摄像头尝试开启4K视频流时,一个建立高带宽DRB的“施工订单”就从核心网派发到了gNB。

a) This measurement provides the number of DRBs attempted to setup to support all requested QoS flows in the PDU sessions to be setup by the INITIAL CONTEXT SETUP REQUESTs, PDU SESSION RESOURCE SETUP REQUESTs and PDU SESSION RESOURCE MODIFY REQUEST message received by the gNB from AMF. This measurement is split into subcounters per mapped 5QI and per S-NSSAI.

c) On receipt of “PDU Session Resource Setup Request List” IE… Each DRB that is needed to setup in the transmitted RRCReconfiguration message increments the relevant subcounter per mapped 5QI by 1, and the relevant subcounter per S-NSSAI by 1.

e) DRB.EstabAtt.5QI, where 5QI identifies mapped 5QI and DRB.EstabAtt.SNSSAI, where SNSSAI identifies the S-NSSAI.

1.1.1 深度解析

  • 目标与触发 (a项 & c项): DRB.EstabAtt (Establishment Attempt) 统计gNB收到了多少次DRB建立的“施工订单”。这些订单来自于核心网AMF的三种消息:INITIAL CONTEXT SETUP REQUESTPDU SESSION RESOURCE SETUP REQUESTPDU SESSION RESOURCE MODIFY REQUEST。核心在于,只要gNB判断需要为此新建一个DRB,并在发给UE的RRCReconfiguration消息中包含了这个新建DRB的配置,那么这个计数器就会加1。

  • 关键过滤维度 (a项 & e项): 测量被细分到mapped 5QIS-NSSAI

    • mapped 5QI: gNB会将一个或多个QoS Flow映射到一个DRB上,并为这个DRB确定一个mapped 5QI作为其QoS等级的代表。这使得我们可以按业务类型(如视频、语音、控制信令)来统计DRB的建立尝试。
    • S-NSSAI: 这使得我们可以按网络切片来统计,对于工厂的“机器视觉切片”和“机器人控制切片”,分别收到了多少DRB建立请求。

1.1.2 场景化举例

“鹰眼-Pro”的4K视频流对应的QoS Flow,其5QI为83(GBR视频)。gNB决定为它新建一个DRB,这个DRB的mapped 5QI就是83。同时,这个业务属于工厂的“机器视觉切片”(假设SNSSAI=100)。 因此,当gNB准备向摄像头下发RRCReconfiguration消息时:

  • DRB.EstabAtt.5QI_83 子计数器加1。
  • DRB.EstabAtt.SNSSAI_100 子计数器加1。

1.2 竣工验收报告:Number of DRBs successfully setup (5.1.1.10.2)

gNB下发了“施工图纸”(RRCReconfiguration),UE(摄像头)收到后会按照图纸配置好DRB,并向gNB回复一个“已完工”的确认消息。

a) This measurement provides the number of DRBs successfully setup…

c) …The counter increases by the number of DRBs that was successfully setup indicated by the RRCReconfigurationComplete message from the UE…

e) DRB.EstabSucc.5QI, where 5QI identifies mapped 5QI and DRB.EstabSucc.SNSSAI, where SNSSAI identifies the S-NSSAI.

1.2.1 深度解析

  • 触发条件 (c项): DRB.EstabSucc (Establishment Success) 的触发点是gNB收到了UE回复的RRCReconfigurationComplete消息。这个消息是UE侧的最终确认,表明DRB已经成功建立,数据通道在无线侧已经就绪。

  • 场景化举呈:DRB建立成功率KPI 摄像头成功配置DRB后,向gNB回复了Complete消息。此时:

    • DRB.EstabSucc.5QI_83 子计数器加1。
    • DRB.EstabSucc.SNSSAI_100 子计数器加1。

    小林立刻意识到:“王哥,和PDU会话一样,我们现在可以计算出DRB建立成功率了!” DRB建立成功率 = (DRB.EstabSucc / DRB.EstabAtt) * 100%

    “没错!而且我们可以计算出‘机器视觉切片’的DRB建立成功率,或者‘GBR视频业务’的DRB建立成功率。”老王说道,“李工反馈有几台摄像头启动不了视频流,我们一查这个切片的DRB建立成功率,发现只有80%。问题很可能就出在‘管道铺设’这个环节!”

2. “管道”的繁忙与闲置:DRB激活与并发数测量

管道铺好了,是时刻都有水流,还是偶尔用一下?网络需要了解DRB的真实使用情况,以进行有效的资源管理。

2.1 管道的“通水时长”:In-session activity time for DRB (5.1.1.10.4)

a) This measurement provides the aggregated active session time for DRBs in a cell.

c) …where “in session” has the following definitions:

  • DRBs with bursty flow is said to be “in session” if there is user data in the PDCP queue… or if any data (UL or DL) has been transferred during the last 100 ms…
  • DRBs with continuous flow… are seen as being “in session” … as long as the UE is in RRC connected state…

e) DRB.SessionTime.5QI, … DRB.SessionTime.SNSSAI…

  • 深度解析: DRB.SessionTime 统计的是DRB处于“激活”状态的总时长。规范对“激活”的定义区分了两种业务:
    • 突发业务 (Bursty flow): 如“力神一号”的控制信令。只要PDCP缓冲区里有数据,或者在过去100ms内有过数据传输,这个DRB就被认为是激活的。
    • 连续业务 (Continuous flow): 如“鹰眼-Pro”的视频流(5QI为1, 2, 65, 66等被定义为连续流)。只要UE还处于RRC连接态,这个DRB就一直被认为是激活的,即使中间有短暂的无数据时段。 这个测量帮助运营商了解不同类型业务的持续占用资源情况,对于优化资源保留策略(如DRB Inactivity Timer)至关重要。

2.2 并发“管道”数:Mean/Peak number of DRBs being allocated (5.1.1.10.9 & 5.1.1.10.10)

a) This measurement provides the mean/peak number of DRBs that have been allocated.

  • 深度解析: DRB.MeanEstabSuccDRB.MaxEstabSucc 通过周期性采样,统计一个小区内并发激活的DRB的平均数和最大数。这直接反映了小区同时承载的业务流数量。 如果说RRC连接数是“在线用户数”,那么并发DRB数就是“在线业务会话数”。一个用户可能同时有多个激活的DRB(例如,一边视频通话一边下载文件)。这个指标是衡量小区多业务并发处理能力和上下文管理资源压力的“仪表盘”。在智慧工厂场景中,MaxEstabSucc的峰值,就对应着产线最繁忙时,所有设备并发通信对基站造成的最大压力。

3. “管道”的破裂与修复:异常释放与恢复测量

DRB的可靠性是业务连续性的生命线。规范定义了一系列测量项,用于捕获DRB的“非正常死亡”事件。

3.1 管道爆裂警报:Number of released active DRBs (5.1.1.10.3)

这是DRB测量中最关键的“故障”指标,通常用于计算DRB掉线率

a) This measurement provides the number of abnormally released DRBs that were active at the time of release.

c) On… transmission by the NG-RAN of a PDU SESSION RESOURCE RELEASE RESPONSE message for the PDU release initiated by the AMF with the exception of corresponding PDU SESSION RESOURCE RELEASE COMMAND message with “Cause” equal to “Normal Release” or “User inactivity”… [此处省略了其他多种异常释放的触发条件]

e) DRB.RelActNbr.5QI, … DRB.RelActNbr.SNSSAI…

  • 深度解析: DRB.RelActNbr (Released Active Number) 的核心思想是,它只统计那些在激活状态下、由于异常原因被释放的DRB。它通过一长串的“排除法”来定义异常:所有正常的、可预期的释放(如用户主动挂机、正常切换成功、长时间无数据)都不被计入。 被计入的,都是“坏消息”,例如:

    • 核心网因未知原因发起的强制释放。
    • 切换失败导致的资源释放。
    • 无线链路丢失导致的释放。
    • 传输路径故障(Path Switch FAILED)导致的释放。
    • NG接口重置(Reset)导致的释放。
  • 场景化举例:诊断“力神一号”的瞬断 李工反馈的机械臂“力神一号”连接瞬断,很可能就对应着一次DRB的异常释放。小林立刻查看了机器人控制切片的DRB掉线计数器:DRB.RelActNbr.SNSSAI_Robotic。 他发现这个计数器在特定时间点有增长。通过关联告警日志,他发现这些掉线事件都伴随着gNB与核心网之间的传输网络(承载网)的瞬时抖动。 “王哥,问题找到了!”小林报告,“不是无线覆盖问题,而是连接CU和DU的承载网不稳定,导致了GTP-U路径故障,触发了DRB的异常释放!这解释了为什么机械臂会瞬断。”

3.2 管道的“休眠唤醒”:Number of DRBs attempted to be resumed/successfully resumed (5.1.1.10.7 & 5.1.1.10.8)

a) This measurement provides the number of DRBs attempted to be resumed. c) On Receipt of the RRCResumeRequest message… corresponding number of DRBs that are identified by gNB as to be resumed for the UE is counted.

  • 深度解析: 当UE从RRC Inactive状态恢复时,它之前“挂起”的DRB也需要被“唤醒”。这两个测量项DRB.ResumeAttDRB.ResumeSucc就分别统计了DRB恢复的尝试次数和成功次数。它们的比值——DRB恢复成功率——是衡量RRC Inactive功能效率的关键指标之一,对于需要频繁、快速唤醒的物联网业务(如工厂里的传感器)尤为重要。

结论:DRB测量——透视业务承载的“显微镜”

通过对智慧工厂“管道”难题的全面排查,小林对DRB测量的重要性有了全新的认识。它不再是孤立的计数器,而是一套完整的、围绕业务通道生命周期的诊断体系。

  1. 建立阶段 (Setup Att/Succ): 回答了“业务通道能否建起来?”的问题,其成功率是服务接入性的核心KPI。
  2. 活动阶段 (SessionTime, Mean/Max Allocated): 回答了“通道有多忙?并发有多少?”的问题,是容量规划和资源管理的关键输入。
  3. 释放阶段 (RelActNbr): 回答了“通道是否稳定?”的问题,其计数是计算业务掉线率(DRB Drop Rate)的核心,是网络可靠性的试金石。
  4. 恢复阶段 (Resume Att/Succ): 回答了“休眠唤醒是否顺畅?”的问题,是评估网络能效和快速响应能力的重要指标。

通过这套“显微镜”,老王和小林成功地向李工解释了问题的根源:部分摄像头启动失败是由于DRB建立阶段的无线资源竞争导致;而机械臂的瞬断,则是由于承载网问题导致的DRB异常释放。问题定位清晰,优化方向明确。这正是5G精细化运维的价值所在。


FAQ 环节

Q1:一个PDU会话和一个DRB是一一对应的关系吗? A1:不一定。它们之间是“多对多”的映射关系,由gNB根据QoS策略动态决定。一个PDU会话可以包含多个QoS Flow(例如,视频会议业务可能包含视频流和音频流两个QoS Flow),gNB可以将这两个QoS Flow映射到同一个DRB上,也可以为它们分别建立两个不同的DRB。反之,一个DRB也可以承载来自不同PDU会话但QoS要求相似的QoS Flow。这种灵活性使得网络可以更高效地利用无线资源。

Q2:DRB.EstabAtt (DRB建立尝试) 和 SM.PDUSessionSetupReq (PDU会话建立请求) 有什么区别? A2:它们处在不同的流程阶段,统计的“对象”也不同。SM.PDUSessionSetupReq统计的是核心网向gNB发起了多少次“为PDU会话分配资源”的请求。收到这个请求后,gNB可能会决定为其中的某些QoS Flow新建DRB,也可能决定将其映射到已有的DRB上。DRB.EstabAtt只统计gNB实际决定要新建的DRB的数量。因此,SM.PDUSessionSetupReq的计数值通常会大于或等于DRB.EstabAtt的计数值。

Q3:DRB.RelActNbr (异常释放的激活DRB数) 这个指标为什么如此重要?它和通常说的“掉话率”有什么关系? A3:它非常重要,因为它是计算数据业务掉线率 (DCR - Drop Call Rate) 的核心分子。对于数据业务而言,“掉线”的本质就是承载数据的DRB被异常中断。DRB.RelActNbr通过排除所有正常释放场景,精准地捕获了所有非预期的连接中断事件。通过公式 DCR = DRB.RelActNbr / (DRB.RelActNbr + 正常释放的激活DRB数)(分母的后半部分需要其他测量项或通过关联分析得到),就可以计算出数据业务的掉线率,这是衡量网络可靠性的顶级KPI之一。

Q4:为什么在DRB建立失败的测量中,没有像PDU会话建立失败那样,按cause码进行细分? A4:这是一个很好的观察。在TS 28.552的这一版本中,DRB.EstabFail确实没有被要求按cause码细分。这可能是因为DRB的建立失败原因,在很大程度上与PDU会话资源分配失败的原因是重合的(如无线资源不足、无线链路失败等),可以通过关联分析SM.PDUSessionSetupFail.Cause来定位。当gNB决定无法为请求的QoS Flow建立DRB时,它最终会在给核心网的响应消息中携带失败原因,这个原因被SM.PDUSessionSetupFail.Cause捕获。因此,从故障诊断的角度,后者的信息已经足够丰富。

Q5:这些DRB测量项,对于保障网络切片的SLA(服务等级协议)有什么具体作用? A5:作用是决定性的。几乎所有的DRB测量项都支持按S-NSSAI进行过滤。这意味着运营商可以为每个切片独立地计算一套完整的DRB生命周期KPI:

  • 切片DRB建立成功率: 衡量切片业务的接入性是否达标。
  • 切片DRB掉线率: 衡量切片的可靠性是否满足SLA。
  • 切片DRB并发数: 衡量切片的资源使用规模,用于容量监控和计费。
  • 切片DRB激活时长: 用于分析切片用户的行为模型。 没有这些分切片的DRB测量,网络切片的SLA保障就无从谈起,变成了无法量化、无法交付的“空中楼阁”。