5G-GUTI详解

Posted 2022-08-12 柒号华仔

1. 5G-GUTI定义

        5G-GUTI（5G Globally Unique Temporary Identifier）是5G系统中全局唯一的临时UE标识，目的是提供在5G系统（5GS）中不泄露UE或用户永久身份的UE明确标识，提升安全性。它被用于接入、AMF和网络识别中，可以使用它在5GS中网络和UE之间的信令期间建立UE的身份。5G-GUTI由AMF进行分配，并且AMF可以在指定条件下随时为UE重新分配5G-GUTI。当UE处于CM-IDLE 时，AMF可能会延迟到发生下一次NAS事务时分配新的5G-GUTI。

2. 5G-GUTI组成

        5G-GUTI主要由两部分组成：1）第一部分标识是由哪个AMF分配的5G-GUTI，2）第二部分表示UE在AMF内唯一的id。

        全局唯一AMF标识符（GUAMI）由MCC，MNC和AMF 标识符（AMFI）构成。AMFI由AMF Region ID，AMF Set ID和AMF Pointer构成。 AMF Region ID标识区域，AMF Set ID唯一标识AMF区域内的AMF集，AMF Pointer标识AMF集中的一个或多个AMF。

        AMF通过5G-TMSI来识别终端，TMSI在AMF内唯一。

        AMF Region ID可以使运营商在不同的区域内重复使用相同的AMF集合ID和AMF指针。运营商需要确保 AMF Set ID 和AMF Pointer的组合在一个AMF Region内是唯一的，并且如果使用重叠的AMF Region，则在重叠的AMF Region内也是唯一的。

        对于寻呼功能，AMF使用5G-S-TMSI来寻呼移动设备。5G-S-TMSI由AMF Set ID，AMF Pointer和5G-TMSI 构成。 5G-S-TMSI是GUTI的缩短形式，用于实现更有效的无线信令过程 （例如寻呼和服务请求）。

        5G-GUTI 的格式和大小如下：

 5G-GUTI格式

<5G-GUTI> = <GUAMI><5G-TMSI>

其中，<GUAMI> = <MCC><MNC><AMF Identifier>

<AMF Identifier> = <AMF Region ID><AMF Set ID><AMF Pointer>

MCC 和 MNC均为12bit

5G-TMSI：长32bit，AMF内唯一

AMF Region ID：长8bit

AMF Set ID：长10bit

AMF Pointer：长6bit

3. 编码定义

typedef struct 
  uint8_t  mccdigit2:4;
  uint8_t  mccdigit1:4;
  uint8_t  mncdigit3:4;
  uint8_t  mccdigit3:4;
  uint8_t  mncdigit2:4;
  uint8_t  mncdigit1:4;
  uint8_t  amfregionid;
  uint16_t amfsetid:10;
  uint16_t amfpointer:6;
  uint32_t

4. 5G-GUTI与GUTI的映射

GUTI是LTE中使用的全局唯一临时UE标识，目的和5G-GUTI一致。

GUTI 的格式和大小如下：

<GUTI> = <GUMMEI> <M-TMSI>，

其中<GUMMEI> = <MCC> <MNC> <MME Identifier>

<MME Identifier> = <MME Group ID> <MME Code>

MCC 和 MNC 长度均为12位。

M-TMSI 的长度为 32 位。

MME Group ID 长度为 16 位。

MME Code长度为 8 位。

 5G-GUTI与GUTI映射关系

4.1 5G-GUTI 映射到 GUTI

当 UE 从 5GS 移动到 E-UTRAN 时，UE 需要将 5G-GUTI 映射到 GUTI。

5G-GUTI 到 GUTI 的映射应按如下方式进行：

• 5GS <MCC>映射到 E-UTRAN <MCC>
• 5GS <MNC>映射到 E-UTRAN <MNC>
• 5GS <AMF RegionID>和 5GS <AMF SetID>映射到 E-UTRAN <MME GroupID>和 E-UTRAN <MME Code>的一部分，如下:

        - 从第7位开始到第0位的5GS <AMF Region ID>的8bit，映射到从第15位直到第8位的E-UTRAN < MME Group ID>；

        - 从第9位开始向下到第2位的5GS <AMF Set ID>的 8 bit，映射到从第7位直到第0位的E-UTRAN< MME Group ID>；

        - 从第1位开始向下到第0位的5GS <AMF Set ID>的 2 bit，映射到从第7位到第6位的E-UTRAN <MME Code>;

• 5GS <AMF Pointer>映射到 E-UTRAN <MME Code>的一部分，如下：

        - 从第5位开始到第 0 位的<AMF Pointer>的5bit，映射到从第 5 位到第 0 位的E-UTRAN

<MME Code>。

• 5GS <5G-TMSI>映射到 E-UTRAN <M-TMSI>

4.2 GUTI 映射到5G-GUTI

当 UE 从 E-UTRAN 移动到5GS时，UE 需要将GUTI映射到要发送到AMF的5G-GUTI。

GUTI到5G-GUTI的映射应按如下方式执行：

• E-UTRAN <MCC>映射到5GS <MCC>
• E-UTRAN <MNC>映射到5GS <MNC>
• E-UTRAN <MME Group ID>映射到 5GS <AMF Region ID>和 5GS <AMF Set ID>的一部分，如下：

        - 从第15位开始直到第8位的E-UTRAN <MME Group ID>的8bit，映射到从第7位直到第0位的 5GS<AMF Region ID>;

        -从第7位开始直到第0位的E-UTRAN <MME Group ID>的8bit，映射到从第9位直至第2位的5GS <AMF Set ID>;

• E-UTRAN <MME Code>映射到 5GS <AMF Set ID>，5GS <AMF Pointer>如下：

        - 从第7位开始到第6位的E-UTRAN <MME Code>的2bit，映射到5GS <AMF Set ID>的第1位和第 0 位;

        - 从第5位开始一直到第0位的E-UTRAN <MMEC Code>的6bit，映射到从第5位直到第0位的5GS <AMF Pointer>;

• E-UTRAN＜M-TMSI>映射到 5GS <5G-TMSI>

5. 5G-S-TMSI格式

5G-S-TMSI 是 5G-GUTI 的缩短形式，用以实现更高效的无线信令过程（例如寻呼和服务请求）。5G-S-TMSI 由 AMF Set ID，AMF Pointer和 5G-TMSI 构成：

<5G-S-TMSI> = <AMF Set ID> <AMF Pointer> <5G-TMSI>