5G核心网技术基础自学系列 | 过载控制

Posted 2022-11-26 COCOgsta

书籍来源：《5G核心网 赋能数字化时代》

一边学习一边整理内容，并与大家分享，侵权即删，谢谢支持！

附上汇总贴：5G核心网技术基础自学系列 | 汇总_COCOgsta的博客-CSDN博客

---

5GS支持不同机制控制UE向5GS产生的负荷。

5GC具有平衡NF上的负载并缩放NF消耗的资源量的机制，这通常足以应付影响5GC的正常负载波动。为了保护自己免受过载的影响，5GC支持多种机制，包括通过NAS退避计时器(用于移动性管理以及会话管理消息) 指示UE进行退避， 以使UE在退进计时器到时之前不会尝试重新连接。5GS还可以指示NG-RAN采用发送给它的NGAP过载开始消息中的不同的标准， 来减少对AMF的负载。这类似于为EPC规定的内容。

NG-RAN支持使用无线资源管理(RRM) 技术引导UE， 以便可以有效利用NG-RAN资源。5GC还可以通过向每个UE的NG-RAN提供RAT/频率选择优先级(RFSP) 来影响NG-RAN的RRM策略， 这可以用来告诉NG-RAN如何为特定的UE优化NG-RAN资源。另外， 如图7.6所示， NG-RAN支持在过载情况下处理UE流量的不同技术。

图7.6 作为系统负载函数的接人和拥塞控制机制

可以使用不同的方法来处理NG-RAN控制面中可能出现的瓶颈，这也可以保护5GC。所使用的机制通常取决于系统。总结如下：

控制信道资源的拥塞： 基于5QI的调度控制的情况是，比如当等待调度的用户数超过了可接受的用户数时，这会导致随机接入过程失败。随机接人过程是当UE想要发起与网络的通信时使用的一个较低层的过程，例如从时序角度看，UE要与网络同步。有关此过程的说明， 参见3GPP TS 38.321。

随机接入信道(RACH) 资源的拥塞： 随机接人退避。这将使某些UE进入更长的退避时间。这发生在当RACH上有非常多的接入尝试以至于无法再检测到UE提供的前导码的时候。

释放/拒绝 UE RRC连接： 如果没有足够的资源来处理RRC连接请求， 则可以尝试释放RRC连接或拒绝RRC连接。通过释放已经建立的RRC连接， RRC连接释放被执行以减轻NG-RAN中的拥塞。在UE已经成功完成随机接入过程并且已经发送了RRC连接请求之后， 可以对尝试初始接入的UE使用RRC拒绝。但是请注意， 在5GS中， RRC连接请求没有提供有关UE的GUAMI的足够信息， 因此无法识别为UE提供服务的AMF，因为在5GS中， 标识已从40位增加到48位。这意味着， 如果NG-RAN尝试控制AMF的过载(例如， 由于从AMF接收到NGAP Overload Start消息) ， 则将执行RRC连接释放， 因为在RRC连接建立之前， 并不知道AMF的标识。

严重且无法控制的拥塞： 在极端情况下， 例如， 如果NG-RAN中的随机接入过载或控制面过载处于无法通过上述机制降低的水平，则甚至可以防止UE尝试建立连接。这是通过使用称为统一接人控制(UAC) 的机制来完成的， 该机制是EPS中各种限制机制的演进， 成为单一的且更灵活的解决方案。在NG-RAN的拥塞预防工具箱中， UAC是最严厉的措施， 因此， 只有在所有其他手段都无济于事的情况下才应调用UAC，因为UAC影响着更广泛的UE，例如， UAC通常不能用于减少特定AMF的负载。

统一接入控制

EPS支持多种接入限制机制，因为它们是在不同版本中开发的， 可满足不同的拥塞控制需求。5GS支持一种称为统一接入控制（UAC）的机制，该机制可扩展、灵活（例如，每个运营商可以在使用接入控制时定义自己的类别），并支持各种不同的方案。UAC影响处于所有RRC状态(即RRC_IDLE， RRC_INACTIVE和RRC_CONNECTED状态的UE。在多个5GC共享同一个NG-RAN的情况下， NG-RAN为每个PLMN单独提供UAC。

当UE要访问5GS时，UE首先执行接入控制检查以确定是否允许访问。这是通过UE NAS层将请求映射到一个或多个接入标识和一个访问类别来完成的， NAS层将接入标识和接入类别通知较低层(AS层)。然后，AS层将基于确定的接入标识和接入类别， 对该请求执行接入限制检查。如果AS层指示允许接入尝试， 则NAS启动该过程， 但如果AS指示禁止接入尝试， 则NAS不启动该过程。AS层基于每个接入类别运行限制计时器。在限制计时器到期时， AS层向NAS层指示放松对接入类别的接入限制。

以下是定义的接入标识：

0：UE未使用表中的任何参数进行配置。

1：UE配置为多媒体优先服务(MPS) 。

2：UE配置为关键任务服务(MCS) 。

3~10：保留以备将来使用

11：在UE中配置接入类别11(即， 供PLMN使用) 。

12：在UE中配置了接入类别12(即安全服务)。

13：在UE中配置了接入类别13(即公用事业(如水/煤气供应商))。

14：在UE中配置了接入类别14(即紧急业务)。

15：在UE中配置了接入类别15(即PLMN工作人员) 。

接入标识11和15在HPLMN或等效的HPLMN中有效。接入标识12、13和14仅在HPLMN中有效， 并且仅在UE本国的访问PLMN中有效。

以下是对定义的接入类别的总结：

0：对寻呼的响应或者非3GPP接入上的NOTIFICATION， 或者LPP消息。

1：尝试接入容忍时延的服务。

2：UE正在尝试接入紧急会话。

3：用于MO信令的接入尝试。

4：MO MMTel语音通话。

5：MO MMTel视频通话。

6：MO SMS over NAS或者MO SMSoIP。

7：对MO数据的接入尝试。

32~63：对运营商定义的接入类别的接入尝试。

运营商定义的接入类别可以使用NAS信令发送给UE， 并定义为：

(a)一个优先级值，该优先级值指示UE应按何种顺序评估运营商定义的类别以进行匹配。

(b)运营商定义的接入类别编号，即32~63范围内的接人类别编号，用于唯一标识PLMN中的接入类别， 在该PLMN中这些类别被发送给UE。

(c)一个或多个接入类别条件类型和相关的类型值。可以将接入类别条件类型设置为以下之一：

(1) DNN。

(2) 5QI(3GPP尚未决定是否将5QI用作条件) 。

(3) OS Identity + OS Application Identity触发接入尝试。

(4) S-NSSAI(参见第11章) 。

(d) 可选地， 可以将标准化的接入类别与UE的接入标识结合使用， 以确定RRC建立原因。