5G核心网技术基础自学系列 | 其他MM相关概念

Posted 2022-11-26 COCOgsta

书籍来源：《5G核心网 赋能数字化时代》

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RRC非活动状态

Release 15支持以最少的信令进行有效通信。这是通过RRC非活动状态的概念实现的， 并对UE、NG-RAN和5GC有影响。

RRC非活动状态是指UE保持CM-CONNECTED状态(即在NAS层面) ， 并且可以在不通知网络的情况下在NG-RAN配置的区域内移动(RAN通知区域——RNA) 。RNA是AMF分配的RA的一个子集。当UE处于RRC非活动状态时， 以下描述适用：

• UE的可达性由NG-RAN管理， 5GC提供辅助信息。

• UE寻呼由NG-RAN管理。

• 通过UE的5GC的一部分(5G S-TMSI) 和NG-RAN标识， 监视UE的寻呼。

在RRC非活动状态下， 最后一个NG-RAN服务节点保存UE上下文， 以及与服务AMF和UPF之间的与UE相关的NG(N2和N3) 连接。因此， UE无须在发送用户面数据之前向5GC发出信号。

NG-RAN控制何时UE进入RRC非活动状态以节省RRC资源， 并且5GC为NG-RAN提供RRC非活动辅助信息， 以便NG-RAN能够更好地判断是否使用RRC非活动状态。RRC非活动辅助信息包括UE特定的DRX值、提供给UE的RA、周期性注册更新计时器(如果为UE启用了MICO模式) 以及允许NG-RAN计算UE的NG-RAN寻呼时机的UE标识索引值(即UE的5G-S-TMSI的10个比特) 。该信息由AMF在N2激活期间提供， 并且AMF提供更新的信息， 例如， 当AMF向UE分配新的RA时。

图7.2中， 已向UE分配了RA， 其中包括RAN通知区(深灰色小区)。UE可以在不通知网络的情况下在RNA(深灰色小区) 内自由移动， 如果UE仍在RA中(例如显示为进入另一个深灰色小区)但移出该RNA之外， 则UE将执行RNA更新以允许NG-RAN更新UE上下文和与UE相关的连接。如果UE移动到RA之外(浅灰色小区)，则UE还需要通过将注册类型设置为移动性注册更新的注册过程来通知5GC。

图7.2 注册区和RNA之间的关系

尽管RRC非活动状态处于CM-CONNECTED状态内， UE仍执行许多与处于RRC空闲状态时相似的动作，即UE会执行以下操作：

• PLMN选择。

• 小区选择和重选。

• 位置注册和RNA更新。

对于RRC空闲状态和RRC非活动状态， 都执行PLMN选择、小区选择和重选过程以及位置注册。但RNA更新仅适用于RRC非活动状态， 并且当UE选择新的PLMN时，UE从RRC非活动状态转移到RRC空闲状态。

当UE处于RRC连接状态时， 会通知AMF该UE与之连接的小区， 但是当UE处于RRC非活动状态时， AMF不知道该UE连接至哪个小区以及该UE是处于RRC连接状态还是处于RRC非活动状态。但是， AMF可以使用N2通知过程(称为RRC非活动转换报告请求)来订阅有关UE在RRC连接和RRC非活动状态(均为CM-CONNECTED状态)之间转换的通知。如果AMF已请求持续通知状态转换， 则NG-RAN会持续进行报告， 直到UE转换到CM-IDLE或AMF发送取消指示为止。AMF还可以订阅有关UE位置的通知， 参阅7.3.3节。

如果UE在同一PLMN或等效PLMN内的不同NG-RAN节点中恢复RRC连接， 则从最后一个NG-RAN服务节点中检索UE接入层(AS) 上下文， 并触发一个朝向5GC的过程以更新用户面(N3连接)，有关该过程的描述，请参见图7.3，更多详细信息参见3GPP TS 23.502。

图7.3 UE在不同的NG-RAN节点中恢复RRC连接

如果UE在与RRC连接被暂停的位置不同的NG-RAN节点中恢复RRC连接， 则检索UE AS上下文的步骤为：

1. UE请求恢复RRC连接并提供由最后提供服务的gNB分配的I-RNTI(非活动无线网络临时标识符)。

2. gNB检查是否有可能将作为I-RNTI一部分的gNB身份解析出来， 如果是则gNB从最后提供服务的gNB处请求UE AS上下文。

3. 最后服务的gNB提供UE上下文。

4. gNB恢复暂停的RRC连接。

5. 现在处于RRC连接状态的UE确认RRC连接恢复完成。该消息可以包括NAS消息以及所选择的PLMN ID。

6. gNB可以向最后服务的gNB提供转发地址， 以防止在最后服务的gNB中缓存的DL用户数据丢失。

7. gNB向AMF发送路径切换请求消息， 该消息用于通知此5GC， UE已移动到新的目标小区， 并且需要“切换”PDU会话的CP和UP。路径切换请求消息包括NG-RAN DL UP传输层信息和每个已接受的PDU会话的已接受的QoS流， 并可选地包含未能建立的PDU会话的列表。

8. 对于每个PDU会话， AMF都会向相关SMF发送Nsmf_PDUSession_UpdateSM-Context请求消息， 即， 对于已接受的PDU会话， 该消息包括NG-RAN DL UP传输层信息和已接受的QoS流， 对于失败的PDU会话， 包含失败的原因。

9. 对于被接受的PDU会话， SMF确定现有的UPF是否能够继续为UE服务， 如果是， SMF向UPF发送N4会话修改请求以提供更新的DL UP传输层信息。如果UPF无法继续为UE服务， 例如如果当前UPF未连接到新的gNB， 则SMF会启动一个过程， 以在NG-RAN和当前UPF之间插人中间UPF， 或者在当前UPF已经是中间UPF的情况下，重新分配新的中间UPF(未包含此过程的步骤) 。

10. 如果现有的UPF可以服务于UE， 则UPF以N4会话修改响应来回复SMF， 该N4会话修改响应可以包括UPF UL UP传输层信息。

11. 如果SMF给出指示， 要求UPF协助gNB重新排序， 则在旧UP隧道上发送最后一个PDU之后， UPF将UP隧道上的UP结束标记包发送到源gNB(即最后一个服务的gNB) ， 然后， UPF开始向目标gNB发送DL数据包。

12. 最后服务的gNB将UP结束标记包转发到gNB。

13. 对于已成功切换的PDU会话， SMF向AMF发送Nsmf_PDUSession_UpdateSM-Conext响应， 包含UPF UL UP传输层信息； 或者对于UP资源去激活或者被释放的PDU会话， 发送的消息不包含任何传输层信息， 然后SMF使用单独的释放过程释放要释放的PDU会话。

14. AMF等待每个SMF答复， 然后聚合从每个SMF接收的信息， 并将作为N2 SM信息的一部分的此聚合的信息以及路径切换请求确认中的“PDU会话失败”一起发送给gNB。如果请求的PDU会话均未成功切换， 则AMF将路径切换请求失败消息发送到gNB。

15. gNB通过使用UE上下文释放消息， 在最后服务的gNB中释放UE上下文来确认过程的成功。

如上所述， RRC非活动状态是NAS级别的连接模式状态， 能够节省RRC资源， 同时UE使用的是与空闲模式下类似的逻辑。当UE处于RRC非活动状态时， 由于以下原因，UE可以恢复RRC连接：

• 上行数据待处理。

• 终端发起的NAS信令过程。

• 作为对NG-RAN寻呼的响应。

• 通知网络它已经离开RAN通知区。

• 在周期性的RAN通知区更新计时器到期时。