5G核心网信令流程 | EPS会话管理

Posted 2021-09-12 COCOgsta

系统架构

业务流程

PDP上下文激活流程

MS附着到GPRS/UMTS网络后，可以发起PDP上下文激活请求流程，该流程用于在MS和PDN之间建立一条虚拟的数据通道。激活过程中，网络侧根据用户请求及签约数据完成IP地址分配、QoS参数协商、以及MS接入请求ISP或企业网的权限检查等。PDP上下文激活成功后，用户即可通过GPRS/UMTS网络与PDN进行数据通信。

• 终端发起PDP激活请求。
• SGSN收到终端的激活请求，向PGW-C发送Create PDP Context Request请求。
• PGW-C判断是否要拒绝激活，如果需要拒绝，则PGW-C拒绝激活并返回Cause值为Service not supported。需要拒绝激活的情况如下：
  • 对于首次激活流程，本地配置了不允许同一个用户在同一个APN下进行多PDP上下文激活。
  • 对于二次激活流程，本地配置了关闭二次激活PDP功能。
  • 若不拒绝激活，则执行PGW-U选择程序，根据用户接入的APN、用户位置信息、PGW-U的负载情况等因素选择合适的PGW-U。
• （可选）如果开启了PCC功能的话，PGW-C与PCRF交互获取用户接入控制策略。
• PGW-C与PGW-U交互，请求建立会话，同时会将控制策略带给PGW-U。
• PGW-C通知SGSN，会话建立完成。
• 完成PDP上下文激活响应。

PDP上下文去激活流程

该流程用于释放PDP上下文，可以由终端或核心网侧发起。去激活过程中，MS的IP地址被释放，ZXUN xGW中的PDP上下文被删除。PDP上下文去激活成功后，用户即不能与PDN进行数据通信。

• 终端发起PDP去活请求。
• SGSN收到终端的去活请求，向PGW-C发送Delete PDP Context Request请求。
• PGW-C通知PGW-U，PDP上下文去活。
• PGW-U向PGW-C上报该PDP用量。
• PGW-U响应PGW-C完成PDP去活流程。
• （可选）如果开启了PCC功能，PGW-C与PCRF交互，通知PCRF删除关联的策略会话。
• PGW-C响应SGSN，完成PDP上下文去活。
• SGSN通知无线侧，去活流程完成。
• 释放无线资源。

PDP上下文更新流程

该流程用于修改已激活PDP上下文的参数，如QoS和TFT，可以由终端、无线侧或核心网侧发起。

• （可选）PCRF向PGW-C发起RAR请求，触发PDP更新。如果是由PGW-C自身发起的PDP更新流程，则从第2步开始。
• PGW-C根据PCRF的决策，向SGSN发送Update PDP Context Request。
• SGSN通知终端，执行PDP更新。
• 终端响应SGSN，返回PDP更新结果。
• SGSN将终端PDP更新结果通过Update PDP Context Response消息带给PGW-C。
• PGW-C通知PGW-U执行PDP更新。
• 更新流程触发该PDP用量上报。
• PGW-U向PGW-C发送响应，完成PDP更新流程。

EPS缺省承载激活流程

该流程由UE发起，可以是附着流程的一部分，也可以作为一个单独的流程（用于一个已附着UE向其他PDN申请建立连接）。激活过程中，MME进行PGW-C的选择，PGW-C完成IP地址分配、以及UE接入ISP或企业网的权限检查等。缺省承载激活成功后，用户即可通过EPC网络与PDN进行数据通信。

• LTE终端请求接入EPS网络。
• MME收到请求后，向SGW-C发送Create Session Request消息。
• SGW-C与SGW-U交互，完成会话建立流程。
• SGW-C向PGW-C转发Create Session Request消息。
• PGW-C执行PGW-U选择程序，根据用户接入的APN、用户位置信息、PGW-U的负载情况等因素选择合适的PGW-U。
• （可选）如果开启了PCC功能的话，PGW-C与PCRF交互获取用户接入控制策略。
• PGW-C与PGW-U交互，请求建立会话，同时会将控制策略带给PGW-U。
• PGW-C向SGW-C发送响应，通知其会话建立完成。
• SGW-C与SGW-U交互，将PGW-U的隧道信息带给SGW-U。
• SGW-C向MME回复Create Session Response消息。
• 完成无线侧空口建立，分配无线侧隧道资源。
• MME将无线侧隧道信息通过Modify Bearer Request消息带给SGW-C。
• SGW-C与SGW-U交互，将无线侧隧道信息带给SGW-U，完成eNodeB到SGW-U用户面隧道的建立。
• SGW-C发送消息通知MME承载更新完毕。

EPS承载去激活流程

该流程用于去激活一个或多个EPS承载上下文，可以由MME或PGW-C发起。如果UE的最后一个缺省承载被去激活，MME将发起去附着流程。去激活过程中，UE的IP地址被释放，MME、PGW-C中的承载上下文被删除。承载去激活成功后，用户即不能使用该数据业务。

• LTE终端发起去活请求。
• MME收到去活请求后，向SGW-C发送Delete Session Request。
• SGW-C收到上述消息后，立即向PGW-C转发。
• PGW-C通知PGW-U，发起会话去活流程。
• PGW-U向PGW-C上报该会话用量信息。
• PGW-U响应PGW-C完成会话去活流程。
• （可选）如果开启了PCC功能，PGW-C与PCRF交互通知PCRF会话释放。
• PGW-C完成会话释放流程后，向SGW-C发送Delete Session Response响应消息。
• SGW-C向MME发送Delete Session Response会话删除响应。
• SGW-C与SGW-U交互，通知SGW-U释放会话。
• SGW-U向SGW-C上报该会话用量统计信息。
• 空口侧连接释放，SGW-U响应SGW-C完成会话去活流程。

EPS承载更新流程

该流程用于修改EPS承载上下文的参数，如QoS和TFT，可以由UE、HSS、PCRF或PGW-C发起。

• （可选）PCRF发起RAR请求流程，触发承载更新流程。如果是由PGW-C自身发起的承载更新流程，则从第3步开始。
• （可选）PGW-C向PCRF返回RAA响应消息。
• PGW-C向SGW-C发送Update Bearer Request消息，请求更新承载。
• SGW-C向MME转发Update Bearer Request消息。
• MME向无线侧发送承载更新请求Bearer Modify Request。
• eNodeB通知用户终端，更新承载。
• 终端更新承载，并将更新结果发送给eNodeB。
• eNodeB向MME发送Bearer Modify Response通知MME，承载更新结果。
• MME将无线侧与终端承载更新的结果发送给SGW-C。
• SGW-C向SGW-U发送会话更新请求，请求更新承载信息。
• SGW-U将该承载相关用量统计信息上报给SGW-C。
• SGW-U完成承载更新，响应SGW-C承载更新完成。
• SGW-C向PGW-C发送Update Bearer Response消息，通知承载更新结果。
• PGW-C向SGW-U发送会话更新请求，请求更新承载信息。
• PGW-U将该承载相关用量统计信息上报给PGW-C。
• PGW-U完成承载更新，响应PGW-C承载更新完成。

会话吊死检测流程

GW-C收到GW-U的通知消息，表示检测到在一定时长内无报文，GW-C处理如下：

• 如果会话存在，GW-C通知GW-U，指示会话存在，则GW-U继续进行会话吊死检测。
• 如果会话不存在，GW-C通知GW-U，指示会话不存在，则GW-U删除会话。

• 用户接入，GW-C和GW-U之间的会话建立成功。
• GW-U对收到的报文进行转发。
• 当GW-U检测到在一定时长内无报文，则向GW-C发送Sx Session Report Request消息，指示吊死检测。
• GW-C向GW-U回复Sx Session Report Response，如果GW-C判断会话不存在，则将结果指示给GW-U。
• 若GW-C向GW-U返回消息，指示会话成功，则GW-U继续进行吊死检测。若GW-C向GW-U返回消息，指示会话不存在，则GW-U删除会话。

增强idletime功能

会话建立成功后GW-U开始进行会话无报文检测。

• 若检测时长内无报文，则GW-U通知GW-C，GW-C若开启idletime功能，则GW-C会释放会话。
• 若检测到有报文，则idletime时长刷新，GW-U继续进行会话无报文检测。

对于GW-U的会话无报文检测的时长获取有两种方式：

• GW-C向GW-U下发会话无报文检测的时长（即idletime时长）。
• GW-U本地配置会话无报文检测的时长（即idletime时长）。

因此，会话进入idle态的情况，包括两种：

• GW-C下发idletime给GW-U，则GW-U使用GW-C下发的idletime进行会话无报文检测，且idletime时长内会话无报文，则会话进入idle态。
• GW-C没有下发idletime给GW-U，且GW-U开启了local idletime功能，则GW-U使用本地配置的idletime。若GW-C开启idletime，则老会话使用本地配置的idletime，新会话使用GW-C下发的idletime。GW-U在idletime时长内检测到老会话或新会话无报文，则会话进入idle态。

• GW-C创建/修改会话。
• GW-C通知GW-U会话建立/修改请求时，不携带User Plane Inactivity Timer或携带为0。
• GW-U给GW-C回复会话建立/修改响应。
• 配置变更，GW-C配置关闭idletime或开启idletime功能，GW-U开启local idletime功能（即local idletime配置为大于0）。
• 对于old会话上下文，GW-U使用local idletime。
• 在local idletime时长内，若会话无报文，GW-U向GW-C发送Sx Session Report Request，指示local idletime到期。
• GW-C向GW-U回复Sx Session Report Response消息，如果GW-C开启idletime，则GW-C进行idletime处理，即释放会话，若GW-C没有开启idletime，则不进行idletime处理，即不释放会话。