5GC基础自学系列 | 4G到5G的空闲态移动触发的移动性注册更新流程

Posted 2022-04-06 COCOgsta

视频来源：51学通信《5G核心网基础、协议与信令流程》

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附上汇总贴：5GC基础自学系列 | 汇总 - 知乎 (zhihu.com)

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4到5的空闲态移动触发的移动性注册更新流程概述

有N26接口的4到5空闲态触发的移动性注册更新流程在规范中叫EPS to 5GS Mobility Registration Procedure (Idle and Connected State) using N26 interface。是指用户先在4G中完成了附着并建立了缺省承载，并在空闲态（连接态也可以做， 但连接态的移动通常结合4到5的Handover流程介绍，本视频仅讨论空闲态的移动）移动到了5G覆盖所触发的注册流程。

和UE直接在5G发起注册（类型为初始注册）的区别是，本注册流程的类型是Mobility Registration Update。

主要触发过程如下：

1）UE已经在4G下附着并建立了一个缺省承载， 并且已经通过源eNodeB接入到LTE/EPC。

2）用户累了， 没看手机， 触发了S1释放流程， 进入空闲态（ECM-IDLE）。

3）UE发生位置移动， 离开4G覆盖， 进入5G覆盖（gNodeB负责）

4）UE发起5G注册流程在5G下注册登记，网络侧需要将UE在4G建立的上下文无缝迁移到5G。

本场景中哪些网元发生了变化?

• RAN侧：eNB→gNB
• 核心侧：MME→AMF
• 核心侧：HSS和UDM合设， 不变
• 核心侧：SMF/PGW-C合设， 不变
• 核心侧：UPF/PGW-U合设，不变

本课程信令流程场景说明

4到5空闲态移动的移动性注册更新流程涉及的规范

4到5空闲态的移动性注册更新流程涉及的主要规范：

• 23501：5GC架构
• 23502：5GC信令流程
• 24501：5G-NAS消息
• 38413：NGAP协议
• 29518：AMF服务
• 29502：SMF服务
• 29503：UDM服务
• 29274：GTP-v2

3GPP规范中的4到5空闲态移动的移动性注册更新流程

1~2）UE空闲态进入5G覆盖，触发5G注册流程。

3~4）gNB根据GUAMI完成AMF的选择

5a、5b、8）AMF找MME要UE的上下文，MME返回UE在4G中的上下文（MM上下文

+SM上下文）

6a和6b）不是所有场景都有。如果UE先在5G，到了4G，又回到5G，那UE存有一个

native的old 5G-GUTI， 涉及两个AMF互操作。

9）可选。可能会找UE要IMEI做检测。

11）UDM的选择以及到UDM的注册登记、获取签约数据、订阅签约数据的变更。

14）AMF从PCF下载AM策略， 以及和非3GPP的操作（可选）

15、16）HSS取消到MME的位置登记。

17、18）AMF给UE发注册完成， 并分配5G相关参数（如5G-GUTI等）

规范信令流程图中的“小遗憾”

规范中列出的信令流程图优点是大而全面，但也有小遗憾。主要体现在：

• 并没有结合具体的场景来介绍。例如图中的AMF和SMF是在哪里。拜访地归属地？
• 图中没有加入协议和主要消息和参数的说明，而是通过图后的文字说明，不能一目了然。
• 23502只讲宏观上的流程，具体细节得人工打开多个规范对照学习。
• 图中箭头上的文字其实并不是消息的名称，例如可能图上是：Nsmf_PDUSession_Context Request， 但实际上真正的消息名称是HTTP2 POST：/nsmf-pdusession/v1/sm-contexts/smContextRef/retrieve。这容易引起学习的困惑（因为和抓包、信令log对不上），或者说需要手工翻译。
• 规范是把多种场景画在一个图里来介绍的。这导致有些步骤是在某些特定场景下才有，并非所有场景都有该步骤。

定制化介绍的4到5空闲态移动的5G注册更新流程

基于以上“小遗憾”对规范中4到5空闲态5G注册更新流程进行了定制化。

主要包括：

• 加入场景介绍。并标明了接口的协议和主要消息、参数。
• 结合国内EPC部署经验， 去掉不太可能在5GC中部署或早期部署的流程。使之更接近国内运营商实际网络。

定制化的4到5空闲态的5G注册更新流程的场景如下：

1）UE准备去广州市天河体育场看球，场内有5G覆盖。场外为4G覆盖。

2）UE现在体育馆外4G附着并先上了会网（建立了4G缺省承载），然后和朋友开始聊天，没上网了。进入空闲态。

3）和朋友一起走进场内进入5G热点覆盖，在空闲态发起了5G注册流程。

4G到5G的空闲态移动性注册更新流程

总结：4到5空闲态的移动性注册更新流程涉及的主要步骤

4到5空闲态移动的移动性注册更新流程涉及的主要步骤（或子流程）

包括：

• UE需要根据23501附录B的要求将4G-GUTI映射成5G-GUTI
• AMF需要查DNS得到MME的S10地址
• AMF要检查注册请求是否有Addtional GUTI， 有则要向Old AMF要UE上下文。

但并不是所有场景UE都会有Addtional GUTI。

• AMF需要将从MME收到的EPS MM Context转换为5GＭM Context。
• AMF根据收到的S5口的PGW-C/SMF的FQDN， 查询NRF， 得到SMF的N11接口地址。
• AMF需要到UDM做注册登记、获取签约数据， 订阅签约数据变更， 需要到PCF获取接入关联控制策略（am policy）。这些步骤与标准的移动性注册流程基本相同。

重点：因为是空闲态发生的移动，所以网络侧本流程中只需要做UE上下文的迁移(4→5)，而不用管用户面通道的实时切换，那是连接态移动要做的事。