5GC典型信令流程

IMEI校验
注册到UDM， 签约数据获取
通知Old AMF去注册
典型信令流程——注册流程-4
17:PDU会话状态更新。当注册类型为 Mobility Registration Type 或者 UE在注 册请求中携带了需要激活的PDU会话列表时 触发。 关键参数： SUPI List Of PDU Session To Be Activated。
和SMF注册信息，返回 SMF域名或IP地址 • AMF和SMF交互
NRF
AMF
业务消息
2 1
SMF
服务注册/注销/发现消息
网络切片类型和标识
Network slice instance #1
Network slice instance S-NSSAI
#2
#1
Network slice instance #3
14a：Nudm_UECM_Registration,更新UE在 UDM中的信息。 关键参数： User-Name：SUPI Terminal Information Supported-features Visited PLMN id Access Type Registration Type
SMF
相当于4G MME的会话管理功能 和 SGW-C/PGWC。 会话管理：UE IP 地址分配和管理，选择和控制 UPF，配置UPF的流量定向，转发至合适目的网络 合法监听 计费与QoS策略控制 计费数据搜集
UPF
与4G PGW-U/SGW-U相比，UPF支持ULCL、BP 功能。 数据面锚点 报文路由和转发：报文解析和策略执行 流量使用上报 合法监听（用户面收集）
UDM
UDM相当于4G HSS的功能 签约数据管理 用户服务NF注册管理 产生3GPP AKA 鉴权参数 基于签约数据的接入授权 保证业务/会话连续性
5G SA网元接口功能
AUSF
鉴权服务器,与4G相比，增加了归属域鉴权的控制。 4G只需要MME鉴权，5G需要AMF鉴权和AUSF归 属域鉴权。 支持统一鉴权服务功能，包括3GPP接入鉴权和 非3GPP接入鉴权
UUDUDMDMM 3
PPCPCFCFF
HHTTTPTPPrPorxoyxy
AAUAUSUSFSFF
PDU会话创建： • AMF向NRF请求发现SMF • NR根据AMF请求信息和
SMF注册信息，返回SMF域 名或IP地址 • AMF和SMF交互
NF下线： • AMF向NRF发起请求 • NR根据AMF请求信息
存储和检索UDM的签约数据 存储和检索PCF的策略数据 存储和检索NEF的结构化数据，供网络 能力开放 存储和检索NEF的应用数据，供应用检 测
NRF
NRF是新增的网络功能，用于服务化架构 下的服务注册、发现等处理
支持服务发现功能 维护NEF信息，包括可用性及其支持服
务
NRF是服务化架构的管理中心
Requesting LADN Container UE Policy Container Requested NSSAI，[Mapping of
Requested NSSAI]，Default Configured NSSAI Indication
UE向网络 请求注册
上下文获取
鉴权
典型信令流程——注册流程-3
典型信令流程——注册流程-2
1：UE向（R）AN发送AN消息（AN参数用于 指示网络选择和旧的5G-GUTI）。 AN参数包括： SUCI或5G-GUTI 所选PLMN ID Requested NSSAI 建立原因 注册请求包括： 注册类型 Follow on 请求 UE Radio Capability Update UE MM Core Network Capability LADN DNN（s）or Indicator of
1 5G 关键点及网元功能介绍 2 5G 典型信令流程
典型流程
1
Option 3X 基本流程
2
注册流程
3
会话建立流程
4
VoNR基本流程
5
EPS Fallback 基本流程
6
EPS/5GS的语音切换基本流程
option 3X 基本流程
UE初始接入 5G 邻区测量 增加5G基站 路径更新过程
典型流程
PCF
相当于4G PCRF。 支持统一策略管理网络行为 提供基于切片的策略 提供移动性相关策略规则给AMF 提供会话相关策略给SMF
NEF
NEF相当于SCEF，但是现在NEF开放的能力还未包 括IMS部分。 提供安全途径向AF暴露3GPP网络功能的业务和 能力 提供安全途径让AF向3GPP网络功能提供信息 协议适配
14b：Nudm_SDM_Get Request/response,获 取用户签约信息。 关键参数（Request）： AMF ID 订阅数据类型 每个订阅数据类型的密钥 关键参数（response）： Access and Mobility Subscription data SMF Selection Subscription data UE context in SMF data
重要概念解释
SUCI:
1、相当于加密的IMSI 2、5G首次注册、行业用户使用 3、SUCI : MCC+MNC+ 秘钥组索引 + 加密部 分
1、相当于IMSI 2、终端的真实身份
SUPI:
GPSI:
1、相当于MSISDN 2、通用公共用户标识符
PEI:
1、相当于IMEI 2、永久设备标识符 3、5G系统每个UE应分配一个永久设备标识符
NF上线： • NF向NRF注册 • NRF管理网络拓扑
NRF和HTTP Proxy协同完成5G信令路由功能：
无用户号码归属关系的服务采用NRF寻址，如AMF寻址SMF， 类似于4G网络的DNS。
有用户号码归属关系的服务采用HTTP Proxy寻址，如AMF寻 址UDM/PCF、SMF寻址UDM/PCF/OCS。
S-NSSAI:网络切片标识符，包括SST(切片类型)和SD(用户组) NSI ID:切片实例标识符，单切片多切片实例，一个用户最多8个 标准化SST与相应网络切片特征之间的映射，以确保漫游场景中终端用户的一致性
5G QoS
会话管理
会话管理（SM）由SMF进行处理，用于建立，修改以及释放用户的PDU会话 每一个PDU会话对应一个数据连接，该连接可以用APN或DNN表示 APN：Access Point Name DNN：Data Network Name 一个PDU会话可以包含多个QoS Flow，5G中的QoS Flow类似4G中的EPS承载，每个QoS Flow映射一组QoS参数
uRLLC
超可靠超低时延（1ms）
1、主要服务eMBB业务，现网改动小，加快5G 品牌建立； 2、LTE做控制面锚点，快速NR频谱 & 空口能力 导入； 3、语音方面支持VOLTE或CSFB
1、独立建网； 2、真正做到CUPS，区域DC\边缘DC进行下沉； 3、具备切片、微服务化新特性，从而支eMBB、 mMTC、uRLLC等，探索新业务商业机会； 4、语音方面VONR与VOLTE网络侧能力要求差 异小，重用原IMS能力。
Network slice instance #4
S-NSSAI #2
S-NSSA selection assistance information) S-NSSAI #1
Slice/Servive Type(SST) Slice Differentiator(SD) S-NSSAI #2 S-NSSAI #3 ……
与4G差异点
LTE的QoS基于EPS承载， 用一个EPS承载内的所有 业务，QoS相同，大多数 业务使用默认承载，也就 意味着这些业务的QoS都 是一样的，即使它们有不 同的诉求，也无法分配不 同的QoS
5G无线承载RB与业务流 一对多，可以使DRB与 QoS Flow映射解耦，更 加灵活
目录
建立PCF关联，获取接入和移 动性策略
典型信令流程——注册流程- AMF 选择
NSSF
4
1
附着请求 （Requested—NSSAI）
2
RAN选择AMF， 或直接给
Default AMF
Default AMF
RAN
5
重新路由到Target AMF （Allowed-
NSSAI）
Target AMF
5G-GUTI:
1、5G全球唯一临时标识符 2、5G-GUTI: GUAMI + 5G-TMSI 3、GUAMI: 全球唯一的AMF ID 4、GUAMI: MCC+MNC+AMF区域ID+AMF设置 ID+AMF指针
5G SA网元接口功能
AMF
相当于4G MME的移动性管理功能，增加了NAS透 传功能。 注册管理：连接管理，可达性管理，移 动性管理，接入鉴权，接入授权 合法监听 转发UE和SMF间的SM消息，转发UE和 SMSF间的SMS消息
5GC 典型信令流程
联通网络技术研究院 网优与网管技术研究部
2020年3月14日
© CHINAUNICOM
目录
1 5G 关键点及网元功能介绍 2 5G 典型信令流程
5G 组网方式及业务特性
NSA
eMBB
超大带宽的网络（10Gbps）
SA
智能家居 智慧城市
mMTC
超大连接物联网（100万）
高清视频 随时随地办公 AR/VR 工业控制 自动驾驶
若default AMF 无法为此用户服务获取服务 切片信息（Allowed-NSSAI，Target AMF）
获取用户签约
3
（Subscribed-
NSSAI）
UDM
PCF
6
获取用户签约和策略 （NSSP）
初次附着 根据NSSAI 负荷分担；后续请求根据5G-GUTI进行选择
RAN根据优先根据GUAMI（AMF的全局唯一标识）,如无匹配信息采用Requested NSSAI选择Initial AMF。如果UE没 有在AN消息中提供Requested NSSAI和GUAMI，则RAN应将来自UE的注册请求消息发送给缺省AMF。
QoS分类
5G QoS分类--5QI 5G中采用5QI作为QoS的索引，所有的5QI分为三类承载
GBR承载：和LTE保持一致 Non-GBR承载：和LTE保持一致 Delay Critical GBR：5G新增的类型，主要用户URLLC类业务 5QI的索引除了原有的优先级，时延和丢包率指示之外，还增加了Data Burst Volume 和 Default Average Window两个指示 Data Burst Volume：只用于Delay Critical GBR类型，作用是指示在时延范围内的最大数 据大小 Default Average Window：用于GBR和Delay Critical GBR承载，作用是指示GFBR和 MFBR速率计算的窗口
注册流程的触发条件：
初始注册（类似于4G的附着） 移动性注册更新（类似4G中的TAU）：
当UE在连接态或空闲态下移动到注册区外新的TA 当UE未移动到新的TA，但需更新其能力参数或协议参数 周期性注册更新（类似于4G中的周期性TAU）： 预设周期注册定时器超时（此时无需携带其他注册场景下的所有参数） 紧急注册
1
Option 3X 基本流程
2
注册流程
3
会话建立流程
4
VoNR基本流程
5
EPS Fallback 基本流程
6
EPS/5GS的语音切换基本流程
典型信令流程——注册流程-1
注册流程的功能：
UE注册到5GS网络 5GC的注册流程和EPC的附着流程不同，实现了MM和SM的解耦，注册流程中不创建PDU会话。
PDU会话状态释放。 当UE在注册请求中携 带了List Of PDU Session To Be Activated 而且注册请求中UE侧该PDU Session 状态 显示已释放时触发。 关键参数： SUPI List Of PDU Session To Be Released。
PDU Session状态更新或释放 注册完成
NSSF
NSSF是新增的网络功能，用于网络切片选择 选择服务UE的一组网络切片实例 确定允许的NSSAI，并且如果需要的话，映射到 签约的S-NSSAI 确定AMF集合用于服务UE，或者可能基于配置 通过查询NRF来确定候选AMF的列表
5G SA网元接口功能
UDR
用户订阅数据存储服务器。作为UDM和 PCF数据存储模块。