专题详解-5G接入控制(1)
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持續更新的相關5G內容都是直接根據3GPP整理,保證更新內容的準確性,避免通過二手,甚至多手的資料,以訛傳訛誤導網友。
最近工作中遇到了一些5G專網接入限制的問題,以前沒仔細研究,借著解決這些問題,深入研究了一下5G網絡的接入限制,發現R15版本在接入限制方面功能很弱,粒度也很粗,基本在TA級別。R15版本有些地方標準定義的也沒有很細節,設備廠商自由發揮的空間很大。R16版本針對5G專網引入了CAG的功能,接入控制的力度就強了很多,但是需要網絡和終端都支持,預計能夠現網使用還需要很長時間。
????? 目前接入控制部分的內容,還有一些沒有整理完成,先貼一些相對敘述性的內容。后續陸續再把細節的內容補充進來。
3.2 5G接入控制
3.2.1 移動性限制(MobilityRestriction)
3.2.1.1 概述
Mobility Restriction功能用于限制UE的移動性和服務可接入性。5G的Mobility Restriction功能會將相關信息發送給UE(對UE只發送mobility restrictioncategories,后面小節再進行詳細敘述)、NG-RAN和核心網。
Mobility Restriction功能只適用于3GPP接入或者有線接入場景,不適用于其它non-3GPP接入場景。另外移動性限制功能對于緊急業務不生效。
對于CM-IDLE或者CM-CONNECTED with RRC Inactive狀態的UE,Service Area和Forbidden Area限制由UE根據從核心網收到的相關信息執行。
CM-CONNECTED with RRCInactive狀態的UE的Mobility Restriction功能由NG-RAN和核心網共同執行。
當UE處于CM-CONNECTED狀態時,核心網在MobilityRestriction List中為NG-RAN提供Mobility Restriction。
Mobility Restriction包括:RAT restriction、Forbidden Area、Service Area Restrictions、Core Network類型限制和CAG(Closed Access Group)信息。
·??????????RAT restriction
RAT restriction定義了3GPP Radio Access Technology (3GPP無線接入技術)的限制功能,表示UE是否允許接入某個PLMN。在受限的RAT中,根據UE的簽約數據,限制UE接入該PLMN。在UE處于CM-CONNECTED狀態的切換流程中,目標RAT和目標PLMN會判斷當前的UE的PLMN和RAT接入限制簽約數據是否滿足切換。
RAT Restrication由網絡側執行,該信息不需要提供給UE。
·??????????Forbidden Area
當UE處于Forbidden Area區域時,根據UE的簽約數據,不允許UE與當前PLMN網絡發起任何通信交互。UE在執行小區選擇、RAT選擇和PLMN選擇時網絡會回復UE處于Forbidden Area區域。Forbidden Area適用于3GPP接入和non-3GPP接入。
·??????????Service Area Restriction
Service Area Restriction定義了UE在該區域可以發起或者不發起與網絡的通信。它又分為:
- Allowed Area
根據UE的簽約數據,在Allowed Area中,允許UE與網絡發起正常的通信流程。Allowed Area中最多可以包含16個TA,或者包含該PLMN或對等PLMN的所有TA。
- Non-Allowed Area
根據UE的簽約數據,當UE處于Non-Allowed Area中時,此時的UE是服務受限的。此時,不允許UE發起Service Request、任何用戶面或者控制面的連接請求(數據上報除外),以及發起SM會話相關的信令請求(PS Data Off狀態改變上報除外)以獲得網絡服務。這兩個例外情況是考試多選和判斷的重要素材,需要多加關注。
Non-Allowed Area也是最多可以包含16個TA。
UE不能將進入Non-Allowed Area作為執行小區重選的判斷標準,以及作為進行PLMN選擇或UE發起會話或呼叫的域選擇的觸發條件。對于處于CM-CONNECTEDwith RRC-Inactive狀態的UE,與UE處于Non-Allowed Area和Allowed Area時的RRC流程和RM流程相同,沒有變化。處于Non-AllowedArea的UE會響應核心網和RAN發起的尋呼或者響應non-3GPP接入場景的NAS Notification消息,并發起ServiceRequest流程。位于Non-Allowed Area的UE可以通過non-3GPP接入(wireline access,有線接入除外)觸發MA PDUSession建立或者激活流程,但是對于MA-PDU,3GPP接入的用戶面資源不會建立或者激活。
與UE的移動管理相關的SOR transparentcontainer、UE policy container、UE parameters update transparent container在UE處于服務限制區時可以正常與網絡進行信息交互。
另外,處于CM-CONNECTED狀態的UE,當處于non-allowed area時,控制面和用戶面(假設已經建立起了用戶面連接)數據的發送都不會受到影響。
·??????????Core Network類型限制
該類型的限制表示是否允許UE只接入5GC,或者只允許接入EPC,或者5GC和EPC都允許接入。Core Network類型限制適用于3GPP和non-3GPP接入或者僅適用于non-3GPP接入。
Core Network類型限制適用的場景,比如:E-UTRAN同時連接了5GC和EPC,或者當Core Network類型限制應用于non-3GPP接入時,UE就被限制在只能使用N3IWF進行連接。
·??????????CAG信息(Closed Access Group)
詳見后面CAG特性章節的專門介紹。
對于某個UE,核心網根據UE的簽約數據、UE當前的位置及本地策略(比如HPLMN沒有部署5GC,當UE漫游時,VPLMN網絡需要根據HPLMN ID和運營商的本地策略來確定該UE的Core Network類型限制信息)一起確定UE的Mobility Restriction信息。當UE的Mobility Restriction信息可以隨著UE的簽約數據、UE所處的位置及本地策略發生變化。UE的Service Area Restriction或者Non-Allowed Area可以由PCF根據UE的當前位置、PEI及網絡策略做進一步的調整。
3.2.1.2 Service Area Restriction的管理
Service Area Restriction信息在UE的注冊流程或者UE ConfigurtionUpdate流程中進行更新。網絡向UE下發Service Area Restriction信息時,只能下發Allowed Area或者Non-Allowed Area中的一種,不能同時下發Allowed Area或者Non-Allowed Area。如果UE從網絡收到了Allowed Area,那么只要不屬于Allowed Area的TA都認為是Non-Allowed Area的區域。同樣,如果UE收到了Non-Allowed Area,那么只要不在Non-Allowed Area中的TA都認為是Allowed Area。如果UE沒有從網絡收到任何Service AreaRestriction信息,那么該PLMN或者對等PLMN(equivalent PLMN)的所有TA都屬于Allowed Area。
如果UE的Forbidden Area和Service AreaRestriction出現重疊區域,UE優先處理Forbidden Area。也就是說,如果某區域在兩者中都存在時,以Forbidden Area為準。
Service Area Restriction包含一個或者多個(這里的“多個”可以有最大限制,這個限制可以由AMF或者PCF根據需要調整,最多16個)完整的TA。Service Area Restriction可以是一個無限制的集合,比如包含某個PLMN的所有TA。UDM中,UE的簽約數據包括Service Area Restriction信息,其中包含通過TA描述的Allowed或Non-Allowed Area。地理位置信息也可以通過其它表示地理位置的信息,如經緯度、郵政編碼等等,但是這些地理位置信息只能在網絡中作為管理使用,實際使用時需要通過5GS將其轉變成對應TA列表,之后再發送給PCF、NG-RAN和UE。
在UE的注冊流程中,AMF提供給UE的Service Area Restriction信息是以TA的形式下發的,可能包含UE簽約數據或者PCF下發給AMF數據的一個子集
注:
TS 23.501中5.3.4.1.2章節有一句話:When the AMFassigns a limited allowed area to the UE, the AMF shall provide the UE withService Area Restrictions which consist of either Allowed Areas or Non-AllowedAreas. The Allowed Areas included in the Service Area Restrictions can bepre-configured and/or dynamically assigned by the AMF.前面一句話沒什么問題也很容易理解。第二句話AllowedArea可以由AMF預配置或者由AMF動態指定,對于3GPP接入來講,理解起來還是比較困難,什么場景需要AMF預配置和動態指定呢?如果是漫游場景或者non-3GPP接入場景可能會存在需要AMF參與的情況。這里僅提供一個思考的方向,不確定什么場景會使用到這條原則。
另外,個人理解,對于3GPP接入,Service AreaRestriction在UDM中簽約,注冊流程中AMF只是將這些信息整理轉發給了UE,但是規范里也明確說明了,AMF可以修改簽約的或者PCF下發的Service Area Restriction信息。那么這里,就出現了一個問題:AMF判斷修改Service Area Restriction的標準是什么?又是根據什么信息判斷修改的?這里說一個場景:UE在UDM中簽約了一個Service Area Restriction的TA列表,當UE在某個AMF注冊時,此時AMF得到的這個完整列表很大,AMF可能會把一些自己不負責的TA刪掉(按照TS 23.501說明,AMF也可以在列表中增加還沒有用到的TA),再下發給UE。或者在某個AMF POOL覆蓋下有個別TA不允許普通用戶使用,AMF在TA列表中增加一個TA。這兩種場景是很合理的。關鍵問題是目前AMF一般不配置負責的TA列表。如果不配置TA列表,又該如何判斷修改Service Area Restriction呢?這里還是有很大的想象空間,雖然這是AMF設計實現的層面,對于理解技術原理,還有很多細節可以挖掘。
從上面的敘述中可以發現,5G在Service Area Restriction的粒度是TA級別,屬于很粗粒度。現網部署時,一個TA通常覆蓋的地理面積會很大,只能進行粗略的控制。更細粒度的限制就需要我們后面介紹的R16版本的新功能:CAG特性,可以在小區級別進行控制。
當前服務網絡的PCF可以根據UE的當前位置、UE使用的應用程序、日期或時間等信息來進一步調整UE的Service Area Restriction,包括擴大Allowed Area、縮小Non-Allowed Area或者增加TA的最大允許數量等。如果NWDAF部署的情況下,PCF可以使用NWDAF的分析數據來調整Service Area Restriction。
UDM和PCF可以隨時更新UE的Service Area Restriction。對于CM-CONNECTED 狀態的UE,AMF可以立刻更新UE中的信息和使用Mobility Restriction List 更新RAN中的信息。對于CM-IDLE狀態的UE,AMF可以立刻尋呼UE,使用Generic UEConfiguration Update流程更新UE中的Service Area Restriction或者等到UE下次與AMF有信令接觸時再進行更新。
注冊流程中,如果AMF中沒有UE的Service Area Restriction數據,AMF會從UDM中下載UE的Service Area Restriction數據,在與PCF交互,執行UE的AM策略時可能會對Service AreaRestriction進行更新。
AMF負責執行UE的Service Area Restriction。UE每次進行初始注冊的時候,AMF會刪掉不再使用的TA列表。
UE收到網絡下發的Service Area Restriction會保存或替換掉UE中原來保存的Service AreaRestriction信息。查詢TS31.102沒有發現USIM卡中有保存Service AreaRestriction數據的文件,這部分數據應該是保存在UE中的,每次重新開關機基本會將原來的數據刪除,重新使用Registration Accept中的新Service AreaRestriction數據。
AMF會通過Mobility Restriction List 發送給NG-RAN的Service Area Restriction信息,NG-RAN會使用這些信息在Xn或N2接口切換流程中選擇目標小區。
在AMF發生變化的注冊流程中,old AMF會向new AMF發送UE的Service Area Restriction信息。new AMF在執行UE的AM策略時會將該信息帶給PCF做進一步調整或者不調整。UE Context中包含的MobilityRestrication信息如下:
?? 在漫游場景中,漫游網絡的AMF(即:Serving AMF)會從UDM下載UE的Service Area Restriction信息,并將其發送給漫游網絡的PCF,以便漫游網絡的PCF根據實際情況調整UE的ServiceArea Restriction。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的专题详解-5G接入控制(1)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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