【5G核心网】 5G System Connection Management 5GS连接管理

小鱼儿 2022-12-01 11:53 396阅读 0赞

当移动设备想要与 5G 核心网络进行通信时，因是第一次开启或由于处于空闲状态一段时间，并且网络已删除资源以暂时传输数据，因此它需要与接入管理功能建立连接（AMF）。这称为连接管理。

连接管理（CM）用于在 UE 和 AMF 之间建立和释放控制平面信令连接。

注册管理用于向网络注册或者注销 UE/user，并在网络忠建立用户上下文

1. Characteristics

连接管理描述了有关其与 AMF 5G 核心节点的信令的 UE 状态
连接管理用于传输 NAS 信令消息
UE 和 AMF 之间的信令连接基于 N1 逻辑接口，它是以下各项的组合

RRC signalling between UE and gNB

N2-AP signalling between gNB and AMF

3GPP 定义了两个连接管理状态 w.r.t. UE 和 AMF

Connection Management -Idle [CM-Idle]

Connection Management- Connected [CM-Connected]

在 UE 和 AMF 的 NAS 层维护 CM-Idle 和 CM-Connected

2. 连接管理状态转换

CM-Idle 定义移动没有通过核心节点（AMF）发出信号的状态，例如 RRC-Idle，当 UE 处于 CM-Idel 状态并在基于小区重选的移动性控制下的不同小区之间移动。

UE 与 AMF 没有 NAS 信令连接，没有 AN N2 N3 连接
UE 在 AMF 可达的位置信息为注册区域（TA List）
当 UE 需要进行业务，则需先执行 Service Request 流程，进入 CM-CONNECTED 状态
当 AMF 由需要发往 UE 的数据，同住注册区域内发送寻呼请求给 UE 执行由网络侧触发的 Service Request 流程

CM-Connected 意味着 UE 具有与 AMF 的信令连接，例如 RRC-Connected 和 RRC-Inactive

UE 与 AMF 之间有 NAS 信令连接，存在 N2 N3 连接
UE 在 AMF 可达的位置信息为 cell 或基站信息
可以直接进行上下行数据业务和信令流程

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3. UE启动状态转换

一旦建立了 RRC 连接，UE 就进入 CM-Connected 状态；在 AMF 内收到 N2上 下文，UE 就进入 CM-Connected 状态。 可以使用注册请求和业务请求来执行。
-  当 UE 首次开机时，将根据小区选择过程选择最佳 gNB，并发送注册请求以启动向 gNB 的 RRC 连接，向 AMF 发出 N2 信令。注册请求触发从 CM-Idle 到 CM-Connected 的过渡。
-  当 UE 处于 CM-Idle 状态并且不得不发送上行链路数据时，UE 触发服务请求 NAS 消息到 AMF，并将 CM-Idel 状态更改为CM-Connected

4. 网络启动状态转换

当有下行链路数据要向 CM-Idle UE 传输时，网络必须使用寻呼消息来启动状态转换过程。寻呼消息触发 UE 建立 RRC 连接并将业务请求 NAS 消息发送给 AMF。业务请求触发 N2 信令连接，该连接将 UE 移动到 CM-Connected。
当释放其信令连接或当其信令连接失败时，UE 从 CM-Connected 切换到 CM-Idle 状态。