5G网络中的会话建立、网络切片与双连接技术解析

# 5G网络中的会话建立、网络切片与双连接技术解析 ## 1. PDU会话建立流程 ### 1.1 AMF选择SMF AMF会使用服务公共陆地移动网络（Serving PLMN）的单网络切片选择辅助信息（S-NSSAI）来选择会话管理功能（SMF）。在漫游且采用归属路由PDU会话的情况下，AMF还会使用归属公共陆地移动网络（HPLMN）的S-NSSAI来选择归属SMF（H-SMF）。 ### 1.2 AMF转发请求消息 AMF会将PDU会话建立请求消息转发给SMF，其中包含： - 从允许的NSSAI中选取的S-NSSAI发送给SMF。 - 在漫游情况下，包含HPLMN的S-NSSAI。 ### 1.3 SMF获取订阅数据 若对应订阅永久标识符（SUPI）、数据网络名称（DNN）和S-NSSAI的会话管理订阅数据不可用，SMF会从统一数据管理（UDM）中获取，此时与UDM使用的S-NSSAI是HPLMN的S-NSSAI值。 ### 1.4 SMF创建上下文并选择UPF SMF创建会话管理（SM）上下文并回复AMF，可能会执行二次认证/授权以及策略控制功能（PCF）选择。之后，SMF会使用包括S-NSSAI在内的多种信息选择一个或多个用户平面功能（UPF）。 ### 1.5 SMF提供接受消息 SMF为用户设备（UE）提供PDU会话建立接受消息，同时为5G接入网（5G-AN）提供包含服务PLMN的S-NSSAI的N2 SM信息。 ### 1.6 AMF转发信息 AMF将信息转发给5G-AN和UE。 ### 1.7 5G-AN建立资源 5G-AN将S-NSSAI与PDU会话关联存储，向UE提供PDU会话建立接受消息，并为PDU会话建立必要的用户平面资源。 以下是该流程的mermaid流程图： ```mermaid graph LR classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px A(AMF选择SMF):::process --> B(AMF转发请求消息):::process B --> C(SMF获取订阅数据):::process C --> D(SMF创建上下文并选择UPF):::process D --> E(SMF提供接受消息):::process E --> F(AMF转发信息):::process F --> G(5G-AN建立资源):::process ``` ## 2. EPS与5GS互通时的网络切片选择 ### 2.1 3GPP版本差异 - 3GPP Release - 15支持EPS和5GS的网络切片互通，但存在局限性，例如在从EPS移动到5GS时选择了默认AMF和默认V - SMF，在连接管理（CM）连接状态下没有定义重新分配它们的流程。 - 3GPP Release - 16允许在移动到5GS后的CM连接状态下重新分配AMF和V - SMF，以及基于已建立PDU会话关联的S - NSSAI对MME在空闲模式移动时选择的AMF进行重新分配。 ### 2.2 不同移动模式下的网络切片选择原则 #### 2.2.1 空闲模式从5GS到EPS - **UE使用类型获取**：若EPS中使用专用核心网络，新的移动性管理实体（MME）可从旧的AMF获取UE使用类型，作为UE移动性管理（MM）上下文转移过程的一部分，并可用于决定是否通过重定向选择不同的MME。 - **PGW使用规则**：在EPS中，所有使用相同接入点名称（APN）的分组数据网络（PDN）连接应使用相同的分组数据网络网关（PGW）。 - **EBI承载分配**：若PGW - C + SMF为同一UE的同一DNN但不同S - NSSAI的多个PDU会话服务，SMF仅为通过公共UPF（PSA）服务的PDU会话请求EPS承载标识（EBI）。若不同UPF（PSA）为这些PDU会话服务，SMF选择一个UPF（PSA）。 - **已有PDU会话处理**：若已有来自另一个SMF的PDU会话指向同一DNN，AMF要么拒绝EBI分配请求，要么从指向同一DNN但不同SMF的现有PDU会话中撤销EBI，AMF根据运营商策略做出决定。 - **信息存储**：AMF将支持EPS互通的PDU会话的DNN和PGW - C + SMF存储到UDM。 - **S - NSSAI相同情况**：若PDU会话的S - NSSAI相同，则为指向同一DNN的PDU会话选择相同的SMF。 #### 2.2.2 连接模式从5GS到EPS - **目标MME选择**：源AMF根据AMF区域ID、AMF集合ID和目标位置信息选