CHINA Shenzhen Olax Technology CO.,Ltd Unternehmensnachrichten

  In 5G (NR)-Systemen ist der PSA (PDU-Sitzungsanker) die UPF (User Plane Function). Er fungiert als Gateway, das über die N6-Schnittstelle der PDU-Sitzung eine Verbindung zum externen DN (Datennetzwerk) herstellt. Als Ankerpunkt für Benutzerdatensitzungen verwaltet der PSA den Datenfluss und stellt Verbindungen zu Diensten wie dem Internet her.   I. Es gibt drei PSA-Modi: SSC-Modus 1, SSC-Modus 2 und SSC-Modus 3. SSC-Modus 1: In diesem Modus behält das 5G-Netzwerk den UE-Verbindungsdienst bei. Für PDU-Sitzungen der Klasse IPv4, IPv6 oder IPv4v6 wird die IP-Adresse reserviert. In diesem Fall bleibt die User Plane Function (UPF), die als PDU-Sitzungsanker fungiert, unverändert, bis die UE die PDU-Sitzung freigibt. SSC-Modus 2: In diesem Modus kann das 5G-Netzwerk die Verbindung zur UE freigeben, d. h. die PDU-Sitzung freigeben. Wenn die PDU-Sitzung zur Übertragung von IP-Paketen verwendet wurde, wird auch die zugewiesene IP-Adresse freigegeben. Ein Anwendungsszenario für diesen Modus ist, wenn der Anker-UPF einen Lastausgleich benötigt, wodurch das Netzwerk Verbindungen freigeben kann. In diesem Fall kann die PDU-Sitzung auf einen anderen Anker-UPF übertragen werden, indem die bestehende PDU-Sitzung freigegeben und anschließend eine neue eingerichtet wird. Es verwendet ein "Trennen + Einrichten"-Framework, was bedeutet, dass die PDU-Sitzung vom ersten bedienenden UPF freigegeben und dann eine neue PDU-Sitzung auf dem neuen UPF eingerichtet wird. SSC-Modus 3: In diesem Modus behält das 5G-Netzwerk die der UE bereitgestellte Verbindung bei, aber während bestimmter Prozesse können einige Auswirkungen auftreten. Wenn sich beispielsweise der Anker-UPF ändert, wird die der UE zugewiesene IP-Adresse aktualisiert, aber der Änderungsprozess stellt sicher, dass die Verbindung aufrechterhalten wird; d. h. eine Verbindung zum neuen Anker-UPF wird hergestellt, bevor die Verbindung mit dem alten Anker-UPF freigegeben wird. 3GPP Release 15 unterstützt Modus 3 nur für IP-basierte PDU-Sitzungen. II. Die Hauptverwendungen des PDU-Sitzungsankerpunkts umfassen: Datenbeendigungspunkt: Der PSA ist die UPF, an der die PDU-Sitzung ihre Verbindung mit dem externen Datennetzwerk beendet. Datenrouting: Er leitet Benutzerdatenpakete zwischen dem User Equipment (UE) und dem externen DN weiter. IP-Adresszuweisung: Der PSA ist mit einem IP-Adresspool verbunden. Die IP-Adresse der UE wird aus diesem Pool zugewiesen, entweder vom UPF selbst oder über einen externen Server (z. B. einen DHCP-Server). Die Session Management Function (SMF) verwaltet diesen Adresspool. Datenpfadsteuerung: Die SMF steuert den Datenpfad der PDU-Sitzung, wählt den PSA aus und verwaltet die Beendigung der N6-Schnittstelle.

  I. Eigenschaften von Repeatern In Mobilfunksystemen ist ein Repeater (Mobile Repeater), auch bekannt als Signalverstärker (Repeater) oder Mobilfunksignalverstärker, ein Gerät, das vorhandene Mobilfunksignale verstärkt, um die Signalstärke in schwachen Bereichen zu verbessern. Sein Funktionsprinzip beinhaltet die Verwendung einer externen Antenne zum Empfang schwacher Signale, deren Übertragung an einen Signalverstärker zur Verstärkung und anschließende erneute Ausstrahlung des verstärkten Signals über eine interne Antenne. Dies verbessert die Mobilfunkkonnektivität innerhalb seiner effektiven Reichweite und ist daher besonders für ländliche Gebiete, große Beton- und Metallstrukturen oder Fahrzeuge geeignet.   II. Repeater-Standards Signalverstärker in 5G (NR)-Systemen werden klassifiziert in: Repeater, NCRs (Network Control Repeater) und Zusatzausrüstung; darunter werden NCRs weiter unterteilt in NCR-Fwd und NCR-MT. Die anwendbaren Anforderungen, Verfahren, Testbedingungen, Leistungsbewertungen und Leistungsstandards für verschiedene Arten von Basisstationen in drahtlosen Netzwerken sind wie folgt:   NR-Repeater, die mit Antennenanschlüssen ausgestattet sind, die während der EMV-Prüfung abgeschlossen werden können, erfüllen die HF-Anforderungen für Typ 1-C Repeater in TS 38.106[2] und weisen die Konformität mit TS 38.115-1[3] nach. NR-Repeater ohne Antennenanschlüsse, d.h. Antennenelemente strahlen während der EMV-Prüfung nicht, erfüllen die HF-Anforderungen für Typ 2-O Repeater in TS 38.106[2] und weisen die Konformität mit TS 38.115-2[4] nach. NCRs, die mit Antennen oder TAB Anschlüssen ausgestattet sind, die während der EMV-Prüfung abgeschlossen werden können, erfüllen die HF-Anforderungen für NCR-Fwd/MT Typ 1-C und Typ 1-H in TS 38.106[2] und weisen die Konformität mit TS 38.115-1[3] nach. Der NCR ist nicht mit einem Antennenanschluss ausgestattet, was bedeutet, dass das Antennenelement während der EMV-Prüfung nicht bestrahlt wurde, was den HF-Anforderungen des Typs NCR-Fwd/MT 2-O in TS 38.106 [2] entspricht und seine Konformität durch die Einhaltung von TS38.115-2 [4] nachweist. Die Klassifizierung der Repeater-Umgebung bezieht sich auf die Klassifizierungen für Wohn-, Gewerbe- und Leichtindustrielle Umgebungen, die in IEC 61000-6-1 [6], IEC 61000-6-3 [7] und IEC 61000-6-8 [24] verwendet werden. Diese EMV-Anforderungen wurden gewählt, um sicherzustellen, dass die Geräte in Wohn-, Gewerbe- und Leichtindustriellen Umgebungen ausreichend kompatibel sind. Diese Pegel decken jedoch keine Extremsituationen ab, die an einem beliebigen Ort, aber mit geringer Wahrscheinlichkeit auftreten können.

In 5G (NR)-Systemen werden die Richtlinienverwaltung und -ausführung von Netzwerk- und Terminal-Dienstfähigkeiten vollständig durch die PCF (Policy Control Function) und AMF (Mobility Function) gewährleistet, die auch als AM-Richtlinienverwaltung bezeichnet werden. Anwendungsbeispiele sind wie folgt:   Beispiel 1: AM/UE-Richtlinienkontrolle Basierend auf Verbrauchsgrenzen Dies ist eine neue Funktion, die von 3GPP in Rel-18 eingeführt wurde und es der für die UE zuständigen PCF ermöglicht, AM/UE-Richtlinienentscheidungen in Nicht-Roaming-Szenarien basierend auf verfügbaren Informationen zu Verbrauchsgrenzen (z. B. ob die tägliche/wöchentliche/monatliche mobile Datenverbrauchsgrenze des Benutzers erreicht oder fast erreicht wurde) zu treffen. Dieses Beispiel zeigt, wie die AM/UE-Richtlinienverwaltungsrichtlinie des Betreibers in der PCF implementiert wird.   Die PCF interagiert mit der CHF (Charging Function), um Verbrauchsberichte für einen oder mehrere "Richtlinienzähler" (d. h. Verbrauchsgrenzenindikatoren) anzufordern und/oder zu abonnieren. Nach der Konfiguration benachrichtigt die CHF die PCF über alle Änderungen am aktuellen oder ausstehenden Status der abonnierten Richtlinienzähler und optional über die Aktivierungszeit ausstehender Status (z. B. aufgrund eines bevorstehenden Abrechnungszyklusablaufs). Die PCF verwendet dann all diese dynamisch gesammelten Richtlinienzählerzustände und zugehörigen Informationen als Input für ihre internen Richtlinienentscheidungen, um relevante vorkonfigurierte, vom Betreiber definierte Aktionen anzuwenden. Mit dieser Funktionalität können Betreiber dynamisch AM/UE-Richtlinienentscheidungen konfigurieren, etablieren und ausführen (z. B. Herabstufen oder Hochstufen des UE-AMBR, Ändern von URSP-Regeln und Aktualisieren von Dienstbereichsbeschränkungen) basierend auf Informationen zu Ausgabenlimits.   In 3GPP Rel-19 wird diese Funktionalität auf Roaming-Szenarien erweitert, um dynamische Änderungen an UE-Richtlinien basierend auf Informationen zu Ausgabenlimits zu unterstützen.   Beispiel 2: Netzwerkunterstützte Leistungssteigerung Verwendung von Frequenzmanagement-Empfehlungen Die AM-Richtlinienverwaltung spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Netzwerkleistung durch die Verbesserung des RFSP-Indexmanagements.   Die PCF kann dynamischere und differenziertere Mobilitätskontrollrichtlinien implementieren. Die PCF kann der AMF RFSP-Indexwerte zur Verfügung stellen, um bei der Frequenzauswahl zu helfen und ein feineres Funkressourcenmanagement am UE-Ende zu ermöglichen. PCF bestimmt die bereitzustellenden RFSP-Indexwerte basierend auf mehreren Faktoren, wie z. B. kumulierten Nutzungsinformationen (z. B. Nutzungsvolumen, Nutzungsdauer oder beides), Netzwerkanalyse-Daten von NWDAF (einschließlich aktueller Auslastungsgrade relevanter Netzwerkscheibeninstanzen oder UE-kommunikationsbezogener Informationen), UE-Kommunikationsverhaltensinformationen, Benutzerdaten-Überlastungsinformationen und wahrgenommene Serviceerfahrung. Dieses flexible Frequenzauswahl- und Mobilitätsmanagement-Richtlinien-Framework verbessert die Benutzererfahrung, optimiert die Netzwerkeffizienz und unterstützt die differenzierte Servicebereitstellung über verschiedene Benutzergruppen und Netzwerkbedingungen hinweg.   Mit der Einführung von 5G-A (3GPP Rel-18 und später) und Technologien der künstlichen Intelligenz werden diese Fähigkeiten weiter verbessert, was ein autonomeres, dynamischeres und intelligenteres Netzwerkmanagement ermöglicht. Dies ebnet den Weg für eine erhöhte Kontrolle darüber, wie das Netzwerk Endgeräte (UEs) behandelt, wie z. B.: Echtzeit-Richtlinienverwaltung basierend auf KI-nativer Netzwerkarchitektur und absichtsgesteuerter Automatisierung; granularere UE-Differenzierung für personalisierte Erlebnisse; und effiziente Verbindung einer großen Anzahl und einer vielfältigen Palette von UEs (z. B. IoT-Geräte, Sensoren). Wir freuen uns auf die Einführung dieser aufregenden neuen Funktionen und Anwendungsszenarien in der Zukunft.

  Die User Plane Function (UPF) ist eine der wichtigsten Netzwerkfunktionen (NFs) im 5G-Kernnetz. Sie ist die zweite Netzwerkfunktionseinheit, mit der das Funknetz (RAN) während PDU-Flüssen in 5G (NR) interagiert. Als Schlüsselelement in der Entwicklung von Control Plane und User Plane Separation (CUPS) ist die UPF für die Inspektion, das Routing und die Weiterleitung von Paketen innerhalb von QoS-Flüssen in Abonnementrichtlinien verantwortlich. Sie verwendet das SMF, um SDF-Vorlagen über die N4-Schnittstelle zu senden, um Uplink- (UL) und Downlink- (DL) Datenverkehrsregeln durchzusetzen. Wenn der entsprechende Dienst endet, ordnet die UPF QoS-Flüsse in der PDU-Sitzung zu oder beendet sie.   I. Aufbau der User PlaneBeim ersten Zugriff auf das 5G-System muss das Endgerät (UE) gemäß der Control-Plane-Anleitung für die Dienstdatenübertragung einen User-Plane-Kanal mit dem Rechenzentrum aufbauen. Während dieses Prozesses:   Wenn das Endgerät (UE) auf das 5G-Netzwerk zugreifen möchte, durchläuft es zunächst einen Registrierungsprozess. Nach Abschluss aller Control-Plane-Prozeduren verarbeitet das SMF alle sitzungsbezogenen Informationen während der Aufbauphase der User Plane. Das AMF fordert den Downlink-DL-TEID (Terminal Equipment Identifier) aller PDU-Sitzungen an, die an das SMF übergeben werden. Das SMF wählt dann die beste UPF für das UE innerhalb des angegebenen Bereichs aus und sendet eine Sitzungsaufbauanforderung, die alle Parameter für den Standard-PDU-Sitzungsaufbau enthält. Anschließend wird ein Standard-QoS-Fluss (non-GBR) für den Austausch mit dem Datennetzwerk (DN) für den Datenverkehr erstellt. Der Dienstdatenverkehr umfasst eine längere Route zur Berechnung der Latenz und zur Aufrechterhaltung des Datenverkehrs. Abbildung 1. 5G-Endgerät User Plane Aufbauprozess (Nachrichten) [5] Neue UE-Aufbauanforderung, erfordert die Erstellung eines Sitzungskontexts [1] UPF-Adresse festlegen [5] [10] Anforderung zur Erstellung einer Sitzung mit UPF [3] Sitzungskontextantwort [4] [5] Standard-Sitzungsaktualisierung abrufen [3] Standard-QoS, AMBR [3] Standard-Downlink- und Uplink-PDR-Regeln für IMSI hinzufügen II. Erste Uplink-/Downlink-DatenübertragungWenn eine tatsächliche Datenübertragung (d. h. Uplink- oder Downlink-Daten) stattfindet, sendet das AMF eine weitere SM-Kontextanforderung an das SMF, in der:   Das SMF sendet eine Sitzungsmodifikationsanforderung, die Informationen in Bezug auf den angeforderten Sitzungstyp enthält. Die UPF richtet eine PDU-Sitzung innerhalb der Regeln und Vorschriften gemäß den Benutzeranforderungen ein. Die UPF fügt dann QoS-Fluss-Mapping hinzu, legt den TEID fest, fügt verschiedene Regeln (wie PDR, FAR, URR usw.) und einige sitzungsbezogene Richtlinien zur PDU-Sitzung hinzu. Sie berechnet auch jeden Paketaustausch und fügt eine eindeutige Sitzungs-ID hinzu, um ihn von anderen PDU-Sitzungen zu unterscheiden. Die UPF fügt auch eine IMSI-Nummer hinzu, um das UE zu identifizieren, zu dem die aktuelle Sitzung gehört. Der Sitzungskontext wird von der UPF vorbereitet und über das SMF an das AMF gesendet, das ihn dann an das gNB weiterleitet. Er enthält Informationen wie den lokalen TEID der UPF, den QoS-Kontext und die Sitzungsfreigabemeldung. Abbildung 2.5G-Endgerät User Plane Erster Datenübertragungsfluss (Nachricht) [2] QoS-Richtlinienverwaltung (Richtlinientyp) [2] Dynamische Regelsetzung [2] Statische und dynamische Regelaktualisierung [3] Mapping FDR, PDR, QDR, BAR, URR [3] Regeln an die Sitzung anhängen [3] Erstellen eines neuen TEID und Einfügen in den PDR [2] Festlegen des an die UPF zu übergebenden TEID [2] QoS/Trägerverwaltung [5] Erstellen einer Sitzungsanforderung [9] Aktualisieren und Erstellen einer Sitzung [6] Regelplanung verarbeiten [7] Ladeautorisierung empfangen [2] Lade-Credits initialisieren [2] Alle aktiven Richtlinien abrufen [10] UPF-Sitzung einrichten [4] Sitzungen lesen, erstellen, aktualisieren und suchen [8] Sitzungen lesen und schreiben sowie alle Sitzungsvektoren serialisieren und deserialisieren [5] Inaktiver Zustand, wenn die PDU-Sitzung in den Leerlaufzustand wechselt [6] Sitzungsaktualisierungsantwort verarbeiten [5] Setup-Nachrichten vom AMF verarbeiten (Anfangsanforderung oder vorhandene PDU-Sitzung) [3] Benachrichtigungen über Zustandsänderungen an das AMF senden [3] Antworten (Sitzungskontext) vorbereiten, um sie an das AMF zur Weiterleitung an das gNB zu senden [3] Den lokalen TEID der UPF an das AMF senden, damit er vom gNB verwendet werden kann [3] Den entsprechenden QoS-Kontext an das AMF senden [5] Die PDU-Sitzungs-ID aus dem RAT-Kontext abrufen [5] AMF auffordern, eine Nachricht zum Freigeben der Sitzung zu senden

  Ähnlich wie bei früheren Generationen der Mobilkommunikation werden die vom Endgerät (UE) unterstützten Dienste im Kernnetzwerk gespeichert. Das UE kann erst nach Abschluss der Authentifizierungs- und Verschlüsselungsaktionen beim Einschalten vom Funknetzwerk ausgeführt werden. In 5G (NR)-Systemen, die NSSF (Network Slice Selection Function) unterstützen, erhält das Endgerät (UE) nach "RRC-Verbindungsaufbau, UE-Kontext, UE-ID-Zuweisung und Sicherheitsauthentifizierung," spezifische Abonnementdaten basierend auf dem Aktivierungsstatus und führt User-Plane-Einstellungen durch. Der spezifische Prozess ist wie folgt:   I. Abruf von Abonnementdaten: Das AMF sucht über die N22-Schnittstelle nach der NSSF (Network Slice Selection Function), um den am besten verfügbaren Netzwerkschnitt für den vom Benutzer angeforderten Dienst auszuwählen. Anschließend sucht es in der N10, um alle Abonnementdaten abzurufen, die sich auf AM (Access Management), SM (Session Management) und UE (Endgerät) beziehen. Das AMF verbindet sich über die N10-Schnittstelle mit der UDM, um Abonnementdaten zu erhalten. Der Prozess (Nachricht) ist wie folgt: [21] Füllen Sie die Slice-Informationen in der PDU-Sitzungsaufbau-Akzeptanznachricht aus [8] Erhalten Sie den AMF-Kontext basierend auf der UE-Kennung [8] Erhalten Sie den SMF-Kontext aus der Zuordnung [20] Setzen Sie den SMF-Kontext im AMF-Kontext [8] Das AMF erstellt einen neuen UE-Kontext   ---Das AMF konfiguriert die PCF (Policy Control Function), um die AM-Richtlinie über die N15-Schnittstelle abzurufen, auf die das UE zugreifen kann, und das SMF weist die Dienste entsprechend zu.   ---Das AMF hat alle UE-Kontexte gesammelt und erstellt nun eine weitere Kennung für das UE, die AMF UE NGAP ID, um sie dem Netzwerk hinzuzufügen.   II. User-Plane-Einrichtung Das AMF wählt das SMF (das alle Sitzungsmanagement-Operationen im 4G-System MME (sowie SGW-C und PGW-C) durchführt), um alle Sitzungsmanagement-Operationen selbst zu verwalten. Der Nachrichtenaustausch zwischen dem AMF und dem SMF erfolgt über die N11-Schnittstelle. Das SMF findet dann das beste UPF (User Plane Function) für das UE und erstellt eine Sitzung während der UL- und DL-Datenströme. Die Interaktion zwischen SMF und UPF erfolgt über PFCP (Packet Forwarding Control Protocol) auf der N4-Schnittstelle; der spezifische Prozess (Nachricht) ist wie folgt:   [3] Überprüfen Sie die Sitzungs-ID der bestehenden PDU-Sitzung [3] Senden Sie eine PDU-Sitzungsaufbau-Akzeptanznachricht an das UE und gNB [3] Senden Sie eine PDU-Sitzungsressourcen-Einrichtungsanforderungsnachricht an die gNB [4] Verarbeiten Sie die Antwort auf die PDU-Sitzungsressourcen-Einrichtung [4] Verarbeiten Sie die Antwort auf die PDU-Sitzungsressourcen-Freigabe [20] AMF verarbeitet die Ablehnung des PDU-Sitzungsaufbaus [20] Senden Sie eine PDU-Sitzungsablehnungsnachricht an das UE [3] Setzen Sie die Sitzungs-AMBR [20] Aktualisieren Sie die IP-Adressinformationen im SMF-Kontext und senden Sie eine Downlink-Übertragungsnachricht mit einem 5GMM-Grund an die gNB [3] [5] Rufen Sie das Benutzer-QoS-Profil und die UPF GTP TEID IP-Adresse aus dem SMF-Kontext ab [1] Senden Sie eine Aktivierungs-PDU-Sitzungskontext-Anforderungsnachricht [5] Fügen Sie einen Sicherheit-Header zur AMF-PDU-Sitzungsübertragungsanforderung hinzu [3] [6] Generieren Sie eine neue AMF NGAP UE ID [8] Benachrichtigen Sie NGAP über die neue AMF NGAP ID

  Seit 4G (LTE) haben Mobilkommunikationen Verschlüsselung und Integritätsschutz während des Terminalzugangs (UE) implementiert, um die persönliche Privatsphäre und Sicherheit während der Kommunikation zu gewährleisten. Die spezifischen Prozesse hierfür, zusammen mit Serviceressourcen und Datenübertragung, im 5G (NR)-System sind wie folgt:   I. AS-Sicherheit und RRC-Rekonfiguration:Zuerst sendet die AMF eine UE-Initial Context Establishment Request und eine Registration Acceptance Message an die gNB, um den in der gNB vorhandenen UE-Kontext zu aktualisieren. Die gNB führt dann die RRC-Rekonfigurations- und SMC-Prozeduren durch, damit das UE den verschlüsselten Kanal unter Verwendung von abgeleiteten Schlüsseln (z.B. k-gNB, k-RRC, k-UP-int) zugreifen kann.   [17] AMF sendet SAP [1] Aktualisieren der der AMF SAP zugewiesenen GUTI [9] AMF AS SAP Verbindungsaufbauanfrage verarbeiten [9] [16] AMF AS SAP Verbindungsaufbauablehnung verarbeiten [9] AMF AS SAP Verbindungsaufbaubestätigung verarbeiten [18] AMF AS SAP benachrichtigen, dass eine Security Mode Command Message an das UE gesendet werden muss [9] AMF AS SAP Sicherheitsanfrage-Primitive verarbeiten [17] Sicherheitsanfrage setzen, wenn Daten an die untere Schicht übertragen werden [1] AS SAP benachrichtigen, dass die Registrierung abgelehnt wurde [10] Einen neuen Sicherheitskontext von der oberen Schicht abrufen [23] Layer 3 NAS-Nachricht verschlüsseln/entschlüsseln/decodieren [8] UE-Kontext registrieren [1] Registrierungssignalisierungsprozess ausführen [1] Registrierungsabschlussnachricht verarbeiten [1] AMF sendet Registrierungsakzeptanznachricht   II. Uplink- (Downlink-)DatenübertragungWenn die User Plane für Uplink- oder Downlink-Zwecke eingerichtet ist, wird die PDU-Session-Update-Nachricht von der AMF an die SMF übertragen. Der spezifische Prozess ist wie folgt:   [3] gNB-IP und TEID werden im entsprechenden SMF-Kontext gespeichert [3] Session-Erstellungsantwortnachricht von SMF empfangen [3] gN-Aufbauantwortnachricht über gRPC vorbereiten und an SMF senden [9] QoS-Flow-Erstellungsliste [20] Funktion zum Überprüfen, ob die maximale Anzahl von PDU-Sessions erreicht wurde

Im 5G (NR)-Protokollstapel ist RRC (Radio Resource Control) Layer 3 und speziell für die Steuerung und Verwaltung von Funkressourcenverbindungen zwischen dem UE (UE) und dem gNB (gNB) zuständig, einschließlich: Aufbau und Verwaltung von Verbindungen, Ausstrahlung von Systeminformationen und Verarbeitung der Mobilitätsfunkträgerkonfiguration. 5G-Terminal-RRC-Verbindungen haben drei Zustände: RRC_IDLE, RRC_CONNECTED, und RRC_INACTIVE; "RRC_INACTIVE" wurde eingeführt, um die Batterieeffizienz zu verbessern und die Wiederverbindung zu beschleunigen.   I. RRC-Verbindungsaufbauprozess: Wie in Abbildung (1) gezeigt, initiiert das Terminal (UE) nach dem Einschalten den Aufbau einer RRC-Verbindung mit dem gNB; anschließend sendet der gNB eine erste NAS-Nachricht über die N2-Schnittstelle an die AMF, die RAN UE NGAP ID, UE-Kontext-Registrierungsanforderung, Standortinformationen, 5G S-TMSI und den Grund für den RRC-Aufbau enthält. Abbildung 1. RRC-Aufbauprozess des 5G-Terminals (UE)   II. Erste NAS-Nachricht + UE-Kontext-Wiederbeschaffung Diese Parameter sind die Identität, die dem Terminal (UE) zur Verfügung gestellt wird, um der AMF zu helfen, den UE-Kontext von der alten Serving-AMF zu erhalten oder indem der gesamte Prozess erneut ausgeführt wird (nur wenn die Serving-AMF keine Spuren der alten AMF finden kann); der gesamte Prozess wird über die N14-Schnittstelle abgeschlossen, und der spezifische Prozess (Nachricht) ist wie folgt: Abbildung 2. Erste NAS-Nachricht und UE-Kontext des 5G-Terminals (UE)   [8] Löschen des vorherigen Registrierungsanforderungskontexts [3] gNB sendet die erste NAS-Nachricht über die neue RRC-Verbindung [23] Entschlüsseln der sicherheitsgeschützten NAS-Nachricht [3][9] Verarbeiten der NGAP-Initial-UE-NAS-Nachricht [4] Verarbeiten der Initial-UE-Nachricht von NGAP [9] Mobilitätsmanagement-Nachricht [16] Speichern des Registrierungstyps in den Parametern [1] Erstellen des Registrierungsanforderungsprozesses [9] Kodieren der Initial-NAS-Informationsnachricht [7] Verarbeiten der NAS-kodierten Nachricht und Senden an die NGAP-Aufgabe [23] Entschlüsseln der Klartext-NAS-Nachricht [8] Überprüfen, ob alte Parameter vorhanden sind (z. B. UE-Kontext (GUTI, IMSI, gNB-ID usw.) [3] Aktualisieren des AMF-UE-Kontexts mit der neuen gNB-UE-NGAP-ID. Unter der Annahme, dass die neue AMF keine alten AMF-Spuren im Netzwerk finden kann, kann sie den NR-Anrufprozess nicht beenden. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die AMF Identitäts-, Authentifizierungs- und Sicherheitsprozeduren für das UE, um dem UE eine explizitere Identität hinzuzufügen.

  Die Access and Mobility Management Function (AMF) ist eine Control Plane (CU) Einheit im 5G-Kernnetz (CN). In einem drahtlosen Netzwerk muss sich ein gNodeB mit der AMF verbinden, bevor er auf 5G-Dienste zugreifen kann. Die AMF ist auch die einzige Network Functional Unit (NF) (ausgenommen Interaktionen mit der User Plane Function (UPF) während der PDU-Sitzungseinrichtung), die es dem gNodeB ermöglicht, mit dem 5G-Kernnetz zu kommunizieren.   I. Erweiterte MME AMF: Die AMF in 5G führt die meisten Funktionen der MME (Mobility Management Entity) in 4G aus. Die Einrichtung der Terminal (UE) PDU-Sitzung wird von der Session Management Function (SMF) Einheit durchgeführt, während Authentifizierungs- und sicherheitsbezogene Funktionen von der Authentication Server Function (AUSF) in 5G durchgeführt werden; wodurch die Trennung der Control Plane und User Plane in der 5G-Architektur erreicht wird. II. AMF-Funktionen: Ihre Funktionen sind in den relevanten 3GPP-Protokollen wie folgt definiert:   1. Registrierungsmanagement – ​​Die AMF verwaltet die Registrierung und Deregistrierung des Terminals (UE) im 5G-System; das Terminal (UE) muss den Registrierungsprozess abschließen, um auf 5G-Dienste zugreifen zu können. 2. Verbindungsmanagement - Stellt Control Plane (CP) Signalisierungsverbindungen zwischen dem UE und der AMF über die N1-Schnittstelle her und gibt sie frei. 3. Mobilitätsmanagement - Die AMF aktualisiert den Standort des UE im Netzwerk. Dies wird durch die periodische Registrierung des UE erreicht. 4. NGAP-Signalisierungsfluss - Beinhaltet Paging-Verfahren, NAS-Nachrichtenübertragung, PDU-Sitzungsmanagement, UE-Kontextmanagement und andere Nachrichtenübertragungen.   III. 5G (NR) Systeminterne Schnittstellen (Funktionen) N1/N2: Die AMF erhält alle verbindungs- und sitzungsbezogenen Informationen vom UE über die N1- und N2-Schnittstellen. N8: Alle Benutzer- und spezifischen UE-Richtlinienregeln, sitzungsbezogenen Abonnementdaten, Benutzerdaten und alle anderen Informationen (wie z. B. Daten, die Drittanbieteranwendungen zugänglich gemacht werden) werden in der UDM gespeichert. Die AMF ruft die UDM über die N8-Schnittstelle ab. N11: Diese Schnittstelle stellt einen Trigger zum Hinzufügen, Ändern oder Löschen von PDU-Sitzungen über die AMF auf der User Plane dar. N12: Diese Schnittstelle simuliert eine AUSF innerhalb des 5G-Kernnetzes und stellt der AMF Dienste über die AUSF-basierte N12-Schnittstelle zur Verfügung. 5G-Netzwerke stellen dienstbasierte Schnittstellen dar, die sich auf AUSF und AMF konzentrieren. N14: Dieser Referenzpunkt befindet sich zwischen zwei AMFs (Access and Mobility Management Functions). Der UE-Kontext wird während des Handover und anderer Prozesse über diese Schnittstelle übertragen. N15: Die Übertragung und Entfernung von Zugriffs- und Mobilitätsrichtlinien erfolgt über die N15-Schnittstelle zwischen der AMF und der PCF. N17: Ein emuliertes Device Identity Register (EIR) wird innerhalb des 5G-Kernnetzes erstellt und der AMF über eine Schnittstelle basierend auf N5g-EIR-Diensten zur Verfügung gestellt. Diese Schnittstelle unterstützt Geräteidentitätsverifizierungsdienste. N22: Die AMF wählt die beste Network Function (NF) im Netzwerk mit dem NSSF aus. Der NSSF stellt der AMF über die N22-Schnittstelle Network Function Location Information zur Verfügung. N26: Diese Schnittstelle wird verwendet, um den UE-Authentifizierungs- und Sitzungsmanagementkontext zu übertragen, wenn das UE zwischen 5G und 4G (EPS) handovert.

In 5G (NR) müssen AMF-Einheiten bei Konfigurationsänderungen oder -aktualisierungen nicht unterbrochen oder neu gestartet werden; sie müssen lediglich die relevanten Netzwerkeinheiten benachrichtigen. Für mobile Endgeräte (UEs) in ihrem Abdeckungsbereich werden die Änderungen über die gNB im Funknetzwerk mitgeteilt, und die AMF bestimmt, ob sich das UE bei der AMF neu registrieren muss. Der Aktualisierungsdefinitionsprozess ist wie folgt:   I. Konfigurationsaktualisierungsprozess:Wie in Abbildung (1) gezeigt, bestimmt die AMF basierend auf den Änderungen, ob sich das UE neu konfigurieren oder bei der AMF registrieren muss. Das heißt, wenn die AMF eine Änderung in der zuvor an das UE gesendeten Konfiguration feststellt, initiiert sie den Konfigurationsaktualisierungsprozess. Als Reaktion auf die Bestätigungsanforderung des UE sendet die AMF Konfigurationsaktualisierungsabschlussinformationen an die AMF.   Abbildung 1. Flussdiagramm zur Benachrichtigung über die AMF-Konfigurationsaktualisierung   II. AMF-Konfigurationsaktualisierungsschnittstelle (Nachricht)   [12] Downlink-RAN-Konfigurationstransmission erstellen [13] Downlink-RAN-Konfigurationstransmission senden [12] Downlink-RAN-Statusübertragung erstellen [13] Downlink-RAN-Statusübertragung senden [12] RAN-Konfigurationsaktualisierung fehlgeschlagen [13] RAN-Konfigurationsaktualisierung fehlgeschlagen senden [12] RAN-Konfigurationsaktualisierungsbestätigung [13] RAN-Konfigurationsaktualisierungsbestätigung senden [7] Konfigurationsaktualisierungsbefehl erstellen [8] Konfigurationsaktualisierungsbefehl senden [12] Downlink-UE-assoziierte NRPPA-Übertragung erstellen [13] Downlink-UE-assoziierte NRPPA-Übertragung senden [12] Downlink-Nicht-UE-assoziierte NRPPA-Übertragung erstellen [13] Downlink-Nicht-E-assoziierte NRPPA-Übertragung senden [9] Konfigurationsaktualisierung abgeschlossen [12] AMF-Konfigurationsaktualisierung erstellen [13] AMF-Konfigurationsaktualisierung senden

Die AMF-Einheit spielt eine entscheidende Rolle im 5G-Kernnetzwerk; sie ist für die Verarbeitung von NAS-Nachrichten verantwortlich, die transparent über das RAN (gNB) vom Endgerät (UE) übertragen werden. Die Registrierung, Authentifizierung und das Mobilitätsmanagement des Endgeräts (UE) während des initialen Zugriffs werden von der AMF unabhängig oder gemeinsam mit anderen relevanten Netzwerkelementen wie folgt abgeschlossen:   I.Die Reihenfolge derAMF-Schnittstellen und die Nachrichtennutzung für die 5G-Endgeräteauthentifizierungist in Abbildung (1) dargestellt; Abbildung 1. Reihenfolge der Nachrichtennutzung der UE-Authentifizierungs-AMF-Schnittstelle in 5G.     [11] UE-Authentifizierungsanfrage [11] UE-Antwort [17] NRF-Discovery AUSF [25] SCP NF-Instanz initialisieren [11] NAMF Nausf-Authentifizierungsanfrage [11] 5gAKA [11] Av5gAka enthält Authentifizierungsvektor 5gAKA-Methode [11] Amf_ue->SUCI [11] 5g AKA Bestätigungs-URL [11] SEAF startet Authentifizierungsprozess [11] SUPI und Kseaf [11] Authentifizierung erfolgreich [11] (oder) Authentifizierung fehlgeschlagen   II. Mobilitätsmanagement5G-Netzwerke bieten Hochgeschwindigkeits- und zuverlässige Konnektivität für mobile Benutzer und Geräte, einschließlich Fahrzeuge, Smartphones und IoT-Geräte. Während der Mobilität ist die AMF für die Übertragung und Verarbeitung von endgerätebezogenen Informationen verantwortlich. Seine Schnittstelle (Protokoll) wird wie folgt verwendet: Abbildung 2. Reihenfolge der AMF-Schnittstellennachrichten, die verwendet werden, wenn sich das UE in 5G bewegt   [5] Registrierungsanfrage verarbeiten [5] UE sendet initiale NAS-Nachricht an AMF [5] 5GS-Registrierungstyp festlegen: KSI, TSC [5] AMF neue GUTI [5] Streamnummer, NR-TAI, NR-CGI von ran_ue kopieren [5] TAI prüfen[5] Der von AMF ausgewählte Algorithmus sollte mit dem NAS-Sicherheitsalgorithmus übereinstimmen [5] 5GMM-Anfrage akzeptiert [5] 5GMM verarbeitet Registrierungsaktualisierung [5] 5GMM verarbeitet Dienstanfrage [6] Die initiale NAS-Dienstanforderungsnachricht sollte den Sicherheitstyp des Headers, ngKSI, TMSI und den Sicherheitstyp des Headers enthalten [6] 5GMM verarbeitet Dienstaktualisierung[17] NRF entdeckt AUSF [25] SCP NF-Instanz initialisieren [5][6] AMF NAUSF-Authentifizierungsantwort, dann bestätigen [5] Identitätsantwort SUCI[6] 5GMM-Status registriert [13] NGAP verarbeitet Pfadwechselanfrage [13] NGAP verarbeitet Wechselanfrage [13] NGAP verarbeitet Wechselbenachrichtigung [13] NGAP verarbeitet Ran-Konfigurationsaktualisierung [5][6] 5GMM verarbeitet UL NAS-Übertragung [5] 5GMM verarbeitet Deregistrierungsanfrage [5] 5GS-Deregistrierungstyp festlegen [5] AMF sbi gibt alle Sitzungen frei [5] Paging-Informationen löschen [5] SM-Kontext löschen [5] NG mit NAS entknüpfen