5G无线技术基础自学系列5G信令流程基础

　　素材来源：《5G无线网络规划与优化》
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　　由于5G网络架构有NSA组网和SA组网两种模式， 所以信令也分为NSA组网信令流程和SA组网信令流程。NSA组网时控制面在4G侧， 所以NSA组网信令流程遵循4G的信令流程； 5G SA组网采用了独立的5G核心网，信令流程也采用独立的信令流程。同时，信令流程中也会涉及网络架构和用户标识信息。7.1.1 5G网络基本架构
　　相比于4G，5G SA网络架构控制面与用户面的分离更为彻底， SA网络架构中包括了NGC和NR-RAN两部分， 其主要网元如图7-1所示。
　　5G的无线网络称为NR-RAN， 对应的网元是gNodeB， 主要功能和eNodeB基本类似， 包括无线资源管理、无线承载控制、无线准入控制、移动性控制、调度等。5G的核心网称之为NGC， 包含了AMF、UPF、SMF等网元， 具体网元功能如下。
　　(1) AMF：主要负责注册管理、连接管理、可达性管理、移动性管理、接入鉴权、合法监听、转发UE 和SMF间会话管理的消息。
　　(2) SMF：主要负责会话管理、UE IP地址的分配和管理、选择和控制UPF、配置UPF的流量定向、转发至合适的目的网络、策略控制和QoS、合法监听、计费数据搜集、下行数据到达通知。
　　(3) UPF：数据面锚点， 主要负责连接数据网络的PDU会话点、报文路由和转发、流量使用量上报、合法监听。
　　(4) UDM：主要负责签约数据管理、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。
　　(5) AUSF：支持鉴权服务功能。
　　(6) PCF：支持统一策略管理网络行为， 提供策略规则给控制面功能， 访问UDR中与策略决策相关的签约信息。7.1.2 NR用户标识
　　1.AS层 UE 标识
　　表7-1所示为无线网络临时标识(Radio Networ Temporary Iddentifier， RNTI) ， 是无线侧RRC连接中用户的临时身份标识， 长度固定为32bit。其中， RA-RNTI和Temporary CRNTI是随机接入过程中的临时标识， 当UE进入RRC Connect状态以后， 临时标识变成C-RNTI， 该标识实际值等于Temporary CRNTI， CS-CRNTI用于半静态调度场景， P-RNTI和SI-RNTI固定用于寻呼和系统广播消息的调度， 在全网范围内为固定值。
　　2. NAS 层 UE 标识
　　表7-2所示为UE和核心网交互信令的非接入层用户身份标识。其中， IMSI和IMEI都是UE的私有身份标识； 5G-GUTI是由AMF分配的用于替代用户的IMSI标识， 用以保证用户私有信息的安全性。