5G初始注册流程详解(2)-Registration Request
1:了解注册的本质,5G终端为什么要注册?2:SUCI,SUPI,5G-GUTI的区别?3:为什么会有COMPLETE REGISTRATION REQUEST呢?
千呼万唤,快递员终于把餐盒(INITIAL UE MESSAGE)送到了,我们的AMF拆开餐盒(解封装),得到了美食。(Registration Request&COMPLETE REGISTRATION REQUEST)。
首先了解注册的本质,5G终端为什么要注册?
对于终端来说,安全和其他流程必须的。比如正常的公司入职流程,收到OFFER后,直接办公室去展开业务吗,这是不行的,如果流程这样的话,容易被人冒充,不登记的情况下,公司也不知道你的联系方式,开个会都找不到人。所以通常要先到人事,行政用身份证先做入职流程,最后公司分配一个工牌,或者用指纹,面容都行,所以终端注册就是核心网(公司)要登记终端(员工)信息,分配UE能力(岗位职责)的一个过程。
SUCI,SUPI,5G-GUTI的区别?
这里身份证就是SUPI,是用户的真实身份,身份证是个人隐私,通常上班打卡都不用身份证,那么公司给分配一个工牌,后续刷卡,吃饭,身份识别都用工卡就行了,这里工卡就是5G-GUTI了。4G初始注册往往使用SUPI注册,然而在5G的时候对安全的要求更高了,5G初始注册希望用SUCI,SUCI是能在初始登记的时候就对SUPI加密,让用户的身份最大程度的保密。但目前还未实装,因为实装的话需要更换USIM卡,所以目前用的是未加密方式的SUCI(没有5G-GUTI的情况下)去5G核心网初始注册的。
GNB如何找到AMF?(快递如何准确送到用户手里)
如果UE带了5G-GUTI来注册,那么 UE还会在AN参数中携带GUAMI来指示AMF,那么GNB根据GUAMI就能找到AMF。
如果UE带了SUCI注册,那么不会在AN参数中携带GUAMI,这时候GNB看有没有请求的切片,如果有,根据切片选AMF,如果没有,选默认AMF。
为什么会有COMPLETE REGISTRATION REQUEST呢?
UE有些内容必须是通过NAS密文传输的,比如5GMM capability,Requested NSSAI,UE's usage setting和5GS update type等。在Registration Request消息里面就是看的话就是NAS message container。
如果UE存在有效的5G NAS安全上下文(ngKSI),然后 UE如果有需要密文发送的内容,就会在Registration Request消息里面有一段NAS message container,这一段被AMF完全解码之后,就是COMPLETE REGISTRATION REQUEST了。如果只有Registration Request,始终看不到COMPLETE REGISTRATION REQUEST,那么就需要检查AMF是否打开了信令解析功能了。
然后我们再看看NAS协议栈,UE通过空口发给5G-AN的消息分为2部分,1部分是AN参数(这部分是给GNB看的),1部分是NAS-MM参数(这部分是给AMF看的),5G-AN把NAS-MM封装后送到AMF。
必选参数:
5GS Registration type and Ngksi:
初始注册initial registration场景,开机,飞机模式恢复,被核心网注销后。
移动注册(Mobility Registration Update),TAI LIST更新,UE能力改变,请求切片改变的场景。
周期性注册(Periodic Registration Update),T3512定时器超时发起的。
紧急注册Emergency Registration国内没有用。
follow on=1,终端后续有信令或数据要上传,在这里表示终端在注册以后还有建立PDU会话。
follow on=0,表示后续没有其他流程,比如EPS FALLBACK,到了4G,通话结束后通过Fast Return回5G,在5G发起移动更新注册(FOR=0),注册完后发起RRCRelease。比如某些物联网终端,为了节约信令开销,只注册就行了。
Ngksi:网络分配的NAS秘钥集标识,用于识别NAS安全上下文。
5GS mobile identity:
5GGUTI,当UE有5GGUTI或者GUTI的时候,会携带5GGUTI过来注册。(或者GUTI映射的5GGUTI)
其他情况UE使用SUCI注册。
紧急注册,UE没有SUCI和5GGUTI的情况下使用PEI注册
可选参数:
UE's usage setting:
voice centric:代表终端是语音终端,需要5G核心网支持IMS语音,如果不支持,则终端不能留在5G,会重选4G.
Date centric:代表终端是数据终端,如果没有这个参数,也代表终端是数据终端。
5GMM capability
S1 MODE:终端是否支持LTE EPC NAS,比如4/5G互操作
HO attach:终端是否支持handover类型的attach,比如单注册无N26场景
LPP:一种定位算法、
UE security capability:
UE在5G支持的NAS安全和完整性保护算法:
加密有5G-EA0,128-5G-EA1-EA3等,其中5G-EA0是终端必须支持的,这是个空算法,通常会协商成5G-EA0加密,虽然是空加密算法,但核心网也认为是加密了。
完整性保护有5G-IA0,128-5G-IA1-IA3等,通常协商为128-5G-IA1。
S1 UE network capability
UE在4G支持的NAS安全和完整性保护算法
和5G的加密,完整性保护算法类似。
Requested NSSAI
当5GS注册类型为“初始注册”或“移动注册更新”,并且满足如下条件时,会携带此IE:
UE对当前PLMN有配置的NSSAI;
UE对当前PLMN具有允许的NSSAI;
UE既没有当前PLMN的允许的NSSAI,也没有当前PLMN的Configured NSSAI,但是有默认配置的NSSAI。
Last visited registered TAI
UE最后访问的跟踪区域
5GS update type
SMS over NAS:是否支持NAS 短信,目前TOC网络的话,还是IP短信。
NG-RAN-RCU :是否允许UE在注册时向网络提供附加信息,为1则AMF删除存储的UE能力,为0不删除,后续发给N2的请求中如果没有UE能力,会有RAN向UE索取该参数信息并通过N2 UE RADIO CAPABILITY INFO INDICATION消息上传给AMF。
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