Common procedures in 5G - ianchen0119/Introduce-to-5GC GitHub Wiki

本文目標

• 理解核心網路在移動網路中扮演的角色
• 認識核心網路中常見的功能

進入正題

3GPP TS 23.502 針對了核心網路中大量不同的流程做出定義以適應所有場景，其中有四個 Procedure 是在核心網路中觸發次數最頻繁的。 了解這四個主要流程可以幫助我們建立核心網路的大概念：

Registration

Registration procedure 是 UE 啟動後一定會發起的流程（Initial Registration），UE 必須向核網端完成註冊才能順利的使用以下功能：

• Authorized
• Services
• Mobility tracking
• Reachability

除了 Initial Registration 以外，還有針對不同場景需要觸發的 Registration procedure，像是：

• 當 UE 與 RAN 停止連線（CM-IDLE），但需要定期向核心網路回報自身位置的 Periodic Registration。
• 當 UE 離開核網分配的 Registration Area 並抵達新的 Tracking Area，需要更新 UE Mobility 時所發起的 Mobility Registration。
• 當 UE 需要使用緊急服務時發起的 Emergency Registration。

Session Management

5G 核心網路提供 UE 與 Data Network 連線的能力，包含：

• IMS
• Internet

UE 為了連線到 Data Network（資料上下行），會發起 PDU Session 的建立請求，待建立完成後，UE 才能讓資料封包在 User Plane 上流通以進行交換。 考慮到 UE 會隨著使用者移動，過程中不一定會一直由相同的 RAN 或是 UPF 服務，所以 Session modification 的功能也非常重要。

Handover

考慮到 UE 的可移動性，電信商會在陸地上廣泛部屬基地台以保證使用者的 QoS（Quality of Service）。 對於處在移動狀態的 UE，隨著距離移動得越多，與服務中的基地台之間的訊號便會持續衰弱。為了保持服務品質，UE 與核心網路端都有對應的機制，當服務中的基地台訊號與周圍的其他基地台訊號之間的強度有足夠的落差，UE 或是核心網路端就會依據策略觸發 Handover procedure。

參考上圖，UE 原本由左邊的基地台服務，當車輛駛離原先的基地台並且進入其他 Serving Cell 時，UE 會比較不同 Cell 的訊號強度，當訊號差通過一個門檻時，handover 就會被觸發！

Paging

參考上圖，當 UE 處於 CM-IDLE 的狀態，但在網路端這邊有要傳送給 UE 的 Packet，核心網路就必須透過 Paging（尋呼）的方式通知 UE。等到 UE 收到通知，便會向核心網路發起 Service Request 以建立 PDU Session。

考慮到能源管理，UE 會在 CM-CONNECTED 與 CM-IDLE 之間做切換已漸少能量消耗。 對核心網路與 RAN 來說，減少非必要的持續連線也可以降低負擔。