【5G NR】NAS连接管理—CM状态

 

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NAS连接管理

CM-IDLE状态

CM-CONNECTED状态

5GS CM状态模型

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NAS连接管理

        NAS连接管理包括通过N1接口在UE和AMF之间建立和释放NAS信令连接的功能。NAS信令连接用于实现UE与核心网络之间的NAS信令交换。当UE接入5G网络时，首先与基站建立RRC连接，当RRC连接建立完成后，UE与基站的空口连接成功建立。随后UE与5GC的AMF建立NAS连接，经过NAS层的消息编解码和消息处理，UE最终在5GC成功注册，这时UE与5GC成功建立PDU会话，就可以进行业务数据收发了。

        UE与AMF的连接状态分为两种：

                - CM-IDLE

                - CM-CONNECTED

        3GPP协议区分了用于3GPP接入和非3GPP接入的CM状态彼此独立，对于我们而言，不考虑非3GPP接入，只需要关心3GPP接入。下面看一下CM-IDLE和CM-CONNECTED两种状态的具体内容。

CM-IDLE状态

        当UE与AMF连接状态为CM-IDLE时，表示UE在N1上没有与AMF建立NAS信令连接，也没有接入网信令连接，N2连接和N3连接。每当在基站和AMF之间为该UE建立N2连接时，AMF将进入UE的CM-CONNECTED状态。AMF接收到初始N2消息（例如N2 INITIAL UE MESSAGE），将开始从CM-IDLE转换到CM-CONNECTED状态。
        如果UE同时处于CM-IDLE状态和RM-REGISTERED状态，当UE接收到寻呼消息时，可以通过执行服务请求程序来响应寻呼;当UE要发送上行信令或上行用户数据时，也会执行服务请求过程。
        当AMF中的UE状态是RM-REGISTERED时，AMF会存储发起与UE的通信所需的UE信息。 AMF可以使用5G-GUTI来检索发起与UE的通信所需的存储信息。
        在RRC连接建立阶段，UE使用5G-S-TMSI作为UE标识。当UE与基站之间RRC连接建立成功后，初始NAS消息（Registration Request, Service Request 或者Deregistration Request）传输到AMF，UE将开始从CM-IDLE状态转换到CM-CONNECTED状态。
 

CM-CONNECTED状态

        UE处于CM-CONNECTED状态，表示UE与AMF在N1接口上具有NAS信令连接。 NAS信令连接使用UE与NG-RAN之间的RRC连接以及AN与AMF之间的NGAP UE关联以进行3GPP接入。 UE处于CM-CONNECTED状态，其中NGAP UE关联不绑定到AN和AMF之间的任何TNLA。在完成NAS信令过程后，AMF可以决定释放与UE的NAS信令连接。
        UE在CM-CONNECTED状态下，当发生RRC Release时，UE进入CM-IDLE状态。当AMF中的UE CM状态为CM-CONNECTED时，每当该UE的NGAP信令连接和N3用户面连接被释放时，将该UE置为CM-IDLE状态。AMF可以将UE CM状态保持在处于CM-CONNECTED状态的AMF中，直到UE从核心网注销为止。

        处于CM-CONNECTED状态的UE可以处于RRC Inactive状态，当UE处于RRC Inactive状态时：

        -  UE reachability由RAN在核心网的协助下进行管理；

        -  UE paging由RAN管理；

        -  UE使用5G-S-TMSI和RAN identifier来监视寻呼。

5GS CM状态模型

 UE中的CM状态转换

        对于UE来说，当UE与基站的连接建立时，UE进入CM-CONNECTED状态，当连接被释放后，UE进入CM-IDLE状态。

 AMF中的CM状态转换

        对于AMF来说，当N2上下文建立时，AMF中UE CM状态为CM-CONNECTION，当N2上下文释放时，UE CM状态转换为CM-IDLE。当UE进入CM-IDLE状态后，用户面的PDU会话将进入去激活。