[5G NAS] Proceso de establecimiento de PDU del lado del terminal NR y filtrado y mapeo de paquetes de datos

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Trabajo para un fabricante de terminales de renombre internacional y soy responsable de la investigación y el desarrollo de chips de módem.
En los primeros días de 5G, fue responsable del desarrollo de la capa de servicio de datos de terminales y la red central. Actualmente, lidera la investigación sobre estándares técnicos para redes de potencia informática 6G.


El contenido del blog gira principalmente en torno a:
       Explicación del protocolo 5G/6G
       Explicación de la red de potencia informática (computación en la nube, computación de borde, computación final)
       Explicación del lenguaje C avanzado Explicación
       del lenguaje Rust

Proceso de establecimiento de PDU del lado del terminal NR y filtrado y mapeo de paquetes

1. El terminal envía un mensaje de SOLICITUD DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU

Sabemos que el mensaje SM del terminal en 5G debe encapsularse en el mensaje MM y enviarse, que es el llamado piggyback. Por lo tanto, la terminal debe generar primero el mensaje SM y luego generar el mensaje MM para el piggyback.

1.1 Preparación de parámetros clave

       Para establecer una sesión de PDU, el terminal debe enviar un mensaje de SOLICITUD DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU, que requiere que el terminal:

• Asignar un actualmente no utilizado PDU session ID;
• Asigne uno que no se utilice actualmente PTIpara identificar el proceso de establecimiento de sesión de PDU actual;
• DN-specific identity, utilizado para verificación y autenticación cuando el terminal accede a la red externa;
• SSC mode, los valores opcionales incluyen "SSC modo 1", "SSC modo 2", "SSC modo 3";
  • Si el tipo de sesión de PDU es "IPv4", "IPv6", "IPv4v6", entonces el modo SSC opcional puede ser "SSC modo 1", "SSC modo 2", "SSC modo 3";
  • Si el tipo de sesión de PDU es "Ethernet" o "No estructurado", entonces el modo SSC opcional puede ser "SSC modo 1" o "SSC modo 2";
  • Si se trata de cambiar una PDU establecida de EPC a 5GC, el modo SSC opcional puede ser el "modo SSC 1";
• PDU session type, los valores opcionales incluyen "IPv4", "IPv6", "IPv4v6", "Ethernet", "No estructurado";
• RQoSparámetro, que indica si el terminal admite el mapeo de QoS inverso;
• 最大packet filters, indique a la red central la cantidad máxima de filtros de paquetes admitidos por esta sesión de PDU;
  • Si la sesión de PDU se estableció recientemente y el tipo de sesión de PDU es "IPv4", "IPv6", "IPv4v6", "Ethernet", se admite un máximo de 16 filtros de paquetes;
  • Si es una sesión PDU establecida en EPC y el tipo es "IPv4", "IPv6", "IPv4v6", "Non-IP", y se convierte a 5GC, soporta hasta 16 filtros de paquetes;
• 最大完整性保护数据速率；
• MH6-PDU, indicando a la red central si debe soportar la función IPv6 multi-homing;
• always-on pdu, indicando a la red central si la PDU es una "PDU en línea permanente";

1.2 Construya y envíe el mensaje UL NAS TRANSPORT

Los parámetros en el mensaje de PETICIÓN DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU        se describen en 1.1 . Luego, el terminal utilizará el mensaje UL NAS TRANSPORT para enviar, y los parámetros en UL NAS TRANSPORT son los siguientes:

• mensaje de PETICIÓN DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU ;
• ID de sesión de PDU correspondiente a la creación, conmutación o conversión;
• Establecer el tipo de solicitud, incluyendo opcionalmente "solicitud inicial", "sesión de PDU existente", "solicitud de emergencia inicial", "sesión de PDU de emergencia existente";
• Seleccione S-NSSAI, si el tipo de solicitud de la sesión de PDU es:
  • 初始请求, y el terminal decide USRPestablecer una nueva sesión de PDU de acuerdo con (incluyendo uno o más S-NSSAI) o políticas locales;
    • Si se trata de un escenario sin roaming, el parámetro S-NSSAI se puede seleccionar desde el USRP coincidente, el USRP predeterminado o el S-NSSAI configurado localmente en el terminal, pero debe pertenecer a allowed S-NSSAI;
    • Si es una escena itinerante:
      1. Luego, el parámetro S-NSSAI se puede seleccionar desde el USRP correspondiente, el USRP predeterminado o el S-NSSAI configurado localmente en el terminal, pero debe pertenecer a mapped S-NSSAI;
      2. El S-NSSAI asociado al S-NSSAI seleccionado en 1 y perteneciente al S-NSSAI permitido;
  • 存在的PDU session, el parámetro S-NSSAI es el S-NSSAI asociado con esta sesión de PDU existente. Si se trata de una escena itinerante, también debe ser un S-NSSAI mapeado;
• Establezca DNN, si el tipo de solicitud inicial es "solicitud inicial" o "sesión de PDU existente", use el DNN especificado en lugar del DNN predeterminado;
• Cuando el terminal recibe un mensaje de ORDEN DE MODIFICACIÓN DE SESIÓN DE PDU y el valor de la causa es "#39 reactivación solicitada", incluirá la sesión de PDU actualmente establecida old PDU session ID;

Cuando se envía UL NAS TRANSPORT , se iniciará el temporizador T3580.

Si no hay una regla URSP coincidente en el terminal, y no hay S-NSSAI en la información de configuración local del terminal y el URSP predeterminado, el terminal no proporcionará S-NSSAI en el mensaje de establecimiento de sesión de PDU.

2. La red acepta la SOLICITUD DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU del terminal

       Cuando la SMF recibe el mensaje SOLICITUD DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU, verificará si puede establecer una conexión con el DN solicitado por el terminal, lo que puede incluir algunos procedimientos de autenticación. Cuando SMF confirme que se puede establecer una conexión con DN, responderá ACEPTAR ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU al terminal .

2.1 Parámetros clave en la ACEPTACIÓN DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU

• authorized QoS flow descriptions IE, este campo no es obligatorio, si se cumple una de las siguientes condiciones, debe construirse:

  • El IE de reglas de QoS autorizado contiene al menos un flujo de QoS GBR;
  • El QFI asignado es inconsistente con el QFI en el 5QI de su flujo de QoS;
  • Este flujo de QoS se puede asignar al portador EPS;

• Si esta sesión de PDU admite la interacción con EPS, también creará Mapped EPS bearer contexts IEy registrará mapped EPS bearer contextla relación de mapeo entre cada flujo de QoS y;

• SSC mode IE,si:

  • Si el modo SSC no está incluido en la SOLICITUD DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU , se seleccionará un modo SSC predeterminado de acuerdo con la información de suscripción del DN y la información de configuración del SMF correspondiente;
  • El modo SSC está incluido en la SOLICITUD DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU , y uno de los modos SSC informados se seleccionará según el tipo de sesión de PDU, la información de suscripción del usuario y la información de configuración de SMF;

  Traducción: si la sesión de PDU es una sesión de PDU de emergencia, la SMF debe establecer el IE del modo SSC seleccionado en el mensaje de ACEPTACIÓN DE ESTABLECIMIENTO de la sesión de PDU en "modo 1 de SSC". Si la sesión de PDU es una sesión de PDU que no es de emergencia del tipo de sesión de PDU "Ethernet" o "No estructurada", la SMF establecerá el "IE de modo SSC seleccionado" en "SSC modo 1" o "SSC modo 2". Si la sesión de PDU es una sesión de PDU que no es de emergencia del tipo de sesión de PDU "IPv4", "IPv6" o "IPv4v6", SMF establece el modo SSC seleccionado IE en "SSC modo 1", "SSC modo 2" o "SSC modo 3" .

• S-NSSAI IE, seleccione el S-NSSAI o S-NSSAI mapeado informado en la SOLICITUD DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU (en escenarios de roaming);

• PDU session type IE, si el mensaje SOLICITUD DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU contiene una configuración de:

  • Para el tipo de sesión de PDU IE de "IPv4v6", SMF seleccionará "IPv4", "IPv6" o "IPv4v6" como el tipo de sesión de PDU IE seleccionado para esta sesión de PDU. Si la información de suscripción, la configuración de SMF o ambas están restringidas al DNN solicitado solo a IPv4 o solo a IPv6, el SMF incluirá el valor de causa 5GSM #50 "Tipo de sesión de PDU solo IPv4" en el causeIE de 5GSM del mensaje de ACEPTACIÓN DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU permitido respectivamente" o #51 "Tipo de sesión de PDU solo permitido IPv6";
  • Si el tipo de sesión de PDU seleccionado es "IPv4", SMF incluirá el IE de dirección de PDU en el mensaje de ACEPTACIÓN DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU y establecerá el IE de dirección de PDU en la dirección IPv4 asignada al UE en la sesión de PDU;
  • Si el tipo de sesión de PDU seleccionado es "IPv6", la SMF incluirá el IE de dirección de PDU en el mensaje de ACEPTACIÓN DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU y establecerá el IE de dirección de PDU en el identificador de interfaz de la dirección local de enlace IPv6 asignada al UE en el sesión de PDU (bajo 64 bits);
  • Si el tipo de sesión de PDU seleccionado es "IPv4v6", SMF incluirá el IE de dirección de PDU en el mensaje de ACEPTACIÓN DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU y configurará el IE de dirección de PDU como el identificador de interfaz de la dirección IPv4 y la dirección local de enlace de IPv6, que es asignado al UE de sesión de PDU;

• Para las sesiones de PDU que no sean de emergencia, también se incluirá una DNN IE;

• Session-AMBR;

• Si el terminal informa que admite RQoS, la SMF considera que todos los flujos de QoS en esta PDU pueden admitir RQoS y puede configurar uno RQ timer IE. Si SMF establece el temporizador RQ en "desactivado" o 0, significa que la función RQoS no se inicia;

• Always-on PDU session requested IE

Tenga en cuenta que si el terminal no configura los filtros de paquetes máximos admitidos, la red tiene como valor predeterminado 16. Si se configura la "velocidad máxima de datos de protección de integridad", no se permite modificarla durante todo el ciclo de vida de la sesión de la PDU.

Cuando el terminal recibe el mensaje de ACEPTACIÓN DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU, el terminal detendrá el temporizador T3580 y liberará el PTI.En este momento, el terminal considera que la sesión de PDU se ha establecido con éxito. El terminal almacenará "reglas de QoS autorizadas", así como "Sesión-AMBR" y "descripciones de flujo de QoS autorizadas" recibidas en el mensaje de ACEPTACIÓN DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU .

El terminal también comprobará los errores semánticos y sintácticos de las "reglas de QoS autorizadas" configuradas y las "descripciones de flujo de QoS autorizadas". Para obtener más información, consulteTS24501-6.4.1.3。

Si el tipo de sesión de PDU solicitada por el terminal es "IPv4v6", pero:

• El tipo de sesión de PDU configurado en la red es "IPv4" y no contiene el mensaje de error n.º 50 de 5GSM "Tipo de sesión de PDU solo permitido en IPv4";
• El tipo de sesión de PDU configurado en la red es "IPv6" y no contiene el mensaje de error n.º 51 de 5GSM "Tipo de sesión de PDU solo se permite IPv6";

En este caso, el UE puede usar el mensaje SOLICITUD DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU para solicitar otra sesión de PDU de otra versión de IP al mismo DNN y al mismo S-NSSAI.

Si el tipo de sesión de PDU solicitada por el terminal es "IPv4v6", pero:

• El tipo de sesión de PDU configurado en la red es "IPv4" y contiene el mensaje de error 5GSM n.° 50 "Tipo de sesión de PDU solo permitido en IPv4";
• El tipo de sesión de PDU configurado en la red es "IPv6" y contiene el mensaje de error 5GSM n.º 51 "Tipo de sesión de PDU solo permitido en IPv6";

En este caso, el UE no utilizará el mensaje SOLICITUD DE ESTABLECIMIENTO DE SESIÓN DE PDU para solicitar otra sesión de PDU de otras versiones de IP al mismo DNN y al mismo S-NSSAI, a menos que:

• El terminal está registrado en una nueva PLMN y no está en la lista de PLMN equivalentes;
• El tipo de PDU utilizado para acceder a este DNN y S-NSSAI ha cambiado;
• apagado de terminales;
• retiro de la tarjeta USIM;

3. El número máximo de sesiones de PDU que el terminal puede establecer

El número máximo de sesiones de PDU que        un terminal puede establecer en una PLMN está limitado por los siguientes valores mínimos:

• El ID de sesión de PDU máximo permitido por el protocolo (especificado en 3GPP TS 24.007-11.2.3.1b);
• El número máximo de sesiones de PDU correspondientes a la PLMN;
• El UE implementa un número máximo específico de sesiones de PDU;

4. Reenvío de datos de la aplicación

       Después de que la sesión de PDU se haya establecido con éxito, la aplicación del terminal puede enviar datos, entonces, ¿cómo se asignan los datos de la aplicación al flujo de QoS correspondiente? Por supuesto, a través de las reglas de QoS correspondientes, detecte paquetes de datos DL/UL y descubra a qué QoS Folw se deben asignar los datos, es decir, qué QFI, de acuerdo con las reglas de QoS coincidentes.
       El protocolo no estipula dónde realizar el proceso de filtrado de los paquetes de datos de la aplicación. Creo que se puede implementar en el lado del AP. Por ejemplo, consulte las reglas de QoS configuradas por la red para el terminal a través de AT Command, luego realice el filtrado y finalmente, envíe los paquetes de datos y QFI coincidentes a SDAP; si no coinciden las reglas de QoS, el terminal debe descartar el paquete de datos de acuerdo con el acuerdo.

       Con respecto al contenido de las reglas de QoS y el filtrado de paquetes, escribiré otra publicación de blog por separado, así que estén atentos.

+CGTFTRDP: se utiliza para mostrar las reglas de QoS asignadas a la red para un flujo de QoS 5GS

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La red rechaza el proceso de solicitud de establecimiento de sesión de PDU del terminal, que no presentaremos en esta publicación de blog. Si está interesado, consulte TS24501-6.4.1.4.

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