【原】5G(NR)终端注册空口消息

在5G系统中终端(UE)需向核心网络注册后才能获得授权接收服务、启用移动性跟踪和业务可达性。注册过程中会包括以下内容：

1. 注册类型:初始注册、移动注册、定期注册或紧急注册；

2. 终端身份(用户ID):5G-GUTI,SUPI,PEI或自4G GUTI派生的5G-GUTI；

3. 上次访问TAI列表:上次访问的TAI列表；

4. 安全能力:支持的加密和完整性算法；

5. 终端注册切片:首选切片类型(Requested NSSAI);

6. 终端默认切片指示: 如请求切片不可用,AMF可选择默认NSSAI;

7. 终端能力:UE无线能力和移动性(MM)能力;

8. PDU会话状态:终端之前PLMN(3Gpp 或non3Gpp连接的PDU会话;

9. PDU会话激活列表:如果PDU会话中有未传输的上行(UL)流量,则终端 将其包含在会话列表。

一、终端(UE)注册空口消息

在无线接口(Uu)终端(UE)注册共有三条消息它们分别是：终端发送注册请求消息到基站(gNB),基站通过NG接口再发送到核心网；核心网接受注册；终端回复注册完成；

二、终端(UE)注册消息解析

2.1.注册请求(REGISTRATION-REQUEST) 

这是终端(UE)完成无线接入(或切换)之后，通过NAS层向核心网发出的请求消息详细内容如下：

NrnasOtaMsgInterface-MSG

1>     08   00001000   ..enNrnasOtaMsgId:nRMM-OTA-MSG-REGISTRATION-REQUEST (2048)

2>     00   00000000   ..ucUpDown:0x0 (0)

3>     04   00000100   ..ucVersion:0x4 (4)

4>     3E   00111110

7>     00   00000000   ..ulLengthASN:0x3e (62)

                       ..struMsgChoice

                       ....struNRNAS-MM-MSG-STRU

8>     32   00110010

11>    00   00000000   ......ulNasMsgSize:0x32 (50)

12>    7E   01111110   ......extended-protocol-discriminator:0x7e (126)

13>    00   ----0000   ......sec-header-type:security-header-type-plain (0)（加密头类型==否）

            0000----   ......sPare-half-octet:0x0 (0)

                       ......msg-body

14>    41   01000001 T 

                       ........registrationRequest（注册请求）

                       ..........nAS-key-set-identifier

15>    22   0-------   ............tSC:native-security-context (0)

            -010----   ............nAS-key-set-identifier-value:key-set-identifier-value-2 (2)

                       ..........registration-type（注册类型）

            ----0---   ............follow-on-request:0x0 (0)

            -----010   ............registration-type-value:mobility-registration-updating (2)（移动性注册更新）

17>    0B   00001011 L

                       ..........nR-mobile-identity（终端5G标识）

18>    F2   -----010   ............type-of-identity:nr-guti (2)（5G GUTI)

            ----0---   ............odd-or-even-indic:even-number (0)

            1111----   ............spare:0xf (15)

                       ............nr-guti-body(5G GUTIxfsq)

19>    64   01100100

20>    F0   11110000

21>    00   00000000   ..............mcc-mnc:0x64f000 (6615040)(MCC-MNC:460 00)

22>    06   00000110   ..............aMF-Region-ID:0x6 (6)(AMF域ID)

24>    76   01------   ..............aMF-Set-ID:0x181 (385)(AMF集ID)

            --110110   ..............aMF-Pointer:0x36 (54) (AMF Pointer)

28>    00   00000000   ..............nR-TMSI:0x0 (0) (5G Tmsi）

2.2.注册接受(REGISTRATION-ACCEPT)

核心网接受终端(UE)注册后,回复接受其请求消息；

NrnasOtaMsgInterface-MSG

0>     01   00000001

1>     08   00001000   ..enNrnasOtaMsgId:nRMM-OTA-MSG-REGISTRATION-ACCEPT (2049)

2>     01   00000001   ..ucUpDown:0x1 (1)

3>     04   00000100   ..ucVersion:0x4 (4)

4>     3D   00111101

7>     00   00000000   ..ulLengthASN:0x3d (61)

                       ..struMsgChoice

                       ....struNRNAS-MM-MSG-STRU

8>     31   00110001

11>    00   00000000   ......ulNasMsgSize:0x31 (49)

12>    7E   01111110   ......extended-protocol-discriminator:0x7e (126)

13>    00   ----0000   ......sec-header-type:security-header-type-plain (0)

            0000----   ......sPare-half-octet:0x0 (0)

                       ......msg-body

14>    42   01000010 T 

                       ........registrationAccept(注册接受)

15>    01   00000001 L 

                       ..........nR-registration-result(5G注册结果）

16>    01   0000----   ............spare:0x0 (0)

            ----0---   ............sms-allowed:sMS-over-NAS-not-allowed (0)（终端通过NAS的SMS==不支持）

            -----001   ............registration-result-value:threeGpp-access (1)（3GPP接入==支持）

2.3.注册完成(REGISTRATION-COMPLETE)

收到核心网的注册接受消息后,终端(UE)回复完成；

NrnasOtaMsgInterface-MSG

0>     02   00000010

1>     08   00001000   ..enNrnasOtaMsgId:nRMM-OTA-MSG-REGISTRATION-COMPLETE (2050)

2>     00   00000000   ..ucUpDown:0x0 (0)

3>     04   00000100   ..ucVersion:0x4 (4)

4>     0F   00001111

7>     00   00000000   ..ulLengthASN:0xf (15)

                       ..struMsgChoice

                       ....struNRNAS-MM-MSG-STRU

8>     03   00000011

11>    00   00000000   ......ulNasMsgSize:0x3 (3)

12>    7E   01111110   ......extended-protocol-discriminator:0x7e (126)

13>    00   ----0000   ......sec-header-type:security-header-type-plain (0)（头加密类型:否）

            0000----   ......sPare-half-octet:0x0 (0)

                       ......msg-body

14>    43   01000011 T 

                       ........registrationComplete（注册完成）

三、终端(UE)初始注册ID和AMF选择

当终端(UE)执行初始注册时,在请求消息中要标明身份;按如下所示优先级降序排列：

– 终端(UE)尝试注册PLMN分配的本地5G-GUTI(如可用)；

– 由等效PLMN分配给UE，尝试注册的PLMN的本地5G-GUTI(如可用)；

– 其他PLMN分配的本地5G-GUTI(如可用)；

– 否则,终端(UE)应将其SUCI包含在TS 33.501 [15]定义的注册请求中。

所以终端(UE)使用5G-GUTI或SUCI进行注册，而不是SUPI。

在初始注册期间如没可用GUAMI，则UE向SUCI注册。并且基于它尝试注册的服务，它将发送适当的NSSAI，且UE必须订阅该NSSAI。

gNB根据 AMF的负载值(权重因子)选择合适的AMF。如果该AMF将无法支持注册请求中请求的NSSAI，则AMF将启动AMF重新分配过程。

终端完成注册后，就可以根据其支持的网络切片申请相关的PDU会话，进行各种业务。