【3GPP】【核心网】【5G】NAS连接管理和UE注册管理状态（超详细）

1. 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

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

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。

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。

2.【5G NR】UE注册管理状态

5GS注册管理状态

在UE和AMF中使用两个RM状态，反映UE在所选PLMN中的注册状态：

RM-DEREGISTERED状态

RM-DEREGISTERED状态表示UE未向网络注册。 此状态下，在AMF中的UE上下文中，没有该UE的有效位置或路由信息，因此AMF不能到达UE。但UE上下文的部分信息仍然可以存储在UE和AMF中，避免在每次注册过程中进行身份认证。

对于UE一侧来说，在RM-DEREGISTERED状态下，操作如下：

对于AMF一侧来说，当AMF中的UE RM状态为RM-DEREGISTERED时，操作如下：

RM-REGISTERED状态

RM-REGISTERED状态表示UE已向网络注册。

对于UE侧来说，在RM-REGISTERED状态下，操作如下：

对于AMF一侧来说，当AMF中的UE RM状态为RM-REGISTERED时，操作如下：

• • RM-DEREGISTERED.

  • RM-REGISTERED.

  • 如果所选PLMN接收需要注册的服务，则尝试使用Initial      Registration流程向其注册；

  • 如果初次注册收到Registration      Reject，则保持RM-DEREGISTERED状态；

  • 收到Registration      Accept后，转换为RM-REGISTERED 状态。

  • 收到UE的注册请求后，如果接收注册，则向该UE发送Registration      Accept来接受UE的初始注册，将该UE RM状态转换为RM-REGISTERED。

  • 如果拒绝UE注册，则向该UE发送Registration      Reject。

  • 如果服务小区的当前TAI不在UE的TAI列表中，则立即执行移动性注册更新过程，保持UE注册状态，使AMF能够寻呼UE；

  • 执行由定期更新计时器到期触发的定期注册更新过程，以通知网络UE仍然处于活动状态。

  • 执行移动性注册更新过程以更新UE能力信息或与网络重新协商协议参数；

  • 当UE不再需要向PLMN注册时，执行注销流程，并进入RM-DEREGISTERED状态。UE可以随时决定从网络注销。

  • 收到Registration      Reject或Deregistration消息时，进入RM-DEREGISTERED状态。UE的后续动作取决于Registration      Reject或Deregistration消息中携带的原因值。

  • 当UE不再需要向PLMN注册时，执行注销程序，将UE转换为RM-DEREGISTERED状态。网络可随时决定注销UE；

  • Implicit      Deregistration计时器到期，随时执行Implicit      Deregistration，并将UE状态转换为RM-DEREGISTERED状态；

  • AMF可以接受或拒绝来自UE的Registration      Requests或Service Requests。