无线接入控制是一种针对话务拥塞的处理机制。通过限制移动设备向基站的连接请求,保护和保证紧急呼叫等关键通信的成功接入。无线侧可控制接入的方法有两种:
1.(终端侧)接入控制方式
在向基站移动设备发送任何连接请求之前(终端)需读取广播消息、(基站)识别呼叫类型,并判断(基站)是否禁
止呼叫的连接请求。
2.(基站侧)无线(RRC)连接拒绝
基站识别移动终端发送的连接请求类型,并决定是否以RRCConnectionReject.方式拒绝(该)服务请求。
移动运营商最终使用一种或两种方法进行接入控制,其将取决于网络连接的(用户数)和话务情况 。
3.5G(NR)网络接入控制方案
对于5G(NR)网络3GPP也制定了一套标准,也就是通过话务拥塞机制来控制移动终端接入网络。 具体有两种方案控制终端接入网络的尝试。
通过广播信息指示小区保留和接入限制;
用户接入等级限制(UAC)功能;
3.1 广播信息指示小区接入限制
小区预留和访问限制基于MIB和SIB中包含的一组标识,这组标识指示是否允许小区选择和小区重选。
在5G(NR)中MIB消息中包含“小区禁止”和IE cellBarred 小区限制信息,这些信息通过“禁止”或“不禁止”值广播。 这个标识允许终端提早检测状态,而不需要接收和解码SIB1。 如果一个小区被禁止,那么UE就不允许选择或重选该小区。
小区频率限制: 如果MIB表示某个小区被禁止,那么UE还将检查同样包含在MIB中的(同频重选)intraFreqReselection标志。 如果此标志设置为“‘notAllowcd”,则不允许重选到同频的另一个小区。否则,如果此标志设置为“允许”,则允许UE进行同频(小区)重选。
如果UE对MIB/SIB中“接入禁止”解码失败: UE将视小区为禁止(接入)小区。 在此情况下,UE被允许进行同频小区重选。如果UE无法解码SIB1,UE也会将该小区视为禁止。 在这种情况下,UE将使用MIB内部的intrafreqreselection 标志来确定是否允许同频重选到另一个小区。 当小区无法解码MIB或SIB1时,UE 会将其视为禁止接入,时间长度300秒。
5G(NR)SIB1中有一个”保留给操作员使用”的字段取值为“保留”或“不保留”。 如果一个小区被”保留”,那么一个接入等级为11(PLMN Use))或接入等级15(PLMN Staff)的用户可以在该小区接入和重选,该类用户一般是位于HPLMN或EPLMN的小区内或相同小区内。 如果一个小区被“保留”,那么接入等级为0、1、2、12、13或14的UE 将该小区视为“禁止” ,不允许接入或重选。
SIB1中的另一个标识cellReservedForOtherUse设为“true”时通过系统消息广播,也可被剔除。当这个标识在SIB1消息中广播时,UE将该小区视为“禁止”,即它与MIB中的“禁止”标识具有相同的效果。 这一个标识可用于所有PLMN。
“cellReservedForOtherUse” 在3GPP规范R15版本中未具体说明,其引入后将与服务前向兼容。如它可用在家庭组(CSG)小区中,显示如何与前向兼容。
R15版本的3GPP标准不支持CSG小区的无线网络。如16版本的规范引入了对CSG单元的支持,那么R16版本将给出访问CSG小区的规则(只有属于CSG的用户才被允许访问该单元)。在R15中UE将不了解这些规则,但可使用它作为其他用途的保留位,以确保R15中UE不去访问CSG小区。
3.2用户分级接入(UAC)保护机制
2G, 3G和4G 网络中已启用用户接入等级(ACB)来控制接入。接入等级是运营商分配给每个用户的标识符,用于指示其接入优先级,并在制做开户数据时存储在SIM卡中。 大多数普通用户访问类别都是0到9之间。 只有少量的用户的配SIM卡等级是11到15,这个范围内的用户具体特殊权限。 这些特殊权限明细如下:
Access Class 10 is for initiating an emergency call(紧急呼叫)
Access Class 11 is intended for PLMN Use(PLMN运营商)
Access Class 12 is intended for Security Services(安全服务)
Access Class 13 is intended for Public Utilities(公用事业)
Access Class 14 is intended for Emergency Services(紧急服务)
Access Class 15 is intended for PLMN Staff(PLMN职员)
对接入类限制解决方案也是随着时间推移而演变,例如限制范围为0到9的用户,其允许接入的概率也就是0到9级,其限制特定服务和连接建立原因的接入。
3GPP R15版规范引入了分组接入控制(UAC)的概念,该概念基于“接入标识”和“接入类别”的使用。 UE将自己与基于可用规则的接入标识相关联。下表显示了接入标识的映射:
Access Identity | UE Configuration | 用户配置 |
0 | UE is not configured with any parameters from this table | 1-15之外等级用户 |
1 | UE is configured for Multimedia Priority Service [MPS] | 多媒体优先服务 |
2 | UE is configured for Mission Critical Service [MCS] | 关键事务服务 |
3--10 | Reserved | 保留 |
11 | UE has Access Class 11 [PLMN Use] | PLMN用户 |
12 | UE has Access Class 12 [Security Services] | 安全 |
13 | UE has Access Class 13 [Public Utilities] | 公共事业 |
14 | UE has Access Class 14 [Emergency Services] | 紧急事务 |
15 | UE has Access Class 15 [PLMN Staff] | PLMN职员 |
从上表中可以看出等级11到15是直接映射到接入类11到15。 等级1和2链接到允许使用多媒体优先服务(MPS)和关键事务服务(MSC)服务的用户。等级0上表中其他所有事务以外的情景。 一般来说,等级0将对应于接入类0到9。
NAS:注册允许信息中包括“MPS指示”,其取值为“1”时表示允许使用MPS服务,该标识也可被用做接入标识;与1类似,同一字段中包含一个“MCS指示”符,在提供使用MCS服务的权限时可以将其设置为1,也就是说,这 nag可以用于标识接入指示2。在USIM卡中可用的“EFUAC AIC”文件可用于提供接入用户指标1或2。
Ue 连接尝试使用下表所标示的规则链接到特定的访问类别。 如果连接尝试匹配多个规则,则选择属于最小规则号的访问类别。
Rule | Access Category | Type of Access |
1 | 0 [MT Access ] | Paging |
Notification over non-3-GPP Access 0ver (MT Access) |
5G MM Connection Management procedure |
2 | 2 [ Emergency ] | Emergency |
3 | 32 to 64 [Operator Defined] | Operator Defined Access Categories |
4 | 1 [Delay Tolerant] | Delay Tolerant Service |
5 | 4 [MO Multimedia Telephony Voice] | Mobile Originated Multimedia Telephony Voice |
6 | 5 [MO Multimedia Telephony Video] | Mobile Originated Multimedia Telephony Video |
7 | 6 [MO SMS & SMSoIP] | Mobile Originated Multimedia SMS and SMS over IP |
8 | 3 [MO Signalling] | UE NAS initiated 5G MM procedure |
9 | 7 [MO Data] | UE NAS initiated 5GMM Connection Management procedure |
UE NAS initiated 5GMM NAS Transport procedure |
10 | 7 [MO Data] | Uplink User Plane Packet transfer For PDU Session |
由于网络负责管理流动终端语音或数据业务,因此接入类别为0的用户无须限制接入,即网络不应在连接未获准的情况下接入该用户终端。接入类别32至63可以由操作员配置。 由 AMF提供的NAS: Registration Accept消息可包含“Operator Defined Access Category Definitions”字段,该字段指定映射规则。
接入控制基于接入标识和接入类别的检查,此时UE启动从RRC空闲模式到RRC连接模式的转换。在RRC连接态和RRC不活动模式下时,也需要对UE的接入进行检查;如移动终端发起语音或视频电话呼叫,移动终端发出短信,上行NAS消息被用来设置或PDU进行被修改,上行数据传输中PDU进程需挂起等。
SIB 1中的 uac-Barringlnfo 提供了确定何时需要接入限制检查的参数。 接入限制检查涉及到在0和1之间产生一个均匀分布的随机数。 如果随机数小于uac-BarringFactor的值,则允许访问尝试。 否则,访问尝试将被禁止。 配置 uac-BarringFactor 0值意味着所有检查将导致禁止接入尝试。 如果禁止接入尝试,则UE生成介于0和1之间的第二个均匀分布的随机数。 然后将怎么90的值设置为(0.7 + 0.6 * rand) * *uac-Barring Time seconds,其中‘rand’是随机数。 T390定义对应的访问类别,UE将小区视为禁止的持续时间。
原文来自:
http://www.techplayon.com/5g-nr-cell-access-control/