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不支持5GC NAS over的WLAN接入设备处理流程
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原始天尊
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发表于 2022-05-19 11:43:25  只看楼主 

       如 TS 23.501 [2] 第 4.2.8.5 条中所述,不支持通过WLAN接入 5GC NAS 信令的设备(称为“Non-5G-Capable over WLAN”设备,或简称 N5CW 设备)可以接入5GC通过支持可信 WLAN 互通功能(TWIF)的可信WLAN接入网络在PLMN 中。 以下条款规定了 N5CW 设备如何注册到 5GC 以及它如何通过 PDU 会话发送数据。

        N5CW 设备可以通过 3GPP 接入支持 5G,在这种情况下,它也是通过 3GPP 接入的 5G UE。

初始注册和 PDU 会话建立

        图 4.12b.2-1 说明了 N5CW 设备如何连接到受信任的 WLAN 接入网络并同时注册到 5G 核心网络。 为将 N5CW 设备连接到受信任的 WLAN 接入网络并将 N5CW 设备注册到 5G 核心网络,执行单个基于 EAP 的身份验证过程。

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                                                  图 4.12b.2-1:初始注册和 PDU 会话建立

  • 0. N5CW 设备通过使用 TS 23.501 [2] 第 6.3.12a 条规定的程序选择一个 PLMN 和一个支持“5G 无 NAS 的 5G 连接”的可信 WLAN 到这个 PLMN。

  • 步骤 1-10:初始注册到 5GC。

  • 1. N5CW 设备与选定的可信 WLAN 关联,并启动 EAP 认证过程。

  • 2. N5CW 设备提供其网络访问身份 (NAI)。可信 WLAN 接入点 (TWAP) 选择可信 WLAN 互通功能 (TWIF),例如基于接收到的领域,并向选定的 TWIF 发送 AAA 请求。

  • 如果在启动上述过程时 N5CW 设备尚未注册通过 3GPP 访问所选 PLMN 的 5GC,则 NAI 包括 TS 23.003 [33] 第 28.7.7 条中规定的 SUCI。例如,NAI=type1.rid678.schid0.useriduser17@nai.5gc-nn.mnc123.mcc45.3gppnetwork.org。

  • 如果在启动上述过程时,N5CW 设备已经注册到 5GC over 3GPP 访问所选 PLMN 的 5GC(即它也是一个 5G UE),则 NAI 包括分配给 N5CW 设备 over 3GPP 访问的 5G-GUTI。这使得下面步骤 4a 中的 TWIF 能够选择与通过 3GPP 访问为 N5CW 设备服务的 AMF 相同的 AMF。

  • N5CW 设备在步骤 2b 中提供的 NAI 指示 N5CW 设备希望“5G 连接-无 NAS”指向特定的 PLMN(即在步骤 0 中选择的 PLMN)。例如,使用 NAI=<5G-GUTI>@nai.5gc-nn.mnc123.mcc45.3gppnetwork.org,N5CW 设备表明它想要“5G 无 NAS 连接”(5gc-nn) 到 PLMN MCC=45 和 MNC=123。

  • 3. TWIF 代表 N5CW 设备创建 5GC 注册请求消息。 TWIF 使用默认值填充注册请求消息中的参数,对于所有 N5CW 设备都是相同的。注册类型指示“初始注册”。

  • 4. TWIF 选择一个 AMF(例如,通过使用 NAI 中的 5G-GUTI,如果由 N5CW 设备提供)并向 AMF 发送 N2 消息,包括注册请求、用户位置和 AN 类型。

  • 5. AMF 通过向 AUSF 发送指示 AN 类型的请求来触发认证过程。

  • 6. 在 N5CW 设备和 AUSF 之间进行 EAP 认证过程。通过 N2 接口,EAP 消息被封装在 NAS 身份验证消息中。 EAP 认证过程的类型在 TS 33.501 [15] 中规定。

  • 7. 认证成功后,AUSF 向 AMF 发送 EAP-Success 消息和创建的 SEAF 密钥。 AMF 从收到的 SEAF 密钥中导出一个 AN 密钥。

  • 8. NAS 安全模式命令 (SMC) 从 AMF 发送到 TWIF。选择的完整性保护和加密的 NAS 安全算法设置为 NULL。

  • 9. AMF 发送 N2 Initial Context Setup Request 并向 TWIF 提供 AN 密钥。反过来,TWIF 从 AN 密钥中导出一个成对主密钥 (PMK),并将 PMK 密钥和 EAP-Success 消息发送到受信任的 WLAN 接入点,后者将 EAP-Success 转发到 N5CW 设备。根据 IEEE Std 802.11 [48],PMK 是用于保护 WLAN 空中接口通信的密钥。在可信 WLAN 接入点和 TWIF 之间建立第 2 层或第 3 层连接,用于将 N5CW 设备的所有用户平面流量传输到 TWIF。此连接稍后会绑定到为此 N5CW 设备创建的 N3 连接。

  • 10. 最后,AMF 向 TWIF 发送注册接受消息。至此,N5CW 设备连接到 WLAN 接入网并注册到 5GC。

步骤 20-21:PDU 会话建立。

  • 20. TWIF 代表 N5CW 设备创建一个 PDU 会话建立请求消息,并将该消息发送给 AMF。这可以通过从 N5CW 设备接收 IP 配置请求(例如 DHCP 提供/请求)来触发。 TWIF 可以使用默认值填充 PDU 会话建立请求消息中的参数,但也可以跳过一些 PDU 会话参数,让 AMF 或 SMF 根据在注册过程中收到的 N5CW 设备订阅信息来确定这些参数。这样,每个 N5CW 设备都可以使用默认的 PDU 会话参数。

    TWIF 在步骤 20c 中提供的 PDU Session id 的值应始终相同。它将是为 TWIF 请求的 PDU 会话保留的值,并且与 N5CW 设备在通过 3GPP 访问请求 PDU 会话时可以使用的值不同。这样,TWIF 提供的 PDU session id 就不能与 N5CW 设备通过 3GPP 接入建立的任何 PDU 会话的 PDU Session Id 相同。

  • 21. AMF 根据 SMF 的请求向 TWIF 发送 N2 PDU 会话请求消息,以便保留适当的接入网络资源。该 N2 消息包括 PDU 会话建立接受消息。在步骤21b中,TWIF可以为N5CW设备和TWIF之间的用户面通信预留WLAN接入资源。是否以及如何执行此资源预留超出了 3GPP 的范围。

    在 PDU 会话建立后,TWIF 将 IP 配置数据分配给 N5CW 设备(例如使用 DHCP)。分配给 N5CW 设备的 IP 地址是分配给 PDU 会话的 IP 地址。

    步骤 25:用户平面通信。

    TWIF 将步骤 9g 中创建的 N5CW 设备特定 L2/L3 连接与步骤 21 中创建的 N3 连接绑定。N5CW 设备发送的所有用户平面流量通过 L2/L3 连接转发到 TWIF,然后通过N3 连接。 TWIF 作为第 2 层中继运行。

    TWIF 可以接收 URSP 规则(参见 TS 23.503 [20]),这些规则指示应该由 TWIF 本地卸载的流量(在 PDU 会话之外发送)和应该在 PDU 会话内部发送的流量。

  • 上述过程仅支持每个 N5CW 设备一个 PDU 会话,其参数要么为 TWIF 中的所有 N5CW 设备配置,要么源自N5CW 设备订阅中的默认值。

    如果 TWIF 与一个或多个本地 UPF 位于同一地点,则:

    - 在步骤 20c(N2 上行链路 NAS 传输)中,TWIF 可以向 AMF 发送 TWIF 身份参数。 TWIF Identities 参数包含 TWIF 支持的 N3 终端的标识符列表(即 FQDN 或 IP 地址)。

    - 如果被 AMF 接收,它应在调用 Nsmf_PDUSessionCreateSMContext 时,即在 PDU 会话建立时将其转发给SMF。 SMF 可以使用此信息为 PDU 会话选择本地 UPF。


资料来源:TS 23.502 4.12

整理:kangguoying20220519



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