5G PDU SESSION流程介绍和详解

引言

5G网络以数据包的形式将终端（UE）和外部网络之间发送和接收的数据进行传送，通常把这些用户的数据包叫做PDU（Packet Data Unit，其中PDU 包含是IP的、Ethernet、和非结构化三种类型，PDU session建立过程是由UE侧发起的，目的是在UE和DN之间建立一条新的PDU session,即终端和外部网络之间的数据通道

与4G网络相比，在4G EPC网络模式下，终端在attach注册的过程中会建立至少一条默认承载default bear且默认承载一直存在，而5G则不需要这样，当终端在5GC发起注册register流程时，无需建立默认承载，只有当5G UE有业务需求时，才通过主动发起PDU session请求流程建立数据通道，那如果当核心网有业务需求时，会通过下发paging消息通知终端，终端通过触发Service request流程建立数据通道。

图1表示UE和5GC SMF之间PDN session建立，以下会分别对这几个流程进行介绍

终端发起PDN Session Establishment request,建立会话请求

UE请求建立PDU会话，这条消息包含在NAS消息中的N1 SM container。PDU Session Establishment Request主要内容有：PDU Session ID、Requested PDU Session Type、Request SSC mode。AMF是不解析N1 SM container的内容的，但AMF也会获知一些在NAS中有关SM的信息，如：S-NSSAI(s)、PDU Session ID、Request Type以及DNN。详细信元介绍可参考3gpp 24501协议 table 8.3.1.1.1，以下针对关键信元进行说明。

PDU Session ID：其中“PDU Session ID”标识申请建立的PDU会话的ID，此ID对每个终端来说是唯一的，编号范围仅限此UE

PTI(Procedure transaction identity): 对于每一条session来说PTI是唯一的

PDU Session Type：5G支持三种类型的PDN session包括IP或者以太网或者非结构化三种类型。其中IP类型会话包含IPV4,IPV6和IPV4V6

SSC Mode(SSCmode1,SSCmode2和SSC mode3):5GS支持有三种不同的session and service continuity (SSC) modes；一个PDU会话的SSC模式在该PDU会话的整个生命周期内不会改变，也就是说一条PDU连接在起建立时设置为SSC mode-X，那么这条PDU会话的模式是不能修改的，直至其被去激活都是SSC mode-X

SM PDU DN Request Container : This include Authorization information to access DN,包含安全认证相关的信息

DNN：Data Network Name，类似于LTE中的APN. 代表UE想要接入的data service name

Maximum number of supported packet filters：当PDN session type为IP会话时，终端将携带这条消息，通知网络终端支持大于16 packet filters

Always-on PDU session requested：如果终端建立一条永久在线的PDU session ,将携带此信元

Table 8.3.1.1.1: PDU SESSION ESTABLISHMENT REQUEST message content

UE-requested PDU session establishment procedure accepted by the network，网络激活PDN SESSION

当网络接受终端发起的会话请求流程，将发送一条PDU SESSION Establishment accept消息发给给终端，终端收到后建立PDN session上下文。

QoS flow descriptions IE：

QoS流是PDU会话中最精细的QoS区分粒度，这就是说两个PDU会话的区别就在于它们的QoS流不一样（具体一般就是QoS流的TFT参数不同）；在5G系统中一个QoS流ID（QFI）用于标识一条QoS流；一个QoS流是“GBR”还是“Non-GBR”取决于它的QoS配置；一个QoS流的QoS配置包含的QoS参数如下：

（1）每条QoS流的QoS配置都会包含的QoS参数：5QI、ARP每条Non-GBR QoS流的QoS配置可能还会包含参数：反射Qos属性（RQA）

（2）每条GBR QoS流的QoS配置还会包含参数：保证流比特率(GFBR)、最大流比特率(MFBR)

（3）每条GBR QoS流的QoS配置可能还会包含：指示控制、最大丢包率

对于IP类型或ethenet类型的PDU会话，默认QoS规则是在PDU会话中唯一的一个包过滤集可以包含允许所有UL的包过滤器的QoS规则，协议上这句话说得非常拗口，可以用类比路由表的方式去理解，就是默认QoS就可配成和默认路由一样，一个数据包所有路由都不满足时，就从默认路由走。默认QoS规则是可以配置为允许通过所有上行包，不是必须配置为允许通过所有上行包。

Session AMBR:最大允许比特率的Session AMBR(Aggregate Maximum Bitrate，聚合最大比特率)和表示一个UE的最大允许比特率的UE AMBR如何在DC时进行分配与计算

PDU address:当创建一条PDU SESSION且session type为IP类型的路由，网络侧会给终端分配一个IP地址

selected SSC mode IE:当UE发送的PDN session establishment request消息中包含 SSC mode,或者SMF配置中包含默认的SSC mode，则携带此消息信元