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PDU会话管理功能详解

功能概述

PDU会话管理是5G核心网功能中的核心组成部分，主要负责管理用户面（UP）与 Coverage enhancements（Cnx）的连接，确保用户能够正常接入并享受5G服务。本文将详细介绍PDU会话管理的各个功能模块及其实现机制。

会话管理功能

PDU会话属性

PDU会话的属性定义了会话的基本特征，主要包括S-NSSAI（服务网络标识符与用户相关标识）和DNN（数据网络名称）。这些属性在会话建立时由SMF与UDM签约数据中获取，若不存在，默认值将取自会话所在的切片。

会话建立

会话建立过程涉及多个关键步骤。SMF首先检查UE的会话请求，并验证其在UDM中的签约数据，尤其是DNN和S-NSSAI的颗粒度。允许的PDU会话类型和缺省类型由本地配置决定。QoS信息、静态IP地址、签约用户面安全策略等参数也需要在会话建立时配置。SMF还支持UE建立多个同DN或异DN的会话，PDU会话ID需在UE中唯一。

会话建立请求中包含以下内容：

• PDU会话ID
• PDU会话类型
• 请求的SSC模式
• 5G SM能力
• UE最大数据速率
• 是否要求永远在线

会话修改

会话修改通常涉及QoS变化或PS data off状态的调整。SMF支持 UE 端和网络端的修改，触发条件包括PCF策略变更、UDM签约数据更新、本地配置变更及RAN资源变化。SMF可选atically决定是否向PCF发送更新。

会话释放

会话释放涉及释放PDU分配的IP地址、UPF资源及接入资源。SMF支持 UE 和网络端发起释放，触发条件包括手动请求、本地配置或外部消息（如PCF、UDM、DN等）。释放时需通知PCF和DN实体。

二次鉴权/授权

在会话建立时，DN-AAA服务器负责对PDU会话进行二次鉴权，授权由DN-AAA（部署于DN或5GC）负责。鉴权信息由UE携带的DN特定ID认证数据提供，结合SMF本地策略完成授权决定。

UP连接激活/去激活

UP连接的激活发生在UE处于CM-IDLE或CM-CONNECTED状态时；去激活则在 UE 所有QoS流被RAN拒绝、UPF探测无数据或AMF通知移出允许区时触发。去激活需通知RAN释放无线资源及UPF删除N3隧道信息。

永远在线PDU会话功能在交织模式切换中保持UP资源始终连接，VoNR场景下需启用该功能。

会话连续性（SSC）

SCC模式控制会话连续性，分为：

• 模式1：会话期间用户IP不变，UPF持续不变；
• 模式2：用户IP和UPF需重建；
• 模式3：在锚定点变更前预创建新的会话。

SSC模式由运营商通过UE Route Selection Policy (URSP)确定，结合SMF的路选策略."

支持会话类型

PDU会话可选择多种类型，各类型必选项目包括IPv4、IPv6、IPv46，并选项包括EtherNet和Unstructured类型。Unstructured类型主要用于点对点隧道技术。

位置报告与管理

兴趣区定义了5G系统内的地理区域，包括TA列表、小区ID、RAN ID、PRA ID、LADN DNN等。SMF订阅UE移动性时间通知服务，实时处理位置变化及其对PDU会话的影响。

在LADN兴趣区下，SMF向AMF提供DNN信息并订阅移动性时间通知服务，从而优化PDU会话管理，确保位置相关的服务质量。

I-SMF功能

I-SMF即中间SMF，主要负责增删改美PDU会话的SMF资源。其功能主要包括：

• 增加、删除、修改PDU会话的SMF资源；
• 位于AMF、I-SMF、SMF处。

I-SMF的作用主要在于原始SMF无法控制所在服务区UPF时，承担控制责任。I-SMF不适用于SSC模式2和3.

通过这样的详细分析，可以全面理解PDU会话管理功能，确保在实现和运维过程中及时应对各种场景和挑战。