PDU 会话建立建立流程涉及的主要子流程包括：

CUPS 会话建立以及规则下发，基于 NRF 的网元服务发现和选择，SMF 从 PCF 获取 PDU 会话的 Qos，SMF 在 UDM 中的位置登记，用户平面 N3 隧道建立

创建新的 PDU 会话

网络为 UE 分配 IP 地址，建立 UE 到 DN 网络隧道，UE 使用 IP 地址访问i DN

一. UE 请求的 PDU 会话建立

PDU 会话的建立可能对应于以下几种场景：

建立一个新的 PDU 会话（可以不和注册流程绑定，可以单独发起）

将用户在 4G 创建的 PDU 连接转移到 5G 中

在非 3GPP 接入和 3GPP 接入之间切换过程中，核心网之间传递用户已经建立的 PDU 会话

为紧急业务请求建立 PDU 会话

通过 PDU 会话建立请求中的 request type 参数区分

initial request

existing PDU session

initial emergency request

existing emergency PDU session

modification request

reserved

Figure 4.3.2.2.1-1: UE-requested PDU Session Establishment for non-roaming and roaming with local breakout

1. PDU Session Establishment Request UE->AMF

NAS 消息包括：

S-NSSAI(s),

UE Requested DNN,

PDU Session ID,

Request type, 如果建立一个新的 PDU 会话设置为 "Initial request"，如果存在则 "Existing PDU Session"，如果紧急业务服务设置为 "Emergency Request"，"Existing Emergency PDU Session"

Old PDU Session ID,

N1 SM container：PDU Session Establishment Request, [Port Management Information Container]

PDU 会话建立请求包括：PDU session ID, Requested PDU Session Type, a Requested SSC mode, 5GSM Capability, PCO, SM PDU DN Request Container, [Number Of Packet Filters], [Header Compression Configuration], UE Integrity Protection Maximum Data Rate, and [Always-on PDU Session Requested]

被 UE 发送的 NAS 消息包裹在 AN 的 N2 消息，发送到 AMF 的消息应该包含用户位置信息和接入类型信息

2. SMF Selection

AMF 根据切片信息，DNN 等为 PDU 会话选择 SMF

AMF->SMF： Nnssf_NSSelection_Get 返回了网络切片 ID，AMF 根据 NSI 找到 S-NAASI 选择 SMF
AMF->NRF->AMF-SMF： Nnssf_NSSelection_Get 返回了 NRF ID，会话建立 AMF 从 NRF 选择 SMF
AMF->NSSF->AMF->NRF->AMF-SMF： Nnssf_NSSelection_Get 没有返回 NSSAI 也没返回 NRF

如果 NAS 消息没有包含 S-NSSAI，AMF 决定一个默认的 HPLMN S-NSSAI 为请求的 PDU 会话，或者通过 UE 的订阅

如果 NAS 消息包含一个服务 PLMN 的 S-NSSAI，但是没有包含 DNN，AMF 为请求的 PDU 会话决定 DNN，如果 DNN 存在 UE 的订阅信息则为 S-NSSAI 选择默认的 DNN；否则服务的 AMF 选择一个本地配置的 DNN

如果 AMF 不能选择一个 SMF，AMF 将基于 PCF 操作的策略

如果请求类型是 "initial request" 以及在消息中包含旧的 PDU 会话 ID，AMF 选择一个 SMF 叙述在章节 4.3.5.2，存储新的 PDU 会话 ID， S-NSSAI(s)，已经选择的 SMF ID，接入类型

如果请求类型是 "Existing PDU Session"，AMF 基于 SMF-ID 从 UDM 选择 SMF。

3. Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request AMF->SMF

Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request，如果 AMF 没有 UE 提供的与 SMF 关联的 PDU 会话 ID（例如请求类型为 “initial request”），将调用 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext

SUPI, 用户永久标识符

selected DNN,

UE requested DNN,

S-NSSAI(s),

PDU Session ID,

AMF ID,

Request Type,

PCF ID,

Priority Access,

[Small Data Rate Control Status],

N1 SM container (PDU Session Establishment Request),

User location information,

Access Type,

RAT Type,

PEI,

GPSI,

UE presence in LADN service area,

Subscription For PDU Session Status Notification,

DNN Selection Mode,

Trace Requirements,

Control Plane CIoT 5GS Optimisation indication,

Control Plane Only indicator)

Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request，如果 AMF 已经拥有与 SMF 关联的 PDU 会话 ID（例如请求类型为 “existing PDU Session”）AMF 调用 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext

SUPI,

DNN,

S-NSSAI(s),

SM Context ID,

AMF ID,

Request Type,

N1 SM container (PDU Session Establishment Request),

User location information,

Access Type,

RAT type,

PEI,

Serving Network (PLMN ID, or PLMN ID and NID, see clause 5.18 of TS 23.501 [2])

4. Subscription retrieval / Subscription for updates

如果对应的 SUPI DNN S-NSSAI 的 HPLMN 会话管理订阅的数据不可用，然后 SMF 使用 Nudm_SDM_Get 检索会话管理订阅数据，包括如下：

SUPI,

Session Management Subscription data,

selected DNN,

S-NSSAI of the HPLMN,

Serving PLMN ID,

[NID]

使用 Nudm_SDM_Subscribe 订阅。 UDM 使用 Nudr_DM_Query 从 UDR 获得信息，使用 Nudr_DM_subscribe 从 UDR 订阅通知

5. Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Response SMF->AMF

Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Response

Cause,

SM Context ID

N1 SM container (PDU Session Reject (Cause))

6. PDU Session authentication/authorization 可选的

如果请求类型是 “Existing PDU Session”，SMF 不会执行 secondary authentication/authorization

如果请求类型是 “Emergency Requesst” 或者 “Existing Emergency PDU Session”，SMF 不会执行 secondary authentication/authorization

7a. PCF selection

如果动态 PCC 使用，SMF 执行 PCF 选择描述在 TS 23.501 章节 6.3.7.1，如果请求类型是 "Existing PDU Session" / "Existing Emergency PDU Session"，SMF 使用 PDU 会话中已经选择的 PCF，否则 SMF 使用本地策略

7b. SM Policy Association Establishment / SMF initiated SM Policy Association Modification

SMF 执行一个 SM Policy Association 建立流程，定义在章节 4.16.4

8. UPF selection

SMF 执行选择或者重选 UPF，依靠 UPF 的部署场景，比如集中式部署，分布式部署 UPF 靠近进入网站点。

对于归属漫游的场景，UPF 在归属地 PLMN 由 SMF 在 HPLMN 选择，SMF 在 VPLMN 选择 VPLMN 的 UPF。用于选择机制的确切参数集是特定于部署的，并由操作员配置控制

UPF 的选择涉及：

SMF 提供可用的 UPF

为特定的 PDU 会话选择 UPF

8.1 SMF 提供可用的 UPF

SMF 可本地配置可用的 UPF 信息，例如 OA 管理系统，UPF 实例化或者移除

UPF 选择可以利用 NRF 服务发现 UPF 实例，SMF 向 NRF 发起的请求包括的参数：

DNN
S-NSSAI
SMF Area Identify

8.2 为特定 PDU 会话选择一个 UPF

如果由一个已经存在的 PDU 会话，SMF 接收另一个 PDU 会话请求到相同的 DNN 和 S-NSSAI，以及 UE 订阅数据其指示支持和 EPS 互通，应该选择相同的 UPF；否则，如果 UE 订阅数据其没有指示支持与 EPS 互通，应该选择不同的 UPF

对一相同的 DNN 和 S-NSSAI，如果在 5GC 选择不同的 UPF，如果 UE 移到 EPC 网路，旧没有需要来执行 APN-AMBR

对于 UPF 选择或者重选，下列参数 SMF 可以参照：

UPF 的动态负载

UPF 相关静态能力在 UPF 支持的相同 DNN

在 SMF 中 UPF 位置可用性

UE 位置信息

UPF 的能力以及特定 UE 会话的功能需求

DNN Data Network Name

PDU 会话类型

SSC 模式的选择

在 UDM 的 UE 订阅资料

包含在 PCC 规则的 DNAI

本地操作策略

S-NSSAI

UE 使用的接入技术

用户平面拓扑的相关信息和用户平面终端

UPF 用户平面相关接口，可以被 SMF 使用 N4 获取

服务 UE 的 AN 用户平面终端的 N3

UPF 用户平面终端的 N9

用户平面终端响应的 DNAI

如果请求类型是 "Initial request"，SMF 为 PDU 会话选择一个 SSC 模式详情参看 TS 23.501 章节 5.6.9.3

SMF 选择一个或者多个 UPF，详情在 TS 23.501 章节 6.3.3

9. SMF initiated SM Policy Association Modification

SMF 可执行一个 SMF 发起的 SM Policy Association 修改流程，其定义在章节 4.16.5.1

如果请求类型是 "initial request"，SMF 发起一个 N4 会话建立流程，否则发起一个 N4 会话修改流程

10a. N4 Session Establishment/Modification Request

SMF 发送一个 N4 会话建立/修改请求到 UPF，以及在安装的 UPF 为这个 PDU 会话提供包检测，强制执行和报告规则。

如果 SMF 被配置请求 IP 地址分配从 UPF，详情参见 TS 23.501 章节 5.8.2，然后 SMF 指示 UPF 执行 IP 地址/前缀分配。

如果对于这个 PDU 会话选择性的停用，SMF 决定不活动的计时器，并提供给 UPF

如果对于 PDU 会话的一个或者多个 Qos Flows，SMF 决定执行冗余传输详情在 TS 23.501 章节 5.33.1.2

如果 SMF 决定在 PSF UPF 和 NG-RAN 插入两个 I-UPF，冗余传输其详情 TS 23.501 章节 5.33.1.2

10b. N4 Session Establishment/Modification Response

UPF 确认发送一个 N4 会话建立修改响应。

11. Namf_Communication_N1N2MessageTransfer SMF->AMF

SMF 发送 Namf_Communication_N1N2MessageTransfer 到 AMF 包括，PDU Session ID，N2 SM information，N1 SM container

N2 SM information 包括：

PDU Session ID,

QFI(s),

QoS Profile(s),

CN Tunnel Info,

S-NSSAI from the Allowed NSSAI,

Session-AMBR,

PDU Session Type,

User Plane Security Enforcement information,

UE Integrity Protection Maximum Data Rate,

RSN

N1 SM container 包括：

PDU Session Establishment Accept

[QoS Rule(s) and QoS Flow level QoS parameters if needed for the QoS Flow(s) associated with the QoS rule(s)],

selected SSC mode,

S-NSSAI(s),

UE Requested DNN,

allocated IPv4 address,

interface identifier,

Session-AMBR,

selected PDU Session Type,

[Reflective QoS Timer] (if available),

[P-CSCF address(es)],

[Control Plane Only indicator],

[Header Compression Configuration],

[Always-on PDU Session Granted],

[Small Data Rate Control parameters],

[Small Data Rate Control Status],

[Serving PLMN Rate Control]))

12. N2 PDU Session Request（NAS msg） AMF->(R)RAN

N2 PDU 会话请求，N2 SM 信息，NAS 消息：

PDU Session ID,

N1 SM container (PDU Session Establishment Accept)

[CN assisted RAN parameters tuning]

13. AN-Specific resource setup（R）AN->UE

(R)AN 也为 PDU 会话分配隧道信息，在双重连接的场景，主 RAN 节点可能分配一些 QFI 来建立一个主 RAN 节点，其他作为副 RAN 节点

如果 (R)AN 接收两个 CN 隧道信息为的是冗余传输，(R)AN 也响应的分配两个隧道信息，向 SMF 指明了其中一个 AN 隧道用来作为冗余的隧道，其详情在 TS 23.501 章节 5.33.2.2

(R)AN 转发 NAS 消息，包括：

PDU Session ID,

N1 SM container (PDU Session Establishment Accept)

14. N2 PDU Session Response (R)AN->AMF

N2 PDU 会话响应包括：

PDU Session ID,

Cause,

N2 SM information (PDU Session ID, AN Tunnel Info, List of accepted/rejected QFI(s), User Plane Enforcement Policy Notification)

15. Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request AMF->SMF

Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext 请求包括：

SM Context ID,

N2 SM information,

Request Type

AMF 从 (R)AN 解说 N2 会话管理信息并转发给 SMF

16a. N4 Session Modification Request SMF->UPF

SMF 向 UPF 发起一个 N4 会话修改流程，SMF 提供 AN 隧道信息也包括响应的转发规则。

如果对于一个或者多个 PDU 的 Qos Flow， SMF 决定执行冗余传输，在下行方向 SMF 依靠转发规则指示 UPF 执行包复制

在为一个或者多个 Qos Flow，使用两个 I-UPF 的冗余传输场景，SMF 给两个 I-UPF 提供 AN 隧道信息，也指示了 UPF（PSA）在下行方向依靠转发规则执行包复制，SMF 也提供了 UL 隧道 UPF（PSA）到两个 I-UPF，以及从两个 I-UPF 到 UPF（PSA）的下行隧道

16b. N4 Session Modification Response UPF->SMF

UPF 传输任何下行包到 UE，UPF 参考点 N3

16c. Registration

如果请求类型在步骤3指明了既不是 "Emergency Request" 也不是 "Existing Emergency PDU Session"，如果 SMF 还没有为这个 PDU 会话注册，SMF 会为给丁的 PDU 会话使用 Nudm_UECM_Registration 向 UDM 注册，包括信息：

SUPI,

DNN,

S-NSSAI,

PDU Session ID,

SMF Identity,

Serving PLMN ID,

[NID]

UDM 进一步存储信息在 UDR，调用 Nudr_DM_Update，信息包括：

SUPI,

Subscription Data,

UE context in SMF data

对于没有认证的 UE 或者一个漫游的 UE，SMF 不会在 UDM 注册

17. Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response SMF->AMF

SMF 从 AMF 订阅 UE 移动性事件通知（例如位置报告，UE 移动到或者移出区域）

18. [Conditional] Nsmf_PDUSession_SMContextStatusNotify (Release) SMF to AMF

如果 PDU 会话建立没有成功，SMF 通知 AMF 调用 Nsmf_PDUSession_SMContextStatusNotify 进行释放，SMF 也释放创建的 N4 会话，分配的 PDU 会话地址，与 PCF 释放关联

19. IPv6 Address Configuration SMF->UE

在 PDU 会话类型是 IPv4 或者 IPv4v6 的场景，SMF 生成一个 IPv6 路由并发送给 UE，

20. SMF 发起 SM Policy Association Modification

如果 UE 指明了支持 “transferring Port Management Information Containers”，SMF 通知 PCF 一个管理的以太网端口被探测到，

21. UnSubscription

如果在步骤 4 后 PDU 会话建立失败，SMF 执行以下：

SMF 取消订阅修改会话管理订阅数据，包括：SUPI, DNN, S-NSSAI of the HPLMN

使用 Nudm_SDM_Unsubscribe，包括信息：SUPI, Session Management Subscription data, DNN, S-NSSAI of the HPLMN

如果 SMF 不再为 UE 处理 PDU 会话

名词解释

LBO：Local breakout 本地中断。PDU 会话的漫游场景，其中 PDU 会话锚点及其控制 SMF 位于服务 PLMN（VPLMN）中。

SUCI：用户隐藏标识符

SUPI：用户永久标识符

PEI：永久设备标识符

GPSI：通用公共用户标识符

CloT：蜂窝物联网

MICO：仅限移动发起的连接

ARP：分配和保留优先权

会话建立流程总结：

UE 可同时建立多个 PDU Session 接入一个或者多个数据网络

支持同一个 PDU Session 通过不同接入方式访问同一个数据网路

建立 PDU Session，外部数据网络可以对 PDU Session 鉴权/授权

会话模式支持多宿主（multi-home）或者伤心分类（UL-CL）

会话和业务连续性模式（SSC mode）

PDU Session 建立流程：

UE 发起 PDU Session，携带切片信息，DNN信息，PDU Session ID 等

AMF 选择 SMF，发送会话建立信息

SMF 到 UDM 获取用户签约会话信息

SMF 选择 UPF，对 PDU Session 进行授权和认证

认证成功，SMF 选择 PCF，获取策略

SMF 选择 SSC 模式，分配 IP 地址

SMF 向 PCF 更新用户会话策略信息

SMF 将会话和策略信息下发到 UPF

SMF 发送会话建立接收给 AMF

AMF 通知基站建立无线承载

无线分配承载，并通知 SMF 隧道信息，SMF 通知 UPF 下行隧道信息

UE 发起携带数据： TS 23.501 5.6.1

PDU Session ID

请求 PDU 类型

SSC mode

5G SM 能力

SM PDU DN 集和

请求类型： Initial request / Existing PDU Session / Emergency request

S-NSSAI

old PDU Session ID

【5G核心网】 PDU Session Establishment 会话建立流程