本文目標：
TS 23.502 的 4.2.2.1 提到：Registration procedures 的目地是讓 UE 能透過這類方式向 5G 註冊特定的服務存取權，主要可分為四類：
1. Initial Registration
UE 剛開機時一定會執行的流程，走完這塊流程後核心網路才會為 UE 分配相對應的資源。
如果 UE 長期處於 Idle state (CM-Idle)，導致核心網路遺失相關的 UE Context 時，UE 也必須重新發起該流程。
2. Mobility Registration Update
當 UE 移動到新的 Tracking Area，且該區域沒有被核網分配到 UE 的 TAI List 中，UE 就會需要發起該流程以更新 TA 的相關資訊。
3. Periodic Registration Update
與 4G 的 Periodic TAU 類似。
4. Emergency Registration
UE 向 (R)AN 發起 Registration Request，請求中會包含 AN message。在 AN message 中有幾個比較重要的參數：
1. Registration type
5G Registration 根據不同場景區分出了 4 種註冊流程：
Initial Registration
當 UE 在 RM (Resource Management) Deregistered 狀態時發起。
流程跑完後，UE 會進入 RM-Registered & CM-Connected 的狀態。
Mobility Registration Update
當 UE (RM-Registered) 想要更新 capabilities 或是 protocol 的相關參數、更換可使用的網路切片時發起。
Periodic Registration Update
當 UE (RM-Registered) 的 Registration Update timer 到期時，UE 會嘗試與 RAN 連線進入到 CM-Connected 後，再發起該流程。
Emergency Registration
當 UE 處於受限制的狀態且需要緊急服務時發起。
2. SUCI or 5G-GUTI or PEI
當 UE 發起 Initial Registration 時，應於請求時夾帶能夠辨別出 UE 實體的參數 (SUCI or 5G-GUTI or PEI)，其優先級如下 (高到低):
若 UE 發起的 Registration Procedure 屬於 Initial Registration 且帶有 native 5G-GUTI，則 UE 應在 AN parameters 中表示 related GUAMI information。
筆者補充：
UE 會持有 GUTI 代表它不久前曾發起過 Registration procedure，這邊暫且不論為何 Deregisterd，UE 應該仍持有上一次為它服務的 AMF 的資訊 (GUAMI)，所以應該附上供 CN 參考。
反之，若 UE 在請求中夾帶 SUCI，則不需要附上 GUAMI 的相關資訊。
再來考慮特殊情況，如果 UE 發起的是 Emergency Registration，考慮到 GUTI 的有效性，UE 在請求時只需附上 SUCI。
如果 UE 沒有 5G-GUTI 也沒有 SUPI，則需附上 PEI。
筆者補充：
SUPI 是電信營運商分配給用戶的，如果是漫遊服務可能會出現 A 電信商的 UE 沒有 B 電信商的 SUPI，所以需要附上能夠讓核心網路識別 UE 實體的 PEI。
3. last visited TAI (if available)
幫助 AMF 產出 Registration Area 給 UE，這個參數是 optional 的。
4. Security parameters
用於 Authentication 以及 Integrity protection (詳見 TS 33.501)。
5. Requested NSSAI
UE 請求的 NSSAI，AMF 會根據 Subscribed S-NSSAIs 驗證 Requested 中的 S-NSSAIs 有哪些是被允許的。
筆者補充：
換句話說：UE 會將想要使用的網路切片放入 Requested NSSAI 並且傳給 AMF 驗證。
6. Mapping Of Requested NSSAI
核心網路提供給 UE 的 Allowed NSSAI 中可能有部分 S-NSSAI 不屬於服務 PLMN 的範圍內。
在這個情況下，CN 在提供 S-NSSAI 的同時，也要提供 Requested NSSAI 的 Mapping。
在 Initial Registration 或 Mobility Registration Update 的狀況下，UE 會包含此參數 (如果可用)，該參數同樣也會和 Subscribed S-NSSAIs 進行驗證。
筆者補充：
核心網路驗證 Requested NSSAI 後，會在裡面選擇自身支援的切片，並提供 Allowed NSSAI 給 UE。
7. PDU Session status
標記先前建立的 PDU Session。
若 UE 經 3GPP access 和 non-3GPP access 連接到屬於不同 PLMN 的兩個 AMF 時，則 PDU Session status 標明當前 PLMN 已建立的 PDU session。
8. List Of PDU Sessions To Be Activated
需要激活的 PDU Session 清單。
在 Mobility Registration Update 下，UE 會包含有 pending uplink data 的 PDU session 在該參數中。
基地台會參考前面步驟附上的 GUAMI 資訊選擇服務 UE 的 AMF。
如果 UE 沒有提供 GUAMI，核心網路會使用 Requested NSSAI 找出一個支援這些需求的 AMF。
RAN 會送出 N2 message 給 AMF，其中包含三個參數：
若 RAN 為 NG-RAN，N2 Parameters 會包含 Selected PLMN ID、Location Information and Cell Identity (標示 UE camping 的 cell)、UE Context Request (代表 UE context 中含有 security information 需要被 NG-RAN 處理)、Establishment cause（建立原因）。
若 Registration type 屬於 Periodic Registration Update，步驟 4 - 20 可省略。
之所以能夠省略 UE Authentication，是因為此時核心網路以及 UE 兩端都還保有有效的 Security Context。
如果 UE 的 5G-GUTI 包含在 Registration procedure 中，且 AMF 自上次註冊過程有更改，並且 New AMF 和 Old AMF 在同一個 AMF set 之中，New AMF 便可以向 Old AMF 拉取 UE 上下文 (New AMF 會使用 Old AMF 提供的 Namf_Communication_UEContextTransfer)。
取得上下文後，New AMF 會使用 integrity protected complete Registration request NAS message 和 5G-GUTI，或是 SUPI 和 New AMF 認證過的 UE Identifier (見 Step 9.) 來驗證 integrity protection。
此外，Old AMF 也會將 Subscriptions information 一併交給 New AMF，這樣一來，NF consumers 在成功向 New AMF 註冊後不需要再次與 New AMF 進行訂閱。
若核網中有部屬 UDSF，New AMF 無須向 Old AMF 拉取資料，New AMF 可以調用 Nudsf_UnstructuredDataManagement_Query 服務，直接從 UDSF 檢索 UE 的 SUPI 和 UE context。
筆者補充：
在 Emergency Registration 中，若 UE 給了 AMF 不知道的 5G-GUTI，則步驟 4, 5 會被跳過，並且 AMF 應立即向 UE 請求 SUPI。
若 UE 給的是 PEI，則 SUPI request 將被跳過 (此狀況是否允許取決於 local regulation)。
Case UDSF
UDSF 回應給 New AMF 的資訊包含了 UE 相關的 context，此外也含有 Old AMF 的 SMF information DNN, S-NSSAI(s) and PDU Session ID, active NGAP UE-TNLA bindings to N3IWF, NGAP UE-TNLA bindings。
Case Old AMF
如果步驟 4 詢問的對象是 Old AMF，回應內容會包含 UE 的 SUPI 以及 UE Context，且可以分為以下幾種狀況：
若 SUCI 不是由 UE 提供的，也不是從 Old AMF 中檢索到的，則由 New AMF 發送 Identity Request message 給 UE 以取得 SUCI。
[???] 所以這個 SUCI 是哪裡來的，薛丁格的 SUCI?
UE 使用 HPLMN 提供的公鑰與 SUPI 得出 SUCI，再將 SUCI 放到 Identity Response message 回應給 New AMF。
UE 可以通過調用 AUSF 發起 UE authentication，在這個例子中，AMF 會利用 SUPI 或是 SUCI 選擇出 AUSF (described in TS 23.501 [2], clause 6.3.4)。
若 AMF 被設置為支援 Emergency Registration (for unauthenticated SUPIs 以及 UE indicated Registration type Emergency Registration)，AMF 會跳過 Authentication，或是接受 Authentication 不成功並繼續 Registration procedure。
如果 Authentication 必須觸發，AMF 會發送請求給 AUSF。若 UE 的 Tracing Requirements 在 AMF 上是可獲取的，Tracing Requirements 會被包含在提交給 AUSF 的請求中。
收到請求後，AUSF 會執行 UE 的 Authentication (The authentication is performed as described in TS 33.501)。AUSF 會選擇一個 UDM (described in TS 23.501, clause 6.3.8) 並從 UDM 上取得 authentication data。
待 UE 認證完成，AUSF 會提供有關的 Security related info 給 AMF。在這個案例中，AMF 提供 SUCI 給 AUSF，AUSF 需在 authentication 成功後回復 SUPI 給 AMF。
若這個 New AMF 的 Authentication 是因為 Old AMF 沒有通過 Integrity check 觸發的 (Step 5)。New AMF 會再次調用 Step 4 並表示 UE 是有效的 (i.e. through the reason parameter as specified in clause 5.2.2.2.2)。
The AMF decides if the Registration Request needs to be rerouted as described in clause 4.2.2.2.3, where the initial AMF refers to the AMF.
如果 NAS Security 的上下文不存在，會執行 NAS security initiation (as described in TS 33.501)。
如果 5G-AN 已經請求過 UE Context，AMF 發起 NGAP procedure 以提供 security context 給 5G-AN (as specified in TS 38.413)。
除此之外，若與 UE 有關的 Tracing Requirements 在 AMF 是可獲取的，AMF 會在 NGAP procedure 提供 Tracing Requirements 給 5G-AN。
5G-AN 會存放 security context 並發送 acknowledges 給 AMF。
5G-AN 使用 security context 保護與 UE 交換的訊息 (as described in TS 33.501)。
當 AMF 的轉換工作已經完成，New AMF 會調用 Namf_Communication_RegistrationCompleteNotify 以通知 Old AMF: UE 在 New AMF 的 Registration 已經完成。
如果 authentication/security procedure 失敗，Registration 應該被拒絕，且 New AMF 應該在調用 Namf_Communication_RegistrationCompleteNotify 附上 reject indication reason code 給 Old AMF。Old AMF 會繼續服務，就好像從未收到 UE context transfer service operation 一樣。
如果有一或多個用於 old Registration Area 的 S-NSSAIs 不能在 target Registration
Area 被服務，New AMF 會決定哪些 PDU Session 在 New Registration Area 被支援。
New AMF 會在調用 Namf_Communication_RegistrationCompleteNotify 時附上 rejected
PDU Session ID 以及 reject cause (e.g. the S-NSSAI becomes no longer available) 給 Old AMF。同一時間，New AMF 會修改 PDU Session Status。Old AMF 則會調用 Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext service operation 去通知 SMF(s) 要釋放 UE 的 SM context。
See clause 5.2.2.2.3 for details of Namf_Communication_RegistrationCompleteNotify service operation.
如果 New AMF 在 Step 2 的 UE context transfer 收到的與 AM Policy Association Info 有包含 PCF ID(s)，並且因為 local policies 決定不使用 PCF ID(s) 所指示的 PCF。New AMF 會通知 Old AMF 這個與 AM Policy Association Info 有關的 UE context 將不會被採用，再執行 PCF selection (step 15)。Old AMF 收到通知後會在 Step 20 終止與由 PCF ID 標識的 (V-)PCF 的 AM Policy Association。
若 PEI 非 UE 提供也不是從 Old AMF 獲得。New AMF 會透過發送 Identity Request message 給 UE 發起 Identity Request procedure，以獲得 PEI。PEI 應該被加密的傳送 (除非 UE 執行 Emergency Registration 且無法被驗證)。
對於 Emergency Registration 的情況，UE 應該在 Registration Request 附上 PEI，這樣一來，PEI retrieval 就可以被跳過。
The PEI check is performed as described in clause 4.7.
對於 Emergency Registration，若 PEI is blocked，則 operator policies 會決定是否繼續 Emergency Registration 流程。
若 Step 14 已被執行，New AMF 會根據 SUPI 去選擇 UDM，UDM 會選擇一個 UDR Instance (See TS 23.501 [2], clause 6.3.9)。
The AMF selects a UDM as described in TS 23.501 [2], clause 6.3.8.
如果自上次註冊過程以來 AMF 改變，或者 UE 提供的 SUPI 在 AMF 找不到有效的 context，或者 UE 已註冊到同一 AMF，但這個 AMF 已經註冊了 non-3GPP access（即 UE 通過非 3GPP access 進行註冊，並啟動此註冊過程以添加 3GPP access），新的 AMF 使用 Nudm_UECM_Registration 向 UDM 註冊，並且 subscribes to be notified when the UDM deregisters this AMF，UDM 儲存 AMF identity assciated to the Access Type，UDM 可以通過 Nudr_DM_Update 將註冊時提供的信息存儲在 UDR 中。
AMF 使用 Nudm_SDM_Get 檢索 SMF Selection Subscription data 和 Access and Mobility Subscription data 和 UE context，UDM 再通過 Nudr_DM_Query 從 UDR 檢索該訊息。
收到 successful response 後，當請求的資料被修改時，AMF 調用 Nudm_SDM_Subscribe 以訂閱通知，UDM 則可以通過 Nudr_DM_Subscribe 訂閱 UDR。
如果 GPSI 在 UE subscription data 中可用，則 UDM 從 Access and Mobility Subscription data 中提供 GPSI 給 AMF。UDM 可以提供 UE 在 network slicing 的 subscription data 被更新的 indication。如果 UE 在 PLMN 中訂閱 MPS，則 MPS priority 會附加在提供給 AMF 的 Access and Mobility Subscription data 中。
在 Emergency Registration 的情況下，UE 不會被成功認證，所以 AMF 不應該向 UDM 註冊，且 AMF 不應該檢查 access restrictions, regional restrictions 或是 subscription restrictions。AMF 應該忽略任何來自 UDM 的 unsuccessful registration response，並且繼續 Registration procedure。
當 UDM 將 Access type (e.g. 3GPP) 與 AMF 有關的資訊儲存後 (如 Step 14a 所示)，它會導致 UDM 發起 Nudm_UECM_DeregistrationNotification (see clause 5.2.3.2.2) 給 Old AMF，讓 Old AMF 刪除相應的 UE context。
筆者補充：
UDM 在 UECM Registration 中扮演 Producer，而 AMF 則扮演 Consumer，所以在 Step 14a 由 New AMF 調用 Nudm_UECM_Registration 後，UDM 需要調用 Nudm_UECM_DeregistrationNotification 通知 Old AMF 相關的註冊程序已經完成。
可參考 TS 23.502 5.2.3。
如果 UDM 指示刪除原因是 Initial Registration，則 Old AMF 會針對所有該 UE 相關的 SMF 調用 Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext (SUPI，PDU Session ID) 通知該 UE 已從 Old AMF deregister，SMF 將在收到此通知後 release PDU session。
如果 Old AMF 具有針對該 UE 的 N2 connection (像是，因為 UE 處於 RRC-Idle state 但現在已移至 E-UTRAN 或移至未由 Old AMF 服務的區域)，則 Old AMF 將執行 AN Release (4.2.6)，表明 UE 已經在本地釋放了 NG-RAN 的 RRC Connection。
The Old AMF unsubscribes with the UDM for subscription data using Nudm_SDM_unsubscribe.
New AMF 可以利用在 Step 5 收到的 UE context 中的 PCF ID 聯絡到 (V-)PCF。
如果 New AMF 決定執行 PCF selection，它可能會選擇 (V-)PCF 或是 H-PCF (for roaming scenario)，相關的流程會在 TS 23.501, clause 6.3.7.1 提到。至於 V-NRF to H-NRF interaction 會在 clause 4.3.2.2.3.3 提到。
AM Policy Association Establishment as defined in clause 4.16.1.2.
For an Emergency Registration, this step is skipped
如果 New AMF 利用在 Step 5 收到的 UE context 中的 PCF ID 聯絡 (V-)PCF。New AMF 應該在調用 Npcf_AMPolicyControl Create operation 時放入 PCF ID(s)。
若 AMF 為了通知 PCF Mobility Restrictions (e.g. UE location) 以進行調整，或是 PCF 根據一些條件 (e.g. application in use, time and date) 自行調整 Mobility Restrictions，PCF 應該提供更新後的 Mobility Restrictions 給 AMF。若 subscription information 包含 Tracing
Requirements，AMF 必須提供 PCF 有關 Tracing Requirements 的資訊。
For an Emergency Registered UE, this step is applied when the Registration Type is Mobility Registration Update.
AMF 調用 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext (see clause 5.2.8.2.6) 在以下場景:
如果 Step 1 中的註冊請求中包含 List Of PDU Sessions To Be Activated，則 AMF 向與 PDU Sessions 相關的 SMF 發送 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext 請求，以 activate 這些 User Plane connections of these PDU Session(s)。
執行第 4.2.3.2 節 (UE Triggered Service Request procedure) 中 Step 5 開始的步驟，以完成User Plane connection activation，並且無需像第 4.2.3.2 節中的 Step 12中從 AMF 向 (R)AN 發送 MM NAS Service Accept。
若 Serving AMF 已經變更，New serving AMF 向 SMF 通知 AMF 已經接管對 UE 的每個 PDU Session signalling path。New Serving AMF 使用 Step 5 從 Old AMF 收到的 SMF Info (如果 Info 指示 PDU Session 需要 re-active) 去調用 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext。
- AMF only invokes the Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext service operation for Home Routed PDU session(s).
- If the UE moves into a V-PLMN, the AMF in the V-PLMN can not insert or change the V-SMF(s) even for Home Routed PDU session(s).
執行第 4.2.3.2 節中所述的從 Step 5 開始的步驟。如果對未包括在 PDU Session(s) to be re-activated 中的 PDU Session 執行 intermediate UPF 插入，刪除或更改，則無需 N11 和 N2 即可執行該過程以更新 (R)AN 和 5GC 之間的 N3 user plane。
AMF 會在以下情況調用 Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext:
如果任何 PDU Session status 表示已在 UE 端被釋放，則 AMF 會用此通知 SMF 來 release 和該 PDU Session 有關的資源。
如果 serving AMF 改變了，則 New AMF 將等到 Step 18 完成所有與 UE 關聯的 SMF 操作。
否則，Step 19 到 22 可以與此步驟同時進行。
如果 AMF 已更改且 Old AMF 指示一個已經存在的 NGAP UE association 到 N3IWF，則 New AMF 創建一個 NGAP UE association 到 UE 已連線的 N3IWF，並且自動釋出之前 Old AMF 和 N3IWF 的 NGAP UE association。
如果 Old AMF 先前對 PCF 發起了 Policy Association，並且 Old AMF 並沒有將 PCF ID(s) 轉移給 New AMF (e.g. new AMF is in different PLMN)，Old AMF 會執行 AMF-initiated Policy Association Termination procedure (as defined in clause 4.16.3.2) 以刪除與 PCF 的關聯。
除此之外，如果 Old AMF 在 UE context 轉移了 PCF ID(s) 給 New AMF，但 New AMF 卻在 Step 10 通知不會使用 UE context 之中的 AM Policy Association information，Old AMF 會執行 AMF-initiated Policy Association Termination procedure (as defined in clause 4.16.3.2) 以刪除與 PCF 的關聯。
AMF 向 UE 發送 Registration Accept message，指示註冊請求已被接受。如果 AMF 分配新的 5G-GUTI，則會包括 5G-GUTI。
如果 UE 已經通過相同 PLMN 中的 another access 轉為 RM-REGISTERED 狀態，則 UE 將使用在Registration Accept 中接收的 5G-GUTI 進行兩個 Registration。如果 Registration Accept 中不包括 5G-GUTI，則 UE 將使用 existing registration 的 5G-GUTI 給新的 Registration。
如果 AMF 分配新的 Registration area，它將通過 Registration Accept message 將 Registration area 發送給 UE。
若 Registration Accept message 中不包括 Registration area，則 UE 應使用舊的 Registration area。
對於非 Emergency Registration 的請求，應包括 Mobility Restrictions。
AMF 用 PDU Session status 指示 the established PDU Sessions to the UE。UE 在本地移除與 PDU Sessions 相關的任何未被標記為 established 的內部資源。
如果 AMF 在 Step 17 中 invoke 用於 UP activate PDU Sessions Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext process 並且從 SMF 收到拒絕，則 AMF 向 UE 指示 PDUSessions ID 以及沒有 activate User Plane resources 的原因。
當 UE 經由 3GPP access 和 Non-3GPP access 連接到屬於不同 PLMN 的兩個 AMF 時，UE 在本地移除與 PDU Sessions 相關的任何未被標記為 established 的內部資源。
如果 PDU Session status information 在 Registration Request 中，則 AMF 應向 UE 指示 PDU Session status。
- The Mapping Of Allowed NSSAI is the mapping of each S-NSSAI of the Allowed NSSAI to the HPLMN S-NSSAIs.
- The Mapping Of Configured NSSAI is the mapping of each S-NSSAI of the Configured NSSAI for the Serving PLMN to the HPLMN S-NSSAIs.
AMF 應在 LADN (Local Area Data Network) list 中包含 LADN Information，該 Information 是 AMF 為 UE 確定在這些 Registration area 內可用。UE 只有在 LADN 的服務區才能通過連接 LADN 的 PDU 會話訪問 LADN；LADN 服務區是一個 TA Set，LADN 的服務是 Serving PLMN 提供的。
如果 UE 在請求中包括 MICO (Mobile Initiated Connection Only) 模式，則 AMF 回應是否應使用 MICO 模式。
在通過 registration over non-3GPP access 的情況下，AMF 設置 IMS Voice over PS session。
Emergency Service Support indicator 通知 UE 核網支持緊急服務，即允許 UE 請求用於緊急服務的 PDU Session。
如果 UDM 意圖向 UE 指示 subscription has changed，則會有 Network Slicing Subscription Change Indication。如果 AMF 包括 Network Slicing Subscription Change Indication，則 UE 將在本地清除所有 network slicing configuration for all PLMNs，並且如果可以，則更新configuration for the current PLMN based on any received information。
在 Step 21 中接收到 [Configured NSSAI for the Serving PLMN]，[Mapping Of Configured NSSAI] 和 Network Slicing Subscription Change Indication 中的任何一個後，UE 向 AMF 發送 Registration Complete message (以確認是否分配了新的 5G-GUTI)。
根據第 4.2.6 節 (AN Release)，當 Registration Request 中未包括 List Of PDU Sessions To Be Activated 時，AMF release 與 UE 的signalling connection。
當註冊請求中包括後續請求 Follow-on request 時，在完成註冊過程後，AMF 不應 release the signalling connection。
如果 AMF 知道 AMF 中或 UE 與 5GC 之間有 pending 的 signalling，則 AMF 不應在完成註冊過程後立即 release the signalling connection。
如果由 UDM 在 Step 14b 中提供給 AMF 的 Access and Mobility Subscription data 包括 Steering of Roaming information，並帶有 UDM 請求從 UE 接收該信息確認的指示，則 AMF 使用Nudm_SDM_Info 向 UDM 提供 UE acknowledgement。
AMF 還會使用 Nudm_SDM_Info 向 UDM 確認 UE 已收到 Network Slicing Subscription Change Indication (請參閱 Step 21 和 step 22) 並對其採取了行動。
該步驟發生在 Step 14a 之後（可以與前面的任何步驟並行）AMF 將使用 Nudm_UECM_Update 向 UDM 發送 Homogeneous Support of IMS Voice over PS Sessions。
如第 4.15.4 節所述，在此過程結束時，將向 NF consumers 發送 mobility related event notification。
經過本篇文章的講解，相信讀者們對核心網路的認知又更加熟悉了！截至目前為止，系列文已經介紹了核心網路中最重要的：
在接下來大約 20 篇的文章中，筆者會向大家談論一些比較進階的概念，其中包含核心網路安裝、部分核心網路原始程式碼的探討、核心網路專案容器化以及相關應用的介紹，過程中也會介紹一些測試上或實作上使用到的開發技術，讓讀者們建立這些觀念的同時又能接觸到實作！
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