深度解析 3GPP TS 23.122:4.9 SNPN selection process (Part 3 - 手动选择与用户重选)

本文技术原理深度参考了3GPP TS 23.122 V18.10.0 (2025-03) Release 18规范中,关于“4.9.3.1.2 Manual SNPN selection mode procedure”和“4.9.3.2 User reselection”的核心章节,旨在为读者深入剖析5G独立非公共网络(SNPN)的手动干预与用户主导的网络重选机制。

引言:工程师的“遥控器”

在“Part 2”中,我们见证了物流机器人AGV-007在唤醒后,如何像一名训练有素的士兵,严格遵循自动化程序,自主地寻找并接入其归属的“Future-Fab-Net”网络。这套自动化流程保证了日常生产的高效与稳定。然而,在真实的工业环境中,总有一些场景需要人类的智慧和干预。

网络部署的初期、故障排查的现场、多网络环境下的特定业务验证……在这些关键时刻,我们需要一位经验丰富的工程师,手持“遥控器”,精准地指挥设备的行为。今天,我们的主角从机器人AGV-007,切换为“未来工厂”的资深网络工程师——李工

李工的任务是对一批新到货的AGV进行入网测试。工厂内不仅有正式生产用的Future-Fab-Net,还有一个用于研发测试的R&D-Test-Net。他需要确保这批新的AGV能够正确识别并连接到指定的测试网络。这就需要用到SNPN的手动选择模式——赋予工程师超越自动化流程的“上帝之手”。


1. 何时需要“手动挡”:手动选择模式的价值

在AGV-007能够全自动“上岗”的背后,是无数次像李工这样的工程师进行的网络部署、优化和验证工作。自动化是目标,而手动化则是实现这一目标不可或缺的手段。手动选择模式的核心价值在于确定性诊断能力

  • 网络部署与调试:在新网络R&D-Test-Net上线初期,李工需要强制指定的测试终端连接上去,以验证网络的基本功能,而不是让终端根据自动选择逻辑“乱跑”。
  • 故障排查:当一台AGV无法连接网络时,李工需要进入手动模式,查看设备究竟能扫描到哪些网络?信号强度如何?目标网络是否可见?是否被列入了禁止列表?这些信息是诊断问题的关键。
  • 多网络环境验证:在Future-Fab-NetR&D-Test-Net并存的环境中,李工需要验证AGV在不同网络间的切换能力和业务表现,这需要他能够强制设备在两个网络间来回切换。

现在,李工拿起他的工程平板,连接到一台新的AGV上,将其通信模式从“自动”切换为“手动”,一场由他主导的“寻网”大戏正式上演。


2. 扫描空中的“信号地图”:手动选择的呈现逻辑 (4.9.3.1.2)

当李工启动手动搜索后,AGV的通信模块会进行一次全频段扫描,然后将结果呈现在李工的平板上。这张列表并非简单的信号排序,而是遵循了一套比自动模式更为复杂的呈现逻辑,旨在为工程师提供最全面、最有序的信息。

The MS indicates to the user any available SNPNs which meet the criteria specified in bullets a) and b). … this includes SNPNs in the list of “permanently forbidden SNPNs”, and the list of “temporarily forbidden SNPNs”.

规范首先明确,手动模式下,终端必须将所有能找到的SNPN都显示出来,包括那些因为各种原因被禁止的SNPN。这是手动模式用于诊断的基石。如果一个网络因为之前注册失败而被临时禁止,自动模式下终端会直接跳过它,而手动模式则会明确地告诉李工:“这个网络在这里,但它被禁止了”,并可能附上一个“🚫”的标志。

这张呈现给李工的“信号地图”有着严格的排序规则。

2.1 呈现优先级1:当前生效的本地化服务 (a)

a) SNPNs with the following order:

  1. identified by an SNPN identity contained in one of the “credentials holder controlled prioritized list of preferred SNPNs for access for localized services in SNPN” … if the validity information of the entry is met…

与自动模式一样,手动模式的最高优先级依然留给了当前正在生效的本地化服务

场景解析:特殊任务的最高可见性

假设李工正在“高精密芯片贴装车间”调试AGV,当前时间是上午10点。AGV的配置中有一条针对该车间专用网络Chip-Fab-Local-Net的本地化服务策略(有效时间08:00-17:00)。

当李工启动手动扫描时,即使主网络Future-Fab-Net的信号更强,Chip-Fab-Local-Net也会被置于列表的最顶端,并可能被特殊标记为“(本地化服务)”。这确保了对于有时间、地点限制的关键业务网络,工程师能够第一时间注意到它的存在和状态。

2.2 呈现优先级2:常规网络的“三六九等” (b)

在本地化服务网络之后,其他常规SNPN会按照一个固定的优先级顺序进行排列,这个顺序与自动模式的优先级C非常相似。

b) if the MS supports access to an SNPN using credentials from a credentials holder, for the SNPNs which broadcast the indication that access using credentials from a credentials holder is supported:

  1. each SNPN which is identified by an SNPN identity contained in one of the user controlled prioritized lists of preferred SNPNs…
  2. each SNPN which is identified by an SNPN identity contained in one of the credentials holder controlled prioritized lists of preferred SNPNs…
  3. each SNPN which broadcasts a GIN contained in one of the credentials holder controlled prioritized lists of GINs…
  4. each SNPN identified by an SNPN identity which is not indicated in any of bullets a), b) 1), b) 2) or b) 3).

让我们通过李工平板上可能出现的列表,来解读这个复杂的排序:

网络名称状态/来源信号强度
Chip-Fab-Local-Net(本地化服务生效中)📶📶📶📶📶
Future-Fab-Net(IT部门优先列表)📶📶📶📶
Warehouse-Net(IT部门优先列表)📶📶📶
R&D-Test-Net(工程师配置列表)📶📶📶📶
Supplier-Debug-Net(开放访客网络)📶📶
Old-Test-Net(临时禁止 🚫)📶📶📶

解读如下:

  1. Chip-Fab-Local-Net:由于本地化服务策略生效,它被置于最高位。
  2. Future-Fab-NetWarehouse-Net:这两个网络都在由IT部门下发的“凭证持有者控制的优先列表”中。它们会按照列表中的顺序(或信号强度)排列。这是企业级的策略体现。
  3. R&D-Test-Net:这个网络是李工为了方便测试,自己在AGV的“用户控制的优先列表”中添加的。它的优先级低于IT部门的列表。
  4. Supplier-Debug-Net:这是一个“三无”网络——不在任何优先列表里,也没有订阅关系。但因为它广播了“允许访客接入”的标志,所以它也能被显示出来,排在所有“有身份”网络的后面。
  5. Old-Test-Net:这个网络可能因为之前AGV尝试连接时认证超时,被加入了“临时禁止列表”。在手动模式下,它依然可见,并被明确标记为禁止状态,为李工提供了重要的诊断信息。

这个精细的排序逻辑,为工程师提供了一个结构清晰、信息丰富的决策界面。

2.3 工程师的决断:强制注册

The user may select an SNPN. If the user selects an SNPN, the MS then initiates registration on this SNPN … and for such registration the MS shall ignore the contents of the “5GS forbidden tracking areas for roaming” … “temporarily forbidden SNPNs”, “permanently forbidden SNPNs”…

现在,李工要在他的平板上做出选择了。他点击了列表中的R&D-Test-Net

此时,AGV的通信模块会执行一个关键动作:无视所有“黑名单”,强制向R&D-Test-Net发起注册请求。

这个“无视”是手动模式的核心权力。即使R&D-Test-Net因为之前的某种原因被AGV加入了临时禁止列表,李工的手动指令也能覆盖这个“不良记录”,给网络一次“重新做人”的机会。这对于从网络故障中恢复或验证修复效果至关重要。

2.4 手动选择的“粘性”

Once the MS has registered on an SNPN selected by the user, the MS shall not automatically register on a different SNPN unless: a) the user selects automatic SNPN selection mode; b) the user initiates an emergency call while the MS is in limited service state… c) the new SNPN is declared as an equivalent SNPN by the registered SNPN.

AGV成功注册上R&D-Test-Net后,它会“固执地”停留在这个网络上。即使此时主网络Future-Fab-Net的信号变得非常强,AGV也不会自动切换回去。

这种“粘性”是手动模式的另一大特点。它保证了在工程师进行测试或调试期间,设备的行为是可预测的,不会因为自动选择逻辑的干扰而意外“跳网”。

要打破这种粘性,只有三种情况:

  1. 李工明确下令:他完成了测试,在平板上将AGV的模式切换回“自动”。
  2. 紧急情况:AGV在R&D-Test-Net上处于有限服务状态,此时触发了紧急呼叫,设备可能会为了紧急通信而选择其他网络。
  3. 网络指引R&D-Test-Net告知AGV,Future-Fab-Net是它的等效网络,AGV可能会在特定条件下切换过去。

3. 用户主导的“重新扫描”:User Reselection (4.9.3.2)

手动选择是在开机或无覆盖后,由工程师主导的、切换到手动模式后的完整流程。而“用户重选”(User Reselection)则是指在任何时候,用户都可以发起的一次“重新扫描”动作。

At any time the user may request the MS to initiate reselection and registration onto an available SNPN, according to the following procedures, dependent upon the SNPN selection mode of the UE.

李工在他的工程平板上,通常会看到两个按钮:“重新扫描(自动模式)”和“重新扫描(手动模式)”。

3.1 自动模式下的用户重选 (4.9.3.2.1)

场景解析:AGV当前正连接在R&D-Test-Net上(通过手动选择),李工测试完毕,想让它回到正常的自动工作状态。他可以选择直接切换到“自动模式”。但如果他想看看自动模式下设备会优先选择哪个网络,他可以点击“重新扫描(自动模式)”。

这个动作触发的流程与开机时的自动选择流程(4.9.3.1.1)非常相似,但有一个关键区别:

c) the previously selected SNPN.

在用户重选的自动模式优先级列表中,当前所在的网络(previously selected SNPN)被放到了最低优先级

这意味着,设备会被强制去寻找一个比当前网络优先级更高的网络。如果AGV当前在R&D-Test-Net(用户列表),它会优先去寻找Future-Fab-Net(IT部门列表/订阅网络)。只有在找不到任何更高优先级的网络时,它才会“无可奈何”地继续留在R&D-Test-Net上。

这个机制确保了用户发起的“自动重选”总是在尝试“优中选优”,而不是安于现状。

3.2 手动模式下的用户重选 (4.9.3.2.2)

The manual SNPN selection mode procedure of clause 4.9.3.1.2 is followed.

这个流程非常简单。当李工点击“重新扫描(手动模式)”时,设备会完整地重新执行一遍我们在第二节中描述的手动选择流程——全频段扫描,然后按照复杂的优先级规则,生成一张全新的“信号地图”供李工决策。


4. FAQ环节

Q1:手动模式下,为什么要把“禁止列表”中的SNPN也显示出来?

A1:这是为了提供全面的诊断信息。在自动模式下,设备会自动忽略禁止列表中的网络。如果工程师发现设备迟迟连不上网,他需要知道原因。进入手动模式后,如果看到目标网络显示在列表里,但带有一个“禁止”图标,他就能立刻定位问题:“网络是可见的,但因为某种原因被设备拉黑了”。接下来他就可以进一步排查是被永久禁止还是临时禁止,以及触发禁止的原因,从而大大缩短故障排查时间。

Q2:“用户重选(自动模式)”和“将模式从手动切换到自动”有什么区别?

A2:行为上很相似,但触发时机和意图不同。“将模式从手动切换到自动”是一个状态变更,设备此后将一直遵循自动模式的行为准则,包括周期性地搜索更高优先级的网络。而“用户重选(自动模式)”是一次性动作,它强制设备立即进行一次“优中选优”的搜索和切换尝试。在很多UI设计中,这两个操作可能会被合并,例如,从手动切换到自动时,系统会询问“是否立即重新搜索网络?”。

Q3:李工在手动选择了R&D-Test-Net后,如果AGV因为断电重启了,它开机后会连接哪个网络?

A3:根据规范,手动选择的“粘性”通常在关机后会丢失。AGV重启后,会首先执行4.9.3.1.0的通用流程,即尝试连接上次注册的网络 (RPLMN/RSNPN),也就是R&D-Test-Net。如果R&D-Test-Net可用,它会直接连上。但此时,设备的模式会恢复到默认的“自动模式”(除非设备有特殊记忆功能)。这意味着,即使这次连上了R&D-Test-Net,它之后也会根据自动模式的规则(如周期性搜索定时器超时)去尝试寻找更高优先级的Future-Fab-Net

Q4:AGV-007可以被远程命令切换到手动选择模式吗?

A4:3GPP规范主要定义了终端侧的行为逻辑。通过远程方式(如OAM或DM服务器)向设备下发指令,将其模式从自动切换到手动,在技术上是完全可行的,这属于设备管理的范畴。在大型工业物联网部署中,设备通常都会支持远程配置管理协议(如LwM2M),工厂的IT部门可以通过网管平台远程修改AGV的网络选择模式,而无需李工到现场操作。

Q5:手动选择模式会更耗电吗?

A5:是的,在执行手动扫描的瞬间,会更耗电。因为设备需要进行一次全频段、全制式的主动扫描,射频单元会处于高功率发射和接收状态。然而,一旦手动选择完成并成功注册,设备就会进入空闲模式,其耗电水平与自动模式下驻留在同一网络时是相同的。频繁地进行手动扫描会显著增加电量消耗,因此这个功能主要是为调试和排障等低频次场景设计的。