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深度解析 3GPP TS 23.273：6.9 非3GPP接入定位(Part 1 - 单PLMN通用流程)

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深度解析 3GPP TS 23.273：6.9 非3GPP接入定位(Part 1 - 单PLMN通用流程)

本文技术原理深度参考了3GPP TS 23.273 V18.9.0 (2025-03) Release 18规范中，关于“6.9 Procedures to Support Non-3GPP Access”及其子章节“6.9.1 Common Positioning Procedures when a UE is served by only one PLMN”的核心内容。本文旨在通过一个大型室内展会的 AR 导航场景，为读者系统性地揭示当5G终端通过Wi-Fi等非3GPP网络接入核心网时，其定位服务是如何被统一、高效地实现的。

1. 序章：科技博览会上的“迷航”挑战

在之前的篇章中，我们探讨的定位场景大多发生在广域的蜂窝网络覆盖之下。然而，5G的愿景是“无缝连接”，这意味着即使用户身处蜂窝信号微弱的室内深处，也应能享受到一致、高质量的网络服务。非3GPP接入（Non-3GPP Access），特别是我们日常最熟悉的Wi-Fi，正是实现这一愿景的关键拼图。

今天，我们的主角是科技视频博主“小智”。他正在一个巨大、多层的国际科技博览会（Tech Expo）场馆内进行直播。场馆为所有来宾提供了高速的、与运营商5G核心网融合的Wi-Fi网络。当小智在室内时，他的专业5G直播相机便通过这个Wi-Fi接入5G核心网，享受着低时延、高带宽的服务。

现在，小智面临一个挑战：他想使用博览会的官方App内置的“AR导航”功能，找到一个位于C展厅深处的、备受瞩目的初创公司展台。这个AR功能需要在他的相机实时画面上，叠加出动态的、精确的导航箭头。这意味着，App的后台（扮演LCS客户端/AF）需要获取小智在室内环境下的米级精准位置。

这正是6.9章节要解决的核心问题：当UE（小智的相机）通过一个非蜂窝网络（Wi-Fi）连接到5G系统时，我们引以为傲的LCS（定位服务）体系将如何运作？这不再是简单的基站三角定位，而是一场涉及多网络融合、多技术协同的室内定位大挑战。

2. 非3GPP接入：定位信息的新“源泉”

在深入流程之前，我们必须认识到，当UE通过Wi-Fi等网络接入时，它为定位服务提供了全新的、宝贵的信息“源泉”。规范在5.3.1章节的Table 5.3.1-1: Supported UE location information of non-3GPP access中，详细罗列了这些信息。

信息来源可获取的位置信息类型 (示例)解读
UE侧UE本地IP地址、连接AP的BSSID、扫描到的AP列表、公民地址/地理空间位置UE可以直接感知到Wi-Fi环境。AP的BSSID（MAC地址）是进行Wi-Fi指纹定位的基础。如果AP支持，UE还能直接获取其地理或街道地址。
网络侧 (N3IWF/TNGF)UE的源IP和端口、TNAP/TWAP ID (AP的标识)N3IWF/TNGF是Wi-Fi接入5GC的“关口”，它知道UE是从哪个AP接入的，以及为其分配的IP地址。
AMF侧UE的源IP和端口、最后已知的3GPP位置 (Last known 3GPP access User Location Info)AMF虽然不直接管理Wi-Fi接入点，但它依然记录着UE上一次在蜂窝网络中出现的位置（如Cell-ID）。

这些信息，特别是AP的BSSID和UE测量到的信号强度（RSSI），对于在GNSS信号缺失的室内实现高精度定位至关重要。

3. 统一的触发，共同的流程 (6.9.1)

6.9.1章节的核心思想是“统一”。无论上层应用发起的是何种定位请求，也无论UE当前是通过5G基站（3GPP Access）还是通过Wi-Fi（Non-3GPP Access）接入，其底层的定位执行都将收敛到一个通用的、公共的定位流程中。

Figure 6.9.1-1 shows the common positioning procedures to support location services with non-3GPP access when UE is served by only one PLMN… The common positioning procedures can be triggered by:

  • 5GC-NI-LR procedure…
  • 5GC-MT-LR procedure…
  • 5GC-MO-LR procedure…
  • Deferred 5GC-MT-LR procedure…

这段原文明确指出，我们所熟悉的所有定位触发方式（监管类的NI-LR、网络侧发起的MT-LR、终端主动发起的MO-LR、以及延迟定位）在非3GPP接入场景下全部适用。

在小智的场景中：

  • 当AR导航App（AF）向网络请求小智的位置时，触发的是一次5GC-MT-LR。
  • 如果小智使用App的“寻找朋友”功能，主动分享自己的位置给朋友，触发的则是5GC-MO-LR。

但无论触发方式如何，一旦请求到达AMF并需要LMF介入时，它们都将踏上Figure 6.9.1-1所描绘的同一条“寻路之旅”。

4. 通用定位流程：LMF的“兵棋推演” (Figure 6.9.1-1)

现在，我们进入整个流程的核心。当博览会App为小智发起的MT-LR请求，经过GMLC的隐私审查和路由，最终到达AMF，并由AMF委派给LMF后，LMF的“兵棋推演”正式开始。

4.1 第一步：情报汇总 - AMF向LMF的全面汇报

  1. The AMF invokes the Nlmf_Location_DetermineLocation service operation towards the LMF to request the current location of the UE, which includes the QoS requirement and UE connectivity state per access type.

AMF向LMF发起的DetermineLocation请求，就像一份详尽的“战情简报”。除了常规的QoS要求（例如，AR导航需要的3米精度）外，最关键的情报是**“UE每种接入类型的连接状态（UE connectivity state per access type）”**。

AMF作为UE的移动管家，对UE的网络状态了如指掌。它会告诉LMF：

  • 3GPP Access：状态CM-IDLE，信号强度RSRP -110dBm（很弱）。
  • Non-3GPP Access (via Wi-Fi)：状态CM-CONNECTED，信号强度RSSI -55dBm（很强）。

这份简报，为LMF接下来的战略决策提供了决定性的依据。

4.2 第二步：LMF的战略决策 - 选择战场与战术

  1. The LMF determines the positioning access type and the positioning method based on the UE/network positioning capability, the QoS requirement and UE connectivity state per access type received from the AMF and the locally configured operator policy.

LMF现在是总司令，它需要根据手头的情报，决定在哪片“战场”（接入网）使用哪种“战术”（定位方法）。它的决策矩阵包括：

  1. QoS要求：3米精度。
  2. 连接状态：Wi-Fi连接强而稳定，蜂窝连接弱。
  3. UE/网络能力：LMF从UE的能力信息中得知，小智的相机支持Wi-Fi RTT（802.11mc精确定时测量），场馆的Wi-Fi AP也支持此功能。
  4. 本地策略：运营商的策略可能规定，“对于室内高精度请求，优先使用Wi-Fi定位”。

LMF的推演过程如下：“目标要求3米精度，当前处于室内环境，Wi-Fi信号远优于蜂窝。而且设备和网络都支持高精度的Wi-Fi RTT。结论：选择非3GPP接入（Non-3GPP Access）作为定位战场，采用基于Wi-Fi RTT的定位战术。”

这个决策至关重要，它避免了在信号微弱的蜂窝网络上进行徒劳的尝试，直指最高效、最精准的解决方案。

4.3 “岔路口”：LMF决定通信语言 - LPP vs NRPPa

决策制定后，LMF需要与“前线部队”进行通信。它有两种“语言”可选：

  • LPP (LTE Positioning Protocol)：一种UE与LMF之间的端到端协议，用于**UE辅助（UE-Assisted）或UE自持（UE-Based）**的定位方法。通俗讲，是LMF直接“指挥”UE去做测量。
  • NRPPa (NR Positioning Protocol A)：一种LMF与接入网（AN）之间的协议，用于**网络辅助（Network-Assisted）**的定位方法。通俗讲，是LMF“指挥”接入点（基站或Wi-Fi AP）去做测量。

根据LMF在第二步选择的具体战术，它会决定使用哪种语言，从而走向了两条截然不同的执行路径。

5. 路径A：“指挥UE” - LPP over Non-3GPP (Step 3a & 3d)

假设LMF决定采用Wi-Fi指纹定位（Fingerprinting）。这种方法需要UE扫描周围的Wi-Fi AP，并将AP列表及信号强度（RSSI）上报。这是一个典型的UE辅助方法，因此LMF选择使用LPP语言。

In the case that non-3GPP Access is determined to be used to relay the location information, the UE Assisted and UE Based Positioning procedure in step 3d shall be performed. 3d. This step is same as the UE Assisted and UE Based Positioning procedure in clause 6.11.1 with the following difference:

  • The NG-RAN in clause 6.11.1 is replaced by the N3IWF/TNGF/W-AGF…

流程如下：

  1. LMF → AMF：LMF将一个请求Wi-Fi扫描的LPP消息，发送给AMF。
  2. AMF的智能路由：AMF查看“战情简报”，发现UE当前通过Wi-Fi处于CM-CONNECTED状态。它做出了一个极其高效的决策：将这个LPP消息，通过承载Wi-Fi接入的核心网功能（N3IWF/TNGF）直接转发给UE。
  3. UE执行与响应：小智的相机通过Wi-Fi连接收到了LPP指令，立即执行Wi-Fi扫描，并将结果（BSSID列表和RSSI值）通过Wi-Fi连接上行传回AMF，AMF再转发给LMF。
  4. LMF计算：LMF收到Wi-Fi指纹后，在预置的场馆Wi-Fi信号地图数据库中进行匹配，计算出小智的精确位置。

这条路径的精妙之处在于AMF的路由决策。它利用了已存在的Wi-Fi连接来传输定位信令，完全避免了在信号微弱的蜂窝网络上对UE进行寻呼和RRC连接建立，极大地节省了功耗和空口资源。

6. 路径B：“指挥AP” - NRPPa over Non-3GPP (Step 3b, 3c, 3e)

现在，假设LMF决定采用更先进的**Wi-Fi RTT（Round-Trip Time）**定位。这种方法需要多个Wi-Fi AP同时向UE发送信号，并测量信号的往返时间。这是一种典型的网络辅助方法，LMF选择使用NRPPa语言。

In the case that non-3GPP Access is determined to be used to obtain the location information, the Network Assisted Positioning procedure in step 3e shall be performed. 3e. This step is same as the Network Assisted Positioning procedure in clause 6.11.2 with the following difference:

  • The NG-RAN in clause 6.11.2 is replaced by the N3IWF/TNGF/W-AGF…

流程如下：

  1. LMF → AMF：LMF将一个请求Wi-Fi RTT测量的NRPPa消息，发送给AMF。
  2. AMF的路由：AMF同样将这个请求，转发给非3GPP接入的网关N3IWF/TNGF。
  3. TNGF的协同：TNGF是连接Wi-Fi网络和5G核心网的桥梁。它解析NRPPa消息，并与场馆的Wi-Fi控制器（AC）或AP进行交互，协调多个AP（例如，小智周围的AP-1, AP-2, AP-3）同时参与RTT测量。
  4. 测量与响应：AP们完成测量后，将结果返回给TNGF，TNGF再将其封装成NRPPa消息，通过AMF回传给LMF。
  5. LMF计算：LMF收到了来自三个AP的距离测量值，通过三边测量法（Trilateration），计算出小智的厘米级精确位置。

7. 终章：殊途同归

无论LMF选择了路径A还是路径B，最终它都得到了一个高精度的位置结果。这个结果将沿着标准的返回路径：LMF → AMF → GMLC → 博览会App后台（AF），最终呈现在小智的相机屏幕上，一个清晰的AR箭头，稳稳地指向了目标展台。

8. 总结：统一框架下的灵活性与智能

6.9.1章节为我们展示了5G定位服务架构的强大包容性和前瞻性。它并非为非3GPP接入设计一套全新的、割裂的流程，而是将其无缝地融入到一个统一的通用框架之中。

  • 统一的触发入口：上层应用无需关心UE的接入方式，所有定位请求都通过统一的MT/MO/NI-LR流程发起。
  • 统一的决策中心：LMF作为唯一的定位“大脑”，集中了对接入技术、定位方法的选择权，保证了决策的全局最优性。
  • 智能的信令路由：AMF作为连接的“枢纽”，能够智能地根据UE的连接状态，为定位信令选择最低成本、最高效的传输路径（蜂窝或Wi-Fi）。
  • 灵活的技术适配：通过LPP和NRPPa两种协议的灵活运用，该框架可以适配从传统的Wi-Fi指纹，到先进的Wi-Fi RTT，乃至未来可能出现的更多非3GPP定位技术。

对于像小智这样的最终用户，这意味着无论是在开阔的广场，还是在信号复杂的室内展馆，他都能享受到一致、连续、精准的定位服务。这正是5G“连接无处不在，智能无处不在”理念的真实写照。

FAQ - 常见问题解答

Q1：什么是非3GPP接入？除了Wi-Fi还有哪些？ A1：非3GPP接入泛指所有不由3GPP直接标准化的无线接入技术。Wi-Fi是最常见的一种。其他的还包括有线接入（Wireline，例如家庭宽带），以及一些卫星接入技术等。只要这些接入技术能通过标准化的互通功能（如N3IWF, TNGF, W-AGF）连接到5G核心网，它们就都属于非3GPP接入的范畴。

Q2：AMF是如何知道UE的“每种接入类型的连接状态”的？ A2：这是通过UE的**注册（Registration）和PDU会话（PDU Session）**管理来实现的。当UE首次开机时，它会同时尝试通过3GPP（蜂窝）和非3GPP（Wi-Fi）网络向同一个AMF进行注册。注册成功后，AMF就知道了该UE具备双接入能力。之后，UE通过哪个网络建立了PDU会话（即数据连接），AMF就会记录下该接入类型的连接状态（CONNECTED或IDLE）。

Q3：Wi-Fi指纹定位和Wi-Fi RTT定位有什么区别？ A3：Wi-Fi指纹定位是一种基于信号强度的方法。需要预先派人采集场馆内每个点的Wi-Fi信号“指纹”（即能收到哪些AP，各自信号多强）并存入数据库。定位时，UE上报当前听到的信号情况，LMF去数据库里匹配最相似的“指纹”，从而确定位置。它部署简单，但精度受环境变化影响较大。 Wi-Fi RTT（Round-Trip Time）是一种基于飞行时间的方法。它利用802.11mc标准，精确测量信号在UE和AP之间的往返时间，从而计算出物理距离。通过至少三个AP的距离，就可以通过三边测量法解算出精确位置。它不受信号强度变化影响，精度更高（可达1-2米甚至更高），但要求AP和UE都支持该功能。

Q4：如果我的手机同时连着5G和Wi-Fi，网络会优先用哪个来定位我？ A4：这正是LMF在Step 2需要做出的智能决策。它会综合评估。如果App要求的精度不高（例如，天气App只需要知道你在哪个城市），LMF可能会直接使用5G的小区ID，成本最低。如果App要求高精度（例如，室内导航），且LMF判断你处于室内、Wi-Fi信号强，它几乎肯定会优先选择使用Wi-Fi进行定位。决定权在LMF，其目标是在满足QoS的前提下，选择综合成本（信令、功耗、时延）最低的方案。

Q5：这篇文章只讲了单PLMN的情况，如果我的手机卡是运营商A的，但我连接的是一个由运营商B提供的、与5G融合的Wi-Fi，情况会变得多复杂？ A5：这会引入跨PLMN的复杂性，也是规范6.9.2及之后章节要探讨的核心问题。简而言之，UE会同时在两个不同的PLMN中进行注册（一个通过3GPP接入注册到A，一个通过非3GPP接入注册到B），可能会有两个不同的服务AMF。此时，发起定位请求的HGMLC需要从UDM获取这两个AMF的信息，并根据策略决定向哪个AMF发起定位请求，甚至可能需要在一个AMF定位失败后，向另一个AMF发起二次尝试。这涉及到更复杂的GMLC决策逻辑和跨PLMN的信令交互，我们将在后续的文章中进行深入探讨。

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