51学通信

深度解析 3GPP TS 23.503：6.1 Overall description (Part 2 - 非会话管理策略控制)

20分钟阅读

好的，我们继续深入3-GPP T-S 23.503规范的第6章。

深度解析 3GPP TS 23.503：6.1 Overall description (Part 2 - 非会话管理策略控制)

本文技术原理深度参考了3GPP TS 23.503 V18.9.0 (2025-03) Release 18规范，重点解读了第6.1.2节“Non-session management related policy control”的核心内容。本文旨在系统性地剖析5G网络如何通过非会话管理策略，在PDU会话建立之前或之外，对用户的接入、移动、终端行为以及特定业务模式进行宏观调控，确保网络资源的高效、智能和安全使用。

在上一篇文章中，我们探讨了PCF如何被发现、业务如何与之绑定，以及PCF进行智能决策的三大基础。今天，我们将聚焦于一类特殊的策略——非会话管理相关策略（Non-session management related policy）。

这类策略的特点是，它们不直接作用于一个已经建立的PDU会话内的数据流，而是在更高维度上进行调控。它们像是城市的“交通规划”和“车辆准入规则”，而不是具体某条道路上的“红绿灯”和“车道线”。

为了具象化这些策略，我们将继续跟随我们的主角——名为“迅翼-01”的自动驾驶物流无人机。同时，我们也会引入美美的个人通信场景，以展示这些策略在2C和2B领域的不同应用。

这部分策略是PCF用来影响UE在网络中“存在”和“移动”方式的核心工具。PCF通过N15接口将这些策略下发给AMF，由AMF负责执行。

The access and mobility related policy control encompasses the management of service area restrictions, the management of the RFSP Index, the management of the UE-AMBR, the management of the UE Slice-MBR, the slice replacement management and the management of the SMF selection.

这段原文概括了该节的主要内容。让我们逐一解析：

1.1 服务区域限制 (Service Area Restrictions)

这相当于为UE划定一个“电子围栏”。

  • 场景（迅翼-01）：“迅翼-01”的飞行任务被严格限制在城市的A、B、C三个区域内。PCF会生成一个包含A、B、C区域TAI（Tracking Area Identity）列表的“允许的服务区”策略，下发给AMF。当AMF检测到无人机试图移动到列表外的区域时，可以拒绝其服务请求，甚至触发网络释放其连接，从而保证无人机不会“飞出界”。

  • 场景（美美）：美美办理了一个仅限校园内使用的优惠套餐。PCF同样会为她设置一个服务区域限制，范围为校园内的所有基站。一旦她离开校园，该套餐下的业务将不可用。

1.2 RFSP索引管理 (Management of the RFSP Index)

RFSP (RAT/Frequency Selection Priority) Index 是一个关键参数，它影响着UE的无线资源管理，如小区的选择/重选、切换、以及接入网络（5G NR vs. LTE）的优先级。PCF可以动态调整这个值，从而影响UE的无线行为。

The PCF may determine to modify the RFSP Index at any time based on operator policies that take into consideration e.g. accumulated usage, load level information per network slice instance, the indication that high throughput is desired for a specific application traffic…

深度解析与场景再现：

  • 场景（迅翼-01）：无人机在执行任务时，PCF从NWDAF处获知其航线前方的eMBB切片网络出现拥塞，但uRLLC切片资源仍然充足。为了优先保障飞控信令，PCF可以动态修改无人机的RFSP Index，提升其在uRLLC切片对应频点上的驻留优先级，使其“更倾向于”连接到能提供可靠uRLLC服务的基站，即使那个基站的eMBB信号稍弱。

1.3 UE聚合最大比特率管理 (Management of the UE-AMBR & UE Slice-MBR)

UE-AMBR (UE Aggregate Maximum Bitrate) 是对一个UE所有非GBR（非保障速率）QoS流的总带宽限制。UE-Slice-MBR则是针对特定网络切片的AMBR。PCF可以根据用户等级、网络状态、消费情况等动态调整这些值。

  • 场景（美美）：美美的标准套餐UE-AMBR是100Mbps。某天她过生日，收到了运营商赠送的“生日当天无限速率”特权。PCF会在当天零点，自动将她的UE-AMBR调整为一个非常大的值，让她享受到极速网络。生日过后，再自动恢复原值。

1.4 SMF选择管理 (Management of the SMF selection)

如前文所述，PCF可以向AMF提供策略，影响其为特定PDU会话选择哪个SMF。

  • 场景（迅翼-01）：无人机要建立一条访问边缘计算节点的PDU会话，以处理高清视频。为了实现最低时延，PCF会指示AMF：“对于DNN为‘edge_compute’的会话请求，必须选择部署在城市东区数据中心的SMF组”。

2. 终端的“导航地图”：UE策略控制 (6.1.2.2 UE policy control)

这是非会话管理策略中对用户体验影响最直接的部分。PCF通过AMF向UE下发一套“路由规则”，指导UE上的应用如何选择和使用网络资源。

The 5GC shall be able to provide policy information from the PCF to the UE. Such UE policy information includes:

  1. Access Network Discovery & Selection Policy (ANDSP)
  2. UE Route Selection Policy (URSP)

2.1 ANDSP：Wi-Fi与蜂窝网的“智能切换器”

ANDSP (Access Network Discovery & Selection Policy) 主要用于指导UE如何发现和选择非3GPP接入网络（主要是Wi-Fi）。

  • 场景（美美）：美美的运营商为了分流网络流量，与各大商场合作部署了高质量的Wi-Fi（Passpoint）。PCF会向美美的手机下发一条ANDSP规则：“当发现SSID为‘Operator_WiFi_Plus’的网络时，如果其R-S-S-I高于-70dBm，并且网络负载低于60%，则优先使用此Wi-Fi接入5G核心网（N3IWF）”。这使得美美的手机可以在蜂窝网和Wi-Fi间进行更智能、更无感的切换。

2.2 URSP：应用的“专属车道规划”

URSP (UE Route Selection Policy) 是UE侧的流量路由策略，它定义了哪种应用/流量应该匹配到哪种“网络切片”、“数据网络（DNN）”、“会话类型（SSC Mode）”等。

A URSP rule includes one Traffic descriptor that specifies the matching criteria and one or more of the following components: 2a) SSC Mode Selection Policy (SSCMSP) 2b) Network Slice Selection Policy (NSSP) 2c) DNN Selection Policy …

深度解析与场景再现：

PCF为“迅翼-01”下发了高度定制化的URSP规则：

  • 规则1 (Precedence=10):
    • Traffic Descriptor: Application ID = “FlightControl_App”
    • Route Selection Descriptor: S-NSSAI = “uRLLC-Slice”, DNN = “uav_control_net”, SSC Mode = 3 (保持会话连续性)
  • 规则2 (Precedence=20):
    • Traffic Descriptor: Application ID = “HD_Video_App”
    • Route Selection Descriptor: S-NSSAI = “eMBB-Slice”, DNN = “uav_video_net”
  • 规则3 (Precedence=255):
    • Traffic Descriptor: Match All
    • Route Selection Descriptor: DNN = “internet” (用于普通遥测和日志上报)

当无人机启动飞控软件时，UE会根据规则1，自动发起一个请求建立P-D-U会话，该会话必须连接到uRLLC切片和飞控专用网络。当视频回传启动时，UE则根据规则2建立另一个独立的PDU会话。这种在终端侧基于应用进行精细化路由的能力，是5G实现端到端业务保障的基础。

3. 未雨绸缪：面向未来的数据传输协商 (6.1.2.4 & 6.1.2.7)

5G PCC不仅能处理实时的业务请求，还能为可预测的、非实时的后台数据传输提供“预约”服务，以实现网络资源的削峰填谷。

3.1 BDT：后台大流量的“经济舱机票” (Negotiation for future background data transfer)

BDT (Background Data Transfer) 适用于那些对传输时间不敏感的大流量后台任务，如软件更新、数据备份等。

The AF may contact the PCF via the NEF … to request a time window and related conditions for future background data transfer (BDT).

深度解析与场景再 Poznámka:

  • 场景（迅翼-01）：无人机制造商计划在下周凌晨2:00-4:00为所有无人机推送一个5GB的固件升级包。制造商的AF可以提前向运营商的PCF发起一个BDT协商请求：“我有一批无人机（由Group ID标识），需要在下周的这个时间段内，每个下载5GB数据。请为我推荐一个网络空闲、资费优惠的时间窗口。”

PCF会结合NWDAF的网络负载预测，向AF推荐一个或多个“经济适用”的时间窗口及对应的传输策略（如较低的充电费率）。AF确认后，PCF会将这个BDT策略存储起来，并生成相应的URSP规则（包含Time Window验证条件）下发给无人机。到了指定时间，无人机上的URSP规则生效，自动开始下载更新，实现了在网络低谷期的高效、低成本数据传输。

3.2 PDTQ：预约未来的QoS保障 (Negotiation for planned data transfer with QoS requirements)

与BDT不同，PDTQ (Planned Data Transfer with QoS requirements) 适用于那些在未来某个时间点需要确定性QoS保障的业务。

  • 场景（美美）：美美预约了一场晚上的重要VR远程会议。会议服务商的AF可以提前向PCF发起PDTQ协商：“用户美美在今晚8:00-9:00期间，需要一条保障50Mbps带宽、20ms时延的VR通信链路。请确认届时网络能否提供此资源。”

PCF会根据网络资源预留情况进行评估，如果可以满足，就会与AF达成“君子协定”，并将此策略存储。到了晚上8点，当美美发起VR会议连接时，PCF会根据预存的PDTQ策略，立即为她授权所需的QoS资源。这为需要确定性保障的关键业务提供了可靠的“VIP预约”服务。

4. 外部影响与事件触发 (6.1.2.5 & 6.1.2.6)

非会话管理策略的制定和调整，也依赖于网络内部事件的触发和外部AF的影响。

4.1 AMF的“情报员”角色 (Policy Control Request Triggers relevant for AMF)

PCF在与AMF建立策略关联时，会“订阅”一系列它感兴趣的事件，这些事件被称为PCRT（Policy Control Request Triggers）。当这些事件发生时，AMF会主动向PCF报告，触发PCF重新进行策略评估。

规范中的 Table 6.1.2.5-1 详细列出了这些触发器。

表6.1.2.5-1: AMF相关的策略控制请求触发器 (部分示例)
触发器描述场景应用（迅翼-01）
Location changeUE的跟踪区域（TA）发生变化。PCF订阅此事件。当无人机飞入新的TA，AMF报告给PCF，PCF可以根据新位置的网络情况，更新RFSP Index。
Change of the Allowed NSSAIUE允许使用的S-NSSAI列表发生变化。如果运营商临时为无人机增加了高清地图切片的访问权限，UDM会更新签约，AMF感知后通知PCF，PCF进而可以更新URSP规则。
PLMN changeUE移动到另一个运营商网络（漫游）。当无人机因信号原因漫游到邻网，AMF报告PLMN变更，PCF（H-PCF）会立即评估并下发适用于漫游场景的策略。
Slice replacement managementAMF无法为UE找到可用的切片替换实例。如果uRLLC切片发生故障，AMF在执行切片替换时若找不到备用切片，会触发此事件报告给PCF，PCF可以采取紧急措施（如通知AF）。

AF不仅可以请求会话内的QoS，还可以对UE的接入和移动性提出宏观建议。

  • 场景（美美）：美美正在使用一款高清视频直播App。为了获得最佳上传速率，App的AF可以向PCF请求“高吞吐量期望”（indication that high throughput is desired）。PCF收到此请求后，可以动态调整美美的RFSP Index，使其优先选择和驻留在能提供更高上行速率的小区或频段。

FAQ

Q1：非会话管理策略和会话管理策略在执行上有什么不同？ A1：执行主体和时间点不同。非会话管理策略主要由AMF（针对移动性和接入）和UE（针对URSP/ANDSP）在PDU会话建立之前或之外执行。例如，服务区限制在UE尝试注册或移动时由AMF检查；URSP在应用程序发起连接请求时由UE执行。而会话管理策略主要由SMF和UPF在PDU会话建立之后执行，作用于会话内的数据流。

Q2：URSP规则中的Precedence（优先级）有什么用？ A2：Precedence决定了UE在评估URSP规则时的顺序。UE会从优先级最高的规则（数值最小）开始逐一匹配。一旦某个应用程序的流量特征（如App ID, DNN等）与某条规则的“Traffic Descriptor”完全匹配，UE就会采用该规则中的“Route Selection Descriptor”来决策如何建立或路由PDU会话，而不再继续评估更低优先级的规则。这确保了最关键、最具体的应用策略能被优先执行。

Q3：BDT和PDTQ都是“预约”未来的网络资源，它们的主要区别是什么？ A3：主要区别在于对QoS的要求。BDT（后台数据传输）主要用于对时间不敏感、但流量可能很大的非实时业务，其核心目标是利用网络空闲时段进行“削峰填谷”，通常会伴随着更优惠的资费，但不承诺严格的QoS保障。而PDTQ（带QoS的计划数据传输）则用于在未来某个特定时间点需要确定性QoS保障的业务，如预约的高清会议、远程手术等。其核心目标是预留和确保未来的网络性能，保障业务的可预测性和可靠性。

Q4：PCF如何动态调整RFSP Index？这个调整有什么实际好处？ A4：PCF基于多种输入（如AF的请求、NWDAF的网络分析、用户的业务类型）做出决策，然后通过N15接口向AMF发送更新后的RFSP Index。AMF再通过N1接口（NAS消息）将新的RFSP Index下发给UE。实际好处是实现了网络对UE无线行为的精细化和智能化引导。例如，可以将对时延不敏感的用户引导到负载较重的低频段，将需要高速率的用户引导到毫米波频段；或者在网络拥塞时，将普通用户引导到LTE网络，以释放5G资源给高价值用户。

Q5：PCF是如何分发和管理大量的UE策略（如URSP）的？ A5：为了高效地分发和管理，PCF采用了Policy Section的机制。PCF可以将大量的URSP/ANDSP规则分割成多个逻辑块，每个块称为一个Policy Section，并用一个**Policy Section Identifier (PSI)**来标识。PCF通过AMF将这些Policy Section分发给UE。当需要更新策略时，PCF只需告诉UE更新哪个PSI对应的Section即可，而无需重新下发所有策略，大大减少了信令开销。UE在注册时也会上报自己已存储的PSI列表，这样PCF就能快速判断UE的策略是否是最新版本，并进行同步。

关系图谱