5GC实践篇之切片篇第13篇：移出切片实例覆盖范围，重择同一切片其他实例

城市内多区域覆盖：运营商在城市的不同区域部署不同的AMF Pool，每个AMF Pool部署了同一切片的不同实例（例如，不同NSI ID的eMBB切片）；
高铁/高速公路场景：UE在高速移动中穿越多个AMF服务区域；
室内外切换：UE从室分系统（一个AMF Pool）移动到宏站覆盖（另一个AMF Pool）。

理解本场景对于排查"UE移动后切片服务中断"等问题至关重要。

1.1 切片实例的概念

5G中的切片实例（Network Slice Instance，NSI）是网络切片的具体实现。同一个S-NSSAI（如SST=1 eMBB）可以有多个NSI，每个NSI由不同的网元实例组成（不同的AMF、SMF、UPF组合）。NSI ID用于区分同一S-NSSAI的不同实例。


S-NSSAI: SST=1 (eMBB)

  ├── NSI-1: AMF Pool A + SMF-1 + UPF-1 (覆盖TA 001-010)

  ├── NSI-2: AMF Pool B + SMF-2 + UPF-2 (覆盖TA 011-020)

  └── NSI-3: AMF Pool C + SMF-3 + UPF-3 (覆盖TA 021-030)

2 协议规范与关键技术

2.1 相关协议规范

本篇涉及Inter AMF移动性注册更新和切片实例重选，相关协议如下：

TS 23.501 第5.15节：定义了切片实例的概念和Allowed NSSAI在不同AMF间传递的规则。
TS 23.501 第6.3.5节：AMF发现与选择，包括移动性场景下的AMF选择。
TS 23.502 第4.2.2.2.2节：Registration with AMF change的完整流程。
TS 29.518：Namf_Communication服务接口，定义了AMF间UE上下文传递（N1N2MessageTransfer、CreateUEContext等）。
TS 29.503：Nudm_SDM接口，New AMF向UDM获取签约数据。
TS 24.501 第5.4.4节：Registration流程的NAS信令。

2.2 Inter AMF移动性注册的关键步骤

当UE移动到新区域时，Inter AMF移动性注册涉及以下关键步骤：

步骤	说明
1. RAN选择New AMF	RAN根据UE位置（新TA）选择对应的AMF
2. New AMF接收注册请求	UE携带5G-GUTI（指向Old AMF）
3. New AMF联系Old AMF	通过Namf_Communication获取UE上下文
4. 切片能力判断	New AMF判断是否支持UE的Allowed NSSAI
5. 签约数据获取	New AMF从UDM获取最新签约数据
6. Registration Accept	New AMF下发新的5G-GUTI和Allowed NSSAI

2.3 Allowed NSSAI在AMF间传递

在本场景中，Old AMF和New AMF支持相同S-NSSAI的不同实例。关键问题是：UE的Allowed NSSAI在跨AMF移动时如何处理？

根据TS 23.501的规定：

Old AMF将UE的Allowed NSSAI作为UE上下文的一部分传递给New AMF；
New AMF收到Allowed NSSAI后，需要验证自己是否支持这些S-NSSAI；
如果New AMF支持相同的S-NSSAI（即使NSI ID不同），则Allowed NSSAI保持不变；
如果New AMF不支持某些S-NSSAI，则需要重新计算Allowed NSSAI。

本场景中，两个AMF支持相同的S-NSSAI，只是NSI ID不同，因此Allowed NSSAI保持不变。

2.4 NSI ID的传递与更新

NSI ID（Network Slice Instance ID）用于标识切片的具体实例。在跨AMF移动时：

Old AMF为UE选择的NSI ID（如NSI-1）可能不再适用于New AMF区域；
New AMF需要为UE重新选择NSI ID（如NSI-2）；
NSI ID的变化对UE是透明的（UE只知道S-NSSAI，不知道NSI ID）；
NSI ID的变化体现在SMF和UPF的选择上——New AMF会选择New NSI对应的SMF和UPF。

3 消息流程与详细解读

3.1 整体流程概览


sequenceDiagram

    participant UE as UE终端

    participant RAN as NG-RAN

    participant NAMF as New AMF

    participant OAMF as Old AMF

    participant UDM as UDM

    Note over UE: 前提：UE已在Old AMF注册<br/>Allowed NSSAI包含SST=1/SD=010203<br/>NSI ID = NSI-1

    UE->>UE: 移动到新TA，触发Mobility Registration Update

    UE->>RAN: RRC Setup + NAS Registration Request<br/>5G-GUTI(Old AMF) + Requested NSSAI

    Note over UE,RAN: RAN根据新TA选择New AMF

    RAN->>NAMF: NGAP Initial UE Message<br/>NAS Registration Request

    NAMF->>NAMF: 解析5G-GUTI<br/>识别Old AMF

    NAMF->>OAMF: Namf_Communication_UEContextTransfer<br/>请求UE上下文

    OAMF-->>NAMF: UE Context Response<br/>包含Allowed NSSAI + PDU Session信息

    Note over NAMF: 检查Allowed NSSAI<br/>SST=1/SD=010203<br/>New AMF也支持该S-NSSAI

    NAMF->>UDM: Nudm_UECM_Registration<br/>注册为新的Serving AMF

    NAMF->>UDM: Nudm_SDM_Get<br/>获取签约数据

    UDM-->>NAMF: Subscribed NSSAI

    Note over NAMF: New AMF支持SST=1/SD=010203<br/>Allowed NSSAI保持不变<br/>但NSI ID更新为NSI-2

    NAMF-->>OAMF: Namf_Communication_RegistrationCompleteNotify

    NAMF->>RAN: NGAP Initial Context Setup Request<br/>携带Allowed NSSAI

    RAN->>UE: NAS Registration Accept<br/>新5G-GUTI + Allowed NSSAI

    UE->>RAN: NAS Registration Complete

    RAN->>NAMF: NGAP Initial Context Setup Response

3.2 流程详细解读

前提条件：UE在Old AMF已注册

UE此前在TA 001（AMF Pool A覆盖区域）成功注册：

Serving AMF：Old AMF（AMF Pool A）
Allowed NSSAI：[SST=1/SD=010203]
NSI ID：NSI-1（AMF Pool A中的eMBB实例）
已建立PDU会话：PDU Session ID=1, S-NSSAI=SST=1/SD=010203

步骤1：UE移动并触发Mobility Registration Update

UE从TA 001移动到TA 011（AMF Pool B覆盖区域），触发移动性注册更新。UE在NAS Registration Request中携带：

Registration Type：Mobility Registration Update
5G-GUTI：指向Old AMF的GUTI
Requested NSSAI：[SST=1/SD=010203]

步骤2：RAN选择New AMF

RAN收到UE的RRC消息后，根据新TA（TA 011）的AMF路由配置，将Initial UE Message发送给New AMF（AMF Pool B）。RAN可能使用以下信息进行路由：

RRC中的5G-GUTI（提取GUAMI信息辅助路由）
RRC中的NSSAI信息
本地的TA到AMF映射表

步骤3：New AMF向Old AMF获取UE上下文

New AMF收到注册请求后，从5G-GUTI中解析出Old AMF的GUAMI信息。New AMF通过Namf_Communication_UEContextTransfer接口向Old AMF请求UE上下文：


Namf_Communication_UEContextTransfer Request:

  ueContextId: "imsi-4608800000XXXXXX"

  reason: "INIT_REG"

  accessType: "3GPP_ACCESS"

  targetAmfId: "amf-02-set01-instance01"

Old AMF返回完整的UE上下文：


{

  "ueContext": {

    "supi": "imsi-4608800000XXXXXX",

    "allowedNssai": {

      "allowedSnssais": [{"sst": 1, "sd": "010203"}]

    },

    "pduSessions": [

      {

        "pduSessionId": 1,

        "sNssai": {"sst": 1, "sd": "010203"},

        "dnn": "internet",

        "smfId": "smf-01-set01-instance01",

        "nsiId": "NSI-1"

      }

    ],

    "mmContext": {

      "rmState": "RM-REGISTERED",

      "cmState": "CM-IDLE"

    }

  }

}

步骤4：New AMF检查切片支持能力

New AMF收到UE上下文后，检查自己是否支持UE的Allowed NSSAI中的S-NSSAI：

检查项	Old AMF	New AMF	结果
S-NSSAI	SST=1/SD=010203	SST=1/SD=010203	支持相同S-NSSAI
NSI ID	NSI-1	NSI-2	NSI ID不同
AMF Set	AMF Pool A	AMF Pool B	不同的AMF Set

关键结论：New AMF支持SST=1/SD=010203，但对应的NSI ID为NSI-2。Allowed NSSAI中的S-NSSAI可以保持不变。

步骤5：New AMF向UDM注册并获取签约数据

New AMF向UDM执行以下操作：

Nudm_UECM_Registration：注册自己为UE的新Serving AMF；
Nudm_SDM_Get：获取UE最新的签约数据，确认SST=1/SD=010203仍在签约列表中；
Nudm_SDM_Subscribe：订阅签约数据变更通知。

步骤6：通知Old AMF

New AMF通过Namf_Communication_RegistrationCompleteNotify通知Old AMF，UE已成功注册到New AMF。Old AMF可以释放该UE的上下文资源。

步骤7：下发Registration Accept

New AMF通过NGAP Initial Context Setup Request消息向RAN和UE发送Registration Accept：

新的5G-GUTI（指向New AMF）
Allowed NSSAI：[SST=1/SD=010203]（与之前相同）
新的TAI List（包含新区域的TA）

步骤8：PDU会话的NSI ID更新

虽然Allowed NSSAI中的S-NSSAI没有变化，但底层NSI ID已经从NSI-1更新为NSI-2。这意味着：

后续该PDU会话的数据面路由将使用NSI-2对应的UPF；
SMF可能也需要更换（如果NSI-2使用不同的SMF）；
这个过程通过SMF重选或SMF迁移完成，对UE透明。

3.3 Inter AMF移动性注册决策流程


flowchart TD

    A[New AMF收到Mobility Registration Update] --> B[从5G-GUTI解析Old AMF]

    B --> C[向Old AMF获取UE上下文]

    C --> D[获取Allowed NSSAI和PDU Session信息]

    D --> E{New AMF是否支持Allowed NSSAI中的S-NSSAI}

    E --> F[不支持：需要重新计算Allowed NSSAI]

    E --> G[支持：Allowed NSSAI保持不变]

    G --> H[向UDM注册并获取签约数据]

    H --> I[更新NSI ID为新区域的切片实例]

    I --> J[通知Old AMF释放UE上下文]

    J --> K[发送Registration Accept]

    F --> L[重新计算Allowed NSSAI]

    L --> M{部分支持或完全不支持}

    M --> N[部分支持：保留可支持的部分]

    M --> O[完全不支持：查询NSSF]

    N --> H

    O --> P[AMF重定向]

4 关键信令参数分析

4.1 NAS Registration Request参数

参数名称	值	说明
Registration Type	Mobility Registration Update	移动性注册更新
5G-GUTI	460-88-01-01-00-0xOldTMSI001	指向Old AMF
Requested NSSAI	SST=1, SD=010203	请求的切片
Mobile Identity	5G-GUTI	UE标识

4.2 UE Context Transfer响应中的切片信息

参数	值	说明
Allowed NSSAI	SST=1/SD=010203	Old AMF授权的切片
PDU Session S-NSSAI	SST=1/SD=010203	已建PDU会话的切片
NSI ID	NSI-1	Old AMF区域的切片实例
SMF ID	smf-01-set01-instance01	Old AMF区域的SMF

4.3 UDM签约数据验证


{

  "nssai": {

    "defaultSingleNssais": [

      {"sst": 1, "sd": "010203"}

    ],

    "singleNssais": [

      {"sst": 1, "sd": "010203"},

      {"sst": 3}

    ]

  }

}

验证结果：SST=1/SD=010203仍在签约列表中，New AMF可以继续为UE提供该切片服务。

4.4 Registration Accept消息参数

参数名称	值	说明
5G-GUTI	460-88-02-01-00-0xNewTMSI001	指向New AMF
Allowed NSSAI	SST=1, SD=010203	与之前相同
TAI List	46088-A011, 46088-A012	新的注册区域

关键观察：5G-GUTI中的AMF Region ID从01变为02，表示UE已从AMF Pool A切换到AMF Pool B。

4.5 AMF CLI验证数据

New AMF注册处理日志（脱敏）：


# New AMF Mobility Registration Log

Time: 2026-04-17 16:45:10.100

SUPI: imsi-4608800000XXXXXX

GPSI: 86138000XXXXXX

Received Mobility Registration Update:

  Old GUTI: 460-88-01-01-00-0xOldTMSI001

  Requested NSSAI: SST=1, SD=010203

  New TAI: 46088-A011

UE Context Transfer from Old AMF:

  Old AMF: amf-01-set01-instance01

  Allowed NSSAI: [SST=1, SD=010203]

  PDU Sessions: 1 active

    PDU Session 1: S-NSSAI=SST=1/SD=010203, DNN=internet, NSI=NSI-1

  MM State: RM-REGISTERED, CM-IDLE

Slice Capability Check:

  New AMF Supported NSSAI: [SST=1/SD=010203, SST=1/SD=040506]

  Allowed NSSAI SST=1/SD=010203: SUPPORTED

  NSI Mapping: NSI-1 -> NSI-2 (local instance)

  Decision: Continue serving with same S-NSSAI, update NSI

UDM Registration:

  Nudm_UECM_Registration: 201 Created

  Nudm_SDM_Get: Subscribed NSSAI includes SST=1/SD=010203

Old AMF Notification:

  RegistrationCompleteNotify sent to amf-01-set01-instance01

  Response: 200 OK

Registration Accept:

  New GUTI: 460-88-02-01-00-0xNewTMSI001

  Allowed NSSAI: [SST=1, SD=010203]

  TAI List: [46088-A011, 46088-A012]

UE上下文查询（New AMF，脱敏）：


# UE Context on New AMF

SUPI: 4608800000XXXXXX

GPSI: 86138000XXXXXX

5G-GUTI: 460-88-02-01-00-0xNewTMSI001

RM State: RM-REGISTERED

CM State: CM-CONNECTED

Serving AMF: amf-02-set01-instance01

NSSAI Information:

  Allowed NSSAI:

    S-NSSAI 1: SST=1, SD=010203

  Subscribed NSSAI:

    S-NSSAI 1: SST=1, SD=010203 (default)

    S-NSSAI 2: SST=3

  NSI ID: NSI-2

PDU Sessions:

  PDU Session 1:

    S-NSSAI: SST=1, SD=010203

    DNN: internet

    SMF: smf-02-set01-instance01 (updated)

    NSI: NSI-2 (updated)

    State: ACTIVE

Registration History:

  Type: Mobility Registration Update

  Time: 2026-04-17 16:45:10

  Previous AMF: amf-01-set01-instance01

  Previous TAI: 46088-A001

  Current TAI: 46088-A011

5 测试验证与数据解读

5.1 测试预置条件

本场景的测试预置条件包括：

部署两套AMF（AMF Pool A和AMF Pool B），分别覆盖不同的TA区域；
两套AMF都支持SST=1/SD=010203，但对应不同的NSI ID；
UE在AMF Pool A覆盖区域成功注册，Allowed NSSAI为[SST=1/SD=010203]；
UE已建立PDU会话（S-NSSAI=SST=1/SD=010203）；
测试环境支持UE从AMF Pool A区域移动到AMF Pool B区域。

5.2 验证要点

验证点1：RAN正确选择New AMF

在NGAP消息跟踪中确认：

RAN根据新TA（TA 011）将Initial UE Message发送给New AMF；
RAN没有将消息发送给Old AMF。

验证点2：New AMF成功从Old AMF获取UE上下文

在Namf_Communication接口跟踪中确认：

New AMF向Old AMF发起UEContextTransfer请求；
Old AMF返回完整的UE上下文，包含Allowed NSSAI和PDU Session信息。

验证点3：Allowed NSSAI保持不变

在NAS消息跟踪中确认：

Registration Accept中的Allowed NSSAI与之前相同（SST=1/SD=010203）；
UE无需释放或重建PDU会话。

验证点4：5G-GUTI更新指向New AMF

在NAS消息跟踪中确认：

Registration Accept中的新5G-GUTI指向New AMF；
GUTI中的AMF Region ID / Set ID与New AMF一致。

验证点5：PDU会话在新NSI上继续工作

在数据面验证中确认：

UE的PDU会话在移动后仍然可用；
数据流量通过New AMF区域的UPF路由。

5.3 数据解读

通过分析测试数据，可以得出以下关键结论：

同S-NSSAI不同NSI对UE透明：UE只知道S-NSSAI（SST=1/SD=010203），不知道底层的NSI ID变化。从UE角度看，切片服务没有中断，Allowed NSSAI没有变化。
AMF间上下文传递是关键：New AMF从Old AMF获取UE上下文（包括Allowed NSSAI、PDU Session信息、安全上下文等），确保了移动过程中的服务连续性。如果上下文传递失败，New AMF可能需要重新执行完整的注册流程。
NSI ID更新影响数据面：虽然Allowed NSSAI不变，但NSI ID的变化意味着数据面路由（UPF选择）可能发生变化。SMF可能需要为PDU会话选择新NSI对应的UPF，这个过程对UE透明。
Old AMF的资源释放：New AMF通知Old AMF释放UE上下文后，Old AMF不再持有该UE的信息。如果Old AMF上的SMF也不再需要（NSI切换后），SMF也需要释放相关资源。

5.4 与AMF重选场景的区别

对比维度	第11篇（AMF重定向）	本篇（Inter AMF移动性）
触发原因	RAN路由错误	UE移动到新区域
UE注册状态	正在初始注册	已注册（移动性更新）
Old AMF角色	Initial AMF（临时中转）	Previous Serving AMF
上下文传递	无（初始注册）	有（从Old AMF获取）
Allowed NSSAI	首次计算	保持不变（如果新AMF支持）
PDU会话	无（尚未建立）	需要迁移到新NSI

6 小结与思考

6.1 本篇小结

本篇详细分析了UE移出切片实例覆盖范围后，重选同一切片其他实例的Inter AMF移动性注册流程。关键要点如下：

触发场景：UE从AMF Pool A移动到AMF Pool B，两套AMF支持相同S-NSSAI但不同NSI ID。
核心流程：New AMF从Old AMF获取UE上下文 -> 验证切片支持能力 -> 更新NSI ID -> 向UDM注册 -> 下发Registration Accept。
Allowed NSSAI保持不变：由于New AMF支持相同的S-NSSAI，UE的Allowed NSSAI在移动后保持不变。
NSI ID对UE透明：底层的NSI ID从NSI-1变为NSI-2，但UE不感知这个变化。

6.2 延伸思考

思考1：跨NSI移动时的PDU会话连续性

本场景中，UE的PDU会话从NSI-1迁移到NSI-2。这个迁移过程需要SMF的参与。如果NSI-1和NSI-2使用不同的SMF，则需要SMF迁移（SMF Change），这可能涉及UPF的重选和N4会话的重建。SMF迁移的复杂度远高于简单的AMF切换，需要特别关注。

思考2：不同切片对移动性的影响差异

本场景讨论的是两个AMF支持相同切片的情况。如果两个AMF支持的切片完全不同（例如AMF A支持eMBB，AMF B仅支持URLLC），则移动后UE的Allowed NSSAI将发生变化，可能导致某些PDU会话被释放。这种"切片不一致"的移动性场景在实际网络中需要通过精心的网络规划来避免。

思考3：网络规划对切片移动性的影响

运营商在部署切片时，需要考虑移动性对切片连续性的影响。对于需要全局覆盖的切片（如eMBB），应在所有AMF Pool中部署相应的NSI；对于区域性切片（如工业专网），需要考虑UE移出覆盖区域的降级处理策略。

5GC实践篇之切片篇第13篇：移出切片实例覆盖范围，重择同一切片其他实例

5GC实践篇之切片篇第13篇：移出切片实例覆盖范围，重择同一切片其他实例

1 测试背景与用例简介

1.1 切片实例的概念

2 协议规范与关键技术

2.1 相关协议规范

2.2 Inter AMF移动性注册的关键步骤

2.3 Allowed NSSAI在AMF间传递

2.4 NSI ID的传递与更新

3 消息流程与详细解读

3.1 整体流程概览

3.2 流程详细解读

3.3 Inter AMF移动性注册决策流程

4 关键信令参数分析

4.1 NAS Registration Request参数

4.2 UE Context Transfer响应中的切片信息

4.3 UDM签约数据验证

4.4 Registration Accept消息参数

4.5 AMF CLI验证数据

5 测试验证与数据解读

5.1 测试预置条件

5.2 验证要点

5.3 数据解读

5.4 与AMF重选场景的区别

6 小结与思考

6.1 本篇小结

6.2 延伸思考

查看完整内容