Dans un réseau cœur 5G, la localisation de l’utilisateur n’est pas une information que le cœur peut découvrir seul. La position réseau en temps réel d’un UE provient du côté accès radio, en particulier du gNB qui le dessert. Le gNB sait quelle cellule est utilisée par l’UE, à quelle zone de suivi appartient cette cellule et comment cette localisation radio doit être signalée vers le réseau supérieur. C’est pourquoi ULI, ou User Location Information, constitue un paramètre important de la signalisation 5GC.

ULI est transporté dans la signalisation NGAP du gNB vers l’AMF. Il fournit au cœur la référence de localisation nécessaire à l’enregistrement, à la gestion de mobilité, au traitement des sessions, au contrôle de politique, au routage des services et à l’exposition applicative. En ingénierie, ULI ne correspond pas à une géolocalisation à l’échelle d’une rue. Il s’agit d’une identité de localisation réseau construite à partir d’identifiants d’accès radio tels que TAI et NR CGI. Ces identifiants permettent au cœur 5G de situer l’UE au niveau de la zone de suivi et de la cellule.

Comment ULI atteint le cœur

ULI est signalé du gNB vers l’AMF. Le gNB inclut le paramètre ULI dans plusieurs messages N2 afin que l’AMF obtienne la localisation réseau actuelle de l’UE. Cette information est particulièrement importante, car les décisions de l’AMF dépendent de l’emplacement de l’UE, de sa zone de suivi et de la nécessité éventuelle d’une mise à jour de mobilité ou d’enregistrement.

Plusieurs messages NGAP peuvent transporter ULI, notamment PDU Session Resource Release Response, PDU Session Resource Modify Response, PDU Session Resource Notify, UE Context Release Complete, UE Context Modification Response, RRC Inactive Transition Report, Handover Notify et Path Switch Request. Deux messages sont particulièrement importants pour le transport NAS : Initial UE Message et Uplink NAS Transport. Comme ils transportent la signalisation NAS 5G, l’AMF peut obtenir la localisation de l’UE en temps réel pendant les procédures liées au NAS.

Cette conception maintient la logique de signalement de localisation à proximité du réseau radio. Le gNB observe la cellule serveuse et transmet les identifiants pertinents par NGAP. L’AMF utilise ensuite ces informations dans le contexte plus large de mobilité et de session.

Contenu de NR ULI

ULI prévoit plusieurs choix d’informations de localisation. De manière générale, il peut inclure E-UTRA ULI dans les scénarios liés au NSA et NR ULI dans les scénarios liés au SA. Dans un réseau 5G autonome, NR ULI est l’élément principal.

NR ULI se compose principalement de deux éléments : 5G TAI et NR CGI, également appelé NCGI. TAI identifie la zone de suivi, tandis que NCGI identifie globalement une cellule NR précise. Ensemble, ils indiquent au cœur le contexte de zone de suivi et le contexte de cellule radio de l’UE.

TAI est constitué de MCC + MNC + TAC. MCC et MNC identifient le PLMN, tandis que TAC identifie la zone de suivi. Cette structure permet au réseau d’associer l’UE au bon réseau opérateur et à la bonne zone de suivi. Le concept de zone de suivi vient de la 4G, mais il reste important pour la gestion de mobilité 5G.

NCGI est construit à partir de l’identité PLMN et de NCI. Le NCI, ou NR Cell Identity, comporte 36 bits et contient le gNB ID ainsi que le Cell ID. Comme la longueur du gNB ID est variable, celle du Cell ID dépend du nombre de bits attribués au gNB ID. Par exemple, avec un gNB ID de 24 bits, les 12 bits restants constituent le Cell ID. Cette relation est importante pour interpréter les identités de cellule ou calculer NCI et NCGI.

Relation entre les différentes zones

La relation entre zone d’enregistrement, zone de suivi, gNB et cellule est essentielle pour comprendre la mobilité 5G. Une cellule appartient à une seule station de base et à une seule zone de suivi. Une zone de suivi peut contenir plusieurs stations de base et plusieurs cellules. Selon la planification radio, un même gNB peut également comporter des cellules affectées à différentes zones de suivi.

La zone de service de l’AMF est formée de plusieurs zones de suivi. Dans cette étendue, l’AMF peut attribuer aux différents UE des zones d’enregistrement distinctes selon la politique. Une zone d’enregistrement peut contenir une ou plusieurs zones de suivi. Le concept ressemble à la TA List de la 4G, mais il s’applique au contexte de mobilité du cœur 5G.

La zone d’enregistrement vise à éviter une signalisation inutile tout en maintenant l’UE joignable. Lorsque l’UE se déplace dans la zone qui lui est attribuée, il n’a pas besoin de déclencher une mise à jour d’enregistrement de mobilité à chaque changement de cellule. S’il sort de cette zone, il doit lancer une procédure MRU, ou Mobility Registration Update.

Prenons l’exemple d’un utilisateur qui se déplace sur une ligne de métro. Si l’AMF lui a attribué une zone d’enregistrement contenant TA1 et qu’il passe d’un gNB de TA1 à un gNB de TA2, il franchit la limite d’enregistrement attribuée. Même si l’AMF reste le même, l’UE doit exécuter MRU, car sa zone d’enregistrement a changé.

Destination des données de localisation

Lorsque l’AMF reçoit ULI du gNB, plusieurs fonctions du cœur 5G peuvent utiliser la localisation. L’AMF est la première fonction cœur à recevoir la position signalée. Selon la conception du réseau, les informations de localisation peuvent ensuite être partagées avec le SMF pour la gestion de session, avec le PCF pour les décisions de politique et avec les fonctions orientées applications.

Un chemin de signalisation type peut être représenté par gNB → AMF → SMF → PCF. Le PCF peut appliquer les politiques aux fonctions applicatives appartenant à l’opérateur, par exemple P-CSCF dans les scénarios IMS. Une autre voie peut exposer les informations par NEF vers des fonctions applicatives tierces lorsque les règles d’exposition et les autorisations de service sont respectées.

Les informations liées à ULI peuvent également participer à l’exposition de services associés au plan utilisateur. Par exemple, le SMF peut interagir avec l’UPF et, dans certaines conceptions de service, l’UPF peut enrichir les en-têtes HTTP destinés à des applications tierces. Cela ne signifie pas que chaque application reçoit automatiquement la localisation complète. Cela signifie que l’architecture 5G définit des chemins permettant aux fonctions de politique, de session et d’application d’utiliser les informations de localisation réseau de l’utilisateur.

Pour la lecture technique et le SEO, l’idée essentielle est simple : ULI part du gNB, entre dans le cœur par l’AMF, puis peut influencer la mobilité, les sessions, les politiques et l’exposition de services. TAI indique la position de la zone de suivi, NCGI identifie la cellule NR et la logique de zone d’enregistrement détermine quand l’UE doit signaler un changement de mobilité par MRU.

Questions fréquentes

Pourquoi l’AMF ne peut-il pas connaître directement la localisation radio de l’UE ?

L’AMF est une fonction du réseau cœur. Il dépend des informations NGAP signalées par le gNB, car la cellule serveuse et la localisation radio sont observées par le réseau d’accès.

Pourquoi Initial UE Message et Uplink NAS Transport sont-ils importants ?

Ils transportent la signalisation NAS du côté UE vers l’AMF. L’ULI inclus dans ces messages N2 aide donc l’AMF à associer les procédures NAS à la localisation actuelle de l’UE.

Que se passe-t-il si la longueur du gNB ID change ?

NCI conserve une longueur de 36 bits. Un gNB ID plus long laisse donc moins de bits au Cell ID, tandis qu’un gNB ID plus court en laisse davantage.

Un gNB peut-il appartenir à plusieurs zones de suivi ?

Un gNB peut avoir différentes cellules affectées à différentes zones de suivi. La cellule est l’unité clé de planification, car chaque cellule appartient à une seule TA.

Pourquoi MRU est-il important dans la mobilité quotidienne ?

MRU maintient la zone d’enregistrement à jour lorsque l’UE sort de la zone attribuée, ce qui permet au réseau de conserver sa joignabilité sans multiplier les mises à jour à l’intérieur de la zone.