5G核心网外部参数配置深度解析：AF如何影响网络行为与策略
读者须知： 本文深入总结了5G核心网中“外部参数配置”（External Parameter Provisioning）的各项机制、涉及的消息流程与关键参数，旨在帮助通信行业的5G维护工程师全面理解应用功能（AF）如何通过网络开放功能（NEF）影响UE订阅数据和网络策略。所有内容均基于提供的技术资料。
1. 引言：外部参数配置 (External Parameter Provisioning) 概述
1.1 什么是外部参数配置？
外部参数配置能力允许外部方（通常是应用功能，AF）向5G网络功能（NF）提供信息。这些信息种类多样，包括预期UE行为、服务特定参数，以及5G虚拟网络组（5G VN Group）信息。
这些由外部配置的数据，随后可被网络中的其他功能（NF）使用，以优化网络资源和UE行为管理。例如，配置预期UE行为信息涉及UE预期的移动和通信特征。对于配置5G VN组信息，则包含5G VN组的相关信息。服务特定信息则包含支持5G系统中特定服务的信息。
1.2 核心网功能 (NF) 在此流程中的角色
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| AF (Application Function) |
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| NEF (Network Exposure Function) |
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| UDM (Unified Data Management) |
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| UDR (Unified Data Repository) |
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| AMF (Access and Mobility Management Function) |
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| SMF (Session Management Function) |
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| PCF (Policy Control Function) |
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| NWDAF (Network Data Analytics Function) |
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2. 核心流程：Nnef_ParameterProvision (参数配置服务)
2.1 预期UE行为参数 (Expected UE Behaviour parameters) 配置流程分析
外部参数配置（例如预期UE行为参数）流程主要涉及AF、NEF、UDM和UDR之间的交互，以创建、更新或删除数据。该流程确保数据得到适当的授权和验证，并通知相关的网络功能。
2.1.1 流程概述与消息交互 (Signaling Flow Table)
以下表格重绘了Nnef_ParameterProvision_Create/Update/Delete请求/响应操作的主要步骤：
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2.1.2 关键实体与角色
授权与校验：NEF负责初步检查请求者（AF标识符）是否有权执行请求的服务操作。 UDM基于本地配置决定是否需要满足阈值条件才能存储参数。如果条件不满足，UDM将跳过存储步骤。 如果AF未经NEF授权，流程在步骤6结束，NEF在响应中指示失败原因。如果AF经NEF授权但未经UDM授权，流程在步骤5结束。
置信度与准确度：AF在提供参数时，可以同时提供相应的置信度 (confidence level) 和/或**准确度 (accuracy levels)**。 置信度表示对关联的预期UE行为参数的概率断言。准确度表示用于预测的估算器（例如AI/ML模型）的性能。 NF在订阅UDM通知时，可以包含阈值，要求参数必须满足特定置信度/准确度级别才会被UDM通知。这个阈值也可以用于防止置信度或准确度未达到最低要求时参数被存储在网络中。
数据使用：UDM将收到的参数分类为AMF关联参数和SMF关联参数。
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AMF 使用收到的参数来推导NAS参数的适当UE配置和核心网辅助RAN参数。AMF可基于 Stationary Indication或Expected UE Moving Trajectory参数确定注册区域。如果AMF收到了置信度和/或准确度级别，它可以在处理这些参数时使用它们。 -
SMF 存储参数，并将其与基于DNN和S-NSSAI的PDU会话关联。SMF可使用置信度/准确度级别结合 Communication duration time和/或Expected Inactivity Time和/或Battery Indication参数来设置PDU会话的不活跃定时器。SMF也可使用Suggested Number of Downlink Packets来配置UPF缓冲的下行分组数量。
2.2 流程涉及的关键参数总结 (Parameters Table)
外部参数配置流程支持AF配置多种类型的参数，用于影响UE订阅数据和网络策略。
2.2.1 预期UE行为参数 (Expected UE Behaviour parameters)
这些参数描述了UE或UE组预期的行为。每个参数都应具有关联的有效期 (validity time)。
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2.2.2 网络配置参数 (Network Configuration parameters)
这些参数由AF通过NEF提供，用于网络优化。
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2.2.3 5G VN组数据及成员管理
这些参数用于配置5G VN组的数据和管理成员。
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2.2.4 DNN和S-NSSAI特定组参数
这些参数适用于组内每个UE，且是针对特定的DNN和S-NSSAI。
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2.2.5 应用特定预期UE行为参数 (Application-Specific Expected UE Behaviour)
这些参数描述了UE针对特定应用预期的行为。AF在配置时应提供应用流量描述符（如Packet Filters或Application ID）。
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2.2.6 网络切片使用控制参数 (Network Slice Usage Control)
这些参数适用于专用S-NSSAI（仅用于一个授权AF，不与其他AF共享）。
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3. 专项服务流程分析 (Specialized Service Procedures)
3.1 设立可计费方 (Chargeable Party) 流程
该流程允许代表会话发起者（ASP）的AF请求成为会话的计费方，即赞助商 (Sponsor)。
3.1.1 设定会话发起时的可计费方
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3.1.2 会话期间更改可计费方
该流程允许AF在会话期间更改赞助状态（启用或禁用赞助）。
AF向NEF发送Nnef_ChargeableParty_Update请求，包含Transaction Reference ID和新的Sponsoring Status。NEF授权请求，并触发PCF进行Npcf_PolicyAuthorization_Update请求。PCF确定请求是否被允许，然后NEF响应AF。
3.2 AF请求的带QoS的会话设置 (AF session with required QoS)
该流程允许AF请求为特定的AF会话预留资源和所需的QoS。
3.2.1 流程与关键消息 (Signaling Flow Table)
该流程可以由NEF直接联系PCF，或通过TSCTSF（时间敏感通信功能）中介。
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3.2.2 NEF与TSCTSF/PCF的交互选择
NEF根据运营商配置决定是否调用TSCTSF。这一决定可以基于AF请求中是否存在QoS参考或单独的QoS参数、AF标识符，或者AF提供的流量特性描述参数。
如果使用TSCTSF，TSCTSF具有调整QoS参数的能力：
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如果TSCTSF接收到Requested 5GS Delay，它将减去UE-DS-TT驻留时间（UE-DS-TT Residence Time）后，计算出Requested PDB，并将Requested PDB发送给PCF。 -
TSCTSF还可以根据流量特性参数（如Burst Arrival Time, Periodicity等），确定并发送TSC Assistance Container给PCF。
3.3 多成员AF会话的QoS请求 (Multi-member AF session with required QoS)
多成员AF会话是为一组UE（通过UE地址列表识别）的通信流量请求QoS并执行QoS监控的程序。
3.3.1 流程特点与聚合报告
NEF处理多成员AF会话请求的方式是将其映射为针对每个UE地址的单独AF会话QoS请求。NEF随后与每个UE的服务PCF进行交互。
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TSCTSF不支持： 多成员AF会话不支持TSCTSF的介入和TSCTSF相关信息的配置。 -
聚合响应： NEF接收到针对每个UE的单独请求的结果后，会根据本地配置的定时器（可设置为零）将结果聚合成单个响应转发给AF。结果中会包含列表中每个UE地址的授权成功或失败信息。 -
直接事件通知： NEF总是设置自身ID作为报告目标 (Target of Reporting)，并指示直接事件通知，以确保QoS监控报告由UPF直接发送给NEF。
3.3.2 整合数据速率门限 (Consolidated Data Rate threshold) 机制
AF可以为多成员AF会话订阅UL和/或DL数据速率的QoS监控。在这种情况下，AF可以提供一个整合数据速率门限（Consolidated Data Rate threshold）。
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定义： 整合数据速率门限定义了多成员AF会话中，所有流量聚合数据速率的上限。 -
监控： NEF聚合那些被监控的UE地址的数据速率QoS监控报告。 -
报告条件： NEF仅在聚合数据速率超过整合数据速率门限时，才会将QoS监控报告发送给AF。
3.4 影响接入和移动性管理策略 (AM Policies)
AF可以请求修改接入和移动性管理（AM）策略。
3.4.1 针对单个UE的请求
针对单个UE的请求，且不附带应用流量条件的请求，可以直接通过NEF路由到UE的PCF。
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AF发送 Nnef_AMPolicyAuthorization请求给NEF（包含GPSI）。 -
NEF通过BSF发现UE的PCF。 -
NEF将请求转发给PCF ( Npcf_AMPolicyAuthorization)，可能已将GPSI翻译为SUPI。 -
PCF做出策略决定，并可能发起AM策略关联修改流程。
3.4.2 针对UE组或任意UE的请求 (AM Influence)
该流程允许AF在任何时间为单个UE、UE组、访问特定DNN/S-NSSAI的任意UE，或任何入漫游UE提供影响AM策略的请求。
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AF发送 Nnef_AMInfluence_Create请求给NEF，包含目标（GPSI、External Group Identifier或any UE/inbound roamers）、DNN/S-NSSAI列表和AM策略管理要求（例如服务覆盖范围要求）。 -
NEF将请求信息（“AM influence information”）存储在UDR中，作为应用数据的一部分。 -
UDR通知已订阅该数据的PCF。 -
PCF（针对UE的PCF）收到通知后，确定适用的AM策略，并可能发起AM策略关联修改流程。
3.5 应用程序指导URSP确定 (Application guidance for URSP determination)
该流程允许AF通过NEF向5G系统提供URSP（UE路由选择策略）确定的指导信息。
该流程使用服务特定参数配置流程（4.15.6.7节）来实现。
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服务描述： 指示AF Identifier。 -
服务参数： 包含AF指导URSP确定的信息列表，其中包含URSP规则列表，将应用流量描述符与请求的候选PDU会话功能（例如DNN, S-NSSAI, Requested PDU session type）关联起来。 -
关键信息： AF可提供Route selection precedence with a corresponding spatial validity condition（具有相应空间有效性条件的路由选择优先级），指示路由选择参数在何处适用（例如地理区域）。如果AF提供地理区域，NEF需要将其转换为3GPP标识符（例如TAI列表）。 -
授权： NEF在存储服务参数之前，可能会基于本地策略或请求UDM进行服务特定授权。如果请求针对UE组，NEF可以请求UDM对组相关数据进行授权。
4. 场景举例：智能配送机器人的网络行为预测与配置
为了更好地理解外部参数配置流程的作用，我们以某大型电商物流公司的智能配送机器人为例，这位维护工程师名叫张工。
场景设定： 张工负责维护一支5G机器人配送队伍。这些机器人（作为UE）每天都有固定的配送路线和时间，且主要在夜间时段进行大批量的数据传输（例如上传传感器数据或软件更新）。为了节约能源并优化网络资源，张工希望网络能够根据机器人的预期行为进行优化配置。
AF平台与NEF的交互流程（预期UE行为参数配置）：
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AF (张工的机器人管理平台) 预测行为： 张工的AF平台通过AI/ML模型，预测机器人小A将在特定时间（例如每周一13:00-20:00）在某条路径（预期UE移动轨迹）上进行通信。AF还将预测结果附带了置信度（例如95%）。
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AF发起配置请求： AF向NEF发送
Nnef_ParameterProvision_Create Request消息。请求中包含： -
目标UE标识符（机器人小A的GPSI）。 -
预期UE行为参数： Expected UE Moving Trajectory、Scheduled Communication Time(周一 13:00-20:00)、Communication Duration Time(例如 30 minutes)。 -
网络配置参数： Suggested Number of Downlink Packets(例如 10 packets)。 -
相应的置信度和准确度级别。 -
NEF授权并转发： NEF接收请求，确认AF有权配置参数。NEF为该请求分配一个Transaction Reference ID。NEF将请求封装成
Nudm_ParameterProvision_Create Request发送给UDM。 -
UDM校验与存储： UDM接收请求。
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阈值检查： UDM根据本地配置，检查AF提供的置信度（95%）是否满足预设阈值要求。假设校验通过。 -
数据存储： UDM将GPSI解析为SUPI，然后通过 Nudr_DM_Create Request将数据存储到UDR中。 -
UDM通知网络功能（NF）： 存储成功后，UDM向已订阅的AMF和SMF发送
Nudm_SDM_Notification Notify消息。 -
通知AMF： UDM通知AMF与移动性相关的参数，如 Expected UE Moving Trajectory。AMF使用这些参数来确定一个最优的注册区域（Registration area），从而优化机器人在配送过程中的寻呼和移动性管理。 -
通知SMF： UDM通知SMF与会话管理相关的参数，例如 Communication Duration Time和Suggested Number of Downlink Packets。SMF存储这些参数并与机器人小A的PDU会话关联。 -
网络优化： SMF使用
Communication Duration Time和Scheduled Communication Time来设置一个更精确的PDU会话不活跃定时器。当机器人小A在预定通信时间后进入不活跃状态时，SMF可以更智能地进行核心网发起的UP连接选择性去激活，从而节约网络资源。同时，如果机器人短暂不可达，SMF根据Suggested Number of Downlink Packets配置UPF缓冲10个下行分组，确保关键指令不会丢失。
通过外部参数配置，张工的机器人管理平台成功将应用层的洞察（预测行为）转化为核心网的策略和配置，实现了网络和终端侧的协同优化。
5. 总结与致谢
外部参数配置是5G核心网实现业务驱动网络优化和差异化服务能力的关键机制。通过NEF作为统一的入口，AF可以灵活地影响UE的预期行为管理、网络配置、5G VN组管理、动态QoS分配，以及AM策略和URSP规则的确定。尤其值得注意的是，该机制引入了置信度和准确度级别，使得网络可以根据预测数据的质量来决定是否应用或存储参数，体现了5G与AI/ML应用深度融合的趋势。
这些详细的流程和丰富的参数集，为5G维护工程师提供了强大的工具，用于诊断和优化特定业务场景下的网络性能和用户体验。
6. 附录：FAQ (常见问题解答)
1. Q: 外部参数配置流程中，AF提供的数据是否一定会被网络功能（NF）采用？
A: 不一定。UDM在接收到AF配置的参数后，可能会根据本地配置确定这些参数是否需要满足特定的阈值条件（例如置信度或准确度级别）才能存储到UDR中。如果条件不满足，UDM将跳过存储，流程失败，并返回如“confidence level not sufficient”的失败原因。
2. Q: NEF和UDM在参数配置流程中分别执行哪些授权检查？
A: NEF执行初步授权检查，核实请求者（AF Identifier）是否被允许执行请求的服务操作。UDM执行更深层的授权检查，例如验证数据更新，并判断AF是否被授权为该用户或组配置参数。
3. Q: 预期UE行为参数中的“置信度”和“准确度”具体指什么？
A: 置信度（Confidence level）表示对关联的预期UE行为参数的概率断言。准确度（Accuracy level）表示用于进行预测的估算器（例如AI/ML模型）的性能。
4. Q: 预期UE行为参数存储在哪里？AMF和SMF如何使用这些参数？
A: 预期UE行为参数存储在UDM/UDR作为订阅数据的一部分。它们被分为AMF关联参数（按UE级别）和SMF关联参数（按PDU会话级别）。AMF使用AMF关联参数来确定NAS参数配置和推导CN辅助RAN参数（例如注册区域）。SMF使用SMF关联参数来配置UPF（例如缓冲数量）或设置PDU会话不活跃定时器。
5. Q: 网络配置参数中的Suggested Number of Downlink Packets有什么作用？
A: 该参数识别了建议核心网在UE不可达时应缓冲的下行分组数量。SMF使用此参数来配置UPF（在UPF锚定的PDU会话中）或NEF（在NEF锚定的PDU会话中）的下行数据缓冲数量。
6. Q: 在QoS会话建立流程中，NEF何时会决定调用TSCTSF？
A: NEF根据运营商配置来决定是调用TSCTSF还是直接联系PCF。这种决定可能取决于AF请求中是否存在QoS参考或单独QoS参数、AF标识符，或AF是否提供了描述流量特性的参数。
7. Q: 为什么TSCTSF需要计算Requested PDB？
A: 如果AF提供的是Requested 5GS Delay（请求的5GS延迟），TSCTSF会从该值中减去UE-DS-TT驻留时间（Residence Time），从而计算出Requested PDB（请求的分组延迟预算），并将PDB发送给PCF。这是为了适应时间敏感通信（TSC）的要求。
8. Q: 多成员AF会话QoS请求（Multi-member AF session with required QoS）和单UE QoS请求有什么主要区别？
A: 主要区别在于：1) 多成员请求针对一组UE地址；2) NEF将多成员请求分解为针对每个UE地址的单独请求；3) 多成员请求不支持TSCTSF的介入；4) 多成员请求支持整合数据速率门限（Consolidated Data Rate threshold）机制，用于聚合报告。
9. Q: 在“应用程序指导URSP确定”流程中，AF可以提供哪些地理信息？
A: AF可以提供Route selection precedence with a corresponding spatial validity condition，指示路由选择参数适用的地理区域。这可以是一个地理区域（例如市民地址或形状）。如果AF提供地理区域，NEF需要将其转换为3GPP标识符（例如TAI列表）。
10. Q: 5G VN组的最大组数据速率（Maximum Group Data Rate）是如何应用的？
A: 当Maximum Group Data Rate被配置或更新时，UDM会授权该请求，并将此速率限制应用于该5G VN组的所有会话的总比特率。
11. Q: 如何在不使用UE地址的情况下，为UE或UE组请求QoS？
A: AF可以发送Nnef_AF_Request_QoS_Create请求，使用GPSI或External Group ID来标识目标UE或UE组。NEF会先进行授权和SUPI/Internal Group ID的转换。如果NEF决定不调用TSCTSF，则信息存储在UDR（Data Subset = AF request for QoS information），由UDR通知订阅的PCF处理。
12. Q: AF如何订阅网络功能接收到的参数更新？
A: 网络功能（NF，例如AMF或SMF）可以在步骤0中向UDM订阅，要求通知UE和/或Group订阅数据的更新。如果这些数据是外部配置的，UDM将在成功的配置流程（步骤4之后）通过Nudm_SDM_Notification Notify消息通知这些订阅的NF。