Em uma rede central 5G, a informação de localização do usuário não é algo que o núcleo consiga descobrir sozinho. A posição em tempo real do UE vem do lado de acesso por rádio, especialmente do gNB que atende o usuário. O gNB sabe qual célula o UE está usando, a qual área de rastreamento essa célula pertence e como essa localização do lado rádio deve ser informada à rede superior. Por isso, ULI, ou User Location Information, é um parâmetro importante na sinalização do 5GC.

ULI é transportado na sinalização NGAP do gNB para o AMF. Ele fornece ao núcleo a referência de localização necessária para registro, gerenciamento de mobilidade, tratamento de sessões, controle de políticas, roteamento de serviços e exposição para aplicações. Na prática de engenharia, ULI não é um resultado de posicionamento no nível de rua. É uma identidade de localização de rede formada por identificadores de acesso por rádio, como TAI e NR CGI. Esses identificadores permitem que o núcleo 5G entenda onde o UE está no nível da área de rastreamento e da célula.

Como ULI chega ao núcleo

A direção do relatório de ULI é do gNB para o AMF. O gNB inclui o parâmetro ULI em várias mensagens N2 para que o AMF obtenha a localização atual do UE do ponto de vista da rede. Isso é especialmente importante porque as decisões do AMF dependem de onde o UE está, a qual área de rastreamento pertence e se são necessárias atualizações de mobilidade ou de registro.

Várias mensagens NGAP podem transportar ULI, incluindo 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 e Path Switch Request. Duas mensagens são particularmente importantes para o transporte NAS: Initial UE Message e Uplink NAS Transport. Como elas carregam sinalização NAS de 5G, o AMF pode obter a localização do UE em tempo real durante procedimentos relacionados ao NAS.

Esse projeto mantém a lógica de relatório de localização próxima à rede de rádio. O gNB observa a célula servidora e encaminha os identificadores relevantes por NGAP. Depois, o AMF usa essas informações como parte do contexto mais amplo de mobilidade e sessão.

O que NR ULI contém

ULI é definido com diferentes opções de informação de localização. Em termos gerais, pode incluir E-UTRA ULI para cenários relacionados a NSA e NR ULI para cenários relacionados a SA. Em uma rede 5G autônoma, o foco principal é NR ULI.

NR ULI é composto principalmente por duas partes: 5G TAI e NR CGI, também conhecido como NCGI. TAI identifica a área de rastreamento, enquanto NCGI identifica globalmente uma célula NR específica. Juntos, eles informam ao núcleo tanto o contexto da área de rastreamento quanto o contexto da célula de rádio do UE.

TAI é formado por MCC + MNC + TAC. MCC e MNC identificam a PLMN, enquanto TAC identifica a área de rastreamento. Essa estrutura permite que a rede associe o UE à rede da operadora e à área de rastreamento corretas. O conceito de área de rastreamento foi herdado do 4G, mas continua importante no gerenciamento de mobilidade 5G.

NCGI é formado pela identidade PLMN e pelo NCI. O NCI, ou NR Cell Identity, tem 36 bits e contém o gNB ID mais o Cell ID. Como o gNB ID tem comprimento variável, o tamanho do Cell ID depende de quantos bits são atribuídos ao gNB ID. Por exemplo, se o gNB ID tiver 24 bits, os 12 bits restantes formarão o Cell ID. Essa relação é importante quando engenheiros interpretam valores de identidade de célula ou calculam NCI e NCGI.

Como as áreas se relacionam

A relação entre Área de Registro, área de rastreamento, gNB e célula é central para entender a mobilidade 5G. Uma célula pertence a apenas uma estação base e também a apenas uma área de rastreamento. Uma área de rastreamento pode conter várias estações base e várias células. Um mesmo gNB também pode ter células diferentes atribuídas a áreas de rastreamento distintas, conforme o modelo de planejamento de rádio.

A área de serviço do AMF é formada por várias áreas de rastreamento. Dentro desse alcance, o AMF pode atribuir a UEs diferentes Áreas de Registro distintas conforme a política. Uma Área de Registro pode conter uma ou mais áreas de rastreamento. O conceito é semelhante à TA List usada no 4G, mas é aplicado ao contexto de mobilidade do núcleo 5G.

O objetivo de uma Área de Registro é evitar sinalização desnecessária e, ao mesmo tempo, manter o UE acessível. Se o UE se mover dentro da Área de Registro atribuída, não precisa acionar uma atualização de registro de mobilidade sempre que trocar de célula. Se sair da área atribuída, deve iniciar um procedimento MRU, ou Mobility Registration Update.

Um exemplo prático é um usuário viajando por uma linha de metrô. Se o AMF tiver atribuído ao usuário uma Área de Registro que contém TA1 e ele se mover de um gNB em TA1 para um gNB em TA2, o deslocamento cruza o limite de registro atribuído. Mesmo que o AMF continue o mesmo, o UE ainda precisa executar MRU porque a Área de Registro atribuída mudou.

Para onde vão os dados de localização

Depois que o AMF recebe ULI do gNB, várias funções do núcleo 5G podem usar a informação de localização. O AMF é a primeira função do núcleo a receber a posição informada. A partir dele, informações relacionadas à localização podem ser compartilhadas com o SMF para gerenciamento de sessões, com o PCF para decisões de política e com funções voltadas a aplicações quando o projeto de rede permitir.

Um caminho típico de sinalização pode ser entendido como gNB → AMF → SMF → PCF. O PCF pode oferecer tratamento de políticas para funções de aplicação pertencentes à operadora, como o P-CSCF em cenários relacionados a IMS. Outro caminho pode expor informações por meio do NEF a funções de aplicação de terceiros quando as regras de exposição e as permissões de serviço forem atendidas.

Informações relacionadas a ULI também podem participar da exposição de serviços ligada ao plano de usuário. Por exemplo, o SMF pode interagir com o UPF e, em determinados projetos de serviço, o UPF pode realizar enriquecimento de cabeçalhos HTTP para aplicações de terceiros. Isso não significa que toda aplicação receba automaticamente os dados completos de localização. Significa que a arquitetura 5G define caminhos pelos quais funções de política, sessão e aplicação podem usar informações de localização do usuário do lado da rede.

Para leitura técnica e SEO, a conclusão principal é simples: ULI começa no gNB, entra no núcleo pelo AMF e depois pode influenciar a lógica de mobilidade, sessão, política e exposição de serviços. TAI indica a posição da área de rastreamento, NCGI identifica a célula NR e a lógica da Área de Registro determina quando o UE deve informar mudanças de mobilidade por MRU.

Perguntas frequentes

Por que o AMF não consegue saber diretamente a localização de rádio do UE?

O AMF é uma função da rede central. Ele depende das informações NGAP reportadas pelo gNB porque a célula servidora e a localização do lado rádio são observadas pela rede de acesso.

Por que Initial UE Message e Uplink NAS Transport são importantes?

Essas mensagens transportam sinalização NAS do lado do UE para o AMF. Por isso, o ULI incluído nelas ajuda o AMF a associar os procedimentos NAS à localização atual do UE.

O que acontece se o comprimento do gNB ID mudar?

O NCI permanece com 36 bits. Portanto, um gNB ID mais longo deixa menos bits para o Cell ID, enquanto um gNB ID mais curto deixa mais bits para o Cell ID.

Um gNB pode pertencer a várias áreas de rastreamento?

Um gNB pode ter células diferentes atribuídas a distintas áreas de rastreamento. A célula é a principal unidade de planejamento porque cada célula pertence a apenas uma TA.

Por que MRU é importante na mobilidade diária?

MRU mantém a Área de Registro atualizada quando o UE sai da área atribuída, permitindo que a rede preserve a acessibilidade sem gerar atualizações excessivas dentro da área.