5G NAS去注册（Deregistration）信令流全链拆解

一、机制概述：为什么需要Deregistration

5G系统中的Deregistration（去注册）是UE与5GC之间终止注册关系的核心信令流程，对应4G EPS中的Detach过程。该流程并非简单的"断开连接"，而是一个涉及NAS层、NGAP层、SBI服务化接口三个协议层面的多步协调过程，需要依次完成PDU会话释放、UDM签约数据去订阅、N2上下文释放、NAS信令连接拆除等一系列操作。

TS 23.502 V18.x在Section 4.2.2.3和4.2.2.4分别定义了UE发起的Deregistration和网络侧发起的Deregistration两种场景。与4G Detach相比，5G Deregistration引入了接入类型（Access Type）区分——UE可以仅去注册3GPP接入而保留non-3GPP接入的注册状态，也可以同时去注册两种接入，这种设计源于5G多接入融合架构的需求。

此外，5G还定义了隐式去注册（Implicit Deregistration）机制：当AMF检测到UE长时间不可达（Mobile Reachable Timer超时）后，无需UE参与即可由网络侧单方面执行去注册，释放所有相关资源。

二、Deregistration的分类体系

2.1 四种Deregistration场景

2.2 Deregistration Reason（去注册原因值）

TS 24.501 Section 9.11.3.7定义的5GS Registration Type IE中包含Deregistration相关值：

设计意图：关机场景下UE不等待网络响应，这是合理的——关机是用户行为，UE不可能等待网络确认后再关机。而正常去注册和重新注册需要网络确认，确保AMF正确清理了UE上下文。

三、UE发起的Deregistration完整信令流

3.1 总体信令时序图

sequenceDiagram
    participant UE
    participant RAN as (R)AN
    participant AMF
    participant SMF
    participant UDM
    participant PCF
    participant UPF

    Note over UE,UPF: Step 1: UE发起Deregistration Request
    UE->>RAN: NAS Deregistration Request<br/>(Access type, 5G-GUTI, Deregistration reason)
    RAN->>AMF: N2: Initial UE Message<br/>(包含NAS Deregistration Request)

    Note over UE,UPF: Step 2: AMF验证并处理
    AMF->>AMF: 验证5G-GUTI，识别UE上下文<br/>检查Access Type确定去注册范围

    Note over UE,UPF: Step 3: UDM去订阅（条件执行）
    AMF->>UDM: Nudm_SDM_Unsubscribe<br/>(SUPI, Unsubscribe Data Types)
    UDM-->>AMF: Nudm_SDM_Unsubscribe Response
    AMF->>UDM: Nudm_UECM_Deregistration<br/>(SUPI, Access Type)
    UDM-->>AMF: Nudm_UECM_Deregistration Response

    Note over UE,UPF: Step 4: 逐个释放PDU Session
    loop 对每个活跃的PDU Session
        AMF->>SMF: Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext Request<br/>(SUPI, PDU Session ID, Cause)
        SMF->>UPF: N4 Session Release Request
        UPF-->>SMF: N4 Session Release Response
        SMF->>PCF: Npcf_SMPolicyControl_Delete<br/>(条件执行)
        PCF-->>SMF: Delete Response
        SMF-->>AMF: Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext Response
    end

    Note over UE,UPF: Step 5: AMF发送Deregistration Accept
    AMF->>RAN: N2: NAS Transport<br/>(Deregistration Accept)
    RAN->>UE: NAS Deregistration Accept

    Note over UE,UPF: Step 6: N2 UE上下文释放
    AMF->>RAN: NGAP: UE Context Release Command<br/>(Cause: deregistration)
    RAN-->>AMF: NGAP: UE Context Release Complete

3.2 各步骤IE详解

Step 1：NAS Deregistration Request

UE向网络发送的Deregistration Request消息（TS 24.501 Section 8.2.9），其IE结构如下：

Step 3：UDM交互的条件性

AMF与UDM的交互并非总是执行，关键条件：

• Nudm_SDM_Unsubscribe：仅当该AMF是服务于该UE的最后一个AMF时执行。如果UE在multi-registration场景下，可能仅部分去注册
• Nudm_UECM_Deregistration：仅当去注册的Access Type是UE注册的最后一个接入类型时执行。如果UE同时在3GPP和non-3GPP接入注册，仅去注册3GPP接入时，不触发此操作
• 去订阅的数据类型：包括Amf3GppAccessRegistration、AmfNon3GppAccessRegistration、SubscriberData等

Step 4：PDU Session释放的级联效应

AMF对每个活跃PDU Session发起Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext，SMF收到后执行：

1. N4会话释放：向UPF发送N4 Session Release Request，UPF删除对应的PDR/FAR/QER规则
2. PCF策略删除：若SMF之前通过Npcf_SMPolicyControl建立了策略关联，需执行Delete操作
3. RAN侧N3释放：若PDU Session有N3隧道，SMF通过AMF间接通知RAN释放N3资源
4. SM Context清除：SMF删除该PDU Session的完整上下文

IE结构图——Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext Request：

graph TD
    A[Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext Request] --> B[SUPI]
    A --> C[PDU Session ID]
    A --> D[Cause]
    A --> E[N2 SmInfo<br/>条件包含]
    E --> E1[n2InfoContent]
    E1 --> E2[NgapCause]
    E1 --> E3[SNSSAI]
    D --> D1["deregistration<br/>(正常去注册)"]
    D --> D2["#23;initial_reg_required<br/>(重新注册)"]

四、网络发起的Deregistration信令流

4.1 信令时序图

sequenceDiagram
    participant UE
    participant RAN as (R)AN
    participant AMF
    participant SMF
    participant UDM

    Note over AMF: 触发条件：O&M操作/签约变更/AMF过载/隐式去注册

    AMF->>AMF: 确定去注册原因和范围<br/>（全部/部分接入类型）

    alt UE处于CM-CONNECTED状态
        AMF->>RAN: N2: NAS Transport<br/>(NAS Deregistration Request)
        RAN->>UE: NAS Deregistration Request<br/>(Deregistration type, Access type)
        UE-->>RAN: NAS Deregistration Accept
        RAN-->>AMF: N2: NAS Transport<br/>(NAS Deregistration Accept)
    else UE处于CM-IDLE状态
        AMF->>RAN: NGAP: Paging
        RAN->>UE: Paging
        UE->>RAN: Service Request
        RAN->>AMF: N2: Initial UE Message<br/>(Service Request)
        AMF->>RAN: N2: NAS Transport<br/>(NAS Deregistration Request)
        RAN->>UE: NAS Deregistration Request
        UE-->>AMF: NAS Deregistration Accept<br/>(经RAN透传)
    end

    Note over AMF,UDM: 释放PDU Session和UDM交互（同UE发起流程）
    loop 每个PDU Session
        AMF->>SMF: Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext
        SMF-->>AMF: Release Response
    end

    AMF->>UDM: Nudm_UECM_Deregistration<br/>(条件执行)
    UDM-->>AMF: Response

    AMF->>RAN: NGAP: UE Context Release Command
    RAN-->>AMF: NGAP: UE Context Release Complete

4.2 网络发起Deregistration的NAS消息IE

AMF向UE发送的Deregistration Request（TS 24.501 Section 8.2.10）IE结构：

设计意图：网络侧Deregistration通常携带T3346定时器值，用于控制UE重新注册的时间间隔，这在AMF过载场景下尤为重要——AMF可以驱逐部分UE并要求它们分散在不同时间重新注册，避免注册风暴。

4.3 CM-IDLE场景下的处理差异

当UE处于CM-IDLE状态时，网络侧必须先通过Paging将UE唤醒到CM-CONNECTED状态，然后才能发送Deregistration Request。但如果UE不可达（未响应Paging），AMF将启动隐式去注册流程，无需UE参与即可完成资源释放。

五、隐式去注册（Implicit Deregistration）

5.1 双定时器机制

TS 23.501 Section 5.4.4.2定义的隐式去注册依赖两个定时器：

graph TD
    A[UE停止周期注册] --> B["Mobile Reachable Timer<br/>(MRT) 启动"]
    B --> C["MRT超时<br/>AMF标记UE不可达"]
    C --> D["停止寻呼该UE<br/>启动Implicit Deregistration Timer"]
    D --> E["IDT超时<br/>执行隐式去注册"]
    E --> F["释放所有PDU Session<br/>更新UDM<br/>删除UE上下文"]

定时器关系设计：MRT必须大于UE的Periodic Registration Timer（通常54分钟），以确保UE在正常周期注册间隔内不会被误判为不可达。IDT提供一个宽限期，处理UE可能因无线信道质量差导致的短暂不可达。

5.2 隐式去注册与正常去注册的关键差异

六、5GMM状态转换分析

6.1 UE侧状态转换

stateDiagram-v2
    [*] --> 5GMM_DEREGISTERED : 开机
    5GMM_DEREGISTERED --> 5GMM_REGISTERED_INITIATED : Registration Request
    5GMM_REGISTERED_INITIATED --> 5GMM_REGISTERED : Registration Accept
    5GMM_REGISTERED_INITIATED --> 5GMM_DEREGISTERED : Registration Reject
    5GMM_REGISTERED --> 5GMM_DEREGISTERED_INITIATED : Deregistration Request<br/>(UE发起)
    5GMM_REGISTERED --> 5GMM_DEREGISTERED : 收到Network<br/>Deregistration Request
    5GMM_DEREGISTERED_INITIATED --> 5GMM_DEREGISTERED : Deregistration Accept<br/>或超时
    5GMM_REGISTERED --> 5GMM_REGISTERED_INITIATED : 收到Network<br/>Deregistration Request<br/>(re-registration)

6.2 状态转换的协议约束

1. 5GMM-REGISTERED → 5GMM-DEREGISTERED-INITIATED：UE发送Deregistration Request后进入此中间态，等待网络Accept
2. Deregistration Accept超时：如果UE未在定时器T3521内收到Accept，UE仍然进入5GMM-DEREGISTERED状态——这体现了UE侧"自保"设计，不依赖网络响应
3. 关机场景（Switch-off）：UE发送Deregistration Request后直接进入5GMM-DEREGISTERED，不进入INITIATED状态，也不启动T3521
4. 网络发起Deregistration：UE收到后立即转换到5GMM-DEREGISTERED（若reason不是re-registration）或回到5GMM-REGISTERED-INITIATED（若reason是re-registration需重新注册）

七、NGAP UE Context Release流程

无论哪种Deregistration场景，最终都需要通过NGAP协议释放RAN侧的UE上下文（TS 38.413 Section 8.6.4）。

7.1 NGAP消息IE

UE Context Release Command（AMF → gNB）：

UE Context Release Complete（gNB → AMF）：

7.2 RAN侧行为

gNB收到UE Context Release Command后的操作序列：

1. 释放DRB（Data Radio Bearer）和SRB（Signaling Radio Bearer）
2. 释放RRC连接（向UE发送RRC Release）
3. 释放无线资源（PRB、CCE等）
4. 删除UE上下文
5. 回复UE Context Release Complete

八、实战抓包识别指南

8.1 Wireshark过滤表达式

# 过滤NAS Deregistration Request（UE发起）
nas-5gs.message_type == 0x41

# 过滤NAS Deregistration Request（网络发起）
nas-5gs.message_type == 0x42

# 过滤NAS Deregistration Accept
nas-5gs.message_type == 0x43

# 过滤NGAP UE Context Release Command
ngap.procedureCode == 41

# 过滤Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext
http2.headers.path contains "release-sm-context"

# 综合过滤Deregistration相关所有消息
nas-5gs.message_type >= 0x41 && nas-5gs.message_type <= 0x43 || ngap.procedureCode == 41

8.2 关键抓包观察点

8.3 常见故障场景

故障1：Deregistration Accept未到达UE

现象：AMF发送了Accept，但UE未收到，UE侧T3521超时后自行进入DEREGISTERED。

排错：检查N2链路状态、RAN是否正确转发NAS消息、是否存在N2中断导致消息丢失。

故障2：PDU Session释放失败

现象：AMF发送ReleaseSMContext后SMF无响应或超时。

排错：检查AMF→SMF的SBI连接性；查看SMF日志中N4 Session Release是否成功；确认UPF未返回错误码。

故障3：隐式去注册未触发

现象：UE长时间离线但AMF未执行隐式去注册，PDU Session仍占用资源。

排错：检查AMF的MRT/IDT配置是否合理；确认周期注册定时器协商值；排查AMF定时器管理模块是否正常。

故障4：部分去注册后NSSF状态不一致

现象：UE仅去注册3GPP接入，但NSSF中切片信息被错误清除。

排错：确认AMF正确区分Access Type；检查Nudm_UECM_Deregistration是否错误标记了non-3GPP接入。

十、4G Detach与5G Deregistration对比

常见问题

Q1: UE发起Deregistration时，如果还有Emergency PDU Session怎么处理？

A: 根据TS 23.502 Section 4.2.2.3，Emergency PDU Session在正常去注册过程中不会被自动释放。AMF需要先完成非紧急PDU Session的释放，然后根据本地监管策略决定是否保留紧急会话。在某些国家/地区，紧急呼叫会话必须维持到UE显式释放或网络侧强制释放。

Q2: Deregistration和Registration能否同时进行？

A: 不能。TS 24.501规定，UE在5GMM-REGISTERED状态下收到网络发起的Deregistration Request（reason=re-registration required）时，UE先回复Deregistration Accept，然后重新进入5GMM-DEREGISTERED状态，再发起Registration Request。这两个过程是严格串行的。

Q3: AMF过载时如何利用Deregistration减轻负载？

A: AMF可以根据负载情况，选择性地向低优先级UE发送Network-Initiated Deregistration Request，携带T3346定时器值指示UE延迟重新注册。TS 23.502 Section 4.2.2.4允许AMF基于本地策略选择去注册目标UE。配合AMF的Overload Control机制（TS 23.502 Section 4.2.5），可以实现阶梯式负载削减。

Q4: 隐式去注册后UE重新开机，AMF如何区分是正常注册还是隐式去注册后的重注册？

A: UE开机后的Registration Request中Registration Type为"Initial Registration"。AMF通过查询UDM发现该SUPI之前有残留的AMF Registration记录（隐式去注册时仅做了purge标记），AMF会执行AMF Change流程，通知旧AMF清理残留上下文。对于UE而言，这个过程是透明的。

Q5: non-3GPP接入（如Wi-Fi）的Deregistration有什么特殊之处？

A: non-3GPP接入的Deregistration通过N3IWF/W-AGF转发NAS消息。关键差异在于：（1）N2接口替换为NWu/N2'接口；（2）IKEv2/IPsec隧道需要额外拆除；（3）PDU Session的N3隧道可能经过不同UPF。此外，non-3GPP去注册不影响3GPP接入的注册状态，反之亦然。

参考来源

1. 3GPP TS 23.502 V18.10.0 — Section 4.2.2.3 (UE-Initiated Deregistration), Section 4.2.2.4 (Network-Initiated Deregistration)
2. 3GPP TS 24.501 V18.x — Section 8.2.9/8.2.10 (NAS Deregistration Messages), Section 9.11 (IE Encodings)
3. 3GPP TS 23.501 V18.x — Section 5.4.4.2 (Implicit Deregistration), Section 5.3.7 (CM States)
4. 3GPP TS 38.413 V18.x — Section 8.6.4 (UE Context Release Procedure)
5. 5G Deregistration Procedure Call Flow - 3glteinfo — UE与Network发起的Deregistration完整流程图
6. Cisco Ultra Cloud Core 5G AMF Configuration Guide — Network-Initiated Deregistration配置说明
7. TelecomTrainer - 5G Core Deregistration and SM Context Release — UDM/SMF交互详解

本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生（微信ID: gprshome201101）维护，聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。

[!tip] 51学通信知识星球 星主：爱卫生（微信：gprshome201101）——公众号「51学通信」创办者，19 年通信行业运维与讲师经验，著有《GPRS网络信令实例详解》《EPC原理与实践》《5G核心网原理与实践》三本纸质书（各大电商平台有售）。 星球定位：深耕 5G 核心网、IMS、NFV/AI、云原生等 ICT 领域，主打运维岗位与信令分析。 当前规模：5200 篇主题 / 990 个回答，198 元/年。 加入福利：加入星球后请加爱卫生微信，拉您进知识星球年度陪伴与答疑群——不限量回复您的各种问题，另有群内分享。 AI 加持：51学通信知识星球已作为 skill 接入 WorkBuddy，使用 deepseek-4-flash 在海量星球帖子中精准找贴、找视频、找 FAQ 和案例，做总结、找文档和 PPT 等场景全覆盖。