Mobility Registration Update — モビリティ登録更新¶

学習目標¶

このページを読み終えると、次のことができるようになります。

• Why（なぜ Mobility Registration Update が必要か）を、UEが Registration Area の外へ移動するとネットワークがUEの居場所を見失う、という観点で説明できる。
• Mobility Registration Update のトリガ（在圏TAが割当済みTAIリストに含まれないエリアへ移動）を説明できる。
• Registration type（initial / mobility / periodic / emergency）の違いを整理し、本章が mobility registration updating に対応することを説明できる。
• Registration Area（TAIリスト）の再割当と、5G-GUTI 再割当の可能性を説明できる。
• Initial Registration との差分（既存のUEコンテキスト・セキュリティコンテキストを再利用し、本人確認・加入者情報取得が簡略化され得る点）を説明できる。
• 4G(EPC) の TAU（Tracking Area Update） と 5G の Mobility Registration Update の対応関係を対比できる。
• Paging / Service Request と Mobility Registration Update の関係と使い分けを整理できる。

前提知識¶

先に以下を理解しておくとスムーズです。まだの人は カリキュラム から始めてください。

• Initial Registration（初回登録）の理解 — 本章は登録手続きの別バリアントです。登録の全体像・認証・セキュリティは Initial Registration を参照。
• Registration Area（登録エリア＝TAIリスト）の理解 — なぜエリア単位で管理するか、なぜエリアを出ると更新が要るか。 → Paging（Registration Area の上流概念）
• Service Request の理解（Mobility Registration Update と対比するため） → Service Request
• N1 / N2（UE⇔AMF の NAS、gNB⇔AMF の NGAP） → N1 / N2
• 主役NFの役割 → AMF（条件付きで UDM / AUSF）

この章で学べること¶

本章は Mobility Registration Update（モビリティ登録更新）に限定します。UEが現在の Registration Area（TAIリスト）の外へ移動したときに、登録情報と位置をネットワークへ更新する手続きです。4GのTAU（Tracking Area Update）に相当します。コア観点、とくに AMF が受ける Registration Request（Registration type = mobility registration updating） と、その結果としての Registration Area（TAIリスト）の再割当 に焦点を当てます。

次は本章の範囲外、または概念どまりとします。

• Initial Registration の認証/セキュリティ詳細 — 本章では「既存コンテキスト再利用で簡略化され得る」点を主題化し、5G-AKA 等の詳細は Initial Registration / Security 章へ誘導します（重複は誘導）。
• Periodic Registration Update（周期的登録更新）の詳細 — 別の Registration type です。本章では Registration type の違い で対比として触れるにとどめ、詳細手順は Periodic Registration Update 章 を参照してください（範囲外）。
• AMF 間コンテキスト移送の細部 — AMF変更（AMF再選択）が起きるケースは Release・構成依存であり、概念のみ扱います（細部は要確認）。
• 無線(RRC/RAN)側の詳細 — RRC接続確立・無線リソース割当は概念にとどめ、コアの関与に焦点を当てます（無線側・実装依存）。
• SMF/UPF 側のセッション扱い — 登録更新に伴うユーザプレーンの扱いには深入りせず、登録更新のコア手続きに焦点を当てます。

Why — なぜ Mobility Registration Update が必要なのか¶

Why（なぜ必要か）から始めます。 登録済み(5GMM-REGISTERED)のUEは、Registration Area（＝割り当てられた TAIリスト）の内側を移動する限り、いちいちネットワークへ届け出る必要はありません。これは、待機中(CM-IDLE)のUEをセル単位では追跡せず、「このエリアのどこかにいるはず」という粒度で管理することで、登録更新シグナリングを削減し省電力にするためです（Paging の Registration Area 設計と表裏です）。

ところがUEがそのエリアの外へ移動すると問題が起きます。ネットワークが知っている「このあたりにいるはず」の範囲（Registration Area）に、UEはもういません。この状態を放置すると次の不都合が生じます。

• 着信が届かない — Paging は Registration Area（TAIリスト）の範囲へ呼びかけますが、UEはその範囲外にいるため、呼び出しが届きません。
• 位置情報が古いまま — ネットワークが保持するUEの在圏情報が実際とズレます。

Mobility Registration Update とは、UEが「引っ越しました。新しいエリアに登録し直してください」と申告し、ネットワークが新しい Registration Area（TAIリスト）を再割当して位置情報を更新する手続きです。これによりUEは、移動先でも着信・発信・データ通信を継続できます。

Overview — 概要¶

Mobility Registration Update は、大きく次の流れで起きます。

UEが移動し、在圏TA（Tracking Area）が割当済みTAIリストに含まれないことを検知 → UEが Registration Request（Registration type = mobility registration updating） を gNB 経由で AMF へ送る（N1/N2） → AMFが既存のUEコンテキストを確認（必要なら再認証・UDM照会は条件付き） → AMFが新しい Registration Area（TAIリスト） を決定 → AMFが Registration Accept で応答し、新TAIリスト・（必要なら）新 5G-GUTI を通知 → UEが Registration Complete を返して完了です。

Registration type は、同じ Registration 手続きの「用途」を示す種別です。本章はこのうち mobility に対応します。

Basic Concept — 初心者向け説明¶

Mobility Registration Update を理解するには、3つのキーワードを押さえます。

1. Registration Area と移動（なぜ出ると更新が要るか）¶

Registration Area（登録エリア） は、AMFがUEに割り当てる TAI（Tracking Area Identity）のリストです。登録受諾（Registration Accept）時にUEへ通知されます（この定義は Paging と厳密に揃えています）。

• UEはこのエリア内を移動する限り、いちいち登録更新しなくてよい（＝シグナリング削減・省電力）。
• ネットワークはUEをセル単位では追跡しないため、着信時は Registration Area 全体へ Paging で呼びかける。
• UEがエリア外へ出ると、Paging が届かなくなる。そこで Mobility Registration Update で新しいエリア（新TAIリスト）を取得する。

UE側は、自分の在圏TAが、割り当てられているTAIリストに含まれるかどうかを常にチェックしています。含まれなくなった瞬間が、Mobility Registration Update を起動する契機です。

2. Registration type の違い（initial / mobility / periodic）¶

同じ「登録（Registration）」手続きでも、Registration type によって用途と分岐が異なります。

• initial registration — UEが電源ON後などにはじめて登録する。本人確認（認証）・加入者情報取得をフルに行う。→ Initial Registration
• mobility registration updating — 既に登録済みのUEが Registration Area の外へ移動したときの更新。既存コンテキストを再利用できる分、簡略化され得る（本章の対象）。
• periodic registration updating — UEが移動していなくても、周期タイマの満了時に「まだ生きています」と定期的に更新する。ネットワークがUEの離脱を検知するための生存確認的な役割（詳細は Periodic Registration Update を参照）。

3. Initial Registration との差分（何を省き何を更新するか）¶

Mobility Registration Update は「登録手続きの別バリアント」ですが、Initial Registration と同じことを全部やり直すわけではありません。既にUEはネットワークに登録済みで、UEコンテキスト（セキュリティコンテキスト・加入者情報・5G-GUTI 等）が存在するからです。

Architecture¶

Mobility Registration Update に関わる要素と、それらを結ぶInterfaceです。主役は AMF で、UDM / AUSF は条件付き（再認証・加入情報照会が必要な場合のみ）関与します。AMF変更（AMF再選択）が起きる場合の旧AMFからのコンテキスト移送は、Release・構成依存のため破線・注記で概念表現します。

flowchart LR
    UE(("UE
(REGISTERED)")) ---|"N1 (NAS): Registration Request
type=mobility"| AMF
    UE -. "RRC (無線・範囲外)" .- RAN["(R)AN / gNB"]
    RAN ---|"N2 (NGAP)"| AMF["AMF
(登録更新処理
TAIリスト再割当)"]
    AMF -.->|"N12 (条件付き: 再認証)"| AUSF["AUSF
(条件付き)"]
    AMF -.->|"N8 (条件付き: 加入情報)"| UDM["UDM
(条件付き)"]
    AMF -. "AMF変更時: コンテキスト移送
(Rel/構成依存・概念)" .- oldAMF["旧AMF
(AMF変更時のみ)"]

    classDef core fill:#efe,stroke:#3a3,stroke-width:2px;
    classDef cond fill:#eef,stroke:#66a,stroke-width:1px,stroke-dasharray:4 2;
    class AMF core;
    class AUSF,UDM,oldAMF cond;

各要素の役割は次の通りです。

• UE — 移動した端末。在圏TAが割当TAIリスト外になったことを検知し、Registration Request（type=mobility registration updating） を送る。無線側のRRCは範囲外。
• (R)AN / gNB — 無線アクセス。UEの NAS を NGAP に載せて AMF へ運ぶ。AMF選択（AMF selection）を行い得る。
• AMF — 登録更新の司令塔。既存UEコンテキストを確認し、新しい Registration Area（TAIリスト）を再割当、必要なら 5G-GUTI を再割当し、Registration Accept で応答する。
• AUSF（条件付き） — 再認証が必要な場合のみ、5G-AKA 等の認証処理に関与する（N12）。既存セキュリティコンテキスト再利用時は関与しない。
• UDM（条件付き） — 加入者情報の（再）取得やAMF登録更新が必要な場合のみ関与する（N8）。AMF変更時にも関与し得る。
• 旧AMF（AMF変更時のみ） — AMF再選択が起きた場合、新AMFがUEコンテキストを旧AMFから移送し得る（Rel・構成依存・概念のみ、細部は要確認）。

Interfaceの詳細は Interface辞典 を参照してください。

Network Function（登場NF）¶

Mobility Registration Update に登場するコア側NFの役割です。gNB は無線アクセス側であり、コアNFではありません（本表はコアNFに限定）。UDM / AUSF は条件付き（必要時のみ）です。

Interface / Protocol¶

この手順で使うInterfaceとProtocolです。N8 / N12 は条件付き（再認証・加入情報照会・AMF登録更新が必要な場合のみ）です。

Protocolの詳細は Protocol辞典、Interface一覧は Interface辞典 を参照してください。

Procedure — Call Flow¶

このページの心臓部です。 Mobility Registration Update の主要手順を、Mermaid の sequenceDiagram で示します。根拠は 3GPP TS 23.502 §4.2.2.2系（Registration procedures） および TS 24.501 §5.5.1系（NAS Registration procedure）、TS 38.413（NGAP） です（章番号の細部は要確認）。Initial Registration にある認証・加入者取得ステップが、本手続きでは条件付き／簡略化され得る点を強調します。

sequenceDiagram
    autonumber
    participant UE as UE (REGISTERED)
    participant RAN as (R)AN / gNB
    participant AMF
    participant AUSF
    participant UDM

    Note over UE: 在圏TAが割当TAIリスト外 → 登録更新を起動
    Note over UE,RAN: RRC接続確立/再開（無線側・概略/範囲外）
    UE->>RAN: Registration Request (NAS)
type=mobility registration updating
    Note right of UE: TS 24.501 §5.5.1。5GS registration type=mobility（要確認）
    RAN->>AMF: Initial UE Message (NGAP) に NAS を載せる
    Note right of RAN: N2 / TS 38.413。AMF selection を実施し得る

    Note over AMF: 既存UEコンテキストを確認（5G-GUTI で解決）

    opt AMF変更時（AMF再選択・Rel/構成依存・概念）
        AMF->>AMF: 旧AMFからUEコンテキストを移送（要確認）
    end

    opt 条件付き: 再認証（状況依存）
        AMF->>AUSF: Nausf_UEAuthentication（再認証, N12）
        AMF->>UE: Authentication Request / Response（5G-AKA, 詳細は別章）
    end

    opt 条件付き: 加入情報照会/AMF登録更新（状況依存）
        AMF->>UDM: Nudm_UECM_Registration / Nudm_SDM_Get（N8）
        UDM-->>AMF: 加入者データ（必要時）
    end

    Note over AMF: 新しい Registration Area（TAIリスト）を決定
    AMF->>UE: Registration Accept (NAS)
新TAIリスト / (必要なら)新5G-GUTI
    Note right of AMF: TS 24.501 §5.5.1。registration result 等

    opt 5G-GUTI 再割当時
        UE->>AMF: Registration Complete (NAS)
        Note right of UE: 新5G-GUTI 割当のACK 等
    end
    Note over UE,AMF: 5GMM-REGISTERED を維持したまま Registration Area 更新完了

ステップ解説（番号は上図に対応）¶

1. UE→(R)AN: UEは在圏TAが割当TAIリスト外になったことを検知し、（無線側で）RRC接続を確立/再開し（概略/範囲外）、Registration Request(NAS) を Registration type = mobility registration updating で運ぶ。5GS mobile identity には有効な 5G-GUTI が入るのが典型（IE名・type 値は要確認）。参照: TS 24.501 §5.5.1（章番号要確認）。
2. (R)AN→AMF: gNBは Initial UE Message(NGAP) に NAS を載せて AMF へ送る（N2 / TS 38.413）。同時に AMF selection を行い得る。
3. AMFの判断（コンテキスト確認）: AMFが 5G-GUTI から既存UEコンテキストを解決し、更新処理を開始する。Initial Registration と異なり、ここで既存のセキュリティ・加入情報を再利用できるのが基本。
4. （条件付き・AMF変更時）コンテキスト移送: AMF再選択が起きた場合、新AMFがUEコンテキストを旧AMFから移送し得る（Rel・構成依存・概念のみ、細部は要確認）。
5. （条件付き）再認証: 既存セキュリティコンテキストが再利用できない等の場合のみ、AMF→AUSF の再認証（5G-AKA、N12）を行う。省略され得る（状況依存、詳細は Security/Authentication 章の対象）。
6. （条件付き）加入情報照会/AMF登録更新: 加入情報が変わった・AMFが変わった等の場合のみ、AMF→UDM（Nudm_UECM_Registration / Nudm_SDM_Get、N8）を行う。省略され得る（状況依存）。
7. 新 Registration Area 決定: AMFが新しい Registration Area（TAIリスト）を決定する。UEの現在地をカバーするTA群を割り当てる。
8. 受諾: AMF→UE Registration Accept(NAS) で、新TAIリストと（必要なら）新 5G-GUTI、registration result 等を通知する。
9. （5G-GUTI 再割当時）完了: 新 5G-GUTI が割り当てられた場合等、UE→AMF Registration Complete(NAS) を返す。これは完了確認であり、UEは手続きを通じて 5GMM-REGISTERED を維持する（DEREGISTERED からの新規遷移ではない）。

参照: TS 23.502 §4.2.2.2系（Registration procedures、章番号要確認）、TS 24.501 §5.5.1系（NAS側 Registration procedure）、TS 38.413（NGAP）。

Signal Flow¶

主要Message／サービスオペレーションを表で整理します。IEは Message辞典 と整合させています。IE名・type値・オペレーション名の一部は版・実装依存のため要確認としています。

各Messageの詳細IE・参照Specは Message辞典 を参照してください。IE名・type値の一部は実装・版依存のため要確認としています。

State Machine¶

UE側の 5GMM 状態 の観点です。Mobility Registration Update は 5GMM-REGISTERED を維持したまま Registration Area を更新します（根拠: TS 24.501 §5.1.3 / §5.5.1系、章番号要確認）。Initial Registration が DEREGISTERED → REGISTERED へ遷移させるのとは異なり、本手続きは REGISTERED 内での更新である点が要点です。

stateDiagram-v2
    [*] --> REGISTERED: Initial Registration 完了後
    REGISTERED --> REGISTERED_UPDATE: Registration Request (type=mobility) 送信
    REGISTERED_UPDATE --> REGISTERED: Registration Accept 受信（新TAIリスト適用）
    REGISTERED_UPDATE --> DEREGISTERED: Registration Reject 受信 / 手続き失敗
    REGISTERED --> DEREGISTERED: De-registration / 登録失効
    DEREGISTERED --> [*]

• 5GMM-REGISTERED — 登録済み。Registration Area 内の移動では状態を変えない。エリア外へ出て登録更新を送ると更新の過渡状態へ。
• 5GMM-REGISTERED（更新中／過渡） — Registration Request（type=mobility）を送って応答待ちの過渡状態（上図では REGISTERED_UPDATE として図示）。Registration Accept で新TAIリストを適用して REGISTERED へ戻る。Registration Reject／手続き失敗時は DEREGISTERED へ遷移し得る。
• 5GMM-DEREGISTERED — 未登録。De-registration・登録失効・更新失敗（Reject）等で遷移し得る。

Packet Analysis (Wireshark)¶

Mobility Registration Update を Wireshark で解析するときの要点です。コア側では NAS Registration Request/Accept が NGAP（Initial UE Message 等） にネストされて観測されます。

主要 Display Filter¶

Decode の見どころ（主要IE）¶

• NAS Registration Request（UE→AMF） — 次のIEに注目（IE名は代表表記、要確認）。
  • 5GS registration type — ここが mobility registration updating になっているのが本手続きの決め手（Initial Registration では initial registration）。値の符号は要確認。
  • 5GS mobile identity — Mobility Registration Update では典型的に 5G-GUTI（初回登録の SUCI とは異なる）。
  • Requested NSSAI / UE security capability — 要求スライスや対応アルゴリズム。
• NAS Registration Accept（AMF→UE） — 次のIEに注目。
  • TAI list（新 Registration Area） — 再割当された新しいTAIリスト。本手続きの主眼。
  • 5G-GUTI（再割当時）— 新しい一時ID（再割当される場合）。
  • registration result 等。

メッセージのネスト構造（NGAP に NAS がネスト）¶

Registration Request の NAS は、NGAP メッセージ（Initial UE Message）の中に NAS-PDU として入ります（Initial Registration / Service Request と同じ入れ子構造）。パケット詳細ペインでは次のように階層表示されます（表記は概念、実際の名称はディセクタ依存＝要確認）。

NGAP-PDU
 └─ InitialUEMessage
     └─ NAS-PDU
         └─ 5GS NAS Message
             └─ Registration Request（5GS registration type=mobility）

Configuration¶

Mobility Registration Update を成立させるための設定の構造レベルの要点です。具体値・ベンダー固有（Cisco 等）は実装依存であり、ここでは架空の値を書きません。

Registration Area / TAI リスト設計（AMF 側）¶

• TAI / TAC（Tracking Area）— AMFがサービスするTAを定義。gNB の TA と一致している必要がある。複数TA/gNBが無いと、そもそもエリアをまたぐ移動（＝Mobility Registration Update）を再現できない。
• Registration Area（TAIリスト）の割当方針 — UEへ割り当てるTAIリストの範囲。広くすると登録更新は減るがPaging範囲が広がり、狭くするとその逆（Basic Concept / Paging のトレードオフ）。具体的な割当アルゴリズムは実装依存。
• GUAMI / 5G-GUTI 割当 — AMFのGUAMIから 5G-GUTI が導かれる。再割当ポリシーは実装依存。

周期登録更新タイマ関連（対比）¶

• 周期登録更新タイマ（一般に T3512 と呼ばれる周期登録更新タイマが該当するとされる）— 周期的 Registration Update（本章対象外）の起動間隔に関わる。名称・値・設定キーは版・実装依存の面があり要確認。Open5GS / free5GC で設定可能な範囲・キー名は各実装のドキュメントで確認する。

Trouble Shooting¶

代表的な Mobility Registration Update 失敗の切り分けです（一般論）。Cause値の詳細は Cause辞典 を参照してください。

EPCとの比較¶

4G(EPC) 経験者が 5G へ橋渡しできるよう対比します。「エリアをまたいだら位置を届け出て、追跡エリアを更新する」という基本思想は4Gと5Gで共通です。4Gの TAU（Tracking Area Update） が、5Gの Mobility Registration Update に対応します。

Release差分¶

Mobility Registration Update 関連の主なトピックです。不確かなものは要確認とし、断定しません。

• Rel-15 — 5GC の基本 Registration 手順（initial / mobility / periodic / emergency の Registration type、Registration Area、5G-GUTI 再割当）の基礎が確立。本章はこの Rel-15 基礎の範囲。
• RRC Inactive / RAN Notification Area（RNA） — Rel-15 で導入されたUE状態。UEが RRC_INACTIVE のとき、無線側では RAN Notification Area（RNA） の更新（RNA Update）という別レイヤの手続きがある。これはコア(AMF)起点の登録更新（Registration Area 更新）とは別の概念であり、本章のスコープ外（概念のみ、詳細は要確認）。
• 登録最適化・省シグナリング拡張 — 各Releaseで登録関連の最適化が継続。Mobility Registration Update 手続き自体への具体的な織り込み範囲は要確認。
• Rel-16 / Rel-17 / Rel-18（5G-Advanced） — スライス・省電力等の拡張が進んだ世代。登録更新手続き本体への具体差分は要確認。

3GPP Specification¶

FAQ¶

Summary¶

• Mobility Registration Update は、UEが Registration Area（TAIリスト）の外へ移動したときに、登録情報・位置を更新する手続き。4GのTAU（Tracking Area Update）に相当する。
• トリガは「在圏TAが割当済みTAIリストに含まれないエリアへの移動」。UEが Registration Request（type=mobility registration updating） を AMF へ送る。
• 主役は AMF（既存UEコンテキスト確認・新 Registration Area（TAIリスト）の再割当・Registration Accept 送出）。UDM / AUSF は条件付き（再認証・加入情報照会が必要な場合のみ）。
• Initial Registration との差分が要点。既存コンテキストを再利用でき、認証・加入者取得が簡略化・省略され得る（条件付き）。5GMM-REGISTERED を維持したままエリアを更新する。
• 5G-GUTI 再割当は行われ得るが必須ではない（状況・実装依存）。AMF変更時のコンテキスト移送は Rel・構成依存で概念のみ（要確認）。
• Service Request（U-Plane再確立）や Paging（着信呼び出し）とは目的が異なる。Mobility Registration Update は「登録情報・位置の更新」。
• 根拠は TS 23.502 §4.2.2.2系 / TS 24.501 §5.5.1系・§5.1.3 / TS 23.501 §5.3系 / TS 38.413（章番号・IE名・registration type 値の一部は要確認）。

Practice — 理解度チェック・演習¶

理解度チェック¶

演習¶

問: 次の Mobility Registration Update 主要ステップを正しい順に並べ替えてください。

A. AMF が新しい Registration Area（TAIリスト）を決定
B. UE → gNB: Registration Request(NAS, type=mobility)（RRC確立後）
C. AMF → UE: Registration Accept（新TAIリスト /(必要なら)新5G-GUTI）
D. gNB → AMF: Initial UE Message(NGAP) で NAS を運搬
E. AMF が 5G-GUTI から既存UEコンテキストを確認
F.（条件付き）AMF が再認証(N12)/UDM照会(N8) を実施
G.（5G-GUTI 再割当時）UE → AMF: Registration Complete(NAS)

Next Step¶

理解を深めるための次の一歩です。

• 手続きの前提: Initial Registration（登録の全体像・認証・セキュリティ）
• 直接の関連: Paging（Registration Area の上流概念。更新漏れは Paging 不達につながる）
• 対比の関連: Service Request（U-Plane再確立。目的が異なる姉妹手順）
• 姉妹手順: Handover（移動中の接続切替）
• Periodic Registration Update 章（周期的な登録更新＝別の Registration type。契機は時間＝周期タイマ満了）
• 関連NF: AMF / UDM / AUSF
• 関連Interface: N1 / N2
• 辞典: Message辞典 / Timer辞典 / Cause辞典 / Protocol辞典 / NF辞典 / Interface辞典