Periodic Registration Update — 周期登録更新¶

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 Periodic Registration Update が必要か）を、ネットワークはUEの圏外・電源断を明示的には知れないため定期的な生存確認が要る、という観点で説明できる。
• Periodic Registration Update のトリガ（UE側の周期登録更新タイマ満了）を説明できる。
• 生存確認（reachability 維持）の意義と、更新が来ないUEが implicit deregistration（暗黙デタッチ） 扱いされ得ることを説明できる。
• Registration type のうち、本章が periodic registration updating に対応することを整理して説明できる。
• 周期登録更新タイマ（一般に T3512 と呼ばれるとされる。名称・値は要確認）の役割と、AMFが Accept 時に次のタイマ値を割り当て得ることを説明できる。
• Mobility Registration Update との契機の違い（場所が変わった／時間が経った）を対比できる。
• 4G(EPC) の Periodic TAU（Periodic Tracking Area Update） と 5G の Periodic Registration Update の対応関係を対比できる。

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。
• Mobility Registration Update の理解 — 手続きの骨格を共有する最も近い姉妹手順です。契機（場所か時間か）の違いを対比するため先に読むとスムーズ。 → Mobility Registration Update
• Registration Area（登録エリア＝TAIリスト）と CM状態の理解 — なぜエリア単位で管理するか、待機(CM-IDLE)のUEをどう追跡するか。 → Paging（Registration Area の上流概念）
• N1 / N2（UE⇔AMF の NAS、gNB⇔AMF の NGAP） → N1 / N2
• 主役NFの役割 → AMF

この章で学べること¶

本章は Periodic Registration Update（周期登録更新）に限定します。UEが移動していなくても、UE側の周期登録更新タイマが満了したときに、「まだ在圏・生存しています」ことをネットワークへ知らせる定期的な登録更新手続きです。4GのPeriodic TAU（Periodic 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 = periodic registration updating） と、その本質である UEの生存確認（reachability の維持）、そして更新が来ないUEの implicit deregistration（暗黙デタッチ） 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。

• Mobility Registration Update の詳細 — 「場所が変わった」ことを契機とする別バリアントです。本章では 契機の違い で対比として触れるにとどめ、詳細手順は Mobility Registration Update へ誘導します（重複は誘導）。
• 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さらに軽量になり得る」点を主題化し、5G-AKA 等の詳細は Initial Registration / Security 章へ誘導します。
• 周期タイマの具体値 — 周期登録更新タイマ（T3512 相当とされる）や implicit deregistration 関連タイマの具体値・名称は版・実装依存であり、断定せず要確認とします（後述）。
• implicit deregistration の詳細手順 — 更新が来ないUEをネットワークがどの時点で・どう暗黙デタッチするかの厳密な手順は概念のみ扱います（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 — 周期更新に伴うユーザプレーンの扱いには深入りせず、生存確認のコア手続きに焦点を当てます。

Why — なぜ Periodic 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が、Registration Area（＝割り当てられた TAIリスト）の内側にいる限り、待機中(CM-IDLE)のUEはセル単位では追跡されず、無線の個別接続も解放して省電力に待機します（Paging / Service Request の設計と表裏です）。

ここで根本的な問題があります。ネットワークは、待機中のUEが「まだそこにいるのか」を明示的には知りません。 UEは次のような形で、何も言わずにネットワークから消えることがあります。

• 圏外へ出た — 電波の届かない場所（地下・山間部・機内）へ移動した。
• 電源が切れた — 電池切れ・電源OFF。De-registration（明示的な登録解除）を送れないまま消えることがある。

待機中のUEはネットワークへ何も送らないため、これらは放置すると検知できません。ネットワークはいつまでも「このUEは在圏している」と信じてコンテキストを保持し、着信時には届かない相手へ Paging を投げ続け、リソース（UEコンテキスト・ページング対象）を無駄に抱えます。

Periodic Registration Update とは、UEが移動していなくても、周期的に「まだ生きています。在圏しています」とネットワークへ定期報告する手続きです。ネットワークはこの定期報告が来続ける限りUEを在圏とみなし、来なくなったら「離脱したらしい」と判断して implicit deregistration（暗黙デタッチ） に進み、コンテキストを解放してリソースを適正化します。

Overview — 概要¶

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

UE側の周期登録更新タイマが満了 → UEが Registration Request（Registration type = periodic 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し、生存記録（UEが在圏であること）を更新（通常は認証・UDM照会なし＝軽量）→ AMFが Registration Accept で応答し、（必要なら）次の周期タイマ値を通知 → UEが（必要なら）Registration Complete を返し、UEは周期タイマを再スタートして完了です。

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 periodic に対応します。

契機の違い（mobility との対比）を整理します。手続きの骨格は共通ですが、なぜ起動するかが異なります。

Basic Concept — 初心者向け説明¶

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

1. なぜ生存確認が要るか（NWがUE離脱を検知できない問題）¶

待機中(CM-IDLE)のUEは、ネットワークへ何も送らずに省電力で待機します。これは効率的ですが、裏返すとネットワークはUEが離脱（圏外・電源断）したことを能動的には知れないという弱点になります。

• UEが正常に登録解除する場合は De-registration（明示的な登録解除）を送れます。
• しかし圏外・電池切れでは、UEは何も送れずに消えます。

この「沈黙が正常なのか異常なのか区別できない」問題を解くのが、定期的な生存報告です。UEが周期的に「在圏しています」と送り続ければ、ネットワークは「報告が来る＝在圏」「報告が途絶える＝離脱の疑い」と判断できます。

2. 周期タイマの仕組み（満了で起動、Acceptで次値割当）¶

Periodic Registration Update は、UE側の周期登録更新タイマが満了したときに起動します。

• UEは前回の登録／更新が成功すると、周期登録更新タイマをスタートします。
• タイマが満了すると、UEは Registration Request（type=periodic）を送ります。
• AMFは Registration Accept で応答し、必要なら次の周期タイマ値をUEへ通知し得ます（値はネットワーク側の運用で決められる）。
• UEはタイマを再スタートし、また次の満了を待ちます。

つまり周期タイマの値が、生存報告の間隔を決めます。短くすれば離脱をより早く検知できますが更新シグナリングが増え、長くすれば省シグナリングだが離脱検知が遅れる、というトレードオフです。

3. implicit deregistration（更新が来ないUEの扱い）¶

UEからの周期報告が期待した時刻に来ない場合、ネットワークは「このUEは離脱したらしい」と推定します。ネットワークは自分側でも関連するタイマ（周期タイマ＋余裕分に相当する監視タイマ）を持ち、それが満了してもUEから連絡が無ければ、明示的なやり取りなしにUEを登録解除扱いにします。これが implicit deregistration（暗黙デタッチ／暗黙登録解除） です。

• implicit（暗黙）＝UEとメッセージ交換をせずに、ネットワーク側の判断だけで登録を解除する。
• 目的はリソース（UEコンテキスト・ページング対象）の適正化。届かない相手のために資源を抱え続けないため。
• 暗黙デタッチ後、UEが再び電波の届く場所へ戻る・電源が入ると、UEは（周期更新ではなく）改めて登録（Initial Registration 等）をやり直すことになります。

Architecture¶

Periodic Registration Update に関わる要素と、それらを結ぶInterfaceです。主役は AMF で、生存記録の更新とタイマ管理・暗黙デタッチ判断を担います。Mobility Registration Update と異なり、TAIリスト再割当は通常不要で、UDM / AUSF の関与は通常薄い（条件付き）ため、破線・注記で表します。

flowchart LR
    UE(("UE
(REGISTERED)
周期タイマ満了")) ---|"N1 (NAS): Registration Request
type=periodic"| AMF
    UE -. "RRC (無線・範囲外)" .- RAN["(R)AN / gNB"]
    RAN ---|"N2 (NGAP)"| AMF["AMF
(生存記録更新
タイマ管理・暗黙デタッチ判断)"]
    AMF -.->|"N12 (通常不要: 再認証時のみ)"| AUSF["AUSF
(通常関与薄い)"]
    AMF -.->|"N8 (通常不要: 加入情報変更時のみ)"| UDM["UDM
(通常関与薄い)"]
    AMF -. "更新が来ない → implicit deregistration
(概念・要確認)" .- IMPL["暗黙デタッチ判断"]

    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,IMPL cond;

各要素の役割は次の通りです。

• UE — 周期登録更新タイマが満了した端末。移動していなくてよい。Registration Request（type=periodic registration updating） を送り、応答後にタイマを再スタートする。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 — 周期更新の受付主体。既存UEコンテキストを確認し、UEの生存記録（在圏であること）を更新、（必要なら）次の周期タイマ値を割り当て、Registration Accept で応答する。周期報告が来ないUEの implicit deregistration を判断する。
• AUSF（通常関与薄い） — 再認証が必要な例外的な場合のみ関与し得る（N12）。周期更新では通常発生しない。
• UDM（通常関与薄い） — 加入情報の変更等がある例外的な場合のみ関与し得る（N8）。周期更新では通常発生しない。

Interfaceの詳細は Interface辞典 を参照してください。

Network Function（登場NF）¶

Periodic 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）。周期更新では AMF が単独で処理を完結できるのが基本で、UDM / AUSF は通常関与しません（条件付き＝例外時のみ）。

Interface / Protocol¶

この手順で使うInterfaceとProtocolです。周期更新では基本的に N1 / N2 のみで完結し、N8 / N12 は通常不要（例外時のみ）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。 Periodic 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）。Mobility Registration Update と骨格は共通ですが、認証・加入者取得・TAIリスト再割当が通常は発生せず、より軽量である点を強調します。

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

    Note over UE: 周期登録更新タイマ満了（移動なしでよい）
    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=periodic registration updating
    Note right of UE: TS 24.501 §5.5.1。5GS registration type=periodic（要確認）
    RAN->>AMF: Initial UE Message (NGAP) に NAS を載せる
    Note right of RAN: N2 / TS 38.413

    Note over AMF: 既存UEコンテキストを確認（5G-GUTI で解決）
    Note over AMF: UEの生存記録を更新（在圏とみなす）

    opt 例外時のみ: 再認証/加入情報照会（通常は発生しない）
        AMF->>UDM: Nudm_*（加入情報変更時等, N8）
        UDM-->>AMF: 加入者データ（例外時のみ）
    end

    AMF->>UE: Registration Accept (NAS)
(必要なら)次の周期タイマ値
    Note right of AMF: TS 24.501 §5.5.1。通常はTAIリスト再割当なし

    opt 必要時（次タイマ値/5G-GUTI 再割当時 等）
        UE->>AMF: Registration Complete (NAS)
    end
    Note over UE,AMF: UEは周期タイマを再スタート。5GMM-REGISTERED を維持

ステップ解説（番号は上図に対応）¶

1. UE→(R)AN: UEは周期登録更新タイマの満了を契機に（無線側で）RRC接続を確立/再開し（概略/範囲外）、Registration Request(NAS) を Registration type = periodic 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）。
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する。周期更新では既存のセキュリティ・加入情報を再利用できるのが基本で、Mobility よりさらに軽量。
4. 生存記録の更新: AMFはUEが在圏していることを記録し（reachability の維持）、周期タイマ監視を更新する。これが本手続きの本質。
5. （例外時のみ）再認証/加入情報照会: 再認証が必要・加入情報が変わった等の例外的な場合のみ、AMF→AUSF（N12）／AMF→UDM（N8）を行い得る。周期更新では通常発生しない（状況依存）。
6. 受諾: AMF→UE Registration Accept(NAS) で応答する。通常はTAIリスト再割当なし（同一エリア内）。必要なら次の周期タイマ値や registration result 等を通知し得る（IE名・扱いは要確認）。
7. （必要時）完了: 次タイマ値の適用や 5G-GUTI 再割当がある場合等、UE→AMF Registration Complete(NAS) を返す。UEは周期タイマを再スタートし、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。Periodic Registration Update は 5GMM-REGISTERED を維持したまま生存確認を行い、周期タイマを再スタートします（根拠: TS 24.501 §5.1.3 / §5.5.1系、章番号要確認）。重要なのは、更新が来続ける限り REGISTERED を維持し、更新が来ないと ネットワーク判断で implicit deregistration → DEREGISTERED へ至り得る、という分岐です。

stateDiagram-v2
    [*] --> REGISTERED: Initial Registration 完了後（周期タイマ開始）
    REGISTERED --> REGISTERED_UPDATE: 周期タイマ満了 → Registration Request (type=periodic) 送信
    REGISTERED_UPDATE --> REGISTERED: Registration Accept 受信（周期タイマ再スタート）
    REGISTERED --> DEREGISTERED: 周期更新が来ない → implicit deregistration（NW判断・概念）
    REGISTERED --> DEREGISTERED: De-registration / 登録失効
    DEREGISTERED --> [*]

• 5GMM-REGISTERED — 登録済み。周期タイマが動いている間は状態を変えない。タイマ満了で周期更新を送ると更新の過渡状態へ。
• 5GMM-REGISTERED（更新中／過渡） — Registration Request（type=periodic）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 を受けたら周期タイマを再スタートして REGISTERED へ戻る。
• 5GMM-DEREGISTERED — 未登録。周期更新が期待時刻に来ずネットワークが implicit deregistration を判断した場合、明示的なやり取りなしにこの状態へ至り得る（NW側判断・概念、厳密なタイミングは要確認）。De-registration・登録失効でも遷移し得る。

Packet Analysis (Wireshark)¶

Periodic 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。Mobility との決め手の違いは 5GS registration type の値です。

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 periodic registration updating になっているのが本手続きの決め手（Initial では initial registration、Mobility では mobility registration updating）。値の符号は要確認。
  • 5GS mobile identity — Periodic Registration Update では典型的に 5G-GUTI（初回登録の SUCI とは異なる）。
• NAS Registration Accept（AMF→UE） — 次のIEに注目。
  • registration result 等。周期更新では通常 TAI list 再割当なし（同一エリア）だが、起こり得る（要確認）。
  • 次の周期タイマ値（AMFが通知する場合）— 具体的なIE名・扱いは要確認。

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 / Mobility Registration Update 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=periodic）

Configuration¶

Periodic 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。

周期登録更新タイマ関連（AMF 側）¶

• 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）— UEが周期更新を起動する間隔を決める。AMFが Accept 時にUEへ値を通知し得る。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。
• implicit deregistration 関連タイマ（ネットワーク側で「更新が来ない」を判定する監視タイマ。周期タイマ＋余裕分に相当するとされる）— 名称・値・キー名は版・実装依存であり要確認。周期タイマとの関係も実装依存。

Trouble Shooting¶

代表的な Periodic Registration Update 関連の切り分けです（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。「移動していなくても、定期的に生存を届け出て、来なければ暗黙的に登録解除する」という基本思想は4Gと5Gで共通です。4Gの Periodic TAU（Periodic Tracking Area Update） が、5Gの Periodic Registration Update に対応します。

Release差分¶

Periodic 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、周期登録更新タイマ、implicit deregistration の基礎）が確立。本章はこの Rel-15 基礎の範囲。
• MICO mode（Mobile Initiated Connection Only） — UEがネットワーク起点の到達（Paging）を受けない省電力モード。周期更新・到達性(reachability)管理と関係する概念だが、本章のスコープ外で概念のみ触れる。MICO 有効時の周期更新・到達性の扱いは版・構成依存であり、詳細は要確認（FAQ 参照）。
• RRC Inactive / RAN Notification Area（RNA） — Rel-15 で導入されたUE状態。無線側では RNA Update という別レイヤの手続きがあり、コア(AMF)起点の周期登録更新とは別の概念（無線側・概念のみ）。
• 省電力・到達性拡張（Rel-16 以降） — 省電力や到達性管理の拡張が進んだ世代。周期登録更新手続き本体への具体差分は要確認。

3GPP Specification¶

FAQ¶

Summary¶

• Periodic Registration Update は、UEが移動していなくても、周期登録更新タイマ満了を契機に「まだ在圏・生存している」ことをネットワークへ届け出る定期的な登録更新。4GのPeriodic TAUに相当する。
• Why の核心は「ネットワークは待機中UEの圏外・電源断を明示的には知れない」こと。定期的な生存確認が来続ければ在圏、途絶えれば implicit deregistration（暗黙デタッチ） でリソースを適正化する。
• トリガは UE側の周期登録更新タイマ満了（一般に T3512 とされるが名称・値は要確認）。UEが Registration Request（type=periodic registration updating） を AMF へ送る。
• 主役は AMF（既存UEコンテキスト確認・生存記録更新・タイマ管理・暗黙デタッチ判断・Registration Accept 送出）。UDM / AUSF は通常関与しない（例外時のみ）。
• Mobility Registration Update と骨格は共通だが、契機が「時間」であり、通常はTAIリスト再割当・認証・UDM照会が発生せず、より軽量（状況依存）。5GMM-REGISTERED を維持し、UEは周期タイマを再スタートする。
• 根拠は TS 23.502 §4.2.2.2系 / TS 24.501 §5.5.1系・§5.1.3・§10.2 / TS 23.501 §5.3系・§5.4系 / TS 38.413（章番号・IE名・registration type 値・周期タイマ名/値・implicit deregistration タイマの一部は要確認）。

Practice — 理解度チェック・演習¶

理解度チェック¶

演習¶

問: 次の Periodic 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 UEの生存記録を更新（在圏とみなす）
B. UE → gNB: Registration Request(NAS, type=periodic)（RRC確立後）
C. AMF → UE: Registration Accept（(必要なら)次の周期タイマ値）
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. UE の周期登録更新タイマが満了
G. UE が周期タイマを再スタート（5GMM-REGISTERED 維持）

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）
• 最も近い姉妹手順: Mobility Registration Update（同じ Registration の別バリアント。契機が「場所」）
• 関連: Paging（Registration Area の上流概念。到達性と表裏）
• 対比の関連: Service Request（U-Plane再確立。CM状態の詳細）
• 姉妹手順: Handover（移動中の接続切替）
• 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