LTE-EPC初始附着-使用GUTI附着流程

LTE/EPC初始附着（使用GUTI附着）流程UE的附着包括两种情况：从E-UTRAN网络进行附着和从UTRAN/GERAN网络进行附着。附着功能能够实现UE进行业务之前在网络中进行注册。在E-UTRAN网络的附着过程中，用于实现用户永远在线功能的IP连接是通过缺省EPS承载的建立。从UTRAN/GERAN网络进行的附着用于实现UE通过UTRAN/GERAN网络进入EPC进行注册，参见3GPPTS23.060。应用于缺省EPS承载的PCC规则可以在P-GW中预定义，并在附着过程中由P-GW本地激活。附着过程还可以触发一个或多个专用承载的建立来为UE建立专用EPS承载。在附着过程中，UE可以请求为其分配IP地址。初始附着过程中，MME会从UE获得ME的标识符（MEIdentity）。MME可以通过EIR来检查MEIdentity，在漫游的时候，MME能够把MEIdentity传给HSS，如果P-GW不在VPLMN中，MME还要把MEIdentity传给P-GW。信令流程图如下：以下是上图中的信令流程说明：1.UE发起附着请求消息以及网络选择指示给eNodeB，消息包含：IMSI或旧的GUTI,有效的上次访问的TAI，UE核心网络能力，UE指定的DRX参数，PDN类型，协议配置选项PCO，加密选项传输标记，附着类型，KSIASME，NAS序列号，NAS-MAC及附加的GUTI。2.eNodeB根据RRC参数中的旧的GUMMEI标识和选择网络指示得到MME。如果得不到MME，就由选择功能选择MME。然后eNodeB将附着消息和UE所在小区的TAI+ECGI标识一起转发给新的MME。3.如果UE通过GUTI标识自己，并且MME由于去附着已经发生变化，新MME使用来自UE的GUTI获取旧的MME或SGSN地址，并发送身份标识请求消息到旧MME请求IMSI，返回IMSI和未使用的EPS认证向量及KSIASME、KASME；如果是向旧SGSN发送身份标识请求消息，则旧SGSN返回IMSI及未使用认证五元组、CK、IK、及KSI。如果旧MME/SGSN不能识别UE或者附着请求消息的完整性检查失败，则返回合适的错误原由。4.如果UE在新旧MME中都不认识，则新的MME发送标识请求给UE以请求IMSI。则UE使用包含IMSI的标识响应消息通知网络。5a.如果网络中没有UE上下文存在，如果第一步的附着请求消息没有完整性保护或加密，或者如果完整性检查失败，则认证和NAS安全建立过程强制进行。否则本步可选。如果NAS安全算法改变，则该步骤只执行NAS安全建立过程。认证和NAS安全建立过程按照安全功能章节的定义进行。在该步骤之后，所有NAS消息将受到MME指示的NAS安全功能保护。5b.ME标识IMEI从UE获取。IMEI标识必须加密方式传输。为了最小化信令的迟延，ME标识获取合并在步骤5a的NAS安全建立过程中。MME发送ME标识检测请求给EIR，EIR将检测的结果通过ME标识检测应答消息响应。6.如果UE在附着请求消息中设置了加密选项传输标记，像PCO或APN或者两者这样的加密选项，现在都可以从UE获取。这样的PCO选项中可能包含有用户的身份信息，例如用户名和口令字。7.如果在新的MME中存在激活的承载上下文（如没有事先去附着就在同一个MME再次附着），则删除在相关的S-GW中旧的承载上下文。如果PCRF部署，P-GW利用IP-CAN会话终止过程指示释放资源。8.如果从上一次去附着之后MME发生改变，或第一次附着，或ME标识改变，或UE提供的IMSI或GUTI在MME中没有相应的上下文信息，则MME发送位置更新(MMEIdentity,IMSI，MEIdentity，MMEcapabilities，Updatetype)给HSS。MME能力指示了该MME支持的接入限制功能状况。更新类型指示了这是一个附着过程。9.HSS发送取消位置消息给旧MME，旧MME删除移动性管理和承载上下文。如果更新类型指示附着，HSS中包含有SGSN注册信息，则HSS发送取消位置消息（IMSI,canceltype）给旧SGSN。10.如果旧MME有激活的承载上下文存在，旧MME/SGSN发送删除承载请求消息给所涉及到的GW以删除承载资源，GW返回删除承载响应消息给旧MME/SGSN。如果PCRF部署，P-GW利用IP-CAN会话终止过程进行承载资源的释放。11.HSS发送更新位置应答消息给新MME以应答更新位置消息。该更新位置应答中包含有IMSI及签约数据，签约数据包含一个或多个PDN签约上下文信息。每一个签约上下文中包含签约QoS参数和签约的APN-AMBR。新MME验证UE在新TA中存在。如果由于地区限制或接入限制，不允许UE附着在该TA中，MME拒绝附着请求。如果检查成功，新MME给UE创建一个上下文。如果UE所提供的APN是签约所不允许的或HSS拒绝了更新位置，则新MME拒绝附着请求消息。12.如果为UE的这个APN分配了一个签约的PDN地址，PDN签约上下文中包含UE的Ipv4地址和或Ipv6前缀和可选的P-GW标识符，则新MME在创建默认承载请求消息中包含该IP地址。对于初始附着类型，如果UE不提供APN，MME选择默认APN；如果UE提供APN，则利用UE提供的APN。对于切换附着类型，如果UE提供APN，则MME使用所提供APN对应的P-GW；如果UE不提供APN，MME选择签约数据中默认APN对应的P-GW；如果UE不提供APN，签约数据中默认APN没有对应的P-GW，则MME视为错误进行处理。如果初始附着，签约数据中不包含P-GW标识符，则MME按照P-GW选择机制进行P-GW选择。MME按照S-GW选择机制选择一个S-GW并发送创建默认承载请求CreateDefaultBearerRequest(IMSI,MSISDN，MMETEIDforcontrolplane，P-GWaddress,PDNAddress，APN,RATtype,DefaultBearerQoS,PDNType，APN-AMBR，EPSBearerID，PCO，HandoverIndication，MEId，UserLocationInformation，MSInfoChangeReportingsupportindication，SelectionMode，ChargingCharacteristics，MaximumAPNRestriction，DualAddressBearerFlag，ProtocolTypeoverS5/S8)消息给S-GW。13.S-GW在其EPS承载列表中创建一个条目，并给P-GW发一个创建默认承载请求消息，消息含(IMSI,MSISDN,APN,ServingGWAddressfortheuserplane,ServingGWTEIDoftheuserplane,ServingGWTEIDofthecontrolplane,RATtype,DefaultEPSBearerQoS,PDNType,PDNAddress,subscribedAPN-AMBR,EPSBearerIdentity,ProtocolConfigurationOptions,HandoverIndication,MEIdentity,UserLocationInformation(ECGI),MSInfoChangeReportingsupportindication,SelectionMode,ChargingCharacteristics,TraceReference,TraceType,TriggerId,OMCIdentity,MaximumAPNRestriction,DualAddressBearerFlag)。本步以后，S-GW缓存任何从P-GW接受的下行分组数据，直到收到２3步的更新承载请求消息，在这之前不能发送下行数据通知消息给MME。。14.如果网络中部署了动态PCRF，但HandoverIndication不存在，P-GW执行IP-CAN会话建立过程，获取UE的默认PCC准则。这可能会导致多个专用承载的同时建立。这些信息参数IMSI,UEIPaddress,UserLocationInformation(ECGI),ServingNetwork,RATtype,APN-AMBR,DefaultEPSBearerQoS需要提供给PCRF，PCRF可能会修改APN-AMBR和QoS参数（QCI和ARP）。如果动态PCC部署了，并且切换指示存在，则P-GW执行IP-CAN会话修改过程以后区所需要的PCC规则。如果没有部署动态PCC，则P-GW采用本地QoS策略。15.P-GW在EPS承载上下文列表中创建一个新的条目，并生成一个计费标识符chargingID。P-GW给S-GW返回一个创建默认承载响应消息(PDNGWAddressfortheuserplane,PDNGWTEIDoftheuserplane,PDNGWTEIDofthecontrolplane,PDNType,PDNAddress,EPSBearerIdentity,EPSBearerQoS,ProtocolConfigurationOptions,ChargingId,ProhibitPayloadCompression,APNRestriction,Cause,MSInfoChangeReportingAction(Start)(如果P-GW决定在会话期间收到UE的位置信息),APN-AMBR)。P-GW在分配PDNAddress时需要考虑到UE提供的PDNType、双地址承载标记及运营商策略。如果UE请求Ipv4v6类型，PDN支持两种类型，但是双地址承载标记没有设置，或PDN只允许单IP版本寻址，则P-GW选择单IP版本。16.如果S-GW接收到MSInfoChangeReportingAction指示，S-GW存储并报告UE位置改变情况。S-GW给MME返回一个创建默认承载响应消息(PDNType,PDNAddress,ServingGWaddressforUserPlane,ServingGWTEIDforUserPlane,ServingGWTEIDforcontrolplane,EPSBearerIdentity,EPSBearerQoS,PDNGWaddressesandTEIDs(GTP-basedS5/S8)orGREkeys(PMIP-basedS5/S8)atthePDNGW(s)foruplinktraffic,ProtocolConfigurationOptions,ChargingId,ProhibitPayloadCompression,APNRestriction,Cause,MSInfoChangeReportingAction(Start),APN-AMBR)。17.新的MME根据所接收到的APNRestriction设置最大APNRestriction。并存储MSInfoChangeReportingAction信息报告UE位置改变情况。MME根据签约APN-AMBR和签约UE-AMBR确定UE-AMBR。新MME发送一条附着接受AttachAccept(APN,GUTI,PDNType,PDNAddress,TAIList,EPSBearerIdentity,SessionManagementRequest,ProtocolConfigurationOptions,KSIASME,NASsequencenumber,NAS-MAC)消息给eNodeB。如果新的MME分配一个新的GUTI则GUTI也包含在消息中。该消息包含在一条S1_MME控制消息InitialContextSetupRequest里，这条S1控制消息也包括UE的AS安全上下文，切换限制列表，承载QOS参数以及UE-AMBR，EPS承载ID，以及S-GW用户面TEID和地址