EMM中attach和TAU流程总结

LOGO学习报告EMM中Attach和TAU规程总结报告人：孟刚LOGO介绍EMM(EPSmobilitymanagement)EPS移动性管理，管理UE在无线资源环境中的位置移动，包括以下几个主要功能：位置注册位置更新业务请求(ServiceRequest)鉴权(Authentication)安全（security）向核心网注册UE信息。只有注册成功后，才可发起业务、发起呼叫和响应寻呼。在UE的位置发生改变时，将最新的位置信息通知核心网。另外，UE能力信息，比如支持的算法、DRX寻呼周期长度等发生改变时，也通过位置更新通知核心网。EMM在网络侧的对等端为MME，如果服务的MME过载，MME将通知UE，通过位置更新，重新选择服务MME，实现负责均衡(loadbalance)。注册成功后，UE需要发起业务时，首先通过ServiceRequest，建立连接，并恢复承载。UE和网络侧之间进行双向鉴权。鉴权由网络侧发起，只有合法的UE才可以注册。但当网络侧提供的鉴权参数不正确时，UE认为网络侧非法，可以拒绝。为UE和网络侧之间的信令交互提供加密和完整性保护。包括双方的算法协商、密钥的生成、加解密和完整性检查等。LOGO信令连接NAS信令连接包括UE和eNB之间的通过空口(Uu)的RRC连接，以及eNB和MME之间通过S1接口的S1AP连接，两个部分eNBPHYUEPHYMACRLCMACMMERLCNASNASRRCRRCPDCPPDCPLOGO规程EMM的功能通过发起EMM规程实现，EMM规程可以分为3类：1)通用规程(EMMcommonprocedures)只有在NAS信令连接已经建立时，才可发起通用规程。通用规程都是由网络侧发起：-GUTIreallocation;为UE分配标识符GUTI。-authentication;鉴权-securitymodecontrol;安全模式控制-identification;鉴别-EMMinformation.通知2)专用规程（EMMspecificprocedures）由UE发起，同一时刻只能发起一个专用规程。-attachandcombinedattach.向网络侧注册EPS和non-EPS服务。-detachandcombineddetach.向网络侧去注册EPS和non-EPS服务。-normaltrackingareaupdatingandcombinedtrackingareaupdating;-periodictrackingareaupdating.3)连接管理规程(EMMconnectionmanagementprocedures)-servicerequest.-pagingprocedure.-transportofNASmessages.LOGOATTACH规程功能信令交互IE（informationelement）介绍LOGO在网络接入过程中的位置及实现功能ATTACH功能：1)向EPC注册EPS业务或non-EPS服务。2)为UE分配IP，建立UE和PDNGW之间的缺省承载(defaultbearer)，使得UE的IP连接永远在线.(always-onIPconnectivity).3)还可激活多个专用承载(dedicatedbearers).4)Attach过程中产生安全上下文。投入使用后，对NAS信令进行安全保护。UE开机流程服务请求附着初始接入过程选择小区选择PLMN接收系统广播LOGO建立无线承载新MME向HSS发送位置更新请求后，旧的MME就可以删除其中保存的UE的位置信息以及相应的承载上下文。位置更新完毕后，新MME就可以与PDN-GW之间建立默认承载，建立默认承载后P-GW就为UE创建了PDN地址、EPS承载标识、协议配置选项等，并将相关消息返回给MME，S-GW可以缓存一些来自P-GW的下行数据包。由于位置已经变化（MME变化），新MME就发送一个位置更新请求到HSS（指明MME标识、IMSI和ME标识等）。鉴权结束后，MME可能发送移动设备标识检查请求到EIR（EquipmentIdentityRegister）（MME的经营可能会检查EIR中的移动设备标识，至少在漫游时，MME应将移动设备标识传给HSS）。如果UE最新连接的（新）MME与最后一次离开网络时连接的（旧）MME相比已经发生改变，新MME就会向旧MME发送一个ID请求来申请当前UE的IMSI，用于为当前UE重新分配GUTI。在已经建立NAS信令连接基础上，UE通过向MME发送ATTACHREQUEST消息来发起attach规程；该消息中包含：IMSI或GUTI、lastvisitedTAI、UEnetworkcapbility、PDNIPoption、connecttype等。如果新MME和旧MME都不能识别当前的UE，那么新MME会给UE发送一个ID请求，随后，UE应告诉新MME自己的IMSI。Attach规程回送一个位置更新响应，来指明位置更新的状态。若HSS拒绝位置更新，那么MME就拒绝UE的attach请求。如果MME中有激活的承载上下文（比如之前连接尝试失败时已经创建了承载），那么MME会发送消息到各个P-GW来删除这些无效的承载上下文。如果当前网络中没有UE的安全上下文，那么MME会发起一个鉴权规程，UE和MME相互鉴权之后会在两侧产生相关的安全下文。（漫游情况下，MME应从HSS获取UE的签约信息等内容）MME接受attach及附着完成：MME通过eNB将APN、GUTI、PDN地址、TAI列表等信息反馈给UE，并请求UE建立无线承载；UE完成无线承载建立后向MME返回一个完成消息指明attach完成。LOGOAttach规程的发起和信令交互当处于EMM-DEREGISTERED状态时，UE向MME发送ATTACHREQUEST消息来启动附着流程，同时启动T3410定时器，并进入EMM-REGISTERED-INITIATED状态介绍NAS信令中用到的缩略词：FormatsofIE：M(“Mandatory”)：发送方必须包含相应的IE，接收方必须对该IE作相关诊断；C(“Conditional”)：发送方根据相关条件包含相应IE，接收方可根据条件对该IE作相关诊断；O(“Optional”)：接收方不对该IE出现的错误进行诊断。消息IEIInformationElementType/ReferencePresenceFormatLengthProtocoldiscriminatorProtocoldiscriminatorMV1/2SecurityheadertypeSecurityheadertypeMV1/2AttachrequestmessageidentityMessagetypeMV1EPSattachtypeEPSattachtypeMV1/2NASkeysetidentifierNASkeysetidentifierMV1/2OldGUTIorIMSIEPSmobileidentityM5-12UEnetworkcapabilityUEnetworkcapabilityM3-14ESMmessagecontainerESMmessagecontainerMLV-E2-n19OldP-TMSIsignatureP-TMSIsignatureOTV450AdditionalGUTIEPSmobileidentityOTLV1352LastvisitedregisteredTAITrackingareaidentityOTV65CDRXparameterDRXparameterOTV331MSnetworkcapabilityMSnetworkcapabilityOTLV4-1013OldlocationareaidentificationLocationareaidentificationOTV69-TMSIstatusTMSIstatusOTV111Mobilestationclassmark2Mobilestationclassmark2OTLV520Mobilestationclassmark3Mobilestationclassmark3OTLV2-3440SupportedCodecsSupportedCodecListOTLV5-n：安全头类型PlainNASmessage（notsecurityprotected）SecurityprotectedNASmessageProtocoldiscriminator（PD）：协议种类。该IE用来区分L3协议种类。如组播协议、广播协议、GTTP协议、MM消息、SMS消息等。Attachrequestmessageidentity：消息ID用于区分EMM和ESM中不同规程的不同消息EPSattachtype：EPS附着类型EPSattachCombinedEPS/IMSIattach（工作在CS/PSmode1或者CS/PSmode2的UE请求EPS和non-EPS服务）NASKSI：密钥集ID指明UE使用的安全上下文类型（nativeormapped）；指明UE使用的密钥集。OldGUTIorIMSI：移动台ID新MME可以通过GUTI来找到旧MME并从中获得UE的IMSI，进而进行UE的GUTI重分配若找不到旧MME或旧MME中已没有UE相关信息，那么，新MME会向UE发送ID请求；如果是第一次附着，那么该信元应为IMSI。UEnetworkcapability：UE网络能力UE支持的加密和完整性保护算法及SRVCC能力ESMmessagecontainer：EMM消息中包含的ESMPDU，如创建（默认）承载用到的信息AdditionalGUTI：附加的GUTI如果TIN指明了P-TMSI，且UE保存了有效的GUTI、P-TMSI和RAI，那么UE应在消息中包含该信元IE（比如UE当前所在网络既有UTRAN也有E-UTRAN，在切换时分别保存了相应ID）LastvisitedregisteredTAI：最后注册访问的TAI如果UE保存了一个有效的lastvisitedregisteredTAI，那么UE应在消