LTE移动性管理培训

秘密▲1LTE移动性管理基础介绍日期：2010-04-14秘密▲2学习完此课程，您将会：掌握LTE移动性管理的一些重要参数掌握LTE移动性管理的状态迁移掌握附着、TAU、HO与2/3G流程的区别了解LTE安全相关的知识秘密▲3EMM相关概念介绍EMM状态迁移EMM相关流程介绍安全管理介绍内容提要秘密▲4EMM相关概念介绍EMM状态迁移EMM相关流程介绍安全管理介绍内容提要秘密▲5SAE的网络逻辑架构SGiS12S3S1-MMEPCRFGxS6aHSSOperator'sIPServices(e.g.IMS,PSSetc.)RxS10UESGSNLTE-UuE-UTRANMMES11S5ServingGatewayPDNGatewayS1-US4UTRANGERAN全IP网络结构扁平化媒体面控制面分离与传统网络互通秘密▲6EPC的网络架构演进ＳＧＳＮ移动性管理部分MMESGW用户面传输部分ＧＧＳＮ进行功能演进，能处理GTPV2消息PGWＨＬＲ进行功能演进，能支持ＬＴＥ用户HSS秘密▲7EMM中的一些基本概念≈P-TMSI由MME分配在MME内标识UE≈NRILengthMMEGroupIDMME组标识，标识该MME所在的组≈NRI值MMECode标识一个组内的MME标识MMEGIMMECM-TMSI秘密▲8EMM中的一些基本概念MMEIdentifier，MMEI=MMEGI+MMECMMEIGUMMEIGUTIGloballyUniqueMMEIdentifier，GUMMEI=MCC+MNC+MMEIGloballyUniqueTemporaryIdentityGUTI=GUMMEI+M-TMSIS-TMSIMME用来寻呼MS，S-TMSI=MMEC+M-TMSI秘密▲9EMM中的一些基本概念由一系列的TAI组成的列表TrackingAreaIdentity，SAE网络中区域管理的最小单位，类似于LAITAITAIListeNBS1-APUEIDeNB中在S1-MME参考点标识UE的临时标识，在eNB的每个S1-MME参考点实例中唯一。MMES1-APUEIDMME中在S1-MME参考点标识UE的临时标识，在MME的每个S1-MME参考点实例中唯一。秘密▲10EMM中的一些基本概念SGSN的选择功能MME的选择功能在跨局附着流程或TAU/RAU中，MME根据oldGUTI组成一个mmegiMMEGI.mme.epc.mncmnc.mccmcc.3gppnetwork.org格式的域名进行查找MME的地址在跨局Handover中，MME根据TargetID组成一个eNodeBIDeNodeBID.mncmnc.mccmcc.3gppnetwork.org格式的域名进行查找；在跨局附着流程或TAU/RAU中，根据oldRAI/OldPTMSI（可能根据OldGUTI得到）组成NRI(NRI).RAC(RAC).LAC(LAC).mncmnc.mccmcc.3gppnetwork.org格式的域名进行查找；在跨局Handover中，MME根据TargetID组成一个RNCIDRNCID.mncmnc.mccmcc.3gppnetwork.org格式的域名；秘密▲11EMM中的一些基本概念SGW的选择功能（与TAI有关）PGW的选择功能（与APN有关）UE发起附着流程或PDNConnectivityRequest后，MME开始创建默认承载，MME根据用户签约信息或APN选择PDN-GW。首先从签约信息中获取PGWAddress，如果获取不到时，根据APN和S5/S8接口类型构造。若PDNGWS5/S8的协议类型为GTP，则FQDN形如：x-3gpp-pgw:x-s8-gtp.PDNGWID；若协议类型为MIP，则FQDN形如：x-3gpp-pgw:x-s8-pmip.PDNGWIDUE发起附着流程或PDNConnectivityRequest后，以及TAU中SGW改变流程，以及HO中SGW改变过程。MME需要选择ServingGW。MME确定S5/S8接口的协议类型，并根据用户TAI构造出FQDN解析出PGW地址秘密▲12EMM相关概念介绍EMM状态迁移EMM相关流程介绍安全管理介绍内容提要秘密▲13控制面协议栈SCTPL2L1IPL2L1IPSCTPS1-MMEeNodeBMMES1-APS1-APNASMACL1RLCPDCPUERRCMACL1RLCPDCPRRCLTE-UuNASRelayS1ApplicationProtocol(S1-AP):ApplicationLayerProtocolbetweentheeNodeBandtheMME.SCTPforthecontrolplane(SCTP):ThisprotocolguaranteesdeliveryofsignallingmessagesbetweenMMEandeNodeB(S1).秘密▲14移动性管理(EMM)状态EMM-DEREGISTEREDMME没有UE的位置和路由信息。对MME来说，UE是不可达的，因为MME不知道UE的位置信息此时，一些UE上下文仍然可以储存在UE和MME中关注点：移动性状态流程：附着、TAU、DetachEMM-REGISTERED在此状态下，UE能够使用那些需要在EPS登记的业务。MME能够知道UE的位置信息，该位置信息至少能够达到分配给UE的TA列表的精度可执行TA更新、周期性TA更新、寻呼、业务请求秘密▲15连接管理(ECM)状态ECM-IDLEUE和EPC间没有NAS信令连接存在类似3G网络中的PS信令连接关注点：UE与EPC间的信令连接流程：S1连接释放、业务请求等ECM-CONNECTEDUE与MME间存在信令连接，包括RRC连接和S1-MME连接。此时，MME知道UE的位置到小区ID的级别。ECM状态和EMM状态时彼此独立的秘密▲16移动性管理状态模型EMMstatemodelinUEEMM-DEREGISTEREDEMM-REGISTEREDAttachaccept,TAUacceptDetach,AttachReject,TAUrejectEMM-DEREGISTEREDEMM-REGISTEREDAttachaccept,TAUacceptDetach,AttachReject,TAUrejectEMMstatemodelinMME秘密▲17连接管理状态模型ECM-IDLEECM-CONNECTEDRRCconnectionestablishedRRCconnectionreleasedECM-IDLEECM-CONNECTEDS1connectionestablishedS1connectionreleasedECMstatemodelinUEECMstatemodelinMME秘密▲18EMM相关概念介绍EMM状态迁移EMM相关流程介绍安全管理介绍内容提要秘密▲19附着E-UTRAN启动UTRAN/GERAN启动TA更新TA更新（LTE内MME、SGW不改变）TA更新（LTE内MME和/或SGW改变）RA更新（E-UTRAN到UTRANIuMode）TA更新（UTRANIumode到E-UTRAN）RA更新（E-UTRAN到GERAN）TA更新（GERANA/Gbmode到E-UTRAN）分离UE启动MME启动HSS启动HSS用户数据管理Purge更新位置寻呼业务请求UE触发Network触发S1释放UE触发MME触发秘密▲20IMSI附着流程该消息中包含了建立会话所需的参数，除了APN和PCO这个主要是把APN和PCO通过加密进行发送在附着过程中建立了会话上下文和默认承载上下文，用户直接获得IP地址，可以进行低要求的业务AttachAccept和E-RAB的建立同时发送给eNBMME进行用户面隧道建立的中转，将SGW和eNB的GTP-UAddr和TEIDU进行交换秘密▲21IMSI附着流程简介123用户使用Attach流程注册到网络上以接受那些需要注册的业务。通过在Attach流程里面建立一个默认EPS承载来为UE提供一直在线的IP连接服务。步骤1～6完成Attach发起和鉴权，步骤7～8完成位置更新，步骤12～21完成默认承载建立该过程与3GPP以往的Attach流程基本相同，也包括ID流程、位置更新（插入用户数据包含在此消息中）、TMSI分配等基本操作；最主要的不同就是在Attach同时建立了一个默认承载4上面描述的流程在S5或S8b口是基于GTP的；若S5或S8b口基于IETF，则只需要将流程中第10、12、19步在S5orS8b口上使用PMIP隧道秘密▲22TAU流程TA（TrackingArea）列表在EPS中，注册区域由一系列TA组成，即TA列表。每个TA由一到多个小区组成。TA之间没有重叠区域。为了减少TA更新信令，MME能分配多个TA给UE；MME只分配一个临时标识给UE，尽管UE注册到多个TA如果UE处于从MME收到的TA列表的其中一个TA中，除了周期性位置更新，UE不发起更新请求当UE从EPSdetach，UE中的TA列表失效，除了最后一个TAI，其他TA列表被删除MME能在UE注册的TA列表的全部小区中发起寻呼TrackingAreaIdentity(TAI)：标识trackingareas。由MCC、MNC、TAC组成。秘密▲23TAU流程HSS9a.PCEFInitiatedIP-CANSessionModification9.ModifyBearerRequest(A)11.CreateSessionResponse17.UpdateLocationAck18.DeleteSessionRequest19.DeleteSessionResponse4.ContextRequest2.TAURequestnewMMEoldMME/oldS4SGSNnewServingGWPDNGW5.ContextResponse6.Authentication/Security12.UpdateLocation13.CancelLocation14.CancelLocationAck20.TAUAccept21.TAUComplete7.ContextAcknowledgeoldServingGW3.TAURequesteNodeBUE8.CreateSessionRequest10.ModifyBearerResponse(B)1.TriggertostartTAUprocedureRNC15.IuReleaseCommand16.IuReleaseCompletePCRF秘密▲24TAU流程123UE在检测到TA的改变时，发起位置更新流程（TAU）：在ECM-IDLE模式下，当UE检测到新小区所属的TA不在UE的TAlist里面时，发起TAU流程；在ECM-CONNECTED模式下，当UE切换到一个新TA的时候，切换完成后发起TAU流程。当然还有周期性TA更新TAU过程的另外一个功能是能够同步UE和MME之间的承载状态：UE带上UE内激活的承载信息给MME，MME将自己保存的该UE激活的承载信息给UE。该承载信息是需要的，因为在ECM_IDLE状态下，MME和UE能够本地删除承载而不通知对方步骤1～7、19～20完成TAU发起和鉴权，步骤8～11完成承载建立，步骤12～18完成位置更新。该过程与3GPP以往的类似流程基本相同，也包括上下文请求流程、承载更新、位置更新、TMSI重分配等基本操作。4同样，上面描述的流程在S5或S8b口是基于GTP的；若S5或S8b口基于IETF，则第13到15步在S5orS8b口上通过GTP消息更新GTP隧道的过程改成更新PMIP隧道。秘密▲25切换流程Intra-EUTRANhandoverX2-basedhandov