LTE核心網(wǎng)信令流程講義

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),2013-9-24,#,LTE,核心網(wǎng)信令流程,附著,(Attach),與去附著,(Deattach),手機(jī)開機(jī)先注冊(cè)到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上,UE,注冊(cè)到網(wǎng)絡(luò)的過程稱為附著,(Attach),在附著過程中將,UE,的有關(guān)信息登記到網(wǎng)絡(luò)實(shí)體,.,附著過程在,UE,和,PGW,間建立默認(rèn)承載,以保證,UE”,永遠(yuǎn)在線,”,同時(shí)為,UE,分配,IP,地址,.,附著后,UE,的狀態(tài)從,EMM-Deregistered,變?yōu)?EMM-Registered,從,ECM-IDLE,變?yōu)?ECM-Connected.,附著流程,:,用戶

2、身份標(biāo)識(shí),IMSI,UE,開機(jī),EnodeB,1-RRC,連接,MME,2-S1,連接,HSS,3-,鑒權(quán)請(qǐng)求,3,-,鑒權(quán)響應(yīng),4-,安全模式控制流程啟動(dòng)及完成,5-,位置更新消息,S-GW,6-,請(qǐng)求建立默認(rèn)承載,PDN,-GW,6-,請(qǐng)求建立默認(rèn)承載,6-,初始化上下文建立請(qǐng)求,7-,默認(rèn)承載建立,8-,更改承載請(qǐng)求,ENodeB,地址和,TEID,重新附著流程，,MME,改變,1-UE,發(fā)起附著請(qǐng)求消息，攜帶網(wǎng)絡(luò)選擇指示給,eNodeB,，信息包含（,IMEI,、,S-TMSI,、,UE,網(wǎng)絡(luò)能力和,PDN,地址分配等參數(shù)）,2-eNB,依據(jù)收到信息中攜帶的,GUMMEI,和選擇的網(wǎng)絡(luò)

3、，推導(dǎo),MME,。如果,MME,不可達(dá)，則采用“,MME,”選擇功能選擇,MME,。,3-,如果當(dāng)前,MME,與,UE,上次注冊(cè)服務(wù)的,MME,不同，則新,MME,使用,UE,獲取的,GUTI,獲取原來,MME/SGSN,的地址。并向原來的,MME,發(fā)送身份請(qǐng)求，請(qǐng)求當(dāng)前,UE,的,IMSI,，其中,MME/SGSN,發(fā)送身份響應(yīng)，其中包含,IMSI,和未使用的,EPS,鑒權(quán)向量。,4-,如果,UE,在原,MME/SGSN,和新,MME,中都未知，則向,UE,請(qǐng)求,IMSI,。,5-,如果網(wǎng)絡(luò)中沒有保存,UE,上下文，強(qiáng)制進(jìn)行鑒權(quán)；否則本步可選。,6-,如果,UE,在附著請(qǐng)求中設(shè)置了已加密選項(xiàng)

4、傳輸標(biāo)識(shí)，則被加密的項(xiàng)（,PCO,或者,APN,）可以從,UE,獲取。,7-,如果新的,MME,中存在激活的承載上下文，則新,MME,向,SGW,發(fā)送刪除會(huì)話請(qǐng)求，在,SGW,和,PGW,中刪除會(huì)話。,8-,如果,MME,發(fā)生改變，或,MME,中沒有,UE,有效的上下文，或,MME,標(biāo)示發(fā)生改變，或者,UE,提供,IMSI,，或者,UE,提供的,GUTI,不能有效指出上下文，則,MME,發(fā)送更新請(qǐng)求給,HSS,，消息中包含,IMSI,、,MME,標(biāo)示、,ME,標(biāo)示和更新類型。,9-HSS,向舊的,MME,或者,SGSN,發(fā)送清除位置消息，其中包含,IMSI,和取消類型。舊的,MME/SGSN,

5、刪除,MM,和承載上下文。回復(fù)確認(rèn)消息。,10-,如果舊,MME/SGSN,中對(duì)這個(gè),UE,保存有激活的上下文，則舊,MME/SGSN,就向相關(guān)的,SGW,和,PGW,發(fā)送刪除會(huì)話請(qǐng)求。,SGW,和,PGW,回復(fù)確認(rèn)消息。,11-HSS,向新,MME,發(fā)送更新位置消息，消息中包含,IMSI,和簽約數(shù)據(jù)。簽約數(shù)據(jù)包含一個(gè)或者多個(gè),PDN,簽約。每個(gè),PDN,簽約上下文包含一個(gè)“,EPS,簽約的,Qos,腳本,”以及簽約的,APN-AMBR,。新的,MME,確認(rèn),UE,出現(xiàn)在新,TA,中，如果所有檢查都成功，則新,MME,為,UE,構(gòu)建上下文。,12-,新,MME,選擇一個(gè),SGW,，并發(fā)送建立會(huì)

6、話請(qǐng)求給,SGW,，消息中承載,IMSI,、,MME,C,ontextID,、,RAT,類型、默認(rèn)承載,Qos,、,PDN,地址分配和,AMBR,等參數(shù)。,13-SGW,在,EPS,承載列表中創(chuàng)建一個(gè)入口，并給,PGW,發(fā)一個(gè)建立會(huì)話請(qǐng)求，消息包含,SGW,的用戶面地址、,SGW,用戶面,TEID,、,SGW,控制面、,RAT,類型、默認(rèn)承載,Qos,、,PDN,地址,分配和,AMBR,等。本步驟以后，,SGW,將緩存任何從,PGW,接受的下行數(shù)據(jù)。直到,21,步驟。,14-,如果網(wǎng)絡(luò)中使用了,PCRF,和,PGW,與,PCRF,交互獲取,UE,的,PCC,準(zhǔn)則，完成此步驟。,15-PGW,給

7、,SGW,返回一個(gè)建立會(huì)話回應(yīng)，該消息包含,PGW,用戶面地址、,PGW,用戶面,TEID,、,PGW,控制面,TEID,和,PDN,地址消息。,16-SGW,給,MME,返回建立會(huì)話反應(yīng)，包含,PDN,類型、,PDN,地址、用戶面,SGW,地址和,TEID,、,EPS,承載標(biāo)示、,EPS,承載,Qos,、,PGW,地址和,TEID,。,17-,新的,MME,發(fā)送一條附著接受消息到,eNB,，如果新的,MME,分配一個(gè),GUTI,，在,GUTI,也包括在內(nèi)，該消息包含在一條,S1AP,初始化上下文建立請(qǐng)求里，同時(shí)這條消息也包含,UE,的安全上下文、切換限制列表、承載,Qos,參數(shù)以及,AMBR

8、,相關(guān)的,PDN,地址信息和需要建立承載的,Qos,信息。,18-eNB,發(fā)送,RRC Connection Reconfiguration,消息給,UE,，并將,Attach Accept,消息（,S-TMSI,、,PDN,地址、,TA,類型和,PDN,地址消息）也發(fā)送給,UE,。,19-UE,發(fā)送,RRC Connection Reconfiguration Complete,消息給,eNB,。,20-eNB,向新的,MME,發(fā)送初始化上下文安裝回復(fù)。,21-UE,向,eNB,發(fā)送,Direct Transfer,消息，消息中包含附著完成消息。,22-eNB,轉(zhuǎn)發(fā)給附著完成消息給,MME,

9、。在附著完成消息以及,UE,已經(jīng)得到一個(gè),PDN,地址信息以后，,UE,就可以發(fā)送上行數(shù)據(jù)包給,eNB,eNB,將隧道傳給,PGW,和,SGW,。,23-,新,MME,發(fā)送一條,Modify Bearer Request,消息給,SGW,。消息中包好,eNB,的地址和,eNB,的,TEID,。,24-SGW,通過發(fā)送,Modify Bearer Response,消息給新,MME,確認(rèn)，然后,SGW,就可以發(fā)送緩存的下行數(shù)據(jù)包。,25-MME,收到,Modify Bearer Response,響應(yīng)消息后，如果附著類型指示不是切換，并且有一個(gè),EPS,承載的建立，且簽約數(shù)據(jù)指示該,UE,被允許

10、切換到,Non-3GPP,接入系統(tǒng)，,MEM,選擇一個(gè)與,HSS,在簽約上下文中指示的,PGW,標(biāo)示所不同的,PGW,，則,MME,發(fā)送,Notify Request,消息到,HSS,。其中包含,APN,和,PGW,標(biāo)識(shí)，用于,Non-3GPP,間的移動(dòng)性。,26-HSS,保存,APN,和,PGW,標(biāo)識(shí)，并向,MME,返回,Notify Response,消息。,UE,eNB,1,附著,請(qǐng)求,New MME,2,附著,請(qǐng)求,old,MME,3,身份請(qǐng)求,4,身份,請(qǐng)求,5,強(qiáng)制鑒權(quán),6,加密選項(xiàng),S-GW,P,-GW,7,刪除激活承載上下文,7,刪除激活承載上下文,HSS,8,位置更新請(qǐng)求,9

11、,刪除位置信息請(qǐng)求,10,刪除會(huì)話消息,10,刪除會(huì)話消息,11,位置更新請(qǐng)求確認(rèn),12,建立會(huì)話請(qǐng)求,13,建立會(huì)話請(qǐng)求,PCRF,14UE,的,PCC,15,建立會(huì)話請(qǐng)求確認(rèn),16,建立會(huì)話請(qǐng)求確認(rèn),17,初始化上下文,18RRC,無(wú)線連接配置,24,修改承載請(qǐng)求,Notify Reponse,附著過程中的,S1AP,消息和,NAS,消息分析,S1AP,消息分析,INITIAL UE,（,attach Request,）消息,-,次消息包含參數(shù)有,eNB,、,S1AP,ID,、,TAI,、,S-TMSI,和,NAS-PDN,等；,NAS-EMM,消息為,ATTACH REQUEST,主要參

12、數(shù)有,old GUTI,或者,IMSI,、,UE Network capabilities,、,EPS attach type,和,NAS KSI,。,NAS-ESM,消息為,PDN CONNECTIVITY REQUEST,：主要的參數(shù)有,EPS,承載的標(biāo)識(shí),EBI,、,APN,、,PDN,類型和,PCO,等。,INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST,消息,-,此消息包含,MME S1AP ID,、,eNB S1AP ID,、,AMBR,，要建立的,SAE,承載、承載層,Qos,、傳輸層地址、,GTP TEID,等。,INITIAL CONTEXT SETUP RESPO

13、NSE,消息,-,此消息包含參數(shù),MME S1AP ID,、,ENB S1AP ID,、承載層,Qos,、傳輸層地址和,GTP TEID,。,UPLINK NAS TRANSPORT,消息,-,主要有,NAS EMM,包含參數(shù),EPS,附著結(jié)果、,TAI list,、,GUTI,等；,NAS ESM,包含,ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT ACCEPT,。,去,附著（,Detach,）,去附著過程就是,UE,在取消網(wǎng)絡(luò)中的登記，即注銷過程，,UE,狀態(tài)從,EMM-Registered,到,EMM-Deregistered,，,UE,的上下文也從網(wǎng)絡(luò)中刪除。

14、,當(dāng),UE,通過,EUTRAN,介入,EPS,網(wǎng)絡(luò)時(shí)，有,UE,、,MME,、,HSS,發(fā)起的去附著等三種去附著方式。,UE,發(fā)起的去附著過程可以是顯式的或者隱式的。,顯示的去附著，網(wǎng)絡(luò)和,UE,明確的請(qǐng)求去附著，并互相用信令通知對(duì)方；,隱式的,去,附著，網(wǎng)絡(luò)去附著，但沒有通知,UE,；,UE,的去附著請(qǐng)求,UE,eNodeB,S-GW,1.,去附著請(qǐng)求,2.,去附著請(qǐng)求,MME,3,.,刪除會(huì)話請(qǐng)求,P,-GW,4.,刪除會(huì)話請(qǐng)求,PCRF,IP-CAN,會(huì)話中止流程,5,.,刪除會(huì)話響應(yīng),5,.,刪除會(huì)話響應(yīng),6.,刪除,會(huì)話響應(yīng)（非,UE,斷電情況下）,7.UE,上下文釋放,8.,無(wú)線承

15、載釋放,8,.UE,上下文釋放響應(yīng),初始狀態(tài),UE,的初始狀態(tài)為,EMM-Registered&ECM-Connection,；去附著后變?yōu)?EMM-Deregistered&ECM-Idle,；,MME,發(fā)起的去附著,UE,eNodeB,S-GW,1.,去附著請(qǐng)求,1,.,去附著請(qǐng)求,MME,P,-GW,2,.,刪除會(huì)話請(qǐng)求,PCRF,3.IP-CAN,會(huì)話中止流程,4,.,刪除會(huì)話響應(yīng),7.UE,上下文釋放,8,.UE,上下文釋放響應(yīng),2.,刪除會(huì)話請(qǐng)求,4,.,刪除會(huì)話響應(yīng),5.,去,附著接受消息,以上過程是顯式去附著，,MME,隱式去附著,-MME,上的隱式分離定時(shí)器超時(shí)之后，,MME

16、,發(fā)起隱式去附著過程。,HSS,發(fā)起的去附著,UE,eNodeB,S-GW,1.,去附著請(qǐng)求,1,.,去附著請(qǐng)求,MME,P,-GW,2,.,刪除會(huì)話請(qǐng)求,PCRF,3.IP-CAN,會(huì)話中止流程,4,.,刪除會(huì)話響應(yīng),7.UE,上下文釋放,8,.UE,上下文釋放響應(yīng),2.,刪除會(huì)話請(qǐng)求,5.,去,附著接受消息,HSS,發(fā)起去附著,UE,，此注銷過程是由取消位置請(qǐng)求發(fā)起的。原因值為,Subscription Withdraw,；,HSS,0,.,取消位置信息,S1,釋放,S1,釋放過程用于釋放,ENodeB,與,MME,間的,S1AP,控制平面信令連接，以及,eNodeB,與,SGW,間的所有,S1-U,用戶面承載。該過程把,ECM-Connection,狀態(tài)變?yōu)?ECM-Idle,狀態(tài)，并且所有的,UE,相關(guān)的上下文信息在,eNodeB,被刪除。,S1,釋放過程有兩種，,eNodeB,釋放和,MME,發(fā)起的釋放過程。,eNodeB,釋放主要由于接入網(wǎng)中原因造成如下：,1.,操作維護(hù)系統(tǒng)干預(yù)；,2.,接入網(wǎng)發(fā)生了不明原因的失?。唤尤刖W(wǎng)發(fā)現(xiàn),UE,處于長(zhǎng)期不活動(dòng)狀態(tài)；重復(fù)的,RRC,信令