LTE中attach和TAU流程

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Attach 规程
建立无线 承载
在已经建立 NAS 信令连接基础上， UE 通过 如果UE 最新连接的（新） MME与最后一次 向MME发送 ATTACH REQUEST 消息来发 离开网络时连接的（旧） MME 相比已经发 起 attach 规 程 ； 该 消 息 中 包 含 ： IMSI 或 生改变，新 就会向旧 如果新 和旧 MME都不能识别当前的 UEMME ， 发送一个ID GUTI MME 、 last visited TAI MME 、 UE network UE的type IMSI ，用于为当前 UE 那么新 MME 会给请求来申请当前 UE ID请求，随后， 如果当前网络中没有 UE 的安全上下文，那 capbility 、PDN IP 发送一个 option 、connect 等。 重新分配 GUTI UE应告诉新MME 自己的 IMSI 。。 么MME 会发起一个鉴权规程， UE和MME相 鉴权结束后， MME 可能发送移动设备标识 位置更新完毕后 ，新 MME 就可以与 PDN互鉴权之后会在两侧产生相关的安全下文。 检 查 请 求 到 EIR （ Equipment Identity GW 之间建立默认承载，建立默认承载后 P（漫游情况下， 应从HSS获取UE的签 Register ）（ MME的经营可能会检查 EIR中 GW 就为 UE 创建了 PDN 地址、 EPS 承载标 约信息等内容） 的移动设备标识，至少在漫游时， MME 应 识、协议配置选项等，并将相关消息返回给 将移动设备标识传给HSS）。 MME，S-GW 可以缓存一些来自 P-GW 的下 如果 MME 中有激活的承载上下文（比如之 行数据包。 由于位置已经变化（ MME变化），新 MME MME 接受 attach 及附着完成： MME 通 前连接尝试失败时已经创建了承载），那么 就发 送 一 个、 位置 更新 请 求 到 HSS （ 指 明 MME 会发送消息到各个 P-GW 来删除这些无 过 eNB 将 APN 、 GUTI PDN 地 址 、 新 MME 向 HSS 发送位置更新请求后，旧的 MME标识、IMSI和ME标识等）。 效的承载上下文。 TAI 列表等信息反馈给 UE ，并请求 UE MME就可以删除其中保存的 UE的位置信息 HSS 向新 MME 回送一个位置更新响应，来 建立无线承载； UE 完成无线承载建立 以及相应的承载上下文。 指明位置更新的状态。若 HSS 后 向 MME 返 回一个完成消息指 明拒绝位置更新， 那么MME就拒绝UE的attach请求。 attach完成。
向核心网注册 UE信息。只有注册成功后， 在UE的位置发生改变时，将最新的位置 信息通知核心网。 注册成功后， 才可发起业务、发起呼叫和响应寻呼。 UE需要发起业务时，首先通 UE和网络侧之间进行双向鉴权。 另外， UE 能力信息，比如支持的算法、 过 Service Request ，建立连接，并恢复承载。 位置更新 鉴权由网络侧发起，只有合法的 UE才可以 DRX寻呼周期长度等发生改变时，也通过 注册。但当网络侧提供的鉴权参数不正确时， 位置更新通知核心网。 业务请求(Service Request) 为 UE和网络侧之间的信令交互提供加密和 UE 认为网络侧非法，可以拒绝。 EMM 在网络侧的对等端为MME，如果 完整性保护。包括双方的算法协商、密钥的 服务的 MME过载，MME将通知UE，通过 生成、加解密和完整性检查等。 鉴权(Authentication) 位置更新，重新选择服务MME，实现负 责均衡(load balance)。

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Attach规程的发起和信令交互
当处于EMM-DEREGISTERED状态时，UE向MME发送ATTACH REQUEST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
UE
Start T3410
ATTACH REQUEST
MME
Stop T3410
ATTACH ACCEPT
Start T3450
ATTACH COMPLETE
Stop T3450 OR
ATTACH REQUEST
Start T3410
ATTACH REJECT
Stop T3410

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Message中IE介绍
NAS信令中用到的缩略词： Formats of IE：
Format T V TV LV TLV Meaning Type only Value only Type and Value Length and Value Type, Length and Value IEI present yes no yes no yes LI present no no no yes yes Value part present no yes yes yes yes
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。


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EMM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(EMM common procedures) 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： - GUTI reallocation; 为UE分配标识符GUTI。 - authentication; 鉴权 - security mode control; 安全模式控制 - identification; 鉴别 - EMM information. 通知 2) 专用规程（EMM specific procedures） 由UE发起，同一时刻只能发起一个专用规程。 - attach and combined attach.向网络侧注册EPS和non-EPS服务。 - detach and combined detach. 向网络侧去注册EPS和non-EPS服务。 - normal tracking area updating and combined tracking area updating; - periodic tracking area updating. 3) 连接管理规程(EMM connection management procedures) - service request. - paging procedure. - transport of NAS messages.



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ATTACH规程
功能
信令交互 IE（information element）介绍
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Attach在网络接入过程中的位置及实现功能
选择PLMN 选择小区
接收系统广播
初始接入过程
附着
服务请求
UE开机流程
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PDN GW 之间的缺省承载(default bearer)，使 得UE的IP连接永远在线.( always-on IP connectivity). 3) 还可激活多个专用承载(dedicated bearers). 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。
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学习报告
EMM中Attach和TAU规程总结
报告人：
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Contents
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EMM介绍
ATTACH规程
TAU规程

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EMM介绍 EMM (EPS mobility management)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
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ATTACH REQUEST消息
UE
IEI Information Element Protocol discriminator Security header type Type/Reference Protocol discriminator Start T3410 Security header type Presence Format ATTACH REQUEST M V
ATTACH ACCEPTMMELength 1/2 1/2
M
V
Attach request message identity Message type
EPS attach type NAS key set identifier Old GUTI or IMSI UE network capability ESM message container 19 50 52 5C 31 13 911 20 40 Old P-TMSI signature Additional GUTI Last visited registered TAI DRX parameter MS network capability Old location area identification TMSI status Mobile station classmark 2 Mobile station classmark 3 Supported Codecs
安全（security）

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EMM中重要概念-NAS信令连接
UE NAS RRC PDCP RLC MAC PHY
eNB
MME NAS RRC PDCP RLC MAC PHY
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S1 AP连接，两个部分
Stop T3410 Start V 1 T3450 Protocol discriminator （PDM ）：协议种类。 EPS attach type M V 1/2 ATTACH COMPLETE Security headerL3 type ：安全头类型 该 IE 用来区分 协议种类。如组播协议、广播 Stop T3450 NAS key set identifier M V 1/2 Plain NAStype message （ not security protected） 协议、 GTTP 协议、 MM 消息、 SMS消息等。 EPS attach ：EPS 附着类型 Attach message identity ：消息ID Mobile station classmark ：移动台类别标识 OR EPS mobilerequest identity M 5-12 Security protected NAS message EPS attach 用于区分 EMM和ID ESM中不同规程的不同消息 终端向网络提供终端设备的相关信息，例如终 UE network capability M 3-14 NAS KSI ：密钥集 ATTACH REQUEST Combined EPS/IMSI attach （ 工 作 在 CS/PS Start T3410 ESM message container M文 类 型 LV-E 2-n 端的功率，多频带的能力，测量能力，加密算法 Old GUTI or ID 指 明 UE 使 IMSI 用 的：移动台 安全上下 （ native or mode1 或者 CS/PS mode2 的 UE 请求 EPS 和 nonATTACH 和多时隙的能力等信息的层 3REJECT 消息，在不同的层 3 P-TMSI signature O TV 4 UE capability ：UE 网络能力 新network MME 可以通过 GUTI 来找到旧 MME 并从中获 mapped ）； Stop T3410 EPS 服务） ESM message container ： EPS mobile identity O GUTI TLV 13 消息中，终端上报不同的 Classmark 不完全相同， 支持的加密和完整性保护算法及 SRVCC 能 TMSI status ： TMSI 状态UE 得 UE 的 IMSI ，进而进行 的 重分配若找不 UE 指明 UE 使用的密钥集。 EMM 消息中包含的 ESM PDU Tracking area identity O TV combined 6标 ， Old P-TMSI signature 旧，如创建（默认） P-TMSI 签 主 要 分 为 MME Classmark1 ， Classmark2 力 如果 UE 没有有效的 TMSI： ，那么应在 到旧 MME 或旧 中已没有 UE 相关信息，那么， Additional GUTI ：附加的 GUTI DRX 承载用到的信息 parameter O 3 （ combined attach 中会用到？） Classmark3 三种 attach procedure 的消息中包含该 IETV 新 MME 会向 UE 发送 ID请求； 如果 TIN 指明了 P-TMSI ，且 UE 保存了有效的 Last visited registered TAI ：最后注册访问的 TAI MS network capability O UE保存了一个有效 TLV IMSI 4-10 如果 TIN 指明了 P-TMSI ，且 如果是第一次附着，那么该信元应为 。 Supported codecs ：支持的语音编码 DRX parameter ： DRX 参数 GUTI 、 P-TMSI 和 RAI ，那么 UE 应在消息中包含 如 果 UE 保存 了、 一 个O 有 效 的 last 6 visited Location area identification TV，那么 的 P-TMSI signature P-TMSI 和 RAI UE应 如果 UE 支持 SRVCC to GERAN or UTRAN ， UE 向 网 络 侧 指 明 其 DRX 参 数 ， 只 有 UE 需也 要 MS network capability ： MS 网络能力 该信元 IE （比如 UE 当前所在网络既有 UTRAN registered TAI ， 那 么 UE 应 中包含 TMSI status O在消息 TV 1 该 IE 将此 IE 包含进消息中。 该 IE 指明 UE支持的语音编解码 DRA 时，才携带此参数 MS 支持的网络类型等参数，如支持 GPRS Old location area LAI 有 E-UTRAN ，在切换时分别保存了相应 ID ） 、， （这样在注册时可以优先通过该 TA 进行注册？） Mobile station classmark 2 identification O ：旧的 TLV 5 在3G和EPS 系统之间切换时， TIN 保存 P-TMSI UTRAN 、 SM 等？ 如果 UE 有有效的 LAI，UE 应在 combined attach 用来帮助 MME 生成有效的 TAI列表， MME 将在 可以加快切换流程，或从 P-TMSI 获得相关信息？ Mobile station classmark 3 O TLV 2-34 procedure 的消息中包含此 IE（3G电路域中TMSI Attach Accept 消息中返回给手机 MME 也可用此来查询用户的签约信息 Supported Codec List O TLV 5-n 和LAI共同决定了用户ID）