(完整版)【LTE知识】MME的鉴权和加密过程
LTE EPC 网络知识学习总结
5, PGW 通过SGI进入Internet; PGW ---> IMS网络之间的接口也为SGI;
MME功能总结：
{
MME移动管理实体(Mobility Management Entity)的简称，是EPC核心网控制面的网元，其功能类拟于2G/3G核心网SGSN设备控制面功能，主要负责接入控制，移动性管理，会话管理和路由选择等功能．
S1控制面S1-MME协议栈为S1-AP/SCTP/IP支持eNodeB和MME之间一系列信令功能；
S1-AP信令过程有CLASS1和CLASS2俩类
{
CLASS1: 有应答，成功或失败的应答
CLASS2: 无应答
}
}
X2接口是eNodeB间的协议．X2-U用户面使用GT-U协议；
X2控制面接口：
X2-C接口支持eNodeB之间信令，与用户移动有关，目的是在eNodeB建传用户上下文信息．
X2-C接口支持负载指示，向相邻的eNodeb发送负载状态平衡管理指示信令，支持负载平衡管理或最优切换门限和切换判决．
}
４，网元选择功能，根据APN和用户签约数据选择合适路由，切换／重选场景下选择合适的源或目的MME/sgsn设备等．
sgsn是2g/3g核心网分组域的主要网元，具备接入控制，移动性管理等控制面功能，同时还承担了数据转发等用户面功能．
}
SGW功能总结：
{
PGW通过S5接口把消息发送给PGW
P-GW通过Gx接口与PCRFI连接，对用户请求进行授权，策略分配，QOS的保证
用户面通过S1-U接口与SGW相连．
PGW通过SGI接口接入运营商网络；
s1-mme S1-MME eNB和MME之间的接口，s1-ap/sctp/ip
LTE系统安全
完整性保护算法
Each EPS Integrity Algorithm (EIA) will be assigned a 4-bit identifier. Currently, the following values have been defined:
0000 EIA0 Null Integrity algorithm（受限业务） 0001 128-EIA1 SNOW 3G based algorithm 0010 128-EIA2 AES based algorithm
用户开机发起注册(attach)，与网络建立连接后就发起AKA过程。 详细的鉴权与密钥协商过程如图3所示。
AKA过程
鉴权与密钥协商
鉴权与密钥协商
（1）～（3）MME通过鉴权请求Authentication datequest将IMSI、SN ID（server network identity，服务网标识）和Network Type(服务网类型)传给HSS，HSS用SN ID对终端进行验证。 如果验证通过，HSS将会使用收到的参数生成AV， 它包括参数RAND(随机数)、AUTN (authentication token，鉴证令牌)、XRES（通过和用户返回的RES比较来达成密钥协商的目的） 和密钥KASME，之后通过鉴权响应Authentication data response将AV传给MME。
PDCH加密和完整性保护
密钥体系结构
LTE系统密钥介绍
LTE/SAE网络的密钥层次架构中包含如下密钥：
1) USIM和HSS间共享的密钥：
K：存储在USIM和认证中心AuC的永久密钥。 CK/IK：AuC和USIM在AKA认证过程中生成的密钥对。与UMTS相比
MME功能
计算机术语
01 简介
03 作用
目录
02 功能 04 LTE
MME（Mobility Management Entity）是3GPP协议LTE接入络的关键控制节点，它负责空闲模式的UE(User Equipment)的定位，传呼过程，包括中继，简单的说MME是负责信令处理部分。它涉及到bearer激活/关闭过程， 并且当一个UE初始化并且连接到时为这个UE选择一个SGW(Serving GateWay)。通过和HSS交互认证一个用户，为 一个用户分配一个临时ID。MME同时支持在法律许可的范围内，进行拦截、监听。MME为2G/3G接入络提供了控制 函数接口，通过S3接口。为漫游UEs，面向HSS同样提供了S6a接口。
3、附着与去附着
终端在进行实际业务之前必须完成在络中的注册过程，该过程称为附着。附着成功的终端将获得络分配的IP， 提供“永久在线”的IP连接；与传统2/3G络所不同的是，EPS络直接通过初始化附着为用户建立默认承载，而 2/3G络的用户需要在附着之后，进行激活PDP上下文的过程中才会为其分配IP。
LTE
概念
系统结构
LTE（LongTermEvolution，长期演进)，又称E-UTRA/E-UTRAN，和3GPP2UMB合称E3G（Evolved3G）
LTE是由3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划）组织制定的UMTS （UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移动通信系统）技术标准的长期演进，于2004年12月在 3GPP多伦多TSGRAN#26会议上正式立项并启动。LTE系统引入了OFDM （OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multi-Input&Multi-Output，多 输入多输出）等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率（20M带宽2X2MIMO在64QAM情况下，理论下 行最大传输速率为201Mbps，除去信令开销后大概为140Mbps，但根据实际组以及终端能力限制，一般认为下行峰 值速率为100Mbps，上行为50Mbps），并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等， 且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。LTE系统络架 构更加扁平化简单化，减少了络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了络部署和维护成本。LTE系 统支持与其他3GPP系统互操作。LTE系统有两种制式：FDD-LTE和TDD-LTE，即频分双工LTE系统和时分双工LTE系 统，二者技术的主要区别在于空中接口的物理层上（像帧结构、时分设计、同步等）。FDD-LTE系统空口上下行 传输采用一对对称的频段接收和发送数据，而TDD-LTE系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输，相对 于FDD双工方式，TDD有着较高的频谱利用率。
LTE关键知识点总结
LTE关键知识点总结LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术的一种标准，它通过提高数据速率、降低通信延迟和增强网络容量来满足日益增长的移动通信需求。
LTE技术在实现更高数据速率、更可靠的网络连接和更低的通信延迟方面都取得了重大突破，成为目前移动通信领域的主流技术之一、下面是LTE技术的一些关键知识点总结：1.LTE的基本原理LTE技术基于OFDMA（正交频分多址）和SC-FDMA（单载波频分多址）技术，它使用蜂窝网络结构，将空间划分为多个小区域，每个小区域由一个基站负责覆盖。
用户设备（如手机、平板等）通过基站与核心网络进行通信，实现数据传输和通话等功能。
2.LTE的核心网络LTE的核心网络由Evolved Packet Core（EPC）组成，包括MME（移动性管理实体）、SGW（分组数据网关）和PGW（用户面网关）等组件。
EPC负责数据传输、呼叫控制和移动管理等功能，确保用户设备能够在移动过程中实现无缝切换和连接。
3.LTE的频段和带宽LTE技术在不同频段上运行，包括700MHz、800MHz、1800MHz、2300MHz和2600MHz等频段。
用户可以根据所在地区和运营商的情况选择不同频段的LTE网络。
另外，LTE网络的带宽可以根据需求进行调整，通常包括5MHz、10MHz、15MHz和20MHz等不同的带宽设置。
4.LTE的多天线技术（MIMO）LTE技术支持多天线技术（MIMO），即通过多个发射天线和接收天线来实现数据传输。
MIMO技术可以提高信号覆盖范围、增强网络容量和减少信号干扰，提高网络性能和用户体验。
5.LTE的载波聚合技术（CA）LTE技术还支持载波聚合技术（CA），即同时使用多个频率载波进行数据传输。
通过CA技术，可以提高网络速率和覆盖范围，同时优化网络资源的利用效率，提升整体网络性能。
6.LTE的VoLTE技术LTE技术还支持VoLTE（Voice over LTE），即通过LTE网络实现高质量的语音通话。
LTE鉴权参数和Milenage算法介绍
LTE鉴权参数和Milenage算法介绍1. 打开AES算法⽹站：2. Key in hex填写K值，Plaintext in hex填写OP值（当然都是128bits，使⽤⼗六进制表⽰）。
使⽤上⾯表格中的参数例⼦：3. 点击Encrypt键即可算出E[OP]K值：【上⾯的加密的OP、加密的A4k、加密的K值都是这种⽅式计算得到】，如果想解密，只要输⼊Key in hex【K】和Cipherext in hex【OPC】，点击Decrypt即可解密出被加密的数值。
4. 打开软件：5. 上⾯已经得到E[OP]K值，那么OPc值就通过OP和E[OP]K做与或运算即可。
在上⾯输⼊这2个的值【⽆顺序要求】6. 点击XOR键，计算得出OPC值【退出点击Quit键，点X是退不出的】：我们的iEPC/HSS签约鉴权数据时没有把OPC、OP、K对应起来。
第⼆章⽤户鉴权加密完保时⽤到的算法和参数介绍我们知道⼀个鉴权向量包含4个参数：RAND、XRES、AUTH、KASME1. RAND：⼀个128bit的随机数，由随机数发⽣器产⽣2. XRES：⼀个64位的期望响应（Expected Response）3. AUTH：鉴权令牌（Authentication Token）4. KASME：接⼊安全管理实体的K值（Access Security Management Entity Key），其实就是UE和HSS根据CK/IK推演得到的密钥，根据CK、IK和SN id计算得到256bit数【具体计算⽅法没研究】，负责⽆线接⼊安全，正式表达为。
根据33102和35206，我们可以知道RAND、XRES、AUTH是这么得到的：From 3GPPＴＳ33.102下⾯解释这个图中的各个参数什么意思，各个参数⼜是这么得到和计算出来的（milenage算法）：1. 变量列表根据33102和35206，⾸先解释下相关变量是什么意思：Parameter Size(bits)CommentSQN48序列号 Sequence NumberAK48匿名密钥 Anonymity KeyCK128加密密钥 Cipher Key或者Confidentiality Key。
LTE信令流程及信令解码详解
LTE信令流程及信令解码详解LTE（Long Term Evolution），是第四代移动通信技术标准，以其高速数据传输、低延迟和大容量等特点成为了当前主流的移动通信技术。
本文将详细介绍LTE的信令流程及信令解码。
1.LTE信令流程（1）小区：UE（User Equipment，用户设备）首先需要附近的基站，以确定可用的LTE网络。
这一步骤主要包括RRC（Radio Resource Control，无线资源控制）连接的小区以及测量实体之间的信道质量。
（2）小区选择和附着：在到可用小区后，UE需要选择一个最佳的小区进行附着，该小区将成为UE与网络之间的主要通信接口。
UE将通过与MME（Mobility Management Entity，移动性管理实体）之间的信令交换来进行小区选择和附着。
（3）建立RRC连接：一旦UE成功附着到小区，UE与eNB（Evolved Node B）之间将建立RRC连接。
RRC连接是UE与网络之间进行信令交换和控制的主要通道。
（4）分配和配置资源：在建立RRC连接后，网络将为UE分配必要的物理资源，并配置UE的通信参数，如频率、带宽、功率等。
这些资源和参数将被用于后续的数据传输和通信。
（5）数据传输：一旦资源和参数被配置完毕，UE和eNB之间可以开始进行数据传输。
UE将使用分配的资源来发送和接收数据，而eNB将负责数据的转发和错误处理。
（6）释放RRC连接：当UE无需再与网络进行通信时，UE可以向网络发送释放RRC连接的请求。
网络将收到请求后，释放该连接并回收相应的资源。
2.LTE信令解码（1）空中接口解码：通过对信令数据进行解调和解调来还原原始信令信息。
这种解码方法主要用于分析和处理无线传输过程中的信令，如小区信息、物理广播信息等。
（2）协议解析：通过解析信令的协议头和数据包来获取有关通信过程的详细信息。
这种解码方法可以分析UE与网络之间的控制过程，如RRC连接的建立、释放过程等。
LTE信令与协议
LTE信令与协议LTE（Long Term Evolution）是一种高速无线通信技术，它是下一代移动通信技术，提供了更高的数据传输速率和更低的延迟。
LTE信令与协议是指在LTE网络中用于控制、管理和传输通信信令的一套规则和协议。
以下是对LTE信令与协议的详细介绍。
1.LTE信令与协议的基本原理：- RRC（Radio Resource Control）：负责无线资源的分配、配置和释放，以及可靠数据传输的建立和释放。
- NAS（Non-Access Stratum）：负责鉴权、用户身份识别、移动性管理和安全控制等。
- RLC（Radio Link Control）：负责数据分段、重组、数据传输的可靠性和流量控制等。
- PDCP（Packet Data Convergence Protocol）：负责数据压缩和加密等。
2.LTE信令与协议的流程：- 小区和选择：UE（User Equipment）首先并选择可用的LTE小区。
- 鉴权和附着：UE向MME（Mobility Management Entity）发送鉴权请求，进行用户身份的验证和附着过程。
- 建立和释放无线连接：在鉴权和附着完成后，UE和eNodeB之间建立无线连接，用于数据传输。
当连接不再需要时，会进行释放。
- 数据传输：在建立无线连接后，UE和eNodeB之间通过RLC和PDCP协议进行数据传输。
RLC将数据进行分段，并确保传输的可靠性，而PDCP则负责压缩和加密数据。
-切换：当UE从一个小区切换到另一个小区时，需要进行切换过程，其中包括关联/脱离和测量等步骤。
3.LTE信令与协议中的主要协议：- S1AP（S1 Application Protocol）：用于eNodeB和MME之间的控制信令传输，包括建立和释放无线连接、切换等。
- X2AP（X2 Application Protocol）：用于eNodeB之间的控制信令传输，包括切换、传输资源配置等。
lte鉴权流程
lte鉴权流程The LTE authentication process is a crucial step in ensuring the security and privacy of users' information when connecting to a mobile network. It involves verifying the identity of a user and establishing a secure connection between the user's device and the network.LTE鉴权流程是确保用户信息在连接到移动网络时安全和隐私的关键步骤。
它涉及验证用户的身份，并在用户设备和网络之间建立安全连接。
The authentication process begins when a user's device, such as a smartphone or tablet, attempts to connect to the LTE network. The device sends a request to the network, which prompts the network to initiate the authentication procedure.当用户的设备（例如智能手机或平板电脑）尝试连接到LTE网络时，鉴权过程开始。
设备向网络发送请求，促使网络启动鉴权程序。
During the authentication process, the network challenges the user's device to prove its identity. This challenge can take the form of arequest for a security key or a cryptographic challenge that the device must respond to correctly.在鉴权过程中，网络会向用户设备发起挑战，要求证明其身份。
lte鉴权机制及实现
lte鉴权机制及实现LTE（Long Term Evolution）是一种4G移动通信技术，其鉴权机制是保障网络安全和用户身份验证的重要部分。
本文将介绍LTE鉴权机制的原理和实现方式。
一、鉴权机制的原理LTE鉴权机制的主要目的是确保移动设备（UE）与无线网络之间的通信是安全可靠的。
它通过对用户身份进行验证和加密来实现这一目标。
在LTE网络中，鉴权的流程大致如下：1. 首先，UE将请求连接到网络的消息发送给附近的基站（eNodeB）。
2. eNodeB将该消息转发给鉴权中心（Authentication Center，AuC）。
3. AuC将向移动核心网（Mobile Core Network，MCN）发送请求以获取密钥。
4. MCN将向AuC发送一个随机数（RAND）。
5. AuC使用该随机数和用户的鉴权密钥（Ki）来生成一个鉴权向量（Authentication Vector，AV）。
6. AuC将鉴权向量发送给eNodeB。
7. eNodeB将鉴权向量转发给UE。
8. UE使用鉴权向量、鉴权密钥和随机数来生成一个鉴权码（RES）。
9. UE将鉴权码发送给eNodeB进行验证。
10. eNodeB将鉴权码转发给AuC进行验证。
11. AuC验证鉴权码的有效性后，将结果返回给eNodeB。
12. eNodeB根据验证结果决定是否接受UE的连接请求。
通过这一流程，LTE网络可以确保只有合法的用户才能成功连接到网络，从而保障网络的安全性。
二、鉴权机制的实现方式LTE鉴权机制的实现主要依赖于两个关键的组件：AuC和鉴权密钥Ki。
1. AuC（Authentication Center）AuC是一个位于移动核心网中的重要组件，负责存储和管理用户的鉴权信息。
它包含了大量用户的鉴权密钥Ki和相关算法。
当eNodeB需要对用户进行鉴权时，AuC会根据用户的标识和鉴权请求生成相应的鉴权向量，并将其返回给eNodeB。
GSM移动性能管理(MM)-鉴全加密过程
GSM系统优点之一就是在安全性方面的加强，它主要加强了以下保护：接入网络方面通过AUC对客户进行鉴全在无线路径上采取保密对移对设备采用设备识别EIRIMSI的临时识别码TMSI保护SIM卡用PIN保护移动性管理程序（MM）公共程序包括：鉴权程序识别程序TMSI再分配程序IMSI分离程序鉴全加密过程涉及的设备、参数及算法：HLR：归属位置寄存器VLR：拜访位置寄存器，多数与MSC共物理设备。
AUC：鉴权中心，多数与HLR共物理设备。
EIR：识备识别中心，为独立物理设备。
MSISDN：移动用户号码注意：一般MSC/VLR与HLR/AUC都可以执行A3和A8算法，但MSC计算较麻烦，而AUC中存有KI计算较方便，而且可以更好解决保密性和漫游问题，但增加HLR与MSC信令量，因此每次计算，AUC都会将（RAND、SERS、KC）传送到MSC中，以备选用。
鉴权程序的目的：检查MS提供的识别是否真实。
提供MS一个新的密钥。
判断是否需要进行鉴权过程：网络端存储的KC值（该MS上一次业务处理使用的）是否与本次接入中移动台所存储的KC值相同（三层业务请求消息里进行传送）。
一致，不进行鉴权，直接用MS存储的KC进行加密。
不一致，进入鉴权程序流程，重新计算KC值。
鉴权加密流程：CKSN与KC同时存储在SIM卡与VLR的记录中，MS将在第一条三层消息中指示出它存储的CKSN密钥序列号，CKSN=0则没有分配KC。
请求鉴权加密程序[1]当MSC收到三层业务请求（COMPLTETE L3 INFO）消息后，将向VLR发出（PROCESS ACCESS REQUST）请求，要求进行鉴权加密程序。
鉴权加密完成[2]当鉴权加密程序完成后，VLR将返回（PROCESS ACCESS ACCEPTED）消息给MSC。
鉴权请求[3]MSC/VLR向MS发送第一条鉴权请求（AUTHENTICAYION REQUEST）报文来触发鉴权程序，并启动T3260计时。
lte鉴权流程
lte鉴权流程LTE鉴权流程是无线通信中至关重要的一环，它确保了网络与用户设备之间的安全通信。
在LTE网络中，鉴权流程主要涉及到用户设备（UE）与网络侧之间的身份验证和密钥协商。
At the beginning of the LTE authentication process, the UE establishes a radio resource control (RRC) connection with the evolved NodeB (eNodeB). This connection serves as the foundation for subsequent communication between the UE and the network.在LTE鉴权流程开始时，用户设备（UE）与演进型基站（eNodeB）建立无线资源控制（RRC）连接。
这一连接为后续UE与网络之间的通信奠定了基础。
Next, the eNodeB forwards the authentication request message to the Mobility Management Entity (MME) in the core network. The MME is responsible for managing the authentication process and maintaining the security context of the UE.随后，eNodeB将鉴权请求消息转发给核心网络中的移动管理实体（MME）。
MME负责管理鉴权流程并维护UE的安全上下文。
Upon receiving the authentication request, the MME generates a random challenge, which is sent to the UE via the eNodeB. The UE then uses its stored subscription credentials, typically a shared secret key, to compute a response to the challenge.收到鉴权请求后，MME生成一个随机挑战，通过eNodeB发送给UE。
LTE核心网应知应会
LTE核心网应知应会1.什么是LTE？LTE的全称是Long Term Evolution（长期演进）2.EPC的全称是什么：Evolved Packet Core （演进的分组核心网）3.目前中国电信LTE的主要规范《关于印发LTE（混合组网）网络技术体制（试行）及系列技术规范（试行）的通知》（中国电信〔2013〕448号）《关于印发中国电信LTE相关规范和指导意见的通知》（中国电信网发〔2013〕31号）4.LTE EPC系统的网络架构EPC中的核心网络设备包括移动性管理设备（MME）、服务网关（S-GW）、PDN网关（P-GW）以及用于存储用户签约信息的HSS 和用于计费和策略控制的单元（PCRF）等组成，同时EPC网络还要支持CDMA eHRPD的接入。
5.MME（Mobility Management Entity，移动性管理实体）主要功能是什么？主要功能是处理NAS信令及接入安全验证，跟踪区域（Tracking Area）列表的管理，移动性管理，会话管理（对EPS承载的激活、修改和释放，以及接入网侧承载的释放和建立），PGW和Serving GW 的选择，跨MME切换时对于MME的选择，鉴权，漫游控制及IP地址分配，以及UE在ECM-IDLE状态下可达性管理（包括寻呼重发的控制和执行）。
6.S-GW（Serving Gateway，服务网关）主要功能是什么?是面向eNodeB终结SI-U接口的网关。
S-GW对基于GTP的S5/S8接口可以提供的主要功能有当eNodeB间切换时作为本地锚定点并协助完成eNodeB的重排序功能，合法监听以及数据包的路由和前传，根据每个UE ，PDN和QCI的上行链路和下行链路的相关计费等。
7.P-GW（PDN Gateway，PDN网关）主要功能是什么？是面向PDN终结于Sgi接口的网关。
如果UE访问多个PDN，UE将对应一个或者多个PDN GW。
PDN-GW对基于GTP的S5/S8提供的主要功能有基于用户的包过滤，合法监听，UE的IP地址分配，在上行链路中进行数据包传送级标记，上下行服务等级计费以及服务水平门限的控制，和基于业务的上下行速率的控制。
LTE入网及切换信令流程
LTE入网及切换信令流程
1.入网：
（1）用户发起入网请求：UE设备向网络发送Iub链路上的入网请求，内容包括UE的位置信息（GPS）、它所支持的RAT（radio access technology）等。
（2）GTP分配：MME收到入网请求后，根据用户的位置以及服务类型，将UE分配到合适的SGW（Serving GW）节点上，同时在SGW节点上为UE
建立GTP连接。
（3）UE鉴权：MME向HSS发送UE鉴权请求，并收到HSS的鉴权应答，HSS就给予UE合法性认证。
（4）承载配置和安全激活：MME从HSS中获取UE的安全信息和UE
的承载配置信息，并告知UE承载配置以及需要的安全激活信息。
（5）S1连接建立：MME在与SGW和UE之间建立S1连接，并完成S1
连接的IP地址分配，将UE请求的服务信息发送给UE。
（6）RRC连接建立：UE向eNodeB发送RRC连接请求，eNodeB收到RRC连接请求，并向UE发送RRC连接建立信息。
（7）UE验证完毕：eNodeB根据UE的CRNTI标志，和RRC连接建立
消息，将UE的验证与鉴权信息发送给MME，MME验证完成，开始入网操作。
2.切换：
（1）UE发起切换请求：UE发起切换请求，通知LTE网络和目标基站
准备切换。
（2）停止当前eNodeB信令：MME将UE从当前eNodeB上断开连接。
LTE网络信令流程及相关参数讲解
LTE网络信令流程及相关参数讲解LTE（Long Term Evolution）是一种4G移动通信技术，它提供了更快的速度和更高的容量，以满足人们在移动通信和互联网应用方面不断增长的需求。
在LTE网络中，信令流程和相关参数扮演着关键的角色，本文将对LTE网络信令流程和相关参数进行详细讲解。
首先，我们来了解LTE网络中的信令流程。
LTE网络的信令流程主要包括连接建立、连接保持和连接释放三个部分。
连接建立是指UE（User Equipment，用户设备）首次与eNodeB （Evolved Node B，演进基站）建立连接的过程。
具体流程如下：1. UE向eNodeB发送连接请求信令。
2. eNodeB收到连接请求后，向MME（Mobility Management Entity，移动性管理实体）发送初始上下文请求信令。
3. MME收到初始上下文请求后，检查UE的鉴权信息，如果合法，则向eNodeB发送初始上下文响应。
4. eNodeB收到初始上下文响应后，返回连接建立信令给UE。
连接保持是指UE在连接建立后与eNodeB之间的持续通信过程。
具体流程如下：1. UE和eNodeB之间进行上行和下行数据传输。
2. UE和eNodeB之间周期性地进行心跳信令交互，以维持连接。
连接释放是指UE和eNodeB之间连接的结束过程。
具体流程如下：1. UE或eNodeB主动发起连接释放。
2.双方发送释放信令进行连接释放。
与LTE网络信令流程相关的参数包括：PCI（Physical Cell Identity）、RSRP（Reference Signal Received Power）、RSRQ （Reference Signal Received Quality）和SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio）等。
PCI是用于识别不同小区的参数，在LTE网络中，一个物理小区可以由多个资源块组成，每个资源块由一个PCI标识。
LTE网络信令流程及相关参数讲解
LTE网络信令流程及相关参数讲解LTE（Long Term Evolution）网络是第四代移动通信技术。
LTE网络信令流程以及相关参数对于深入了解LTE网络的工作原理和优化至关重要。
下面将对LTE网络信令流程及相关参数进行讲解。
1.附着过程：当UE（User Equipment）进入LTE网络覆盖范围内时，首先需要进行附着过程。
UE在附近的eNodeB（Evolved Node B）广播的小区信息中选择一个合适的小区，并发送附着请求包到eNodeB。
eNodeB接收到附着请求包后，将其转发到MME（Mobility Management Entity），MME在验证UE的合法性后，将附着请求转发到HSS（Home Subscriber Server）进行身份认证和鉴权。
验证通过后，相关信息会被存储到MME和HSS中，并向UE发送附着接受消息。
2.呼叫建立过程：在附着完成后，UE可以进行呼叫建立过程。
当UE发起呼叫请求时，eNodeB会向MME发送“呼叫控制处理请求”消息，MME在接收到消息后会查询HSS获取到UE的位置，并找到适合的SGW（Serving Gateway），然后将SGW的地址信息发送到eNodeB。
eNodeB收到SGW的地址信息后，建立与SGW的接口连接，并将呼叫请求转发到SGW。
SGW根据呼叫请求的目标地址查询PGW（Packet Gateway）并将其地址信息返回给eNodeB，eNodeB将地址信息交给MME，MME再将地址信息回传给SGW，最后建立UE和PGW的数据传输路径。
3.数据传输过程：在UE和PGW之间建立数据传输路径后，数据可以进行传输。
UE会通过eNodeB将数据包发送到SGW，SGW将数据包转发到PGW，PGW再将数据包发送到目标地址。
在数据传输过程中，SGW和PGW会进行数据包的分类和标记，并负责进行数据的转发和交换。
4.释放过程：呼叫完成或者异常情况下，LTE网络需要进行释放过程。
MME的鉴权和加密过程
MME的鉴权和加密过程鉴权流程的目的是由HSS向MME提供EPS鉴权向量(RAND, AUTN, XRES, KASME)，并用来对用户进行鉴权。
1) MME发送Authentication Data Request消息给HSS，消息中需要包含IMSI，网络ID，如MCC + MNC和网络类型，如E-UTRAN2) HSS收到MME的请求后，使用authentication response消息将鉴权向量发送给MME3) MME向UE发送User Authentication Request消息，对用户进行鉴权，消息中包含RAND和AUTN这两个参数4) UE收到MME发来的请求后，先验证AUTN是否可接受，UE首先通过对比自己计算出来的XMAC和来自网络的MAC（包含在AUTN内）以对网络进行认证，如果不一致，则UE认为这是一个非法的网络。
如果一致，然后计算RES值，并通过User Authentication Response消息发送给MME。
MME检查RES和XRES的是否一致，如果一致，则鉴权通过。
EPS鉴权向量由RAND、AUTN、XRES和KASME四元组组成。
EPS鉴权向量由MME向HSS请求获取。
EPS鉴权四元组：l RAND（Random Challenge）：RAND是网络提供给UE的不可预知的随机数，长度为16 octets。
l AUTN（Authentication Token）：AUTN的作用是提供信息给UE，使UE 可以用它来对网络进行鉴权。
AUTN的长度为17octetsl XRES（Expected Response）：XRES是期望的UE鉴权响应参数。
用于和UE产生的RES(或RES+RES_EXT)进行比较，以决定鉴权是否成功。
XRES的长度为4-16 octets。
l KASME 是根据CK/IK以及ASME（MME）的PLMN ID推演得到的一个根密钥。
KASME 长度32octets。
lte 鉴权加密流程
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2023年LTE知识竞赛题库精品【预热题】
2023年LTE知识竞赛题库第一部分单选题(200题)1、在LTE系统协议中，RLC层对数据进行（）A.压缩加密B.分段C.映射D.调制【答案】：B2、以下说法错误的是（）A.TD-LTE相比3G具有更低的接入时延B.TD-LTE采用扁平化的网络结构C.TD-LTE可以采用同频组网D.TD-LTE产业链进展严重滞后于FDD-LTE【答案】：D3、在E-UTRAN系统中，每个小区在20MHz带宽下期望最少支持的用户数是（）A.250B.300C.1200D.400【答案】：D4、从目前的进展来看，TD-LTE网络与FDD-LTE建设发展差距最大的方面是（）A.终端种类和数量B.网络系统能力C.标准化进展D.国家政策支持程度【答案】：A5、UE在上行反馈控制信令不包括（）A.CQIB.PMIC.SINRD.RI【答案】：C6、如果出现eNB的告警“小区退服，天线故障”（1018006），不可能是以下哪种原因造成的（）A.RRU掉电B.RRU与天线之间的馈线进水C.RRU与天线之间的馈线被割断D.天线损坏【答案】：A7、在LTE空口上使用以下哪个选项来标识UE（）A.S-TMSIB.IMSIC.C-RNTID.UE-RNTI【答案】：C8、TD-LTE BBU和RRU之间的接口是什么协议（）A.TCP/IPB.TIPCC.CPRID.SCTP【答案】：C9、TD-LTE网络在发展用户时最可能采用的策略是（）A.要换卡、不登记、不换号B.不换卡、不登记、不换号C.要换卡、要登记、要换号D.不换卡、要登记、要换号【答案】：A10、以下哪种数据不能被OMC保存至少3个月（）A.网元告警B.性能数据C.操作日志D.CDL文件【答案】：D11、LTE中，寻呼区域大小取决于（）C区大小B.RAC区大小C.TA区大小D.TA list大小【答案】：D12、LTE中核心网的名称是什么（）A.EPCB.EPSC.UTRAND.EUTRAN【答案】：A13、LTE/EPC网络中，手机成功完成初始化附着后，移动性管理的状态变为（）A.EMM-RegisteredB.ECM ConnectedC.ECM ActiveD.EMM-Deregisted【答案】：A14、当所有协议层的安全功能都开启的时候，一条NAS消息会被加密几次（）A.2B.3C.4【答案】：B15、SIB1的广播周期为（）msA.10B.20C.40D.80【答案】：B16、TD-LTE的PBCH采用（）种发射模式A、SFBCB、CDDC、TSTDD、FSTD【答案】：A17、当LTE UE从一个服务区移动到另一个服务区，会发生以下哪些事件（）A.Tracking Area更新B.Routing Area更新C.位置更新D.切换【答案】：A18、下述哪个选项是LTE系统cat3UE在20M带宽内，上下行2：2，特殊子帧10：2：2条件下的下行峰值速率（）A.25Mbit/sB.50Mbit/sC.60Mbit/sD.200Mbit/s【答案】：C19、以下哪个功能不属于SGW的功能（）A.eNodeB之间的切换的本地锚点B.数据包路由和转发C.合法监听D.PGW的选择【答案】：D20、LTE产业链包括环节（）A.系统设备和终端芯片B.系统设备和业务C.系统设备、终端芯片和业务D.系统设备、终端芯片、仪器仪表和业务【答案】：D21、EPC发起的寻呼消息以下列哪个为单位下发给UE（）A.TAB.TA ListD.RA【答案】：B22、下行公共控制信道PDCCH资源映射的单位是（）A.REB.REGED.RB【答案】：C23、调度器可以给UE分配的最小资源单位是（）A.一个RBB.12个RBC.84个RED.2个RB【答案】：D24、以下说法，错误的是（）A.LTE上行同时，最多支持2天线发送B.LTE下行，最多支持4天线端口发送C.一个LTE子帧在时间上是1毫秒D.LTE上行同时，最多支持1天线发送【答案】：A25、正常CP时,1帧包含多少个符号（）A.7B.12C.20D.140【答案】：D26、下列协议中，哪个不归LTE的基站处理（）A.RRCB.PDCPC.RLCD.RANAP【答案】：D27、为了支持GTL的CSFB，需要在MME和MSC之间增加什么接口（）A.SGs接口B.S1-U接口C.S1-MME接口【答案】：A28、TDD上下行子帧配置一共有几种类型（）A.3B.5C.7D.9【答案】：C29、以下说法不正确的是（）A.OMC应用服务器程序JBOSS，负责完成各类事务和数据处理。
LTE基本流程
S1 connection released ECM-IDLE S1 connection established ECM-CONNECTED
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Attach流程
UE eNodeB new MME old MME S-GW PDN GW PCRF HSS
1. RRC Connection est. 2. Attach Request 2. Attach Request 4. Identity Request 3. Identification Request 3. Identification Response EIR
UTRAN
SGSN GERAN S3 S1-MME MME S11 S10 E-UTRAN S1-U S6a S12 S4 Serving Gateway S5 HSS
PDN GW是终结到PDN的SGi接口的网关； 如果终端接入多个PDN时，可能会有一个或 者多个PDN GW为其服务； PDN GW 功能包括: – 策略执行 – 基于每用户的内容过滤器 – 计费支持 – 合法监听 – 终端IP地址分配 – 内容控制 为GTP-based S5/S8增加的PDN GW 功能包括 ： 上下行承载绑定 和 上行承载绑定校验
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移动性管理
MME发起服务请求过程
UE 1 Paging eNB 1 Paging MME
2 RRC建立 3 NAS: Service Request 3 NAS: Service Request
4 鉴权和加密 5 Initial Context Setup Request
6 RRC重配 7 Initial Context Setup Complete
MME上下文标识(eNB-UE-S1AP-ID)由MME为S1-MME专用过程分配，eNB上下文标识
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鉴权流程的目的是由HSS向MME提供EPS鉴权向量(RAND, AUTN, XRES, KASME)，并用来对用户进行鉴权。
3 01) MME发送Authentication Data Request消息给HSS，消息中需要包含IMSI，网络ID，女口MCC + MNC 和网络类型，如E-UTRAN2) HSS收到MME的请求后，使用authentication response消息将鉴权向量发送给MME3) MME向UE发送User Authentication Request消息，对用户进行鉴权，消息中包含RAND和AUTN这两个参数4) UE收到MME发来的请求后，先验证AUTN是否可接受，UE首先通过对比自己计算出来的XMAC和来自网络的MAC (包含在AUTN 内)以对网络进行认证，如果不一致，则UE认为这是一个非法的网络。
如果一致，然后计算RES值，并通过User Authentication Response消息发送给MME 。
MME检查RES和XRES的是否一致，如果一致，则鉴权通过。
EPS鉴权向量由RAND、AUTN、XRES禾口KASME四元组组成。
EPS 鉴权向量由MME向HSS请求获取。
EPS鉴权四元组：l RAND ( Random Challenge)：RA N D 是网络提供给UE 的不可预知的随机数，长度为16 octets。
l AUTN (Authentication Token ) : AUTN 的作用是提供信息给UE，使UE 可以用它来对网络进行鉴权。
AUTN 的长度为17octetsl XRES ( Expected Response)：XRES 是期望的UE 鉴权响应参数。
用于和UE产生的RES(或RES+RES_EXT)进行比较，以决定鉴权是否成功。
XRES 的长度为4-16 octets。
l KASME 是根据CK/IK 以及ASME (MME )的PLMN ID 推演得到的一个根密钥。
KASME 长度32octets。
l ASME 从HSS 中接收顶层密钥，在E-UTRAN 接入模式下，MME 扮演ASME 的角色。
l CK ：为加密密钥，CK 长度为16 octets。
l IK ：完整性保护密钥，长度为16 octets。
在鉴权过程中，MME 向USIM 发送RAND 和AUTN ，USIM 可以决定返回RES 还是拒绝鉴权。
1. MME 发起AUTH REQ 消息，携带鉴权相关信息RAND 和AUTN ；第一条S1AP_DL_NAS_TRANS dcwnii nfcMftSTtanSrpcrtp proloccllE s白SEQUENCE泌—Oxfl w —09000000,00000900c ntic ti itr. -- ” reject(Oj —- O(V・S- varusm«E-UE-5iAP-iri -- o»gj4ir^or263)一1 QOQaooQ,OQQOi ooi,QIQQOIOQ.OOOI I IM3 SEQUENCEId. ~ —>0000000,40001 (KOcritic al itir — nejetUO] OS"*""3 Y^tueeNB UE S1M* 10：—0t&5(10)) —OOKOO00.01100101-SEQUENCEM - 一OKI 1CM) —- OOOa(m),OOIH1BIOcritic al(V —Fej«ct(Q} —Q(T™*-:vilua总nAS-PDUr- MAS-MESSAGE'-■■ no - u "苧p rptffcti a n-MM-me 百$ 甲匕.autre ntic-abo nReq u eracial —■ o«m—- aaoQ一*-kar 5Bbi(3&n：JlierSp^lS. 6^仙r—r“--亍-“nA5>k^wgl■記甲ntrligt —na^KSI3(2)™*™D1OaulhentK机iOn-p arametvr-RAND- --- (hDAAfSD7DBCEWI43QFS300OD4DCBA6EE5 —11C— (hF战剛籀WD阴CEESE “” 曲010< 2. UE收到AUTH REQ消息后回复AUTH RES （携带RES参数）第一条S1AP_UL_NAS_TRANS3. MME收到AUTH RES后，触发安全模式流程，否则返回AUTH REJ 消息。
EPS的安全架构如下：■ ".'EEPS安全架构中有相互独立的分层安全:MME 和UE 执行NAS （ Non-access stratum 非接入层）信令加密和完 整性保护eNodeB 和UE 执行RRC 信令加密和完整性保护，UP 加密E-UTRAN 里的密钥层次架构:.... ..................... i r . .www, pttcn. n 包t 密钥 的层次架构里包含以下密钥:KeNodeB, KNASint, KNASenc, KUPenc, KRRCint 和 KRRCenc-KeNodeB 是由UE 和MME 各自根据KASME 计算得到的，可用于派 生KRRCint 、KRRCenc 和KUPenc,发生切换时也可用于派生 KeNodeB* 在初始连接建立时，由 UE 和MME 分别从E-UTRAN 的顶层密钥中派 生出来的。
KeNodeB*是由UE 和源eNodeB 根据目的物理小区号、 下行 频率、KeNodeB （或新NH ）派生出来，并在切换后被UE 和目的eNodeB 用作新的KeNodeB 。
NH （ Next Hop ）是用于在 UE 和eNodeB 中派生KeNodeB* 。
当安全上下文建立时， NH 由 UE 和 MME 从 KeNodeB 派 生出来；当发生切换时，从上一个 NH 派生出来。
USIM / AUCUE ■'ASME K eUE/HSSUE .'ASMEP'UE / MME- NAS 信令的密钥:- KNASint 是用于NAS 信令完整性保护的密钥, 是由UE 和MME 各自根据双方协商的完整性算保护算法计算得到的.- KNASenc 是用于NAS 信令加密的密钥,是由UE 和MME 各自根据双方协商的加密算法计算得到的.- 用户数据的密钥:- KUP enc 是专门用于加密用户面数据的密钥，由KeNodeB 派生出来，存在于UE 和eNodeB 中。
- RRC 信令的密钥:-KRRC int是用于保护RRC信令完整性的密钥，由KeNodeB派生出来，存在于UE 和eNodeB 中。
- KRRC enc 是用于加密RRC 信令的密钥，由KeNodeB 派生出来，存在于UE 和eNodeB 中。
4 UE 收到SMC 消息后：- 根据SMC 消息中的Selected NAS security algorithms 信元计算出KnasEnc 和KnasInt 密钥；-校验信元UE security capabilities 和KSI 是否合法，如果合法，则回复 MME SECURITY MODE COMPLETE 消息，否则返回 SECURITY MODE REJECT 消息。
第二条 S1AP_DL_NAS_TRANSSpare.0x0(0)-- □…一…eiA2:一* 0x1(1)― **1*™ eiA3: ―” 0x0(0) -™ elA4：*- 0ta0(00——****0*** 9IA5：-™ CM)0— “nr" eiAb:—■ OMO(P0 ― ******0*SIA7： —十 +-i-iiMEtSV-requestspar^: — 0x0(0) 一iMEISV-fequesVvaiue — iMEISV-requBsted(l) --- 应用完整性保护和加密特性时， 要求UE 和MME 满足33.401的如下要 求:-对于 NAS 信令加密，UE 和 MME 需支持 128-EEA0( NULL ),128-EEA1 sel&de^NWS securitz-algoriihms -sparer•…0^0(0) — 0*™**type-of*ciphering algorithm L spare2: — OxD(O) -- ****0***type-ofmiegrily-protection aigorilhm -spar^halt octal — 0x0(0)— oooo**** nAS-key-set-identiflerASMEtsr — native-security-conw (p ) nAS-key-set-identifier — n as*KSJ2(2) F 即隠抨 d-UE-sec uriy c apab i litres A-eEAOEA0>-« 0x1 (1) t ・…… BEAK™0M(1)—*1*™* eEA2:«» 血1(1卜一**1*^咗加「…0x0(0) ~-6EA4>— (MJ®) —— m 0***eEAS ：— DXO(D) ~ *™IT*一 eEA6>™ tbiOg— **™0* mEA7：■…0x0(0)…、S-elA…ePS^encrypli on-algorithm-128-EEA2(2> — '0l 0ePS-m 怕卽 itraigonthfTil28-ElA2(2) — **^*010 *****010(Snow3G)禾口128-EEA2 (AES )。
-对于NAS信令的完整性保护，UE和MME需支持128-EIA1 (Snow3G) 和128-EIA2 (AES)。
-(可选)UE和MME支持128-EIA0 ( NULL )。
对于未经认证的紧急呼叫，未要求必须支持，即使MME和eNodeB部署了128-EIA0(NULL )的配置也将失效。
无线侧的完整性保护和加密保护功能在eNodeB配置，对eNodeB上所有小区有效。
第二条S1AP_UL_NAS_TRANSeNodeB通过Security Mode Comma nd通知UE启动完整性保护和加密过程，UE通过消息中的安全算法计算获取密钥。
此时下行加密已开始。
1) RRC连接建立完成后，MME生成KeNodeB和NH，并向eNodeB发送UE的安全能力和KeNodeB。
安全能力包含UE支持的加密算法和完整性算法。