LTE Initial Attach 过程 1.docx

1、LTE Initial Attach 过程 1LTEInitialAttach过程(1)(2014-10-16 16:26:03) 转载标签：转载原文地址：LTEInitialAttach过程(1)作者：lte2010UE开机，通过小区选择和小区重选，驻留到合适的小区后，就进行”Initial EPS Attach”的过程。通过初始EPS附着，UE可以在EPS网络进行分组域服务的注册，同时，建立缺省的EPS承载，进行用户数据的传输。（3GPP 23.401和29.274）。步骤1: message c1 : rrcConnectionRequest : criticalExtensions r

2、rcConnectionRequest-r8 : ue-Identity randomValue : 11110111 01001110 00000010 10000110 100 .B, establishmentCausemo-Signalling, spare 0B rrcConnectionReqest是在SRB0上传输的， SRB0一直存在，用来传输映射到CCCH 的RRC信令。在此消息中， UE-Identity 的目的是为了底层随机接入的竞争消除。它可以是STMSI，也可以是UE生成的随机数。在InitialEPSAttach的过程中，UE还没有获得STMSI，因此包含了一个40

3、位的随机值。NAS层通过establishmentCause指明连接的原因。步骤2：RRCConnectionSetup message c1 : rrcConnectionSetup : rrc-TransactionIdentifier 0, criticalExtensions c1 : rrcConnectionSetup-r8 : radioResourceConfigDedicated srb-ToAddModifyList srb-Identity 1, rlc-Configuration defaultValue : NULL, logicalChannelConfigdefa

4、ultValue : NULL , mac_MainConfig . physicalConfigDedicated 。 通过底层的竞争接入冲突解决机制，UE接收到NodeB的rrcConnectionSetup信令，建立了UE与ENodeB之间的SRB1，NodeB为SRB1配置RLC层和逻辑层信道的属性。ENodeB还可以在此信令中对MAC层和物理层进行配置，如果NodeB没有对此进行配置， 36.331中定义了MAC 层和物理层的缺省值。UE收到NodeB的rrcConnectionSetup信令后，UE和NodeB之间的SRB1就建立起来了。步骤3：RRCConnectionSetup

5、Complete UL-DCCH-Message = message = c1 = rrcConnectionSetupComplete = rrc-TransactionIdentifier = 0 criticalExtensions = c1 = rrcConnectionSetupComplete-r8 = selectedPLMN-Identity = 1 dedicatedInfoNAS = 。在UE接收到RRCConnectionSetup消息后，向NodeB发送一个RRCConnectionSetupComplete消息。其中，selectedPLMN-Identity表示UE

6、选中的PLMN在SIB1中广播的PLMN List中的序号值。RRCConnectionSetupComplete消息中的dedicatedInfoNAS包含了NAS层的信令，在EUTRAN中UE的初始接入过程中，NAS层信令通常是EMM层的AttachRequest消息和ESM层的PDNConnectivityRequest消息。Msg aTTACH_REQUEST securityHeaderType = 0000B protocolDiscriminator = 0111B messageType = 01000001B nasKeySetId iei = Omit tsc = 0B n

7、asKeySetId = 111B epsAttachType spare = 0B typeValue = 001B oldGutiOrImsi iei = Omit iel = 0BO idDigit1 = 1111B oddEvenInd = 0B typeOfId = 110B otherDigits = 00F11000010112345678O ueNetworkCapability iei = Omit iel = 02O networkCap = C0C0O esmMessage iei = Omit iel = 0005O esmPdu = 0201D031D1O oldPt

8、msiSignature = Omit additionalGuti = Omit lastVisitedRegisteredTai iei = 52O plmnId = 00F110O tac = 0001O drxParameter = Omit msNetworkCapability = Omit oldLai = Omit tmsiStatus = Omit msClassmark2 = Omit msClassmark3 = Omit supportedCodecList = OmitPiggybackedPduList NAS_UL_Pdu_Type Msg pDN_CONNECT

9、IVITY_REQUEST epsBearerId = 0H protocolDiscriminator = 0010B procedureTransactionIdentifier = 01O messageType = 11010000B pdnType spare = 0B typeValue = 011B requestType spare = 0B typeValue = 001B esmInfoTransferFlag iei = DH spare = 000B eitValue = 1B accessPointName = Omit protocolConfigurationOp

10、tions = Omit PiggybackedPduList = Omit在AttachRequest中，oldGutiOrImsi会被MME用来在HSS中查询用户的签约信息。其中 = 。MTMSI是32位的在MME内UE的ID。而 = = MMGI MME Group ID， MMEC MME Code。由于RRCConnectionSetupComplete消息是明文传送的，为了保护IMSI的私密性，应尽量减少IMSI在空口传播，GUTI的使用就是为了这个目的。当然，手机初始附着，由于不存在OldGUTI，还是会发送一次IMSI。如果eNodeB给UE找到的MME不是之前detach那个

11、MME，新的MME将通过old GUTI找到旧的MME（即上次detach时的MME），再发送Identification Request(GTP-C)消息给旧的MME以获得手机的IMSI。这个Identification Request消息包含old GUTI和完整的Attach请求消息。如果(新的)MME仍然无法得到UE的IMSI， MME会发送IdentityRequest消息给UE, 要求UE上报自己的IMSI。drxParameter指明UE特定的DRX相关参数。UE通过此参数通知EUTRAN自己特定的寻呼周期, 系统广播消息SIB2中的PCCH Config参数中也定义了缺省的寻呼

12、周期,在这种情况下,UE使用两者中的最小值。lastVisitedRegisteredTai用来帮助MME生成有效的TAI列表，MME将在Attach Accept消息中返回给UE。ueNetworkCapability包含NAS和AS的安全参数pdnType表示PDN连接的IP类型。（IPv4、IPv6或者IPv4/IPv6）步骤4：Initial UE MessageeNodeB接收到RRCConnectionComplete消息后，根据里面的信息，选定相应的MME，然后通过eNodeB和MME之间的S1-C接口发送Initial UE Message给MME。在此消息中，eNodeB将U

13、E发送的NAS消息转发给MME（36。413），除此之外，在此消息中，还包括如下项：IE/Group NamePresenceMessage TypeMeNB UE S1AP IDMNAS-PDUMTAIME-UTRAN CGIMRRC Establishment causeMS-TMSIOCSG IdOGUMMEIOCell Access ModeO其中eNB UE S1AP ID 值表示在此eNodeB中UE的S1接口。MME侧将利用此标识来确定UE所对应的S1C逻辑连接。TAI值由PLMN IDentitity和TAC组成，唯一表示了UE的Tracking Area。MME接收到Init

14、ial UE Message后，进行网络和UE之间NAS层的安全认证过程。（参见另外的文章）。NAS层的安全认证成功后，MME会向HSS发送Update Location Request消息，向HSS更新自己的位置信息。同时，MME向HSS请求用户的APN签约信息。包括缺省的APN设置，每个APN对应的PDN类型，缺省的EPS Bearer 的QOS设置等。此后，MME就可以与SGW，PGW进行信令交互，为缺省的EPS Bearer建立用户面和控制面的GTP Tunnel 了（GTP隧道）。对于每个PDN的连接，需要建立一个控制面的GTP Tunnel（GTPC），包括MME和SGW之间的S1

15、1接口和SGW和PGW之间的S5接口。对于每个EPS Bearer，需要建立一个用户面的GTP Tunnel（GTPU），包括eNodeB和SGW之间的S1U接口和SGW和PGW之间的S5接口。在LTE中， GTPU使用的版本号为1，注册的UDP端口号为2152。GTPC使用的版本号为2，注册的UDP端口号为2123。在GTP的头部中，有一个重要的字段，叫做隧道端点标识符（TEID），标识了对端的GTP-U或GTP-C协议中的隧道端点。由GTP隧道的接收端分配本地TEID值，供GTP隧道的发起方使用。通过GTP-C消息在隧道的两个端点间交换TEID（包含在FTEID内）值。通过IP地址，端口号

16、，以及TEID值就可以唯一确定一个GTP的隧道。MME分配相应的缺省EPS Bearer ID（即EBI），构造S11接口（控制面）上GTPC Tunnel的MME端标识MME FTEID （注意，此信令中只有S11上的控制面TEID，而不包含S1-U的用户面FTEID，S1U的控制面终结在eNodeB和SGW之间，eNodeB的FTEID-U 在后面的Modify Bearer Request消息中发送），向GW发送Create Session Request消息。在Create Session Request中，主要包含如下一些主要内容（1） 用户的身份标识，如IMSI， MSISDN,

17、MEI, ULI (User Location Information)等（2） 用户接入网的一些信息，（EUTRAN， UTRAN等）（3） 服务网络的信息，包括MCC, MNC等。（4） GTPC Tunnel的信息，包括MME FTEID（5） S5/S8 Interface 的信息，包括协议类型（GTPC），PDN 的地址（包含在PDN FTEID内）。（另外一个可能的协议类型就是PMIPV6）。（6） PDN的类型（IPV4，IPV6或者IPV4、IPV6），APN，（7） 将要建立的Default EPS Bearer的相关信息，包括EBI （EPS Bearer ID）, QoS

18、， APNAMBR等，以及用于切换时的Indication Header等。Create Session Request Flags: 72 010. . = Version: 2 . 1. = T: 1 Message Type: Create Session Request (32) Message Length: 201 Tunnel Endpoint Identifier: 0 （SGW的TEID值，由于此时并没有建立GTPC，因而取值为零） Sequence Number: 7660 Spare: 45056International Mobile Subscriber Identi

19、ty (IMSI)。 RAT Type : IE Type: RAT Type (82) IE Length: 1 000. . = CR flag: 0 . 0000 = Instance: 0 RAT Type: EUTRAN (6) Fully Qualified Tunnel Endpoint Identifier (F-TEID) : IE Type: Fully Qualified Tunnel Endpoint Identifier (F-TEID) (87) IE Length: 9 000. . = CR flag: 0 . 0000 = Instance: 0 1. . =

20、 V4 (True-IPV4 address field Exists,False-Doesnt Exist in F-TEID): True .0. . = V6 (True-IPV6 address field Exists,False-Doesnt Exist in F-TEID): False .0 1010 = Interface Type: S11 MME GTP-C interface (10) TEID/GRE Key: 3300033 （TEID值是由接收端分配而由发送端使用） F-TEID IPv4: 30.0.1.1 (30.0.1.1) Fully Qualified

21、Tunnel Endpoint Identifier (F-TEID) : IE Type: Fully Qualified Tunnel Endpoint Identifier (F-TEID) (87) IE Length: 9 000. . = CR flag: 0 . 0001 = Instance: 1 1. . = V4 (True-IPV4 address field Exists,False-Doesnt Exist in F-TEID): True .0. . = V6 (True-IPV6 address field Exists,False-Doesnt Exist in

22、 F-TEID): False .0 0111 = Interface Type: S5/S8 PGW GTP-C interface (7) TEID/GRE Key: 0 F-TEID IPv4: 20.0.0.1 (20.0.0.1) PDN Type : IE Type: PDN Type (99) IE Length: 1 000. . = CR flag: 0 . 0000 = Instance: 0 . .001 = PDN Type: IPv4 (1) Selection Mode : IE Type: Selection Mode (128) IE Length: 1 000

23、. . = CR flag: 0 . 0000 = Instance: 0 . .00 = Selection Mode: MS or network provided APN, subscribed verified (0) PDN Address Allocation (PAA) : IE Type: PDN Address Allocation (PAA) (79) IE Length: 5 000. . = CR flag: 0 . 0000 = Instance: 0 . .001 = PDN Type: IPv4 (1) PDN IPv4: 0.0.0.0 (0.0.0.0)表示需

24、要PGW分配IPV4 Address Indication : IE Type: Indication (77) IE Length: 2 000. . = CR flag: 0 . 0000 = Instance: 0 0. . = DAF (Dual Address Bearer Flag): False .0. . = DTF (Direct Tunnel Flag): False .0. . = HI (Handover Indication): False .0 . = DFI (Direct Forwarding Indication): False . 0. = OI (Operation Indication): False . .0. = ISRSI (Idle mode Signalling Reduction Supported Indication): False . .0. = ISRAI (Idle mode Signalling Reduction Activation Indication): False . .0 = SGWCI (SGW Change Indication): False . 0. = PT (Protocol Type): False . .0. = TDI (Teardown Indication): F