EPC信令協(xié)議分析

1、業(yè)務流程

2、接口協(xié)議

3、參考協(xié)議

用戶發(fā)起的Attach流程如圖1所示。

圖1 用戶發(fā)起的Attach流程圖 

用戶發(fā)起的Attach（GTPC based S5/S8）詳細流程如下：

1. UE向eNodeB發(fā)送Attach Request消息，消息包含：IMSI或old GUTI、last visited TAI (if available)、UE Core Network Capability、Attach Type、ESM message container (Request Type, PDN Type, Protocol Configuration Options, Ciphered Options Transfer Flag)等參數(shù)。

2. eNodeB根據(jù)攜帶了old GUMMEI和Selected Network的RRC參數(shù)找到MME。如果該MME與eNodeB無連接或old GUMMEI不可用，則eNodeB通過MME選擇功能選擇一個MME。eNodeB向new MME轉發(fā)Attach Request消息。

3. 可選：如果UE通過GUTI標識自己，且Detach后從不同的MME附著，則new MME通過GUTI獲取old MME/SGSN的地址，并向old MME/SGSN發(fā)送Identification Request消息請求用戶IMSI，消息包括：old GUTI、complete Attach Request message。

   old SGSN/MME向new MME回復Identification Response消息。

4. 可選：如果old SGSN/MME和new MME中均沒有UE信息，則new MME向UE發(fā)送一個Identity Request消息請求用戶IMSI。

5. 可選：根據(jù)鑒權策略決定是否需要鑒權。

   5a. 如果1中的Attach Request消息未保證完整性或完整性檢查失敗，則必須進行鑒權。

   5b. MME通過Identity Request消息從UE處獲取ME標識（IMEI），IMEI需加密傳送。MME可以向EIR發(fā)送ME Identity Check Request消息，消息包含：ME Identity、IMSI。EIR通過ME Identity Check Ack消息返回結果。MME通過返回結果決定繼續(xù)附著流程還是拒絕UE的附著請求。

6. 可選：如果UE在Attach Request消息中設置了Ciphered Options Transfer Flag，MME可以向UE發(fā)送Ciphered Options Request消息請求獲取PCO或/和APN等Ciphered Options。

   當UE簽約了多PDN業(yè)務，如果PCO包含用戶憑證（如，PAP/CHAP參數(shù)中的用戶名、用戶密碼），UE需要在Ciphered Options Response消息中返回APN。

7. 可選：如果new MME中存在該UE激活態(tài)的承載上下文（如，UE未完全Detach時又重新附著到同一個MME），new MME通過向相關GW發(fā)送Delete Session Request消息刪除承載上下文，消息包含：LBI。GW響應Delete Session Response消息，消息包含：Cause。

   如果部署了PCRF，則P-GW發(fā)起IP-CAN Session Termination流程告知資源已被釋放。

8. 可選：如果UE Detach后從不同的MME附著，MME中沒有該UE的合法簽約上下文，或IMEI變更（如用戶更換手機），則MME向HSS發(fā)送Update Location Request消息，消息包含：MME Identity、IMSI、ME Identity、MME Capabilities等信元。

9. 可選：HSS向old MME發(fā)送Cancel Location Request消息，消息包含：IMSI、Cancellation Type。

   old MME向HSS響應Cancel Location Answer消息，消息包含：IMSI，并刪除MM上下文和承載上下文。

10. 可選：如果old MME/SGSN中存在該UE激活態(tài)的承載上下文，old MME/SGSN通過向相關GW發(fā)送Delete Session Request消息刪除承載上下文，消息包含：LBI。GW響應Delete Session Response消息，消息包含：Cause。

    如果部署了PCRF，則P-GW發(fā)起IP-CAN Session Termination流程告知資源已被釋放。

11. 可選：HSS向new MME響應Update Location Answer消息，消息包含：IMSI、Subscription data。簽約數(shù)據(jù)包括一個或多個PDN簽約上下文，每個PDN簽約上下文包含一個EPS subscribed QoS profile和簽約的APN-AMBR。如果UE使用未簽約的APN接入，或HSS拒絕了Update Location請求，則new MME拒絕UE的附著請求。

    說明：

    MME的移動性管理中，取消了Insert Subscriber Data流程。MME通過Update Location Ack消息中的簽約數(shù)據(jù)為UE構造上下文。

12. MME根據(jù)Attach Request消息中攜帶的APN進行缺省承載激活，否則使用簽約的缺省APN進行缺省承載激活。MME根據(jù)APN配置選擇一個P-GW，根據(jù)網(wǎng)絡拓撲選擇一個S-GW建立缺省承載，并為缺省承載分配一個EPS承載ID，然后向S-GW發(fā)送Create Session Request消息請求建立缺省承載，消息包含：IMSI、MSISDN、MME TEID for control plane、PDN GW address、PDN Address、APN、RAT type、Default EPS Bearer QoS等信元。

13. S-GW在EPS承載列表中創(chuàng)建一個新的EPS承載，并根據(jù)12中攜帶的“PDN GW address”向P-GW發(fā)送Create Session Request消息，消息包含：IMSI、MSISDN、APN、Serving GW Address for the user plane、Serving GW TEID of the user plane、Serving GW TEID of the control plane、RAT type、Default EPS Bearer QoS等信元。此后，S-GW將緩存所有從P-GW而來的下行數(shù)據(jù)包，直到在23中從Modify Bearer Request消息獲得eNodeB TEID之后再進行轉發(fā)。

14. 可選：如果啟用了動態(tài)PCC，P-GW發(fā)起IP-CAN建立流程獲取UE的缺省PCC規(guī)則。如果沒有部署動態(tài)PCC，P-GW采用本地配置策略。

    14a. P-GW向PCRF發(fā)送CCR-I消息，通知PCRF建立IP-CAN會話。

    14b. PCRF授權并進行策略決策。

    14c. PCRF向P-GW返回CCA-I消息，包含選擇的IP-CAN承載建立模式。

    說明：

    PCRF可能提供缺省計費模式及以下信息：

• PCC Rules：與IP-CAN會話相關的可執(zhí)行策略。

• Event Triggers：指示P-GW必須上報給PCRF的事件。

15. P-GW在EPS承載上下文列表中創(chuàng)建一個新的EPS承載，并產(chǎn)生一個Charging ID。P-GW可以在S-GW和PDN間轉發(fā)用戶面PDU，并開始計費。P-GW向S-GW返回Create Session Response消息，消息包含：PDN GW Address for the user plane、PDN GW TEID of the user plane、PDN GW TEID of the control plane、PDN Type、PDN Address、EPS Bearer Identity、EPS Bearer QoS等信元。

16. S-GW向new MME返回Create Session Response消息，消息包含：PDN Type、PDN Address、Serving GW address for User Plane、Serving GW TEID for User Plane、Serving GW TEID for control plane、EPS Bearer Identity、EPS Bearer QoS、PDN GW addresses and TEIDs等信元。

17. new MME向eNodeB發(fā)送Attach Accept消息，請求建立無線資源。該消息被包含在S1-MME控制消息Initial Context Setup Request中。如果new MME分配了新的GUTI，也通過此消息下發(fā)。

18. eNodeB向UE發(fā)送RRC Connection Reconfiguration消息請求分配空口資源，消息攜帶EPS無線承載ID，同時Attach Accept也通過本消息帶給UE。

19. UE向eNodeB發(fā)送RRC Connection Reconfiguration Complete消息。

20. eNodeB向new MME發(fā)送Initial Context Setup Response消息，消息攜帶eNodeB的TEID以及用于S1-U下行傳輸?shù)牡刂贰?/p>

21. UE向eNodeB發(fā)送Direct Transfer消息，消息攜帶Attach Complete消息。

22. eNodeB向new MME轉發(fā)Attach Complete消息，消息包含：EPS Bearer Identity、NAS sequence number、NAS-MAC。

    在發(fā)送Attach Complete消息及UE獲取一個PDN地址后，UE可以向連通了S-GW和P-GW的eNodeB發(fā)送上行數(shù)據(jù)包。

23. new MME向S-GW發(fā)送Modify Bearer Request消息，消息包含：EPS Bearer Identity、eNodeB address、eNodeB TEID、Handover Indication。

    23a. 如果消息攜帶了Handover Indication，S-GW向P-GW發(fā)送Modify Bearer Request消息，消息包含：Handover Indication，提示P-GW將數(shù)據(jù)包從Non-3GPP通過隧道發(fā)送到3GPP IP接入系統(tǒng)，并將已建立的缺省或專有承載的數(shù)據(jù)包轉發(fā)到S-GW。

    23b. P-GW向S-GW回復Modify Bearer Response消息。

24. S-GW向new MME回復Modify Bearer Response消息，消息包含：EPS Bearer Identity。

    S-GW已經(jīng)收到eNodeB的TEID，可以發(fā)送緩存的下行數(shù)據(jù)包了。

25. 可選：MME收到Modify Bearer Response消息后，如果Request Type不是切換，并且簽約數(shù)據(jù)表明用戶可以切換為Non-3GPP接入，同時MME沒有選擇HSS在PDN簽約上下文中指示的P-GW，MME需要向HSS發(fā)送Notify Request消息，消息攜帶APN和P-GW Identity，消息還需攜帶P-GW所屬PLMN信息。

26. 可選：HSS存儲APN和P-GW的標識對，并向MME發(fā)送Notify Response消息。