《深入浅出4G网络 LTE_EPC》阅读笔记一

不同的LTE概念名称关系

LTE的EPC演进到：结构扁平化，承载控制分离，全IP组网形态。

整个移动数据网络除空口部分外，其他全部接口已经实现了IP化、分组化。

MM：移动性管理。移动性流程包括所有追踪用户位置相关的流程，还包括这些流程中的安全、标识分配流程，如附着（Attach）、切换（Handover/Handoff）、重选（TAU）、寻呼（Paging）等。

SM：会话管理。与用户面数据连接有关，包括连接的创建、删除、修改等流程及相关概念。用户面数据承载包括无线侧的用户面承载eRAB资源，也包括核心网络S1-U、S5/S8承载，以及各网元上支持数据转发相关的上下文资源。

它们在4G里被称为EPS MM和EPS SM。

EPC网络中的状态

事件	UE的状态	事件	UE的状态
UE没有连接上网络	EMM-DEREGISTERED
UE连接上网络	EMM-REGISTERED	UE与MME信令连接	ECM-CONNECTED
UE连接上网络	EMM-REGISTERED	UE与MME没有信令连接	ECM-IDLE

小结：EMM作为移动性管理，有两个状态，UE没有连接上网络时，处于EMM-DEREGISTERED态，连接上网络时，UE处于EMM-REGISTERED态。当UE连接上网络上后，根据是否跟MME有信令连接，分为两种状态，即ECM-CONNECTED和ECM-IDLE。同样，根据是否有RRC连接，分为RRC-CONNECTED和RRC-IDLE态。

关于4G网络的承载

EPS承载（EPS Bearer）:UE为了注册到网络上，和外部PDN建立的IP连接就叫EPS承载。

EPS需要包括的内容有：终端的地址，时延、丢包率、误比特率等QoS控制参数，上下行S5/S8接口GTP层TEID等信息。具体参考TS 23.401协议。

（图片来源于《深入浅出4G网络 LTE_EPC》）

承载的分类：

承载	默认承载(Default Bearer)	The EPS Bearer which is first established for a new PDN connection and remains established throughout the lifetime of the PDN connection.	Non-GBR bearer
承载	专有承载(Dedicated Bearer)	在同一个PDN连接中，专有承载和默认承载具有相同的IP地址，但是和默认承载具有不同的QoS。	Either be a GBR or a Non-GBR bearer.

EPS承载	无线承载	eRAB
	S1承载
	S5/S8承载

（图片来源于《深入浅出4G网络 LTE_EPC》）

分解附着过程

终端开机以后，首先有无线侧的随机接入过程和S1接口的信令连接，然后才是UE向网络发起附着请求。

（图片来源于附着流程）

Attach过程：

1. 初始请求阶段：

UE从EMM-DEREGISTERED状态进入EMM-REGISTERED状态。

UE和eNodeB建立RRC连接，UE向eNodeB发送Attach Request消息，eNodeB向MME发送InitialUEMessage，携带用于创建S1接口信令连接的信元。

2. 鉴权和安全过程

鉴权过程：MME从用户签约的HSS获取鉴权向量，并与UE完成网络和UE互相鉴权的过程。

安全过程：UE和MME之间建立加密和完整性保护上下文过程。之后，MME和UE之间NAS消息都会被加密和完整性保护。

3. 位置更新过程

鉴权和安全流程之后，UE的位置信息需要被登记到HSS。

4. 网元和拓扑选择过程

MME通过解析TAC FQDN选择可供服务此无线区域的S-GW；MME通过解析APN FQDN选择可供服务用户请求的PDN的P-GW。网元和拓扑信息是DNS响应上述解析请求提供的，MME根据DNS的返回结果和自身配置选择一对合适的S-GW和P-GW。

5. 会话和承载的建立过程

这是网络各节点为UE创建EPS承载上下文，为用户面转发创建资源的过程。

EPS承载上下文是指网元中保存用户相关信息，可以使设备在用户报文到达时识别是哪个用户的报文、采用什么样的转发策略、在对外转发时如何封装。

（图片来源于《深入浅出4G网络 LTE_EPC》）