E-UTRAN初始附着步骤及错误缘由

UE初始附着到E-UTRAN网络的流程如图B.1所示。

图B.1 E-UTRAN初始附着流程

•步骤1：支持NB-IoT的E-UTRAN小区应在系统广播消息中广播是否能够连接到支持EPS附着时不建立PDN连接的MME。

如果待接入的PLMN不支持不建立PDN连接的EPS附着，并且UE只支持不建立PDN连接的EPS附着，则UE不能在该PLMN的小区内发起附着流程。

如果UE能够进行附着流程，UE发起Attach Request消息以及网络选择指示给eNodeB，相比于LTE的流程，消息还需包含Preferred Network Behaviour信元。Preferred Network Behaviour表示终端所支持和偏好的NB-IoT优化方案，包括：是否支持控制面优化；是否支持用户面优化；是偏向于控制面优化还是用户面优化；是否支持S1-U数据传输；是否请求SMS without Combined Attach；是否支持Attach without PDN Connectivity；是否支持控制面优化和IP头压缩。

如果UE支持Non-IP数据传输，则PDN类型可设置为“Non-IP”。

如果是NB-IoT UE，则UE可能在Attach Request消息中不携带ESM消息。此时，MME不为该UE建立PDN连接，步骤6、步骤12～16、步骤23～26不需要执行。此外，如果UE在附着时采用控制面优化，则步骤17～22仅使用S1 AP NAS Transport和RRC Direct Transfer消息来传输Attach Accept和Attach Complete消息。

如果UE支持控制面优化和IP头压缩，并且UE在Attach Request消息携带ESM消息，以及PDN类型为IPv4或IPv6或IPv4v6，UE应在ESM消息中包括Header Compression Configuration。Header Compression Configuration包括建立ROHC信道所必需的信息，还可能包括头压缩上下文建立参数，例如目标服务器的IP地址。

•步骤2：eNodeB根据RRC参数中的旧的GUMMEI标识、选择网络指示和RAT（NB-IoT或WB-E-UTRAN）获取MME地址。如果该MME与eNodeB没有建立关联或没有旧的GUMMEI标识，则eNodeB选择新的MME，并将附着消息和UE所在小区的TAI+ECGI标识一起转发给新的MME。

如果UE在Attach Request消息中携带Preferred Network Behaviour，并且Preferred Network Be-haviour中指示的NB-IoT优化方案与网络支持的不一致，则MME应拒绝UE的附着请求。

•步骤3：如果UE通过GUTI标识自己，并且UE在去附着之后MME已经发生变化，新MME通过UE的GUTI获取旧的MME地址，并发送身份标识请求消息到旧MME请求获取UE的IMSI，由旧的MME返回IMSI和未使用的EPS认证向量等参数。如果旧MME不能识别UE或者附着请求消息的完整性检查失败，则返回恰当的错误缘由。

•步骤4：如果UE在新MME及旧MME中无法识别，则新的MME发送标识请求给UE以请求IMSI。UE使用包含IMSI的标识响应消息通知网络。

•步骤5：如果网络中没有UE上下文存在，并且第一步的附着请求消息没有完整性保护或加密，或者如果完整性检查失败，则UE和MME之间应进行认证和NAS安全建立过程。否则本步可选。如果NAS安全算法改变，则该步骤只执行NAS安全建立过程。在该步骤之后，所有NAS消息将受到MME指示的NAS安全功能保护。

•步骤6：如果UE在附着请求消息中设置了加密选项传输标记，则可以从UE获取PCO和/或APN等加密选项。PCO选项中可能包含有用户的身份信息，例如用户名和密码等。

•步骤7：如果在新的MME中存在激活的承载上下文（Bearer Context）消息（如没有事先去附着就在同一个MME再次附着），则删除在相关的S-GW中旧的承载上下文消息。

•步骤8：如果从上一次去附着之后MME发生改变，或第一次附着，或ME标识改变，或UE提供的IMSI或GUTI在MME中没有相应的上下文信息，则MME发送位置更新消息给HSS。消息中的MME能力指示了该MME支持的接入限制功能状况，更新类型指示了这是一个附着过程。

•步骤9：HSS发送取消位置消息给旧MME，旧MME删除移动性管理和承载上下文。

•步骤10：如果旧MME有激活的承载上下文存在，则旧MME发送删除承载请求消息给相关GW以删除承载资源，再由GW返回删除承载响应消息给旧MME。

•步骤11：HSS发送更新位置应答消息给新MME以应答更新位置消息。该更新位置应答中包含IMSI及签约数据，签约数据包含一个或多个PDN签约上下文信息。

•步骤12：如果Attach Request不包括ESM消息，则步骤12～步骤16不需要执行。

如果签约上下文没有指示该APN是到SCEF的连接，则MME按照GW选择机制进行S-GW和P-GW选择，并发送创建会话请求消息给S-GW。

对于“Non-IP”PDN类型，当UE使用了控制面优化，且如果签约上下文指示该APN是到SCEF的连接，则MME根据签约数据中的SCEF地址建立到SCEF的连接，并且分配EPS承载标识。

•步骤13：S-GW在其EPS承载列表中创建一个条目，并给P-GW发送创建Create Session Request消息。

•步骤14：如果没有部署动态PCC，则P-GW采用本地QoS策略。(www.xing528.com)

•步骤15：P-GW在EPS承载上下文列表中创建一个新的条目，并生成一个计费标识符charging ID。P-GW给S-GW返回Create Session Response。P-GW在分配PDN Address时需要考虑到UE提供的PDN Type、双地址承载标记及运营商策略。对于“Non-IP”PDN类型，Create Ses-sion Response消息不包括PDN Address。

•步骤16：S-GW给MME返回Create Session Response消息。

如果使用NB-IoT控制面优化传输，且MME在Create Session Request消息中没有指示Control Plane Only PDN Connection Indicator，则S-GW应在响应消息里同时携带分配的S1-U和S11-U F-TEID至MME，并由MME保存。

•步骤17：新MME发送Attach Accept消息给eNodeB。该消息包含在一条S1控制消息Ini-tial Context Setup Request里，这条S1控制消息也包括UE的AS安全上下文等参数。如果MME确定使用控制面NB-IoT优化，或者UE发送的Attach Request消息不包括ESM消息，则Attach Ac-cept通过S1-AP Downlink NAS transport发送至eNodeB。

如果新的MME分配一个新的GUTI，则GUTI也包含在消息中。

MME在Supported Network Behaviour中指示网络能够接受的NB-IoT优化，包括：是否支持控制面优化；是否支持用户面优化；是否支持S1-U数据传输；是否请求SMS without Combined At-tach；是否支持Attach without PDN Connectivity；是否支持控制面NB-IoT优化头压缩。

如果UE在附着请求中指示的PDN类型为“Non-IP”，则MME和P-GW不应改变PDN类型。如果PDN类型设置为“Non-IP”，则MME将该信息包括在S1-AP Initial Context Setup Request消息中，以指示eNodeB不执行头压缩。

如果IP PDN连接采用了控制面优化，UE在Attach Request消息中包括Header Compression Configuration，并且MME支持头压缩参数，则MME应在ESM消息中包含Header Compression Con-figuration。MME绑定上行和下行ROHC信道以便于传输反馈信息。如果UE在Header Compression Configuration中包含了头压缩上下文建立参数，则MME应向UE确认这些参数。如果ROHC上下文在附着过程中没有建立，UE和MME应在附着完成之后根据Header Compression Configuration建立ROHC上下文。

如果MME根据本地策略决定该PDN连接仅能使用控制面优化，MME应在ESM消息中包括Control Plane Only Indicator。对于到SCEF的PDN连接，MME应总是包括Control Plane Only Indi-cator。如果UE接收到Control Plane Only Indicator，则该PDN连接只能使用控制面优化。

如果Attach Request不包含ESM消息，则Attach Accept消息中不应包含PDN相关的参数，并且Downlink NAS transfer S1-AP不应包括接入层上下文相关的信息。

•步骤18：如果eNodeB接收到S1-AP Initial Context Setup Request消息，eNodeB发送RRC连接重配置消息给UE，其包含EPS RB ID和Attach Accept消息。

如果eNodeB接收到S1-AP Downlink NAS Transport消息，eNodeB发送RRC Direct Transfer给UE。

•步骤19：UE发送RRC连接重配置完成消息给eNodeB。

•步骤20：eNodeB发送Initial Context Response消息给新MME。该Initial Context Response消息包含eNodeB的TEID以及地址用于UE下行数据转发。

•步骤21：UE发送Direct Transfer消息给eNodeB，该消息包含Attach Complete消息。

•步骤22：eNodeB使用上行NAS传输消息转发Attach Complete消息给新的MME。如果UE在步骤1中包括了ESM消息，则在收到Attach Accept消息以及UE已经得到PDN地址信息以后，UE就可以发送上行数据包给eNodeB，eNodeB通过隧道将数据传给S-GW和P-GW。

•步骤23：接收到步骤21的初始上下文响应消息和步骤22的附着完成消息，新的MME发送Modified Bearer Request消息给S-GW。当UE使用控制面优化并且PDN连接不是到SCEF（即连接到S-GW和P-GW），则步骤23a、步骤23b和步骤24不需要执行；当PDN连接是连接到SCEF的，则步骤23～步骤26不需要执行。

步骤23a：如果切换指示包含在步骤23中，则S-GW发送Modified Bearer Request消息给P-GW，提示P-GW把从非3GPP接入系统的数据包通过隧道转发，在默认承载或者专用的EPS承载一旦建立就立即开始给S-GW传送数据包。

步骤23b：P-GW发送Modified Bearer Response确认消息给S-GW。

•步骤24：S-GW发送Modified Bearer Response给新的MME确认。此时S-GW可以发送缓存的下行数据包。

•步骤25：在MME接收Modified Bearer Response消息后，如果附着类型没有指示切换并且建立了EPS承载，那么签约数据指示用户允许切换到非3GPP网络，而如果MME选择了不同于HSS指示的P-GW标识的P-GW，则MME发送包含APN和P-GW标识的Notify Request消息给HSS用于非3GPP接入移动性。

•步骤26：HSS存储APN和P-GW标识对，并发送Notify Response消息给MME。