基于SCEF的Non-IP数据传输方法

基于SCEF实现Non-IP数据传输，基于在MME和SCEF之间建立的指向SCEF的PDN连接，该连接实现于T6a接口，在UE附着时、UE请求创建PDN连接时被触发建立。UE并不感知用于传输Non-IP数据的PDN连接，是指向SCEF的、还是指向P-GW的，网络仅向UE通知某Non-IP的PDN连接使用控制面优化方案。

为了实现Non-IP数据传输，在SCS/AS和SCEF之间需要建立应用层会话绑定，该过程不在本标准范畴内。

在T6a接口上，使用IMSI来标识一个T6a连接/SCEF连接所归属的用户，使用EPS承载ID来标识SCEF承载。在SCEF和SCS/AS间，使用UE的External Identifier（外部标识）或MSISDN来标识用户。为了关联SCS/AS的请求到对应的T6a连接，HSS可以向SCEF提供用户的IMSI及MSISDN或其他外部ID。

根据运营商策略，SCEF可能缓存MO/MT的Non-IP数据包。MME和IWK-SCEF不会缓存上下行Non-IP数据包。

1.NIDD配置

NIDD的配置可以采用设备本地配置的方式，或者采用如图B.14所示流程。

该过程允许SCS/AS向SCEF执行初次NIDD配置、更新NIDD配置，或删除NIDD配置。通常，NIDD配置过程，在UE附着过程之前执行。

•步骤1：SCS/AS向SCEF发送NIDD Configuration Request消息，消息携带外部标识或MSISDN、SCS/AS标识和参考ID、NIDD时效、NIDD目的地址和用于释放的SCS/AS参考ID消息。

注：SCS/AS应保证所选择的SCEF，和HSS中配置的SCEF是同一个。

•步骤2：SCEF存储UE的外部ID/MISISDN及其他相关参数。如果根据服务协议，SCS/AS不被授权执行该请求，则执行步骤6，拒绝SCS/AS的请求，返回相应的错误原因。

注：如果SCEF收到SCS/AS发送的Reference for Deletion，则SCEF在本地释放SCS/AS的NIDD配置信息。

图B.14 NIDD配置流程

•步骤3：SCEF向HSS发送NIDD授权请求NIDD Authorization Request消息，消息携带外部标识或MSISDN、APN，以便HSS检查对UE的External Identifier或MSISDN是否允许NIDD操作。

•步骤4：HSS执行NIDD授权检查，并将UE的External Identifier映射成IMSI或MSIS-DN。如果NIDD授权检查失败，则HSS在步骤5中返回错误原因。

•步骤5：HSS向SCEF返回NIDD授权响应消息NIDD Authorization Response。在授权响应消息中，HSS返回由External Identifier映射的IMSI和MISIDN，如果UE被配置了MSIS-DN。使用HSS所映射的IMSI/MSISDN，SCEF可将T6a连接和NIDD配置请求绑定。

•步骤6：SCEF向SCS/AS返回NIDD配置响应消息NIDD Configuration Response，消息携带SCS/AS参考ID。SCEF为SCS/AS的本次NIDD配置请求分配SCS/AS Reference ID作为业务主码。

2.T6a连接建立

当UE请求EPS附着，指明PDN类型为“Non-IP”，并且签约数据中默认APN可用于创建SCEF连接，或者UE请求的APN可用于创建SCEF连接，则MME发起T6a连接创建过程，如图B.15所示。

•步骤1：UE执行初始附着流程，或者UE请求创建PDN连接。MME根据UE签约数据，检查APN设置，如APN携带选择SCEF指示、SCEF ID，则该APN用于创建指向SCEF的T6a连接。

•步骤2：在如下条件下，MME发起T6a连接创建：a）当UE请求初始附着，并且默认APN被设置为用于创建T6a连接；b）UE请求PDN连接建立，并且UE所请求的APN被设置为用于创建T6a连接。

图B.15 T6a连接建立流程

MME向SCEF发送Create SCEF Connection Request消息，消息中包含用户标识、EPS Bearer ID、SCEF标识、APN、基于APN和服务PLMN的速率控制参数、PDN连接数和PCO信息。如果部署了IWK-SCEF，则IWK-SCEF将该请求前转给SCEF。

如果SCS/AS已经向SCEF请求执行了NIDD配置过程，则SCEF执行步骤3。否则，SCEF可以：

a）拒绝T6a连接建立。

b）使用一个默认配置的SCS/AS发起NIDD配置过程。

•步骤3：SCEF为UE创建SCEF承载，承载标识为MME提供的EPS承载标识。SCEF承载创建成功后，SCEF发送Create SCEF Connection Response消息给MME，消息中包含用户标识、EPS Bearer ID、SCEF标识、APN、PCO、NIDD计费标识。如果部署了IWK-SCEF，则IWK-SCEF将消息前转给MME。

3.MO NIDD数据投递

MO NIDD数据投递如图B.16所示。

•步骤1：UE向MME发送NAS消息，携带EPS Bearer ID和Non-IP数据包。UE发送NAS消息的流程参考B.4节。

•步骤2：MME向SCEF发送NIDD Submit Request消息，包含用户ID、EBI和Non-IP数据。在漫游时，该消息由IWK-SCEF转发给SCEF。

•步骤3：当SCEF收到Non-IP数据包后，SCEF根据EPS承载ID找寻SCEF承载、以及相应的SCEF/AS参考ID，并将Non-IP数据包发送给对应的SCS/AS。

•步骤4～步骤6：根据需要，SCS/AS利用NIDD Submit Response消息携带下行Non-IP数据包。经过MME发送Non-IP数据的过程，参考B.4节。

4.MT NIDD数据投递

SCS/AS使用UE的External Identifier或MSISDN向UE发送Non-IP数据包，在发起MTNIDD数据投递流程前，SCS/AS必须先执行NIDD配置流程，如图B.17所示。

图B.16 MO NIDD数据投递(www.xing528.com)

图B.17 MT NIDD数据投递

•步骤1：当SCS/AS已经为某UE执行过NIDD配置流程后，SCS/AS可以向该UE发送下行Non-IP数据。SCS/AS向SCEF发送NIDD Submit Request消息，消息中携带外部标识或MSISDN、SCS/AS参考ID和Non-IP数据。

•步骤2：SCEF根据UE的外部标识或MSISDN，检查是否为该UE创建了SCEF承载。SCEF检查请求NIDD数据投递的SCS是否被授权允许发起NIDD数据投递，并且检查该SCS是否已经超出NIDD数据投递的限额（比如，24h内允许1KB），或已经超出速率限额（如每小时100B）。如果上述检查失败，SCEF执行步骤5，并返回错误原因。如果上述检查成功，则SCEF继续执行步骤3。

如果SCEF没有检查到SCEF承载，则SCEF可能：

a）向SCS/AS返回NIDD Submit Response消息，携带适当的错误原因。

b）使用T4终端激活流程，触发UE建立Non-IP PDN连接。

c）接收SCS的NIDD Submit Request消息，但是返回适当的原因（如等待发送），并等待UE主动建立Non-IP PDN连接。

•步骤3：如果UE的SCEF承载已建立，SCEF向MME发送NIDD Submit Request消息，消息携带用户标识、EPS Bearer ID、SCEF ID和Non-IP数据。若IWF-SCEF收到NIDD Submit Request消息时，则前转给MME。

•步骤4：如果当前MME能立即发送Non-IP数据给UE，比如UE在ECM-CON-NECTED态，或UE在ECM-IDLE态但是可寻呼，则MME执行第8步，向UE发起Non-IP数据投递。

如果MME判断UE当前不可及，如UE当前使用PSM模式，或eDRX模式，则MME向SCEF发送NIDD Submit Response消息，消息中携带原因值和NIDD可达通知标记。MME携带Cause值指明Non-IP数据无法投递给UE。NIDD可达通知标记指明MME将在UE可及时通知SCEF。MME在EMM上下文中存储NIDD可达通知标记。

•步骤5：SCEFSCS/AS发送NIDD Response消息，通知从MME处获得的投递结果。如果SCEF从MME收到NIDD可达通知标记，则根据本地策略，SCEF可考虑缓存第3步中的Non-IP数据。

•步骤6：当MME检测到UE可及时（如从PSM模式中恢复并发送TAU，或发起MO信令或数据传输，或MME预期UE即将进入DRX监听时隙），如MME之前对该UE设置了Reachable for NIDD标记，则MME向SCEF发送NIDD Submit Indication消息，表明UE已可及。MME清除EMM上下文中的Reachable for NIDD标记。

•步骤7：SCEF向MME发送NIDD Submit Request消息，消息中包含用户标识、EPS Bearer ID、SCEF ID和Non-IP数据。

•步骤8：如果需要，则MME寻呼UE，并向UE投递Non-IP数据。MME向UE投递Non-IP流程，参考B.4节。根据运营商策略，MME可能产生计费信息。

•步骤9：如果MME执行了第8步，则MME向SCEF发送NIDD Submit Response消息，返回投递结果。SCEF向SCS/AS发送NIDD Submit Response消息，返回NIDD数据投递结果。

注：MME、SCEF所返回的投递成功，并不意味着UE一定正确地接收到Non-IP数据，只表示MME通过NAS信令将Non-IP数据发送到UE。

5.T6a连接释放

在如下条件下，MME可以发起T6a连接的释放：

a）UE发起Detach流程。

b）MME发起Detach流程。

c）HSS发起Detach流程。

d）UE或MME发起PDN连接释放流程。

T6a连接释放流程如图B.18所示。

图B.18 T6a连接释放

•步骤1：UE执行Detach流程、去激活PDN连接流程、MME发起Detach流程、去激活PDN连接过程，或HSS发起Detach流程。相关流程参考B.2节。

•步骤2：如果MME上存在T6a接口的SCEF连接和SCEF承载，则对每一个SCEF承载，MME向SCEF发送Delete SCEF Connection Request消息，消息包含用户标识、EPS Bear-er ID、SCEF ID、APN和PCO。同时，MME删除自身保存的该PDN连接的EPS承载上下文。

•步骤3：SCEF向MME返回Delete SCEF Connection Response消息，消息中包含用户标识、EPS Bearer ID、SCEF ID、APN和PCO，指明操作是否成功。同时，SCEF删除自身保存的该PDN连接的SCEF承载上下文。

6.T6a接口更新

当通过SCEF建了Non-IP的PDN连接时，用户发生移动可能会触发T6a的更新，如图B.19所示。

•步骤1：UE成功执行了TAU流程，并且选择了一个新的MME。MME收到的签约信息中包括与支持Non-IP PDN连接的APN关联的“Invoke SCEF Selection”指示以及相关的SCEF ID。

•步骤2：如果签约信息指示默认APN支持Non-IP的PDN类型，或者终端请求的APN包含“Invoke SCEF Selection”指示，新的MME到SCEF或者IWK-SCEF创建一个PDN连接，重用已经分配的EPS承载标识。根据B.7.1中的T6a承载建立流程类似，新MME发送Update Serving Node Information Request消息给SCEF，消息中携带用户标识、EPS Bearer ID、SCEF ID、APN、服务PLMN ID等。如果SCEF从旧的MME收到“Reachable for NIDD”标志，并且SCEF已经缓存了Non-IP数据，则SCEF可能会执行B.7.1中MT NIDD数据投递中的步骤7。

图B.19 T6a接口更新

如果IWK-SCEF收到Update Serving Node Information Request消息，则转发给SCEF。

•步骤3：SCEF创建SCEF EPS承载上下文，通过User Identity来标识。SCEF发送Up-date Serving Node Information Response消息给MME，消息中携带用户标识、EPS Bearer ID、SCEF ID、NIDD计费标识等，确认PDN连接建立成功。如果IWK-SCEF收到Update Serving Node Information Response消息则转发给MME。