3GPP - SAE基本概念与特性

日志

基本概念

AKA程序: Authentication and Key Agreement, 即第三代移动通讯网络的认证与密钥协商协议。
TAU程序: Tracking Area Update, 跟踪区跟新

连接管理模型

EMM

EPS移动性管理, 描述UE在网络中的注册状态

EMM-DEREGISTERED

UE处于此状态, 则MME中EMM无UE有效的位置或路由信息

EMM-REGISTERED

TAU注册TA信息

ECM

连接性管理, 描述UE和EPC间的信令连接性状态

ECM-IDLE

UE和网络无NAS信令连接, 也无S1-MME和S1-U连接

ECM-CONNECTED

有信令连接

跟踪区

TA

跟踪区, Tracking Area, 用于管理用户的移动性

• EPC对空闲状态和连接状态的UE, 都要对其注册的TA进行管理
• 一个eNode下所有小区可以属于不同的TA
• 可以是多个eNB下的小区属于同一个TA
• TA相互之间不能重叠

TA列表:

• 网络为UE分配一个TA列表, UE同时将这些TA注册到MME中
• 同一个TA列表中移动时, 不会进行TA更新
• 当移出TA列表时, 网络为UE分配一个新的TA列表
• 在TA列表中所有TA对空闲状态UE进行寻呼
• TA列表TA个数可变

永远在线和默认承载

always-on, 从端到端的角度看, 在UE注册到网络之后, 随时可利用网络中保存的路由信息与UE建立连接(不代表每段连接时刻存在, 比如空中接口)

UTMS永远在线原理:

PDP

Packet Date Protocol context, PDP上下文, 保存用户面进行隧道转发的所有信息，包括RNC/GGSN的用户面IP地址、隧道标识和QoS等.

EPS永远在线原理:

• 将附着和PDP上下文激活过程合并, 并在UE附着过程中建立基础IP连接, 这个基础IP连接称为UE的默认承载
• 默认承载在UE注册在网络的过程中始终存在, 即使空中接口的无线承载和S1接口承载都释放, 默认承载也保存在EPC中
• UE在删除业务承载时, 只要不从网络注销, 始终有一条PDN连接以及这条PDN连接上的默认承载存在
• 默认承载只在UE从网络注销时才能删除

IP特性

IP地址分配

EPS系统中IP地址分配的通用原则

• 在UE与P-GW之间建立的每一个PDN连接, 必须要有一个UE的IP地址与其关联
• 在EPS系统中, 一个PDN连接可以包含一个默认承载和多个专用承载
• 一个PDN连接的所有EPS承载都是用一个类型IP类型地址, 不同PDN拦截可以使用不同类型IP地址
• IP地址类型=PDN类型:IPv4/IPv6/IPv4v6, 即分配给UE的IP地址类型
• IP地址分配方式: HPLMN/VPLMN/外部PDN, 区别有动态/静态地址分配
• IP地址分配时机: (1)建立PDN连接默认承载时分配(2)使用IETF特定机制分配(如: DHCP)
• 建立承载:
  
  • IP协议栈->PDN类型
  • 将PDN类型和APN通知给网络
  • P-GW确定PDN类型, 并从地址池或DHCP/Radius/Diameter分配地址
• 租期续订: DHCP方式获得地址通过DHCP续订机制实现, 默认承载则不存在IP地址租期续订

详细IP地址分配方式参阅P74

MME池区域与S-GW服务区域

• 池区域, 当一个终端在这个区域中漫游时, 不需要改变为其提供服务的核心网节点, 一个池区域由一个或多个核心网节点共同提供服务

MME池

一组MME组成一个MME池, MME池是多个完整TA的集合, UE在MME池区域中的TA之间移动时, 一般不需要更换为它提供服务的MME节点

S-GW池

一组S-GW组成一个S-GW池, S-GW池是多个完整TA的集合, UE在S-GW服务区域内移动时, 一般不需要为其更换S-GW服务

• MME池区域/S-GW服务区域都由完整的TA组成, 不以eNB服务的区域为单位(查看TA定义)
• MME池区域之间可互相重叠覆盖(避免频繁执行TA更新操作)
  

MME池与S-GW池关联方式

一对一关联

多对一关联

多对多关联

节点选择

P-GW选择

S-GW选择

3GPP接入方式

• MME/S4 SGSN实现S-GW选择功能
• S-GW服务重叠区域(1)减少S-GW改变的可能性(2)考虑S-GW负载均衡性
• 保证TA列表中的所有TA都在同一个S-GW的服务区内
• UE漫游对S-GW的影响(无细看P88)
• DNS功能可解析一个可服务与该UE的S-GW地址列表
• 考虑S-GW支持的协议(GTP/PMIP)

Non-3GPP接入方式

• S-GW选择功能位于3GPP AAA代理
• 3GPP AAA代理将S-GW地址和S8接口使用的协议类型通知授信Non-3GPP接入系统的MAG实体, 或者非授信Non-3GPP接入系统的ePDG

负载均衡

MME过载控制

S-GW负载均衡

MME依据权重信息和负载状态信息为UE分配S-GW选择

Non-3GPP网络发现及选择

• 设置使用接入网络级方法
• OMA DM PUSH(??)

ANDSF

• Access Network Discovery and Selection Function, 接入网络发现和选择功能
• 管理系统间移动性策略信息和接入网发现信息(??)