4G附着流程中，UE发出的附着请求消息，给网络侧提供了很多重要信息，但很多文档各有侧重（比如有的侧重CSFB来介绍，有的侧重SRVCC介绍，有的侧重EPC介绍），虽方便理解，但都不够完整。本文将为您介绍完整的EPC附着请求消息里都带了哪些重要信息。

本文依据是2015年9月的3GPP规范TS24.301 v13.3。还是非常新哦。

先来看看规范里，对附着请求（attach request）消息的定义：

Information Element

Type/Reference

Presence

Format

Length

Protocol discriminator

Protocol discriminator

9.2

M

V

1/2

Security header type

Security header type

9.3.1

M

V

1/2

Attach request message identity

Message type

9.8

M

V

1

EPS attach type

EPS attach type

9.9.3.11

M

V

1/2

NAS key set identifier

NAS key set identifier

9.9.3.21

M

V

1/2

EPS mobile identity

EPS mobile identity

9.9.3.12

M

LV

5-12

UE network capability

UE network capability

9.9.3.34

M

LV

3-14

ESM message container

ESM message container

9.9.3.15

M

LV-E

5-n

Old P-TMSI signature

P-TMSI signature

9.9.3.26

O

TV

4

Additional GUTI

EPS mobile identity

9.9.3.12

O

TLV

13

Last visited registered TAI

Tracking area identity

9.9.3.32

O

TV

6

DRX parameter

DRX parameter

9.9.3.8

O

TV

3

MS network capability

MS network capability

9.9.3.20

O

TLV

4-10

Old location area identification

Location area identification

9.9.2.2

O

TV

6

TMSI status

TMSI status

9.9.3.31

O

TV

1

Mobile station classmark 2

Mobile station classmark 2

9.9.2.4

O

TLV

5

Mobile station classmark 3

Mobile station classmark 3

9.9.2.5

O

TLV

2-34

Supported Codecs

Supported Codec List

9.9.2.10

O

TLV

5-n

Additional update type

Additional update type
 9.9.3.0B

O

TV

1

Voice domain preference and UE's usage setting

Voice domain preference and UE's usage setting

9.9.3.44

O

TLV

3

Device properties

Device properties

9.9.2.0A

O

TV

1

Old GUTI type

GUTI type

9.9.3.45

O

TV

1

MS network feature 

support

MS network feature support

9.9.3.20A

O

TV

1

TMSI based NRI 

container

Network resource identifier container

9.9.3.24A

O

TLV

4

T3324 value

GPRS timer 2

9.9.3.16A

O

TLV

3

T3412 extended value

GPRS timer 3

9.9.3.16B

O

TLV

3

以下是关键信元的解释：

1）Protocol discriminator：

该信元识别出属于标准层3消息的层3协议。层3协议与Protocol discriminator是一对一的关系。

Protocol discriminator取值如下：

  • 0 0 0 0: group call control

  • 0 0 0 1: broadcast call control

  • 0 0 1 0: EPS session management messages

  • 0 0 1 1: call control; call related SS messages

  • 0 1 0 0: GPRS Transparent Transport Protocol (GTTP)

  • 0 1 0 1: mobility management messages

  • 0 1 1 0: radio resources management messages

  • 0 1 1 1: EPS mobility management messages

  • 1 0 0 0: GPRS mobility management messages

  • 1 0 0 1: SMS messages

  • 1 0 1 0: GPRS session management messages

  • 1 0 1 1: non call related SS messages

  • 1 1 0 0: Location services specified in 3GPP TS 44.071

  • 1 1 1 0: reserved for extension of the PD to one octet length

  • 1 1 1 1: used by tests procedures described in 3GPP TS 44.014, 3GPP TS34.109 and 3GPP TS 36.509.

2) Security header type：

该信元包含NAS消息安全保护相关的控制信息。

Security header type取值如下：

  • 0 0 0 0: 一般NAS消息，非安全保护

  • Security protected NAS message:

    0 0 0 1: 完整性保护

    0 0 1 0: 完整性保护和加密

    0 0 1 1: 新的EPS安全上下文的完整性保护（只用于SECURITY MODE COMMAND消息）

    0 1 0 0: 新的EPS安全上下文的完整性保护（只用于SECURITY MODE COMPLETE消息）

  • Non-standard L3 message:

    1 1 0 0: SERVICE REQUEST消息的安全头

    1 1 0 1 to 1 1 1 1: 该值不用于这个版本的协议。如果收到，则解释为‘1100’。（当比特7和8设置为‘11’，比特5和6可以用于SERVICE REQUEST消息未来扩展）

3）Attach request message identity：

该信元message type来定义。Message type信元及其作用在3GPP TS 24.007定义。

EPS移动性管理协议可以使用如下值：

0 1 - - - - - - EPS mobility management messages

  • 0 1 0 0 0 0 0 1: Attach request

  • 0 1 0 0 0 0 1 0: Attach accept

  • 0 1 0 0 0 0 1 1: Attach complete

  • 0 1 0 0 0 1 0 0: Attach reject

  • 0 1 0 0 0 1 0 1: Detach request

  • 0 1 0 0 0 1 1 0: Detach accept

  • 0 1 0 0 1 0 0 0: Tracking area update request

  • 0 1 0 0 1 0 0 1: Tracking area update accept

  • 0 1 0 0 1 0 1 0: Tracking area update complete

  • 0 1 0 0 1 0 1 1: Tracking area update reject

  • 0 1 0 0 1 1 0 0: Extended service request

  • 0 1 0 0 1 1 1 0: Service reject

  • 0 1 0 1 0 0 0 0: GUTI reallocation command

  • 0 1 0 1 0 0 0 1: GUTI reallocation complete

  • 0 1 0 1 0 0 1 0: Authentication request

  • 0 1 0 1 0 0 1 1: Authentication response

  • 0 1 0 1 0 1 0 0: Authentication reject

  • 0 1 0 1 1 1 0 0: Authentication failure

  • 0 1 0 1 0 1 0 1: Identity request

  • 0 1 0 1 0 1 1 0: Identity response

  • 0 1 0 1 1 1 0 1: Security mode command

  • 0 1 0 1 1 1 1 0: Security mode complete

  • 0 1 0 1 1 1 1 1: Security mode reject

  • 0 1 1 0 0 0 0 0: EMM status

  • 0 1 1 0 0 0 0 1: EMM information

  • 0 1 1 0 0 0 1 0: Downlink NAS transport

  • 0 1 1 0 0 0 1 1: Uplink NAS transport

  • 0 1 1 0 0 1 0 0: CS Service notification

  • 0 1 1 0 1 0 0 0: Downlink generic NAS transport

  • 0 1 1 0 1 0 0 1: Uplink generic NAS transport

The EPS session management protocol can use the following values:

1 1 - - - - - - EPS session management messages

  • 1 1 0 0 0 0 0 1: Activate default EPS bearer context request

  • 1 1 0 0 0 0 1 0: Activate default EPS bearer context accept

  • 1 1 0 0 0 0 1 1: Activate default EPS bearer context reject

  • 1 1 0 0 0 1 0 1: Activate dedicated EPS bearer context request

  • 1 1 0 0 0 1 1 0: Activate dedicated EPS bearer context accept

  • 1 1 0 0 0 1 1 1: Activate dedicated EPS bearer context reject

  • 1 1 0 0 1 0 0 1: Modify EPS bearer context request

  • 1 1 0 0 1 0 1 0: Modify EPS bearer context accept

  • 1 1 0 0 1 0 1 1: Modify EPS bearer context reject

  • 1 1 0 0 1 1 0 1: Deactivate EPS bearer context request

  • 1 1 0 0 1 1 1 0: Deactivate EPS bearer context accept

  • 1 1 0 1 0 0 0 0: PDN connectivity request

  • 1 1 0 1 0 0 0 1: PDN connectivity reject

  • 1 1 0 1 0 0 1 0: PDN disconnect request

  • 1 1 0 1 0 0 1 1: PDN disconnect reject

  • 1 1 0 1 0 1 0 0: Bearer resource allocation request

  • 1 1 0 1 0 1 0 1: Bearer resource allocation reject

  • 1 1 0 1 0 1 1 0: Bearer resource modification request

  • 1 1 0 1 0 1 1 1: Bearer resource modification reject

  • 1 1 0 1 1 0 0 1: ESM information request

  • 1 1 0 1 1 0 1 0: ESM information response

  • 1 1 0 1 1 0 1 1: Notification

  • 1 1 1 0 1 0 0 0: ESM status

4）EPS attach type：

用于指示附着请求的类型。

附着请求的类型有如下几种：

  • EPS attach

  • combined EPS/IMSI attach

  • EPS emergency attach

  • reserved

5）NAS key set identifier：该字段包含两部分内容：

  • 安全上下文类型标识（TSC）

    • 当Bit第4位是“0”，表示“native security context (for KSIASME)”。

    • 当Bit第4位是“1”，表示“mapped security context (for KSISGSN)”。

  • 安全上下文标识（NAS key set identifier）

    • 当Bits前三位分别为“0 0 0～1 1 0”之间的某个值时，表示“possible values for the NAS key set identifier”。

    • 当Bits前三位为“1 1 1”时，表示“no key is available (UE to network)”。

  • 当UE不存在安全上下文时，NAS key set identifier值为“111”。

  • 当UE存在安全上下文时，UE需要携带该NAS key set identifier值，以便MME定位安全上下文，用于进行Attach request消息的完整性检查。

6）EPS mobile identity

该信元用于提供用户标识IMSI、GUTI、IMEI。这三种标识UE携带场景如下：

  • UE首次附着，携带IMSI让核心网创建用户信息。

  • UE在核心网附着后，核心网将分配GUTI作为UE的临时标识，则下次UE附着时将携带该GUTI。在234G互操作的情况下，该字段填写的为RAI、LAI以及SGSN分配的P-TMSI映射成的GUTI值。

  • UE进行紧急呼叫的情况下，如果没有USIM卡，UE则使用IMEI进行附着。

说明：

234G互操作网络流程中，UE从3G网络回到4G网络时，如果存在MME分配的GUTI，则填写在Additional GUTI字段中。此时，EPS mobile identity字段填写的是从P-TMSI、RAI等映射成的GUTI。

7）UE network capability：

该信元给网络提供UE在EPS或GPRS网络方面的信息。其内容将会影响网络处理UE的操作。

该字段指出UE支持的安全算法。在安全流程的算法协商阶段，MME将根据自己支持的算法，以及UE支持的算法选择合适的算法用于后续的完整性检查和加解密处理。

说明：其中EEA为UE支持的加密算法；EIA为UE支持的完整性算法。

目前需要关注的加密算法只有三种，分别为：

  • EEA0：空加密算法

  • EEA1：Snow-3G加密算法

  • EEA2：AES加密算法

目前需要关注的完整性算法只有三种，分别为：

  • EIA0：空完整性算法

  • EIA1：Snow-3G加密算法

  • EIA2：AES完整性算法

8）ESM message container

用于在EMM消息中包含ESM消息。

ESM消息有如下几种：

  • Activate dedicated EPS bearer context accept

  • Activate dedicated EPS bearer context reject

  • Activate dedicated EPS bearer context request

  • Activate default EPS bearer context accept

  • Activate default EPS bearer context reject

  • Activate default EPS bearer context request

  • Bearer resource allocation reject

  • Bearer resource allocation request

  • Bearer resource modification reject

  • Bearer resource modification request

  • Deactivate EPS bearer context accept

  • Deactivate EPS bearer context request

  • ESM information request

  • ESM information response

  • ESM status

  • Modify EPS bearer context accept

  • Modify EPS bearer context reject

  • Modify EPS bearer context request

  • Notification

  • PDN connectivity reject

  • PDN connectivity request

  • PDN disconnect reject

  • PDN disconnect request

9）Old P-TMSI signature

指示一个用户的GMM上下文。

10）Additional GUTI

也是前面的6）EPS mobile identity的一种。

234G互操作网络流程中，UE从3G网络回到4G网络时，如果存在MME分配的GUTI，则填写在Additional GUTI字段中。此时，EPS mobile identity字段填写的是从P-TMSI、RAI等映射成的GUTI。

这样，MME收到了以后可以区分出来，这是一个native的4G用户，还是从23G过来的。

11）Last visited registered TAI

UE最后访问的跟踪区标识。标识UE从哪里来的。通过该信元，当前MME可以查询DNS寻址到Old MME。

12）DRX parameter

非连续接收（Discontinuous Reception）参数。如果UE支持A/Gb模式或者Iu模式，或者UE想向网络指示其特殊的DRX参数，则携带该信元。

13）MS network capability

MS网络能力。如果UE支持A/Gb模式或者Iu模式，需要携带该信元，向网络指示其能力。用于给网络侧提供MS的GPRS相关信息。详细的信元解释请参见3GPP TS 24.008 V9.4.0中10.5.5.12章节。

14）Old location area identification

如果UE有一个有效的位置区标识，则需要在联合附着流程中携带该信元。

15）TMSI status

临时移动台标识状态。用于指示当前的TMSI是否可用。在联合附着流程中，UE需要携带该信元以便核心网侧判断是否需要重新为UE分配TMSI。如果UE没有有效的TMSI可用，则需要在联合附着流程中携带该信元。

16）Mobile station classmark 2

如果UE支持SRVCC to GERAN or UTRAN，或者如果UE正在执行一个联合附着流程，则需要携带该信元。用于除指示移动终端的高优先级信息外，还指示了低优先级信息。Classmark2由移动终端送来的CM业务请求消息中带上，3G位置更新请求中也会带上Classmark2。

  • revision-level：Revision level

  • es-IND：Controlled Early Classmark Sending

  • a5or1：A5/1 algorithm supported

  • rf-power-capability：RF Power Capability

  • pS-capa：PS (pseudo-synchronization) capability

  • sS-Screen-Indicator：Supplement Service Screening Indicator、补充业务能力指示

  • sM-ca-pabi：SM capability (MT SMS pt to pt capability)、短消息能力

  • vBS：VBS (voice-broadcast-service) notification reception、语音广播业务

  • vGCS：VGCS (voice-group-call-service) notification reception、语音组呼叫业务

  • fC：FC Frequency Capability

  • cM3：CM3

  • lCSVA-CAP：LCS (location-service) VA (value added) capability、定位能力

  • uCS2：UCS2 (universal-character-set-2) treatment、ucs2字符支持能力

  • soLSA：SoLSA

  • cMSP：CM Service Prompt：CCBS业务

  • a5or3：A5/3 algorithm supported

  • a5or2：A5/2 algorithm supported

17）Mobile station classmark 3

如果UE支持SRVCC to GERAN or UTRAN，则需要携带该信元。

详细的信元解释请参见3GPP TS 24.008 V9.4.0中10.5.1.7章节。

18）Supported Codecs：

支持的编解码。如果UE支持SRVCC to GERAN or UTRAN，则需要携带该信元用于指示支持的CS语音编码。UE所支持的语音编码在eSRVCC切换时通过Sv接口由MME发送给MSC-S，方便CS域做编解码协商。

19）Additional update type：

用于提供联合附着请求或者联合TAU流程的附加信息。

Additional update type value:

  • 0: 无附加信息，解释为联合附着请求或者联合TAU流程。

  • 1: SMS only.

20）Voice domain preference and UE's usage setting：

语音域选择及UE的用法（偏好）设置。

如果UE支持CS fallback、SMS over SGs和IMS Voice，则携带该信元。

该字段包含两部分内容：

说明： 

- UE不支持IMS 语音时，Voice domain preference for E-UTRAN 为“CS Voice only”。

- UE只支持IMS 语音时，Voice domain preference for E-UTRAN 为“IMS PS Voice only”。

21）Device properties：

用于指明MS配置了NAS信令低优先级。网络侧可以用该信元实现核心网络拥塞处理以及计费目的。

0

      

MS is not  configured for NAS signalling low priority

1

      

MS is  configured for NAS signalling low priority

22）Old GUTI Type

当UE附着请求身份标识里携带的是Old GUTI（而不是携带的IMSI），则该信元可标识Old GUTI的类型是Native GUTI（即纯4G用户），还是Mapped GUTI（即234G互操作用户，映射而来的GUTI），核心网可以据此判断要去找old MME还是old SGSN。

23）MS network feature support

用于指示TAU、RAU、IMSI附着、GPRS附着以及EPS附着流程时的移动性管理参数。

MS network  feature 

support IEI

0

Spare

0

Spare

0

Spare

extended  periodic timers

Extended  periodic timers (octet 1)
 

Bit

1

  

0

MS does not  support the extended periodic timer in this domain

1

MS supports  the extended periodic timer in this domain
 

The relevant  extended periodic timer is T3212 for MM messages, T3312 for GMM messages, and  T3412 for EMM messages.

取值为0代表不支持T3212/T3412，取值为1代表支持。

24）TMSI based NRI container

由参数“Network resource identifier container”来定义。该参数提供了分配的TMSI的一部分，用于决定实际的NRI。

  • UE's usage setting

    • 当Bit第3位是“0”，表示“Voice centric”。

    • 当Bit第3位是“1”，表示“Data centric”。

  • Voice domain preference for E-UTRAN

    • 当Bits前两位分别为“0 0”，表示“CS Voice only”。

    • 当Bits前两位分别为“0 1”，表示“IMS PS Voice only”。

    • 当Bits前两位分别为“1 0”，表示“CS voice preferred, IMS PS Voice as secondary”。

    • 当Bits前两位分别为“1 1”，表示“IMS PS voice preferred, CS Voice as secondary”。

25）T3324 value

由“GPRS Timer2”参数定义。用于指明某个GPRS特定参数的值。T3324用于终端“PSM（Power Saving Mode：电源省电模式）”的场景。

26）T3412 extended value

由“GPRS Timer3”参数定义。用于指明某个GPRS特定参数的值。当UE在附着请求中携带了T3324请求使用PSM并且UE在“MS Network Feature Support”信息元素中声明支持扩展周期性计时器（extended periodic timer），则UE可以携带本信元请求分配一个特定的T3412值。

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