4G EPS 中建立 UE 和 MME 之间的 NAS（非接入服务）信令连接

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《4G EPS 中的随机接入》
《4G EPS 中建立 UE 与 eNB 之间的 RRC 连接》
《4G EPS 中建立 eNB 与 MME 之间的 S1 连接》

建立 NAS（非接入服务）信令连接

首先我们需要明确一件事情，NAS 层是一个抽象概念，在该层上传输的消息被称为 NAS 消息，例如之前提到 UE 发出的 ATTACH REQUEST（UE 附着请求）、SERVICE REQUEST（UE 业务请求）以及 PDN CONNECTIVITY REQUEST（PDN Connection 创建请求）都是 NAS 消息。但实际上 UE 和 MME 之间 NAS 信令连接（NAS Signalling Connection）是由 UE 到 eNB 之间的 RRC 连接（由于 eNB 不具有 NAS 实体，而是通过 RRC 连接以及 RRC 消息作为 NAS 消息的 “便车”）以及 eNB 到 MME 之间的 S1 连接（S1-C 接口只传输 S1AP 消息，所以 NAS 消息在此也会搭 S1AP 消息的 “便车”）构成的。

• 关于 NAS 消息的重点是：UE 的 NAS 消息目标是 MME，MME 的 NAS 消息目标是 UE ，NAS 消息经 eNB 转发，但看 NAS 消息时可将 eNB 视作透明。
• 关于 NAS 信令连接的重点是：NAS 信令连接是 UE 和 MME 之间发送 NAS 消息的通道，由 RRC 连接和 S1 连接构成，只有 NAS 信令连接存在时 UE 和 MME 才可发送 NAS 消息，否则应先建立 NAS 信令连接。

当 NAS 信令连接存在时，UE 处于 ECM-CONNECTED（已连接）状态，反之则处于 ECM-IDLE（空闲）状态。UE 和 MME 各自管理着自己或某个 UE 的 ECM 状态。

• 对 MME 来说，可见的是 S1 连接，当某个 UE 的 S1 连接建立时立即进入 ECM-CONNECTED 状态，当 S1 连接释放时立即进入 ECM-IDLE 状态；
• 对 UE 来说，可见的是 RRC 连接，当 RRC 连接建立时立即进入 ECM-CONNECTED 状态，当 RRC 连接释放时立即进入 ECM-IDLE 状态。

当 UE 处于 ECM-CONNECTED 状态时，UE 和 MME 之间才可以发送 NAS 消息，当 UE 处于 ECM-IDLE 状态时，UE 和 MME 发送 NAS 消息要先建立 NAS 信令连接，即 RRC 连接和 S1 连接。当 E-RAB 存在时，NAS 信令连接必然存在，反之则不然，建立 NAS 信令连接不一定是为了建立 E-RAB，甚至可能是为了发送 DETACH REQUEST（NAS 消息），把 UE 踢下线。

简而言之，NAS 信令连接就是 UE 是 MME 之间通信的桥梁，下面列举需要 NAS 层支持的 EPS 核心功能：

• PDN Connection 管理：包括 Connection 的建立、修改、释放、QoS 协商。
• UE 管理：包括用户签约数据管理，以及 UE 附着、去附着。
• 安全管理：包括 UE 与 EPS 之间的鉴权及加密初始化。