13-LTE EMM - EMM Procedure - 3. S1 Release[中文翻译]

I.导语

 本文件将描述当UE变得不活动时释放S1连接的流程。当UE不活动时（在网络上注册，但不使用任何服务），不使用eNB分配的任何无线资源。因此，在已分配的资源中，网络会释放与无线接入相关的资源，并删除其相关信息（如ID、QoS参数等）。

从网络的角度来看，S1释放意味着释放控制平面的S1信令连接和RRC连接，以及用户平面的下行S1承载和DRB（数据无线承载）等与UE相关联的资源。然而，从UE的角度来看，这意味着失去了控制平面和用户平面中的RRC连接和DRB，分别是控制平面和用户平面中的RRC连接和DRB。一旦S1连接被释放，UE与MME之间的ECM连接就失去了，与UE相关联的所有上下文在eNB处被删除。然后，用户在UE和MME处从ECM-Connected状态过渡到ECM-Idle状态，但即使在过渡后仍保持在EMM-Registered状态。

本文解释了LTE网络中由于用户不活动而导致的S1释放流程。第II章介绍了如何进行S1释放，第III章总结了在S1释放程序后改变了哪些信息元素。

 

II.用户不活动导致的S1释放

S1释放可以由MME或者eNB发起。eNB发起的原因为：

• 用户不活动
• 重复的RRC信令完保校验失败
• UE产生的信令连接释放
• 未指明的失败
• 运营人员的介入

MME发起的原因为：

• 鉴权失败
• 去附着
• 未被允许的CSG小区

此外，eNB和MME可能会因为其他原因触发S1释放，如控制进程过载、用户面进程资源不够用等。

图1是S1释放前后用户面和控制面连接建立，以及其中的UE和MME的状态。释放前，建立了EPS承载和信令连接，支持用户与网络之间的流量传输（UE至PGW）。其中EPS承载由DRB、S1承载和S5承载组成，信令连接由ECM（RRC+S1信令连接）、S11和S5连接组成。其中UE和MME处于EMM-Registered和ECM-Connected状态，UE和eNB处于RRC-Connected状态。

但在S1释放后，DRB和下行链路S1承载在用户面释放，ECM连接（RRC+S1信令连接）在控制面丢失，释放E-UTRAN资源。需要注意的是，此时只释放下行链路S1承载的资源，上行链路的资源保留在网络中。

S1的释放与我们之前的文档中介绍的detach事件中的释放不同。在detach事件中，网络分配给UE的所有资源都被释放，因此UE过渡到EMM-Deregistered状态。但是，在S1释放的情况下，只有由无线接入网（E-UTRAN或eNB）分配的资源被释放，而由EPC分配的资源则保持不释放。因此，UE保持在EMM-Registered状态，过渡到ECM-Idle状态。之后当有上行/下行用户流量时，进行ECM连接和DRB/S1承载(下行)设置，将UE状态切换到ECM-Connected状态，并发送数据。

图2显示了在检测到用户不活动时，由eNB触发的S1释放流程（注：即使S1释放是由用户不活动以外的原因触发的，流程也是一样的）。如果S1释放是由MME触发的，则跳过图2中的步骤1。

 

1) [eNB -> MME] Requesting UE Context Release

eNB一旦检测到用户不活动，就像MME发送UE Context Release Request消息，携带释放的原因，来释放UE上下文。

2) [MME ->S-GW] Requesting S1 Bearer Release

MME向SGW发送Release Access Bearers Request消息，请求释放与此eNB相关的资源---S1 TEID(DL)，这样下行数据就无法发送给UE了。

3) [SGW] Downlink S1 Bearer Release

SGW释放所有此UE的S1承载资源(eNB相关资源，包括S1 TEID(DL)等)，但是保留了S1上行承载资源(SGW相关资源，包括S1 TEID(UL)等)。当上行数据到达时，eNB可以从MME获得S1 TEID(UL)，从而将数据从S1承载上传。 

4) [MME <- SGW] Responding to S1 Bearer Release Request

SGW向MME发送Release Access Bearers Response消息确认S1下行资源已经释放。然后，如果有发现UE的下行数据到达，则SGW先缓存，等待S1下行承载重新建立。 

5) [eNB <- MME] UE Context Release Command

MME向eNB发送UE Context Release Command消息，释放eNB中存储的UE上下文信息。 

6) [UE <- eNB] RRC Connection Release

eNB收到MME的命令后，删除保存的UE上下文信息。如果RRC连接还在，则eNB向UE发送RRC Connection Release消息释放RRC连接。这样，eNB就释放了所有此UE相关的无线资源和承载，以及UE上下文。 

7) [eNB -> MME] UE Context Release Complete

eNB向MME发送UE Context Release Complete消息作为步骤5)的响应。MME确认删除所有UE上下文。 

8) [MME] S1 Release

MME在UE上下文中删除除了S1TEID(UL)外，所有eNB相关信息。

 

III.EPS实体信息：S1释放前后

本章探讨了EPS实体中的信息元素在S1发布前后是如何改变的。所有的信息元素分为UE ID、UE位置、UE位置、安全性和EPS会话/承载信息。

3.1 S1释放前 

在S1释放之前，UE已经连接到了网络，其状态是EMM-Registered、ECM-Connected和RRC-Connected状态。因此，所有的EPS实体在EMM情况1中初始附着后的信息都是一样的。图3列出了每个EPS实体在执行S1释放前存储在每个EPS实体中的信息元素。

3.2 S1释放后

S1释放后，UE仍在网络上注册，但保持在EMM-Registered、ECM-Idle和RRC-Idle状态，不使用任何业务。由于UE没有连接到任何eNB，因此所有UE连接eNB，传输数据所需的所有信息都被释放。在控制平面，释放ECM连接（RRC+S1信令连接），而在用户平面释放DRB和下行S1承载。图4列出了每个EPS实体所拥有的信息元素，以及S1释放后仍然有效的连接。S1释放后被删除的元素用灰色表示。

Information deleted at UE:

• C-RNTI: 识别连接到小区中的UE
• ECGI: UE所在的小区信息 
• DRB ID: eNB分配的无线承载ID 
• AS Security Info: UE和eNB之间接入层安全上下文(RRC消息的完保/解密,用户数据的加密)

Information deleted at eNB:

• All information

Information deleted at MME:

• S1AP UE ID: S1信令连接中的UE ID(eNB S1AP UE ID and MME S1AP UE ID)
• ECGI: UE所在的小区信息 
• S1 TEID (DL): S1下行承载的TEID

Information deleted at SGW:

• ECGI: UE所在的小区信息 
• S1 TEID (DL): S1下行承载的TEID

IV.结语

到目前为止，我们已经讨论了S1释放流程，当UE在通过其接入的LTE网络使用服务后，在一定时间内保持非活动状态时，就会执行该流程。我们已经了解到，在释放流程结束后，UE仍然处于EMM-Registered状态，但过渡到ECM-Idle状态。在接下来的文档中，我们将研究服务Service Request流程。当有新的UL/DL流量来自/到达时，该UE处于ECM-Idle状态，就需要重新建立S1连接，这时就需要执行Service Request 流程了。