3GPP LTE Introduction （TAU） ・A hands-on resource for mobile engineers ※written in Japanese

1. 3GPP LTE解説資料
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3GPP LTE introduction 5 （TAU）Rev2.00
2022年9月12日 Centimani 株式会社（技術顧問 安永 隆一）

2. 内 容
１．定期的に行われるTAU
２．Attachの主な接続ケース
３．TAUステータスとベアラの状態
Appendix

3. １．定期的に行われるTAU

4. TAU概要（定期）
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【実施時の状態】
UEのトラフィックがないため、ECM / RRC-Idle状態時にMMEを定期的に更新する際に実行。
【開始トリガ】
TAU手順は、UEがアタッチしたときにMMEによって割り当てられたTAIのリストにない新しいTAに入るか、
TAUタイマーが切れたときに開始される。
【要求時の状態】
アイドル状態のUEは、TAUタイマー（T3412）が切れたときにTAU要求メッセージを送信することにより、
現在の場所をMMEに報告する。
【更新後の状態】
ECM / RRC接続状態に移行し、定期的なTAU手順を実行後、UEはアイドル状態に戻る。
※Emergency bearers
・UEが緊急ベアラサービスのために接続され、タイマーT3412が満了する場合、UEは周期的なトラッキングエリア更新手順を開始しない。
・UEが緊急ベアラーサービスのために接続されておらず、タイマーT3412が満了すると、周期的トラッキングエリア更新手順が開始され、タイマーは
次の開始のための初期値に設定される。

5. TAU概要（定期）
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【実施要件】
・定期的なTAUを実施するため、MMEは、UEが最初にネットワークに接続するときに
Attach Acceptメッセージに含まれるTAIリストとTAUタイマー（T3412）をUEに提供
する。
・UEは、それらを使用して、TAUタイマーの満了時にTAU手順を実行する。
・MMEは、UEからTA情報を受信すると、UEの現在の位置情報（TA、セル）を更新し、
最新の情報を保持する。
※UEがアイドル状態の間にUE宛てのトラフィックがある場合、MMEは、UEが現在位置として報告した
TAのセルにページングメッセージを送信することにより、新しいトラフィックについてUEに通知する。

6. TAU状態遷移
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ECM-
Connected
RRC-
Connected
ECM-Idle
RRC-Idle
TAU Request
TAU Accept
EMM-Registerad
T3412
定期的なTAU前
定期的なTAU後
1
2
3
4
左図は、定期的なTAU手順の前後のUEの状態遷移を示す図で
ある。
T3412が満了すると、アイドル状態であったUEはMMEにTAU要求
メッセージを送信して、現在のTAと最後のTAを報告する（その後、
接続状態に移行する）。
MMEは、UEの位置情報（TA）を更新した後、TAU Accept
メッセージをUEに返す。
その結果、2つのエンティティ間のシグナリング接続が解放され、UEは
アイドル状態に戻る。
2
３
4
５
UE
MME
５

7. ２．TAUとEMM＆ECMステータスの関係

8. TAUとEMM/ECM/RRCステータスとの基本制御の関係性
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ECM-Idle
RRC-Idle
ECM-Idle
RRC-Idle
ECM-
Connected
RRC-
Connected
ECM-Idle
RRC-Idle
A B C D
Attach
・Detach
・Attach reject
・TAU reject
・Radio Link
Failure
・UE power off
・New Traffic
・TAU Request
Power on
・Power on
長時間電源
が切れる
PLMN /
Cell Selection
PLMN /
Cell Selection
Attach
Hand
over
・Radio link failure
・UE power off
Cell Recelection
・UE Inactivity
・TAU Accept
EMM-Registered
EMM-Deregistered

9. EMM/ECM/RRCステータス
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A
EMM-Deregistered + ECM-Idle +
RRC-Idle
・サブスクリプション後にUEが初めてオンになったとき
・UEが長時間オフになった後にオンになった場合
・UEおよびMMEにUEコンテキストは無い。
Ｂ
EMM-Deregistered + ECM-Idle +
RRC-Idle
・UEがオフされた後、一定時間内にスイッチオンされる場合
・無線リンク障害のために通信中にECM接続が失われた場合
・最後のアタッチからのいくつかのUEコンテキストは、UEおよび
MMEにまだ格納できる（たとえば、すべてのAttachプロシージャ
中にAKAプロシージャを実行しないようにするため）。
Ｃ
EMM-Registered + ECM-Connected +
RRC Connected
・UEがネットワーク（MME）に接続されていて、サービス
（インターネット、VoD、ライブTVなど）を使用している場合
・UEのモビリティは、ハンドオーバー手順によって処理される。
Ｄ
EMM-Registered + ECM-Idle +
RRC-Idle
・UEがネットワーク（MME）に接続されているが、サービスを使用
していない場合
・UEのモビリティは、セル再選択手順によって処理される。
状態 状況

10. 基本的なEMM proceduresおよびケース・手順等
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NASプロトコルでサポートされているEMM手順のタイプと、これらの各タイプに属する特定の手順。
EMM Common Procedure
（EMM共通の手順）
・GUTI Allocation
・Authentication
・Security Mode Control
・UE Identification
・EMM Information
EMM Specific Procedure
（EMM固有の手順）
①Attach
➁Detach
➂Tracking Area Update
EMM Connection Management
Procedure
（EMM接続管理手順）
①Service Request
➁Paging
➂Transport of NAS Message
Type EMM Procedures
①EMM+ECM+RRCの状態組合せにより、4つの手順
がある。
①の主な接続ケースは5つある
➁はUE、MME、HSSが開始する3つのケース、7つの
トリガがある。
➂は定期、ハンドオーバ、セルリセレクションの3つの
ケースがある。
①はUE（UL Traffic）、Network（DL Traffic）
トリガの２つの手順がある。
➁P-RNTIの有無の2つの手順がある。
➂はUE、Networkトリガの２つの手順がある。
主なケース・手順

11. ３．TAUステータスとベアラの状態

12. 定期的なTAUとBearer（典型的なTAU直前のベアラ状態）
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SGW
UE eNB MME PGW
DRB Released S5 Bearer
RRC Connec S1 Signaling
Connection
S11 GTP-C S5 GTP-C
ECM Connection Released
EPS Connection
S1 Bearer
ECM-Idle
RRC-Idle RRC-Idle
EMM-reg
ECM-Idle
EMM-reg
HSS

13. 定期的なTAUとBearer（TAU実施後のベアラ状態）
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ECM接続確立およびTAレポート
定期的なTAUトリガー
UE認証とNASセキュリティのセットアップ（オプション）
SGW
UE eNB MME PGW
DRB Released S5 Bearer
RRC Connec S1 Signaling
Connection
S11 GTP-C S5 GTP-C
ECM Connection Released
EPS Connection
S1 Bearer
EMM-reg
HSS
ECM-Conn
RRC-Conn
EMM-Regs
RRC-Conn
ECM-Conn

14. APPENDIX

15. NASにおけるセッション・接続管理
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ECM（EPS Connection Management）
EPS接続管理の状態は、UEとEPC間の信号接続状態を管理している。 2つのECM
状態、つまりECM-IDLEとECM-CONNECTEDが存在する。
EMM（EPS Mobility Management）
EPSベアラのアクティブ化、削除に加えて、さまざまなEMMおよびECM状態も管理している。
・EMMの状態は、モビリティ管理手順の結果が記述されている。
・EMM-DEREGISTEREDとEMMREGISTEREDの2つのEMM状態が存在する。
ESM（EPS Session Management）
ESM（EPSセッション管理）およびEMM（EPSモビリティ管理）エンティティは、EPS
ベアラーのアクティブ化と変更など、PDN（パケットデータネットワーク）セッション管理の
シグナリングの全ての側面をサポートする。

16. UE/MME間の制御信号の状態とプロトコルスタック
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UE eNB MME
NAS
RRC
PDCP
RLC
MAC
PHY
RRC
PDCP
RLC
MAC
PHY
S1-AP
SCTP
IP
L1
S1-AP
SCTP
IP
L1
NAS
LTE-Uu S1-MME
L2 L2
RRC
Connection
Bearer Context
Active
Bearer Context
Inactive
EMM-Registered EMM-Deregistered
ECM-Connected ECM-Idle
States in NAS Layer
RRC-Connected
RRC-
Idle
States in RRC Layer
S! Signaling
Connection

17. COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 2022/11/16 17
3GPP標準化技術仕様に関する知識は、
翻訳し、読むだけでは
なかなか理解が進まないものです。
理解するには、実際のコールフローシナリオに基づき
実際の通信ログとの整合性確認等は欠かせませんが、
その様な資料は広く共有されていないのが現状です。
本資料は、弊社内で3GPP技術仕様の
理解・知識向上を図るため作成したものです。
コンテンツは可能な限り、ベンダー / キャリア依存などを
除外して作成しておりますが、一部標準化や実用化が
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