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3GPP LTE Detailed explanation 3 （TAU_Tracking Area Update）
3GPP LTE Detailed explanation （TAU_Tracking Area Update） ・A hands-on resource for mobile engineers ※written in Japanese
3GPP LTE Detailed explanation 3 （TAU_Tracking Area Update）
- 1. 3GPP LTE解説資料 2022/11/16 1 COPYRIGHT© 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 3GPP LTE Detailed explanation 3 （Tracking Area Update）Rev2.00 2022年9月14日 Centimani 株式会社（技術顧問 安永 隆一）
- 2. 内 容 １．Tracking AreaUpdateとは ２．TAU（Tracking Area Update）コールフロー ３．TAU（Tracking Area Update）メッセージ
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- 4. TAU（Tracking Area Update）とは 2022/11/164 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED ・待ち受け状態の移動局に対する呼び出し（ページング）を実現するため、コアネットワーク において移動局のいるエリアを把握する必要がある。 ※このため、UEは位置登録を行い自局の在圏するエリア（位置登録エリア）をコアネット ワークに通知を行う必要があり、LTEはそのエリアを「隣接するセルの集合単位毎」に Tracking Area（TA）と呼称し、移動局の位置を管理している。 移動局は、基地局が属するTracking Area識別子（Tracking Area Identifier）を 報知することで、在圏するトラッキングエリアを把握することができる。移動局が在圏する Tracking Areaは、位置登録（Tracking Area Update）を行うことでコアネットワーク 側に登録される。
- 5. 同一TAU（Tracking Area Update）内の動作（一例） 2022/11/165 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED Tracking Area #1 通信開始（eNB#1） 移動中eNB#2 にハンドオーバー 通信終了（eNB#2） RRC Idleとなり、セル リセレクション開始 セルリセレクションにより eNB#3がeNB#1と 同一のTracking Area内 であればTAUは行わない eNB#1 eNB#2 eNB#3
- 6. TAU（Tracking Area Update）を跨る動作（一例） 2022/11/166 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 移動中eNB#2 にハンドオーバー eNB#1 eNB#2 eNB#3 通信開始（eNB#1） Tracking Area #1 通信終了（eNB#2） セルリセレクションにより eNB#2でRRC Idle状態 同一のTracking Area内 であるため、TAUは行わない ・セルリセレクションによりeNB#3 を再選択。 ・この時eNB#3は異なる Tracking Area#2なので、 RRC接続により位置登録の 更新を行う。 Tracking Area #2
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- 8. TAU（Tracking Area Update）の流れ 2022/11/168 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNB TAU Request TAU Accept 新しいMMEは、UEから受信した 情報から、古いMME情報等を導出 し、旧MMEにコンテキスト情報要求 メッセージを送信してユーザ情報を 取得する。 New MME Old MME TAU Request Context Request Context Responce UEは、TAU要求メッセージを 送信することによってTAU手 順を開始する。 ・MMEは、TAU Accept メッセージをUEに送信する。
- 9. TAU（Tracking Area Update）コールフロー 2022/11/169 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB New MME S GW Old MME PDN GW HSS TAU Request Tracking Area Update UE Core Network Capability, old GUTI, last visited TAI, active flag, EPS bearer status, P-TMSI Signature, additional GUTI, KSIASME, NAS sequence number, NAS-MAC, KSISGSN TAU Request UE Core Network Capability, old GUTI, last visited TAI, active flag, EPS bearer status, P-TMSI Signature, additional GUTI, KSIASME, NAS sequence number, NAS-MAC, KSISGSN ・UEは、TAU要求メッセージを送信 することによってTAU手順を開始する。 ・このメッセージは、選択されたネット ワークおよび古いGUMMEIを示す RRCパラメータを含む。 ・eNodeBは、古いGUMMEIとRRCパラメータから MMEを導出する。 ・eNodeBは、メッセージを受信したセルおよび選択 されたネットワークを有するセルのTAI + ECGIとともに、 新しいMMEにTAU要求メッセージを転送する。
- 10. TAU（Tracking Area Update）コールフロー 2022/11/1610 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB New MME S GW Old MME PDN GW HSS Context Response Tracking Area Update old GUTI, complete TAU Request message, P-TMSI Signature, MME Address, UE validated Context Request IMSI, ME Identity (if available), MSISDN, unused EPS Authentication Vectors, KSIASME, KASME, EPS Bearer Context(s), Serving GW signaling Address and TEID(s), ISR Supported, UE Core Network Capability, UE Specific DRX Parameters Authentication / Security Authentication / Security サービングGWの変更が必要かどうかを判断する 新しいMMEは、UEから受信したGUTIを 使用して古いMME / S4 SGSNアドレスを 導出し、旧MMEにコンテキスト情報要求 メッセージを送信してユーザ情報を取得する。 ・古いMMEは、コンテキスト応答メッセージで応答する。 ・PDN GWアドレスおよびTEID（GTPベースのS5 / S8用）またはGREキー（アップリンクトラフィック用 のPDN GWでのPMIPベースのS5 / S8）およびTIは、 EPSベアラコンテキストの一部。 ・古いMMEがUEのISRをアクティブにすることができる場合、ISR Supportedが示される。 ・MSISDNは、古いMMEにそのUE用に格納されている場合に含まれる。
- 11. TAU（Tracking Area Update）コールフロー 2022/11/1611 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB New MME S GW Old MME PDN GW HSS Tracking Area Update Serving GW change indication Context Acknowledge UEコンテキストでGWおよびHSSを無効にする MMコンテキストの作成 非アクティブEPSベアラの ネットワークリソースの解放 Create Bearer Request IMSI, bearer contexts, MME Address and TEID, Type, the Protocol Type over S5/S8, RAT type ・新しいMMEは、旧MMEにコンテ キスト確認メッセージを送信する。 ・サービングGW変更指示は、 新たなサービングGWが選択 されたことを示す。 ・新しいMMEは新しいサービングGWを選択した場合、選択された新しいサービングGWにベアラ 作成要求メッセージを送信する。 ・PDN GWアドレスは、ベアラコンテキストに示される。 ・Typeは、更新ベアラ要求をPDN GWに送信することをサービングGWに指示する。 ・プロトコルタイプは、S5 / S8インタフェース上で使用されるプロトコルを指定する。 ・RATタイプは、無線アクセスの変化を示す。 ・PDN GWがUEの位置情報を要求した場合、MMEはまた、このメッセージ内にユーザ位置情報 IEを含む。
- 12. TAU（Tracking Area Update）コールフロー 2022/11/1612 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB New MME S GW Old MME PDN GW HSS Update Bearer Response Tracking Area Update Update Bearer Request Serving GW Address and TEID, RAT type MSISDN, PDN GW address and TEID(s) ・サービングGWはPDN GWの変更 について通知する。 ・無線アクセスタイプがメッセージに 含まれている。 ・ユーザー位置情報IEも含まれている。 ・PDN GWは、ベアラコンテキストを 更新し、ベアラ更新応答メッセージ を返す。 ・MSISDNは、PDN GWがUE コンテキストに格納している場合に 含まれる。
- 13. TAU（Tracking Area Update）コールフロー 2022/11/1613 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB New MME S GW Old MME PDN GW HSS Create Bearer Response Tracking Area Update ベアラコンテキストを更新する サブスクリプションデータが 存在するかどうか確認する ・PDN GWは、ベアラコンテキストを更新し、 ベアラ更新応答メッセージを返す。 ・MSISDNは、PDN GWがUEコンテキスト に格納している場合に含まれる。 ・新しいMMEは、GUTI、追加のGUTI、 または古いCNノードからのコンテキストデータ と共に受信されたIMSIによって識別された UEのための加入データを保持しているか どうかを検証する。
- 14. TAU（Tracking Area Update）コールフロー 2022/11/1614 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB New MME S GW Old MME PDN GW HSS Tracking Area Update Update Location MME Identity, IMSI, Update Type, MME Capabilities Cancel Location IMSI, Cancellation Type MMコンテキストの削除 ・このUEの新しいMMEには加入データが存在しないので、新しいMMEは、 HSSにUpdate Location Requestメッセージを送信する。 ・更新タイプは、HSSにおいてMME登録のみが更新されることを示す。 ・Update Typeは、HSSが他のRATへの位置をキャンセルするかどうかを示す。 ・HSSは、Cancellation Typeが Update Procedureに設定された古い MMEにCancel Locationメッセージを 送信する。 ・古いMME上のモビリティ管理 コンテキストを削除する。
- 15. TAU（Tracking Area Update）コールフロー 2022/11/1615 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED UE eNodeB New MME S GW Old MME PDN GW HSS Tracking Area Update Cancel Location Ack IMSI, Update Location Ack IMSI, Subscription Data ・古いMMEは、「位置確認応答 を取り消す」というメッセージで 確認応答する。 HSSは、新しいMMEにUpdate Location Ackメッセージを送信すること によってUpdate Location Request メッセージを確認応答する。 新しいトラッキングエリアでUEの存 在を確認する 新しいMMEは、（新しい）TAに おいてUEの存在を確認する。 GUTI, TAI list, EPS bearer status, KSIASME, NAS sequence number, NAS-MAC TAU Accept ・MMEは、TAU AcceptメッセージをUEに送信する。 ・MMTIが新しいGUTIを割り当てる場合、GUTIが含まれる。 ・TAU要求メッセージに「アクティブフラグ」が設定されている 場合、ユーザプレーン設定手順は、TAU受諾メッセージと 共にアクティブにすることができる。
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- 17. Tracking Area UpdateRequest 2022/11/16 17 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED Tracking Area Update Request Uplink NAS Transport eUTRAN-CGI UE-NAS ⇒MME-NAS Tracking Area Update Request TAI PLMN Id TAC PLMN Id Cell Id EPS Update Time M-TMSI Old GUTI Last Visited Tracking Area EPS Bearer Context Status TA Updating Bearer Context Active
- 18. Tracking Area UpdateAccept 2022/11/16 18 COPYRIGHT © 2022 Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED Tracking Area Update Accept UE-NAS ⇒MME-NAS Tracking Area Update Result EPS Update Time T3412 T3402 TA Updated
- 19. COPYRIGHT © 2022Centimani CO. CONFIDENTIAL. ALL RIGHTS RESERVED 2022/11/16 19 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 進んだシステムと整合性が担保できていない記述を 含んでいる場合があります。 本資料は、ロイヤリティフリーです。閲覧される皆さんの 知識定着と仕事の生産性の向上の一助としてご活用ください。 THANK YOU FOR VIEWS ryuichi@centimani.biz