Состояния мобильной станции (UE) в E-UTRAN

В процессе работы в сети E-UTRAN мобильная станция может находиться в одном из 3-х состояний (рис. 3.13):

- ECM_DETACHED [1],

- ECM_CONNECTED (ACTIVE),

- ECM_IDLE.

Рис.3.13. Состояния UE в E-UTRAN

В состоянии ECM_DETACHED станция находится после ее включения. В этом состоянии абонент не имеет активизированного IP-адреса, а сама станция не зарегистрирована в сети.

После выполнения процедуры доступа к сети UE получает регистрацию в ней и переходит в состояние ECM_CONNECTED ( ACTIVE). В этом состоянии идет обмен сообщениями (как сигнальными, так и пакетами трафика) по радиоинтерфейсу. Дальнейшее время станция будет находиться либо в состоянии ECM_ACTIVE, либо в состоянии ECM_IDLE. В состоянии ECM_ACTIVE абонент имеет активированный адрес, а сама UE связана с конкретным eNB. Терминал получает временный идентификатор C-RNTI (Cell Radio Network Temporary Identifier). Состояние ECM_ACTIVE имеет 2 варианта: IN_SYNC и OUT_OF_SYNC, в зависимости от того, синхронизирована передача вверх с eNB или нет. В состоянии IN_SYNC eNB измеряет задержку при поступлении OFDM-символов на свой приемник и корректирует время упреждения на UE. Если в течение определенного времени (временного окна) передача вверх отсутствует, коррекция времени упреждения становится невозможной и UE переводят в состояние OUT_OF_SYNC. Для того, чтобы восстановить синхронизацию вверх, UE необходимо заново выполнить процедуру доступа к сети.

В состояние ECM_IDLE станцию переводят на время пауз в сеансе связи. В этом состоянии абонент сохраняет свой IP-адрес, сеть поддерживает абонентские базы данных, где местоположение абонента определено с точностью до группы сот (зоны). Большую часть времени UE «спит», периодически включая приемник для прослушивания сигналов системного управления и пейджинга. Для перехода из состояния ECM_IDLE в состояние ECM_ACTIVE UE выполняет процедуру доступа к сети.

После подключения к сети абонентской станции для абонента открывают базы данных в ММЕ, S-GW и PDN GW, организуя туннельные соединения на интерфейсе S5/S8. При этом абоненту, имеющему индивидуальный системный номер IMSI (International Mobile Subscriber Identity), ММЕ назначает временный номер M-TMSI (MME Temporary Mobile Subscriber Identity) длиной 32 бита.

Как было сказано, после подключения к сети E-UTRAN UE может находиться в двух состояниях: ECM_CONNECTED и ECM_IDLE [2]. В состоянии CONNECTED (ACTIVE) активизировано соединение на радиоинтерфейсе между UE и eNB, в обслуживающем eNB открыта база данных UE, и организованы сквозные каналы на интерфейсе S1 для передачи сигнализации или трафика. Местоположение абонента известно с точностью до соты, а при перемещении абонента от одного eNB к другому происходит процедура хэндовера (рис.3.100).

Рис.3.100. Процедуры при перемещении абонента по сети LTE

В перерывах передачи трафика по радиоканалу сеть переводит UE в состояние IDLE. В этом состоянии сохраняются базы данных абонента в ММЕ, S-GW, PDN GW и туннели на интерфейсах S5/S8 и S11. Станция в состоянии IDLE локализована с точностью до зон слежения (Tracking Area). Зона слежения – это группа сот, через которые передают одновременно сигналы пейджинга (вызов по радиоканалу при поступлении входящего трафика). Для передачи пейджинга используют идентификатор S-TMSI = MMEC + M-TMSI <40бит>. MMEC – код обслуживающего ММЕ <8 бит>. Аналогично в пакетных сетях GERAN/UTRAN станция локализована в зоне маршрутизации (Routing Area). Однако, в отличие от сетей GERAN/UTRAN, в E-UTRAN, ММЕ может зарегистрировать станцию в нескольких зонах слежения одновременно, сообщив UE список этих зон (TAI-list).

Перемещаясь по сети в состоянии IDLE, UE прослушивает сигналы eNB, совершая процедуру реселекции сот, т.е. переключаясь на eNB с наиболее сильным сигналом. При переключении на eNB, расположенном в зоне, отсутствующей в списке, UE запускает процедуру локализации. При этом происходит обновление базы данных абонента в ММЕ, а абонент получает новый временный номер M-TMSI.

M-TMSI является частью глобального временного идентификатора, который получает абонент, обслуживаемый в сети LTE. Этот идентификатор GUTI (Globally Unique Temporary Identifier) состоит из глобального идентификатора ММЕ GUMMEI и M-TMSI: GUTI = GUMMEI + M-TMSI. GUTI записывают и сохраняют в USIM-карте. После завершения сеанса связи база данных абонента в ММЕ стирается не сразу. Она блокируется на время, установленное оператором. Если в течение этого времени абонент снова подключится к сети LTE, то он может идентифицировать себя как GUTI. В результате упрощается процедура запуска нового сеанса связи (процедура Attach) и обеспечивается более высокая степень безопасности абонента.