EPS系统中用管理模型来描述用户的状态转变情况。系统或者用户自己有任何的操作,系统都会根据用户当前的状态确定该执行何种移动性管理操作;另一方面,系统执行的移动性管理操作也会引起用户状态的改变。 
EPS有两种管理模型,分别为EMM(EPS Mobility Management,EPS移动性管理)状态机和ECM(EPS Connection Management,EPS连接性管理)状态机。UE和MME中都有这两个状态模型。 
EPS移动性管理(EMM)状态模型描述的是UE在网络中的注册状态,表明UE是否已经在网络中注册。注册状态的转变是由于移动性管理过程而产生的,比如附着过程和TAU过程。EMM状态模型有两种状态:EMM-DEREGISTERED和EMM-REGISTERED,UE和MME中的移动性管理状态模型如图4-1和图4-2所示。 
 
图4-1  UE的EMM状态机转变 
EPS连接管理状态(ECM)描述的是UE和EPC间的信令连接性,也有两种状态:ECM-IDLE和ECM-CONNECTED,UE和MME中的连接管理状态模型如图4-3和图4-4所示。 
总的来说,ECM状态和EMM状态是相互独立的。不管ECM是什么状态,EMM- REGISTERED都可以向EMM-DEREGISTERED转变,例如,在ECM-CONNECTED状态下发生显式去附着的时候,或者ECM-IDLE状态下发生MME中的本地隐式去附着时。 



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图4-2  MME的EMM状态机转化 
 
图4-3  UE的ECM状态机转化 
 
图4-4  MME的ECM状态机转化 
但是,ECM和EMM也还是有关系的,比如UE从EMM-DEREGISTERED向EMM- REGISTERED转变之后,UE的ECM状态才是有意义的。 
EPS系统根据用户的EMM和ECM的状态,决定用户可以执行的动作。如果用户是在EMM-DEREGISTERED状态,则此时网络不知道用户的位置,用户可以进行PLMN选择;如果用户是在EMM-REGISTERED和ECM-IDLE状态,则网络可以知道用户的TA,用户可以进行小区重选;如果用户是在EMM-REGISTERED和ECM-CONNECTED状态,无线承载已经建立了,网络可以知道用户所在的小区,那么用户是可以进行切换的。 
从2.5G GPRS开始,3GPP系统中就用状态模型来描述用户的状态了,随着系统的演进,状态模型也在逐渐演进和完善。相比之前的2.5G和3G GPRS系统,SAE系统中的状态模型更加简单、合理,它从两个层面描述:用户的注册状态以及用户和核心网间的信令连接状态,概念非常清晰,状态模型也很简单。而以3G中的PMM状态模型为例,其中既描述了用户的附着注册行为,也描述了用户和网络间的信令连接,状态模型不易于理解和使用。 
应该说,EPS中的模型简单化跟EPS中的默认承载的使用是有一定关系的,因为有默认承载的概念,所以网络侧的连接在用户附着以后就会一直存在,可以说默认承载和用户附着完成是同时出现的,因此,如果描述了用户附着的行为,就无须描述核心网侧的承载或连接状态了。 
(1)EMM-DEREGISTERED 
如果UE是在EMM-DEGEGISTERED状态,则MME中的EMM上下文中没有UE有效的位置或路由信息。UE在MME中是不可及的,因为系统不知道UE的位置信息。 
但是,在EMM-DEREGISTERED状态,UE和MME中是有可能保存一些UE的上下文



 
的,比如鉴权信息,这样能避免每次附着的时候都要运行AKA程序。 (2)EMM-REGISTERED 
用户通过E-UTRAN或者GERAN/UTRAN进行了成功的附着程序后,UE就进入了EMM- REGISTERED状态。MME进入EMM-REGISTERED状态,可以是通过UE从GERAN/UTRAN选择了一个E-UTRAN小区而触发的TAU程序,也可以是通过UE从E-UTRAN中触发的附着程序。在EMM-REGISTERED状态,UE就可以正常使用业务了。 
UE在MME中的位置信息至少能准确到TA列表的程度。在EMM-REGISTERED状态,UE至少有一个永远都在的激活的PDN连接,并且建立了EPS安全上下文。 
在执行完去附着程序后,UE和MME中的状态就会变为EMM-DEREGISTERED。收到TAU拒绝和附着拒绝消息,UE和MME中的状态行为取决于拒绝消息中的“原因值”,但是在大部分情况下,UE和MME中的状态都会变成EMM-DEREGISTERED。 
如果UE所有的承载都释放了,比如完成了从E-UTRAN向Non-3GPP接入的切换以后,那么MME中UE的MM状态应该变为EMM-DEREGISTERED。如果UE是驻扎在E-UTRAN中的,则UE检测到它所有的承载都释放了以后, UE应该把自己的状态改为EMM-DEREGISTERED。如果UE驻扎在GERAN/UTRAN中,则属于UE的所有承载(PDP上下文)都释放了以后,UE要把TIN(Temporary Identity used in Next update,下次更新时用的临时标识)设置为P-TMSI来去激活ISR。这样能保证用户在重新选择E-UTRAN的时候,能够执行TAU。如果UE在执行向Non-3GPP接入系统切换的时候,关闭了E-UTRAN接口,则UE要把自己的MM状态改为EMM-DEREGISTERED。 
在隐式去附着定时器超时的时候,MME可以随时执行隐式去附着程序,执行完隐式去附着程序后,MME中用户的状态就会变为EMM-DEREGISTERED。 
(1)ECM-IDLE 
如果UE和网络间没有NAS信令连接,UE就处于ECM-IDLE状态。在ECM-IDLE状态,UE可以执行小区选择/重选,或者进行PLMN选择。 
ECM-IDLE状态的UE在E-UTRAN中是没有UE上下文的,此时既没有S1_MME连接,也没有S1_U连接。 
如果UE是在EMM-REGISTERED和ECM-IDLE状态,则UE能够实现以下功能。 ① 如果当前的TA不在UE从网络收到的TA列表中,则UE可以执行一个TAU来维持注册状态,并使得MME能够寻呼到UE。 
② 执行周期性的TAU,以通知EPC,UE是可用的。 
③ 如果RRC(Radio Resource Control,无线资源控制)连接释放的时候,释放原因是“因为负载均衡的原因要求做TAU”,则可以执行TAU。 
④ 如果UE的TIN是“P-TMSI”,UE要重新选择一个E-UTRAN小区,则可以执行TAU。 ⑤ 如果由于UE的核心网能力信息改变或者UE特定的DRX参数变了,则可以执行TAU。 ⑥ 响应MME执行业务请求程序而发起的寻呼消息。 
⑦ 如果要发送上行用户数据,则可以执行业务请求,以建立无线承载。 
UE和MME间的信令连接建立了之后,UE和MME都进入了ECM-CONNECTED状态。触发用户的状态从ECM-IDLE向ECM-CONNECTED转变的起始NAS消息有附着请求、TAU






请求、业务请求或去附着请求。 
如果UE是在ECM-IDLE状态,则UE和网络有可能是处于不同步的状态的,即UE和网络可能有不同的已经建立的EPS承载的集合。一旦UE和MME都进入了ECM-CONNECTED状态,UE和网络中的EPS承载集合就同步了。 (2)ECM-CONNECTED 
在ECM-CONNECTED状态,MME中的UE位置信息能够准确到服务的eNB标识的程度。在此状态下,UE可以执行切换程序。 
如果EMM系统中的TAI不在UE注册时的TA列表中,UE就要执行TAU程序,或者如果UE的TIN指示的是“P-TMSI”,则切换到了E-UTRAN小区时,也要执行TAU程序。 
UE在ECM-CONNECTED状态时,UE和MME之间是有信令连接的。信令连接包括两部分:RRC连接和S1_MME连接。 
如果UE到MME间的信令连接释放了或者中断了,则UE要进入ECM-IDLE状态。这种释放或者中断可以是由eNB显式地告诉UE的,也可以是由UE自己检测到的。 
S1释放程序能把UE和MME的状态从ECM-CONNECTED变为ECM-IDLE。但是,UE可能不会收到S1释放的指示,比如,由于无线链路差错或者出了覆盖区,此时,UE和MME中的ECM状态会出现临时的不匹配。 
在信令程序之后,MME可以释放到UE的信令连接,然后UE和MME中的状态就会变为ECM-IDLE。 
如果UE变成了ECM-CONNECTED状态,但是不能建立无线承载,或者在切换的时候,UE不能维持一个承载,就要去激活相应的EPS承载