[4G&5G专题-80]：流程 - 4G LTE 跟踪区TA以及跟踪区位置更新流程TAU

Posted 2021-05-07 文火冰糖的硅基工坊

目录

第1章 跟踪区与跟踪区列表

1.1 什么是跟踪区TA

1.2 什么是跟踪区列表TAL

第2章 跟踪区位置更新流程TAU

2.1 TAU的触发流程

2.2 TAU的目标和作用

2.3 TU更新的场景

2.4 TU更新流程

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第1章 跟踪区与跟踪区列表

1.1 什么是跟踪区TA

（1）TA及相关的基本概念

TA：Tracking Area，跟踪区。TA是LTE系统为UE的位置管理新设立的概念，多个基站小区组成组成一个跟踪区。

与2G/3G中的路由器类似。

LA（位置区：LAI = PLMN +LAC）是2G和3G时代电路域的概念，它使移动交换机（MSC/SEVER）能及时知道终端的位置，当寻呼终端时，移动交换中心就在该终端的位置区中的所有小区进行搜索。

在一个位置区内终端不需位置更新；在跨LA移动时，需要发起LA更新过程，以便网络知道终端的位置区；同时终端为了和网络侧保持紧密联系，需要周期性LA更新过程。

RA（路由区：RAI = PLMN+ LAC +RAC）是2G时代和3G时代分组域的概念，它使SGSN能及时知道终端的位置，终端要发起数据传输前，须向SGSN 和HLR注册，并寻呼路由区内终端。

终端可以在一个RA内不需要做RA 更新；在跨路由区移动时将发生RA更新；同时需要进行周期性RA更新。

LTE的TA相当于LA,

LTE TAL相当于RA. 

（2）TA的作用

跟踪区（Tracking Area）是LTE/SAE系统为UE的位置管理新设立的概念。

其被定义为UE不需要更新位置服务的自由移动区域。

TA功能为实现对终端位置的管理，可分为寻呼管理和位置更新管理。

UE通过跟踪区注册告知EPC自己的跟踪区TA（Tracking Area）。

当UE处于空闲状态时，核心网络能够知道UE所在的跟踪区，同时当处于空闲状态的UE需要被寻呼时，必须在UE所注册的跟踪区的所有小区进行寻呼。

TA是小区级的配置，多个小区可以配置相同的TA，且一个小区只能属于一个TA。

（3）TA的标识

TAI是LTE的跟踪区标识（Tracking Area Identity），是由PLMN和TAC组成。

TAI = PLMN + TAC（Tracking Area Code）

 

1.2 什么是跟踪区列表TAL

（1）TA的问题

TA的引入，虽然减少了基站在不同小区之间频繁切换带来的信令开销。

但还有未解决的问题：

• TA是基站的物理空间的配置，不适合频繁更新
• 处于两个TA边缘的中终端，会出现频繁更新TA的情形。

（2） TAL的出现

为此，在TA的基础之上，引入了一个跟踪区列表TAL的概念，跟踪区列表TAL由多个TA组成。

TA的下述特点，很好的解决的TA遇到的问题

• 多个TA组成一个TA列表TAL，同时分配给一个UE，UE在该TA列表（TA List）内移动时不需要执行TA更新，以减少与网络的频繁交互；

• 当UE进入不在其所注册的TA列表中的新TA区域时，需要执行TA更新，MME给UE重新分配新的TA列表，新分配的TA列表也可包含原有TA列表中的一些TA；

• 每个小区只属于一个TA。

• TAL时间可以出现TA的重叠，这样避免两个TA的边缘处出现pingpong效应

• TAL是在核心网侧的定义，存放在核心网一侧，由核心网通过NAS信令告诉手机所在的TAL, TAL可以实现动态的更新。

• TAL的归属是MME, 不同的MME有不同的TAL。

（3）TAL作用

• TAL是寻呼的基本单位，TA不是寻呼的基本单位。
• TAL是TA更新的基本单位，并不是跟踪变化，都需要发起TAU流程。

 

第2章 跟踪区位置更新流程TAU

2.1 TAU的触发流程

（1）当UE进入了一个新的TA, 而这个TA不在当前的TAL中时

需要发起TAU流程，请求核心网，告诉自己，新的TA在哪个新的TAL中，即请求核心网更新当前的TAL.

（2）TAU定时器超时

TAU定时器超时时间为小时级别的，用于防止手机关机移动后，MME还长时间的保留给用户的信息。

（3）UE从其他网络进入LTE网络

此时立即向MME请求，当前TA所在的TAL.

2.2 TAU的目标和作用

备注：

GUTI是UE在网络中的全球唯一性的标识，当UE进入新的MME所管辖的新的网络时，需要获取在新的网络中的GUTI。

 

2.3 TU更新的场景

（1）周期的更新, 相当于TA位置消息的心跳信息

（2）从同一个MME下的一个TAL进入一个新的TAL

（3）从一个MME下的TAL进入另一个MME的TAL

 

2.4 TU更新流程

（1）Attch时更新

Attach时，在RRC连接请求中，捎带了TAU更新请求。

 

（2）RRC连接态下

直接通过已有的RRC连接上，向MME发起TAU更新流程。

此时不需要向基站申请RRC无线信令承载。

 

• 首先UE检查到TA或者TA list发生变化，手机会发起一个TAU request，这条信令是手机直接发给MME的。
• 如果UE是第一次接入那么MME会做一次鉴权，为UE创建一些安全相关的一些参数。
• MME收到请求之后（TAU request），MME会将TA或者TA list做一个更新，更新后会给手机回复一条TAU Accept消息
• UE收到步骤3后认为TAU已经更新完毕，UE发起步骤4作为步骤3的一个响应。
• 步骤5，更新完成后，释放资源。

 

（3）TAU Rquest消息

 

（4）TAU Accept消息