LTE: Attach Accept message +ESM : Activate Default EPS Bearer Context Request 詳解(EMM及ESM)

Attach Accept是Network用來 回覆UE Attach Request 的訊息，通常Attach accept會由RRC CONNECTION RECONFIGURATION夾帶。而attach Request也會夾帶ESM的Activate Default EPS Bearer Context Request去啟動UE 封包的連線能力。畢竟網路都已經接受UE的Attach，就該讓人家準備開始連線。

主要會做以下幾件事情

• EMM會回報EPS Attach Result
  這個Attach result是要拿來告知UE，LTE網路是EPS only還是EPS(Evolved Packet switched)跟CS(Circuit Switched)能力都有，這邊的CS不是指LTE有CS，而是指LTE可以跟GSM或UMTS做連動的能力。當UE收到 EPS only就會認定LTE只能處理packet相關的信令，就不會傳送CS相關的信令。
• GUTI的配發我們在attach request提到過UE會提供先前使用的GUTI，或是用IMSI、IMEI來代表身分。如果MME發現UE提供的GUTI是不合法或是其他MME提供的，MME將會提供新的GUTI給UE
• TAI List的配發Tracking Area List可以讓UE在附近區域都不用進行Tracking Area Update。
• EMM Cause通常UE送出Combined attach，網路回報 EPS only，則會在attach accept附上EMM cause:18，代表 CS domain not available。有些UE會在收到EMM cause就自己離開網路。
• ESM Activate Default EPS Bearer Context RequestAttach上，網路就要開始建立Bearer，才可讓UE進行後續的傳輸，詳細資訊請參照下面ESM的部分

EMM:ATTACH ACCEPT

Information Element	Presense	Description
Security header type	M	表示本NAS message 是否有Integrity(完整性)及Ciphered(加密)， 要經過Security Command才會有功能，不然為0000全零，未加密。
EPS attach result	M	Network收到UE的Attach request，會回覆attach result給UE，讓UE知道網路的是否支援CS 的能力，還是只有PS的能力。 0 0 1 EPS only 0 1 0 combined EPS/IMSI attach
Spare half octet	M	這個欄位沒有特別的意義，僅是補足半個Octect，讓下個欄位從完整的OCTECT開始。
T3412 value	M	這個欄位在指示UE，做Tracking Area update的週期，預設為54分鐘，超過這個timer，UE不管身在何方都會做一次tracking area update。
TAI list	M	UE註冊之後，網路會給UE一個預設Tracking Area list，這跟區域性有關係，目的是為了UE不要這麼頻繁的去做Tracking Area update。
ESM message container	M	乘載ESM Message 的部分，必須要額外解碼才有辦法看出來，會另外在下面使用Table列出，這部分是對應到Activate Default EPS Bearer Context Request，網路要啟動Default EPS bearer來乘載封包，讓UE可以與S-GW與P-GW去做溝通
GUTI	O	網路如果要分配GUTI給UE就會用這個欄位。
Location area identification	O	通常是用做CSFB，因為CSFB會在3G對應到Location Area，所以這部分是讓UE知道自己在WCDMA上的Location Area。
MS identity	O	如果UE做Combined attach，網路可能會傳送TMSI給UE。
EMM cause	O	用作指示EMM若是有問題，將會帶EMM cause code，但是有帶EMM cause 不見得是Reject，有時候UE送出Combined attach但網路只有EPS only，這時候就會帶CS domain not available給UE。詳細資料請參考24.301 subclause 9.9.3.9
T3402 value	O	指示UE，如果attach request或tracking area update超過五次時要等多久才會重新進行attach或tracking area update。若沒有指示，則UE則會使用預設12分鐘。
T3423 value	O	設定UE在EMM-REGISTERED狀態，ISR啟動，但是沒有CELL可以上的狀況會啟動timer，當timer時間到時，設定TIN為P-TMSI，表示CS Fallback停止。
Equivalent PLMNs	O	網路用來讓UE了解還有其他的Equivalent PLMNs，UE收到之後會將Equivalent PLMNs寫入SIM卡，UE未來做CELL selection會納入列表中。
Emergency number list	O	網路用來指示緊急電話的號碼所用
EPS network feature support	O	用來指示EPS網路是否支援以下的功能 IMS voice over PS session in S1 mode (IMS VoPS) emergency bearer services in S1 mode (EPC-LCS), location services via EPC (EPC-LCS) location services via CS domain(CS-LCS), 用來指示網路是否支援IMS、IMS的緊急電話、CS/PS location server 等功能。UE收到這個指示才知道要不要註冊IMS，或是緊急電話可不可以用PS等等。
Additional update result	O	網路用來回覆UE Addition update type，用來指示CS Fallback not preferred或是 SMS only，當UE運作在不同的Mode時，則會有不同的行為模式。詳細的行為模式請參照此連結。

ESM:ACTIVATE DEFAULT EPS BEARER CONTEXT REQUEST
ESM最主要是做以下幾件事情

• 建立Default Bearer給UE確認的APN，並且給予bearer相關的QoS參數，讓UE知道PDN address，等於是給UE門票，讓他準備進場。
• 發配GPRS/UMTS參數(若有inter-RAT的必要的話)除了要給LTE 的參數，若是網路及UE有支援inter-RAT的話，也會有相關的GPRS/UMTS的參數在這邊傳遞，為的就是要讓UE handover過去不需要再重建 Data Connection，降低Handover的時間

Information Element	Presense	Description
EPS bearer identity	M	表示本NAS message 是否有Integrity(完整性)及Ciphered(加密)， 要經過Security Command才會有功能，不然為0000全零，未加密。
Procedure transaction identity	M	表示本次訊息交換的ID，用於讓EMM要 routing給ESM，要建立起EPS bearer之前所使用，建立完後，就會使用EPS bearer ID
EPS QoS	M	這個欄位表示網路要啟動的Bearer的Qos參數是多少，會有以下參數。 QCI (Quality of Service Class Identifier) Maximum bit rate for uplink Maximum bit rate for downlink Guaranteed bit rate for uplink Guaranteed bit rate for downlink Maximum bit rate for uplink (extended) Maximum bit rate for downlink (extended) Guaranteed bit rate for uplink (extended) Guaranteed bit rate for downlink (extended) 可以看的到這邊會定義uplink跟downlink的最大的 Bit Rate、保證Bit Rate，至於為什麼會有extend，因為原本的欄位並沒有定義LTE這麼大的bit rate，所以做了一個extend的欄位給LTE用。下面有張圖是不同的QCI所代表的含意。有機會在寫個QoS的專題文章。
Access point name	M	APN，用作指示PDN連線主要的名稱，用作辨識你要連到什麼PDN。至於為什麼是optional，UE若沒有帶APN，將會由network分配APN給他，與attach request不同的是，這邊是必要欄位。不管UE有沒有帶APN，網路都會回應APN。
PDN address	M	PDN address就是UE用來上網Gateway，也就是P-Gateway的address，有可能是IPv4或IPv6 ，雖然是必要欄位，但也有可能是0.0.0.0，讓UE使用DHCP去取得IP address。
Transaction identifier	O	若UE支援lu mode或A/Gb mode則用來傳遞 Transcation id，這個值是用來快速Handover到2G及3G時使用的，若沒有這個值必須要在GPRS/UMTS重建PDP context。
Negotiated QoS	O	看到這個欄位，你會想，剛剛上面不是有Qos參數了，怎麼這邊還有，這邊是拿來給GPRS及UMTS網路所使用的QoS，細節就不贅述。請參照24.008 subclause 10.5.6.5
Negotiated LLC SAPI	O	與上面兩個一樣，這個參數是GPRS所使用，UE要有這個參數才可以快速Handover到GPRS去。
Radio priority	O	這個是網路給UE在GPRS/UMTS在PDP context底層的radio priority。
Packet flow Identifier	O	這也是GPRS/UMTS所使用的參數，在SGSN中每一個UE都會有不同的Packet flow id，會代表著不同的Qos的參數，所以這個ID會代表著不同的PDP context的QoS。
Protocol configuration options	O	UE用來透過這個選項去告訴P Gateway及其他網路元件資訊所使用，這個欄位特別的地方在於MME收到此項資訊，他會轉發給其他的網路元件，例如他會轉發000C給 P-CSCF說UE建立起bearer之後要使用DHCP拿IPv4的address，詳細資訊請參照:24.008 subclause10.5.6.3。

QCI Table
23.203  Table 6.1.7: