LTE: TRACKING AREA UPDATE REQUEST 詳解

Tracking  Area Update(TAU) Conecpt

Tracking Area Update是UE用來更新自己在基地台區域位置的一個信令，目的是要讓基地台知道UE目前移動到哪個區域位置。詳細概念請參照這裡。你一定會問另外一個問題，UE要怎麼知道自己是在哪個Tracking Area。UE是靠著EnodeB的System information Block 1(SIB1)去得到自己的tracking Area。所以UE收到新的EnodeB的廣播訊息，他就會檢查Tracking Area Code。

When Tracking Area Update (TAU) Occur

在以下的狀況下，UE會使用Tracking Area Update (TAU)

• Normal TAU: 當UE進入到新的tracking area時，而這個tracking area不是在自己的tracking area list裡面，這時候UE會進行TAU，來讓MME知道UE進到新的tracking area。
• Combined TAU: 如果UE在CS/PS mode 1 或CS/PS mode 2時，也就是運作在有CS Fallback時，當UE進到一個新的Tracking Area時，他會進行Combined TAU，同時更新Tracking Area與WCDMA、GSM的Location Area(LA)。因為CS Fallback，Device要隨時能找的到2G、3G的基地台去使用Circuit Switched Service來撥打電話。CS Fallback相關資訊請參照這篇
• Periodic TAU: 定時TAU，UE在T3412定時器的時間到時，會做TAU update。因為UE有可能很長時間在同一個Tracking Area，所以一般會讓UE定期去做一個Tracking Area update，讓MME知道UE還活著。
• 在inter-RAT的狀況，UE在切換不同的technology時，都會進行tracking area update。
• MME load balancing: 當UE接收到EnodeB的 RRC CONNECTION RELEASE 訊息，並內含cause code "load balancing TAU required'", UE必須要進行TAU的程序，讓新的MME確認UE本身Trackin Area。
• 向網路更新UE使用的某一些使用參數，例如UE network capability information或the “MS network capability或DRX parameter等等。

Tracking Area Update Request  signaling Detail

  M=Mandotory，O=Optional

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 update type	M	用來指示update 的型態，可能為以下的其中一種，詳細請參閱最上面的說明 TA updating combined TA/LA updating’ combined TA/LA updating with IMSI attach periodic updating 除了指示update型態之外，如果UE當下有另外的data要傳而尚未傳送，可以再active flag裡面指示，則網路在做完TAU程序之後，也就是，會對UE的進行Bearer establishment。簡單的說就是讓網路端知道UE有要傳送資料。以節省額外的信令。
NAS key set identifier	M	用來指示目前UE上有什麼NAS Security Key。是KSIASME或是映射到的KSISGSN，因為對安全性沒什麼概念，這邊不太了解，詳細資料在24.301 subclause 4.4.2
Old GUTI	M	UE支援A/Gb mode(2G)或 lu mode(3G) TIN 為 P-TMSI 並且 UE有 P-TMSI 及RAI時, 則UE 必須將Old GUTI欄位設為 P-TMSI 及 RAI 並將Old GUTI type 設定為mapped GUTI. 若UE擁有合法的GUTI則必須設定額外設定 Additional GUTI - If TIN 為GUTI或RAT-related TMSI 並且the UE擁有合法的GUTI, the UE必須將Old GUTI 設定為GUTI並且在Old GUTI type中設為native GUTI。 UE不支援A/Gb mode(2G)或 lu mode(3G) : UE 必須附加GUTI並且在Old GUTI type中設為native GUTI。
Non-current native NAS key set identifier	O	若UE從A/Gb mode或lu mode 轉換到S1 mode時，若有既有的native NAS key set，則要在這邊標註擁有何種EPS security context。
GPRS ciphering key sequence number	O	當UE由 A/Gb mode(2G)或lu mode(3G)轉換到S1 mode(4G)時，且在EMM idle mode及TIN 為P-TMSI時，就要附上GPRS ciphering keysequence number。
Old P-TMSI signature	O	如果UE上有P-TMSI就要在這邊告知網路，P-TMSI，為3G或2G在packet domain使用的temp id，這是用做Idle state Signalling Reduction(ISR)所使用。
Additional GUTI	O	一樣是Idle state Signalling Reduction(ISR)時使用，TIN若是使用P-TMSI，並且UE有GUTI、P-TMSI及RAI。
NonceUE	O	當UE由 A/Gb mode(2G)或lu mode(3G)轉換到S1 mode(4G)時，就要附上NonceUE，讓網路端知道UE目前使用的Nonce，藉以生成新的EPS security context。
UE network capability	O	此為UE用來傳送自己能力給網路端，包括 UE本身加密的能力EEA0-EEA7'、EIA0-EIA7、UEA0-UEA7等等 access class control for CS Fallback(22.011) LTE Location Service(24.171) LTE Positioning Protocol (LPP) (36.355) 1xSRVCC(23.216)
Last visited registered TAI	O	UE上次註冊的Tracking Area Indicator
DRX parameter	O	用來指示網路端UE所使用的DRX(Discontinuous Reception) parameter，雖然DRX是UE定期關閉接收器已作省電之用的功能，但Network仍需要知道UE DRX的時機，以達到最佳的效果。
UE radio capability information update needed	O	The UE shall include this IE if the UE radio capability information in the network needs to be updated.
EPS bearer context status	O	用來指示MME，現在UE目前有哪些EPS bearer。若MME收到發現，目前UE上並沒有相對應的EPS bearer，.他會自行將UEinactive的EPS bearer刪除。
MS network capability	O	UE用作傳送GPRS相關能力的欄位 GEA algorithms能力，GEA1-GEA7 是否支援SMS over CS domain 是否SMS over PS domain 是否支援UCS2 encoding for SMS 是否支援ISR 詳情請參照 24.008 subclause 10.5.5.12
Old location area identification	O	如果UE使用combined tracking area update，就要附上原有正確的Location Area 資訊，這也是因為CSFB才有需要的功能，請參照CSFB。
TMSI status	O	如果UE在做combined tracking area update沒有TMSI存在就必須在此指示
Mobile station classmark 2	O	包含UE在GSM及WCDMA中所支援的RF能力24.008 subclause 10.5.1.6
Mobile station classmark 3	O	包含UE在GSM及WCDMA中所支援的RF能力，包括multiband等等更多欄位，詳細在24.008 subclause 10.5.1.7
Supported Codecs	O	如果UE支援SRVCC時，要在這邊列出在GERAN(2G)及UTRAN(3G)支援的codec，支援的codec列表在26.103，格式在24.008 subclause 10.5.4.32
Additional update type	O	在combined attach(CS fallback)時提供額外的資訊，0代表沒有額外的資訊，1代表 SMS only，代表可使用LTE NAS傳送SMS給MME，MME再傳送給MSC，這個feature叫做SMS over SGs，可以參考以下網頁。
Voice domain preference and UE's usage setting	O	This IE shall be included if the UE supports CS fallback and SMS over SGs, or f the UE is configured to support IMS voice, but does not support 1xCS fallback. 如果UE支援 CS fallback與 SMS over SGs就必須在這邊標明以下資訊 UE's usage setting:Voice Centric 或Data Centric 定義在23.221 subcluse7.2a 或參照這裡 voice domain preference:CS Voice only、IMS PS Voice only、優先CS voice或優先IMS PS。

 

Tracking Area Update Request 其實相當單純，最主要複雜的部分還是在於要跟3G/2G做TA/LA comibned updated，加上UE上的TIN設定，會讓UE在回傳自己的identity時會回傳不同的資訊。另一點跟attach一樣，會有相當多的UE Voice資訊提供給網路，讓網路可以做Voice Service的判斷。