
LTE/EPC网络中,UE开机时,会建立默认EPS承载。
UE开机后,LTE/EPC网络会自动为其建立默认EPS承载,这是实现“永远在线”特性的核心机制。默认承载作为用户设备(UE)与分组数据网络(PDN)之间的永久连接通道,在附着流程中同步创建,承载着基础QoS需求的业务数据,并分配唯一IP地址。这一过程涉及无线接入网(RAN)和核心网(EPC)的多网元协作,需完成从小区接入、身份认证到承载资源分配的全链条交互,最终构建起UE与PGW之间的端到端数据传输隧道。
UE开机后首先执行小区搜索,通过解码MIB(主信息块)和SIB(系统信息块)获取网络配置,随后发起随机接入流程(RACH)。这一阶段通过PRACH信道发送前导码,eNodeB响应RAR(随机访问响应)消息分配临时C-RNTI和上行资源,最终建立RRC连接。RRC连接建立的原因被标记为mo-Signalling,明确用于初始附着信令传输。
紧接着,UE通过SRB1(信令无线承载1)发送Attach Request消息,该消息包含旧GUTI(全局唯一临时标识符)和PDN连接请求,通过S1-MME接口传递至MME。eNodeB在此过程中使用eNB-UE-S1APID唯一标识UE,确保信令路由准确。
MME收到附着请求后,若UE使用GUTI标识自身且MME发生变更,需向旧MME发送Identification Request获取IMSI(国际移动用户识别码)。随后启动双向鉴权流程:HSS生成包含RAND、XRES、KASME和AUTN的鉴权向量,MME通过Authentication Request消息将RAND和AUTN发送至UE。
UE通过USIM卡验证AUTN确认网络合法性,同时生成RES和KASME。KASME进一步派生出NAS层加密密钥(KNAS-ENC)、完整性保护密钥(KNAS-INT),以及接入层(AS)的KeNB密钥,用于RRC信令和用户面数据的加解密。鉴权通过后,MME与UE分别激活安全上下文,确保后续信令和数据传输的机密性与完整性。
鉴权完成后,MME向HSS发送Update Location Request更新用户位置,HSS通过Update Location Answer返回包含PDN订阅上下文的用户数据,其中包含EPS subscribed QoS profile(如QCI=9)和APN-AMBR(聚合最大比特率)。MME据此构造UE上下文,并触发默认承载建立流程。
核心网侧承载创建始于MME向SGW发送Create Session Request,指定APN和QoS参数。SGW转发请求至PGW,PGW根据订阅数据分配IP地址(动态从IP池选取或静态从HSS获取)和DNS服务器地址,并创建GTP隧道标识(TEID)。PGW通过Create Session Response将IP地址和QoS信息经SGW返回MME,完成S5/S8接口承载配置。
接入网侧承载激活由MME发起,通过Initial Context Setup Request消息向eNodeB传递E-RAB(演进型无线接入承载)参数,包括QCI、上下行速率和TEID等。eNodeB据此配置S1-U接口的GTP隧道和空口无线承载(RB),并通过RRC Connection Reconfiguration消息激活默认承载,该消息同时携带Attach Accept和Activate Default Bearer Request作为NAS载荷。
UE收到激活消息后,通过Attach Complete确认默认承载建立,并反馈EPS承载标识(EBI)。MME随后向SGW发送Update Bearer Request更新下行链路地址,SGW响应Update Bearer Response并转发缓冲的下行数据。至此,UE与PDN之间的端到端通道完全打通,默认承载进入就绪状态,可立即传输IP数据分组。
这一过程实现了UE开机即联网的用户体验,而默认承载的“全匹配分组滤波器