从LTE UE的连接状态来看其“永远在线”的说法

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经过多番调研，基本可以确定LTE的“永远在线”指的是：
UE在开机后，如果检测到有LTE信号，就会注册并连接到LTE/EPC网络（EMM-REGISTERED），并获得PGW分配的IP地址；
当无数据收发一段时间后会进入空闲态（RRC-IDLE，EMM-IDLE），但获得的IP地址依然保留；
当有数据收发时重新自动进入连接态（RRC-CONNECTED, EMM-CONNECTED）。

EMM状态 & ECM状态 & RRC状态
EMM(EPS Mobility Management)        EPS移动性管理
ECM(EPS Connection Management)        EPS连接态管理

EMM和ECM状态可以理解为UE与MME之间的状态关系，对应主要有如下3个状态：
1)        非注册态                EMM-DEREGISTERED
2)        注册连接态        EMM-REGISTERED & ECM-CONNECTED
3)        注册非连接态        EMM-REGISTERED & ECM-IDLE
        某些地方ECM-IDLE和ECM-CONNECT也经常被写为EMM-IDLE和EMM-CONNECT，其含义一样。

ECM-IDLE和ECM-CONNECT是指UE与MME之间的NAS协议连接状态。
RRC-IDLE和RRC-CONNECTED是指UE与eNodeB间的RRC协议连接状态。
由于NAS信令是包含在RRC信令中的，NAS信令连接并不像RRC连接那样有一个显式的建立过程，所以对于UE，可以认为两者是等价的，即RRC连接之后，UE就进入了RRC-connected和ECM-connected状态；RRC连接释放后，UE就进入了RRC-idle和ECM-idle状态。


EMM-REGISTERED & EMM-DEREGISTERED
1）        UE通过E-UTRAN/UTRAN/GERAN进行了成功的注册程序后，UE就进入了EMM-REGISTERED状态。
2）        MME进入EMM-REGISTERED状态，可以是通过UE从UTRAN/GERAN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中触发的注册程序。
3）        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。
4）        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。
5）        在执行完去注册程序后，UE和MME中的状态就会变为EMM-DEREGISTERED。
6）        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。
7）        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EMM状态应该变为EMM-DEREGISTERED。
8）        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。
9）        如果UE是驻扎在UTRAN/GERAN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。
10）        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。
11）        在隐式去附着定时器超时的时候，MME可以随时执行隐式去注册程序，执行完隐式去注册程序后，MME中用户的状态就会变为EMM-DEREGISTERED。
12）        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。

ECM-IDLE & ECM-CONNECTED
1）        ECM状态判定规则就是看是否有NAS信令连接，如果UE和网络间没有NAS信令连接，UE就处于ECM-IDLE状态。
2）        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。
3）        UE可以通过Service Request或Tracking Area Update，从ECM-IDLE态切换到ECM-CONNECTED态。
4）        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。
5）        在ECM-IDLE状态，UE可以执行小区选择/重选，或者进行PLMN选择。
6）        如果UE是在ECM-IDLE状态，则UE能够实现以下功能：
a)        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。
b)        执行周期性的TAU，以通知EPC，UE是可用的。
c)        如果RRC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。
d)        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。
e)        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。
f)        响应MME执行业务请求程序而发起的寻呼消息。
g)        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。
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。
8）        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。
9）        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。
10）        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。
11）        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。
12）        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。