자 이제 하나 하나 간단하게 설명 드려 보겠습니다.

1. UE는 Attach Request 메시지를 통해 MME에게 자신의 IMSI를 전달합니다. 한번 접속 했던 UE의 경우 LTE망으로 부터 GUTI라는 ID를 할당받고, 이후 재접속시에 IMSI가 아닌 GUTI를 MME로 보낼 수도 있습니다(무선 구간에서 IMSI 노출 안하려고...)
2. eNB는 MME에 해당 UE가 접속한 Cell ID(ECGI)와 TAI(어느 Tracking Area에 UE가 있는지) 정보를 MME로 전달해 줍니다.
3. 이제 MME는 UE 인증을 위해 HSS로 인증을 위한 정보(AV; Authentication Vector)를 요청 합니다.
4. HSS는 해당 UE를 위한 AV를 생성하여 MME로 전달합니다. 이 AV에는 RAND, AUTN, XRES, KASME가 포함됩니다.
5. 이제 MME는 UE를 인증할 준비가 되었습니다. 그래서 HSS로 부터 받은 AV 정보의 일부를 UE로 전달합니다. 그러면 UE는 그 정보 중에 AUTN값과, 자신이 생성한 AUTN을 비교하여 같으면 LTE 망을 인증합니다. (UE thinks that "내가 믿어도 되는 망이군")
6. 이제 UE는 자신이 생성한 RES 값을 MME로 전달하고, MME는 HSS로 부터 받는 XRES와 비교하여 UE를 인증합니다. (MME thinks that "내 망에 붙어도 되는 단말이군")
7. 이제 무선 구간에서 NAS 메시지(UE와 MME간 메시지)를 안전하게 전달하기 위한 Security Setup 절차를 밟습니다. 이 과정이 끝나면 NAS 메시지는 무선 구간에서 안전합니다.
8. MME는 HSS에게 어떤 IMSI 값을 가진 UE가 나한테 붙어 있다고 알리고, HSS는 이를 기억(저장)해 놓습니다.
9. HSS는 MME에게 그 가입자(IMSI)에 대한 Service Profile(QoS Profile)을 전달합니다. "가입자 Service Profile"은 가입자가 통신사업자의 상품을 가입하는 시점에 HSS로 Provisioning 됩니다.
10. MME는 HSS로 부터 받은 Service Profile을 가지고 이제 EPS Session(EPS Bearer) 생성 작업을 시작하기 위해 S-GW로 Create Session Request 메시지를 날립니다. 이 메시지에는 HSS로 부터 받은 QoS Profile이 포함되어 있습니다.
11. S-GW는 동일 메시지를 P-GW로 전달합니다.
12. P-GW는 UE가 사용할 IP 주소를 할당합니다. (WiMAX, Wi-Fi, 유선망 모두 DHCP로 단말에 IP 주소를 할당 해 주지만 3GPP 표준은 DHCP를 기본으로 하고 있지 않습니다. 물론 P-GW가 DHCP 서버와 연동을 통해 IP 주소를 할당 해 줄 수는 있지만요...)
13. 이제 P-GW는 PCRF에게 QoS Profile(HSS가 준)을 전달하여 UE가 최종적으로 사용하게 될 QoS Profile을 요청합니다.
14. PCRF는 SPR에 가입자(IMSI)에 대한 Access Profile을 요청하고
15. SPR은 그 값을 PCRF에게 전달해 줍니다.
16. 이제 PCRF는 P-GW로 부터 받은 QoS Profile과 SPR로 부터 받은 Access Profile을 이용하여 Policy Decision을 수행하고, UE가 사용할 최종 QoS Profile을 P-GW로 전달 해줍니다. 이 때 Charging Method (Offline으로 charging 할 건지, Online(Time 기반, Data Volume 기반 등)으로 charging 할 건지)도 함께 전달 해 줍니다. PCRF는 Polilcy Charging and Rule Function의 약자로 결국 가입자(UE) 별로 Policy(QoS)와 Charging 방식을 결정해 주는 entity 입니다.
17. P-GW는 PCRF로 부터 수신받은 QoS 정보를 기반으로 EPS Bearer(GTP 터널)를 생성하고, Charging 방식을 기억하고 있다가 이후 UE가 인터넷을 사용하면 이에 맞는 Charging을 수행합니다. P-GW는 S-GW로 Create Session Response를 보내면서 PCRF가 준 최종 QoS Profile을 전달합니다.
18. S-GW 역시 P-GW로 부터 수신한 QoS 정보를 기반으로 EPS Bearer(GTP 터널)를 생성하고 Create Session Response 메시지를 MME로 전달해 줍니다.
19. MME는 이제 Attach Accept에 UE가 사용할 IP 주소와 UE가 취할 QoS 정보를 포함하여 UE에게 전달합니다.
20. 이후 UE와 eNB간 무선 구간의 제어 신호 및 유저 데이터를 보호하기 위한 AS Security Setup 절차를 밝으며, 또한 UE와 eNB간 DRB 터널 생성 작업을 수행합니다.
21. 이렇게 Initial Attach 과정이 마무리 되면 EPS Bearer 생성이 완료되고 UE는 eNB - S-GW - P-GW를 통해 인터넷을 사용할 수 있게 됩니다.