[LTE EPC] EMM Cases

1996yyk·2022년 4월 24일
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우리가 단말을 사용하면서 나올 수 있는 11가지의 EMM Case를 정리해보는 시간을 가졌다.


[ 시나리오 환경 ]

우선 환경은 다음과 같이 구성되어 있다.

City1 과 City2는 동일 사업자 망에 속하는 서로 떨어져 있는 지역이다.
City1 에는 HSS, PCRF 및 SPR이 있고 City1, City2에 각각 MME, SGW, PGW가 위치하고 있으며, 각 MME는 HSS와 각 PGW는 PCRF와 연결되어 있다.
City1은 세 개의 TA(TA 1, TA 2, TA 3)로 구성되어있고, City2는 한 개의 TA(TA 4)로 구성되어 있다.
시나리오의 주인공은 City1에 있는 사용자 A이다. 사용자 A는 LTE 서비스에 가입되어 있으며, 사용자 단말 전원은 꺼져있고, 이전 망 접속에 대한 유효한 정보를 갖고 있지 않다. 망 역시 사용자의 망 접속 이력에 대한 정보가 없다.


각 Case를 설명하기 전에 전 장에서 다뤘던 EMM 상태를 A, B, C, D로 축약하여 설명한다. 아래 첨부한 표를 참고하자.

[ Case 1 : 초기 접속(Initial Attach) ]

사용자가 전원을 켜고 UE는 망에 초기 접속 시도한다. 전원을 켠 직후 UE는 A 상태이다. UE는 IMSI를 UE ID로 하여 MME로 Attach Request를 보낸 후 C 상태로 천이된다.
UE와 MME 간 EPS-AKA를 이용하여 상호 인증 수행된다. 인증이 성공하면 MME는 HSS로부터 가입자 Profile을 다운받아 EPS 세션 및 default EPS 베어러를 생성한다. Default EPS 베어러 생성 과정에서 PGW는 UE IP 주소를 할당하고, MME는 GUTI와 TAI list를 할당한다. 이 세 가지 정보는 Attach Accept 메세지를 통해 MME로부터 UE로 전송된다.
초기접속 절차가 실패하면 Attach Reject 메세지를 전송하여 이를 알리고 UE는 A 상태로 천이된다.

[ Case 2 : Detach ]

사용자가 초기접속을 성공적으로 마친 후 C 상태에서 망에서 A 상태로 천이되는 경우이다. Detach 요청은 UE, MME, HSS에 의해서 시작될 수 있다.

[ Case 3 : 사용자 비활성화로 인한 S1 해제 ]

C 상태에서 일정시간 동안 서비스를 이용하지 않으면, S1 베어러와 S1 시그널링 연결이 해제되면서 B 상태로 천이된다. 사용자의 비활성화는 UE 또는 MME에 의해 검출될 수 있다.

[ Case 4 : 휴지 상태에서 트래픽 발생으로 인한 서비스 요청 ]

D 상태에 있을 때 새로운 UL/DL 트래픽이 발생하면, UE는 서비스 요청 절차를 통해 C 상태로 천이하고 사용자 트래픽을 송수신한다.

[ Case 5 : 주기적인 TAU ]

D 상태에 있을 때 사용자의 TAU Timer가 경과하여 주기적인 TAU를 수행하는 경우이다. 상단의 그림에서 사용자는 TA List에 있는 TA 영역(TA 1, TA 2)에서 벗어나지 않았지만. TAU Timer가 경과했으므로 TAU 절차를 수행한다.
UE는 MME와 ECM 연결을 설정하여 C 상태로 천이한 후 TAU Request 메세지를 전송하여 TAU 절차를 수행한다. 이후 곧바로 S1 자원을 해제하고 UE는 D 상태로 천이한다. TAU가 성공적으로 수행되지 않으면 재시도한다. 시도횟수가 임계치를 넘을 경우 B 상태로 천이한다.

[ Case 6 : 절차 없는 핸드오버 ]

TA 1에 위치한 사용자가 C 상태에서 서비스를 이용하는 중에 TA 2로 이동한 경우로, 핸드오버가 발생한다. TAI 리스트에 있는 TA로 이동했기 때문에 Timer 경과 이전에 TAU 절차는 수행되지 않으며 UE 상태는 C 상태로 유지한다.

[ Case 7 : 절차없는 셀 재선택 ]

TA 1에서 휴지상태에 있는 사용자가 TAI List에 있는 TA로 이동한 경우, TA 1에 있는 eNB에 머물던 사용자는 휴지 상태에서 TA 2로 이동하면서 새로운 셀을 선택하여 TA 2에 있는 eNB에 머물게 된다.

[ Case 8 : TAU 절차를 동반한 핸드오버 ]

TA 1 에서 C 상태로 서비스를 이용중에 TAI List에 없는 TA 3로 이동하는 경우에 핸드오버 발생 후 TAU 절차가 자동 수행된다.

[ Case 9 : 절차를 동반한 셀 재선택 ]

D 상태에 있는 사용자가 TAI List에 없는 TA(TA 3)로 이동한 경우에, Case 7의 절차. 이후 TAU 절차가 추가된다.

[ Case 10 : 다른 도시로의 이동 ]

City 1에서 서비스를 이용하던 또는 휴지 상태에 있던 사용자가 City 2로 이동하면서 LTE 서비스 커버리지를 벗어나고 망에서 Detach 된다.

[ Case 11 : 다른 도시에서 초기 접속 ]

이후에 A 상태로 천이된다. City 1에서 할당받았던 GUTI를 UE ID로 하여 CIty2 MME로 Attach Request를 전송한다. City 2 MME는 City 1 MME에게. UE 정보를 요청하여 수신한 후 초기 접속 절차를 수행한다. City 1 MME 로부터 정보를 수신하지 못한 경우에 City 2 MME 가 City 1 MME로부터 UE 정보를 수신하여 UE 이전 망 접속 이력을 알고 성공적으로 초기 접속 절차를 마친다.


파고들면 파고들 수록 이해가 잘 되는 것 같다.

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