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LTE EMM 및 ECM 상태
LTE EMM and ECM State
By Netmanias (tech@netmanias.com)
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목차

1. 시작하는 글

2. EMM, ECM and RRC States

3. EMM State Transition

4. EMM Features

5. EMM User Information

6. 마치는 글

 

 

2. EMM, ECM 및 RRC 상태 (EMM, ECM and RRC States)
 

2.1 ECM 절차 종류 (Type of EMM Procedures)
표 1은 NAS 프로토콜에 따른 EMM 절차의 형태 및 EMM 타입 별 절차를 나타낸다. EMM 절차에 대한 자세한 내용은 다음 기술문서들에서 다루기로 하고 여기서는 각 형태별로 어떤 절차들이 있는지에 대해서만 나타내었다.

 

표 1. Type of EMM procedures

 

EMM 절차 형태는 EMM 공통형, EMM 특화형, EMM 연결관리형으로 분류된다. (i) EMM 공통 절차는 UE와 MME 간에 NAS 시그널링 연결(NAS signaling connection)이 존재하면 망에 의해 항상 실행될 수 있는 절차로 GUTI(Globally Unique Temporary Identifier) 할당, 인증(Authentication), UE 식별, 보안 모드 제어(SMC; Security Mode Control), EMM 정보 절차가 있다. (ii) EMM 특화 절차는 사용자 이동성(사용자 등록 및 위치 파악)과 관련된 절차로 Attach, Detach, TA 갱신(TAU; Tracking Area Update) 절차가 있다. LTE 망이 기존 3GPP 망과 같이 구축되어 있는 경우 EMM 특화 절차에 Combined Attach, Combined Detach, Combined Tracking Area Update 절차가 더 포함되나 본 문서는 LTE 망만을 대상으로 하므로 표 1에 이들 절차는 생략되어 있다(이들 절차는 추후 LTE Interworking 기술문서를 참조). (iii) EMM 연결 관리 절차는 NAS 시그널링 연결 설정과 관련된 절차로 서비스 요청, 페이징(paging), NAS 메시지 전송 절차가 있다.


2.2 EMM/ ECM/ RRC State
EMM은 NAS 계층에 위치하는 부계층으로 EMM 절차가 수행됨에 따라 UE는 7개의 EMM 상태1를 갖고 MME는 4개의 EMM 상태2를 갖는다. 이 중 UE와 MME에서 공통으로 가지는 대표적인 상태는 “EMM-Registered” 상태와 “EMM-Deregistered” 상태로, 지금부터 이 글에서 EMM 상태를 기술할 때는 이 두 가지 상태를 사용하도록 한다(기타 EMM 상태에 대한 자세한 내용은 [1]을 참조).


UE와 MME가 NAS 메시지를 주고 받기 위해서는 UE와 MME 간에 NAS 메시지가 전달될 수 있는 시그널링 연결이 생성되어 있어야 하는데 이를 ECM 연결(EPS Connection Management connection)이라고 한다. ECM 연결은 논리 연결로 실제로는 그림 1과 같이 UE와 eNB 간에 설정되는 RRC 연결과 eNB와 MME 간에 설정되는 S1 시그널링 연결로 구성된다. 즉, ECM 연결이 설정/해제되었다는 것은 RRC 연결과 S1 시그널링 연결이 모두 설정/해제되었다는 것을 의미한다. ECM 연결이 설정된 경우 UE에서 보면 RRC 연결이, MME에서 보면 S1 시그널링 연결이 설정되어있게 된다.


그림 1은 UE와 MME에서의 EMM, ECM 및 RRC 상태를 나타낸다3. EMM은 UE가 망에 attach되었는가 detach되었는가에 따라 “EMM-Registered”와 “EMM-Deregistered” 상태를 갖는다. ECM은 NAS 시그널링 연결 즉, ECM 연결 설정 유무에 따라 “ECM-Connected”와 “ECM-Idle” 상태를 갖고, RRC는 RRC 연결 설정 유무에 따라 “RRC-Connected”와 “RRC-Idle” 상태를 갖는다. 표 2는 UE가 어떤 경우 해당 상태에 속하는지에 대해 간단히 보여준다.

 

그림 1. EMM, ECM and RRC states

 

표 2. Description for EMM, ECM and RRC states

 

 

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김문주 2011-08-24 13:56:12
어디서도 얻을 수 없는 고급자료.... 감사합니다.
넷매니아즈 2011-08-24 15:03:11
따뜻한 격려 감사드립니다. ^^*
김재현 2011-08-24 20:54:53
와..최고입니다!!~~~..정말 어디서도 구할수 없는 자료인데...오아시스를 발견한 느낌이네요~~;;
넷매니아즈 2011-08-25 02:32:55
감사합니다~*
김문주님, 김재현님의 글이 저희에게는 큰 힘이 되네요. ^^*
앞으로 더 노력하겠습니다.
심정훈 2011-08-25 11:02:10
안녕하세요.
올려주신 문서 잘보고 있습니다.
근데 6페이지 내용중 D->C로 이동하는 경우중 TA list없는 TA로 이동시에 의한 TAU도 명시를 해주게 맞지 않을까 싶습니다. 단순히 Timer에 의한 동작뿐만 아니라....
넷매니아즈 2011-08-25 13:51:16
네, 그림 2에서 D -> C 천이 중 "TAU Request" 는 UE가 TA 변경(TA list에 없는 TA로 이동시)이나 TAU timer 경과를 인지하면 발생합니다. 말씀해 주신 page 6 부분을 수정하였습니다.
관심 및 Comment 감사합니다.
넷매니아즈 2011-09-22 18:01:40
Page 11의 표 10과 Page 12의 표 11에 typo가 있어 수정하였습니다.
[수정부분]
- 표10: MME에 E-RAB ID 표시
- 표11: MME에 E-RAB ID 표시
최진욱 2011-10-10 14:25:09
좋은 자료 감사드립니다.^^
양성희 2011-10-12 11:39:11
소중한자료 감사합니다. 정말 유용하게 보고있습니다~
김대영 2011-10-24 17:22:15
좋은 자료 감사합니다. 정리가 잘 되어 있어서..보기가 좋습니다.~
조병진 2012-01-10 10:20:58
좋은 자료 감사드립니다.
혹시, ESM(EPS Session Management)자료는 없을까요?
제가 찾지를 못하는 것인지...!
넷매니아즈 2012-01-10 13:46:33
요즘 빡센 컨설팅 과제로 LTE 기술 문서 작성이 지연 되고 있네요.
얼릉 과제 마무리 하고 다시 연재토록 하겠습니다.
LTE 기술 연재에 ESM 부분도 계획되어 있으니 조금 더 기다려 주세요.
감사합니다~*
이수형 2012-05-25 23:18:38
요즘 열심히 LTE 망에 대해 공부중인데요. 여기 있는 자료 전부다 공부할려구요. 초보라 이해가 잘 안되는부분도 있는데, 위의 4가지 상태에 대해서 제 나름대로 이해하기를..
- 처음에 power on 하면 A나 B로 간다.
- 인터넷 브라우저를 띄우고 접속을 시도하면 C로 간다.
- 한동안 인터넷을 안쓰면 D로 간다.
- 인터넷을 종료하면 C에서 B로 간다..(요걸 모르겠네요. Detach가 실제로 user의 어떤 액션에 의해 발생되는지..)
맞는지요? 그리고 D에서는 detach가 안되나요?
궁금하고 답답해서 죽겠네요. ㅎㅎ
 2012-05-29 21:57:55
이수형 님//
일단 규격을 몸으로 이해하고 있는 통신사다니는 회사원입니다.

제가 이해하는 대로 설명을 해보겠습니다.
단말기 입장에서는 A나 B나 같은 상태입니다. 다만 망에서 인증벡터의 유무로 있으면 B 없으면 A로 보입니다.

인터넷 브라우저를 띄우고 접속을 시도하면 C로 간다는 얘기는 약간 옛날 피쳐폰이나 옴니아시절의 WindowsMobile폰 시대의 얘기입니다. 요즘 스마트폰은 파워온 하고서 위에 4G 표시가 뜨면 이미 C 상태입니다. Android나 iOS 단말기의 경우 켜고 있고 모바일 데이터를 쓰겠다고 하면, C와 D를 왔다갔다합니다.

그러다가 사용자가 단말기를 냅두고 있어서 망에서 무선 리소스를 걷어가면 D 상태로 갑니다. 물론 브라우저를 쓰고있다가 멍 때리고 있어서 망에서 리소스를 걷어가도 D 상태로 갑니다. 브라우저를 켜고 끄는 것은 하부의 네트웍 상태와 분리가 되도록 스마트폰 OS는 구성되어 있습니다.

Detach를 해서 B상태로 가게 되면 망에서의 착신이나 망에의 접속을 하지 않겠다는 상태로 일반적인 스마트폰에서는 에어플레인모드로 들어가는 상태입니다.

그리고, D에서 detach가 안되는 것은 detach하겠다는 메시지를 날리기 위한 트래픽 채널을 할당 받아서 RRC-Connected 상태로 넘어가야하기 때문에 D에서는 detach가 안됩니다.

도움이 되면 좋겠습니다.
이수형 2012-06-03 12:09:51
민님. 완전 도움이 됐어요. 감사해요. 플로상에서 보는거랑 유저입장에서 느끼는 거랑 매칭이 잘안됐는데 이제 이해됐어요. 무진장 감사합니다.
김세훈 2012-07-20 18:33:01
작성해 주신 문서로 마음 도움이 되고 있습니다.

한가지 궁금한 것은 표11 "User information in "D" state"에서 E-RAB ID가 eNB에서만 없어지고 MME에는 계속 살아 있는 것으로 나오는데요..

D상태에서는 S5 bearer(S-GW- P-GW)만 남아 있기 때문에 MME의 E-RAB도 사라져야 하는 건 아닌지요?

저의 짧은 지식으로는 의문이 나네요..^

감사합니다..
넷매니아즈 2012-07-20 19:56:03
D 상태에서는 S5 bearer 정보외에 S1 베어러 중 상향 S1 베어러 정보가 남아 있습니다 (예: S-GW가 할당한 UL S1 TEID).
E-RAB ID는 S1 인터페이스에서 EPS Bearer ID를 대신해서 사용되는 값으로,
user inactivity 동안 S1 connection이 해제되더라도 특정 UE에 대해 unique한 값으로 남아있게 됩니다.

감사합니다. 주말 잘 지내세요~
Paulos Rizos 2013-02-25 17:49:52
Many thanks for the English version. Very clear and helpful document.
김덕신 2017-08-24 10:22:57

대박 자료네요. 고맙습니다!

 2017-10-21 18:44:22

넷매니아즈님 궁금한게 있습니다.

RRC connected mode일때는 paging이 안날아오는 걸로 되어 있는데, 실제로 단말의 메세지를 보면 RRC connected 이지만 단말이 페이징을 받습니다. 이건 왜 그런건가요? 이 문서가 작성된지 한참 지나긴 했는데, 그 사이 바뀐게 있는건가요?
그리고 RRC_connected 일때는 페이징을 받을 이유가 없는데 왜받는걸까요?

pclov2 2017-10-23 20:37:52

SPGW가 외부망에서 패킷을 수신하면 해당 가입자의 Downlink 베어러 생성유무를 확인하여 베어러가 없을경우 MME로 DDN을 던집니다.

해당 SPGW에서 실제로 MME에게 DDN을 전송하는지 확인해보셔야 할 것 같습니다.

전자공 2022-12-18 02:19:10

글 잘봤습니다 !! 질문있습니다!  EMM-Deregistered / ECM-idle / RCC-idle 상태에서 초기접속 절차를 진행하면 저 3개의 변화를 순서대로 알려주실 수 있을까요 ?

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