[LTE] Detach

LTE 서비스를 이용 중이던 사용자는 서비스를 마쳤거나 또는 서비스 중에 망에 의해서 detach되어 서비스를 이용할 수 없는 상태로 갈 수 있다.

사용자가 망에서 detach되면, 사용자의 EPS 세션 및 베어러에 할당되었던 망/무선 자원이 해제되어 EPS 엔터티들(UE 및 망 노드들)에 설정되어 있던 사용자의 MM context와 EPS 베어러가 제거되고, EMM 상태는 Registered 상태에서 De-Registered 상태로 천이한다. 사용자가 망에 access 하기 위해 사용하던 NAS 레벨의 사용자 ID(GUTI)와 security context는 사용자가 정상적으로 detach된 경우 UE와 MME에 유효한(valid) 값으로 저장되어, 사용자가 다음에 망에 접속할 때 사용될 수 있다.
Detach triggering은 UE 또는 망(MME, HSS)에 의해서 발생할 수 있다. Detach triggering이 아래와 같이 세가지로 분류할 수 있다.

1) Detach Case 1: UE-initiated Detach

UE에 의해 detach되는 요인은 다음과 같다.

• UE가 전원을 끌 때
• USIM card가 UE에서 제거될 때
• UE가 non-EPS 서비스를 이용하고자 할 때(예, CS fallback, SMS ..) 등

❶ UE에 의한 Detach Triggering
UE에서 detach triggering 요인이 발생하여 UE와 MME가 이를 인지하고, EPS 세션 종료 절차가 수행되기 전까지의 동작을 기술한다.

1) [UE → MME] Detach 요구
UE는 MME로 Detach Request 메시지를 전송하여 detach를 요구한다. 만약 UE가 ECM/RRC-Idle 상태에 있었으면 먼저 RRC 연결 및 S1 시그널링 연결이 설정되고 ECM/RRC-Connected 상태로 천이한 후 Detach Request 메시지를 전송한다.

아래 그림은 Detach Request 에 사용되는 메시지 파라미터이다.

 

+) KSI(Key Set Identifier). 

 

2) [UE] Security Context와 베어러 Context 처리
Detach Request 메시지를 전송한 후 UE는 현재 사용중인 NAS security context와 GUTI 및 현재 위치한 TA를 저장하고, EPS 베어러 context를 지운다.

3) [MME] Detach를 인지하고 Security Context 처리
MME는 UE로부터 Detach Request 메시지를 수신하여 사용자가 detach하려 함을 인지한다. KSIASME 값을 기반으로 현재 사용중인 NAS security context를 저장하고, Detach Type을 보고 정상적인 detach 인지 UE 전원이 꺼진 것인지를 확인하여 UE로 Detach Accept 메시지를 전송해야 하는지 파악한다.

 

❷ EPS Session 종료 (EPS Session Termination)
UE-initiated Detach를 인지하고 NAS security context를 저장한 MME는 활성화되어 있는 EPS 세션에 대한 삭제를 요청하고 이에 따라 PCEF(P-GW)-initiated EPS 세션 종료 절차가 수행됨으로써 사용자에게 할당되었던 망/무선 자원이 해제되는 과정을 기술한다.

EPS 베어러 해제 및 PCC Rule 삭제

4) [MME → S-GW] EPS 세션 삭제 요구
MME와 S-GW 간은 S11 인터페이스로 GTP 프로토콜(GTP-C)로 통신한다. MME는 S-GW로 Delete Session Request 메시지를 전송함으로써 사용자의 EPS 세션 및 default EPS 베어러를 삭제하기 위한 절차를 시작한다. Default EPS 베어러 ID 및 UE 위치 정보(ECGI, TAI)가 전달된다.

+) ECGI : E-UTRAN Cell Global Identifier

5) [MME] EPS 베어러 Context 해제
MME는 Delete Session Request 메시지를 전송한 후 사용자의 EPS 베어러 context 정보를 지운다.

6) [S-GW → P-GW] EPS 세션 삭제 요구
S-GW와 P-GW 간은 S5 인터페이스로 GTP 프로토콜(UP: GTP-U, CP: GTP-C)로 통신한다. S-GW는 MME로부터 수신한 Delete Session Request 메시지를 P-GW로 전송한다.

7) [S-GW] EPS 베어러 Context 해제
S-GW는 Delete Session Request 메시지를 전송한 후 사용자의 EPS 베어러 context 정보를 지운다.

 

8) [P-GW → PCRF] EPS 세션 종료 알림
P-GW와 PCRF 간은 Gx 인터페이스로 Diameter 프로토콜로 통신한다. P-GW는 PCRF로 CCR(CC-Request) 메시지를 전송하여 사용자가 서비스를 마침을 알림으로써 EPS 세션 종료 절차(PCEF-initiated EPS Session Termination)가 진행되도록 한다.

9) [PCRF] RCC Rule 삭제
P-GW로부터 CCR 메시지를 수신한 PCRF는 사용자의 PCC rule을 삭제한다.

10) [P-GW ← PCRF] EPS 세션 종료 응답
PCRF는 P-GW로 CCA(CC-Answer) 메시지를 전송하여 사용자에 할당한 PCC rule이 삭제되었음을 알린다.

11) [S-GW ← P-GW] EPS 세션 삭제 응답
PCRF로부터 CCA 메시지를 수신한 P-GW는 단계 6)에 대한 응답으로 S-GW로 Delete Session Response 메시지를 전송한다.

12) [P-GW] EPS 베어러 Context 해제
P-GW는 Delete Session Response 메시지를 전송한 후 사용자의 EPS 베어러 context 정보를 지운다.

13) [MME ← S-GW] EPS 세션 삭제 응답
P-GW로부터 Delete Session Response 메시지를 수신한 S-GW는 단계 4)에 대한 응답으로 MME로 Delete Session Response 메시지를 전송한다.

14) [UE ← MME] Detach가 처리되었음을 알림
Delete Session Response 메시지를 수신한 MME는 사용자의 자원 해제가 PCRF에 의해 승인되었음을 인지하고 단계 1)에 대한 응답으로 UE에게 Detach Accept 메시지를 전송한다. Detach Accept 메시지는 UE가 detach를 요청한 이유가 전원을 끈 경우가 아닐 때만 전송된다(즉, Detach Request에 있는 Switch Off=0 인 경우). Switch Off에 의한 detach 요청인 경우 MME는 Detach Accept 메시지를 전송하지 않는다.

S1 시그널링 연결 해제

UE에게 Detach Accept 메시지를 전송하고 난 후, MME와 eNB는 더 이상 UE에게 서비스를 제공 하지 않으므로 남아있는 사용자 자원(S1 시그널링 연결, RRC 연결 및 eNB에 있는 UE Context)을 해제한다.

15) [eNB ← MME] S1 시그널링 연결 해제 알림
MME는 S1 시그널링 연결을 해제하기 위하여 eNB로 UE Context Release Command 메시지를 전송한다.

 

16) [UE ← eNB] RRC 연결 해제
eNB는 아직 RRC 연결이 설정되어 있는 경우 이를 해제하기 위하여 UE로 RRC Connection Release 메시지를 전송한다.

17) [eNB] UE Context 삭제
eNB는 UE와 관련된 모든 정보를 삭제한다.

18) [eNB → MME] RRC 연결 해제
eNB는 단계 15)에 대한 응답으로 MME로 UE Context Release Complete 메시지를 전송한다.

2) Detach Case 2: MME-initiated Detach

MME에 의해 detach되는 경우는 explicit detach와 implicit detach로 구분된다. Explicit detach인 경우 MME는 UE에게 Detach Request 메시지를 전송함으로써 detach 할 것임을 알리고 UE가 detach 후에 다시 attach 해야 하는지 여부를 알려준다. Implicit detach인 경우 UE가 MME와 통신할 수 없는 환경이므로 MME는 UE에게 detach 할 것임을 알리지 않고(Detach Request 메시지를 전송하지 않고) detach를 수행한다. MME에 의해 detach되는 요인은 다음과 같다.

i) Explicit Detach

• 통신 사업자의 O&M(Operation & Maintenance) 목적
• 재인증(Re-authentication)이 실패한 경우
• 사용자에게 할당한 자원을 제공해 줄 수 없는 경우 등

ii) Implicit Detach

• 무선링크 품질이 나빠져(예, Radio link failure) 사용자와 통신을 지속할 수 없는 경우

❶ MME에 의한 Detach Triggering
MME에서 detach triggering 요인이 발생하여 EPS 세션 종료 절차가 수행되기 전까지의 동작을 기술한다.

Implicit detach에 해당되었다면 UE로 전송되는 메시지인 단계 1), 단계 14) 및 단계 16)은 발생하지 않는다.

 

1) [UE ← MME] Detach 요구

만약 이 때 사용자가 휴지 상태에 있다면 MME는 S1 시그널링 연결을 설정하기 위하여 1)메시지 위의 절차인 페이징(paging) 절차를 거친다.

 

Explicit detach인 경우에만 이 메시지를 보낸다. MME는 UE로 Detach Request 메시지를 전송하여 detach를 요구한다. MME에서 UE로 전송되는 경우 메시지 파라미터는 다음과 같다:

 

 

2) [MME] Security Context 처리
UE로 Detach Request 메시지를 전송한 후 MME는 EPS 세션을 삭제하기 전에 현재 사용중인 NAS security context를 저장한다. UE가 재접속시 이를 사용하여 가입자 인증 및 NAS Security Setup 절차가 생략될 수 있다.

3) [UE] Detach를 인지하고 Security Context와 베어러 Context 처리
UE는 MME로부터 Detach Request 메시지를 수신하여 MME가 detach하려 함을 인지한다. Detach Type을 보고 detach 후 re-attach 해야 하는지 아닌지를 확인한 후, current NAS security context를 저장하고 EPS 베어러 context를 지운다.

 

나머지는 위의 UE 절차와 동일.

3) Detach Case 3: HSS-initiated Detach

HSS에 의해 detach되는 요인은 다음과 같다.

• HSS에 provisioning되어 있는 사용자 profile이 변경되어 MME에 저장된 profile이 변경되어야 하는 경우
• Illegal UE 등의 이유로 통신 사업자가 해당 UE에 대한 망 접속을 제한하려는 경우

❶ HSS에 의한 Detach Triggering
HSS에서 Subscriber Withdrawn으로 인한 detach triggering 요인이 발생하고, HSS는 해당 가입자의 MM context와 EPS 베어러를 즉시 삭제하고자 한다.

1) [MME ← HSS] Detach 요구
HSS와 MME 간 통신은 S6a 인터페이스 상에서 Diameter 프로토콜을 이용하여 수행된다. HSS는 MME로 Cancel Location Request(CLR) 메시지를 전송하여 해당 사용자를 detach할 것을 요구한다. Cancel Location Request 메시지의 파라미터는 다음과 같다:

❷ EPS Session 종료 (EPS Session Termination)
HSS로부터 Cancel Location Request(CLR) 메시지를 수신한 MME는 해당 사용자의 모든 자원을 해제한다. 이 과정은 3장에서 설명한 MME-initiated Detach(그림 3)과 동일하다. 차이점은 단계 1)에 대한 응답으로 MME가 단계 2)에서 HSS로 Cancel Location Answer 메시지를 전송하는 것이 추가된다는 점이다.

2) [MME → HSS] Detach 응답
UE로부터 Detach Accept 메시지를 수신하고 S-GW로부터 Delete Session Response 메시지를 수신한 후 MME는 단계 1) Cancel Location Request 메시지에 대한 응답으로 HSS로 Cancel Location Answer 메시지를 전송한다.

 

참조/출처

https://www.netmanias.com/ko/?m=view&id=techdocs&no=10544

LTE EMM Procedure: 2. Detach