2. S1 해제 (S1 Release due to User Inactivity)
 

S1 해제 절차는 eNB 또는 MME에 의해 triggering 될 수 있다. 먼저, eNB에 의해 triggering 되는 예는 다음과 같다.

• User inactivity
• Repeated RRC signaling integrity check failure
• Release due to UE generated signaling connection release
• Unspecified failure
• O&M intervention 등

MME에 의해 triggering 되는 예는 다음과 같다.

• Authentication failure
• Detach
• Not allowed CSG cell 등

이외에도 eNB와 MME에서 S1 해제는 control processing overload, not enough user plane processing resources available 등의 이유로 triggering될 수 있다.
 

그림 1은 S1 Release 전과 후에 사용자/제어 평면에서의 connection 설정과 UE와 MME의 상태를 나타낸다. S1 Release 전에는 사용자와 망 간(UE와 P-GW 간)에 트래픽 전송을 지원하기 위한 EPS 베어러와 시그널링 연결이 설정되어 있다. EPS 베어러로는 DRB, S1 베어러 및 S5 베어러가 설정되어 있고, 시그널링 연결로는 ECM 연결(RRC 연결 + S1 시그널링 연결), S11 연결 및 S5 연결이 설정되어 있다. UE와 MME는 EMM-Registered 및 ECM-Connected 상태에 있고, UE와 eNB는 RRC-Connected 상태에 있다.

S1 Release 후에 사용자 평면에서는 DRB와 하향 S1 베어러가 해제되고 제어 평면에서는 ECM 연결(RRC 연결 + S1 시그널링 연결)이 해제되어 E-UTRAN 자원이 해제된다. S1 베어러의 경우 하향 S1 베어러 자원만 해제되고 상향 S1 베어러 자원은 망에서 유지된다.

이를 이전 기술문서인 detach 경우와 비교하면, detach가 발생한 경우에는 망이 사용자에게 할당한 모든 자원이 해제되고 사용자 상태는 EMM-Deregistered 상태로 천이하게 되며, S1 Release가 발생한 경우에는 무선 access 망(E-UTRAN 또는 eNB)에서 할당한 자원은 해제되나 EPC에서 할당한 자원은 그대로 유지되어 사용자 상태는 EMM-Registered 상태를 유지하면서 ECM-Idle 상태로 천이하게 된다. 이후 상향/하향 사용자 트래픽이 발생하면 ECM 연결 및 DRB/S1 베어러(하향)가 설정되면서 ECM-Connected 상태로 천이하고 사용자 트래픽을 전송하게 된다.

그림 1. Connections and States before/after S1 Release

그림 2는 eNB가 사용자 비활성화(User inactivity)를 검출하여 eNB에서 S1 해제가 triggering되어 S1이 해제되는 절차를 나타낸다(Triggering 이유가 사용자 비활성화가 아닌 경우에도 S1 해제는 같은 절차로 수행된다). MME에 의해 S1 해제가 triggering되는 경우에는 그림 2에서 절차 1)이 없이 절차 2)부터 시작된다.

그림 2. Procedure for S1 Release (eNB-initiated)

1) [eNB → MME] UE Context 해제 요구
eNB는 사용자 비활성화를 검출하고 UE context를 해제하기 위하여 MME로 해제이유를 포함한 UE Context Release Request 메시지를 전송한다.

2) [MME → S-GW] S1 베어러 해제 요구
MME는 S-GW로 Release Access Bearers Request 메시지를 전송함으로써 S-GW에게 S1 베어러의 하향 종단점(Downlink endpoint)인 eNB에 대한 자원 해제를 요구하고, UE로 DL 트래픽을 전송할 수 없음을 알린다.

3) [S-GW] 하향 S1 베어러 해제
S-GW는 해당 사용자에 대해 하향 S1 베어러 자원(S1 베어러의 eNB 자원으로, eNB가 할당한 하향 S1 TEID 등)을 해제한다. 상향 S1 베어러 자원(S1 베어러의 S-GW 자원으로, 자신이 할당한 상향 S1 TEID 등)은 해제하지 않고 유지한다. 따라서 상향으로 전송할 패킷이 발생한 경우 eNB는 MME로부터 상향 S1 TEID를 전달받아 S1 베어러를 통해 지체없이 전송할 수 있다.

4) [MME ← S-GW] S1 베어러 해제 응답
S-GW는 MME로 Release Access Bearers Response 메시지를 전송함으로써 하향 S1 베어러 자원이 해제되었음을 알린다. 이 후 사용자로 향하는 DL 패킷이 발생하는 경우 S-GW는 이를 버퍼링하고 하향 S1 베어러가 재설정된 후 전송할 수 있다. 이 과정은 다음 기술문서인 “EMM Procedure: 4. Service Request”에서 다루게 된다.

5) [eNB ← MME] UE Context 해제 명령
MME는 eNB에 있는 UE context를 해제하기 위하여 eNB로 UE Context Release Command 메시지를 전송한다.

6) [UE ← eNB] RRC 연결 해제
MME로부터 UE context 해제를 명령받은 eNB는 유지하고 있던 UE context를 모두 삭제한다. 만약 RRC 연결이 아직 해제되지 않은 상태이면 eNB는 UE로 RRC Connection Release 메시지를 전송하여 RRC 연결을 해제함으로써, 사용자에게 할당한 무선 자원과 무선 베어러들을 해제하고 UE context를 삭제한다.

7) [eNB → MME] UE Context 해제 완료
eNB는 단계 5)에 대한 응답으로 MME로 UE Context Release Complete 메시지를 전송한다. MME는 eNB에서 사용자 정보가 모두 삭제되었음을 확인한다.

8) [MME] S1 해제
MME는 UE context 중 eNB와 관련된 정보는 상향 S1 베어러 정보를 제외하고 모두 삭제한다. eNB와 관련되지 않은 나머지 정보는 그대로 유지한다.