2. EMM Case 10. 다른 도시로 이동 (Move to Another City)
 

2.1 연결 상태(Connected State)에서 이동
그림 2은 사용자 단말이 City 1에서 서비스를 이용 중에 LTE 커버리지를 벗어나면서 detach되는 절차를 나타낸다.

그림 2. Move to Another City in “Connected” State

1) [UE → eNB] Measurement Report
UE가 City 1을 벗어나면서 서빙 셀 수신신호가 점점 약해진다. A2 event가 활성화되어 있으면 UE는eNB로 Measurement Report 메시지를 전송하여 서빙 셀 신호세기를 알린다.

2) [eNB] 핸드오버할 이웃 셀이 없음
eNB는 핸드오버할 이웃 셀을 찾는데 실패한다.

3) [eNB → MME] Error 상황 알리기
무선링크 통신상태가 계속 나빠짐에 따라 무선 인터페이스 상에 전송실패가 발생하게 되고, eNB는 MME로 Error Indication(Cause=Failure in the Radio Interface*) 메시지를 전송하여 이를 알린다.(UE와의 통신이 허용 가능한 수준의 품질을 유지하기 어렵다고 판단되면, eNB는 UE Context Release Request 메시지를 MME로 전송할 수도 있다).

* 위의 Cause는 예시로 이 외 “Radio connection with UE lost” 등이 될 수 있다(3GPP TS 36.413[4] 참조).

무선링크 통신품질이 안 좋아서 RRC 연결이 끊어지면 UE는 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reestablishment)을 시도한다. 잠시 통신품질이 안 좋았던 경우에는 RRC 연결 재설정이 성공하여 정상적인 무선통신이 이루어지고 사용자 서비스는 끊김 없이 제공된다. 통신품질이 계속 안 좋은 경우에는 RRC 연결 재설정이 계속 실패하고 결국 RRC 연결이 끊어진다.

본 문서에서는 eNB가 UE와의 RRC 연결을 유지한 상태에서 MME에게 Error Indication 메시지를 전송하고, MME는 서빙 셀이 도시 경계에 있는 셀로 핸드오버할 이웃 셀이 없으므로 망에서 detach 하기로 결정한 상황을 고려한다. 이에 MME에서 Detach 절차가 triggering된다.

4) MME-initiated Detach
MME는 UE로 Detach Request 메시지를 전송하여 Detach 절차를 수행한다. 이 절차는 이전 기술문서[2]에서 “MME-initiated Explicit Detach 절차”와 같은 절차로 수행된다*. MME는 UE의 GUTI와 NAS security context를 저장하고, EPS 세션을 종료하고 S1 시그널링을 해제하고 Detach 상태(EMM-Deregistered, ECM-Idle)로 천이한다. UE는 GUTI와 NAS security context를 저장하고 EPS 베어러 context를 삭제하고 Detach 상태(EMM-Deregistered, ECM-Idle, RRC-Idle)로 천이한다.

* MME가 UE와 eNB 간 RRC 연결이 끊어졌다고 판단한 경우에는 Implicit Detach 절차로 진행될 수 있다.

2.2 휴지 상태(Idle State)에서 이동
Periodic TAU 절차는 휴지 상태에 있는 사용자 단말이 주기적으로 자신의 위치를 망에게 알리는데 사용된다(이전 기술문서[5] 참조). UE가 휴지 상태에 있는 경우, MME는 UE로 향하는 호/패킷이 발생하면 UE가 응답할 수 있는지(“reachable”한지) 확신할 수가 없다. 따라서 휴지 상태에 있는 UE는 망이 할당한 영역에(TAI list에 있는 TA에) 있더라도 주기적으로 자신의 위치를 망에 보고하고, 망은 UE가 “reachable”한지 여부를 확인한다. MME는 이를 위해 TAU timer(T3412), Mobile Reachable timer, Implicit Detach timer를 관리한다. 이 중 TAU timer(T3412) 값은 UE에게 전달되는데, UE가 망에 초기 접속할 때 Attach Accept 메시지를 통해서 또는 TA 갱신을 요구할 때 TAU Accept 메시지를 통해서 전달된다.

TAU timer(T3412)의 default 값은 54분[4]으로, MME가 이 값을 “0”으로 주면 UE는 TAU timer를 비활성화하고 Periodic TAU를 수행하지 않는다(M2M 통신용 UE에 적용되지 않을까요?). 단말에서 TAU timer는 단말이 연결 상태(EMM-Registered, ECM-Connected, RRC-Connected)에서 휴지 상태(EMM-Registered, ECM-Idle, RRC-Idle)로 천이할 때 구동된다. TAU timer가 만료되면, UE는 연결 상태로 천이하여 MME로 TAU Request 메시지를 전송하여 자신의 존재를 알린 후(“reachable”하다는 것을 알리고) 휴지 상태로 천이하고 TAU timer가 다시 구동된다. 휴지 상태에서 연결 상태로 천이하거나 망에서 detach하게 되면 단말은 TAU timer를 중지시킨다.

MME에서 UE의 TAU timer가 만료되면 MME는 곧이어 TAU Request 메시지를 수신하고서* UE의 위치를 확인하고, 필요시 TAI list를 재할당하고, TAU timer를 다시 구동시킨다. 즉, 망은 최소한 TAU timer 주기로 UE가 “reachable”한지 확인하여 PPF(Paging Proceed Flag) flag를 “1”로 설정함으로써 paging이 가능함을 표시한다.

* TA 갱신을 요청하는 UE 정보는 UE가 MME의 관리영역에 머물고 있는 경우에는 S1 인터페이스를 통해서 수신되고, 다른 MME의 관리 영역으로 이동한 경우에는 S10 인터페이스를 통해 다른 MME로부터 수신된다.

만약 UE에게 무슨 일이 있으면 (예, T3412 만료시점에 음영지역에 있어 통신이 안 된다고 하자) T3412가 만료되었을 때 UE는 TAU 요청을 하지 못하고 MME는 UE가 어디 있는지 알지 못한다. UE는 TA 갱신을 실패시 재시도하므로 잠시 후 음영지역을 빠져나오면 TAU 요청이 성공하지만, 계속 음영지역에 있으면 TAU 요청이 계속 실패한다.

Mobile Reachable timer는 망이 UE가 “reachable”한지 확인하기 위해 사용하는 값으로 TAU timer(T3412) 보다 조금 큰 값을 갖는다. Default 값은 “T3412+4분”으로, UE와 ECM 연결이 해제되면(예, UE가 휴지 상태로 천이함) 구동되고 ECM 연결이 생성되면 중지된다(예, UE가 MME로 TAU Request 메시지를 전송함).

Mobile Reachable timer가 만료되면 MME는 UE가 현재 LTE 커버리지를 벗어나있다(out of coverage)고 판단하지만 얼마나 오랫동안 커버리지를 벗어나 있었는지는 모른다. 따라서 바로 UE context를 삭제하지 않고 PPF flag를 clear하고 Implicit Detach timer를 구동시킨다. PPF flag를 clear하면 UE는 locally detach된다. 즉, Implicit Detach timer가 구동하는 동안에는 망에서 UE context가 삭제되지는 않지만 UE를 paging하지 않는다(어디 있는지 모르는데 어디로 보내요?). UE로 향하는 호/패킷이 생겨서 S-GW가 MME로 Downlink Data Notification 메시지를 보내도 MME는 이를 거절한다.

UE가 NAS 메시지를 전송하여 ECM 연결이 생성되면 Implicit Detach timer는 중지된다. Implicit Detach timer가 만료되어도 UE 위치가 파악이 안되면, MME는 UE가 오랫동안 LTE 커버리지를 벗어나있다고 판단하고 UE를 망에서 detach시킨다. 이제 망에서 UE context는 삭제되고 UE를 paging 하지도 않는다.

그림 3은 사용자 단말이 City 1에서 서빙 셀에 캠핑하고 있다가 LTE 커버리지를 벗어나면서 detach되는 절차를 나타낸다.

그림 3. Move to Another City in “Idle” State

1) [MME] TAU Timer(T3412) 만료
UE의 TAU timer가 만료된다. MME는 UE로부터 TAU Request 메시지를 받지 못했고 UE가 “reachable”한지 확인해야 한다.

2) [MME] Mobile Reachability Timer 만료
UE의 Mobile Reachable timer 역시 만료된다. MME는 UE가 지금 “out of coverage” 상태에 있다고 판단한다. MME는 PPF flag를 clear하고 Implicit Detach timer를 구동한다. UE에게 할당한 자원(EPS 베어러, security context 등)은 유지되나 UE를 paging하지 않는다.

3) [MME] Mobile Implicit Timer 만료
UE의 Implicit Detach timer가 만료된다. MME는 UE가 오랫동안 “out of coverage” 상태에 있다고 판단하고 망에서 implicit detach시키기로 한다.

4) [eNB, MME, S-GW, P-GW, PCRF] UE를 Detach 시킴
MME는 Implicit Detach 절차를 수행한다. 이 절차는 이전 기술문서[2]에서 설명된 “MME-initiated Implicit Detach 절차”와 같은 절차로 수행된다. UE에게 할당했던 자원들과 UE 정보가 삭제된다.