RRC 연결 관리¶

스펙 · 릴리즈

TS 36.331 §5.3.3 (연결 수립), §5.3.5 (재구성), §5.3.7 (재수립), §5.3.8 (해제), §5.3.11 (RLF) · Service Request: TS 23.401 §5.3.4 · S1 Release: §5.3.5

Rel-8~ (Rel-13 Suspend/Resume, Rel-14 Light connection)

한눈에 보기

LTE 단말은 데이터를 보낼 때만 RRC_CONNECTED로 들어가고, 한동안 데이터가 없으면 기지국이 연결을 끊어 RRC_IDLE로 돌려보냅니다. 배터리와 무선 자원을 아끼기 위해서입니다.

연결 수립: Idle → Connected (Service Request, 페이징 응답, Attach, TAU)
재구성: 연결 중 설정 변경 (베어러 추가, 측정, 핸드오버, CA)
해제: Connected → Idle (보통 10초 정도 데이터가 없으면)
재수립: 연결이 갑자기 끊겼을 때(RLF) 빠르게 복구

Idle → Connected (Service Request)¶

이미 Attach된 단말이 Idle 상태에서 데이터를 보내려 할 때의 흐름입니다.

sequenceDiagram
    participant UE
    participant eNB
    participant MME
    participant SGW as S-GW
    UE->>eNB: RA + RRCConnectionRequest (cause: mo-Data)
    eNB->>UE: RRCConnectionSetup
    UE->>eNB: RRCConnectionSetupComplete [Service Request]
    eNB->>MME: Initial UE Message [Service Request]
    Note over MME: NAS 무결성 확인 (인증은 보통 생략)
    MME->>eNB: Initial Context Setup Request (E-RAB 목록, K_eNB)
    eNB->>UE: SecurityModeCommand
    UE->>eNB: SecurityModeComplete
    eNB->>UE: RRCConnectionReconfiguration (DRB 복원)
    UE->>eNB: RRCConnectionReconfigurationComplete
    eNB->>MME: Initial Context Setup Response (eNB TEID)
    MME->>SGW: Modify Bearer Request
    SGW->>MME: Modify Bearer Response
    Note over UE,SGW: 데이터 송수신

연결 설정 원인 (establishmentCause)¶

원인	상황
emergency	긴급 호
highPriorityAccess	접근 등급 11–15 (공공 안전 등)
mt-Access	페이징 응답 (착신)
mo-Signalling	단말 발신 시그널링 (Attach, TAU, Detach)
mo-Data	단말 발신 데이터
delayTolerantAccess (Rel-10)	MTC 저우선 단말
mo-VoiceCall (Rel-12)	VoLTE 발신 (ACB 예외 처리용)

기지국은 혼잡 시 RRCConnectionReject(waitTime 1–16 s)로 거절할 수 있습니다.

Connected → Idle (Release)¶

sequenceDiagram
    participant UE
    participant eNB
    participant MME
    participant SGW as S-GW
    Note over eNB: inactivity timer 만료 (예: 10 s)
    eNB->>MME: UE Context Release Request (cause: user inactivity)
    MME->>SGW: Release Access Bearers Request
    SGW->>MME: Release Access Bearers Response
    MME->>eNB: UE Context Release Command
    eNB->>UE: RRCConnectionRelease
    eNB->>MME: UE Context Release Complete
    Note over UE: RRC_IDLE · ECM-IDLE<br/>EPS 베어러는 핵심망에 유지

Idle이 되어도 EPS 베어러와 IP 주소는 유지됩니다. 무선 구간(DRB)과 S1 구간만 해제되므로 다음 Service Request에서 빠르게 복원됩니다.

RRCConnectionRelease에 담을 수 있는 것:

redirectedCarrierInfo: 특정 주파수/RAT로 바로 가라 (예: CSFB 시 3G, 부하 분산)
idleModeMobilityControlInfo: 단말 전용 재선택 우선순위 (T320 동안 유효)
releaseCause: other / loadBalancingTAUrequired / cs-FallbackHighPriority / rrc-Suspend

RLF와 재수립¶

stateDiagram-v2
    state "정상 (CONNECTED)" as N
    state "T310 동작 중" as T310
    state "재수립 시도 (T311)" as T311
    state "RRC_IDLE" as IDLE
    N --> T310: out-of-sync × N310
    T310 --> N: in-sync × N311
    T310 --> T311: T310 만료 = RLF
    N --> T311: RA 실패 · RLC 최대 재전송 · HO 실패(T304)
    T311 --> N: 셀 선택 → Reestablishment 성공
    T311 --> IDLE: T311 만료 또는 Reject

재수립에 성공하면 SRB1이 복구되고 이어서 Reconfiguration으로 DRB도 되살아납니다(데이터 끊김 수백 ms). 실패하면 Idle로 가서 NAS가 Service Request부터 다시 합니다(수 초).

전문가 노트 — 재수립 조건과 최적화

재수립 성공 조건. 단말이 선택한 셀의 eNB가 단말 컨텍스트를 가지고 있어야 합니다. Reestablishment Request에는 ue-Identity(이전 셀의 C-RNTI, PCI, shortMAC-I)가 들어가며, eNB는 shortMAC-I로 진짜 그 단말인지 검증합니다. - 소스 셀로 돌아온 경우: 성공 (Too-late HO의 흔한 모습) - 핸드오버 준비된 타깃 셀: 성공 - 준비 안 된 셀: Reject → Idle (Rel-9 이후 X2 RLF Indication으로 원래 셀에 알림)

Rel-9 MRO 분류. - Too Late HO: 소스에서 RLF → 다른 셀(타깃이었어야 할 셀)에서 재수립 - Too Early HO: 타깃으로 HO 직후 RLF → 소스로 재수립 - HO to Wrong Cell: 타깃으로 HO 직후 RLF → 제3 셀로 재수립

inactivity timer 설계. 짧으면 Idle↔Connected 전환이 잦아 시그널링(약 10–20 메시지)과 지연이 늘고, 길면 단말 배터리와 eNB 컨텍스트 자원을 씁니다. 스마트폰 앱의 keep-alive 패턴 때문에 보통 5–20초로 운용합니다. C-DRX가 그 사이 전력 소모를 줄여 줍니다.

Suspend / Resume (Rel-13 UP CIoT). Release with rrc-Suspend → 단말과 eNB가 AS 컨텍스트 보관 → RRCConnectionResumeRequest(resumeID, shortResumeMAC-I) → Resume. 보안 모드·DRB 재설정 메시지를 생략합니다. MME에서 S1 연결은 "suspended" 상태로 유지됩니다.