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RRC 상태와 INACTIVE

스펙 · 릴리즈

상태 정의: TS 38.300 §7.3 (RRC_INACTIVE), TS 38.331 §4.2.1 · Resume: TS 38.331 §5.3.13 · RNA 갱신·RAN 페이징: TS 38.300 §9.2.2 · Xn 컨텍스트 이전: TS 38.423 (Retrieve UE Context) · SDT: TS 38.331 §5.3.13, TS 38.321 §5.27 (Rel-17) Rel-15 INACTIVE → Rel-16 Idle/Inactive 조기 측정 → Rel-17 SDT (INACTIVE 상태 소량 데이터) → Rel-18 INACTIVE 멀티캐스트 수신·SDT 확장

한눈에 보기

스마트폰 앱은 몇 초~몇 분마다 작은 데이터를 주고받습니다. LTE에서는 그때마다 Idle ↔ Connected를 오가며 10여 개의 메시지를 주고받아야 했습니다.

NR은 중간 상태 RRC_INACTIVE를 추가했습니다.

  • 단말과 기지국이 연결 설정(보안 키, 베어러 설정)을 저장해 둔 채 잠듭니다.
  • 핵심망 입장에서는 계속 "연결됨"이라 다시 연결할 때 핵심망 절차가 필요 없습니다.
  • 깨어날 때는 Resume 3개 메시지로 끝 → 빠르고 배터리 절약

Rel-17부터는 INACTIVE 상태 그대로 작은 데이터를 보낼 수도(SDT) 있습니다.

세 가지 상태 비교

항목 RRC_IDLE RRC_INACTIVE RRC_CONNECTED
AS 컨텍스트 없음 단말·앵커 gNB에 저장 있음
핵심망 연결 (CM) CM-IDLE CM-CONNECTED (N2·N3 유지) CM-CONNECTED
이동성 셀 재선택 셀 재선택 + RNA 갱신 핸드오버
위치 단위 TA (AMF가 앎) RNA (앵커 gNB가 앎) 셀
페이징 CN 페이징 (AMF 시작) RAN 페이징 (gNB 시작) —
단말 ID 5G-S-TMSI I-RNTI C-RNTI
데이터 불가 불가 (Rel-17 SDT 가능) 가능
전력 소모 최소 IDLE 수준 큼
데이터 재개 지연 큼 (연결 설정 + 핵심망) 작음 (Resume) —

Resume 절차

sequenceDiagram
    participant UE
    participant New as 새 gNB
    participant Old as 앵커 gNB (마지막 서빙)
    participant AMF
    Note over UE: INACTIVE · 데이터 발생 (또는 RAN 페이징)
    UE->>New: RA + RRCResumeRequest (I-RNTI, resumeMAC-I, 원인)
    alt 새 gNB가 앵커가 아님
        New->>Old: Xn Retrieve UE Context Request
        Old->>New: Retrieve UE Context Response (보안, 베어러, PDU 세션)
        New->>AMF: Path Switch Request (N3 경로 변경)
    end
    New->>UE: RRCResume (재설정, 새 키 적용)
    UE->>New: RRCResumeComplete
    Note over UE,New: CONNECTED — 데이터 재개

RRCSetup(IDLE에서 연결)과 비교하면 보안 모드 명령, 단말 능력 조회, 베어러 설정(RRCReconfiguration), NGAP Initial Context Setup이 생략됩니다.

RNA와 RAN 페이징

항목 내용
RNA (RAN-based Notification Area) 셀 목록 또는 RAN Area Code 목록. RRCRelease의 suspendConfig로 지정
RNA 갱신 (RNAU) RNA 밖으로 이동하거나 T380(주기) 만료 시 RRCResumeRequest(원인 rna-Update) → 보통 RRCRelease로 다시 INACTIVE
RAN 페이징 하향 데이터가 오면 앵커 gNB가 RNA의 gNB들에 Xn RAN Paging → I-RNTI로 페이징
실패 시 RAN 페이징에 응답 없으면 앵커 gNB가 AMF에 알리고 CN 페이징으로 전환
전문가 노트 — 보안, SDT, 실무 설계

Resume 보안. resumeMAC-I는 이전 \(K_{RRCint}\)로 계산한 짧은 MAC으로, 새 셀이 앵커에 컨텍스트를 요청할 때 단말 진위를 확인합니다. RRCResume은 새 키(NCC로 유도한 \(K_{gNB}^*\))로 보호됩니다. RRCRelease의 nextHopChainingCount가 다음 키를 결정합니다.

RRCResumeRequest vs RRCResumeRequest1. Short I-RNTI(24비트, 48비트 CCCH 메시지)와 Full I-RNTI(40비트, 64비트 CCCH1 메시지). SIB1의 useFullResumeID로 선택합니다.

SDT (Small Data Transmission, Rel-17). - RA-SDT: 4-step의 Msg3 또는 2-step의 MsgA에 RRCResumeRequest와 사용자 데이터를 함께 실음 - CG-SDT: RRCRelease 때 받은 Configured Grant 자원으로 바로 전송(TA가 유효할 때) - 이후 서브시퀀트 전송을 이어 갈 수 있고, 끝나면 RRCRelease로 INACTIVE 유지 - 조건: 데이터량이 sdt-DataVolumeThreshold 이하, RSRP ≥ sdt-RSRP-Threshold, SDT 허용 DRB만

INACTIVE 지속 시간 설계. 앵커 gNB는 컨텍스트를 메모리에 보관하므로, 단말 수가 많으면 저장 시간(사실상 T380과 RAN 페이징 주기)을 조절합니다. 스마트폰은 INACTIVE와 C-DRX 조합으로 체감 반응성과 배터리를 함께 최적화합니다.

LTE와의 관계. LTE Rel-13 Suspend/Resume, Rel-15 "eLTE INACTIVE"(5GC 연결 ng-eNB)와 같은 개념이며, NR에서 표준 상태로 정식화되었습니다.

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