Non-access stratum (NAS) 개요

• NAS는 UE와 MME사이에서 [이동성 관리] 및 [세션 관리] 절차를 구현하는 프로토콜
• NAS 프로토콜 (EMM, ESM)은 E-UTRAN에서의 Tailor-made(단일 프로그램으로 네트워크를 형성) : TS 24.301 참조
• EPS NAS 프로토콜은 2G/3G때의 NAS 프로토콜과 유사
• EMM procedure : UE의 이동성, 보안, ESM을 위한 신호 연결 관리
• ESM procedure : activate/deactivate, EPS bearer 수정

NAS – EPS mobility management

• EMM procedure : UE의 추적, UE의 인증, 보안(보안키 제공, 암호화/보호를 위한 제어)
• 네트워크는 임시ID를 할당하고 UE의 신원정보를 요청할 수 있음
• EMM Procedure는 [UE 성능 정보]를 제공 :
• EMM procedure 기능
  • Attach
  • Detach
  • Tracking area update
  • GUTI reallocation
  • Authentication
  • Security mode control
  • Identification
  • MM information
  • NAS message transport (used for SMS to CS fallback enabled UE).
• 2G/3G에 비해 최적화됨 : ESM procedure와 default bearer 활성화 과정을 묶어버림
• UE는 절차가 완료되면 PDN에 하나 이상의 bearer를 가지게 됨.
• UE와 Network사이에 NAS 신호연결이 완료되면 EMM 절차가 수행됨.
• active 신호 연결이 없으면, EMM 계층에서 NAS 신호 연결을 위한 설정을 시작함.
• NAS 신호 연결은 UE의 서비스 요청 절차에 의해 설정
• 하향 링크의 경우 MME는 페이징을 위한 NAS 시그널링을 수행
• 연결 관리 절차는 S1-MME 인터페이스에서의 S1-AP 프로토콜과 E-UTRAN-Uu 인터페이스에서의 RRC에 의해 수행됨

NAS – EPS session management

• ESM 절차는 베어러 관리와 UE의 PDN연결에 사용됨
• ESM 절차에는 default & dedicated bearer의 establishment /modification / deactivation 를 수행함.
• default bearer는 항상 만들어지고, 추가적인 default or dedicated bearers를 만들기 위한 독자적 절차로 사용됨
• ESM절차는 원래 network 초기화에 사용되지만, UE가 bearer 자원을 수정하기 위해 요청하거나, EPS bearer를 활성화/비활성화 하는 절차를 위해 사용되기도 한다.
• ESM procedures
  • Default EPS bearer context activation procedure
  • Dedicated EPS bearer context activation procedure
  • EPS bearer context modification procedure
  • EPS bearer context deactivation procedure
  • UE requested PDN connectivity procedure
  • UE requested PDN disconnect procedure
  • UE requested bearer resource modification procedure.
• NAS 프로토콜은 TS 24.007에 따른 3GPP 표준 L3 메시지로 구현됨.
• TS 24.007에 따른 NAS signalling messages는 GSM/WCDMA/HSPA에서도 사용됨
• 인코딩 규칙은 OTA 인터페이스를 통해 메시지 크기를 최적화하고, 버전 협상없이 확장성과 하위 호환성을 허용하도록 개발되었습니다.

NAS – Message structure

• NAS 메시지는 프로토콜 판별값(Discriminator)과 메시지 ID를 가진다.
• Protocol Discriminator : 4-bit value (사용여부, EPS NAS messages, EMM NAS messages?, ESM NAS messages?)
• 메시지 ID : 보내는 특정 메시지를 나타냄
• EMM 메시지에는 보안헤더(보호되는지, 암호화되어 있는지 여부 등)이 포함됨.
• ESM 메시지는 EPS 베어러 ID와 프로시저 트랜잭션 ID를 포함함.
• EPS Bearer ID는 지정된 베어러의 identity를 나타내며, Protocol Transaction ID는 UE와 MME간의 NAS 메시지 교환시 사용됨
• EMM과 ESM NAS 메시지 안의 나머지 IE는 각 NAS 메시지에 따라 조정됨
• Normal EMM NAS message
  • 각 Row는 Octet을 의미하고, Octet에서 bit 8이 중요함.
    
• EMM Service Request message
  • EMM Service Request message는 일반적인 규칙을 위배하므로, 하나의 RRC 메세지에서 처리되도록 최적화됨.
    

• ESM NAS message
  

Security-protected NAS messages

• normal EMM and ESM messages가 security protected(암호화, 캡슐화)되었을때의 메시지
  
• service request message는 특별한 경우라서 security-protected NAS message 로 전송하지 않음.
• TS 24.301 & 24.007 : EPS NAS messages 와 IEs에 대한 설명 참조

Message 전송

• NAS 메시지는 S1-AP(MME ~ eNodeB)와 RRC(eNodeB ~ UE)를 통해 전송됨
• NAS 프로토콜은 이동성과 커버리지 손실을 만족시킬 메커니즘을 가짐

확장성 & 하위 호환성

• UE와 Network는 이해하지 못하는 IEs를 무시함.
• 따라서 새로 추가되는 IEs는 기존의 UE와 Network에 영향을 안 미침

Related posts

S1-AP LTE 관련 약어들 ASP.NET MVC3 – 유효성 검사 NLog 샘플 C# – Programing Practice C# – 프로그램 종료하기