74. RRC with Signal Flow(1)

연이은 연휴 알바로 인해 상태가 말이 아니다.. 하지만 할건 해야지 

 

지난 RRC State 포스팅을 통해 4G, 5G NAS, SA에서 State의 차이점을 알아보고 inactive 상태가 무엇인지 깊이 들여다보았었다. 

영상 속 RRC 역할

 

이번 편에서는 약 두 편에 걸쳐 사진의 초록색 글씨들의 역할들을 알아볼 것이다.

가보자!

 

1. Signaling Flow

위 사진에서 보았듯 남은 RRC의 역할은 SIB 관리 및 처리, SRB-DRB관리, Radio Link 관리, Security related, NAS message transfer이다. 우리는 이 역할들을 단말이 초기 네트워크 연결 과정을 통해 알아볼 것이다.

 

영상 속 신호 흐름 설명 1

 

 폰을 껐다 키면 단말은 네트워크 연결을 위해 BS의 신호를 받는다. 모든 기지국은 주기적으로 MIB와 SIB을 브로드캐스팅하여 네트워크 정보와 기지국 식별 정보를 전달하고, 단말(UE)은 이 정보를 기반으로 접속 가능한 네트워크를 판단한다.

 

 이 후, 단말이 접속 가능한 네트워크를 찾으면 RACH (Random Access Channel) 프로세스를 시작한다. 이 과정에서, 여러 단말이 동일한 RACH 리소스를 사용할 경우 RACH Contention이 발생할 수 있는데, 이 문제는 Contention Resolution 과정을 해결될 수 있다.

 

RACH 프로세스가 완료되면 본격적인 연결을 위해 RRC Setup 단계로 넘어간다. 단말은 MSG3 (RRC 연결 요청메시지)를 SRB0(일종의 통로)을 통해 전송하여 네트워크 연결을 요청한다. 기지국은 MSG4 (RRC 연결 확립 메시지)를 SRB0을 통해 응답하며, 이때 단말에게 DCCH (Dedicated Control Channel)을 설정해준다.
쉽게 말해서 RACH 과정을 진행할 동안 사용한 공용 채널인 CCCH (Common Control Channel)를 단말 전용 채널인 DCCH로 이동하는 단계인 것이다.

영상 속 신호 흐름 설명 2

 

DCCH가 설정되면 단말은 RRC Setup Complete 메시지와 함께 NAS 메시지(Non-Access Stratum)를 기지국(BS)에게 보낸다.

 (NAS 메시지는 단말과 코어 네트워크끼리 주고받는 신호로, 기지국은 단순히 전달자 역할만 수행한다. 기지국은 NAS 메시지의 내용을 열람할 수 없으며, 이를 그대로 코어 네트워크로 전달한다.)

 

영상 속 신호 흐름 설명 3

 

 NAS 메시지에는 단말의 간단한 정보와 네트워크 등록 요청 메시지가 포함되어 있는데,  코어는 이 메시지를 받은 후, 추가적으로 Identity Request 메시지를 통해 자세한 정보를 요청한다. 이러한 과정은 NAS Message Transfer로 불린다. 이렇게 NAS 메시지가 몇 차례 오간 후, 암호화 및 인증 절차를 포함한 NAS Security 단계가 시작된다.

 NAS Security는 단말이 코어에 연결될 수 있는 '안전한' 상태인지 판단하기 위한 절차이다. 이 과정에서는 암호화 및 복호화 알고리즘과 인증 절차를 통해 보안 연결을 설정하고, 단말이 네트워크에 등록할 자격이 있는지 확인한다.

 

이 후 절차는 다음 시간에 알아보자!

 

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출처

https://www.youtube.com/watch?v=4F6hu8ojh3s&list=PLdjcO8otM2M-uJRGgmv3rHRqMInwHRwMd&index=75