5G(NR)語音呼叫流程

目前 獨(dú)立組網(wǎng)(SA) 的5G(NR)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在全球廣泛推廣和應(yīng)用;對于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商( MNO )而言提供語音和視頻通話服務(wù)非常重要。為此3GPP已定義5G網(wǎng)絡(luò)必須使用 5G RAN ,5GC和IMS提供語音服務(wù)。5G無線技術(shù)被稱為 新無線電(NR) ,使用5G RAN,5G核心和IMS的語音服務(wù)被稱為新無線語音- VoNR 。

一、5G(NR)語音網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

5G(NR) 語音網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由 5G RAN ,5G Core和IMS網(wǎng)絡(luò)組成。下圖顯示了主要架構(gòu)(僅含主要網(wǎng)元)。該網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)支持HTTP協(xié)議，基于服務(wù)接口。

****二、5G語音VoNR特點(diǎn)

• VoNR依靠IP多媒體子系統(tǒng)( IMS )來管理語音呼叫的連接，維護(hù)和釋放。
• UE在PDCP層支持RTP和RTCP,RoHC壓縮；MAC層支持DRX。
• SIP是用于UE和IMS之間的信令消息。
• VoNR中SIP信令消息使用5QI=5的QoS流和5QI = 1的QoS流

  5QI=5的QoS流為 **non-GBR** ，應(yīng)以高優(yōu)先級進(jìn)行處理，確保最小延遲  和SIP信令流程的可靠性。
  
      5QI=1的QoS流為 **GBR** 。建立連接后此QoS流用于傳輸語音數(shù)據(jù)包。
  

• gNB中SIP信令使用RLC-AM模式的DRB；語音流量(RTP)的DRB使用RLC-UM模式。
• 3GPP為5G推薦了“增強(qiáng)語音服務(wù)”( EVS )編解碼器。

• EVS編解碼器支持一定范圍的頻率采樣,以捕獲一定范圍的音頻帶寬。
  

• EVS采樣頻率分為窄帶，寬帶，超寬帶和全頻帶。
  

• VoNR中UE通過NAS層注冊過程中的“ UE能力 ”( UE Capability) 上報(bào),表明其高層支持IMS語音服務(wù)( IMS Voice service )。
• AMF可通過UE能力查詢來獲取UE對IMS語音服務(wù)支持情況。gNB也可以通過RRC獲取UE能力:終端通過以下IE顯示對IMS語音服務(wù)的支持：

  • ims-VoiceOverNR-FR1-r15 ：該字段指示UE是否支持NR FR1上的IMS語音

  • ims-VoiceOverNR-FR2-r15 ：該字段指示UE是否支持NR FR2上的IMS語音

  • 終端功能 IE ims-Parameters ： ims-ParametersFRX-Diff ， ** voice Over NR** ：支持。

    

三、5G語音VoNR呼叫流程

VoNR呼叫流程與VoLTE呼叫非常相似。如下圖所示：VoNR呼叫流程包括五個(gè)階段:從檢測5GNR小區(qū)開始；執(zhí)行向5G gNB和5GC注冊；通過數(shù)據(jù)DNN建立具有5QI=6-9的non-GBR QoS流的默認(rèn)PDU會話。

*DDN等于4G LTE中的APN

此后UE創(chuàng)建non-GBR QoS流且5QI=5的IMS DNN建立默認(rèn)Internet PDU會話。然后UE使用默認(rèn)IMS PDU上的SIP消息傳遞向IMS進(jìn)行注冊過程，并通過具有GBR QoS Flow和5QI=1的專用PDU會話建立**VoNR MO/MT**呼叫。

VoNR呼叫可通過釋放專用PDU會話,結(jié)束已建立的RTP協(xié)議語音業(yè)務(wù)流終止通話。

四、****VoNR呼叫各階段消息內(nèi)容

4.1 5G注冊( 終端開機(jī)入網(wǎng)和在5G網(wǎng)絡(luò)上注冊）

4.2 缺省Internet和IMS PDU會話建立

4.3 IMS注冊和Vo****NR呼叫

4.4 VoNR呼叫釋放