目前 独立组网(SA) 的5G(NR)网络已经在全球广泛推广和应用;对于移动网络运营商( MNO )而言提供语音和视频通话服务非常重要。为此3GPP已定义5G网络必须使用 5G RAN ,5GC和IMS提供语音服务。5G无线技术被称为 新无线电(NR) ,使用5G RAN,5G核心和IMS的语音服务被称为新无线语音- VoNR 。
一、5G(NR)语音网络架构
5G(NR) 语音网络架构由 5G RAN ,5G Core和IMS网络组成。下图显示了主要架构(仅含主要网元)。该网络体系结构支持HTTP协议,基于服务接口。
****二、5G语音VoNR特点
- VoNR依靠IP多媒体子系统( IMS )来管理语音呼叫的连接,维护和释放。
- UE在PDCP层支持RTP和RTCP,RoHC压缩;MAC层支持DRX。
- SIP是用于UE和IMS之间的信令消息。
- VoNR中SIP信令消息使用5QI=5的QoS流和5QI = 1的QoS流
5QI=5的QoS流为 **non-GBR** ,应以高优先级进行处理,确保最小延迟 和SIP信令流程的可靠性。 5QI=1的QoS流为 **GBR** 。建立连接后此QoS流用于传输语音数据包。
- gNB中SIP信令使用RLC-AM模式的DRB;语音流量(RTP)的DRB使用RLC-UM模式。
- 3GPP为5G推荐了“增强语音服务”( EVS )编解码器。
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EVS编解码器支持一定范围的频率采样,以捕获一定范围的音频带宽。
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EVS采样频率分为窄带,宽带,超宽带和全频带。
- VoNR中UE通过NAS层注册过程中的“ UE能力 ”( UE Capability) 上报,表明其高层支持IMS语音服务( IMS Voice service )。
- AMF可通过UE能力查询来获取UE对IMS语音服务支持情况。gNB也可以通过RRC获取UE能力:终端通过以下IE显示对IMS语音服务的支持:
三、5G语音VoNR呼叫流程
VoNR呼叫流程与VoLTE呼叫非常相似。如下图所示:VoNR呼叫流程包括五个阶段:从检测5GNR小区开始;执行向5G gNB和5GC注册;通过数据DNN建立具有5QI=6-9的non-GBR QoS流的默认PDU会话。
*DDN等于4G LTE中的APN
此后UE创建non-GBR QoS流且5QI=5的IMS DNN建立默认Internet PDU会话。然后UE使用默认IMS PDU上的SIP消息传递向IMS进行注册过程,并通过具有GBR QoS Flow和5QI=1的专用PDU会话建立**VoNR MO/MT**呼叫。
VoNR呼叫可通过释放专用PDU会话,结束已建立的RTP协议语音业务流终止通话。
四、****VoNR呼叫各阶段消息内容
4.1 5G注册( 终端开机入网和在5G网络上注册)
4.2 缺省Internet和IMS PDU会话建立
4.3 IMS注册和Vo****NR呼叫
4.4 VoNR呼叫释放
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