注册过程以及业务发起及资源分配下的5G语音实现

基本流程

对于一个用户终端（UE，User Equipment）来说，不论他要发起何种业务，都要经历网络注册、业务发起、资源释放等过程，语音业务亦是如此。对于一个5G UE，如果他要在5G网络上发起语音业务，需要经历5G网络注册（5GC Registration）、IMS系统注册（IMS Register）、业务发起、资源分配、资源释放等过程。下面将从注册过程（包含5G网络注册和IMS系统注册）以及业务发起及资源分配两部分对5G语音实现进行介绍。

注册过程

（1）5G系统注册

对于任意一个用户终端，当其开机后，都需要首先附着到5G网络中，以便可以获取相应的服务。在初始接入过程中，网络会从UE处获取PEI（），AMF将会用EIR（）对UE 的PEI检测，并将PEI发送给UDM、SMF、PCF等。在网络注册过程中，UE还会将注册类型、UE能力、安全参数的信息发送给网络。根据UE提供的信息，网络对UE进行身份验证、接入控制等。当网络接受该UE时，会给UE反馈注册接收（Registration Accept）消息，在这条信息中会包含如5G-GUTI、注册区域、移动性限制条件、PDU会话在、语序的NSSAI、注册更新定时器周期、LADN信息与MICO模式，以及是否支持通过PS会话实现IMS语音的指示，以及网络是否支持N26接口时的互操作。 其中以及是否支持通过PS会话实现IMS语音的指示、网络是否支持N26接口时的互操作两项会对UE选择语音实现方案有一定的影响。图3是5G系统注册流程图。

图3 5G系统注册流程图

这里“是否支持通过PS会话实现IMS语音的指示”是AMF根据UE能力和网络能力的匹配情况设定的，为了设定该值，AMF会发起UE能力和兼容性查询流程，且AMF设定该值后可在后续定期更新该值。具体来说AMF会在以下情况任意一个满足的条件下将该指示设置为“支持”。

1）网络能够在当前注册区域中通过支持语音的5GQoS流在PS会话上提供成功的IMS语音；

2）如果网络无法通过连接到5GC的NR-RAN上的PS会话提供成功的IMS语音，但能够执行以下操作之一：

◆如果连接到5GC的E-UTRA支持IMS语音，并且NG-RAN支持切换或重定向到连接到5GC的E-UTRA，并未该UE建立用于IMS语音的QoS流；

◆如果UE支持切换到EPS，则EPS支持IMS语音，并且NG-RAN支持切换到EPS，并为UE建立用于IMS语音的QoS流建；

◆如果UE支持重定向到EPS，则EPS支持IMS语音，并且NG-RAN支重定向到EPS，并为UE建立用于IMS语音的QoS流建立。

区别于4G网络附着（Attach）过程，在5G网络注册过程中网络并不会为UE建立默认承载提供一直在线的服务。因此，如果该UE还是IMS用户，当UE完成注册后，由于还需进行IMS域注册，因此需要建立相应的承载/QoS流来承载注册信令。

（2）IMS域注册

作为一个相对独立的系统，IMS需要用户在IMS服务前进行鉴权和授权，因此与5G系统的注册相似，IMS域的注册过程也是网络和UE间进行双向鉴权的过程。

在该过程中，UE通过发出Register（注册请求）消息，启动IMS域的注册过程。注册请求消息中会包含如用户表示、用户信息、会话描述信息等，注册请求消息首先会到达P-CSCF；之后，P-CSCF通过DNS得到用户归属网的I-CSCF并将注册消息转到I-CSCF；通过查询HSS，I-CSCF会为UE选择一个S-CSCF并将消息转到S-CSCF，然后S-CSCF借助从HSS获取的用户认证信息（如签约信息、安全信息等），并UE进行鉴权数据的计算和反馈；在此只有，UE会发起二次注册，并反馈计算数据，S-CSCF通过比较，确认UE为合法用户后下发消息告知UE注册成功。图4为IMS注册流程图。

图4 IMS注册流程图