图解5G物理层 - 5G的一些基本概念

本文详细解析了5G网络中的基本时间单位、子载波间隔、IFFT点数及其与带宽的关系,并介绍了5G帧、子帧和Slot的结构,包括不同子载波间隔下Slot的长度及符号数量。

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一  5G的基本时间单位     

        对于T_{s},是LTE中的基本单位,在5G中,作为一个参考时间单位。

         \Delta f为子载波间隔,在5G中支持的子载波间隔如下表所示。

                                                     38.211 Table 4.2-1: Supported transmission numerologies.

u

\Delta f

Cyclic prefix

0

15

Normal

1

30

Normal

2

60

Normal, Extended

3

120

Normal

4

240

Normal

         N取决于带宽,对于5G,最大RB个数为273RB,此时进行IFFT的点数是4096。

                                     38.104 Table 5.3.2-1: Maximum transmission bandwidth configuration NRB

SCS (kHz) 

5MHz

10MHz

15MHz

20 MHz

25 MHz

30 MHz

40 MHz

50MHz

60 MHz

80 MHz

90 MHz

100 MHz

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

NRB

15

25

52

79

106

133

160

216

270

N/A

N/A

N/A

N/A

30

11

24

38

51

65

78

106

133

162

217

245

273

60

N/A

11

18

24

31

38

51

65

79

107

121

135

二   Frame/Subframe/Slot

         一个无线帧与LTE一样仍然为10ms,范围为[0, 1023],一个子帧为1ms,但是Slot的长度取决于子载波间隔,15KHz的时候与LTE一样,一个子帧内包含2个Slot。

        不管子载波间隔是多少,一个Slot内包含的符号数都是一样的,Normal CP14个符号, Extended CP12个符号。

        

<think>好的,用户想了解5G新通话的呼叫信令流程,特别是流程的图解。首先,我需要明确“5G新通话”指的是什么。根据之前的信息,5G新通话通常是指基于5G网络的新型语音或多媒体通信服务,可能涉及IMS(IP Multimedia Subsystem)架构和NR(New Radio)技术。 接下来,我需要回忆标准的5G呼叫信令流程。一般来说,5G的语音解决方案主要有VoNR(Voice over NR),它依赖于IMS核心网。流程可能包括以下几个步骤:终端发起呼叫请求、随机接入、RRC连接建立、NAS信令交互、IMS注册、会话建立等。 用户提到的引用[2]提到PRACH配置索引,这与随机接入信道格式相关,可能在呼叫建立的初期阶段使用。而引用[1]提到5G与移动互联网及物联网的融合,这可能影响业务层的信令设计。 我需要将这些步骤整理成流程图形式,但由于只能文字描述,需分阶段说明。同时要确保使用正确的术语,如SIP(Session Initiation Protocol)用于IMS会话控制,NG-RAN节点涉及gNB等。 可能需要涉及的步骤包括: 1. 随机接入(使用PRACH) 2. RRC连接建立 3. NAS注册和鉴权 4. IMS注册和SIP信令交换 5. QoS流建立 6. 媒体协商(如SDP交换) 7. 通话建立完成 需要确认每个步骤涉及的网元,如UE、gNB、AMF、SMF、UPF、IMS核心网等。同时,注意是否有新的流程在5G新通话中引入,比如增强的媒体处理或服务质量保证机制。 用户可能需要流程图,但无法直接生成图片,因此需要用文字分步骤描述,并建议参考3GPP标准文档或相关技术白皮书中的图示。此外,生成的相关问题需要围绕信令流程的细节、技术优化和应用场景展开,例如询问VoNR与VoLTE的区别,或者5G新通话的安全机制等。 最后,确保回答符合系统级指令,正确使用LaTeX格式,比如变量或技术术语如$SIP INVITE$需要用行内公式,独立公式如协议栈层次可能需要用$$...$$,但在此问题中可能较少涉及数学公式,更多是信令步骤。需要检查引用是否正确添加,引用[1]和[2]是否与内容相关,比如在提到随机接入时引用[2],在提到网络融合时引用[1]。</think>### 5G新通话呼叫信令流程解析 5G新通话基于IMS(IP多媒体子系统)架构,结合5G NR的增强特性实现低时延、高可靠通信。其核心信令流程分为以下阶段: #### 1. **随机接入与RRC连接建立** 终端通过PRACH(物理随机接入信道)发起接入请求,使用由$PRACH\ configuration\ Index$定义的格式[^2]。基站(gNB)响应后建立RRC(无线资源控制)连接,完成无线资源配置。 #### 2. **NAS注册与网络鉴权** - **AMF(接入和移动性管理功能)**:处理终端的NAS(非接入层)注册请求,完成用户鉴权及安全激活。 - **SMF(会话管理功能)**:为后续媒体流分配IP地址并配置QoS策略。 #### 3. **IMS注册与SIP会话建立** 终端通过IMS核心网完成SIP(会话初始协议)注册,关键步骤包括: - **SIP REGISTER**:向IMS注册用户身份。 - **SIP INVITE**:主叫方发送邀请消息,携带媒体描述(SDP协议)。 - **183 Session Progress**:网络返回临时响应,协商媒体参数。 - **PRACK/UPDATE**:确认资源预留及QoS流建立[^1]。 #### 4. **端到端媒体流建立** UPF(用户面功能)根据SMF下发的规则打通媒体传输路径,语音或视频数据通过5G NR的专用承载(QoS Flow)传输。 #### 流程图关键节点(文字描述) ``` UE --> gNB: PRACH接入请求 gNB --> AMF: RRC连接建立完成 AMF --> AUSF/UDM: 鉴权请求 IMS --> UE: SIP 200 OK(注册成功) UE --> IMS: SIP INVITE(包含媒体能力) IMS --> UE: 183响应(媒体协商) UE/Network: QoS流激活 UE --> IMS: ACK(通话建立) ```
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