请描述一下5G终端开机搜网的每一个细节步骤

好的，从5G 3GPP协议技术的角度来描述5G终端开机搜网的每一个细节步骤，可以进一步细分为以下几个步骤： 1. UE（User Equipment）开机，启动RRC（Radio Resource Control）协议栈和NAS（Non-Access Stratum）协议栈。 2. UE通过RRC协议栈，向周围的基站发送RRC Connection Request消息，请求建立与基站的RRC连接。 3. 基站收到UE的RRC Connection Request消息后，通过RRC协议栈与UE建立RRC连接。 4. UE通过NAS协议栈向MME（Mobility Management Entity）发送Attach Request消息，请求加入5G网络。 5. MME根据UE的Attach Request消息，从HLR（Home Location Register）中获取UE的Subscriber Profile，包括其所属的PLMN（Public Land Mobile Network）和可用的APN（Access Point Name）等信息。 6. MME向UE发送Attach Accept消息，告知UE其所属的PLMN和可用的APN等信息。 7. UE通过NAS协议栈向MME发送Attach Complete消息，表示已完成加入5G网络的过程。 8. MME通过RRC协议栈向基站发送RRC Connection Setup消息，请求建立与UE的RRC连接。 9. 基站收到MME的RRC Connection Setup消息后，通过RRC协议栈向UE发送RRC Connection Setup消息，请求建立与UE的RRC连接。 10. UE通过RRC协议栈向基站发送RRC Connection Setup Complete消息，表示已完成与基站的RRC连接建立过程。 11. UE通过NAS协议栈向MME发送Activate Default EPS Bearer Context Request消息，请求建立默认的EPS承载。 12. MME根据UE的Activate Default EPS Bearer Context Request消息，向SGW（Serving Gateway）发送Create Session Request消息，请求为UE建立EPS承载。 13. SGW收到MME的Create Session Request消息后，根据UE所属的PLMN和可用的APN等信息，向PGW（Packet Data Network Gateway）发送Create Session Request消息，请求为UE建立EPS承载。 14. PGW根据UE所属的APN等信息，向外部网络发送请求，请求为UE建立EPS承载。 15. 外部网络向PGW发送Create Session Response消息，表示已为UE建立EPS承载。 16. PGW向SGW发送Create Session Response消息，表示已为UE建立EPS承载。 17. SGW向MME发送Create Session Response消息，表示已为UE建立EPS承载。 18. MME向UE发送Activate Default EPS Bearer Context Accept消息，表示已为UE建立EPS承载。 19. UE通过NAS协议栈向MME发送PDN Connectivity Request消息，请求建立与外部网络的连接。 20. MME根据UE的PDN Connectivity Request消息，向SGW发送Modify Bearer Request消息，请求修改UE的EPS承载。 21. SGW收到MME的Modify Bearer Request消息后，向PGW发送Modify Bearer Request消息，请求修改UE的EPS承载。 22. PGW向外部网络发送请求，请求修改UE的EPS承载。 23. 外部网络向PGW发送Modify Bearer Response消息，表示已修改UE的EPS承载。 24. PGW向SGW发送Modify Bearer Response消息，表示已修改UE的EPS承载。 25. SGW向MME发送Modify Bearer Response消息，表示已修改UE的EPS承载。 26. MME向UE发送PDN Connectivity Accept消息，表示已建立与外部网络的连接。 27. UE通过NAS协议栈向外部网络发送请求，请求获取网络资源。 综上所述，5G终端开机搜网的过程涉及到RRC协议栈、NAS协议栈、MME、SGW、PGW等多个部件的协同工作，通过不断交换消息完成UE加入5G网络、建立RRC连接、建立EPS承载、建立与外部网络的连接等一系列操作。

<think>好的，用户想了解NR（New Radio）网络的搜网流程和5G网络接入过程。首先，我需要回忆一下5G网络的基本架构和接入步骤。根据引用[2]提到的RRC连接建立过程，这是设备与基站建立通信的重要环节。用户的开机流程应该包括从PLMN选择到注册完成的各个步骤。 首先，PLMN选择是关键的第一步。用户设备需要搜索可用的网络，这里可能需要区分自动选择和手动选择。然后，小区搜索和同步，这部分涉及到同步信号块（SSB）的检测，包括PSS和SSS，以及获取系统信息。接下来是小区测量和评估，根据RSRP和RSRQ来判断信号质量，确保选择合适的小区。 然后是RRC连接建立，这里需要详细说明设备如何发起请求，基站如何响应，包括可能遇到的竞争解决。NAS注册流程也是重要的一环，包括鉴权和加密，完成核心网的注册。最后是PDU会话建立，确保用户可以进行数据传输。引用[3]提到persistent PDU会话的影响，这可能会影响终端在其他RAT上的搜网行为，需要注意。 需要确保使用正确的LaTeX格式，行内公式用$...$，独立公式用$$...$$，并正确引用参考资料。用户可能还想了解不同版本（如R15和R16）对流程的影响，比如CAG功能在接入控制中的作用，但当前问题集中在搜网流程，这部分可能作为扩展提及。此外，生成相关问题时，要涵盖流程优化、版本差异、参数影响、与其他网络互操作以及PDU会话的影响等方面。</think>### NR New Radio搜网流程及5G网络接入过程详解 #### 1. PLMN选择（公共陆地移动网络） 设备开机后首先执行**PLMN搜网**，通过扫描$f = 3.5GHz$（Sub-6GHz）或$f = 28GHz$（毫米波）等5G频段信号，检测同步信号块（SSB）。根据引用[1]中提到的**TA级别控制**，设备会优先选择允许接入的跟踪区域（Tracking Area）[^1]。 #### 2. 小区搜索与同步 通过以下步骤完成物理层同步： - **PSS检测**：主同步信号（$s_{PSS}(n) = e^{-j\pi un(n+1)/3}$）确定符号定时和物理层小区ID - **SSS检测**：辅同步信号确定无线帧定时和物理层小区组ID - **PBCH解码**：获取MIB（Master Information Block），包含系统带宽、SFN等关键参数 #### 3. 系统信息获取 设备接收SIB1消息（System Information Block 1）： $$SIB1 \rightarrow \left\{ \text{PLMN列表, TAC, 小区禁止状态} \right\}$$ 根据引用[3]，若存在**persistent PDU session**，设备会保持NR小区搜网[^3]。 #### 4. 小区测量与评估 设备计算参考信号接收质量： $$RSRQ = \frac{N \times RSRP}{RSSI}$$ 其中$N$为资源块数量，若$RSRP > -110dBm$则判定为合格小区。 #### 5. RRC连接建立（引用[2]关键步骤） 1. **RRC连接请求**：设备发送`RRCSetupRequest`（包含UE标识和建立原因） 2. **RRC连接配置**：基站回复`RRCSetup`消息，分配C-RNTI和物理层参数 3. **竞争解决**：通过MAC层冲突解决机制确认连接所有权 ```text UE gNB |--RRCSetupReq-->| |<--RRCSetup-----| |--RRCSetupComplete->| ``` #### 6. NAS注册流程 完成核心网注册： 1. **鉴权**：采用5G-AKA协议（$SQN = (SQN_{MS} \oplus SQN_{HN}) \mod 2^{48}$） 2. **加密激活**：使用256位NEA2算法 3. **注册完成**：AMF返回`Registration Accept`消息 #### 7. PDU会话建立 建立用户面数据传输通道： ```mermaid sequenceDiagram UE->>SMF: PDU Session Establishment Request SMF->>UPF: N4 Session Establishment UPF-->>SMF: N4 Session Response SMF-->>UE: PDU Session Establishment Accept ```