CN112997456B - 用于满足无线通信中时间控制要求的方法、装置和系统 - Google Patents

用于满足无线通信中时间控制要求的方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

公开了用于满足无线通信中的时间控制要求的方法、装置和系统。在一个实施例中，公开了由第一网络节点执行的方法。该方法包括：生成与要发送的下行数据相关联的时间戳；以及发送带有时间戳的下行数据。

Description

用于满足无线通信中时间控制要求的方法、装置和系统
技术领域
本公开总体上涉及无线通信，并且更具体地，涉及用于满足无线通信中的时间控制要求的方法、装置和系统。
背景技术
第四代移动通信技术(4G)长期演进(Long-Term Evolution，LTE)或LTE高级(LTE-Advance，LTE-A)和第五代移动通信技术(5G)面临越来越多的需求。5G系统的重要目标之一是支持工业互联网和垂直工业应用。TSN(time sensitive network，时间敏感网络)在垂直工业系统中相对成熟。这种类型的网络被设计用于满足工业应用对延迟和抖动的严格要求。例如，在工业控制系统中，要求从数据发射机到接收机的延迟为5ms，并且抖动小于0.2ms，这意味着数据从发射机到达接收机既不太晚(大于5.2ms)，也不太早(小于4.8ms)。当数据过早或过晚到达时，数据将被丢弃。
虽然在5G系统中定义了服务质量(quality of service，QoS)框架，并且每个QoS流具有相对应的QoS参数，但这些对于5G系统来说仍然不足以支持基于TSN网络的工业系统/和垂直工业应用。现有QoS框架中的保障进程不能满足如此高的时间精度要求。对应于每个QoS流的时间参数仅仅是估计值，而没有严格的时间要求。这会引起几个问题。首先，在5G系统中，在从5G网络的入口点的用户面功能(user plane function，UPF)到5G基站的网络路径上，每个媒体面网络节点不能准确地知道当前消息已经经历了多少延迟，以及还剩下多少时间用于本地处理。第二，5G基站不能为了保证时间要求而判断与应该为空中接口分配哪个时间段相对应的资源，以保证抖动需求不会太早或太晚。第三，当消息到达5G用户设备(user equipment，UE)时，UE协议栈无法知道消息的延迟，无法知道抖动是否满足要求，并且因此无法向网络侧给出准确的反馈。
因此，用于满足无线通信中的时间控制要求的现有系统和方法并不完全令人满意。
发明内容
本文公开的示例性实施例涉及解决与现有技术中呈现的问题中的一个或多个相关的问题，以及提供当结合附图参考以下详细描述时将变得显而易见的附加特征。根据各种实施例，本文公开了示例性系统、方法、设备和计算机程序产品。然而，应当理解的是，这些实施例是通过示例而非限制的方式呈现的，并且对于阅读了本公开的本领域普通技术人员来说显而易见的是，在保持在本公开的范围内的同时，可以对所公开的实施例进行各种修改。
在一个实施例中，公开了由第一网络节点执行的方法。该方法包括：生成与要发送的下行数据相关联的时间戳；以及发送带有时间戳的下行数据。
在另一实施例中，公开了一种由第一网络节点执行的方法。该方法包括：接收下行数据和与下行数据相关联的时间戳；以及基于时间戳发送下行数据。
在又一实施例中，公开了一种由无线通信终端执行的方法。该方法包括：生成与要发送的上行数据相关联的时间戳；以及向第一网络节点发送时间戳，以满足与上行数据的传输相关的时间控制要求。
在又一实施例中，公开了一种由第一网络节点执行的方法。该方法包括从无线通信设备接收上行数据和与该上行数据相关联的时间戳。
在不同的实施例中，公开了一种由第一网络节点执行的方法。该方法包括：获得为无线通信终端和至少一个网络节点之间的数据传输生成的服务质量(QoS)流的时间控制信息；以及向无线通信终端和至少一个网络节点中的至少一个发送时间控制信息。
在另一实施例中，公开了一种由第一网络节点执行的方法。该方法包括接收对无线通信终端的切换的请求，其中该请求携带为无线通信终端和第二网络节点之间的数据传输生成的服务质量(QoS)流的时间控制信息。
在不同的实施例中，公开了一种被配置为执行一些实施例中公开的方法的网络节点。
在又一实施例中，公开了一种被配置为执行一些实施例中的所公开的方法的无线通信终端。
在再一实施例中，公开了一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有用于执行一些实施例中的公开的方法的计算机可执行指令。
附图说明
下面参照附图详细描述本公开的各种示例性实施例。附图仅仅是为了说明的目的而提供的，并且仅仅描绘了本公开的示例性实施例，以便于读者理解本公开。因此，附图不应被认为是对本公开的宽度、范围或适用性的限制。应当注意的是，为了清楚和易于说明，这些附图不一定按比例绘制。
图1示出了根据本公开的实施例的，其中可以实施本文公开的技术的5G系统的示例性架构图。
图2示出了根据本公开的一些实施例的网络节点的框图。
图3示出了根据本公开的一些实施例的用户设备(UE)的框图。
图4示出了根据本公开的实施例的用于处理下行数据的示例性方法。
图5示出了根据本公开的实施例的用于处理上行数据的示例性方法。
图6示出了根据本公开的实施例的用于在会话建立期间配置时间控制信息的示例性方法。
图7示出了根据本公开的实施例的用于在会话修改期间配置时间控制信息的示例性方法。
图8示出了根据本公开的实施例的用于在切换过程期间配置时间控制信息的示例性方法。
图9示出了根据本公开的实施例的，用于在另一切换过程期间配置时间控制信息的示例性方法。
具体实施方式
下面参考附图描述本公开的各种示例性实施例，以使本领域普通技术人员能够制作和使用本公开。如对于本领域普通技术人员来说显而易见的那样，在阅读本公开之后，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行对本文描述的示例的各种改变或修改。因此，本公开不限于本文描述和示出的示例性实施例和应用。附加地，本文公开的方法中的步骤的特定顺序和/或层级仅仅是示例性的方法。基于设计偏好，在保持在本公开的范围内的同时，所公开的方法或进程的步骤的特定顺序或层级可以被重新安排。因此，本领域普通技术人员将理解，本文公开的方法和技术以样本顺序呈现各种步骤或动作，并且本公开不限于所呈现的特定顺序或层级，除非另有明确说明。
典型的无线通信网络包括各自提供地理上的无线覆盖的一个或多个基站(通常称为“BS”)，以及可以在无线覆盖内发送和接收数据的一个或多个无线用户设备(通常称为“UE”)。在无线通信网络中，BS和UE可以经由通信链路(例如经由从BS到UE的下行链路无线帧或者经由从UE到BS的上行链路无线帧)彼此通信。5G BS可以位于包括各种网络节点的网络侧，例如下一代无线接入网(next generation radio access network，NG-RAN)基站、用户面功能(UPF)、会话管理功能(session management function，SMF)、接入和移动性控制功能(access and mobility control function，AMF)等。
本专利公开了用于满足与UE和不同网络节点之间的数据传输相关的时间控制要求的各种系统和方法。在一个实施例中，当下行用户面数据到达5G网络入口UPF，即连接到数据网络(DN)的UPF时，UPF向所转发的消息添加时间戳。在数据到达5G基站NG-RAN后，NG-RAN也可以在发送给UE的数据中携带时间戳。在由UPF发送给NG-RAN的媒体面数据中，时间戳可以被标记在GPRS隧道协议(GPRS Tunneling Protocol，GTP)报头中，或者直接添加到用户面数据报头中。NG-RAN可以在发送给UE的数据中的分组数据汇聚协议(Packet DataConvergence Protocol，PDCP)分组或SDAP(Service Data Adaptation Protocol，服务数据适配协议)分组中标记时间戳。
在另一实施例中，当UE准备好发送上行数据时，UE生成时间戳。UE从基站请求上行链路数据资源，并根据上行链路资源向基站发送数据。UE可以在请求资源时向基站发送时间戳，或者在发送上行链路数据时在PDCP消息或SDAP消息中向基站发送时间戳。当NG-RAN将分组转发到UPF时，它会携带时间戳，该时间戳可以被标记在GTP协议报头中，或者直接添加到用户面数据报头中。路径上的UPF可以基于所接收的时间戳来调度消息传输。当将数据转发到数据网络(DN)时，连接到N6接口的UPF可以继续在数据中携带时间戳。
在另一实施例中，在建立或修改QoS流的过程期间，SMF向UE、NG-RAN和UPF发送与QoS流相关联的时间控制信息。SMF可以从PCF或从本地配置的时间控制信息获得时间控制信息。时间控制信息包括以下中的至少一项：延迟、抖动范围、时间敏感性指示。时间敏感性指示由以下中的至少一个指示：单独的时间敏感性指示符；特定的QoS类别；和QoS标识符的特定值。在另一实施例中，当在5G系统中发生切换时，对应于QoS流的时间控制信息被发送到目标基站。
在各种实施例中，本公开中的BS可以被称为网络侧，并且可以包括或者被实施为下一代节点B(gNB)、E-UTRAN节点B(eBN)、发送/接收点(TRP)、接入点(AP)等；而本公开中的UE可以被称为终端，并且可以包括或者被实施为移动站(MS)、站(STA)等。根据本公开的各种实施例，BS和UE在本文中可以分别被描述为“无线通信节点”和“无线通信终端”的非限制性示例，它们可以实践本文公开的方法，并且能够进行无线和/或有线通信。
图1示出了根据本公开的实施例的其中可以实施本文公开的技术的5G系统100的示例性架构图。如图1所示，5G系统100包括至少一个UE 110、基站下一代无线接入网(NG-RAN)121、接入和移动性控制功能(AMF)122、会话管理功能(SMF)123、至少一个用户面功能(UPF)124、策略控制功能(policy control function，PCF)125、统一数据管理(unifieddata management，UDM)126、应用功能(application function，AF)130和数据网络(datanetwork，DN)140。
架构中的网络节点或元素描述如下。UE 110通过5G网络的无线空中接口获得服务。UE 110通过空中接口与基站121交换信息，并通过非接入层(non-access stratum，NAS)信令与核心网络的管理实体(例如，AMF 122、SMF 123)交换信息。5G基站(NG-RAN)121负责UE 110接入网络的空中接口的资源调度和连接管理。下一代基站可以是新的无线接入技术(gNB)，或者增强型LTE技术(eLTE)。
AMF 122是核心网络中的公共控制面功能。对于3GPP接入，用户只具有一个AMF，该AMF负责用户的认证、鉴权和订阅检查，以确保该用户是合法用户。用户移动性管理包括位置登记和临时身份分配。当用户发起建立分组数据单元(PDU)会话的请求时，AMF 122选择适当的SMF，在UE和SMF 123之间转发非接入层(NAS)信令，并在基站121和SMF 123之间转发接入层(Access Stratum，AS)信令。
SMF 123与UE 110交互，并且主要负责处理PDU会话建立、修改和删除请求，选择UPF，以及建立从UE到UPF的用户面连接，并确定与PCF 125的会话的QoS参数。
UPF 124提供用户面处理功能，包括数据转发和QoS执行。UPF 124还在用户的移动期间提供用户面锚点，以确保业务连续性。在从UE 110到DN 140的路径上可能存在一个或多个UPF。两个UPF之间以及UPF和5G基站之间的媒体面数据被封装在GTP-U(GPRS隧道协议用户面)协议中以便进行传输。
PCF 125支持统一策略框架，提供资源鉴权，并向控制面提供策略规则。UDM 126存储用户订阅数据。AF 130提供业务功能，并且可以从PCF 125请求资源鉴权。
DN 140提供用于业务的数据网络。在本教导的上下文中，DN可以是工业系统/和垂直工业应用位于其中的网络。工业系统和垂直工业应用的服务数据通过N6接口到达5G网络UPF，并且最后通过UPF到达UE、NG-RAN以便进行下行传输，并且相反以便进行上行传输。
在5G系统中定义了QoS框架。UE 110可以请求建立PDU会话，其中在该进程中建立默认QoS流。然后，UE或网络可以通过PDU会话修改进程在PDU会话中添加新的专用QoS流。每个QoS流具有相对应的QoS参数，诸如5G QoS标识符(5QI)、保证的带宽(对于GBR类型的QoS流)、用于从UE到5G网络的入口/出口处的UPF(即连接到N6接口的UPF)的延迟的分组延迟预算(packet delay budget，PDB)、分组差错率(packet error rate，PER)、过滤器集合等。
在UE请求建立PDU会话的进程中，或者在PDU会话修改进程中，SMF 123从PCF 125获得QoS参数，并且将QoS参数中的至少部分发送给UE 110、NG-RAN 121和UPF 124。例如，过滤器集合、上行和下行带宽被发送到UPF 124；上行和下行带宽、PDB、PER等被发送到NG-RAN121，以及过滤器集合、优先级、上行链路和下行链路带宽等被发送到UE 110。
TSN网络中的网络节点之间需要时间同步，其中每个节点需要通过gPTP协议与网络中的主时钟同步，以实现节点之间的同步。在内部网络节点(诸如UPF、SMF、NG-RAN)和5G网络的5G UE与主时钟同步之后，UPF、SMF、NG-RAN和UE处的本地时间一致，最多具有可忽略的误差。
图2示出了根据本公开的一些实施例的网络节点200的框图。网络节点200是可以被配置为实施本文描述的各种方法的网络节点的示例。如图2所示，网络节点200包括外壳240，该外壳包含系统时钟202、处理器204、存储器206、包括发射机212和接收机214的收发机210、电源模块208、时间戳生成器和分析器220、时间控制信息确定器222、消息生成器224、消息分析器226、切换请求生成器228和切换请求分析器229。
在本实施例中，系统时钟202向处理器204提供定时信号，用于控制网络节点200的所有操作的定时。处理器204控制网络节点200的总体操作，并且可以包括一个或多个处理电路或模块，诸如中央处理单元(CPU)和/或通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、现场可编程门阵列(field programmable gatearray，FPGA)、可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)、控制器、状态机、选通逻辑、分立硬件组件、专用硬件有限状态机、或者可以执行计算或其他数据操作的任何其他合适的电路、设备和/或结构的任意组合。
存储器206(其可以包括只读存储器(read-only memory，ROM)和随机存取存储器(random access memory，RAM))可以向处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(non-volatile random access memory，NVRAM)。处理器204通常基于存储在存储器206中的程序指令执行逻辑和算术运算。存储在存储器206中的指令(也称为软件)可以由处理器204运行，以执行本文描述的方法。处理器204和存储器206一起形成存储和执行软件的处理系统。如本文所用，“软件”是指可以将机器或设备配置为执行一个或多个期望的功能或进程的任何类型的指令，无论是指软件、固件、中间件、微码等。指令可以包括代码(例如，以源代码格式、二进制代码格式、可执行代码格式或任何其他合适的代码格式)。当由一个或多个处理器执行时，这些指令使得处理系统执行本文描述的各种功能。
收发机210(其包括发射机212和接收机214)允许网络节点200向远程设备(例如，另一网络节点或UE)发送数据和从远程设备接收数据。天线250通常附接到外壳240，并且电耦合到收发机210。在各种实施例中，该网络节点200包括(未示出)多个发射机、多个接收机和多个收发机。在一个实施例中，天线250被多天线阵列代替，该多天线阵列可以形成多个波束，这些波束中的每一个指向不同的方向。发射机212可以被配置为无线发送具有不同分组类型或功能的分组，这种分组由处理器204生成。类似地，接收机214被配置为接收具有不同分组类型或功能的分组，并且处理器204被配置为处理具有多个不同分组类型的分组。例如，处理器204可以被配置为确定分组的类型，并相应地处理分组和/或分组的字段。
根据各种实施例，网络节点200可以是特定的网络节点，其中时间戳生成器和分析器220、时间控制信息确定器222、消息生成器224、消息分析器226、切换请求生成器228和切换请求分析器229中的每一个可以被包括，不被包括或可选地被包括在特定的网络节点中。在一个实施例中，网络节点200可以充当UPF，所述UPF包括被配置为生成用于下行链路数据传输的时间戳的时间戳生成器和分析器220。时间戳指示网络节点200获得或发送下行链路数据的时间。这个示例中的发射机212将带有时间戳的下行链路数据发送到另一网络节点(例如NG-RAN)。时间戳可以在对应于QoS流的下行数据分组中被发送，用于满足与QoS流相关的时间控制要求。
在另一实施例中，网络节点200可以用作NG-RAN，该NG-RAN包括被配置为用于接收和分析来自第二网络节点(例如UPF)的具有时间戳的下行数据的时间戳生成器和分析器220。时间戳指示第二网络节点获得或发送下行数据的时间。这个示例中的发射机212基于时间戳向UE发送下行链路数据。这个示例中的时间控制信息确定器222可以确定与在其中发送下行链路数据的QoS流相对应的时间控制信息，其中基于时间戳和时间控制信息发送下行链路数据。
在又一实施例中，网络节点200可以用作NG-RAN，该NG-RAN包括被配置为用于从UE接收上行链路数据和时间戳的时间戳生成器和分析器220。时间戳指示创建上行链路数据中的服务数据的时间。这个示例中的接收机214可以从UE接收对上行链路发送资源的请求，其中该请求携带时间戳。这个示例中的时间控制信息确定器222可以确定与在其中接收上行链路数据的QoS流相对应的时间控制信息。这个示例中的发射机212可以基于时间戳和时间控制信息向第二网络节点(例如UPF)发送上行数据。第二网络节点将具有时间戳的上行数据发送到第三网络节点(例如DN)。时间戳可以被第三网络节点用来确定上行数据是否满足对应于QoS流的时间控制要求。
在不同的实施例中，网络节点200可以用作SMF，该SMF包括时间控制信息确定器222的SMF，该时间控制信息确定器被配置用于获得为UE和至少一个网络节点(例如，RAN和/或UPF)之间的数据传输生成的QoS流的时间控制信息，并且经由发射机212向UE和至少一个网络节点中的至少一个发送时间控制信息。在一个示例中，时间控制信息包括与以下中的至少一个相关的信息：QoS流中的数据传输的延迟要求；相对于延迟要求的抖动范围；以及时间敏感性指示。时间敏感性指示由以下中的至少一个指示：单独的时间敏感性指示符；特定的QoS类别；和QoS标识符的特定值。QoS流可以是以下中的至少一个：响应于新建立的会话而生成的默认QoS流；响应于对已建立会话的修改而生成的特定QoS流；以及响应于对已建立的会话的现有QoS流修改生成的修订的QoS流。
在一个示例中，该至少一个网络节点包括第二网络节点(例如UPF)，该第二网络节点基于时间控制信息生成要由第二网络节点发送的数据的时间戳。这个示例中的消息生成器224可以被配置用于经由发射机212生成第一消息和第二消息并将其发送到第三网络节点(例如AMF)。第一消息和第二消息中的至少一个携带时间控制信息。第二消息可以被发送到第四网络节点(例如RAN)，而第一消息可以被发送到UE，例如通过NG-RAN。
在一个实施例中，第三网络节点(例如AMF)中的消息分析器226被配置用于分析两个消息，并将第一消息嵌入到第二消息中，并且经由发射机212将第二消息发送到第四网络节点(例如NG-RAN)。第四网络节点然后可以向UE发送第一消息。
网络节点200中的切换请求生成器228可以被配置用于经由发射机212生成和发送用于将UE切换到目标网络节点的请求，其中该请求携带时间控制信息。在一个实施例中，网络节点200可以用作用于切换的源网络节点。在另一实施例中，至少一个网络节点中的一个用作用于切换的源网络节点，并且包括切换请求生成器228，该切换请求生成器228用于经由发射机212生成和发送用于将UE切换到目标网络节点的请求，其中该请求携带时间控制信息。
在另一实施例中，网络节点200用作用于切换的目标网络节点，并且包括用于接收对UE的切换的请求的切换请求分析器229，其中该请求携带时间控制信息，该时间控制信息用于为UE和源网络节点之间的数据传输而生成的QoS流。该时间控制信息包括与以下中的至少一个相关的信息：QoS流中的数据传输的延迟要求；相对于延迟要求的抖动范围；以及时间敏感性指示。
电源模块208可以包括电源(诸如一个或多个电池)以及电源调节器，以向图2中的上述模块中的每一个提供经调节的电源。在一些实施例中，如果网络节点200耦合到专用外部电源(例如，壁式电源插座)，则电源模块208可以包括变压器和电源调节器。
上面讨论的各种模块通过总线系统230耦合在一起。除了数据总线之外，总线系统230可以包括数据总线和例如电源总线、控制信号总线和/或状态信号总线。应当理解，网络节点200的模块可以使用任何合适的技术和介质可操作地彼此耦合。
尽管在图2中示出了多个单独的模块或组件，但是本领域普通技术人员应当理解，模块中的一个或多个可以被组合或共同实施。例如，处理器204不仅可以实施上面关于处理器204描述的功能，还可以实施上面关于时间戳生成器和分析器220描述的功能。相反，图2中示出的模块中的每一个可以使用多个单独的组件或元件来实施。
图3示出了根据本公开的一些实施例的UE 300的框图。UE 300是可以被配置为实施本文描述的各种方法的设备的示例。如图3所示，UE 300包括外壳340，该外壳包含系统时钟302、处理器304、存储器306、包括发射机312和接收机314的收发机310、电源模块308、时间戳生成器320、时间戳分析器322、时间控制信息分析器324和上行链路资源请求生成器326。
在本实施例中，系统时钟302、处理器304、存储器306、收发机310和电源模块308与网络节点200中的系统时钟202、处理器204、存储器206、收发机210和电源模块208类似地工作。天线或多天线阵列350通常附接到外壳340并电耦合到收发机310。
这个示例中的时间戳生成器320可以生成用于上行链路数据传输的时间戳，其中该时间戳指示创建上行链路数据中的服务数据的时间。时间戳生成器320可以经由发射机312向第一网络节点(例如，NG-RAN)发送时间戳，以满足与上行链路数据的发送相关的时间控制要求。在一个实施例中，这个示例中的发射机312可以向第一网络节点发送上行链路数据，其中上行链路数据携带时间戳。
在一个实施例中，这个示例中的时间戳分析器322经由接收机314从基站接收具有下行链路数据的时间戳。时间戳分析器322可以分析时间戳，以确定下行链路数据是否满足与其中发送下行链路数据的QoS流相对应的时间控制要求。
在一个实施例中，该示例中的时间控制信息分析器324接收并分析来自网络节点(例如SMF)的时间控制信息，用于确定下行链路数据是否满足与其中发送下行链路数据的QoS流相对应的时间控制要求。
在另一实施例中，这个示例中的上行链路资源请求生成器326被配置为用于经由发射机312向第一网络节点(例如，NG-RAN)发送对上行链路发送资源的请求，其中该请求携带时间戳。
上面讨论的各种模块通过总线系统330耦合在一起。除了数据总线之外，总线系统330可以包括数据总线和例如电源总线、控制信号总线和/或状态信号总线。应当理解的是，UE 300的模块可以使用任何合适的技术和介质可操作地彼此耦合。
尽管在图3中示出了多个单独的模块或组件，但是本领域普通技术人员应当理解，模块中的一个或多个可以被组合或共同实施。例如，处理器304不仅可以实施上面关于处理器304描述的功能，而且还可以实施上面关于时间戳生成器320描述的功能。相反，图3中示出的模块中的每一个可以使用多个单独的组件或元件来实施。
现在将在下文中详细描述本公开的不同实施例。注意，本公开中的实施例和示例的特征可以在没有冲突的情况下以任何方式彼此组合。
在一个实施例中，当下行用户面数据到达5G网络入口UPF(连接到DN的UPF)时，网络可以在所转发的消息中放置时间戳。在数据到达5G基站NG-RAN后，NG-RAN也在发送给UE的数据中携带时间戳。在由UPF发送到NG-RAN的媒体面数据中，时间戳可以被标记在GTP协议报头中或者直接添加到用户面数据报头中。NG-RAN可以在发送给UE的数据中的分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)分组或SDAP(Service DataAdaptation Protocol，服务数据适配协议)分组中标记时间戳。
图4示出了根据本公开的实施例的用于处理下行数据的示例性方法。在操作400处，UE 410已经建立了PDU会话和相对应的QoS流。在操作401处，应用数据或媒体面数据通过N6接口到达UPF 430。UPF 430根据过滤规则在PDU会话中找到对应于下行数据的QoS流。在操作402处，UPF 430将时间戳添加到媒体面数据中。时间戳可以在媒体数据中，或者在GTP-U隧道的协议报头中。在操作403处，UPF 430在包括时间戳的PDU会话中对应的QoS流中将媒体数据转发到5G基站420。时间戳可以在媒体数据中，或者在QoS流的GTP-U隧道的协议报头中。数据可以由UPF 430直接发送到基站420，或者可以通过一个或多个中间UPF最终到达基站。在操作404处，基站NG-RAN 420根据所接收到的时间戳和QoS流的QoS参数特性(诸如延迟PDB、时间抖动范围)确定合理的传输时间，并将媒体数据发送给UE 410。NG-RAN 420还可以将所接收到的时间戳发送给UE 410，其中时间戳被标记在分组数据汇聚协议(PDCP)分组中，或者被标记在服务数据适配协议(SDAP)分组中。在接收到分组之后，UE 410根据时间戳确定是否满足延迟或抖动，以确定是使用还是丢弃所接收到的数据。
在一个实施例中，当UE准备好发送上行链路数据时，UE生成时间戳。UE从基站请求上行链路数据资源，并根据上行链路资源向基站发送数据。UE可以在请求资源时向基站发送时间戳，或者在发送上行链路数据时在PDCP消息或SDAP消息中向基站发送时间戳。当NG-RAN将分组转发到UPF时，它携带时间戳，该时间戳可以被标记在GTP协议报头中，或者直接添加到用户面数据报头中。路径上的UPF可以基于所接收到的时间戳来调度消息传输。当将数据转发到DN时，连接到N6接口的UPF可以继续在数据中携带时间戳。
图5示出了根据本公开的实施例的用于处理上行链路数据的示例性方法。在操作500处，UE 410已经建立了PDU会话和相对应的QoS流。在操作501处，UE 410准备发送上行链路数据，并获得时间戳。在操作502处，UE 410通过RRC(Radio Resource Connection，无线资源连接)协议从基站420请求资源，其中由UE生成的时间戳可以与请求一起携带。在操作503处，UE 410向基站420发送上行链路数据，其中还可以携带时间戳。时间戳标记在PDCP分组中或SDAP分组中。在操作504处，基站420在对应于UE的PDU会话中的QoS流中向UPF 430发送上行数据。上行数据也可以携带时间戳。时间戳可以在媒体数据中，或者在QoS流的GTP-U隧道的协议报头中。这个路径上可能有多个UPF。UPF可以根据所接收到的时间戳来调度数据传输。在操作505处，UPF通过N6接口向DN 450发送数据。时间戳也可以携带在数据中。
在一个实施例中，在建立QoS流的过程中，SMF将与QoS流相关联的时间控制信息发送给UE、NG-RAN和UPF。SMF可以从PCF获得时间控制信息或者从本地配置获得时间控制信息。时间控制信息包括与以下中的至少一项相关的信息：延迟、抖动范围、时间敏感性指示。时间敏感性指示可以由单独的时间敏感性指示符、特定的QoS类别，和/或特定的5QI值来指示。
图6示出了根据本公开的实施例的在PDU会话建立期间如何将与默认QoS流相关联的时间控制信息发送到UE、RAN和UPF。在操作600处，UE 610发起PDU会话建立进程。在操作601处，SMF 650发起会话管理(session management，SM)策略关联建立过程或SM策略关联修改过程，以获得对应于默认QoS流的QoS参数。QoS参数可以包含时间控制信息。SMF 650还可以本地配置对应于QoS流的时间控制信息。在操作602处，SMF 650向UPF 640发送N4会话建立或修改，其中携带对应于默认QoS流的时间敏感性指示。当连接到N6接口的UPF 640接收到该指示后，如之前在操作402处所讨论的那样，它将时间戳添加到进入网络的数据中。在操作603处，SMF 650向AMF 630发送N1N2递送消息，其中携带要发送给NG-RAN 620的N2消息和要发送给UE 610的N1消息。N2消息携带对应于默认QoS流的时间控制信息，包括延迟和抖动范围、和/或时间敏感性指示。N1消息携带对应于默认QoS流的时间控制信息，包括延迟和抖动范围、和/或时间敏感性指示。在操作604处，AMF 630向NG-RAN 620发送N2会话请求，其中携带在操作603处接收到的时间控制信息。将要被发送给UE 610的N1消息也被封装在N2消息中，并被发送给NG-RAN 620。在操作605处，在建立到UE 610的资源的过程中，NG-RAN620向UE 610发送所接收到的N1消息，其中N1消息携带时间控制信息。为简单起见，不描述在PDU会话建立进程中的不相关的操作。
图7示出了根据本公开的实施例的在PDU会话修改期间如何将与专用QoS流相关联的时间控制信息发送到UE、RAN和UPF。在操作700处，AF 770向PCF 660发起资源鉴权请求。在操作701处，PCF 660向SMF 650发起SM策略关联修改过程，并向SMF 650发送更新的策略信息。它可以包含对应于新策略的时间控制信息。SMF 650还可以本地配置时间控制信息。SMF 650决定建立新的专用QoS流或修改现有QoS流。在操作702处，SMF 650向UPF 640发送N4会话修改请求，其中携带对应于新创建或修改的QoS流的时间敏感性指示。当连接到N6接口的UPF 640接收到该指示后如之前在操作402处所讨论的那样，它将时间戳添加到进入网络的数据中。
在操作703处，SMF 650向AMF 630发送N1N2递送消息，其中携带要发送到NG-RAN620的N2消息和要发送到UE 610的N1消息。N2消息携带对应于新创建或修改的QoS流的时间控制信息，包括延迟和抖动范围、和/或时间敏感性指示。N1消息携带对应于新创建或修改的QoS流的时间控制信息，包括延迟和抖动范围、和/或时间敏感性指示。在操作704处，AMF630向NG-RAN 620发送N2会话请求，其中携带在操作703处接收到的时间控制信息。将要被发送到UE 610的N1消息也被封装在N2消息中，并被发送给NG-RAN 620。在操作705处，在建立到UE 610的资源的过程中，NG-RAN 620向UE 610发送所接收到的N1消息，其中N1消息携带时间控制信息。为简单起见，不描述PDU会话修改进程中的不相关的操作。在一个实施例中，操作702可以在接收到操作705之后发生。
图8示出了根据本公开的实施例的在Xn切换期间如何将与QoS流相关联的时间控制信息发送到目标RAN。在操作801，在Xn切换进程中，源NG-RAN 810在发送给目标NG-RAN820的消息中携带与QoS流相对应的时间控制信息。时间控制信息包括延迟和抖动范围、和/或时间敏感性指示。
图9示出了根据本公开的实施例的在N2切换期间如何将与QoS流相关联的时间控制信息发送到目标RAN。在操作901处，源NG-RAN基站920向AMF 940发送要求切换的消息。在操作902处，AMF 940向SMF 950发送请求转换或执行切换的会话上下文更新请求。在操作903处，SMF 950向AMF 940发送会话上下文更新响应，其中携带N2消息。在N2消息中，携带对应于QoS流的时间控制信息，包括延迟和抖动范围、和/或时间敏感性指示。在操作904处，AMF 940向目标NG-RAN 930发送切换请求，其中携带在操作903中接收到的时间控制信息。在操作905处，N2切换进程完成。为简单起见，不描述N2切换进程中不相关的操作。在一个实施例中，当AMF 940改变时，在操作902处，目标AMF向SMF发送请求；在操作904处，目标AMF向目标基站发送请求。
尽管上文已经描述了本公开的各种实施例，但是应当理解的是，它们仅仅是作为示例而不是作为限制来呈现的。同样地，各种图可以描绘示例架构或配置，这些图被提供来使得本领域普通技术人员能够理解本公开的示例性特征和功能。然而，这样的人将理解的是，本公开不限于所示的示例架构或配置，而是可以使用各种可替选的架构和配置来实施。此外，如本领域普通技术人员所理解的那样，一个实施例的一个或多个特征可以与本文描述的另一实施例的一个或多个特征相结合。因此，本公开的广度和范围不应受到上述示例性实施例中的任何一个的限制。
还应当理解的是，本文使用诸如“第一”、“第二”等指定对元件的任何引用通常不限制这些元件的数量或顺序。相反，这些指定在本文中可以用作区分两个或多个元素或元素的实例的便利手段。因此，对第一元素和第二元素的引用并不意味着只能使用两个元素，或者第一元素必须以某种方式在第二元素之前。
此外，本领域普通技术人员应当理解，可以使用各种不同的技术和工艺中的任何一种来表示信息和信号。例如，它们可以在上面的描述中被引用的例如数据、指令、命令、信息、信号、比特和符号可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者它们的任意组合来表示。
本领域普通技术人员还应当理解，结合本文所公开的各方面描述的各种说明性逻辑块、模块、处理器、装置、电路、方法和功能中的任何一个可以通过电子硬件(例如，数字实施方式、模拟实施方式或两者的组合)、固件、结合指令的各种形式的程序或设计代码(为方便起见，其在本文中可以称为“软件”或“软件模块”)或这些技术的任何组合来实施。
为了清楚地示出硬件、固件和软件的这种可互换性，上文已经在它们的功能方面整体描述了各种说明性的组件、块、模块、电路和步骤。这种功能被实施为硬件、固件还是软件或者这些技术的组合，取决于特定的应用和施加在整个系统上的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定应用以各种方式实施所描述的功能性，但是这种实施方式决策不会导致脱离本公开的范围。根据各种实施例，处理器、设备、组件、电路、结构、机器、模块等可以被配置为执行本文描述的功能中的一个或多个。本文关于特定操作或功能使用的术语“被配置为”或“被配置用于”是指被物理构造、编程和/或排列来执行指特定的操作或功能的处理器、设备、组件、电路、结构、机器、模块等。
另外，本领域普通技术人员将理解，本文描述的各种说明性逻辑块、模块、设备、组件和电路可以在集成电路(IC)内实施或由集成电路执行，该集成电路可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备或它们的任意组合。逻辑块、模块和电路还可以包括天线和/或收发机，以与网络内或设备内的各种组件通信。通用处理器可以是微处理器，但在可替选的方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器或状态机。处理器也可以被实施为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或多个与DSP内核结合的微处理器、或者能执行本文描述的功能的任何其他合适的配置。
如果以软件实施，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上。因此，本文公开的方法或算法的步骤可以被实施为存储在计算机可读介质上的软件。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，该通信介质包括能够被使能为将计算机程序或代码从一个地方传送到另一地方的任何介质。存储介质可以是计算机可以访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储设备，或者可以用于存储呈指令或数据结构形式的期望程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。
在本文档中，如本文使用的术语“模块”是指软件、固件、硬件以及用于执行本文描述的相关联的功能的这些元件的任意组合。此外，为了讨论的目的，各种模块被描述为分立的模块；然而，如对于本领域普通技术人员来说显而易见的那样，根据本公开的实施例，两个或更多模块可以被组合以形成执行相关联的功能的单个模块。
此外，在本公开的实施例中，可以采用存储器或其他存储装置以及通信组件。应当理解的是，为了清楚起见，以上描述已经参考不同的功能单元和处理器描述了本公开的实施例。然而，显而易见的是，在不脱离本公开的情况下，可以使用不同功能单元、处理逻辑元件或域之间的任何合适的功能分布。例如，被示出为由单独的处理逻辑元件或控制器执行的功能可以由相同的处理逻辑元件或控制器执行。因此，对特定功能单元的引用仅仅是对用于提供所描述的功能的合适手段的引用，而不是对严格的逻辑或物理结构或组织的指示。
对本公开中描述的实施方式的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文限定的一般性原理可以应用于其他实施方式。因此，本公开不旨在限于本文所示的实施方式，而是符合与本文公开的新颖特征和原理一致的最宽范围，如以上权利要求中所阐述那样。

Claims (9)

1.一种由第一网络节点执行的方法，所述方法包括：
获取为无线通信终端和至少一个网络节点之间的数据传输的服务质量QoS流的时间控制信息；
向所述至少一个网络节点发送所述时间控制信息，其中所述至少一个网络节点包括第二网络节点，所述第二网络节点基于所述时间控制信息生成与将要由所述第二网络节点发送的数据相关联的时间戳；以及
由所述第一网络节点向目标网络节点发送对所述无线通信终端的切换的请求，其中所述请求携带用于所述QoS流的时间控制信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述时间控制信息包括与以下中的至少一项相关的信息：
所述QoS流中的数据传输的延迟要求；
相对于所述延迟要求的抖动范围；以及
时间敏感性指示。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述时间敏感性指示由以下中的至少一项来指示：
单独的时间敏感性指示符；
特定的QoS类别；以及
QoS标识符的特定值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述QoS流是以下中的至少一项：
新建立的会话而生成的默认QoS流；
对已建立的会话的修改而生成的特定QoS流；以及
对已建立的会话的修改，对现有QoS修订后的QoS流。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括向第三网络节点发送第一消息和第二消息，其中：
所述第一消息将被发送到所述无线通信终端；
所述第二消息将被发送到第四网络节点；以及
所述第一消息和所述第二消息中的至少一个携带所述时间控制信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其中：
所述第三网络节点将所述第一消息嵌入到所述第二消息中，并将所述第二消息发送给所述第四网络节点；以及
所述第四网络节点向所述无线通信终端发送所述第一消息。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个网络节点包括源网络节点，所述源网络节点被配置用于：
向目标网络节点发送对所述无线通信终端的切换的请求，其中所述请求携带用于所述QoS流的时间控制信息。
8.一种网络节点，所述网络节点被配置为执行根据权利要求1至7中的任一项所述的方法。
9.一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有用于执行根据权利要求1至7中的任一项所述的方法的计算机可执行指令。
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