CN113796117A - 用于无线通信中的时间映射的方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

公开了用于无线通信中的时间映射的方法、装置和系统。在一个实施例中，公开了一种由无线系统的第一网络节点执行的方法。该方法包括：从时间敏感网络(TSN)的控制器接收包括用于调度的时间信息的配置；以及将时间信息转换成无线系统的经转换的时间信息。

Description

用于无线通信中的时间映射的方法、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，涉及用于无线通信中的时间映射的方法、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行业应用，其中时间敏感网络(time sensitive network，TSN)可以满足工业应用对延迟和抖动的严格要求。当5G系统被增强以用作TSN网络的虚拟桥时，5G系统可以支持TSN流量。也就是说，从TSN网络的角度来看，5G系统看起来就像是TSN桥实体。
每个TSN网络都具有自己的时域。也就是说，TSN网络中的所有TSN实体与TSN主时钟时间同步。5G系统也具有自己的时域。5G系统实体(例如用户设备(user equipment，UE)、下一代无线接入网(next generation radio access network，NG-RAN)基站、用户面功能(user plane function，UPF)等)与5G主时钟时间同步。5G主时钟与TSN主时钟不同。不同TSN网络中的主时钟也彼此不相同。即，两个TSN网络的TSN主时钟的参考时间不同。
5G系统中的NG-RAN需要TSN流量的时间信息来进行无线资源预留。当5G系统支持多个TSN网络时，没有现有的方法来处理来自不同时域的不同TSN网络的控制信令。如果所有的5G实体(尤其是NG-RAN)都与每个TSN主时钟时间同步，那么系统的复杂性急剧增加。例如，当5G系统支持6个TSN网络时，NG-RAN必须与这些TSN网络中的6个主时钟保持时间同步。
因此，无线通信中用于时间映射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旨在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，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，公开了一种由无线系统的第一网络节点执行的方法。该方法包括：从时间敏感网络(TSN)的控制器接收包括用于调度的时间信息的配置；以及将时间信息转换成无线系统的经转换的时间信息。
在另一实施例中，公开了一种由无线系统的第一网络节点执行的方法。该方法包括：从时间敏感网络(TSN)的控制器接收包括用于调度的时间信息的配置；以及将从控制器接收到的时间信息发送给无线系统的第二网络节点。
在又一实施例中，公开了一种由无线系统的第一网络节点执行的方法。该方法包括：向无线系统的第二网络节点报告无线系统的第一主时钟和时间敏感网络(TSN)的第二主时钟之间的时间关系。
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。在再一实施例中，公开了一种其上存储有计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质，该计算机可执行指令用于实行一些实施例中的公开的方法。
附图说明
下面参考以下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广度、范围或适用性的限制。应当注意，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用于TSN网络的时间同步的示例性图。
图2示出了根据本公开的实施例的用于多个TSN网络中的时间同步的示例性图。
图3示出了根据本公开的实施例的用于向TSN实体配置调度信息的示例性图。
图4示出了根据本公开的实施例的用于无线系统的时间同步的示例性图。
图5示出了根据本公开的实施例的其中无线系统作为虚拟桥支持TSN网络的TSN网络的示例性图。
图6示出了根据本公开的实施例的无线系统用作用于多个TSN网络的虚拟桥的示例性图。
图7示出了根据本公开的一些实施例的网络节点的框图。
图8示出了根据本公开的实施例的用于无线系统支持TSN网络的服务质量(quality of service，QoS)信令的示例性方法。
图9示出了根据本公开的实施例的用于无线系统支持TSN网络的QoS信令的示例性方法，包括从TSN的时钟到无线系统的时钟的时间映射。
图10示出了根据本公开的实施例的用于无线系统支持TSN网络的QoS信令的另一示例性方法，包括从TSN的时钟到无线系统的时钟的时间映射。
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。此外，本文公开的方法中的步骤的特定顺序和/或层次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，所公开的方法或过程的步骤的特定顺序或层次可以被重新安排。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次，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(通常被称为“BS”)，以及可以在无线覆盖范围内发送和接收数据的一个或多个无线用户设备终端(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，各种网络节点例如下一代无线接入网(next generation radio accessnetwork，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)、策略控制功能(policy control function，PCF)、应用功能(application function，AF)等。
在一个实施例中，AMF是5G核心网中的公共控制面功能，并且负责用户的认证、授权和签约检查，以确保用户是合法用户。SMF与UE交互，并且主要负责处理协议数据单元(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的会话的QoS参数。UPF提供用户面处理功能，包括数据转发和QoS执行。UPF还在用户的移动期间提供用户面锚点，以确保流量连续性。PCF支持统一的策略框架，提供资源授权，并向控制面提供策略规则。AF提供流量功能，并且可以从PCF请求资源授权。
本教导公开了用于无线系统(例如5G系统)和TSN网络的主时钟之间的时间映射的各种系统和方法。无线系统可以用作TSN网络的虚拟元件，从而使得可能需要从TSN网络的时间信息到无线系统的时间信息的转换。在一个实施例中，AF包括TSN转换器(TSNTranslator，TT)功能性，并且与TSN主时钟和5G主时钟两者时间同步。由此，当AF从TSN网络的集中式网络控制器(centralized network controller，CNC)接收包括TSN的时间信息的配置时，AF可以将配置中的TSN时间信息转换成对应于5G主时钟的时间信息。
在另一实施例中，AF可以将TSN时间控制信息以及5G主时钟和TSN时间主时钟之间的时间关系发送给PCF。基于所发送的信息，PCF然后将TSN时间控制信息转换成5G时间信息。
在不同的实施例中，UPF包括TT功能性，并且与TSN主时钟和5G主时钟两者时间同步。在协议数据单元(PDU)会话的建立期间或之后，UPF可以向5G核心系统报告(例如经由SMF向PCF报告)5G主时钟和TSN主时钟之间的时间关系。然后，AF从CNC接收到配置后，其将TSN时间信息转发给PCF。PCF可以基于时间关系将TSN时间信息转换成5G时钟时间信息。
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)、传输/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“无线通信设备”的非限制性示例，它们能够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用于TSN网络100的时间同步的示例性图。如图1所示，TSN 100包括主时钟101、一个或多个TSN终端站121、TSN终端站122以及一个或多个TSN桥131、TSN桥132。为了保证TSN网络100的时间敏感性要求，所有网元需要保持时间同步。也就是说，对于所有网元121、122、131、132，它们的本地时间基本相同，同时误差通常在纳秒级别。
在图1中示出的TSN网络100中，存在高级主时钟101。所有的TSN实体(例如TSN终端站121、TSN终端站122、TSN桥131、TSN桥132等)都需要与TSN主时钟101时间同步。TSN网络100内的时钟时间同步可以基于如IEEE 802.1AS或IEEE 1588的协议来执行。以这样的方式，可以认为TSN网络100中的全部TSN网元也是时钟同步的。这意味着在受控的误差范围内，TSN网络100内的全部TSN实体具有相同的时钟。例如，如果主时钟时间是T1并且同步误差是A纳秒，那么在TSN网元中的每一个处的时间T在T1-A和T1+A之间。每两个TSN网元之间的时钟误差是2A纳秒。当A足够小时，可以认为两个TSN网元的本地时间相同，即两个TSN网元时间同步。
图2示出了根据本公开的实施例的用于多个TSN网络200中的时间同步的示例性图。这些TSN网络200全部都具有自己的主时钟。虽然每个TSN网络中的TSN实体与它们在TSN网络中相对应的主时钟是时间同步的，但是不同TSN网络中的这些主时钟很可能是不同的，而没有被时间同步。
图3示出了根据本公开的实施例的、用于在TSN网络300中向TSN实体配置调度信息的示例性图。如图3所示，TSN 300包括集中式网络控制器(centralized networkcontroller，CNC)302、一个或多个TSN终端站321、TSN终端站322以及一个或多个TSN桥331、TSN桥332。TSN网络300中的CNC 302可以利用TSN时钟信息控制和/或配置每个TSN实体来处理TSN流量。例如，CNC 302可以将调度控制信息发送给TSN桥，其中该调度控制信息被用于确定：桥中的门何时可以被打开、门可以被打开多长时间、门控制周期等。对于每个受控操作，控制信息可以包括关于根据TSN网络300的主时钟的定时点的TSN时间信息。
图4示出了根据本公开的实施例的用于无线系统400的时间同步的示例性图。无线系统400可以是5G系统。如图4所示，5G系统400包括5G主时钟401、一个或多个UE 410、一个或多个下一代无线接入网(NG-RAN)基站420、接入和移动性控制功能(AMF)430、用户面功能(UPF)440、会话管理功能(SMF)450和策略控制功能(PCF)460。
在5G系统内部存在时钟同步。首先，5G NG-RAN基站420全部与5G主时钟401同步。时间同步可以基于例如GPS、802.1AS和/或IEEE 1588。然后，每个NG-RAN 420通过例如特定的系统信息块(system information block，SIB)广播时间，以完成NG-RAN和与NG-RAN相关联的UE之间的时间同步。由此，在5G系统400中的所有NG-RAN基站彼此时间同步，因为它们中的每一个都与主时钟401同步。此外，UE和NG-RAN也彼此时间同步。由此，UE也可以彼此时间同步。
图5示出了根据本公开的实施例的TSN网络500的示例性图，其中无线系统592作为虚拟桥支持TSN网络500。如图5所示，TSN 500包括TSN终端站591、TSN桥592、TSN实体593和CNC 502。在这个示例中，5G系统592可以模拟到TSN网络500的TSN桥。如图5所示，5G系统592包括一个或多个UE 510、一个或多个NG-RAN基站520、AMF 530、UPF 540、SMF 550、PCF 560和AF 570。
5G系统592可以被称为虚拟或逻辑TSN桥。这个逻辑TSN桥可以包括TSN转换器(TT)功能性，该TT功能性用于TSN 500和5G系统592之间的互操作。该TT功能性可以位于用户面(UPF/TT)540和控制面(AF/TT)570两者之上。5G核心系统和RAN内的5G系统特定程序、无线通信链路等，对TSN网络500保持隐藏。为了实现5G系统592对TSN网络500的这种透明性，5G系统592经由UE侧的TT功能性以及经由5G核心侧的TT功能性(用于用户面或控制面两者)向TSN网络500提供TSN入口和出口端口。
图6示出了根据本公开的实施例的无线系统692用作用于多个TSN网络600的虚拟桥的示例性图。如图6所示，三个TSN 600包括TSN终端站621、TSN终端站622、TSN终端站623、TSN桥692、TSN实体631、TSN实体632、TSN实体633和CNC 611、CNC612、CNC613。在这个示例中，5G系统692可以模拟同时服务于三个TSN网络600的TSN桥。在一个实施例中，无线系统692具有类似于5G系统592的结构的结构。但是无线系统692同时服务于多个TSN网络。由此，对于这些TSN网络中的每一个，无线系统692需要将TSN网络时间信息转换成其自己的5G时间信息，以用于QoS信号处理和/或无线资源控制。
图7示出了根据本公开的一些实施例的无线系统的网络节点700的框图。网络节点700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7所示，网络节点700包括外壳740，该外壳包含系统时钟702、处理器704、存储器706、包括发射机712和接收机714的收发机710、电源模块708、时间同步器720、配置分析器722、时间信息转换器724、时间关系确定器726、时间关系报告器728以及消息生成器和分析器729。
在本实施例中，系统时钟702向处理器704提供定时信号，以用于控制网络节点700的所有操作的定时。处理器704控制网络节点700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数据的其他操控的任何其他合适的电路、设备和/或结构的任意组合。
存储器706(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704提供指令和数据。存储器706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704通常基于存储在存储器706中的程序指令执行逻辑和算术运算。存储在存储器706中的指令(也被称为软件)可以由处理器704运行以执行本文描述的方法。处理器704和存储器706一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过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，呈源代码格式、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710(其包括发射机712和接收机714)允许网络节点700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750通常附接到外壳740，并电耦合到收发机710。在各种实施例中，网络节点700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750被多天线阵列750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712可以被配置成无线发送具有不同数据包类型或功能的数据包，这种数据包由处理器704生成。类似地，接收机714被配置成接收具有不同数据包类型或功能的数据包，并且处理器704被配置成处理具有多个不同数据包类型的数据包。例如，处理器704可以被配置成确定数据包的类型，并相应地处理数据包和/或数据包的字段。
根据各种实施例，网络节点700可以是特定的网络节点，其中时间同步器720、配置分析器722、时间信息转换器724、时间关系确定器726、时间关系报告器728以及消息生成器和分析器729中的每一个可以被包括、不包括或者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700可以充当支持无线系统的应用功能的AF。无线系统可以用作用于TSN网络的虚拟TSN桥。无线系统中的网络节点700是具有TSN转换器功能性的网元，该TSN转换器功能性用于无线系统和TSN之间互操作。
在一个实施例中，网络节点700包括时间同步器720，该时间同步器被配置为执行与无线系统的第一主时钟的时间同步；以及执行与所述TSN的第二主时钟的时间同步。网络节点700还可以包括配置分析器722，该配置分析器被配置为从TSN的控制器接收并分析包括TSN的时间信息的配置。配置分析器722可以将TSN的时间信息发送到时间信息转换器724，以用于进行时间信息转换。
在一个实施例中，时间信息转换器724可以将TSN的时间信息转换成无线系统的经转换的时间信息。例如，时间信息转换器724可以基于TSN的时间信息，以及对应于第一主时钟的第一时间和对应于第二主时钟的第二时间之间的时间偏移，来生成经转换的无线系统的时间信息。时间信息转换器724然后可以经由发射机712将经转换的时间信息发送给无线系统的第二网络节点。
在一个实施例中，第二网络节点是包括消息生成器和分析器729的PCF，该PCF生成携带经转换的时间信息的策略修改，并通知无线系统的第三网络节点关于该策略修改。在一个实施例中，第三网络节点是包括消息生成器和分析器729的SMF，该SMF为无线系统的第四网络节点生成时间和服务质量(QoS)信息。在一个实施例中，第四网络节点是包括消息生成器和分析器729的NG-RAN，该NG-RAN利用时间和QoS信息来进行关于NG-RAN和无线系统中的无线通信设备(例如UE)之间的空中接口的无线资源控制。
在另一实施例中，网络节点700可以用作包括配置分析器722的AF，该配置分析器被配置为从TSN的控制器接收包括TSN的时间信息的配置。在这个示例中，配置分析器722经由发射机712向无线系统的第二网络节点(例如PCF)发送TSN的时间信息。
网络节点700还可以包括时间关系确定器726，该时间关系确定器被配置为确定无线系统的第一主时钟和TSN的第二主时钟之间的时间关系。时间关系确定器726可以经由发射机712向第二网络节点发送第一主时钟和第二主时钟之间的时间关系。在一个示例中，所发送的时间关系包括对应于第一主时钟的第一时间和对应于第二主时钟的第二时间之间的时间偏移。在另一示例中，所发送的时间关系包括关于以下的信息：第一网络节点处的无线系统的本地时间，以及对应于该本地时间的TSN时间。
第二网络节点可以是PCF，该PCF被配置为从第一网络节点接收TSN的时间信息和时间关系，并且基于TSN的时间信息和时间关系，经由第二网络节点的时间信息转换器724，将TSN的时间信息转换为无线系统的经转换的时间信息。
在一个实施例中，第二网络节点是包括消息生成器和分析器729的PCF，该PCF生成携带经转换的时间信息的策略修改，并通知无线系统的第三网络节点关于该策略修改。在一个实施例中，第三网络节点是包括消息生成器和分析器729的SMF，该SMF为无线系统的第四网络节点生成时间和服务质量(QoS)信息。在一个实施例中，第四网络节点是包括消息生成器和分析器729的NG-RAN，该NG-RAN利用时间和QoS信息来进行关于NG-RAN和无线系统中的无线通信设备(例如UE)之间的空中接口的无线资源控制。
在不同的实施例中，网络节点700可以用作支持无线系统的用户面功能的UPF。无线系统可以用作用于TSN网络的虚拟TSN桥。无线系统中的网络节点700是具有TSN转换器功能性的网元，该TSN转换器功能性用于无线系统和TSN之间互操作。网络节点700可以包括时间同步器720，该时间同步器被配置用于与无线系统的第一主时钟和TSN的第二主时钟两者执行时间同步。
基于时间同步，UPF的时间关系确定器726可以确定无线系统的第一主时钟和TSN的第二主时钟之间的时间关系。在一个示例中，时间关系包括对应于第一主时钟的第一时间和对应于第二主时钟的第二时间之间的时间偏移。在另一示例中，时间关系包括关于以下的信息：第一网络节点处的无线系统的本地时间，以及对应于该本地时间的TSN时间。
在一个实施例中，UPF的时间关系报告器728可以将第一主时钟和第二主时钟之间的时间关系报告给无线系统的第二网络节点(例如PCF)。例如，UPF的时间关系报告器728可以向无线系统的SMF发送时间关系。然后，SMF可以将时间关系发送给PCF。时间关系可以在协议数据单元(PDU)会话建立期间或之后报告。
在一个实施例中，无线系统的第三网络节点(例如AF)包括配置分析器722，该配置分析器被配置用于从TSN的控制器接收TSN的时间信息，并将TSN的时间信息转发到第二网络节点。第二网络节点可以是包括时间信息转换器724的PCF，该时间信息转换器被配置用于基于TSN的时间信息以及第一主时钟和第二主时钟之间的时间关系，将TSN的时间信息转换为无线系统的经转换的时间信息。
在一个实施例中，第二网络节点是包括消息生成器和分析器729的PCF，该PCF生成携带经转换的时间信息的策略修改并向无线系统的第四网络节点通知该策略修改。在一个实施例中，第四网络节点是包括消息生成器和分析器729的SMF，该SMF为无线系统的第五网络节点生成时间和服务质量(QoS)信息。在一个实施例中，第五网络节点是包括消息生成器和分析器729的NG-RAN，该NG-RAN利用时间和QoS信息来进行关于NG-RAN和无线系统中的无线通信设备(例如UE)之间的空中接口的无线电资源控制。
在一个实施例中，在接收到第一主时钟和第二主时钟之间的时间关系之后，第二网络节点是包括时间关系报告器728的PCF，该时间关系报告器被配置用于向无线系统的第三网络节点报告时间关系。第三网络节点可以是包括配置分析器722的AF，该配置分析器被配置用于从TSN的控制器接收TSN的时间信息。AF的时间信息转换器724可以基于TSN的时间信息和时间关系，将TSN的时间信息转换成无线系统的经转换的时间信息；并将经转换的时间信息发送给第二网络节点。
电源模块708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7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700耦合到专用外部电源(例如，墙壁式电插座)，则电源模块708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730耦合在一起。，总线系统730可以包括数据总线，以及除了数据总线之外的例如电源总线、控制信号总线和/或状态信号总线。应当理解，网络节点700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7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704不仅可以实施上面关于处理器704描述的功能性性，还可以实施上面关于消息生成器和分析器729描述的功能性性。相反，图7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8示出了根据本公开的实施例的用于无线系统支持TSN网络的QoS信令的示例性方法。在操作801，CNC 870用TSN控制信息配置5G系统TSN桥。这个消息可以是netconfig，并被发送到AF/TT 860。在操作802，AF/TT 860将TSN控制信息转换成AF 860和PCF 850之间的5G N5接口的参数。AF/TT 860可以向PCF 850调用请求服务操作。例如，AF/TT 860可以向PCF 850调用Npcf_PolicyAuthorization_Create请求服务操作，或者调用Npcf_PolicyAuthorization_Update请求服务操作。在操作803，PCF 850调用SM策略关联修改来通知SMF 840关于策略的修改。在操作804，SMF 840生成N2会话请求。在一个示例中，SMF840向AMF 830调用Namf_Communication_N1N2MessageTransfer。该消息包括N2 SM信息、N1SM容器。N2 SM包括由NG-RAN 820所需的QoS信息。N1 SM容器包括UE 810所需的会话和QoS信息。AMF 830将消息转发给NG-RAN 820。
在操作805，在无线资源控制(RRC)重新配置中，NG-RAN 820使用N2 SM信息中的QoS信息来进行无线电资源建立，并且将N1 SM容器发送给UE 810。在操作806，NG-RAN 820经由AMF 830向SMF 840发送N2响应。在操作807，SMF 840向PCF 850发送SM策略关联修改响应。在操作808，PCF 850向AF/TT860发送包括Npcf_PolicyAuthorization_Create响应和/或Npcf_PolicyAuthorization_Update响应的一个或多个响应。
当存在TSN流量时，图4示出了5G系统和CNC如何协同工作以保证TSN流量的QoS。由于TSN流量具有受限的时间控制要求，所以NG-RAN需要时间信息以用于无线资源接入控制和/或无线资源预留。
5G系统有自己的时钟域，这意味着5G系统中的时钟与TSN时钟不同。此外，不同TSN网络中的时钟也是不同的。也就是说，两个TSN网络之间TSN主时钟的参考时间是不同的。
图4的操作801中的消息携带TSN网络时间信息。该时间信息不能被NG-RAN 820用于无线资源控制，因为NG-RAN时间时钟与5G系统主时钟同步而不是与TSN主时钟同步。在一个实施例中，所有的5G系统实体(特别地包括NG-RAN 820)与TSN网络主时钟时间同步，从而使得操作801中的时间控制信息可以被用于计算NG-RAN 820进行无线资源控制所需的时间。但是当5G系统同时支持大量的TSN网络时，这种方法就产生了可扩展性和复杂性的大问题。例如，如果5G系统支持5个TSN网络，NG-RAN 820应同时与这些TSN网络中的5个主时钟保持时间同步。
根据本公开的一些实施例，AF/TT与TSN主时钟和5G系统主时钟两者时间同步。在第一实施例中，当AF/TT从CNC接收到配置(例如netconfig)时，AF/TT将配置中的TSN时间信息转换为5G系统时钟时间信息。在与5G系统主时钟和TSN主时钟进行时间同步之后，AF计算这两个时域之间的时间差。例如当5G系统中时间为T1时，TSN网络中的时间为T2。因此，5G系统和TSN网络之间的时间偏移是T2–T1。当AF/TT从CNC接收到具有TSN时间信息T3的配置时，AF/TT将把TSN时间信息T3转换成5G系统时间T4＝T3-(T2-T1)。然后，AF/TT将经转换的时间信息T4发送给PCF。
在第二实施例中，当AF/TT从CNC接收到配置(例如netconfig)时，AF/TT将从CNC接收的时间信息发送给PCF。AF/TT还将5G系统时间时钟信息和TSN时钟信息发送给PCF。在一个示例中，AF将5G系统时钟和TSN时钟之间的时间偏移发送给PCF。在另一示例中，AF可以向PCF发送关于关于以下的信息：本地5G时钟和AF/TT处对应于5G系统时钟的TSN时钟的信息。然后，PCF可以基于它从AF/TT接收的内容，将TSN时间信息转换成5G系统时间信息。在第一实施例或第二实施例中，5G系统可以计算将由NG-RAN用于无线资源控制的时间信息。
图9示出了根据本公开的实施例的用于无线系统支持TSN网络的QoS信令的示例性方法，该方法包括从TSN的时钟到无线系统的时钟的时间映射。在操作901，AF/TT 960与TSN主时钟975时间同步。在操作902，AF/TT 960与5G系统主时钟955时间同步。在操作903，CNC970用TSN控制信息(例如通过消息netconfig)来配置5G系统TSN桥配置。这个消息被发送给AF/TT 960。在操作904，AF/TT 960将TSN控制信息转换成AF 960和PCF 950之间的5G N5接口的参数。TSN时钟时间信息被转换成5G系统时钟时间信息。可替选地，AF/TT 960将TSN时钟信息转换为：TSN时钟信息+5G系统时钟和TSN时钟之间的时间关系。AF/TT 960可以向PCF950调用请求服务操作。例如，AF/TT 960可以向PCF 950调用Npcf_PolicyAuthorization_Create请求服务操作，或者向PCF950调用Npcf_PolicyAuthorization_Update请求服务操作。
在操作905，PCF 950调用SM策略关联修改来通知SMF 940关于策略的修改。SMF940可以计算将由NG-RAN 920使用的时间信息。在操作906，SMF 940生成N2会话请求。例如，SMF 940向AMF 930调用Namf_Communication_N1N2MessageTransfer。该消息包括N2 SM信息、N1 SM容器。N2 SM包括由NG-RAN 920所需的QoS信息。N1 SM容器包括与NG-RAN920相关联的UE所需的会话和QoS信息。AMF 930将消息转发给NG-RAN 920。NG-RAN 920将使用N2 SM信息中的时间和QoS信息来进行无线电资源建立，并在RRC重配置中将N1 SM容器发送给UE。
图9示出了从TSN时钟到5G系统时钟的时间映射。特别地，图9示出了TSN时间信息如何映射到5G系统时间信息。一个或多个新元素将被添加到携带经转换的时间信息和/或TSN时钟和5G时钟之间的时间关系的一个或多个消息中。
根据本公开的一些实施例，UPF/TT与TSN主时钟和5G系统主时钟两者时间同步。在PDU会话建立期间或之后，UPF/TT通知5G核心系统关于TSN时钟和5G系统时钟之间的时间关系。这个信息可以经由SMF被发送给PCF。TSN时钟和5G系统时钟之间的时间关系可以是5G系统时钟和TSN时钟之间的时间偏移，或者是关于本地5G时钟和UPF处对应于5G本地时钟的TSN时钟的信息。当AF/TT从CNC接收到配置(例如netconfig)时，AF/TT将TSN时间信息转发给PCF。PCF基于第一实施例或第二实施例中的类似方法将TSN时间信息转换成5G系统时钟时间信息。在另一实施例中，在从UPF接收时间关系之后，PCF可以将时间关系转发给AF，从而使得AF将基于第一实施例或第二实施例中的类似方法，将TSN时间信息转换为5G系统时钟时间信息。
图10示出了根据本公开的实施例的用于无线系统支持TSN网络的QoS信令的另一示例性方法，该方法包括从TSN的时钟到无线系统的时钟的时间映射。在操作1001，UPF/TT1040与TSN主时钟1092时间同步。在操作1002，UPF/TT1040与5G系统主时钟1091时间同步。在操作1003，在PDU会话建立过程期间或之后，UPF/TT 1040向SMF 1050报告5G系统时钟和TSN时钟之间的时间关系，以及SMF 1050向PCF 1060转发该时间关系。在操作1004，CNC1080用TSN控制信息(例如通过消息netconfig)来配置5G系统TSN桥。这个消息被发送给AF/TT 1070。在操作1005，AF/TT 1070可以向PCF 1060调用请求服务操作。例如，AF/TT 1070使用Npcf_PolicyAuthorization_Create请求服务操作或Npcf_PolicyAuthorization_Update请求服务操作将TSN时间控制信息转发给PCF 1060。
在操作1006，PCF 1060根据TSN时钟和5G系统时钟之间的时间关系，将TSN时间控制信息转换为5G系统时间信息。PCF 1060调用SM策略关联修改来通知SMF 1050关于策略的修改。SMF 1050可以计算将由NG-RAN 1020使用的时间信息。在操作1007，SMF 1050生成N2会话请求。例如，SMF 1050向AMF 1030调用Namf_Communication_N1N2MessageTransfer。该消息包括N2 SM信息、N1 SM容器。N2 SM包括NG-RAN 1020所需的QoS信息。N1 SM容器包括与NG-RAN 1020相关联的UE所需的会话和QoS信息。AMF 930将消息转发给NG-RAN 920。NG-RAN1020将使用N2 SM信息中的时间和QoS信息来进行无线资源建立，并在RRC重配置中将N1 SM容器发送给UE。
图10示出了从TSN时钟到5G系统时钟的时间映射。特别地，图10示出了TSN时间信息如何映射到5G系统时间信息。一个或多个新元素将被添加到携带经转换的时间信息和/或TSN时钟和5G时钟之间的时间关系的一个或多个消息中。根据本公开的不同实施例，图8至图10中每一个中示出的操作的顺序可以被改变。
尽管上文已经描述了本公开的各种实施例，但是应当理解，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，这样的人应当理解，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，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，数据、指令、命令、信息、信号、比特和符号(例如，它们可以在上面的描述中被引用)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性方面整体描述了各种说明性的组件、块、模块、电路和步骤。这种功能性性被实施为硬件、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、模块等可以被配置成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应当理解，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、模块和电路可以进一步包括天线和/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，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。
在本申请中，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性分布。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性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性性的合适手段的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。
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应当显而易见，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文定义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，如以下权利要求中所阐述那样。

Claims (29)

1.一种由无线系统的第一网络节点执行的方法，所述方法包括：
从时间敏感网络(TSN)的控制器接收包括用于调度的时间信息的配置；以及
将所述时间信息转换成所述无线系统的经转换的时间信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线系统中的所述第一网络节点是具有TSN转换器功能性的网元，所述TSN转换器功能性用于所述无线系统和所述TSN之间的互操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一网络节点支持所述无线系统的应用功能。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
执行与无线系统的第一主时钟的时间同步；以及
执行与所述TSN的第二主时钟的时间同步。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述转换包括：
基于来自所述TSN的控制器的时间信息，以及对应于所述第一主时钟的第一时间和对应于所述第二主时钟的第二时间之间的时间偏移，生成所述无线系统的经转换的时间信息。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所述经转换的时间信息发送给所述无线系统的第二网络节点。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
所述第二网络节点通知所述无线系统的第三网络节点关于携带所述经转换的时间信息的策略修改；
所述第三网络节点为所述无线系统的第四网络节点生成时间和服务质量(QoS)信息；以及
所述第四网络节点利用所述时间和QoS信息来进行关于所述第四网络节点和所述无线系统中的无线通信设备之间的空中接口的无线资源控制。
8.一种由无线系统的第一网络节点执行的方法，所述方法包括：
从时间敏感网络(TSN)的控制器接收包括用于调度的时间信息的配置；以及
将从所述控制器接收到的所述时间信息发送给所述无线系统的第二网络节点。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
向所述第二网络节点发送所述无线系统的第一主时钟和所述TSN的第二主时钟之间的时间关系。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述时间关系包括对应于所述第一主时钟的第一时间和对应于所述第二主时钟的第二时间之间的时间偏移。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述时间关系包括关于以下的信息：所述第一网络节点处的所述无线系统的本地时间，以及对应于所述本地时间的TSN时间。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二网络节点基于所述时间信息和所述时间关系，将所述时间信息转换成所述无线系统的经转换的时间信息。
13.根据权利要求12所述的方法，其中：
所述第二网络节点通知所述无线系统的第三网络节点关于携带所述经转换的时间信息的策略修改；
所述第三网络节点为所述无线系统的第四网络节点生成时间和服务质量(QoS)信息；以及
所述第四网络节点利用所述时间和QoS信息来进行关于所述第四网络节点和所述无线系统中的无线通信设备之间的空中接口的无线资源控制。
14.一种由无线系统的第一网络节点执行的方法，所述方法包括：
向所述无线系统的第二网络节点报告所述无线系统的第一主时钟和时间敏感网络(TSN)的第二主时钟之间的时间关系。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述无线系统中的所述第一网络节点是具有TSN转换器功能性的网元，所述TSN转换器功能性用于所述无线系统和所述TSN之间的互操作。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一网络节点支持所述无线系统的用户面功能。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括：
执行与所述第一主时钟的时间同步；以及
执行与所述第二主时钟的时间同步。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述时间关系包括对应于所述第一主时钟的第一时间和对应于所述第二主时钟的第二时间之间的时间偏移。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述时间关系包括关于以下的信息：所述第一网络节点处的所述无线系统的本地时间，以及对应于所述本地时间的TSN时间。
20.根据权利要求14所述的方法，其中在协议数据单元会话的建立期间，报告所述时间关系。
21.根据权利要求14所述的方法，其中在协议数据单元会话的建立之后，报告所述时间关系。
22.根据权利要求14所述的方法，其中：
所述无线系统的第三网络节点被配置用于从所述TSN的控制器接收用于调度的时间信息，并将所述时间信息转发给所述第二网络节点；以及
所述第二网络节点被配置用于基于所述时间信息和所述时间关系，将所述时间信息转换为所述无线系统的经转换的时间信息。
23.根据权利要求22所述的方法，其中：
所述第二网络节点通知所述无线系统的第四网络节点关于携带所述经转换的时间信息的策略修改；
所述第四网络节点为所述无线系统的第五网络节点生成时间和服务质量(QoS)信息；以及
所述第五网络节点利用所述时间和QoS信息来进行关于所述第五网络节点和所述无线系统中的无线通信设备之间的空中接口的无线资源控制。
24.根据权利要求14所述的方法，其中：
所述第二网络节点被配置用于向所述无线系统的第三网络节点报告所述第一主时钟和所述第二主时钟之间的所述时间关系。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述第三网络节点被配置用于：
从所述TSN的控制器接收用于调度的时间信息；
基于所述时间信息和所述时间关系，将所述时间信息转换为所述无线系统的经转换的时间信息；以及
将所述经转换的时间信息发送给所述第二网络节点。
26.根据权利要求25所述的方法，其中：
所述第二网络节点通知所述无线系统的第四网络节点关于携带所述经转换的时间信息的策略修改；
所述第四网络节点为所述无线系统的第五网络节点生成时间和服务质量(QoS)信息；以及
所述第五网络节点利用所述时间和QoS信息来进行关于所述第五网络节点和所述无线系统中的无线通信设备之间的空中接口的无线资源控制。
27.根据权利要求14所述的方法，其中向所述第二网络节点报告所述时间关系包括：
向第四网络节点发送所述时间关系，其中所述第四网络节点向所述第二网络节点发送所述时间关系。
28.一种网络节点，所述网络节点被配置为实行根据权利要求1至27中的任一项所述的方法。
29.一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于实行根据权利要求1至27中的任一项所述的方法。
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