KR20210038301A - Tsc를 지원하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는 TSC를 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, UPF(User Plane Function)가 TSC(Time Sensitive Communication)를 지원하는 방법은, TSN 노드(Time Sensitive Network Node) 간 시간 동기화를 위한 싱크 프레임(sync frame)을 제1 사용자 단말로부터 수신하고, 상기 싱크 프레임은, 그랜드 마스터에 해당하는 제1 TSN 노드(Time Sensitive Network Node)로부터 상기 제1 사용자 단말로 전송된 것인, 단계; 상기 싱크 프레임이 상기 제1 사용자 단말로부터 상기 UPF에 수신될 때까지 걸린 레지던스 시간(residence time)을 측정하는 단계; 상기 측정된 레지던스 시간 및 상기 싱크 프레임의 수신 시각에 기초하여 상기 싱크 프레임의 필드를 업데이트하는 단계; 및 상기 업데이트된 싱크 프레임을 제2 TSN 노드 또는 제2 사용자 단말로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

TSC를 지원하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING TSC}

본 개시는 TSC를 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, TSN (Time Sensitive Network)을 무선 통신 시스템인 5GS (5G System)과 연동하여 단말 간 시각 동기화 (Time Synchronization)를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(80GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 또는 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 3eG 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

상술한 것과 무선 통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공 할 수 있게 됨으로써, 특히 TSN (Time Sensitive Network)과 무선 통신 시스템을 연동하여 단말 간 시각 동기화를 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다.

개시된 실시예는 무선 통신 시스템에서 서비스를 효과적으로 지원할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 개시의 일 실시예에 따른 UPF(User Plane Function)가 TSC(Time Sensitive Communication)를 지원하는 방법은, TSN 노드(Time Sensitive Network Node) 간 시간 동기화를 위한 싱크 프레임(sync frame)을 제1 사용자 단말로부터 수신하고, 상기 싱크 프레임은, 그랜드 마스터에 해당하는 제1 TSN 노드(Time Sensitive Network Node)로부터 상기 제1 사용자 단말로 전송된 것인, 단계; 상기 싱크 프레임이 상기 제1 사용자 단말로부터 상기 UPF에 수신될 때까지 걸린 레지던스 시간(residence time)을 측정하는 단계; 상기 측정된 레지던스 시간 및 상기 싱크 프레임의 수신 시각에 기초하여 상기 싱크 프레임의 필드를 업데이트하는 단계; 및 상기 업데이트된 싱크 프레임을 제2 TSN 노드 또는 제2 사용자 단말로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 TSN의 이더넷상의 Time Synchronization 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 5G Network의 TSN Time Synchronization 지원 시나리오를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 5G Network이 TSN Time Synchronization을 지원하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 TSN의 Management 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 5G Network이 TSN Management와 연동하는 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 TSC Assistance Information을 활용하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, UE간 Time Synchronization 시나리오를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 간 TSC 지원을 위해 5G Network이 TSN Management와 연동하는 시나리오를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 간 TSC 지원을 위해 5G Network이 TSCAI를 활용하는 시나리오를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우에 UE 간 Time Synchronization 시나리오를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 간 시간 동기화를 지원하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 Sync Frame을 멀티캐스트 전송하여 시간 동기화를 지원하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우에 SMF가 정보를 관리하여 BMCA를 수행하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, UPF가 정보를 관리하여 BMCA를 수행하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 15은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, TSN AF가 정보를 종합 관리하여 BMCA를 수행하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, PCF가 정보를 관리하여 BMCA를 수행하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE에서 다른 UE로의 TSC를 지원하기 위해 SMF가 정보를 종합 관리하여 TSCAI를 3GPP 망에 적용하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE에서 다른 UE로의 TSC를 지원하기 위해 UPF가 정보를 종합 관리하여 TSCAI를 3GPP 망에 적용하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 19a는 본 개시의 일 실시예에 따른 UE에서 다른 UE로의 TSC를 지원하기 위해 AF가 정보를 종합 관리하여 TSCAI를 3GPP 망에 적용하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 19b는 본 개시의 일 실시예에 따른 TSN AF가 새로운 PDF 세션에 대한 스케쥴 정보를 관리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 20a는 본 개시의 일 실시예에 따른 UE에서 다른 UE로의 TSC를 지원하기 위해 PCF가 정보를 종합 관리하여 TSCAI를 3GPP 망에 적용하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 20b는 본 개시의 일 실시예에 따른 PCF가 새로운 PDF 세션에 대한 스케쥴 정보를 관리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 엔티티의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 현재 존재하는 통신표준 가운데 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project) 단체에서 정의하는 가장 최신의 표준인 5GS 및 NR 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 무선통신망에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 3GPP 5GS/NR (5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.

공장자동화 등의 시나리오를 지원하기 위해서 관련된 노드들의 시간 동기화가 필요하다. 특히, 정밀 작업을 요구하는 상황에서, 시간 동기화의 정확도가 높아야 한다. 산업용으로 이더넷을 활용하는 경우, 이더넷으로 연결된 노트들간의 시간 동기를 지원하는 방법인 TSN (Time Sensitive Networking) 기술이 연구되어 왔고 상용화되어 사용되고 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 TSN의 이더넷 상의 Time Synchronization 원리를 설명하기 위한 도면이다.

제조 현장에서는 각 공장마다 필요로 하는 장비와 시스템의 구성요건에 맞추어 다양한 네트워크가 사용될 수 있다. 서로 다른 표준을 가지고 있는 네트워크가 사용되는 경우, 유연한 시스템 관리에 어려움이 있을 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, TSN Node가 서로 다른 시각 기준에 따라 동작하는 경우에, TSN Node 간 시각을 동기화 하는 장치 및 방법이 제공된다.

TSN(Time Synchronization in Ethernet)의 노드 (Node)들(이하, TSN Node)은 기준이 되는 GM (Grand Master)를 정할 수 있다. TSN Node0가 GM으로 정해지면, TSN Node0는 GM의 현재 시각을 Timestamp 필드에 넣고, Correction 필드는 0으로 채워 Sync Frame을 생성하여 생성된 Sync Frame을 다음 노드로 전송할 수 있다. 다음 노드인 TSN Node1은 Link Delay 1을 겪은 Sync Frame을 수신하고, TSN Node1에서 체류한 시간인 Residence Time1까지 고려하여 Correction 필드를 업데이트하여 다음 노드인 TSN Node2에 Sync Frame을 전송할 수 있다. TSN Node2는 Link Delay 2를 겪은 Sync Frame을 수신하고, TSN Node2에서 체류한 시간인 Residence Time2까지 고려하여 Correction 필드를 업데이트하여 다음 노드(미도시)에 Sync Frame을 전송할 수 있다. 각각의 노드들은 이전 노드와의 Link에 대한 지연시간을 주기적으로 측정하고 평균을 계산하여 관리하고 있다. 또, 자신의 노드 내에서의 체류 시간을 계산하는 방법을 갖고 있을 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 5G Network의 TSN Time Synchronization을 지원 시나리오를 나타내는 도면이다.

구체적으로, 도 2는 5G 네트워크가 적용된, UE(User Equipment)의 이동성을 지원하는 공장자동화 시나리오를 나타낸 것인데, 이 경우 5G Network이 TSN을 지원할 수 있다. 도 2를 참조하면, Actuator A는 UE 쪽 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, Actuator A는 UE 및 UE에 연결된 TSN Node를 포함할 수 있다. 또한, 3GPP Network는 기지국 및 코어 네트워크의 일부 구성을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 3GPP Network는 UE, gNB, 및 UPF를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 도 2를 참조하면, 3GPP Network는 공장 네트워크(Factory Network)에 연결될 수 있으며, 공장 네트워크는 유선 망으로 연결된 TSN 이더넷 스위치 및 제어부 B를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니고 공장 네트워크 내 다른 구성요소를 포함할 수 있음은 물론이다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 5G Network이 TSN Time Synchronization을 지원하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 3은 도 2와 같은 상황에서 5G Network이 TSN을 지원하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 본 개시에서 5G Network는 UE, gNB, 및 UPF를 포함하는 것을 지칭하도록 한다. 구체적으로, UE, gNB, 및 UPF를 포함하는 5G Network을 도 1의 한 TSN Bridge (TSN 노드)로 모델링한 것이다. 즉, 5G Network인 UPF-gNB-UE는 하나의 TSN 노드로서 동작할 수 있으며, 이러한 TSN 노드는 Link Delay와 Residence Time을 보정하여 Sync Frame을 업데이트함으로써 TSN을 지원할 수 있다. 이를 위해서 5G Network 내부의 UPF, gNB, 및 UE는 공통의 5G GM에 동기화되어 있는 것으로 가정한다. 예를 들어 gNB는 GPS에 연결되어 있고, UPF는 gNB와 이더넷 기반의 TSN을 통하여 연결되어 gNB와 동기를 맞추고, UE는 PHY Frame을 주고 받는 과정을 통해 gNB와 동기화되어 있을 수 있다. UPF는 유선망의 TSN 노드와 연결되어 있고, UE도 유선망의 TSN 노드와 연결될 수 있다. 도 3을 참조하면, UPF에 연결된 TSN 노드에 TSN의 GM이 있는 상황이므로, UPF는 UPF에 연결된 TSN 노드로부터 Sync Frame을 수신한다. UPF는 수신한 Sync Frame의 Ingress Time을 5G GM 기준의 시각으로 기록한다. UPF는 UPF에 연결된 TSN 노드와의 Link Delay를 주기적으로 계산하고 관리할 수 있다. UPF는 Ingress Time과 Link Delay를 포함한 Sync Frame을 UE에게 전달할 수 있다. UE는 UE에 연결된 TSN 노드로 이 Sync Frame을 전송하는 순간의 시각의 5G GM 기준의 시각으로, 5G Network 내에서의 체류시간인 Residence Time을 계산할 수 있다. 예를 들어, UE는 5G GM 기준의 시각으로 기록된 Ingress Time 및 Sync Frame을 TSN Node로 전송하는 순간의 5G GM 기준의 시각에 기초하여, Residence Time과 Link Delay를 계산할 수 있다. 또한 UE는 Residence Time과 Link Delay를 이용하여 Correction 필드를 업데이트하여 Sync Frame을 UE에 연결된 TSN 노드로 전송할 수 있다.

도 4는 TSN의 Management 기능을 설명하기 위한 도면이다.

TSN 노드는 Bridge와 End-Station의 두 종류가 있다. TSN 노드 중 Bridge는 자신의 Port 구성과 자신의 Scheduling 능력을 CNC (Centralized Network Configuration) 서버에 보내고, TSN 노드 중 End-Station은 전송/수신하는 TSC (Time Sensitive Communication) Stream 1의 정보를 CNC 서버에 보낼 수 있다. CNC 서버는 Stream 별로 각각의 TSN 노드에서의 스케줄 정보를 알려주고, TSN 노드들은 이를 반영함으로써 해당 Stream이 일정 지연을 겪으면서 전달되도록 보장할 수 있다. 예를 들어, Talkers Node(End-Station)에서 Stream 1이 전송되는 경우에, Stream 1의 전송 주기가 10ms라면, Listeners Node(End-Station)는 Stream 1이 전송된 시점부터 10ms 이내에 Stream 1을 수신해야 한다. 도 3을 참조하면, 각 Bridge Node에서 소정의 지연 시간과 링크 지연을 CNC 서버에 보고한다. 예를 들어, Bridge 1, 2, 3, 4에서의 지연 시간이 1ms 이하이고 링크 지연도 1ms 이하라고 CNC 서버에 보고할 수 있다. 이 경우, CNC 서버는 Bridge 1에서의 도착 예상 시간이 1ms, Bridge 2에서의 도착 예상 시간이 3ms, Bridge 3에서의 도착 예상 시간이 5ms, Bridge 4에서의 도착 예상 시간이 7ms인 경우에, Bridge 1 내지 Bridge 4는 각각의 지연 시간 정보를 CNC 서버에 보고할 수 있다. 이 때, Bridge 1 내지 Bridge 4에서의 총 지연 시간은 16ms가 되므로, CNC 서버는 10ms 이내의 소정 지연 시간으로 Stream 1이 전송될 수 있도록] 라고 각각의 TSN 노드(Bridge Node)에 스케쥴링 정보를 전송할 수 있다. 이 경우 Listener Node에 9ms에 도착이 예상되므로, 10ms 이내에 전송해야 하는 요구사항을 만족한다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 5G Network이 TSN Management와 연동하는 구조를 나타내는 도면이다.

UPF와 외부 TSN과의 연결은 NW-TT (Network-side TSN Translator)라는 논리적 기능 블록이 담당하고, UE와 외부 TSN과의 연결은 DS-TT (Device-Side TSN Translator)라는 논리적 기능 블록이 담당할 수 있다. 이들은 5G Network이라는 하나의 논리적 TSN Bridge 내의 Port로서의 정보를 TSN AF에게 전달하고, TSN AF는 외부 TSN과 Management 연동을 담당할 수 있다. 외부 TSN이 CNC 서버를 통해서 관리될 때, TSN AF도 CNC 서버와 연동된다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 TSCAI (TSC Assistance Information)을 활용하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 4에서 전술한 바와 같이 CNC 서버는 Stream 별로 각각의 TSN 노드들의 스케줄 정보를 알려줄 수 있다. 5G Network은 TSN 노드들의 스케줄 정보를 TSN AF를 통해서 받을 수 있다. 5G Network은 TSN 노드들의 스케줄 정보를 통해 해당 Stream의 주기와 5G Network에의 예상 도착 시간을 알 수 있는데, 이는 TSN GM 기준으로 작성된 것이므로, SMF에서 이를 5G GM 기준으로 변환한다. 또한, Downlink Traffic의 경우, UPF에서 gNB에 패킷이 도착하는 지연시간의 최대값인 CN-PDB (Core Network Packet Delay Budget) 만큼의 보정도 수행될 수 있다. 이를 위해, SMF가 TSCAI라는 정보를 gNB에 전달한다. TSCAI는 UL/DL, Periodicity, Burst Arrival Time의 정보를 포함하는데, 이 중 Burst Arrival Time은 앞서 언급한 대로 CNC 서버에서 받은 Stream의 스케줄 정보에 CN-PDB 보정 및 5G GM 기준의 시간 Translation을 반영한 값이다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, UE 간 Time Synchronization 시나리오를 나타내는 도면이다.

기존에는 도 2와 같이 UPF와 연결된 외부 TSN 노드쪽에 TSN GM이 있고, TSN GM과 UE 혹은 TSN GM과 UE 쪽에 연결된 TSN 노드가 Time Synchronization을 지원하는 시나리오를 고려하였다. 이 경우, UE와 UE 혹은 UE와 UE에 연결된 외부 TSN 노드들 간, 혹은 UE들에 연결된 외부 TSN 노드들 간의 시간 동기화(Time Synchronization)는 모두 UPF에 연결된 TSN GM과의 Synchronization을 통하여 간접적으로 이뤄지는 경우만이 가정되었다. 그러나, UE 혹은 UE에 연결된 TSN 노드에 TSN GM이 연결된 경우도 가능할 수 있다. 예를 들어, 이동 차량에 장착된 Controller가 위치 이동 기능이 있는 로봇 또는 전자 장치를 제어하는 경우가 이에 해당한다. 사용자의 실시간 모니터링 및 제어가 중요하므로 사용자가 가지고 다닐 수 있는 노트북이나 태블릿이 TSN의 GM이 되어, 이 노트북이나 태블릿을 기준으로 주변의 이동 장치들의 동작을 정밀하게 제어할 수 있다. 이 경우, 같은 기지국에 속한 UE들 뿐 아니라, 다른 기지국에 속한 UE들 간에도 Time Synchronization이 지원될 수 있다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 간 TSC 지원을 위해 5G Network이 TSN Management와 연동하는 시나리오를 나타낸 도면이다.

도 2에서는 도 5와 같이 NW-TT/UPF와 DS-TT/UE의 정보를 TSN AF가 취합하고, TSN AF는 CNC와 정보를 교환함으로써, 5G Network이 TSN Manager와 연동하는 것에 대해 설명하였다. 이 경우, NW-TT/UPF와 DS-TT/UE가 포함된 하나의 PDU Session에 대한 Establishment/Modification 과정이 이용된다. 그러나, UE 쪽에 TSN GM이 위치하여 UE 간 Time Synchronization이 필요한 도 7과 같은 상황에서는 UPF-UE 간의 연결로 구성되는 PDU Session이 복수로 필요할 수 있다. 예를 들어, 하나의 5G Network에서는 하나의 PDU Session에 대해서 NW-TT/UPF와 DS-TT/UE의 정보가 TSN AF에 취합되므로, 두 개의 UE에 대한 정보를 모으기 위해서는 도 8과 같이 두 개의 PDU Session이 필요한 것이다. 도 8에서는 UE가 두 개인 경우에 대하여 설명하였지만 UE의 개수는 이에 한정되지 않고 복수 개일 수 있음은 물론이다.

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 간 TSC 지원을 위해 5G Network이 TSCAI를 활용하는 시나리오를 나타낸 도면이다.

도 8과 같이 TSN AF가 2 개의 PDU Session으로 TSN 관련 정보를 수집하될 수 있다. 도 9를 참조하면, 수집된 PDU Session 정보가 TSN AF를 통해 CNC와 연동될 수 있다. 이를 위해서 해당 PDU Session의 정보는 UE-SMF-PCF-AF 혹은 UPF-SMF-PCF-AF 등의 경로를 거쳐 전달된다. CNC에서 받은 스케줄 정보는 TSN GM을 기준으로 한 값이므로, Ingress UE1쪽의 gNB1에 반영되는 TSCAI의 Burst Arrival Time은 TSN GM 기준에서 5G GM 기준으로 변경되어야 한다. UE2쪽의 gNB2에 전달되는 TSCAI의 Burst Arrival Time은 TSN GM 기준에서 5G GM 기준으로 변경되어야 하고, 추가로 5GS 내부의 지연 시간인 Uplink PDB1과 Downlink CN-PDB2 만큼을 보정해야 한다. SMF에서 2개의 TSCAI를 전달하는 것은 분명하지만, CNC에서 받은 정보가 언제 2개로 분리되는지는 여러 선택이 있을 수 있다.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른, UE 쪽에 TSN GM이 있는 경우에 UE 간 Time Synchronization 시나리오를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7과 같이 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, UE는 CN쪽으로 Sync Frame을 전송하여 시간 동기화(Time Synchronization)을 지원할 수 있다. DS-TT1 또는 UE1는 외부 TSN 노드인 TSN Node0로부터 Sync Frame을 받는 경우, 수신 시각을 5G GM 기준으로 기록한다. 이하에서는, 설명의 편의상 UE1의 동작으로 설명하나, DS-TT1이 해당 동작을 수행할 수도 있다. UE1은 Sync Frame을 UPF로 전송할 때 5G GM 기준으로 기록된 값을 함께 전달할 수 있다. 예를 들어 UE1은 Sync Frame에 별도의 인그레스 타임스탬프(Ingress Timestamp) 필드를 추가하여 수신 시각 정보를 보낼 수 있다. 또, UE1은 이웃한 외부 TSN 노드인 TSN Node0와의 Link인 Link1에 대한 지연 시간 Link Delay1을 주기적으로 측정하고, 측정된 지연 시간에 기초하여 평균시간을 계산하고 관리할 수 있다. UE1은 Sync Frame을 UPF로 전송할 때 Link Delay1도 함께 전달할 수 있다. 예를 들어 UE1은 Link Delay1 값을 Sync Frame의 Correction 필드에 합산하여 전송할 수 있다. Link Delay1이 Correction 필드에 합산 될 때, Link Dealy1는 TSN GM 기준으로 환산되어야 하므로, rateRatio1이 적용되어 계산될 수 있다. rateRatio1는 “TSN GM Clock Frequency”를 “UE1의 Local Clock Frequency”로 나눈 값인데, Sync Frame에서 전달되는 rateRatio 필드에 들어 있는 rateRatio0와 UE1이 관리하고 있는 neighborRateRatio와의 곱으로 얻을 수 있는 값이다. rateRatio0는 “TSN GM Clock Frequency”를 “TSN Node0 Local Clock Frequency”로 나눈 값이고, UE1이 관리하고 있는 neighborRateRatio는 “TSN Node0 Local Clock Frequency”를 “UE1의 Local Clock Frequency”로 나눈 값이다. UE1은 Sync Frame을 UPF로 전달하면서, rateRatio1도 함께 전달한다. 예를 들어, Sync Frame의 rateRatio 필드의 값을 rateRatio1로 업데이트하여 전달한다. UE1는 Sync Frame을 수신 시각을 “TSN GM + TSN GM 기준으로 환산된 Link Delay 1을 포함한 Correction 필드 값”으로 설정하여 TSN GM과 동기를 맞출 수 있다.

NW-TT 또는 UPF는 DS-TT1 또는 UE1에서 전달된 Sync Frame을 수신한 후 외부 TSN 노드인 TSN Node4로 이를 전달하기 전에 5G Network에 머무른 시간인 Residence Time을 계산하여, Correction 필드를 업데이트한다. 이하에서는 설명의 편의상 UPF의 동작으로 설명하나, UPF의 NW-TT가 해당 동작을 수행할 수도 있다. UPF는 외부로 Sync Frame을 전송하는 시점(egress time)에 UE1으로부터 받은 Ingress Timestamp 값을 빼어 Residence Time을 계산한다. UPF는 Residence Time 값을 Correction 필드에 합산하기 전에, Residence Time 값에 rateRatio1을 적용하여 5G GM 기준에서 TSN GM 기준으로 변환한다. UPF는 외부로 Sync Frame을 전송하기 전에 별도로 추가되었던 Ingress Timestamp 필드를 제거한다. UPF는 Sync Frame을 전송하는 시각을 “TSN GM + Correction 필드 값”으로 설정하여 TSN GM과 동기를 맞출 수 있다.

이때, 하나의 TSN Node에서의 Residence Time은 10ms을 넘을 수 없으므로, DS-TT1 또는 UE1에 대한 UL UE-DS-TT Residence Time인 UE-DS-TT ResiTime1과 PDU Session1의 UL PDB(Packet Delay Budget)인, PDB1의 합은 10ms 미만이라는 QoS 요구사항이 적용되어야 한다.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 간 시간 동기화를 지원하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 도 7과 같이 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, UE에서 다른 UE쪽으로 Sync Frame을 전송하여 Time Synchronization이 지원될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상 UE1 또는 UE2의 동작으로 설명하나, UE1의 DS-TT1 또는 UE2의 DS-TT2가 각각 해당 동작을 수행할 수도 있다. UE1은 외부 TSN 노드인 TSN Node0로부터 Sync Frame을 받는 경우, 수신 시각을 5G GM 기준으로 기록한다. UE1은 Sync Frame을 UPF로 전송할 때 5G GM 기준으로 기록된 값을 함께 전달한다. 예를 들어 Sync Frame에 별도의 Ingress Timestamp 필드를 추가하여 수신 시각 정보를 보낼 수 있다. 또, UE1은 이웃한 외부 TSN 노드인 TSN Node0와의 Link인 Link1에 대한 지연 시간 Link Delay1을 주기적으로 측정하고 측정된 지연시간에 기초하여 평균시간을 계산하고 평균 시간을 관리할 수 있다. UE1은 Sync Frame을 UPF로 전송할 때 이 Link Delay1도 함께 전달한다. 예를 들어 UE1은 Link Delay1 값을 Sync Frame의 Correction 필드에 합산하여 전송할 수 있다. Link Delay1을 Correction 필드에 합산 할 때, Link Dealy1은 TSN GM 기준으로 환산되어야 하므로, rateRatio1 를 적용하여 계산될 수 있다. rateRatio1는 “5G Clock Frequency”를 “UE1의 Local Clock Frequency”로 나눈 값이다. UE1은 Sync Frame을 UPF로 전달하면서, rateRatio1도 함께 전달한다. 예를 들어, Sync Frame의 rateRatio 필드의 값을 rateRatio1로 업데이트하여 전달한다. UE1는 Sync Frame을 수신 시각을 “TSN GM + TSN GM 기준으로 환산된 Link Delay 1을 포함한 Correction 필드 값”으로 설정하여 TSN GM과 동기를 맞출 수 있다.

UPF는 이 Sync Frame을 PDU Session1과 PDU Session2간의 UPF 내부 Local Switching으로 처리하여, UE2로 전송한다. 이때, Sync Frame의 내용에는 변경이 없다.

UE2는 UPF에서 Sync Frame을 수신한 후 외부 TSN 노드인 TSN Node3로 Sync Frame을 전달하기 전에 5G Network에 머무른 시간인 Residence Time을 계산하여, Correction 필드를 업데이트한다. UE2 는 외부로 Sync Frame을 전송하는 시점에서 UE1에서 받은 Ingress Timestamp 값을 빼어 Residence Time을 계산한다. UE2는 이 값을 Correction 필드에 합산하기 전에, 이 값에 rateRatio1을 적용하여 5G GM 기준에서 TSN GM 기준으로 변환한다. UE2는 외부로 Sync Frame을 전송하기 전에 별도로 추가되었던 Ingress Timestamp 필드를 제거한다. UE2는 Sync Frame을 전송하는 시각을 “TSN GM + Correction 필드 값”으로 설정하여 TSN GM과 동기를 맞출 수 있다.

이때, 하나의 TSN 노드에서의 Residence Time은 10ms을 넘을 수 없으므로, UL UE-DS-TT Residence Time인 UE-DS-TT ResiTime1과 UL PDB인 PDB1의 합과 DL UE-DS-TT Residence Time인 UE-DS-TT ResiTime2와 DL PDB인 PDB2의 합 모두의 합이 10ms 미만이라는 QoS 요구사항이 적용되어야 한다. 실제 PDB1은 PDU Session1에 대한 QoS로 적용되고, PDB2는 PDU Session2에 대한 QoS로 적용되므로, UE간 Sync Frame을 전달을 위해서는 두 PDU Session을 동시에 고려한 QoS를 적용한다. 예를 들어, UL PDB인 PDB1과 DL PDB인 PDB2의 합이 10ms 미만이라는 QoS 요구사항은 PDB1가 5ms 미만이어야 하고, PDB2가 5ms 미만이어야 하는 두 QoS 요구사항으로 환산되어 두개의 PDU Session1과 PDU Session2에 각각 적용될 수 있다.

도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 Sync Frame을 멀티캐스트 전송하여 시간 동기화를 지원하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

구체적으로, 도 12를 참조하면, UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, UE에서 CN, 또는 UE에서 다른 UE쪽으로 Sync Frame을 Multicast 전송하여 Time Synchronization을 지원할 수 있다. 이 때, 도 10 및 도 11에서 전술한 절차가 동시에 적용될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의상 UE1 또는 UE2의 동작으로 설명하나, UE1의 DS-TT1 또는 UE2의 DS-TT2가 각각 해당 동작을 수행할 수도 있다.

UE1은 외부 TSN 노드인 TSN Node0로부터 Sync Frame을 받는 경우, 수신 시각을 5G GM 기준으로 기록한다. UE1은 Sync Frame을 UPF로 전송할 때 5G GM 기준으로 기록된 값을 함께 전달한다. 예를 들어 UE1은 Sync Frame에 별도의 Ingress Timestamp 필드를 추가하여 수신 시각 정보를 보낼 수 있다. 또, UE1은 이웃한 외부 TSN 노드인 TSN Node0와의 Link인 Link1에 대한 지연 시간 Link Delay1을 주기적으로 측정하고, 측정된 지연 시간에 기초하여 평균시간을 계산하고 관리할 수 있다. UE1은 Sync Frame을 UPF로 전송할 때 Link Delay1도 함께 전달할 수 있다. 예를 들어, UE1는 Link Delay1 값을 Sync Frame의 Correction 필드에 합산하여 전송할 수 있다. Link Delay1이 Correction 필드에 합산될 때, Link Dealy1은 TSN GM 기준으로 환산되어야 하므로, rateRatio1이 적용되어 계산될 수 있다. rateRatio1는 “5G Clock Frequency”를 “UE1의 Local Clock Frequency”로 나눈 값이다. UE1은 Sync Frame을 UPF로 전달하면서, rateRatio1도 함께 전달할 수 있다. 예를 들어, UE1은 Sync Frame의 rateRatio 필드의 값을 rateRatio1로 업데이트하여 전달한다. UE1는 Sync Frame을 수신 시각을 “TSN GM + TSN GM 기준으로 환산된 Link Delay 1을 포함한 Correction 필드 값”으로 설정하여 TSN GM과 동기를 맞출 수 있다.

UPF는 Multicast를 적용하여 하나의 Sync Frame은 UPF에서 NW-TT를 거쳐 바로 외부 TSN 노드로 향하도록 하고, 다른 하나의 Sync Frame은 DS-TT2 또는 UE2로 향하게 한다.

UPF는 외부 TSN Node로 향하는 Sync Frame을 수신한 후 외부 TSN 노드인 TSN Node4로 이를 전달하기 전에 5G Network에 머무른 시간인 Residence Time을 계산하여, Correction 필드를 업데이트한다. UPF는 외부로 Sync Frame을 전송하는 시점에서 UE1에서 받은 Ingress Timestamp 값을 빼어 Residence Time을 계산한다. UPF는 Residence Time 값을 Correction 필드에 합산하기 전에, 이 값에 rateRatio1을 적용하여 5G GM 기준에서 TSN GM 기준으로 변환한다. UPF는 외부로 Sync Frame을 전송하기 전에 별도로 추가되었던 Ingress Timestamp 필드를 제거할 수 있다. UPF는 Sync Frame을 전송하는 시각을 “TSN GM + Correction 필드 값”으로 설정하여 TSN GM과 동기를 맞출 수 있다.

이때, 하나의 TSN 노드에서의 Residence Time은 10ms을 넘을 수 없으므로, UL UE-DS-TT Residence Time인 UE-DS-TT ResiTime1과 UL PDB인 PDB1의 합이 10ms 미만이라는 Uplink Flow에 대한 QoS 요구사항이 적용될 수 있다.

UE2는 UPF에서 다른 하나의 Sync Frame을 수신한 후 외부 TSN 노드인 TSN Node3로 이를 전달하기 전에 5G Network에 머무른 시간인 Residence Time을 계산하여, Correction 필드를 업데이트한다. UE2 는 외부로 Sync Frame을 전송하는 시점에서 UE1에서 받은 Ingress Timestamp 값을 빼어 Residence Time을 계산한다. UE2는 Residence Time 값을 Correction 필드에 합산하기 전에, Residence Time 값에 rateRatio1을 적용하여 5G GM 기준에서 TSN GM 기준으로 변환한다. UE2는 외부로 Sync Frame을 전송하기 전에 별도로 추가되었던 Ingress Timestamp 필드를 제거할 수 있다. UE2는 Sync Frame을 전송한 시각을 “TSN GM + Correction 필드 값”으로 설정하여 TSN GM과 동기를 맞출 수 있다.

이때, 하나의 TSN 노드에서의 Residence Time은 10ms을 넘을 수 없으므로, UL UE-DS-TT Residence Time인 UE-DS-TT ResiTime1과 UL PDB인 PDB1의 합과 DL UE-DS-TT Residence Time인 UE-DS-TT ResiTime2와 DL PDB인 PDB2의 합 모두의 합이 10ms 미만이라는 QoS 요구사항이 적용될 수 있다.

실제 PDB1은 PDU Session1에 대한 QoS로 적용되고, PDB2는 PDU Session2에 대한 QoS로 적용되므로, UE간 Sync Frame을 전달을 위해서는 두 PDU Session을 동시에 고려한 QoS가 적용된다. 예를 들어, PDB1과 DL PDB인 PDB2의 합이 10ms 미만이라는 QoS 요구사항은 PDB1가 5ms 미만이어야 하고, PDB2가 5ms 미만이라야 하는 두 QoS 요구사항으로 환산되어, 두개의 PDU Session1과 PDU Session2에 각각 적용될 수 있다.

앞서 계산된 PDB1이 10ms 미만이라는 요구사항에 비해, 새로 계산된 요구사항이 더 엄격하므로, 동시에 만족되기 위해서는 나중에 계산된 요구사항을 만족되어야 한다.

도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우에 SMF가 정보를 관리하여 BMCA를 수행하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

구체적으로, 도 13을 참조하면, UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, SMF가 정보를 종합 관리함으로써 BMCA가 수행될 수 있다. 도 9에서 전술한 바와 같이 5G Network과 TSN Management와의 연동은 TSN AF를 통해서, 5G Network을 하나의 TSN Bridge로 간주하여 이루어질 수 있다. 한편, 5G Network 내에서는 UE1과 관련된 PDU Session1과 UE2에 관련된 PDU Session2에 대한 정보관리가 나누어 이루어질 수 있다. 예를 들어, Sync Frame이 전달되는 Tree를 생성하기 위해서, 각각의 TSN Clock Domain별로 BMCA (Best Master Clock Algorithm)를 수행하는 경우, PDU Session1 및 PDU Session2의 정보를 종합하는 과정이 필요할 수 있다. BMCA는 어느 TSN Node를 Grand Master로 결정할 지를 판단하기 위한 알고리즘으로, Grand Master에 가까운 Node에서 Announcement Message를 수신한 Port는 자신의 상태를 S(Slave)상태로 표기한다. 하나의 Bridge 내에서는 하나의 Port만이 S 상태가 가능하므로, 여러 Port가 S 상태의 후보가 되는 경우, Bridge 내부의 정보를 종합하여 후보들 중 하나의 Port만을 S 상태로 결정한다. 5G Logical Bridge도 하나의 Bridge로서 BMCA에 참여하며 UE 혹은 DS-TT와 UPF 혹은 NW-TT는 5G Logical Bridge의 하나의 Port로서 BMCA에 참여한다. TSN GM은 Work Clock Domain별로 설정 가능하다. TSN이 S(Slave) 상태인 경우, TSN이 M(Master) 상태인 경우보다 Grand Master로 지정될 우선순위가 낮은 것을 의미할 수 있다.] 이하에서는 설명의 편의상 DS-TT1 또는 UE1, DS-TT2 또는 UE2, 및 NW-TT 또는 UPF가 각각 DS-TT1/UE1, DS-TT2/UE2, 및 NW-TT/UPF에 대응되는 것으로 설명한다.

외부 TSN 노드인 TSN Node0에서 Announcement Frame을 수신하면, DS-TT1/UE1은 자신의 Port를 잠정적인 S (Slave) 상태로 설정하고, 해당 Announcement Frame을 UPF로 전송한다. UPF는 해당 5G Network의 Logical한 TSN Bridge 내부의 다른 Port들에 Announcement Frame을 Broadcast한다. 즉, UE1은 하나의 Announcement Frame은 NW-TT를 거쳐 외부 TSN 노드로 향하고, UPF는 다른 하나의 Announcement Frame을 UPF 내에서 Local Switching하여 DS-TT2/UE2로 향할 수 있다.

Announcement Frame을 받은 NW-TT는 자신의 Port를 M (Master) 상태로 설정하고 외부 TSN 노드인 TSN Node4로 이 Announcement Frame을 전송한다. 마찬가지로, DS-TT1/UE1에서 UPF를 거쳐 전달된 Announcement Frame을 받은 DS-TT2/UE2는 자신의 Port를 M (Master) 상태로 잠정 설정하고 외부 TSN 노드인 TSN Node3로 Announcement Frame을 전송한다.

이와 같은 Announcement Frame들이 전달되는 과정을 거친 후, DS-TT1/UE1과 DS-TT2/UE2 및 NW-TT/UPF는 해당 Port의 정보를 PDU Session Modification 절차를 통해 SMF에 업데이트한다. UE가 UPF를 거쳐 Data 통신이 가능하게 만들어준 것을 하나의 PDU Session이라고 하고, 이 PDU Session의 정보를 변경하는 과정이 PDU Session Modification 절차이다. 실제로 PDU Session Modification은 DS-TT1/UE1과 NW-TT/UPF이 PDU Session1에 대해서 정보를 전달하고, DS-TT2/UE2와 NW-TT/UPF가 PDU Session2에 대해서 정보를 전달하지만, SMF는 PDU Session1 및 PDU Session2가 같은 TSN Management에 속해 있는 것을 알고 관리할 수 있다. SMF는 PDU Session1 및 PDU Session2가 같은 TSN Logical Bridge ID 및 TSN Working Clock Domain ID를 갖고 있다는 점을 활용하여 종합 관리되어야 하는 정보로 구분할 수 있다. SMF는 종합한 Port 정보를 바탕으로 실제로 반영되어야 할 최종 Port Configuration 정보를 확정한 후, PDU Session1과 PDU Session2에 대한 PDU Session Modification 절차 및 N4 Update 절차를 이용하여 이 정보를 DS-TT1/UE1, DS-TT2/UE2 및 NW-TT/UPF에 전달한다. 확정된 최종 Port Configuration 정보는 PCF 및 TSN AF에도 Notification 절차를 통해 반영된다.

도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, UPF가 정보를 관리하여 BMCA를 수행하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

구체적으로, 도 14를 참조하면, 도 9에서 전술한 바와 같이 5G Network과 TSN Management와의 연동은 TSN AF를 통해서, 5G Network을 하나의 TSN Bridge로 간주하여 이루어질 수 있다. 한편, 5G Network 내에서는 UE1과 관련된 PDU Session1과 UE2에 관련된 PDU Session2에 대한 정보관리가 나누어 이루어질 수 있다. 예를 들어, Synch Frame이 전달되는 Tree를 생성하기 위해서, 각각의 TSN Clock Domain 별로 BMCA (Best Master Clock Algorithm)가 수행되는 경우, PDU Session1 및 PDU Session2의 정보를 종합하는 과정이 필요할 수 있다. 외부 TSN 노드인 TSN Node0에서 Announcement Frame을 수신하면, DS-TT1/UE1는 자신의 Port를 잠정적인 S (Slave) 상태로 설정하고, 해당 Announcement Frame을 UPF로 전송한다. UPF는 해당 5G Network의 Logical한 TSN Bridge 내부의 다른 Port들에 Announcement Frame을 Broadcast할 수 있다. 이 예에서는, 하나의 Announcement Frame을 NW-TT를 거쳐 외부 TSN 노드로 향하게 하고, 다른 하나의 Announcement Frame을 UPF 내에서 Local Switching하여 DS-TT2/UE2로 향하게 할 수 있다.

Announcement Frame을 받은 NW-TT는 자신의 Port를 M (Master) 상태로 잠정 설정하고 외부 TSN 노드인 TSN Node4로 Announcement Frame을 전송한다. 마찬가지로, DS-TT1/UE1에서 UPF를 거쳐 전달된 Announcement Frame을 받은 DS-TT2/UE2는 자신의 Port를 M (Master) 상태로 잠정 설정하고 외부 TSN 노드인 TSN Node2로 이 Announcement Frame을 전송한다.

이와 같이 Announcement Frame들이 전달되는 과정을 거친 후, DS-TT1/UE1과 DS-TT2/UE2는 해당 Port의 정보를 PDU Session Modification 절차를 통해 SMF(Session Management Function)에 업데이트하고, SMF는 이 정보를 N4 업데이트를 통해 UPF에 전달한다. 실제로 PDU Session Modification은 DS-TT1/UE1과 NW-TT/UPF이 PDU Session1에 대해서 정보를 전달하고, DS-TT2/UE2와 NW-TT/UPF가 PDU Session2에 대해서 정보를 전달하지만, UPF는 PDU Session1 및 PDU Session2가 같은 TSN Management에 속해 있는 것을 알고 관리할 수 있다. UPF는 PDU Session1 및 PDU Session2가 같은 TSN Logical Bridge ID 및 TSN Working Clock Domain ID를 갖고 있다는 점을 활용하여 종합 관리할 정보임을 구분할 수 있다. UPF는 종합한 Port 정보를 바탕으로 실제로 반영되어야 할 최종 Port Configuration 정보를 확정한 후, PDU Session1과 PDU Session2에 대한 N4 Update 절차 및 PDU Session Modification 절차를 이용하여 이 정보를 DS-TT1/UE1, DS-TT2/UE2 에 전달한다. 또, UPF는 최종 Port Configuration 정보에 따라 NW-TT 또는 UPF의 configuration도 업데이트할 수 있다. 확정된 최종 Port Configuration 정보는 PCF(Policy Control Function) 및 TSN AF에도 Notification 절차를 통해 반영될 수 있다.

도 15은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, TSN AF가 정보를 관리하여 BMCA를 수행하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 9에서 전술한 바와 같이 5G Network과 TSN Management와의 연동은 TSN AF를 통해서, 5G Network을 하나의 TSN Bridge로 간주하여 이루어질 수 있다 한편, 5G Network 내에서는 UE1과 관련된 PDU Session1과 UE2에 관련된 PDU Session2에 대한 정보관리가 나누어 이루어질 수 있다. 예를 들어, Synch Frame이 전달되는 Tree를 생성하기 위해서, 각각의 TSN Clock Domain 별로 BMCA (Best Master Clock Algorithm)을 수행하는 경우, PDU Session1 및 PDU Session2의 정보를 종합하는 과정이 필요할 수 있다. 외부 TSN 노드인 TSN Node0에서 Announcement Frame을 수신하면, DS-TT1/UE1는 자신의 Port를 잠정적인 S (Slave) 상태로 설정하고, 해당 Announcement Frame을 UPF로 전송한다. UPF는 해당 5G Network의 Logical한 TSN Bridge 내부의 다른 Port들에 Announcement Frame을 Broadcast한다. 즉, 하나의 Announcement Frame은 NW-TT를 거쳐 외부 TSN 노드로 향하고, 다른 하나의 Announcement Frame은 UPF 내에서 Local Switching하여 DS-TT2/UE2로 향할 수 있다.

Announcement Frame을 받은 NW-TT는 자신의 Port를 M (Master) 상태로 잠정 설정하고 외부 TSN 노드인 TSN Node4로 이 Announcement Frame을 전송한다. 마찬가지로, DS-TT1/UE1에서 UPF를 거쳐 전달된 Announcement Frame을 받은 DS-TT2/UE2는 자신의 Port를 M (Master) 상태로 잠정 설정하고 외부 TSN 노드인 TSN Node3로 이 Announcement Frame을 전송한다.

이와 같은 Announcement Frame들이 전달되는 과정을 거친 후, DS-TT1/UE1과 DS-TT2/UE2 및 NW-TT/UPF는 해당 Port의 정보를 PDU Session Modification 절차를 통해 TSN AF에 업데이트한다. 실제로 PDU Session Modification은 DS-TT1/UE1과 NW-TT/UPF이 PDU Session1에 대해서 정보를 전달하고, DS-TT2/UE2와 NW-TT/UPF가 PDU Session2에 대해서 정보를 전달하지만, TSN AF는 PDU Session1 및 PDU Session2가 같은 TSN Management에 속해 있는 것을 알고 관리할 수 있다. TSN AF는 PDU Session1 및 PDU Session2가 같은 TSN Logical Bridge ID 및 TSN Working Clock Domain ID를 갖고 있다는 점을 활용하여 종합 관리할 정보로 구분할 수 있다. TSN AF는 종합한 Port 정보를 바탕으로 실제로 반영되어야 할 최종 Port Configuration 정보를 확정한 후, PDU Session1과 PDU Session2에 대한 PDU Session Modification 절차 및 N4 Update 절차를 이용하여 이 정보를 DS-TT1/UE1, DS-TT2/UE2 및 NW-TT/UPF에 전달한다. 확정된 최종 Port Configuration 정보는 PCF에도 Notification 절차를 통해 반영된다.

도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE 쪽에 TSN의 GM이 있는 경우, PCF가 정보를 관리하여 BMCA를 수행하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

구체적으로, 도 16을 참조하면, 도 9에서 전술한 바와 같이 5G Network과 TSN Management와의 연동은 TSN AF를 통해서, 5G Network을 하나의 TSN Bridge로 간주하여 이루어질 수 있다. 한편, 5G Network 내에서는 UE1과 관련된 PDU Session1과 UE2에 관련된 PDU Session2에 대한 정보관리가 나누어 이루어질 수 있다. 예를 들어, Synch Frame이 전달되는 Tree를 생성하기 위해서, 각각의 TSN Clock Domain 별로 BMCA (Best Master Clock Algorithm)가 수행되는 경우, PDU Session1 및 PDU Session2의 정보를 종합하는 과정이 필요할 수 있다. 외부 TSN 노드인 TSN Node0에서 Announcement Frame을 수신하면, DS-TT1/UE1는 자신의 Port를 잠정적인 S (Slave) 상태로 설정하고, 해당 Announcement Frame을 UPF로 전송한다. UPF는 해당 5G Network의 Logical한 TSN Bridge 내부의 다른 Port들에 Announcement Frame을 Broadcast한다. 이 예에서는, 하나의 Announcement Frame은 NW-TT를 거쳐 외부 TSN 노드로 향하고, 다른 하나의 Announcement Frame을 UPF 내에서 Local Switching하여 DS-TT2/UE2로 향할 수 있다.

Announcement Frame을 받은 NW-TT는 자신의 Port를 M (Master) 상태로 잠정 설정하고 외부 TSN 노드인 TSN Node4로 이 Announcement Frame을 전송한다. 마찬가지로, DS-TT1/UE1에서 UPF를 거쳐 전달된 Announcement Frame을 받은 DS-TT2/UE2는 자신의 Port를 M (Master) 상태로 잠정 설정하고 외부 TSN 노드인 TSN Node3로 Announcement Frame을 전송한다.

이와 같은 Announcement Frame들이 전달되는 과정을 겪은 후, DS-TT1/UE1과 DS-TT2/UE2 및 NW-TT/UPF는 해당 Port의 정보를 PDU Session Modification 절차를 통해 PCF에 업데이트한다. 실제로 PDU Session Modification은 DS-TT1/UE1과 NW-TT/UPF이 PDU Session1에 대해서 정보를 전달하고, DS-TT2/UE2와 NW-TT/UPF가 PDU Session2에 대해서 정보를 전달하지만, PCF는 이 둘이 같은 TSN Management에 속해 있는 것을 알고 관리할 수 있다. PCF는 PDU Session1 및 PDU Session2가 같은 TSN Logical Bridge ID 및 TSN Working Clock Domain ID를 갖고 있다는 점을 활용하여 종합 관리되어야 하는 정보로 구분한다. PCF는 종합한 Port 정보를 바탕으로 실제로 반영되어야 할 최종 Port Configuration 정보를 확정한 후, PDU Session1과 PDU Session2에 대한 PDU Session Modification 절차 및 N4 Update 절차를 이용하여 이 정보를 DS-TT1/UE1, DS-TT2/UE2 및 NW-TT/UPF에 전달한다. 확정된 최종 Port Configuration 정보는 TSN AF에도 Notification 절차를 통해 반영된다.

도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE에서 다른 UE로의 TSC를 지원하기 위해 SMF가 정보를 종합 관리하여 TSCAI를 3GPP 망에 적용하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

CNC는 TSN AF를 통해 5G Network의 각 Port 별 Configuration 정보를 획득할 수 있다. Port 별 Configuration 정보에는 각 포트 별 주변 Port들의 정보도 포함되어 있으므로, CNC 서버는 End-Station인 Talker와 Listener 사이의 Stream이 지나가게 될 Port를 알 수 있다. 또, Port 별 Configuration 정보에 각 TSN 노드 혹은 TSN Bridge의 Scheduling 능력도 포함되어 있으므로, CNC는 Talker와 Listener 사이의 각 Port별 Stream의 Schedule 정보를 결정하여 알려줄 수 있다. CNC는 각 Port별 Stream의 Schedule 정보를 TSN AF를 통해 5G Network에 전달한다. Stream Schedule 정보는 TSN AF에서 PCF를 거쳐 SMF에 전달된다. Stream Schedule 정보가 TSN AF에서 PCF를 거쳐 전달될 때는 DS-TT1/UE1와 DS-TT2/UE2 중 하나에 대한 PDU Session에 대한 것으로 전달된다. 예를 들어 Stream Schedule 정보는 DS-TT1/UE1에 해당하는 PDU Session1을 선택하여 해당하는 PCF 및 SMF로 전달될 수 있다.

SMF는 DS-TT1/UE1에 해당하는 TSCAI의 BAT1 (Burst Arrival Time1)을 TSN GM 기준에서 5G GM 기준 정보로 변환하여 PDU Session Modification 과정을 통해 gNB에 전달한다. 동시에 SMF는 DS-TT2/UE2에 해당하는 TSCAI의 BAT2 (Burst Arrival Time2)를 계산한다. BAT2는 BAT1에 PDU Session1의 Uplink PDB와 UPF에서의 Local Switching Delay, 그리고 PDU Session2의 Downlink CN-PDB 만큼 더한 값으로 계산된다. SMF는 BAT2를 PDU Session2에 대한 PDU Session Modification 절차 중 RAN Parameter만 업데이트하는 과정을 통해 gNB에 전달한다. 또, SMF는 PDU Session2에 대한 Notification으로 해당 Scheduling Information이 gNB에 전달되었음을 PCF와 TSN AF에 알려줄 수도 있다.

도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 UE에서 다른 UE로의 TSC를 지원하기 위해 UPF가 정보를 종합 관리하여 TSCAI를 3GPP 망에 적용하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

CNC는 TSN AF를 통해 5G Network의 각 Port별 Configuration을 알게 된다. 이 정보에는 포트별 주변 Port들의 정보도 포함되어 있으므로, CNC는 Talker와 Listener 사이의 Stream이 지나가게될 Port를 알 수 있다. 또, Port별 Configuration 정보에 각 TSN 노드 혹은 TSN Bridge의 Scheduling 능력도 포함되어 있으므로, CNC는 Talker와 Listener 사이의 각 Port별 Stream의 Schedule 정보를 결정하여 알려 줄 수 있다. CNC는 이 정보를 TSN AF를 통해 5G Network에 전달한다. 이 Stream Schedule 정보는 TSN AF에서 PCF를 거쳐 SMF에 전달된다.

Stream Schedule 정보가 TSN AF에서 PCF를 거쳐 전달될 때는 DS-TT1/UE1와 DS-TT2/UE2 중 하나에 대한 PDU Session에 대한 것으로 전달된다. 예를 들어 DS-TT1/UE1에 해당하는 PDU Session이 선택되어, Stream Schedule 정보가 해당하는 PCF 및 SMF로 전달될 수 있다. SMF는 이 정보를 다시 UPF에 N4로 업데이트한다. UPF는 Port-in 정보와 Port-out 정보에서 DS-TT1/UE1와 DS-TT2/UE2를 매핑하여, 이 정보를 N4 Report를 통해 SMF에 전달한다. 이 때, UPF가 DS-TT1/UE1에 대한 N4 Report와 DS-TT2/UE2에 해당하는 N4 Report를 각각 SMF에 전달할 수도 있다.

SMF는 DS-TT1/UE1에 해당하는 TSCAI의 BAT1 (Burst Arrival Time1)을 TSN GM 기준에서 5G GM 기준 정보로 변환하여 PDU Session Modification 과정을 통해 gNB에 전달한다. 동시에 SMF는 DS-TT2/UE2에 해당하는 TSCAI의 BAT2 (Burst Arrival Time2)도 계산한다. BAT2는 BAT1에 PDU Session1의 Uplink PDB와 UPF에서의 Local Switching Delay, 그리고 PDU Session2에 대한 Downlink CN-PDB 만큼 더한 값으로 계산된다. SMF는 BAT2를 PDU Session2에 대한 PDU Session Modification 절차 중 RAN Parameter만 업데이트하는 과정을 통해 gNB에 전달한다. 또, PDU Session2에 대한 Notification으로 해당 Scheduling Information이 gNB에 전달되었음을 PCF와 TSN AF에 알려줄 수도 있다.

도 19a는 본 개시의 일 실시예에 따른 UE에서 다른 UE로의 TSC를 지원하기 위해 TSN AF가 정보를 종합 관리하여 TSCAI를 3GPP 망에 적용하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

CNC는 TSN AF를 통해 5G Network의 각 Port별 Configuration을 알게 된다. 이 정보에는 포트별 주변 Port들의 정보도 포함되어 있으므로, CNC는 Talker와 Listener 사이의 Stream이 지나가게 될 Port를 알 수 있다. 또, Port별 Configuration 정보에 각 TSN 노드 혹은 TSN Bridge의 Scheduling 능력도 포함되어 있으므로, CNC는 Talker와 Listener 사이의 각 Port별 Stream의 Schedule 정보를 결정하여 알려 줄 수 있다. CNC는 이 정보를 TSN AF를 통해 5G Network에 전달한다. 이 Stream Schedule 정보는 TSN AF에서 PCF를 거쳐 SMF에 전달된다. TSN AF는 Port-in과 Port-out에 해당하는 DS-TT1/UE1와 DS-TT2/UE2를 찾아내고, 해당하는 PDU Session1과 PDU Session2 각각에 대하여 해당하는 PCF 및 SMF로 정보를 전달한다. 이 때, PCF가 PDU Session별로 다를 수도 있고 같을 수도 있다. SMF도 PDU Session별로 같을 수도 있고 다를 수도 있다.

PDU Sesion1에 대하여 정보를 받은 SMF는 DS-TT1/UE1에 해당하는 TSCAI의 BAT1 (Burst Arrival Time1)을 TSN GM 기준에서 5G GM 기준 정보로 변환하여 PDU Session Modification 과정을 통해 gNB에 전달한다. PDU Session2에 대하여 정보를 받은 SMF는 DS-TT2/UE2에 해당하는 TSCAI의 BAT2 (Burst Arrival Time2)도 계산한다. BAT2는 BAT1에 PDU Session1의 Uplink PDB와 UPF에서의 Local Switching Delay, 그리고 PDU Session2의 Downlink CN-PDB 만큼 더한 값으로 계산된다. SMF는 BAT2를 PDU Session2에 해당하는 PDU Session Modification 절차 중 RAN Parameter만 업데이트하는 과정을 통해 gNB에 전달한다.

도 19b는 본 개시의 일 실시예에 따른 TSN AF가 새로운 PDF 세션에 대한 스케쥴 정보를 관리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

도19b를 참조하면, TSN AF가 PDU Session1에 대한 Schedule 정보에 DS-TT-UE Residence Time 및 UL PDB를 더하여 PDU Session2에 대한 Schedule 정보를 생성하고 생성된 Schedule 정보를 SMF에 전달할 수도 있다. 또한, Schedule 정보에는 UPF switching delay가 더 포함될 수도 있다.

SMF는 수신된 Schedule 정보를 5GS Clock 기준으로 변경하고, 변경된 값에 CN PDB를 더할 수 있다. 도 19b를 참조하면, translate(schedule2)로 표시되었다. 이때, TSN AF는 DS-TT-UE Residence Time 및 UL PDB를 5GS GM Clock 기준에서 TSN GM Clock 기준으로 변경할 수도 있다.

도 20a는 본 개시의 일 실시예에 따른 UE에서 다른 UE로의 TSC를 지원하기 위해 PCF가 정보를 종합 관리하여 TSCAI를 3GPP 망에 적용하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

CNC는 TSN AF를 통해 5G Network의 각 Port별 Configuration을 알게 된다. 이 정보에는 포트별 주변 Port들의 정보도 포함되어 있으므로, CNC는 Talker와 Listener 사이의 Stream이 지나가게 될 Port를 알 수 있다. 또, Port별 Configuration 정보에 각 TSN 노드 혹은 TSN Bridge의 Scheduling 능력도 포함되어 있으므로, CNC는 Talker와 Listener 사이의 각 Port별 Stream의 Schedule 정보를 결정하여 알려 줄 수 있다. CNC는 이 정보를 TSN AF를 통해 5G Network에 전달한다. 이 Stream Schedule 정보는 TSN AF에서 PCF를 거쳐 SMF에 전달된다. TSN AF에서 PCF를 거쳐 전달될 때는 DS-TT1/UE1와 DS-TT2/UE2 중 하나의 PDU Session에 대한 것으로 전달된다. 예를 들어 DS-TT1/UE1에 해당하는 PDU Session으로 결정한 경우, 해당하는 PCF에 전달된다. PCF는 Port-in과 Port-out에 해당하는 DS-TT1/UE1와 DS-TT2/UE2를 찾아내고, 해당하는 PDU Session1과 PDU Session2 각각에 대하여 해당하는 SMF로 정보를 전달한다. 이때 PCF가 PDU Session2에 대한 SMF에 직접 정보를 줄 수 없는 경우, 즉 PDU Session1에 대한 SMF와 PDU Session2에 대한 SMF가 다르고, 각 SMF에 연결된 PCF가 다를 경우, 해당 SMF에 Binding되어 있는 PCF를 찾아 이 PCF를 거쳐 해당 SMF에 정보를 전달한다.

PDU Session1에 대한 정보를 받은 SMF는 DS-TT1/UE1에 해당하는 TSCAI의 BAT1 (Burst Arrival Time1)을 TSN GM 기준에서 5G GM 기준 정보로 변환하여 PDU Session Modification 과정을 통해 gNB에 전달한다. PDU Session 2에 대한 정보를 받은 SMF는 DS-TT2/UE2에 해당하는 TSCAI의 BAT2 (Burst Arrival Time2)도 계산한다. BAT2는 BAT1에 PDU Session1의 Uplink PDB와 UPF에서의 Local Switching Delay, 그리고 PDU Session2의 Downlink CN-PDB 만큼 더한 값으로 계산된다. SMF는 BAT2를 PDU Session2에 대한 PDU Session Modification 절차 중 RAN Parameter만 업데이트하는 과정을 통해 gNB에 전달한다.

도 20b는 본 개시의 일 실시예에 따른 PCF가 새로운 PDF 세션에 대한 스케쥴 정보를 관리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

도20b를 참조하면, PCF 가 PDU Session1에 대한 Schedule 정보에 DS-TT-UE Residence Time 및 UL PDB를 더하여 PDU Session2에 대한 Schedule 정보를 생성하고, 생성된 Schedule 정보를 SMF에 전달할 수도 있다.

SMF는 수신된 Schedule 정보를 5GS Clock 기준으로 변경하고, 변경된 값에 CN PDB를 더할 수 있다. 도 20b를 참조하면, translate(schedule2)로 표시되었다. 이때, PCF는 DS-TT-UE Residence Time 및 UL PDB를 5GS GM Clock 기준에서 TSN GM Clock 기준으로 변경할 수도 있다.

전술한 도 10 내지 도 20b의 과정은 UE쪽에 TSN GM이 위치한 경우, 하나의 UE에서 복수의 UE로 Time Synchronization이 이뤄지는 경우에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 복수의 UE에 대한 시간 동기화가 수행되기 위해서는 PDU Session의 수를 UE의 수만큼 증가시켜 전술한 도 10 내지 도 20b의 과정이 적용될 수 있다.

도 17 내지 도 20b는 TSN GM이 UE쪽이 아니라 UPF 쪽에 있는 경우에도 적용될 수 있다. GM이 UE 또는 UPF에 위치하는지 여부와 무관하게, TSC 통신을 위해 Stream 정보에 기초하여 UE 간의 정보 전달이 필요하다. 즉, Port-in에 해당하는 UE1과 Port-out에 해당하는 UE2 간에 TSCAI의 전달 과정이 필요하다.

도 17 내지 도 20b는 UPF Local Switching 지연은 경우에 따라서 0으로 계산될 수도 있다. 또 TSCAI의 BAT1은 translate(Arrival Time at UE1) = translate(schedule) = TSN GM Clock 기준의 schedule의 정보를 5GS GM Clock 기준으로 변환한 값에 UE1/DS-TT1의 UE-DS-TT Residence을 더한 값으로 계산된다.

도 17 내지 도 20b를 참조하면, UPF내의 Residence Time은 별도로 고려되어 계산될 수도 있다. 즉, PDU Session 1에 대한 UL PDB에서 UL UPF Residence Time을 제외한 값이 UL PDB로서 사용되고, PDU Session 2에 대한 DL CN-PDB에서 DL UPF Residence Time을 제외한 값이 DL CN-PDB로서 사용되고, UE-to-UE UPF Residence Time이 UPF Local Switching 지연 대신 사용되어 해당 값들이 전술한 것과 동일한 방식으로 계산될 수 있다.

도 9 내지 도 20b의 과정은 PDU Session Modification 절차를 응용하며, UPF의 정보가 UPF-SMF-PCF-TSN AF의 경로로 TSN AF에 전달되고, TSN AF의 정보가 TSN AF-PCF-SMF-UPF의 경로로 UPF에 전달된다. 그러나, UPF가 다른 NF (Network Function) 및 Control Plane으로 직접 연결될 수 있는 경우, UPF와 TSN AF가 직접 통신함으로써, 도 9 내지 도 20b의 과정이 적용될 수 있음은 물론이다.

도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구성을 나타내는 도면이다.

도 21에서 도시되는 바와 같이, 본 개시의 단말은 송수신부(2110), 메모리(2120), 프로세서(2130)를 포함할 수 있다. 전술한 단말의 통신 방법에 따라 단말의 프로세서(2130), 송수신부(2110) 및 메모리(2120)가 동작할 수 있다. 다만, 단말의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 단말은 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 프로세서(2130), 송수신부(2110) 및 메모리(2120)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.

송수신부(2110)는 단말의 수신부와 단말의 송신부를 통칭한 것으로 기지국 또는 네트워크 엔티티들과 신호를 송수신할 수 있다. 기지국과 송수신하는 신호는 제어 정보와 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부(2110)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(2110)의 일 실시예일 뿐이며, 송수신부(2110)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다.

또한, 송수신부(2110)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(2130)로 출력하고, 프로세서(2130)로부터 출력된 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.

메모리(2120)는 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(2120)는 단말에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(2120)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다.

프로세서(2130)는 상술한 본 개시의 실시 예에 따라 단말이 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 프로세서(2130)는 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(2130)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.

도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 엔티티의 구성을 나타내는 도면이다.

도 22에서 도시되는 바와 같이, 본 개시의 네트워크 엔티티(network entity)는 송수신부(2210), 메모리(2220), 프로세서(2230)를 포함할 수 있다. 전술한 네트워크 엔티티의 통신 방법에 따라 네트워크 엔티티의 프로세서(2230), 송수신부(2210) 및 메모리(2220)가 동작할 수 있다. 다만, 네트워크 엔티티의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 네트워크 엔티티는 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 프로세서(2230), 송수신부(2210) 및 메모리(2220)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다. 네트워크 엔티티는, 위에서 설명한 AMF(Access and Mobility management Function), SMF Session Management Function), PCF(Policy and Charging Function), NEF(Network Exposure Function), UDM(Unified Data Management), UPF(User Plane Function) 등의 네트워크 기능(NF, Network Function)을 포함할 수 있다. 또한, 기지국(base station)을 포함할 수도 있다.

송수신부(2210)는 네트워크 엔티티의 수신부와 네트워크 엔티티의 송신부를 통칭한 것으로 단말 또는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 이때, 송수신하는 신호는 제어 정보와 데이터를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신부(2210)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 다만, 이는 송수신부(2210)의 일 실시예일 뿐이며, 송수신부(2210)의 구성요소가 RF 송신기 및 RF 수신기에 한정되는 것은 아니다. 송수신부(2210)는 유무선 송수신부를 포함할 수 있으며, 신호를 송수신하기 위한 다양한 구성을 포함할 수 있다.

또한, 송수신부(2210)는 통신 채널(예를 들어, 무선 채널)을 통해 신호를 수신하여 프로세서(2230)로 출력하고, 프로세서(2230)로부터 출력된 신호를 통신 채널을 통해 전송할 수 있다.

메모리(2220)는 네트워크 엔티티의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(2220)는 네트워크 엔티티에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(2220)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다.

프로세서(2230)는 상술한 본 개시의 실시 예에 따라 네트워크 엔티티가 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 프로세서(2230)는 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리(random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

1. UPF(User Plane Function)가 TSC(Time Sensitive Communication)를 지원하는 방법에 있어서,
   TSN 노드(Time Sensitive Network Node) 간 시간 동기화를 위한 싱크 프레임(sync frame)을 제1 사용자 단말로부터 수신하고, 상기 싱크 프레임은, 그랜드 마스터에 해당하는 제1 TSN 노드(Time Sensitive Network Node)로부터 상기 제1 사용자 단말로 전송된 것인, 단계;
   상기 싱크 프레임이 상기 제1 사용자 단말로부터 상기 UPF에 수신될 때까지 걸린 레지던스 시간(residence time)을 측정하는 단계;
   상기 측정된 레지던스 시간 및 상기 싱크 프레임의 수신 시각에 기초하여 상기 싱크 프레임의 필드를 업데이트하는 단계; 및
   상기 업데이트된 싱크 프레임을 제2 TSN 노드 또는 제2 사용자 단말로 전송하는 단계;를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 싱크 프레임은,
   상기 싱크 프레임의 수신 시각이 상기 제1 TSN 노드의 클락 기준으로 상기 싱크 프레임의 필드에 저장된 것이고,
   상기 레지던스 시간을 측정하는 단계는,
   상기 싱크 프레임의 수신 시점 및 상기 싱크 프레임을 상기 제2 TSN 노드 또는 상기 제2 사용자 단말로 전송하는 시점 및 간 차이에 기초하여 상기 레지던스 시간을 계산하는 것인, 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 싱크 프레임의 필드를 업데이트하는 단계는,
   상기 계산된 차이를 기지국의 클락 기준에서 상기 제1 TSN 노드의 클락 기준으로 변환하는 단계; 및
   상기 제1 TSN 노드의 클락 기준으로 저장된 상기 싱크 프레임의 수신 시각 및 상기 측정된 레지던스 시간에 기초하여 상기 싱크 프레임의 필드를 업데이트 하는 단계;를 포함하는, 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 TSN 노드의 클락은,
   상기 업데이트된 싱크 프레임의 필드에 기초하여, 제1 TSN 노드의 클락에 동기화되는 것인, 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 TSN 노드 또는 제2 사용자 단말로 전송하는 단계는,
   상기 업데이트된 싱크 프레임을 멀티 캐스트(multicast) 방식을 통해 상기 제2 TSN 노드 및 제2 사용자 단말로 전송하는 것인, 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 업데이트된 싱크 프레임은,
   상기 업데이트된 싱크 프레임이 상기 제2 사용자 단말로 전송되는 경우, 상기 제2 사용자 단말에 연결된 제3 TSN 노드로 전송되어, 상기 제3 TSN 노드의 클락을 상기 제1 TSN 노드의 클락과 동기화 하기 위해 사용되는 것인, 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 레지던스 시간은,
   상기 제1 TSN 노드에 대한 QoS(Quality of Service) 조건을 만족하는 것인, 방법.
8. TSC(Time Sensitive Communication)를 지원하는 UPF(User Plane Function)에 있어서,
   송수신부; 및
   상기 송수신부와 연결된 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함하고,
   상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
   TSN 노드(Time Sensitive Network Node) 간 시간 동기화를 위한 싱크 프레임(sync frame)을 제1 사용자 단말로부터 수신하고, 상기 싱크 프레임은, 그랜드 마스터에 해당하는 제1 TSN 노드(Time Sensitive Network Node)로부터 상기 제1 사용자 단말로 전송된 것이고,
   상기 싱크 프레임이 상기 제1 사용자 단말로부터 상기 UPF에 수신될 때까지 걸린 레지던스 시간(residence time)을 측정하고,
   상기 측정된 레지던스 시간 및 상기 싱크 프레임의 수신 시각에 기초하여 상기 싱크 프레임의 필드를 업데이트하고,
   상기 업데이트된 싱크 프레임을 제2 TSN 노드 또는 제2 사용자 단말로 전송하는, UPF.
9. 제8항에 있어서,
   상기 싱크 프레임은,
   상기 싱크 프레임의 수신 시각이 상기 제1 TSN 노드의 클락 기준으로 상기 싱크 프레임의 필드에 저장된 것이고,
   상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
   상기 싱크 프레임의 수신 시점 및 상기 싱크 프레임을 상기 제2 TSN 노드 또는 상기 제2 사용자 단말로 전송하는 시점 및 간 차이에 기초하여 상기 레지던스 시간을 계산하는 것인, UPF.
10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
    상기 계산된 차이를 기지국의 클락 기준에서 상기 제1 TSN 노드의 클락 기준으로 변환하고,
    상기 제1 TSN 노드의 클락 기준으로 저장된 상기 싱크 프레임의 수신 시각 및 상기 측정된 레지던스 시간에 기초하여 상기 싱크 프레임의 필드를 업데이트 하는 것인, UPF.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 TSN 노드의 클락은,
    상기 업데이트된 싱크 프레임의 필드에 기초하여, 제1 TSN 노드의 클락에 동기화되는 것인, UPF.
12. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 프로세서는,
    상기 업데이트된 싱크 프레임을 멀티 캐스트(multicast) 방식을 통해 상기 제2 TSN 노드 및 제2 사용자 단말로 전송하는 것인, UPF.
13. 제8항에 있어서,
    상기 업데이트된 싱크 프레임은,
    상기 업데이트된 싱크 프레임이 상기 제2 사용자 단말로 전송되는 경우, 상기 제2 사용자 단말에 연결된 제3 TSN 노드로 전송되어, 상기 제3 TSN 노드의 클락을 상기 제1 TSN 노드의 클락과 동기화 하기 위해 사용되는 것인, UPF.
14. 제8항에 있어서,
    상기 레지던스 시간은,
    상기 제1 TSN 노드에 대한 QoS(Quality of Service) 조건을 만족하는 것인, UPF.
15. 제 1 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
    

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