TW202037208A - 憑藉5g及其上之外之工業自動化 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示在工業物聯網(IIoT)情境中用於提高效能之技術，包含用於時效性網路(TSN)與5G無線網路之整合之技術。由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之一實例方法包括自該無線通信網路接收一第一時序信號及自該無線裝置所連接到的一外部時效性網路TSN資料網路接收一第二時序信號。該方法進一步包括透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN串流。

Description

憑藉5G及其上之外之工業自動化
本發明係關於無線通信網路且闡述使用一第五代(5G)或其他無線通信網路之網路架構、無線裝置及適合於工業應用之無線網路節點。
第五代行動技術(5G)將能夠提供比現有3G/4G技術更寬廣範圍之服務。5G之三個主要使用情形係：增強型行動寬頻(eMBB)、大規模機器類通信(mMTC)及超可靠低潛時通信(URLLC)。5G系統之一關鍵目標將係能夠支援垂直市場對系統之嚴格要求。彼等要求包含：同時支援可靠性、潛時、通量、定位及可用性之多個組合，以及具有區域生存能力、區域資料/路由、區域管理、安全性、資料完整性及隱私性之區域部署。
圖1中圖解說明5G系統之一工業網路透視圖。服務效能要求來自自動化應用程式。5G系統正為自動化應用程式提供通信服務。為了在垂直域中支援自動化，5G系統需要可靠及靈活地滿足服務效能要求以服務於特定應用及使用情形。其需要具有可靠性、可用性、可維護性、安全性及完整性之系統性質。
第三代合作夥伴計劃(3GPP)之成員正在開發5G之規範。文件「垂直域中之網路實體控制應用之服務要求，第1階段」(3GPP TS 22.104，版本16.0.0 (2019年1月))規定了提供為了滿意地支援各種垂直市場所使用之網路實體控制應用之不同使用情形而需要滿足之各種效能準則集之要求。
在工業應用空間中，要求包含對工廠及製造環境中之混合式服務之支援，包含對同一部署中之不同服務等級(諸如大規模機器類通信(mMTC)、增強型行動寬頻(eMBB)及超可靠低潛時通信(URLLC)訊務)之支援。需要對工業確定性服務之支援。亦需要5G系統(5GS)與現有工業網路之間的整合。需要互操作性，包含對非公用網路及與公用陸地行動網路(PLMN)之互操作性之支援。
關於系統可用性及可靠性，5G系統作為一通信服務提供者應符合可用性及可靠性的3GPP定義。通信服務可用性定義為根據一約定服務品質(QoS)交付端對端通信服務之時間量除以預期系統在一特定區域中根據規範交付端對端服務之時間量的百分比值。所需可用性將由商務態樣判定，該等商務態樣考量在系統不可用時的金錢損失與例如藉由增加冗餘而增加可用性之複雜性之間的折衷。將瞭解，超過99.95％之可用性通常需要一額外電源來防止公用能源網(在歐洲，99.9％至99.99％可用性)變成最弱組件。
通信服務可靠性定義為在一給定時間間隔內在給定條件下按要求執行通信服務之能力。此等條件包含影響可靠性之態樣，諸如：操作模式、應力位準及環境條件。可使用適當措施(諸如平均故障時間或在一規定時間段內無故障之機率)來量化可靠性。
在工業應用中使用5G必須滿足安全性要求，其中安全性定義為受保護而免於損壞、危險或損傷或者不可能造成損壞、危險或損傷之狀況。因此，安全系統應設計為自開始在功能上係安全的。為了確保系統在操作時之安全性，可將自動保護功能內建到系統中。為了確保自動保護，在系統設計時要考量之安全性態樣應包含例如人為錯誤、硬體及軟體故障，以及操作及環境應力因素。
當今，諸多工業完全控制其區域網路部署。因此，關於區域生存能力、區域資料/路由及區域管理之區域部署態樣已成為工業網路之要求。簡言之，甚至當至外部世界之連接丟失時，工廠網路應正常地運行。此外，可存在有關資料不離開辦公場所以及區域IT員工能夠視需要管理及改變網路部署之要求。
安全性、資料完整性及隱私性亦係工業之重要要求。關於製造製程中之製程及資料之商務關鍵資訊不應被洩漏。
本文中詳細闡述在工業物聯網(IIoT)情境中用於提高效能之各種技術，包含用於時效性網路(TSN)與5G無線網路之整合之技術。亦詳細地闡述對應裝置及節點。
一種由一無線裝置執行之實例方法包括：自一無線電存取網路(RAN)之一無線電基地台(RBS)接收系統資訊(SI)，該SI指示透過該RBS對TSN之支援；及透過該RBS與一外部資料網路建立至少一個TSN資料串流。該實例方法進一步包含：經由該RBS自該無線通信網路接收一第一時序信號；自該無線裝置所連接到的該外部TSN資料網路接收一第二時序信號，比較該第一時序信號與該第二時序信號以判定一偏移；及將該偏移傳輸至該無線通信網路。
亦由一無線裝置執行之另一實例方法包括：自無線通信網路接收一第一時序信號；自該無線裝置所連接到的一外部TSN資料網路接收一第二時序信號；及透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流。
另一實例方法係在與一無線電存取網路(RAN)相關聯之一核心網路之一或多個節點中執行且用於處置與一使用者設備(UE)及一外部網路相關聯之一時間敏感資料串流。此實例方法包括：自該外部網路接收與一時間敏感資料串流相關聯之一傳輸排程；及將欲分配無線電資源以在該RAN與一第一UE之間傳遞該資料串流之一請求發送至該RAN，其中該請求進一步包括與該傳輸排程相關之資訊。該方法進一步包括自該RAN接收指示是否可分配無線電資源以滿足與該資料串流相關聯之該傳輸排程之一回應。該方法仍進一步包括：獲得該資料串流之組態資訊，該組態資訊指示與該資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值；起始將該組態資訊傳輸至第一UE；自該外部資料網路接收與該資料串流相關聯之一資料封包；自該資料封包移除該一或多個欄位以產生一經壓縮資料封包；及起始將該經壓縮資料封包傳輸至該第一UE。
另一實例方法係由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行且用於在一外部資料網路中輸送與一資料串流相關聯之資料封包。此實例方法包括：自一RAN之一RBS接收SI，該SI指示透過該RBS對TSN之支援；及透過該RBS與該外部資料網路建立至少一個TSN資料串流。此方法進一步包括：獲得該TSN資料串流之組態資訊，該組態資訊指示與該資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值；自該RBS接收與該TSN資料串流相關聯之一資料封包；及將該一或多個欄位添加至該資料封包以產生一經解壓縮資料封包。
另一實例方法係由經組態以與一RAN通信之一無線裝置執行且用於根據與一外部網路相關聯之一傳輸排程來排程該RAN中之資源。此實例方法包括：自該RAN之一RBS接收SI，該SI指示透過RBS對TSN之支援；及透過該RBS與該外部資料網路建立至少一個TSN資料串流。此實例方法進一步包括：自該外部網路接收與該TSN資料串流相關聯之一傳輸排程；將欲分配無線電資源以在該無線裝置與該RBS之間傳遞該TSN資料串流之一請求發送至與該RBS相關聯之一網路，其中該請求進一步包括與該傳輸排程相關之資訊；及自該網路接收指示是否可分配無線電資源以滿足與該TSN資料串流相關聯之該傳輸排程之一回應。
亦由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之另一實例方法包括：自該無線通信網路接收一第一時序信號；及自該無線裝置所連接到的一外部時效性網路TSN資料網路接收一第二時序信號。該方法進一步包括：透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流，及自該外部網路接收與該對應TSN資料串流相關聯之一傳輸排程。
由一無線裝置執行之又一實例方法包括：自一RAN之一RBS接收SI，該SI指示透過該RBS對TSN之支援；及透過該RBS與一外部資料網路建立至少一個TSN資料串流。此方法進一步包括：獲得該TSN資料串流之組態資訊，該組態資訊指示與該資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值。該方法進一步包括：自該RBS接收與該TSN資料串流相關聯之一資料封包，及將該一或多個欄位添加至該資料封包以產生一經解壓縮資料封包。
再次由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之另一方法包括：透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流；及獲得該TSN資料串流之組態資訊，該組態資訊指示與該資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值。該方法進一步包括：自該RBS接收與該TSN資料串流相關聯之一資料封包；及將該一或多個欄位添加至該資料封包以產生一經解壓縮資料封包。
由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之又一方法包括：透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流，及自該外部網路接收與該對應TSN資料串流相關聯之一傳輸排程。
又一實例方法係由一第一裝置執行且用於輔助向一網聯網(IoT)環境註冊一第二裝置及使用該第二裝置。此實例方法包括：獲得與該第二裝置相關聯之一註冊功能之一表示，其中該註冊功能與至少一個經串列化註冊應用程式相關聯，該至少一個經串列化註冊應用程式包括與該第一裝置及該第二裝置相關聯之註冊資訊；將該註冊應用程式解串列化，使得與該第一裝置相關聯之註冊資訊和與該第二裝置相關聯之註冊資訊分離；及將與該第二裝置相關聯之該註冊資訊傳輸至該第二裝置以起始由該第二裝置藉由基於與該第二裝置相關聯之該註冊資訊組態該第二裝置而執行該第二裝置之該註冊處理程序。此方法進一步包括：自該第二裝置接收與該第二裝置相關聯之組態資訊；及使用在該第一裝置上執行之一第一運行時間環境來將一程式碼模組傳送至在該第二裝置上執行之一第二運行時間環境，其中該程式碼模組經組態以在該第二運行時間環境內執行且向該第一裝置公開由該第二運行時間環境支援的該第二裝置之一功能。該方法進一步包括在該第一運行時間環境內執行一應用程式，該應用程式經由該所傳送程式碼模組及該第二運行時間環境而遠端地調用該第二裝置之該功能。
一 對應方法係由一第二裝置執行且用於由一第一裝置輔助之向一IoT環境之一註冊處理程序且為該第一裝置提供對該第二裝置之一功能之存取。此實例方法包括：自該第一裝置接收與該第二裝置相關聯之註冊資訊；藉由基於該註冊資訊組態該第二裝置而執行該註冊處理程序；及將與該第二裝置相關聯之組態資訊傳輸至該第一裝置。該方法進一步包括：自在該第一裝置上執行之一第一運行時間環境將一程式碼模組接收至在該第二裝置上執行之一第二運行時間環境，以向該第一裝置公開由該第二運行時間環境支援的該第二裝置之一功能；及回應於經由該程式碼模組自在該第一運行時間環境內執行之一應用程式接收之對該第二裝置之該功能之一遠端調用而使用該第二運行時間環境來控制該功能之執行。
下文詳細地揭示且在附圖中圖解說明此等及其他方法。亦詳細地闡述對應裝置、網路節點及諸如此類，例如其中可有利地使用此等技術之網路配置及環境。
下文係對旨在解決5G之要求及使用情形之一無線通信網路之諸多態樣之概念、系統/網路架構及詳細設計的詳細說明。術語「要求」、「需要」或類似語言應理解為在某些實施例之一有利設計之意義上闡述系統之一所要特徵或功能，且不應理解為指示所有實施例之一必要或基本元素。如此，闡述為要求、重要、需要或以類似語言闡述之以下每一要求及每一能力應理解為係選用的。
操作技術通信系統及5G
當今，在工業通信系統中使用各種技術。對於工廠中之製造系統，使用一階層式通信結構(通常稱為自動化金字塔)，如圖2之左側上所繪示。此設計係基於ISA95/99模型。工業設備連接在涵蓋例如一生產單元之小型子系統中。此等子系統藉由閘道器分開且可使用不同通信技術；每一子系統受嚴密管理以能夠保證關鍵通信效能。在接下來的較高層級上，此等子系統經互連例如以用於生產單元之間的協調及生產系統之監督控制。與製造操作相關之此部分稱作含有關鍵通信之操作技術(OT)域，其中在較低層級上要求通常變得更苛刻。當今，關鍵通信主要基於有線通信技術，如現場匯流排或工業乙太網路。網路之OT部分與含有企業應用及服務的網路之IT部分安全地分開。
預見製造系統之一 較廣泛數位化會藉由將製造轉變為一網路-實體生產系統而提供經增加靈活性及效率。此一過渡亦稱為第四次工業革命或工業4.0。設想整個生產系統可利用一數位分身來模型化、監測、評估及操縱。為此，期望遍及工廠之一完全連接，從而避免車間層級上之連接孤島，如圖2之右側上所展示。網路之不同域之分離藉此自實體分離(經由閘道器)轉移為一邏輯分離。在此過渡中，IEEE 802.1時效性網路(TSN)起到一中心作用，因為其允許為在關鍵與非關鍵通信之間共用之一共同乙太網路基礎設施上之某些訊務流提供受保證的高效能連接服務。作為一完全標準化解決方案，其亦允許將當今存在之複數個專屬現場匯流排技術會聚為一全球標準。
無線連接可為一製造系統帶來巨大的價值。其可藉由避免大量纜線佈線而提供成本節省，其可支援無法利用電線實現之新使用情形(例如，連接行動組件)。但特定而言，其在重新設計車間時提供了極大靈活性-此係走向工業4.0之一主要趨勢。當今，車間中無線技術之使用非常有限，且集中於經由各種不同技術提供之非關鍵通信。對於關鍵通信服務，當今沒有可提供可靠且確定性的低潛時之無線技術。
5G承諾提供可靠的確定性低潛時服務，同時支援eMBB及mMTC。(注意，5G mMTC係基於LTE-M及NB-IoT，其可嵌入至一NR載波中。最終期望實現一基於NR之mMTC模式。)為此，其可在無線側上起到類似於TSN對有線連接之作用的一作用。其提供一通用的全球標準化技術，該技術會聚了所有服務類型且可將無線連接擴展至車間通信之更大領域。
TSN對5G具有一額外作用。工業網路係長期使用之設施，且大多數工廠已經部署。將新技術引入至現有棕地設施中係緩慢且麻煩的。預期TSN觸發建築實踐之一重新設計，該重新設計預期在可行之情況下甚至進入工業棕地網路。藉由將5G作為無線等效物連結至TSN，TSN提供一開放市場機會來幫助轉變棕地市場。此激發了對5G架構解決方案與TSN在很大程度上契合之一需要。
5G之整合必須解決若干個要求： •區域內容：出於例如安全性及信任原因，與生產相關之資料可能不會離開工業/工廠辦公場所，亦即，所有此類資料皆需要區域地保存。 •完全控制關鍵連接：關鍵通信必須由工業終端使用者控制且連結至其中管理無中斷操作之作業系統。 •區域管理：管理解決方案需要易於與工業之商務及操作程序整合且包含網路可觀察性。 •區域生存能力：連接解決方案不應端視任何外部故障，亦即，在生存能力方面，其應係獨立的。 •壽命循環管理(LCM)：數個工業要求LCM之範圍為數十年。此意味著需要工業裝置及網路基礎設施之長期可用性，包含用於裝置組態、韌體更新、應用程式軟體更新、提供身份認證、安裝、供應及現場維護之方式。 •安全性：連接網路應確保僅允許經授權訊務，且應用所需等級之機密保護(例如，加密及/或完整性保護)。亦應支援如防止來自網際網路之入侵(駭客)、防止惡意軟體到達裝置及伺服器、防止篡改資料等功能。應啟用對不同安全區之支援。且網路基礎設施本身亦需要得到安全保護且免受外部攻擊。 •與現有解決方案整合：連接解決方案需要整合至現有有線OT系統以及其他無線連接裝置中。一項實例係工業乙太網路訊框之輸送。
系統架構
如圖3中所展示，整合至一工業系統中之一5G網路需要以下功能： •用於5G連接之5G無線電存取及核心網路，包含無線電連接、行動性支援、服務管理及QoS，包含具有確定性效能之所有服務種類URLLC、eMBB及mMTC •高可用性及冗餘 •啟用專用網路服務之網路身份(亦即，將網路存取及網路服務限制為一經定義裝置群) •基於安全認證之安全解決方案 •對定位及時間同步化之支援 •網路監測及QoS確保機制 •一輕量級網路管理解決方案 •具有確定性效能及工業應用之高可用性之一雲端運算基礎設施 •與現有工業系統(亦即，連接、雲端運算基礎設施、管理系統)整合之能力 •在需要進出工廠之服務連續性之情形下與外部公用網路相互作用之能力
一 5G系統可以不同變體來部署。在其中一工業使用者可獲得對專用頻譜之區域存取之情形中，可部署一獨立區域5G系統，如圖3中所繪示。此一獨立5G網路可允許例如經由漫遊與一公用網路相互作用。另一選擇係，可藉由建立基於兩個(或更多個)網路之實體基礎設施之一邏輯網路切片來應用聯盟網路切割。
一區域5G系統亦可實現為由工業位置處之公用行動網路業者提供之一非公用網路服務，如圖4中所繪示。通常需要網路基礎設施之至少部分之一網站上區域部署。網站上資料分流會確保低潛時且允許資料隱私策略以使資訊不離開網站。核心控制功能可自外部MNO網站提供，或其可完全或部分在網站上，以支援例如區域生存能力。雖然關鍵通信服務經由區域分流保留在網站上，但某些其他功能亦可使用資料工作階段之外部終止。
一獨立區域網路與一公用MNO網路之一組合亦可用作跨越兩個網路域提供一非公用網路服務之基礎。一工業使用者可能在網站上部署一區域網路，該區域網路與公用網路基礎設施一起經由聯盟網路切割提供非公用網路服務。舉例而言，就區域涵蓋範圍、可用性、容量及運算資源而言，可部署區域部署以「強化」公用網路。
除了提供一區域獨立網路之外，一 區域網路亦可藉由擴展網站上之一公用網路來提供中立代管能力。出於此目的，可應用網路共用解決方案，例如多業者核心網路(MOCN)或多業者無線電存取網路(MORAN)。在共用網路方法中，需要一資源管理解決方案，該解決方案可為不同的受支援網路(或網路切片)提供有保證之資源及效能。對於區域及公用網路提供者兩者而言，可良好地激發一網路共用解決方案。區域提供者可為MNO提供一免費區域網站，而MNO可為網路提供其頻譜資源。由於相同之基地台可支援公用及私有服務，因此應該有可能在區域網路與公用網路之間實現某種經改良共存。此外，可藉由不同服務激發一共用解決方案。舉例而言，一公用MNO可在工業網站上提供習用企業服務，例如電話、行動寬頻及IT連接，而專用獨立區域網路用於區域工業OT連接。
用於工業物聯網(IoT)之網路切割
網路切割被認為是啟用或實現工業IoT網路解決方案之一種方法。網路切割可在一共同共用基礎設施上提供單獨且孤立之邏輯網路。其可例如用於 •在一工廠中將不同安全區分開， •將不同服務種類分開例如以將關鍵通信與非關鍵通信隔離開， •在一公用網路基礎設施上提供一非公用IIoT網路，該網路亦用於公用行動通信。
網路切割係檢視及實現提供者網路之一概念性方式。替代一單個且整體式網路服務於多個目的之普遍概念，諸如虛擬化及SDN等技術進步允許在一共同且共用基礎設施層頂上構建邏輯網路。
可稱作「網路切片」之此等「邏輯網路」係為一特定商務目的或甚至為一特定客戶(提供者之客戶)而建立。其係端對端的，且在既定商務目的之情境中係完整的。其係且行為類似其自身之一網路，包含所有所需能力及資源。此自基礎設施資源之共用一直延伸至經組態網路功能，再至網路管理或甚至OSS/BSS能力。其涵蓋行動及固定網路組件兩者。一個預期係，即使不同切片共用共同實體資源，其亦係獨立且孤立的，且因此提供關注點之一分離。可將網路切片定義為跨越多個實體網路基礎設施，有時將其稱為一聯盟網路切割。此可提供甚至啟用漫遊之替代網路實現。
正如構建現有網路以實現服務一樣，網路切片亦係如此。其本身不是服務，但其係為實現一項或數項服務而構建的。作為一特殊情形，一服務(或其執行個體)與一網路切片一對一映射，例如以允許批發類型之服務。資源(實體或邏輯)可專用於一切片(亦即，單獨執行個體)，或其亦可跨越多個切片共用。此等資源不一定全部在提供者內產生，實際上某些資源可係由其他提供者消費之服務，從而促進例如會聚，漫遊等。
網路切片可被定義為包括一組資源，如圖5中所展示。此等資源可係實體資源(分配給一切片之一共用或設定檔)，或者若被激發甚至係專用實體資源。切片亦可定義為包括邏輯實體，例如經組態網路功能、管理功能、VPN等。資源(實體或邏輯)可專用於一切片(亦即，單獨執行個體)，或者其可跨越多個切片共用。此等資源不一定全部在提供者內產生，實際上某些資源可係由其他提供者消費之服務，從而促進例如會聚、漫遊等。網路切割允許利用例如相關聯的服務等級約定(SLA)而租賃網路容量。
由於可建立切片以解決一新商務要求或客戶且可需要適應變化，因此切片需要一新型壽命循環管理功能，其具有建立、改變(例如，升級)或移除切片之作用。網路切割允許使用不同網路架構，該等架構已針對使用切片之特定使用情形進行了最佳化。針對不同網路切片之此最佳化可包含功能域中之最佳化以及網路中之不同功能之地理部署中之最佳化兩者。此可在圖6中看到，圖6圖解說明網路中之四個不同切片之一實例。其亦期望服務提供者以具成本效益且及時之一方式藉由包含工業特定服務及/或來自其他第三方或服務提供者之應用程式來為其提供支援。
網路切割之定義係雙重的。對於一般定義，使用來自GSMA之定義：「自一行動業者之角度來看，一網路切片係運行在一共用實體基礎設施上之一獨立端對端邏輯網路，能夠提供一經協商服務品質」。除了此一般定義之外，實現上述內容之數個實施方案亦存在，且在提到「網路切割」時通常意味著該等實施方案。最突出實施方案來自5G核心規範(「5G系統(5GS)之系統架構，第2階段」，3GPP TS 23.501，第15.4.0版(2018年12月))：「網路切片：提供特定網路能力及網路特性之一邏輯網路[…]。一PLMN內定義一網路切片且應包含：核心網路控制平面及使用者平面網路功能[…]」。至少部分地實現上述定義之方法不僅限於5G，而且在4G網路中亦可用。
利用此等定義，可根據圖7來解釋基本網路切片： •存在一共用實體基礎設施\(參見圖7中之(1))。 •定義一或多個獨立端對端邏輯網路(參見圖7中之(2))，其包括： a.一核心網路控制平面， b.使用者平面網路功能， •此等邏輯網路可支援經協商服務品質或所規定服務能力，或者換言之，支援有關網路切片能力之一服務等級約定(SLA)(參見圖7中之(3))。
一旦定義網路切片，一第一問題係如何將一資料訊務流指派給或路由穿過對應網路切片。在諸多情形中，一單個裝置僅使用一單個切片，因此可藉由將每個UE指派給一特定網路切片來進行分配。然而，在某些情形中，一裝置可服務於多個切片之訊務。
行動網路中用於服務處理以提供特定服務效能及QoS之一 基準係專用承載；其通常係滿足特定使用情形或服務之要求之一解決方案。在無線電存取網路(RAN)中，專用承載映射至可由排程器用來遞送承載特定QoS之無線電承載。可為某些專用承載保留特定資源。在網路邊緣，可基於封包標頭上之濾波器個別地識別及處理承載，如5元組源IP位址、目的地IP位址、源埠號、目的地埠號及協定(UDP或TCP)。
圖8展示用以切割一網路之四種可用4G方法。對於第一種方法，應用RAN共用，從而允許eNB宣告多個PLMN ID。為了利用此方法，RAN及核心需要支援彼特徵，以確保宣告PLMN ID且將訊務適當地路由至正確核心網路/自正確核心網路路由。UE基於包含具有較佳(家庭)網路之通常網路選擇程序來選擇PLMN。一UE可僅由一個PLMN服務(多SIM UE之情形除外)。當前，每一UE以及至少某些網路側系統支援此解決方案。
第二解決方案依賴於在UE中組態之存取點名稱(APN)。在此情形中，RAN宣告一個PLMN ID，但使用者平面訊務基於APN而路由至正確核心網路。當建立PDN工作階段時，一UE甚至可具有經組態之多個APN，從而導致多個IP位址(多歸屬)。確保在上行鏈路中之傳輸不是直截了當時使用正確的源IP位址。可能並非每一裝置皆支援在同一UE中為網際網路應用程式設定多於一個APN。此解決方案無需改變RAN，但必須在核心網路中得到支援。
3GPP具有名為DECOR之一研究項目，現在在標準文件中闡述為專用核心網路(DCN)，其允許基於網路中之組態而不是像先前解決方案一樣基於一較佳PLMN ID或APN設定來選擇一切片。該特徵必須在RAN及核心中受支援，且來自歸屬用戶伺服器(HSS)之資訊將用於判定「UE使用類型」，並由此將其附加至正確切片。此解決方案不影響UE。
稱為eDECOR之一概念藉由允許UE提交一DCN-ID來選擇切片而進一步增強了此點。為了利用此方法，RAN、核心及UE需要支援該特徵。
DECOR及eDECOR兩者僅允許每UE一個切片，但是確保不同類型之UE由不同切片服務。在每一專用核心內，可使用多個專用承載及APN。
對於版本15及其上之後的版本，5G切割將此特徵擴展至理論上不限數目個切片，但UE、RAN及核心中之實施方案及資源相依約束將可能適用。對於4G，存在幾個在5G中實現切割之子選項，但在此文件中將不再對其進行進一步區分。
一旦已經將訊務指派給對應切片，下一個問題係關於可如何提供服務效能。在諸多工業IoT使用情形中，需要經優先化訊務之受保證之服務效能。在一正常(亦即，未切割)5G網路中或在一單個網路切片內，可根據訊務流分離來分離不同訊務流，如圖9所展示，該圖展示QoS在5G系統中之應用方式。可為關鍵訊務提供專用資源分配。使用許可控制來確保具有受保證之傳輸資源(亦即，受保證之位元速率)之經許可之經優先化訊務流之數目不超過可用資源，其中針對資源變化有足夠之餘量。
對於切片之間的資源分割，實體基礎設施中之資源預留不是針對每一個別訊務流，而是基於一切片內之關鍵訊務流之總和。此總要求需要在網路切片SLA中定義。資源分割不必係靜態的。若一個切片之未使用資源可被另一切片使用，則可達成更好的效率。此可在圖10中看到，該圖圖解說明實例切片A與B之間的資源分割。所需要的係，每一網路切片可在任何時間點存取受保證之服務流(或至少存取在SLA中定義之可用性等級)。
工業應用
以下係與工業技術關連之幾種應用及活動之一論述。此論述包含對雲端機器人之一論述，雲端機器人係與先前技術相比提供諸多額外益處之一新技術。
在3GPP TR 22.804，第16.2.0版(2018年12月)之「關於垂直域中用於自動化之通信之研究」之第5.3.2章中，引入運動控制作為未來工廠之一使用情形。運動控制對於任何自動化應用程式係必不可少的，且例如對於工業機器人亦係基礎的。一機器人之運動或一列印機器之功能基本上僅係多個致動器之一經協調運動控制。
運動控制係指以一應用程式所需之一方式(並確保正在這樣做)驅動一致動器(或一致動器群)之任務。電子馬達係工業中最常見之致動器。有多種方式來對電馬達進行分類(例如，AC-DC (有刷/無刷)、步進-服務-混合步進器)。無論如何，每一馬達類別之運動控制原理係類似的。通信技術用於協調及同步化多個致動器並用於較高層控制。對準確度或精度有要求之運動控制應用程式始終被實施為一閉環控制。
在運動控制系統中存在一常見邏輯分裂： •實體致動器(又稱馬達)及編碼器(亦即，一個或多個速度、位置等感測器) •驅動器(亦稱為逆變器) •運動控制器 •可程式化邏輯控制器(PLC) 運動控制功能之此邏輯分裂中圖11中圖解說明。
運動控制架構中之典型通信型式(編號如圖11中)： 1)一PLC將較高階命令傳遞至運動控制器–此對通信要求不那麼嚴格 2)運動控制器藉由使用例如以下操作為驅動器產生所謂的設定點(可能係速度、轉矩等)： a.脈寬調變，其並非是通信技術 b.如EtherCat或Profinet IRT之協定或類似協定，支援非常低的循環時間，通常低於1 ms。 3)自驅動器饋至馬達之電流-基於設定點之馬達能量供應，無通信技術。 4)編碼器(感測器)回饋給驅動器及/或運動控制器；回饋取決於馬達及編碼器之類型。回饋可係類比的或基於例如具有相同要求(例如，循環閉環設定點傳輸及回饋)之EtherCat或Profinet IRT(如2)中所述)。
若例如在同一機器中使用數個馬達，則一單個運動控制器可控制多個致動器。在上述技術報告中，列出了對運動控制應用程式之要求(解決了閉環：運動控制器-驅動器-編碼器)-此等要求在下面之表1中重現。
應用程式 感測器 / 致動器之數目 典型訊息大小 循環時間 T cycle 服務區域
列印機器 ＞ 100 20位元組 ＜ 2 ms 100 m x 100 m x 30 m
機器工具 ~ 20 50位元組 ＜0.5 ms 15 m x 15 m x 3 m
封裝機器 ~ 50 40位元組 ＜ 1 ms 10 m x 5 m x 3 m
表 1– 運動控制要求
在3GPP TR 22.804中，進一步提到兩個連續之封包丟失係不可接受的，且需要所涉及之所有裝置之間的一極高同步性(低於1 usec之一時基誤差)。後者係強制性的，以便能夠自分散式編碼器中取樣，且亦將運動控制器中之新設定點應用於共同取樣點處之驅動器。此被稱為等時通信，其意味著應用程式(因此，運動控制程式以及所有致動器及編碼器)與由通信技術(例如Profinet之通信技術)給出之通信循環時序同步。此亦確保使用定時頻道存取之最小及確定性潛時。
運動控制設備之數個供應商(諸如運動控制製造商Lenze)亦將功能組合至單個實體性實體中。在一較高「控制層級」上，其在人機介面旁邊使用一經組合PLC +運動控制器(邏輯與運動)。此控制器自IO裝置(3)獲取輸入並經由EtherCat(「欄位層級」)將其設定點饋送至例如服務逆變器(2)。
另一趨勢係將編碼器及/或驅動器及/或運動控制器整合至馬達中。此有時亦稱為一整合馬達或一智慧型馬達。
此外，有可能將多個運動控制器用於同一應用程式；每一運動控制器控制驅動器之一子組。經協調馬達移動需要在分開之運動控制器之間進行通信。在3GPP TR 22.804中，此稱為「控制器至控制器」(C2C)通信。假設循環時間在4 ms至10 ms之間。同步之要求同樣嚴格，在C2C層級上之一時基誤差亦低於1 usec。有效負載大小可能高達1kB。
出於安全性原因，在無線運動控制應用程式中可部署一額外功能安全性控制。在用於運動控制本身之閉環之後，將功能安全性作為一額外閉環來實施。此透過運動控制組件中之額外硬體或經整合安全性功能來完成。使用諸如ProfiSafe等通信協定。一個安全性限制係例如安全轉矩關閉(STO)(來自IEC 61800)。STO定義，若PLC或一額外安全性PLC偵測到任何錯誤/安全性問題，則必須停止向馬達遞送電力。一STO可例如藉由按壓一緊急按鈕來觸發。在3GPP TR 22.804中，解釋了為了功能安全性，兩端之間需要一嚴格循環資料通信服務。若連接受到干擾，則即使沒有發生真正安全性事件，亦會觸發一緊急停止。對於不同使用情形存在不同要求(4 ms至12 ms之循環時間，40位元組至250位元組之封包大小，根據3GPP TR 22.804之傳輸中之可容忍時基誤差)。安全性功能可在運動控制架構之不同組件中實施。
綜上所述，運動控制有四種不同類型之通信： 1)最低階閉環運動控制(運動控制器-驅動器-編碼器) 2)控制器至控制器通信 3)功能安全性通信 4) PLC至運動控制器通信 通信系統對潛時之要求自1至4減少。經由一無線通信技術建立連結1至4是否有意義取決於應用程式。在大多數情形下，為2)，3)及4)建立無線連結可能最相關，但對於1)可能沒有關係。
雲端機器人
在工業機器人研究及一般機器人中，雲端機器人係一主要主題。其闡述可如何使用不同雲端技術為各種機器人任務提供額外益處，且藉此提高整個系統之靈活性及能力。數項研究已經展示將機器人連接至一雲端之益處： •在雲端中使用更強大之運算資源(例如，用於人工智慧AI任務)。 •將幾乎無限之資料用於分析、決策及學習(包含數位陰影及即時模擬)。 •啟用了新類型之使用情形(例如，雲端中之協作控制)。 •由於將功能卸載至一中央雲端，因此每台機器人之成本更低。 •假如一個機器人自雲端中之一最新備份實體地中斷，可能執行一容錯移轉。 •藉由將多個執行個體作為雲端中之熱待命運行，可提高功能之可靠性，且可立即自故障之主要功能接管該操作，而不會中斷。 •使操作及維護更加容易(軟體更新、組態改變、監測等)。 •藉由將CPU能耗卸載至雲端來節省能量，特別是對於行動電池驅動式機器人。
高靈活性確實係工業4.0之一關鍵要求。需要藉由支援快速重新組態生產線以及輕鬆進行應用程式開發來實現具成本效益且定製之生產。典型工業應用對時間敏感且需要端對端高度可靠之通信。因此，5G URLLC及邊緣雲端係解決該等要求之必要技術。儘管某些雲端機器人應用程式不需要即時通信，但仍有某些應用程式需要進行大量通信，特別是在雲端之處理與機器人之立即運動有關之情況下。在下文中，列出可利用雲端機器人解決之工業應用之某些主要挑戰： •控制器與裝置之間的快速閉環控制(1 ms至10 ms)。 •控制器與裝置之間的無線連結。 •雲端執行環境中之即時工業應用(例如，服務控制器)。 •工業級可靠性(例如，與基於纜線之ProfiNet相同)。 •靈活之生產線(易於重新配置及重新程式化、低延遲之軟體更新、重新組態(亦即，FaaS能力))。 •協作控制及模組架構。 •自適應演算法(例如，對於人機合作，控制項必須適應不斷變化之動態環境，且需要學習及認知能力)。 •用於不同控制應用程式之共用資料。
在下文中，簡要闡述某些雲端機器人情境，該等情境涉及(真實或仿真) 4G/5G連接以及用於工業機器人應用之雲端技術。
雲端機器人之一項應用係用軟體版本(soft-PLC)代替一機器人中之硬體可程式化邏輯控制器(PLC)，並在一經虛擬化環境/雲端中在商品HW組件上運行PLC。對此之一概念研究涉及帶有兩個大型機器人手臂、一條傳送帶及某些其他工業裝置之一真實機器人單元。對於通信，使用ProfiNet。
一個問題係可經由LTE將何種機器人控制層級移位至雲端。此在圖12中圖解說明。通常由PLC完成之高階控制對延遲並非係非常關鍵的，亦即，取決於組態，其具有數十毫秒(例如，約30ms)之一潛時要求。然而，整個通信對延遲變化(時基誤差)及封包丟失非常敏感。例如，在頻率為8 ms之週期性訊務之情形下，三個連續封包丟失或3×8(24)ms之時基誤差可能會使整個機器人單元停止運行。在一基於纜線之解決方案上使用專用硬體組件時，彼等要求很容易滿足，但在無線技術上使用經虛擬化執行可能會帶來挑戰。
自雲端平台之角度來看，經虛擬化控制帶來之主要挑戰中之一者係即時應用程式之執行。一應用程式可能會使用一軟PLC，該軟PLC在負責執行PLC代碼之即時OS之後使用Windows 7作為一基本OS。兩者皆並行運行，並經由處理程序間通信(IPC)進行通信。控制邏輯實施方案始終由RTOS執行，且Windows通常用作一使用者介面。RTOS通常具有某些特定要求，以確保必要效能，諸如精確計時器及特定網路介面卡。可建立一虛擬化環境，該環境可代管軟體PLC平台並執行與硬體PLC上運行之控制邏輯相同之控制邏輯。
在一真實工廠環境中，將PLC層級控制邏輯自專用HW放置至一邊緣雲端平台中係可行的，且即使在LTE上亦能充分工作。然而，若研究可準確地操控致動器之速度、加速度或位置之諸如軌跡規劃、逆運動學及控制迴圈等應用程式，則需要在1ms至5 ms範圍內顯著降低潛時。為了支援彼等應用程式，至關重要的係5G之超可靠及低潛時服務，如圖12所展示。
將機器人之運動控制移動至雲端背後之一個動機再次係增加靈活性。例如，在此一環境中，由於僅需要移動裝置(無需控制器箱)、更易於管理、重新程式化、進行容錯移轉或軟體更新，因此使用雲端控制裝置重新安排生產線要容易得多。然而，某些功能應保留在機器人內部/附近(使用纜線) (例如，某些安全機制)以防連接問題。若機器人亦可在沒有連接之情況下執行其任務，則對網路之要求會降低。假如暫時失去連接或降低效能(例如，由於在車間機器人之行動性延長)，則機器人可能會降低其工作速度或啟動其他機制以確保安全性或處理程序目標，同時又獨立於網路。應該將機器人控制器作為機器人本身旁邊之一額外實體自車間中移除。圖13展示用於此種類型之部署之一架構。
另一方法可為運動控制在機器人內部自主完成，且連接僅用於實現新使用情形，諸如協作機器人控制。對於協作控制，一個控制實體可能仍需要快速存取其他控制處理程序之實際狀態。在某些情境下，此選項係有效的，例如，運動控制在機器人內部具有5 ms之控制迴圈，但是僅在約每100 ms內其需要與另一執行個體進行協調。
已實施包含軌跡規劃及執行之一機器人控制器，其中正在評估經由一經模型化無線頻道來自一區域雲端之一機器人手臂控制應用程式之效能。被評估之應用包含一工業機器人手臂之閉環控制，其中控制透過一經模型化5G連結而連接至機器人手臂。
可藉由特定關鍵效能指示符(KPI)來量測連結延遲對機器人手臂移動品質之效能之影響。工業機器人手臂具有一外部可接達之速度控制介面，該介面接受每一關節(服務)之速度命令，並以8 ms之更新時間發佈關節狀態資訊。KPI可係回應時間及軌跡執行之精度，亦即，與所計劃軌跡之空間及時間偏差。量測展示，低於4 ms之網路延遲對此應用沒有顯著效能影響。此係因為(1)由於機器人中所使用之內部取樣，機器人之內部操作在回應時間中之約為2 ms之標準偏差內結束，及(2)機器人與控制器之計時單位不同步。低於4 ms之網路延遲之影響被量測設置之背景「雜訊」掩蓋。
可得出數個其他結論： •對外部事件之反應：需要低網路延遲，因為機器人與控制器之間的網路延遲會直接增加反應時間。 •即時軌跡細化(亦即，機器人手臂末端之準確定位)：軌跡執行時間之最後期限導致對最大可容忍網路延遲之要求。通常，較高之網路延遲會延長細化時間，並以此方式增加總軌跡執行時間。 •軌跡準確度：某些任務不僅需要在最終位置處，亦需要沿路徑進行準確移動，諸如焊接。另一實例係更多機器人手臂之合作，其中精確及同步之移動至關重要。對於此等任務，若在軌跡規劃中要重視外部資訊，則低網路延遲係合意的。
一機械臂之內部機構亦可對網路延遲提出要求。通常，具有低更新時間之一系統需要較低之網路延遲。例如，與更新時間為1 ms之一較精確且較快速機器人手臂相比，對更新時間為20 ms之一機器人手臂之控制容忍更高之網路延遲。除此之外，為更新時間相對較高之一系統提供超低潛時連接具有有限之效能優點。
軌跡執行之效能要求亦可對網路延遲提出要求。較快機器人移動需要較低之網路延遲以實現準確移動。另一方面，若僅一較高潛時連接可用，則使用較低之機器人速度可在一定程度上補償增加之網路延遲。效能最佳化亦可為所需網路延遲提供指導。選擇一恰當所需準確度可縮短執行時間。例如，若準確度較小之移動係足夠的，則寬鬆之準確度可縮短細化時間。
新機器人概念及應用包含大規模合作機器人控制以及在網路實體生產系統中數位分身之使用。以下章節中簡要論述此等內容。
六足機器人
當在諸如機器人手臂及機器人單元控制之類等工業應用中引入更高之合作及適應能力時，可能需要大量伺服器之合作，此使使用情形更具挑戰性。六足機器人係一有用應用，用於評估一工業4.0機器人單元中出現之各種挑戰，例如服務控制，合作等。圖14圖解說明一六足機器人，可將其視為與一合作機器人-供應商無關的系統，與用於基於雲端之控制之一5G切片耦合。
可將六足機器人視為經由一基礎連桿連接之六個3自由度機器人手臂。為了評估5G要求，可與位於遠離六足機器人之一無線網路躍點處之一電腦分開控制18個關節處之伺服器。以此方式，六足機器人被證明是將同步合作效果可視化之一適當選擇。良好同步之合作應導致一穩定中心位置，而系統中之任何故障將導致平台抖動。Geza Szabo、Sandor Racz、Norbert Reider、Jozsef Peto報道了對六足機器人無線控制之一評估之結果，「一六足機器人平台之QoC感知遠端控制」，布達佩斯，ACM Sigcomm，2018年。
數位分身
數位分身(DT)概念可用於分析網路對一真實機器人控制之影響，其中，其DT運行在執行敏捷機器人任務之一複雜機器人單元中。一可實現DT可在Gazebo模擬環境中實施，並針對解決工業自動化競爭敏捷機器人(ARIAC)之一完全模擬情境進行評估。此評估處理了不同命令頻率、控制迴圈以及真實及模擬機器人動力學處理之問題。對一硬體無關Gazebo外掛程式中之架構之一評估展示，控制模擬機器人之網路模擬可用於低延遲情境。在高延遲情境下，模擬潛時關於延遲大小提供約10％之餘地，直至在機器人單元中發生完全故障為止。此等結果在Ben Kehoe、Sachin Patil、Pieter Abbeel、Ken Goldberg中進行了報道，「雲端機器人及自動化研究調查」，IEEE自動化科學與工程學報(T-ASE)：雲端機器人及自動化特刊，第12卷，第2號，2015年4月。
定位
定位被認為是工業及製造情境中之一重要功能，具有使用情形，例如人員追蹤(例如，在礦山中)、安全性(例如，在叉車附近工作時)、在製造/裝配車間中定位工具、供應鏈最佳化、自動引導運載工具之操作等。大多數使用情形僅需要相對定位，例如，相對於一工廠大廳中之一共同參考點定義所有位置。
在不同使用情形之間，所需之定位準確度以及要執行定位之環境及無線電條件有很大不同。然而，大多數製造使用情形係在室內，例如一工廠大廳或一礦井中之隧道。此意味著基於全球導航衛星系統(GNSS)之解決方案很難使用，因為在室內自衛星傳輸接收到的信號強度位準非常低，導致無涵蓋範圍或涵蓋範圍不大。
室內GNSS系統之侷限性為基於蜂巢之定位解決方案打開了大門。今天，工業及工廠車間中常用之定位解決方案係基於Wi-Fi、射頻識別(RFID)、低功耗藍芽(BLE)、超寬頻(UWB)及LTE。窄頻(NB)-IoT及CAT-M係用於解決低複雜性、低電力、低成本裝置之3GPP LTE技術，且因此，對於要定位之資產尚不含有用於通信需要之一3GPP數據機之使用情形，其係唯一現實3GPP定位解決方案。無線電解決方案(諸如RADAR)及非無線電解決方案(例如LIDAR及電腦視覺系統)亦很重要，尤其是在需要高準確度(亞米)定位時。
多路徑傳播通常係定位之一關鍵誤差源。在工業大廳中，路徑之延遲擴展通常相對較短，但是鑒於在此類環境中需要準確定位之要求，此等路徑仍然至關重要。大多數定位演算法係在視距量測可用之假設下工作的，且沒有直接之方法來區分視距(LoS)與非視距(nLoS)。若錯誤地使用一nLoS路徑而不是一LoS路徑進行定位，則時差測距及到達角度可能會產生誤導。nLoS路徑之時差測距將係LoS路徑之時差測距之一上限，而到達角度可能係完全錯誤的。因此，nLoS路徑可能會使定位演算法之效能大大降級。未來之工業定位方案需要令人滿意地應付此問題。
精確定位之另一障礙係網路同步誤差。實際網路同步演算法可能隱含高達360 ns之網路同步誤差，其對應於±110m之定位誤差。基於無線電介面之監測(RIBM)係提高定位準確度之一有希望替代方案。此解決方案基於來自相鄰基地台之定位參考信號之基地台定時量測，並估計基地台之間的同步偏移，使得可提供準確度更佳之「虛擬同步」。另一選擇係，可考量不需要網路同步之定位技術，例如基於往返時間及/或到達角度量測之技術。注意，本文中所述之定位準確度之任何估計皆假設已例如使用RIBM達成良好之網路同步。
藉由考量移動之軌跡，可顯著提高定位準確度，尤其是在執行量測之時刻之間。此外，慣性量測單元(IMU)在終端中越來越廣泛地用作更新位置估計之一手段。其使用加速度計及陀螺儀(且有時亦使用磁力計)來追蹤終端之移動。
部署態樣
為了降低成本並簡化部署，將一個系統用於通信及定位兩者之解決方案係較佳的。此在部署一單獨定位系統既困難又昂貴之環境中(例如在每一節點之安裝成本通常很高之礦井中)尤其重要。然而，若例如可包括一個或幾個微基地台之通信部署不能提供足夠好的定位準確度，則在通信系統之頂上添加一單獨或互補定位系統可能是最佳解決方案，因為與通信相比，高精度定位通常需要更密集之一部署。
可達成之定位準確度在很大程度上取決於部署之密集性及無線電環境之特性。因此，通信網路之緻密化可係達成經提高定位準確度之一手段。在具有嚴重多路徑傳播之環境中，尤其是在多路徑傳播動態變化之情況下，一密集部署尤其重要，因為否則可能沒有足夠多之LoS路徑可用於估計位置。亦可能需要一密集部署來確保可定位具有高信號衰減之隱藏物件。
網路之密度係在製造情境中提供足夠好的定位準確度之一關鍵態樣。要考量之另一部署態樣係安裝錨節點之簡單程度。安裝例如可包含人工提供錨之確切位置，此可能係困難的、耗時的且容易出錯的。為了避免此種情況，可使用一同時定位及映射(SLAM)演算法來在初始化階段估計每一錨之位置。
為了使密集部署具有成本效益，必須將每一錨之成本保持較低。然而，用於提供通信及定位兩者之技術之每一錨/基地台之成本自然要比僅提供定位之技術(例如，例如RFID及UWB)之成本高。降低通信網路緻密化以達成高精度定位所涉及之成本之一種方式可能係，使用與較昂貴之基地台相同之技術來開發具有僅提供定位之經減少能力之簡單錨。例如，僅一個或幾個安裝在一工廠大廳之天花板上之高能力NR基地台可能足以提供通信涵蓋範圍。然後，可使用能力較差之NR定位節點/錨來進行緻密化，以達成高準確度定位。
減少對一非常密集之部署之需求之另一方式可係將NR之先進波束成形能力與反射器組合。以此方式，每對傳輸波束及反射器可充當一虛擬錨，藉此達成僅用幾個NR基地台進行一非常密集部署之益處。此一解決方案之一個挑戰係穩定性，因為反射器應固定不動或至少僅緩慢變化以確保一穩定定位準確度。
頻譜態樣
眾所周知，定位準確度隨著頻寬之增加而提高。此外，較高之信號頻寬可使LoS前沿與nLoS主導接收信號之解析度更大，且因此更容易準確地偵測LoS路徑。另一方面，由於信號衰減增加，使用較高之載波頻率可降低LoS路徑之可偵測性。
當前定義了區域使用之頻帶，例如德國及瑞典之3.7至3.8 GHz頻帶。全國範圍之頻譜及/或未經許可頻譜亦可用於工業。100 MHz頻寬應足以達成亞米級定位準確度。為了進一步提高效能，可組合不同頻譜塊。
準確度要求
定位準確度要求介於自毫米至十分之幾米位準之範圍。舉例而言，礦山之鑽孔及爆破以及自動化製造(對準、裝配)可受益於毫米至釐米之準確度。需要釐米至分米準確度之其他實例包含在製造/裝配車間中定位工具以及追蹤自動引導運載工具。對於某些安全解決方案，分米至米準確度係必需的，例如人員追蹤及對在一叉車附近工作之人員之即時警告，但在考量例如供應鏈最佳化及資產追蹤(例如工具、機器)時亦如此。
3GPP在TS22.104之第5.7節「定位效能要求」中記錄了5G定位服務之定位要求。表2摘錄了此等要求中之某些要求。根據3GPP，端視使用情形，5G系統應支援3GPP及非3GPP技術之使用，以達成更高之準確度定位。
情境 水平準確度 可用性 前進 UE之位置估計之潛時 UE速度
具有安全功能之行動控制面板(非危險區) ＜ 5 m 90% 不適用 ＜ 5 s 不適用
過程自動化–工廠資產管理 ＜ 1 m 90% 不適用 ＜ 2 s ＜ 30 km/h
智慧工廠中之靈活模組裝配區域(用於追蹤工作場所位置處之工具) ＜ 1m相對定位) 99 % 不適用 1 s ＜ 30 km/h
智慧工廠中之增強現實 ＜ 1 m 99% ＜0.17rad ＜ 15 ms ＜ 10 km/h
智慧工廠中具有安全功能之行動控制面板(在工廠危險區內) ＜ 1 m 99.9% ＜0.54rad ＜ 1 s 不適用
智慧工廠中之靈活模組裝配區域(用於自主運載工具，僅用於監測目的) ＜ 50 cm 99% 不適用 1 s ＜ 30 km/h
製造之入庫物流(用於自主駕駛系統之駕駛軌跡(在由例如相機、GNSS、IMU等其他感測器支援之情況下))) ＜ 30 cm (在由例如相機、GNSS、IMU等其他感測器支援之情況下) 99.9% 不適用 10 ms ＜ 30 km/h
製造之入庫物流(用於儲存貨物) ＜ 20 cm 99% 不適用 ＜ 1 s ＜ 30 km/h
表 2 – 來自 3GPP TS 22.104 之對定位要求之總結
定位技術之概述
下問給出可能對製造有用之定位技術之一概述，其中重點介紹了如何在一製造情境中應用該等定位技術。重點在於3GPP技術，但此處亦考量了若干個其他技術。使用RFID及BLE信標進行定位未包含在此概述中，但將瞭解，許多相同之原理亦適用於此，且本文中所闡述之各種技術可與此等及其他定位技術組合。
LTE OTDOA
自版本9以來，LTE支援所觀測到達時間差(OTDOA)定位，其基於3GPP TS 36.305中闡述之參考信號時間差(RSTD)量測。UE自相鄰小區接收定位參考信號(PRS)，使用RSTD量測來估計每一小區之到達時間(TOA)，且相對於一參考小區報告TOA。此後，演進服務行動位置中心(E-SMLC)基於已知之eNB位置來估計UE之位置。相對於一參考小區而不是TOA，使用到達時間差(TDOA)，此乃因儘管網路需要同步，但此消除了UE必須進行時間同步之要求。原理上，2D定位最少需要3個小區，且3D定位最少需要4個小區。
圖15圖解說明可如何根據OTDOA之原理自3個eNB估計UE位置，且係假設完美TDOA量測之基於2D TDOA之定位之一概念圖。當乘以光速時，每一TDOA(參考eNB之TOA減去eNB之TOA)轉換為一距離差(例如，以米為單位)。每一TDOA在可能之UE位置之2D平面上返回一個雙曲線。此雙曲線之交點則是UE位置。實際上，該位置係藉由E-SMLC使用高斯-牛頓搜索或類似數值演算法估計的。
在LTE中，可基於特定於小區之信號或基於視情況定義之PRS來估計RSTD。然而，TDOA估計程序通常使用PRS，此乃因其他特定於小區之參考信號不能保證以低(低於-6 dB)之信號對干擾與雜訊比(SINR)偵測相鄰小區之足夠高之機率。PRS由藉由時間變數(一訊框內之時槽編號及一時槽內之OFDM符號編號)及PRS ID初始化之哥德(Gold)序列定義，並以在子載波中移位之一對角線型式分配。基本上，三個主要因素貢獻於高PRS可偵測性： •哥德序列保證低互相關性質。 •每一資源區塊及OFDM符號有2個PRS資源元素，其一距離(重用因子)為6個子載波。每一PRS對角線之特定位置由PRS ID mod 6判定。未用於PRS之子載波係空的，以建立LIS(低干擾子訊框)。 •在自遠處之小區接收PRS時，可在某些傳輸場景將PRS靜音以增加SINR。
自藉由使所接收下行鏈路基頻信號與PRS互相關而產生之功率延遲量變曲線(PDP)中得到RSTD。此處之挑戰係偵測PDP中之最早峰值(其並非一雜訊峰值)且然後按照樣本之倍數來取得峰值延遲。TOA誤差之一主要來源係nLoS條件，其中由於阻擋或遮擋而未偵測到LoS路徑。
可在實際部署中藉助LTE OTDOA達成之定位準確度針對版本9係大約50 m至100 m。在LTE版本14中，E-SMLC之報告分辨率自Ts改變至Ts/2，其中Ts係LTE中之基本時間單位(32.55 ns)，以改良自9.8m至4.9m之相對距離分辨率。然而，仍不清楚實務上可達成什麼準確度。另外，OTDOA需要網路同步，且任何同步誤差減少可達成之定位準確度。對於LTE，可用之行動寬頻(MBB) UE晶片組涵蓋經標準化一直至版本14之大多數定位方法。
圖16使用100 MHz (30 kHz SCS，275 PRB)、50 MHz (15 kHz SCS，275 PRB)、10 MHz (15 kHz SCS，50 PRB)、5 MHz (15 kHz，25 PRB)之不同頻寬展示3GPP室內開放式辦公室(IOO)情境之OTDOA定位結果。繪圖係基於使用用於定位之已經現有追蹤參考信號(TRS)作為NR中之基線。
該情境採用分開20米之6個gNB (總共12個gNB)。(「gNB」係用於一NR基地台之3GPP術語。)結果展示，在使頻寬自5MHz增加至10MHz時且亦在使頻寬進一步增加至50 MHz時顯著改良定位準確度。然而，亦可見，100 MHz及50 MHz結果相差不多，其中在80%百分位數下為大約8米準確度。可藉由使用一更進階峰值搜尋演算法來進行到達時間(TOA)估計而進一步改良100 MHz情形。在當前模擬中，高達最高峰值之至少二分之一的PDP中之最早峰值被視為LOS峰值。若增加信雜比(SNR)，則可改良偵測到高於雜訊本底之一峰值之機率。此外，若OTDOA變得不合理，則可藉由與一簡單小區ID (CID)估計組合而實務上補償大於20m之站點間距離(ISD)之誤差，未在此處進行此操作。
窄頻(NB)-IoT及CAT-M係解決低複雜性、低電力及低成本裝置之3GPP LTE技術。此等低成本裝置之可用性使此對於要定位之資產尚不含有用於通信需要之一3GPP數據機之使用情形係唯一現實3GPP解決方案。然而，在使用IoT裝置時，定位準確度主要由於所使用之窄頻寬而顯著更糟。一模擬研究證明在一室內部署中定位誤差在70%百分位數下對於NB-IoT為100 m，而使用50 PRB進行定位之LTE在同一情境中在70%百分位數下給出~23m。
藉由適時啟用較長PRS場景而部分地補償NB-IoT裝置之窄頻寬。然而，相關性質係不良的，此乃因每訊框(10 ms)地重複PRS。NB-IoT裝置亦具有較低取樣速率以減少電力消耗，此降低RSTD量測之準確度。
用於LTE IoT裝置之晶片 組不像LTE MBB一樣容易地獲得。然而，開發正在進行中，且可用性正在緩慢地改良。
截至2018年12月未定義用於NR之IoT定位，但達成更佳IoT定位準確度之一個促成因素係例如藉由增加PRS重複間隔而改良PRS之時間相關性質。亦已論述用於NB-IoT之載波聚合且經增加頻寬在此情形中可係達成經改良IoT定位之另一促成因素。另一替代方案可係修改eNB PRS之相位，藉此確保NB-IoT裝置可以低速率進行取樣且仍偵測PRS之相位。
LTE增強型小區ID定位
在LTE版本9中引入增強型小區ID或E-CID。UE向網路報告服務小區ID、定時提前及ID、所偵測相鄰小區之估計定時及功率。eNB可向定位伺服器報告額外資訊，如到達角度、小區部分、往返時間等等。定位伺服器基於此資訊及其對小區位置之瞭解而估計UE位置。
E-CID之準確度主要取決於部署密度。針對室外部署，E-CID之準確度對於ISD小於幾百米之城市環境可係大約100 m，或對於ISD高達數千米之農村環境可係大約3000 m。尚未研究製造類環境之E-CID之準確度，但預期該準確度係大約ISD，此乃因環境含有諸多多路徑且(舉例而言)到達角度資料可由於反射而產生誤導。另一方面，甚至在此一具挑戰性情境中，若無線電傳播係穩定的且一校準/訓練階段係可行的，則RF指紋分析應能夠給出幾米之一準確度。
NR定位特徵
截至2018年12月，不存在NR定位之所定義概念。可想像達成優於LTE OTDOA之經改良定位準確度的NR特徵。此等特徵中之某些特徵亦帶來新的挑戰： •在基於波束之系統中之更佳測距及到達角度/離開角度(AoA/AoD)估計。 •在NR中支援更高載波頻率，此意味信號更易於受阻擋/遮蔽影響。此可部分地由波束成形處置。此外，更高載波頻率通常伴隨著更寬頻寬，從而達成更佳RSTD解析度。 •就較小站點間距離及小區半徑而言之較密集部署。與使用特定波束之波束ID進行波束成形組合，此需要更複雜黃金序列初始化來保持所有可能波束/小區ID組合之代碼正交性。 •在NR中預期更佳時間對準，藉此減少時間同步誤差。 •與LTE相比較，在NR中減少基本時間單位。PRB之最大數目係275 (與LTE中之110相比較)，從而需要4096之一FFT長度(此為LTE之兩倍)。此外，子載波間距之範圍介於自15kHz至240kHz。本質上，此暗示比LTE中短之取樣間隔，從而改良TOA定位解析度。
預期針對NR版本16標準化之解決方案將提供達成亞米準確度所需要之工具。展示NR之技術潛力之鏈路級模擬指示亞分米準確度理論上可係可能的。版本16 NR定位3GPP研究項目在2018年10月開始。
使用無線電點系統進行定位
愛立信之無線電點系統(RDS)很好地適用於室內工業及製造情境中之通信。然而，在RDS產品截至2018年12月可用之情況下，僅基於小區ID之定位係可用的，此乃因不可能將連接至同一IRU之DOT彼此區分開。此外，通常與大小區一起部署一RDS，此乃因高達8個DOT可連接至同一IRU。在具有數位5G DOT之情況下，高達16個DOT可連接至同一IRU。
已提議定位準確度之改良，此使每DOT定位為可能的。使用一上行鏈路到達時間差(UTDOA)演算法與DOT級功率組合來計算UE位置。模擬已展示，可藉助良好SNR及良好DOT幾何佈局達成小於1米之定位誤差。然而，當考量各種誤差源(如DOT位置之準確度及DOT電纜長度延遲)時，大約1米至5米之定位誤差係可能的。
對於具有嚴重多路徑之典型製造情境，由於節點之密集部署及低成本，因此似乎無線電點系統(RDS)係用於提供組合通信與定位之最適合解決方案。
Wi-Fi定位
Wi-Fi已在工業中普遍部署且因此亦通常用於定位。一種普遍部署之Wi-Fi解決方案係ARUBA解決方案，該ARUBA解決方案可單獨地藉助存取點所接收信號強度指示符(RSSI)取決於遮蔽及天線場型而達成約5m至10m準確度。為達成更佳定位準確度，可將ARUBA解決方案與藍芽低功耗(BLE)電池供電之ARUMBA信標組合。藉助此專門定位解決方案，將可能達成＜ 3m之非常良好準確度，且當待定位之裝置位於靠近於一信標處時甚至＜1m之準確度可係可能的。
領先工業Wi-Fi定位解決方案在辦公室環境中達成1m至3m平均準確度。此定位解決方案包含具有一專門天線陣列之一額外WiFi無線電設備，該額外WiFi無線電設備包含於與用於通信之WiFi無線電設備相同之單元中。使用RSSI與到達角度(AoA)量測之一組合來估計位置。
Wi-Fi定位與基於3GPP之OTDOA定位之間的一 差異係：Wi-Fi定位(IEEE 802.11mc)可基於往返時間(RTT)。與上文所闡述之OTDOA演算法相比較，使用RTT之優點係：不需要網路時間同步。
UWB
超寬頻(UWB)技術在定位解決方案中已變得愈來愈受歡迎，此乃因UWB信號中之固有高時間解析度達成精確定位。存在數個可用之基於UWB之定位產品。諸多該等基於UWB之定位產品係基於DecaWave UWB技術，但亦存在專屬解決方案(例如，Zebra)。
可在多個演算法中使用UWB。其可支援下行鏈路或上行鏈路TDOA、使用多個天線之到達角度以及直接範圍量測，其中根本不需要網路時間同步。
由於在UWB技術中使用之非常短傳輸脈衝之性質，因此UWB可偵測且消除由多路徑傳播引起之問題，此乃因個別地偵測反射且可對反射進行濾波。與窄頻系統相比較，此係一明顯優點，其中此類辨別係不可能的。時差測距之精度在2 cm至5 cm之範圍中。當在一真實環境中應用時，關於UWB之定位準確度係10 cm。
與3GPP模組相比較，UWB之一個優點係便宜裝置之潛力。商業UWB收發器之價格係大致3至4美元。此使得能夠增加裝設密度、靈活地選擇支援各種使用情形及雲端平台以支援一全球生態系統(其可在全球服務於各個環節)之演算法。
光達
某些定位技術藉由量測一超音波或電磁波至物件之往返延遲而估計距離。超音波在空氣中遭受大量損失且無法到達幾米以外之距離。雷達及光達分別使用無線電及光學頻譜中之電磁波。光波之較短波長(與射頻波相比較)轉化成更佳解析度，且光達解決方案因此係高準確度定位之一有利選擇。如在雷達解決方案中，一典型光達之主要組件包含一傳輸器及一接收器，且基於光至目標之往返延遲而量測距離。此藉由調變所傳輸光之波形之強度、相位及/或頻率且量測彼調變圖案重新出現在接收器處所需要之時間來達成。
受歡迎光達架構包含脈衝式及頻率調變連續波(FMCW)方案。脈衝式光達依賴於光之粒子性質且可在一寬範圍窗內提供中等精度，而FMCW光達依賴於光之波性質。在此等光達中，將調變施加至光場之頻率，且光學域中之大頻率頻寬變得可存取且可用來達成非常高精度區域化，其中準確度在奈米範圍中。
定位技術總結
在表3中總結此章節中所論述之定位技術之重要性質。應注意，所陳述之準確度數目僅出於指示目的。實際定位準確度取決於各種因素，包含但不限於網路部署、小區規劃、無線電環境等等。
方法 準確度 裝置及錨 與通信系統整合 所需要之網路同步 部署態樣
LTE OTDOA 版本9：約50 m至100 m 版本14：約5 m之標準支援 若需要便宜裝置，則可與NB-IoT一起使用昂貴裝置及錨 是 是 天花板中之幾個eNB對於一工廠大廳中之通信覆蓋範圍通常係充足的
NR OTDOA AoA 預期亞米準確度 至少在不久的將來預期昂貴裝置及錨 是 OTDOA：是 AoA：否 天花板中之幾個gNB對於一工廠大廳中之通信覆蓋範圍通常係充足的
無線電點 CID UTDOA 現今：僅小區ID，約30 m至200m H2 2020：每點區域化支援，約3 m至5m 每錨之中等成本 是 CID：否 UTODA：是 通常部署有20m ISD   
NB-IoT OTDOA LTE OTDOA：在室內在70%百分位數下之100 m RDS：在將來，＜5m可係可能的 便宜裝置 是，對於有限通量及放寬潛時要求 是 一個eNB對於通信覆蓋範圍可係充足的，但需要更密集部署來執行定位
Wi-Fi RSSI AoA RTT 標準解決方案：5 m至10m 專門解決方案：1 m至3 m 當專用於定位時之相對昂貴錨 是 否 典型覆蓋範圍係約50m，但通常更密集地部署Ap
UWB OTDOA UTDOA AoA RSSI 市場上之產品要求0.1m準確度 便宜裝置及錨 錨中而非裝置中之複雜性及電力消耗 否 OTDOA：是 UTDOA：是 AoA：否 RSSI：否 通常非常密集地部署(例如)有10m ISD 簡單組態之解決方案係可用的
表 3 – 定位技術總結
混合定位
市場中之諸多裝置現今裝備有感測器，諸如一慣性量測單元(IMU)。該IMU可含有一3軸陀螺儀及一3軸加速度計，舉例而言。由該IMU提供之資料可使得定位伺服器能夠在一OTDOA/E-CID定位工作階段之間、之後或期間估計UE軌跡，且可減少對頻繁OTDOA/E-CID量測之需要。使用IMU之一混合定位解決方案在其中裝置可部分時間移出定位覆蓋範圍藉此增加定位可靠性之情境中亦可係有益的。在圖17中圖解說明IMU資料以及位置估計之一實例性使用。可甚至在IMU量測係不可用之情況下藉由依據舊位置估計而估計速度及方向且預測UE軌跡來應用同一方法。
應注意，僅僅基於IMU之一定位系統係一相對定位系統，亦即，其可估計一UE相對於一已知座標之位置。舉例而言，在一週期內之壓力差轉化為一高度改變，且在一週期期間之一加速度指示一速度改變。
為了融合無線電量測與IMU資料，需要自裝備有IMU之UE報告之資料與一標準化地球限定之座標系對準。或者，UE所報告之IMU量測可使得定位伺服器能夠將量測轉化為一地球限定之座標系。為獲得地球座標中之UE位置，需要裝置之定向。判定定向之一常見方法係使用陀螺儀、磁力計及加速度計。在估計定向之後，可使用定向及加速度計來估計相對於座標系之加速度(加速度計減去重力)。藉由具有相對加速度，可能藉由(舉例而言)二重積分來估計裝置之相對位移。
LTE版本15包含對IMU定位之支援及傳訊之規範及用以支援經由位置定位協定(LPP)進行IMU定位而且支援包含IMU相關估計之混合定位之程序。
網路同步準確度
對於OTDOA以及上行鏈路到達時間差(UTDOA)(其係LTE中所支援之定位方法)，導致TDOA估計之誤差的網路同步誤差可支配總體定位誤差。因此，理解可達成之網路同步準確度係重要的。藉由考量光在由同步誤差導致之定時誤差期間行進之距離，原則上可將同步誤差直接轉化為定位誤差，亦即，1 ns之一同步誤差對應於0.3m之一定位誤差。
同步誤差主要由四個附加部分組成： 1)遞送至錨(巨型基地台及DOT之基頻單元)之外部同步參考之誤差。 2)錨(基頻單元)與外部同步參考之間的同步誤差。 3)無線電基地台(RBS)內之同步誤差。 4) RBS天線與UE之間的同步誤差。
當考量製造情境時，針對四個部分中之每一者具有以下情形： 1)外部同步參考通常來自一GNSS接收器。一GNSS接收器可在其具有對大部分天空之LoS時具有＜ 50 ns之一準確度，但當存在多路徑時，準確度迅速下降且來自一室內GNSS接收器之假定準確度係＜ 200ns。可藉由使用具有更佳多路徑篩選及更佳內部準確度之一更昂貴GNSS接收器而改良外部同步。 2)基頻單元可同步至具有約150 ns之一準確度之一GNSS接收器。可僅藉由使用更佳硬體(亦即，一新基頻單元)而改良此數目。 3)內部分配之預算係130 ns。其實務上取決於RBS之硬體組態之一批次。最簡單的係以單跳直接連接至一天線整合無線電(AIR)單元之一單個基頻單元。 4)將不清楚RBS天線與UE之間的同步誤差有多大。然而，此誤差不會影響OTDOA定位誤差，此乃因OTDOA以UE在其所處位置中觀察到之PRS之相位為基礎，且不需要網路與UE之間的同步。
以上論述假定RBS時間鎖定至參考。當RBS進行時間延續時，準確度可降低。
可藉由基於無線電介面之監測(RIBM)顯著改良以上數目，其中量測且報告一RBS天線與一參考之間的相位差。然後可在計算一物件之位置時計及該所報告相位差。仍存在同步誤差，但所計及之誤差之部分不會影響OTDOA定位準確度。此係一有希望方法，此乃因RIBM可在RBS之間達成大約20 ns之一虛擬同步準確度。藉此，外部同步參考誤差1)不影響OTDOA定位且可被忽略。
對於RDS，在IRU含有共同DOT硬體之假定下，連接至同一室內無線電單元(IRU)之DOT之間的同步係大約6 ns。此適用於現今可用之舊有DOT及將在2019年可用之數位5G DOT兩者。RIBM可係達成連接至不同IRU之DOT之間的同步之一解決方案，但可需要一專門特徵來操作，此乃因標準RIBM演算法需要節點經同步以在不傳輸時進行接收，而DOT不會如此。
總之，實際網路同步演算法可暗示在鎖定至GNSS參考時高達360 ns之網路同步誤差，其對應於高達±110 m (3 Σ)之一定位誤差。若RBS在時間延續中，則準確度可甚至更糟。在將來，RIBM可提供大約20 ns之虛擬同步準確度，其對應於6 m之一定位誤差。對於RDS，使用連接至同一IRU之DOT之定位受大約6 ns之同步誤差(其對應於約2 m之一定位誤差)影響。若利用連接至不同IRU之DOT來估計位置，則將來可應用RIBM以提供大約20 ns之虛擬同步準確度。
在嚴重多路徑情境中改良準確度
若沒有辦法處置多路徑問題，則LTE OTDOA以及其他定位演算法就定位準確度而言遭受嚴懲。實質上，OTDOA假定RSTD表示LoS路徑，但一般難以判定LoS路徑是否受阻擋或非常受阻尼。起碼可以說，一nLoS路徑表示傳輸器與接收器之間的距離之一上限。多路徑問題在典型工業環境中係顯著的，尤其對於高頻率。解決多路徑問題之某些方法包含： •藉由將節點放置於有利位置處(舉例而言，藉由使用可估計若干個參考位置之定位準確度之一規劃工具)而將網路設計為具有良好LoS條件。此可暗示更高裝設複雜性且對於具有諸多移動物件之工業環境可能不可行。 •使用假設測試(例如，可行性測試)使用來自TOA/TDOA估計之子集之位置估計nLoS。若估計係不一致的，則將其分類為nLoS。對於密集網路，此方法可具有高運算複雜性。 •另一替代方案係考量基於IMU量測之位置更新及作為一參考之航位推算且若所量測TDOA不與參考位置足夠良好地匹配則將路徑分類為nLoS。 •使用一環境模型進行射線追蹤且使距離估計與射線相關聯。以此方式，nLoS估計可以一更佳方式對定位估計做出貢獻。此等環境模型通常不可用，但可在開發一數位分身之情況下使用。 •使用極化估計nLoS。極化在反彈事件時改變，因此若一參考極化係錯誤的則偵測到nLoS。 •比較個別距離估計與一與通信無關之速度/位置量測(陀螺儀/加速度計)以判定哪些估計可行地係LoS。當然，並非所有UE配備有此等位置感測器。 •版本14將一重要增強引入至LTE OTDOA，此稱為多路徑參考信號時間差(RSTD)。主要理念係包含來自功率延遲量變曲線(PDP)之數個可能峰值候選者且使用最大概似來估計位置。以此方式，顯著改良定位準確度，此乃因演算法未在LoS路徑上做出艱難決策。
總之，可總結出，用於製造之最適合定位系統之選擇必須考量數個不同態樣，該等態樣包含： •所需要準確度 •所需要潛時 •部署態樣 •裝置
當涉及到準確度時，存在定位要求之範圍介於mm級準確度至十分之幾米的工業使用情形。在具有一高LoS機率及很少阻擋障礙之一環境中，可能在具有安裝於(舉例而言)一工廠大廳之天花板中之僅一個或幾個微型基地台之部署中在十米至十分之幾米準確度內估計位置。然而，在諸多製造情境中，現實係具有多路徑、反射及諸多阻擋障礙之一環境。在此等情境中，由於節點之密集部署及低成本，因此似乎無線電點系統(RDS)係用於提供組合通信與定位之最適合解決方案。
針對不同定位技術所陳述之準確度數目通常假定網路同步係充分良好的。然而，在諸多情形中，非常難以達成對應於3m至6m定位誤差的大約10 ns至20 ns之網路同步誤差。對於定位需要，透過RIBM達成之虛擬網路同步係最有希望之解決方案。
UWB解決方案由於高準確度及相對便宜裝置而在工業及製造使用情形中變得愈來愈受歡迎。然而，一個缺點係：UWB解決方案未與一通信系統整合在一起，舉例而言，基於3GPP之解決方案係此種情形。在將來，NR可替換UWB，此乃因NR亦將使用非常寬之頻寬。
製造之定位潛時要求對於大多數使用情形係放寬的。舉例而言，追蹤工具及資產不需要非常頻繁之定位更新。大多數要求高之製造使用情形就定位潛時而言可係安全相關的。一項實例係在一叉車靠近時警告工人之一即時警報。尚未充分地研究此一使用情形之高準確度與定位潛時之間的折衷。
考量裝置與錨之間的關係亦係重要的。對於LTE及NR，裝置及錨兩者皆係複雜的且成本高的，且以此等技術為基礎之解決方案因此不適合於其中應追蹤諸多小物件之使用情形，此乃因每一物件必須具有其自身之LTE或NR裝置。在此情形中，UWB或RFID可係更適合的，此乃因大多數複雜性位於錨節點中且裝置/標籤因此係便宜的。亦可針對此類型之使用情形考量具有便宜裝置(諸如NB-IoT或CAT-M)之基於3GPP之技術，但由於此等技術係窄頻的，因此可達成之定位準確度係低的。
頻譜
對於工業應用，與頻譜有關之某些特定問題包含： •適合於區域使用之頻譜， •用以達成區域頻譜使用之管製手段，例如租賃及區域特許， •用以達成區域頻譜使用之技術手段，例如，演進式特許共用存取(eLSA)及公民寬頻無線電服務(CBRS)。 •5G NR將用作在各種頻帶(包含當前用於LTE之諸多頻帶)內之一存取技術。幾個頻率範圍可能在全球範圍內更加協調，諸如3400 MHz至3800 MHz及範圍24 GHz至29 GHz之上部分，儘管將可能存在頻帶計劃之變化。導致IMT2020之頻帶識別的WRC-19 (2019年之世界無線電大會)之研究程序可產生額外毫米波(mmW)頻譜頻帶，其中存在一良好協調潛力，例如37 GHz至43 GHz。
最近法規已指定用於「區域或地區使用」之頻帶(例如，在德國及瑞典為3700 MHz至3800 MHz，在中國為3300 MHz)。此等動作並非工業IoT之一全域無線電解決方案。但是，此等頻帶之引入係頻譜之私人使用特許之一良好第一步驟。不期望此等管制動作將立即在所有市場中擴散。因此，顯然，對全球協調頻譜之額外存取將需要來源於特許給行動網路業者(MNO)之頻譜之機會，此基本上透過允許在良好定義之服務等級協議(SLA)下租賃頻譜或容量之商務配置來達成。
mmW頻譜之可用性確實對工業IoT構成挑戰，此主要歸因於在市場中建立產品所需要之時間及在此等高頻率下進行半導體製造之複雜性。未建立設備之建構實踐，其中關於裝置之成本有效解決方案仍存在顯著挑戰。毫米波設備亦可提供某些優點：窄波束傳輸器之傳播特性可利用傳輸功率控制及波束成形達成更佳重新使用，且共存可同樣地更容易。頻帶亦適合於更寬頻寬信號，儘管在可用於工業無線中之頻譜量方面仍存在不確定性。
第四次工業革命(在文獻中稱為工業4.0)係在工廠、礦山、加工工業等內之製造、勘探及程序控制情形中之5G無線技術之一機會。此等機會之利用將需要對未被特許、經共用或排他地被特許之頻譜之存取。實際上，工業中存在如下之清晰指示：缺乏對高品質被特許頻譜之存取係必須克服之一關鍵障礙。可以三種方式中之一者提供對工業IoT之被特許頻譜之存取。 1.服務級別協議(SLA)：與一MNO之協議可藉助MNO所提供或所佈建之服務滿足此等要求；例如， •在一交鑰基礎上之內部MNO部署或MNO准許視情況連接至公用網路之經批准設備之終端使用者部署。在此論述中未進一步涉及此情形。 •一替代方案係建立透過使用網路切割來保證一MNO網路上之容量之一私人虛擬網路。 2.頻譜租賃：MNO充當垂直工業之一出租人。 3.區域特許：監管者經由通常與所覆蓋區之財產權相關聯之一有限地理部署將頻譜直接特許給垂直工業。
在下文總結頻譜租賃之管製情形。頻譜租賃法規對於5G使用情形之可能商務模型係受關注的 •US關於頻譜租賃係最成熟的；租賃法規追溯至2003年至2004年。在商業上使用頻譜租賃。公共資料庫通用特許系統(ULS)記錄所有租賃協議 •在南美洲，幾個國家允許MNO之間的租賃 •在EU，自2012年以來在法規中允許主要行動/蜂巢式頻帶之租賃。未必在成員國之法規中實施該租賃。迄今為止，未發現MNO擁有之頻率向非MNO之商業租賃實例 •在亞洲，選美比賽一般阻止數個重要國家中之頻譜租賃，且因此並非法規之一部分 •在非洲，一般不允許頻譜租賃。
關於區域特許，目前不存在供私人/公用使用之此等特許。尤其在與解決工業自動化相關聯時，某些5G使用情形將受益於區域特許；5G引入在此方面提供一機會。歐洲之第一個5G頻帶(3.4 GHz至3.8 GHz)之計劃拍賣已藉由定義區域特許之一特定實現而觸發兩個國家(德國及瑞典)之管製活動。在中國，工業已展示對專用頻譜之興趣。
為了給出可能解決方案之一全視角，亦提及適合於工業應用之未被特許頻帶。該等未被特許頻帶一般由於可能產生干擾(歸因於基於爭用之操作)而不適合於URLLC；存取效能之變化產生通量及延遲效能之不確定性。
演進式LSA (eLSA)係當前所指定之用以藉助於一資料庫/控制器架構在法規內支援租賃及區域特許的一解決方案。eLSA應該支援任何頻帶且係技術中立的。類似地，將首先在550 MHz至3700 MHz頻帶中使用之US之公民寬頻無線電服務(CBRS)將使用一頻譜存取系統(SAS)來處置對彼頻帶之管製要求。此亦係為區域使用提供租賃機會同時實際特許根據FCC法規覆蓋較大區的一資料庫/控制器架構。給定適當管製要求，SAS亦可用於其他頻帶。根據一國家或地區中之所需管製要求，eLSA及CBRS將迎合不同部署之間的共存。然而，確保共存之方式在eLSA與CBRS之間有所不同。
針對5G識別諸多不同頻譜頻帶。在此處，僅論述可能使用NR技術之頻帶。舉例而言，700 MHz頻帶在歐洲郵政與電信管理大會(CEPT)上經識別為一5G頻帶，但將可能實施4G。關於700 MHz頻帶，同樣適用於APAC。而且，已(舉例而言)在瑞典但目前主要在4G之內容脈絡中論述2.3 GHz頻帶。
當前不存在有效且分配在全世界所有國家之5G 3GPP協調頻帶，但確實存在協調頻譜範圍，如3400 MHz至3800 MHz、24.25 GHz至29.5 GHz。將在每一範圍內定義數個3GPP頻帶。待分配之諸多mmW頻帶取決於WRC-19之結果。
歐洲
3400 MHz至3800 MHz頻帶在CEPT上經識別為5G之一「先鋒頻帶」。不同國家之計劃差異很大，此取決於具有非常不同特許截止日期之傳統運營商。有些國家計劃拍賣全頻帶且然後通常提議100 MHz塊(如在瑞典)。由於傳統運營商使用，因此其他國家僅具有目前可用之較高或較低頻帶，例如200 MHz。此導致更窄頻特許，如在UK。當剩餘頻譜變得可用時，將發生新拍賣。若不做任何事情(諸如頻帶之一重新分配)，此將導致業者之非連續頻譜持有。可不發生重新分配，此乃因「存在載波聚合」。
大多數國家推廣國家特許，惟提議根據現有計劃為區域服務留出100 MHz (3700 MHz至3800 MHz)之德國及瑞典除外。該塊在瑞典在2023年係可用的。
在EC (歐洲委員會)之「5G行動計劃」中，明確所有國家應： •在2020期間具有在每一國家之至少1個城市中在服務中之一5G網路。 •在2025年全面建成。 此將可能意味，大多數國家將聚焦於中頻帶(3 GHz至8 GHz)，此乃因將存在各種國家覆蓋範圍要求，以便實現EC志向。
亦針對5G識別26 GHz頻帶(24.25 GHz至27.5 GHz)。確切定義在很大程度上取決於WRC-19之結果。在大多數國家，範圍26.5 GHz至27.5 GHz係空的且可現在被拍賣。在某些國家，已開始拍賣。
美國
在美國，存在在mmW上以5G為目標之數個頻帶(24/28/37/39 GHz)，且最近僅聯邦通信委員會(FCC)已開始考量中頻帶頻譜(例如，3.7至4.2頻帶)。業者已識別用於部署NR之現有頻帶之部分，例如，在600 MHz上之T-Mobile及在2600 MHz上之Sprint。
現有使用人不擁有在28/39 GHz下mmW頻譜之即將到來之FCC拍賣。
在中頻帶上，將在CBRS頻帶(3550 MHz至3700 MHz)中允許5G。基於10 MHz塊，該頻帶具有被特許(PAL)及一般經授權(GAA)塊。在37 GHz至37.6 GHz上，提議定義區域使用之特許。
亞太地區
亞太地區中數個主要國家正在計劃2018/2019年期間之拍賣。
韓國在2018年6月向業者拍賣了3.5 GHz (3420 GHz至3700 MHz)及28 GHz (26.5 GHz至28.9 GHz)。
中國計劃在2018期間向CMCC分配在2.6 GHz (總計160 MHz)及4.9 GHz (100 MHz)上之額外頻率。在2019年計劃3.5 GHz (3300 MHz至3600 MHz)之拍賣，其中針對室內使用計劃3300 MHz至3400 MHz。目前，2300 MHz主要係室內4G，但迄今為止，沒有允許5G之指示。
日本正計劃在2019年期間爭奪頻帶3.6 GHz至4.1 GHz、4.5 GHz至4.8 GHz (對於私營為200 MHz)及27 GHz至29.5 GHz (對於私營為900 MHz)。應注意，3400 MHz至3600 MHz之部分已分配給LTE且將最終轉換為5G，但在日本，頻帶分配由法律定義且可花費很長時間來改變。
澳大利亞正計劃在2018末進行在3400 MHz至3700 MHz上之5G拍賣。
在計劃5G拍賣之程序中之其他國家係印度、印度尼西亞、巴基斯坦、泰國及越南。
中東
如UAE、沙特阿拉伯及卡塔爾之國家在2019年至2021年針對3.5 GHz及26 GHz具有具體拍賣計劃。其他國家亦已指示即將到來之拍賣，但尚未知曉細節。
頻譜總結
在表4中展示不同國家中之4G/5G頻譜頻帶之一 總結。經加陰影之項目可用於區域服務及工業自動化。
頻譜頻帶 地區 / 國家 區域使用
600 MHz (FDD) US   
2300 MHz (TDD) 中國 目前主要在室內使用4G。可能亦將允許5G。
2600 MHz (TDD) US、中國   
3300至3400 MHz (TDD) 中國、非洲 在中國在室內。可能針對5G而指派。
3400至3600 MHz (TDD) CEPT、中國、韓國   
3550至3700 MHz (TDD) US (CBRS) PAL基於地區特許。GAA不具有受法規干擾保護之資格。僅可在覆蓋區周圍保護所部屬系統。
3600至3800 MHz (TDD) CEPT、韓國 在德國及瑞典之3.7 GHz至3.8 GHz
3600至4100 MHz (TDD) 日本   
3700至4200 US 所提議規則制定之中頻通知(NPRM)
4500至4800 MHz (TDD) 日本 針對私營為200 MHz
4900至5000 MHz (TDD) 中國 針對區域服務所建議
5925至6425 MHz US 未被特許，可能與FS共用
6425至7125 US 可未被特許或被特許，與FS共用
24.25至27.5 GHz (TDD) WRC-19相關的(在24 GHz頻帶中之US計劃拍賣FDD)   
27至29.5 GHz (TDD) 日本 針對私營為900 MHz
27.5至29.5 GHz (TDD) US、韓國   
37至38.6 GHz (TDD) US 區域使用，37 GHz至37.6 GHz之一可能性；FCC已按規則提議特許
37至43.5 GHz (TDD) WRC-19相關的 37至40.5 GHz 40.5至42.5 GHz 42.5至43.5 GHz
38.6至40 GHz (TDD) US   
42至42.5 GHz US 所提議規則制定之聯邦通知(FNPRM)之一部分
47.2至48.2 GHz US FNPRM之一部分
表 4 – 數個不同國家中之 4G/5G 頻譜頻帶
用以控制對區域頻譜之存取之管製方法
存在獲得對區域頻譜之存取之兩個其他管製方法： •頻譜租賃， •區域特許。 若業者同意對頻譜之客戶控制，或若監管者建立區域特許作為一可行策略，則此等方法係適用的。
在頻譜租賃方法下，一使用人/出租人在收取或不收取一費用之情況下向一承租人出租其特許之部分。該承租人可向一特定地理區出租頻帶之部分、頻譜之一部分或兩者。一轉租係當承租人將頻譜租出給一二次承租人時。在圖18中展示頻譜租賃之一管製視圖。
用於頻譜出租之法規在國家之間有所不同。可管製眾多態樣： •術語 •在對頻譜之法定(法律)控制與實際(原則上為無線電網路擁有者)控制之間不同或並非不同 •申請程序，舉例而言，規定之批准時間 •哪些頻帶可用於出租，考量(舉例而言)競爭影響 •租賃期限，但不超過特許授權之期限 •轉租之可能性 •針對租賃而界定之區 •等等… 而且，監管者可選擇公開或多或少之租賃協議。
下文係關於頻譜租賃之監管情形之一概述： •US關於頻譜租賃係最成熟的；法規自2003年至2004年以來就存在。在商業上實施頻譜租賃。存在頻譜租賃、頻譜聚合器、頻譜經紀人之實例。存在含有所有租賃協議之一公用可搜尋資料庫(ULS) •在南美洲，幾個國家允許MNO之間的租賃。 •在EU，自2012以來在法規中允許主要行動/蜂巢式頻帶之租賃。未必在成員國之法規中實施該租賃。在瑞典、芬蘭、UK、愛爾蘭、德國、法國或意大利，似乎不存在MNO擁有之頻率之任何商業租賃實例。 •在UK，由於競爭影響，Ofcom在主要蜂巢式頻帶中不允許租賃。 •在愛爾蘭，在競爭影響之ComReg審查之後，在主要蜂巢式頻帶中允許租賃。 •在瑞典，准許頻譜租賃。由於其拍賣計劃(缺乏穩定長期計劃)，監管者迄今為止僅允許短期租賃。由於其網路計劃/增建之不確定性，因此業者迄今為止不允許在保證保護之情況下長期租賃。 •在芬蘭，准許頻譜租賃，但從未關於MNO特許解決租賃且因此監管者從未實施此情形。 •對於德國，在2018年秋季在關於3.7至3.8 GHz之一諮詢中首次解決頻譜租賃。監管者將財產擁有者及使用者(租戶)定義為使用人。 •在意大利，准許且在商業上使用頻譜租賃。 •在亞洲，競賽一般阻止數個重要國家之頻譜租賃，且因此頻譜租賃並非法規之一部分，例如，在中國、印度、日本不被允許，但人們對頻譜交易愈來愈感興趣。在韓國允許但不使用頻譜租賃。 •在非洲，一般似乎不允許頻譜租賃。然而，尼日利亞最近發佈了包含頻譜租賃之頻譜交易指南。 • US之MNO頻譜之商業租賃涉及數個情形。 •全國範圍業者在其自身之間租賃頻譜以解決其中需要容量/涵蓋範圍/增長之市場。 •全國範圍業者向非全國範圍業者租賃頻譜，舉例而言，Verizon在美國鄉村之LTE (LRA)計劃。Verizon已與該計劃簽署了21個鄉村及較小運營者，且19家已經由該計劃啟動LTE網路。該計劃允許Verizon迅速地增建鄉村地區。 •在 •對租出5G垂直工業之頻譜之MNO興趣(舉例而言，在一工廠自動化使用情形中)有待驗證。
已主要進行行動頻帶自業者向其他業者之頻譜租賃以便實現來自監管者之覆蓋範圍及其他要求。在量方面，此幾乎完全在US。
在較高頻帶(＞ 10 GHz)中，固定服務係涉及由服務提供者自業者進行租賃之一使用情形。此在US及歐洲兩者中經建立。
隨著5G之到達，垂直工業提供需要專用(行動)頻譜之使用情形。一個問題係哪個角色將成為承租人。
業者對向垂直工業租出行動頻譜之可能性的長期反應係未知的。對於承租人及出租人兩者而言，存在發生此一租賃協議之機會及問題，舉例而言： • MNO對未完全採用之頻譜感興趣 •MNO可不願在需求量大或其中在5年至10年內預期需求之區中租出頻譜 • 30+年之所需租賃時間(歸因於對程序及建築物之投資)遠比MNO之特許持續時間長
5G之引入將導致業者透過網路切割提供SLA之能力之一廣泛改變。雖然藉助所有基於3GPP之網路在各種程度上支援網路切割，但5G CN將為業者提供使得程式化網路切片能夠影響使用情形、QoS類別以及服務提供者之間的分離的一框架。然後將可能具有其中切割可達成網路容量租賃之一部署情形。此將允許區域使用者控制端對端SLA且甚至將RAN之行為(舉例而言，包含QoS)控制在限制範圍內。MNO將根據租賃之SLA來部署RAN且將RAN與CN整合在一起而不失去對計劃及管理之總體控制。
對於頻譜租賃可能之頻帶必須符合特定要求。在特定國家/地區中必須在法規中允許頻帶之租賃。自以上表4移除中國、非洲及日本產生下表：
頻譜頻帶 地區 / 國家 注釋
600 MHz (FDD) US   
2600 MHz (TDD) US   
3400至3600 MHz (TDD) CEPT，惟UK除外 韓國未知。
3550至3700 MHz (TDD) US (CBRS)   
3600至3800 MHz (TDD) CEPT，惟UK除外 韓國未知。
24.25至27.5 GHz (TDD) WRC-19相關的(在24 GHz頻帶中之US計劃拍賣FDD)   
27.5至29.5 GHz (TDD) US 韓國未知。
37至38.6 GHz (TDD) US   
38.6至40GHz (TDD) US   
42至42.5 GHz US   
表 5 – 用於租賃之 4G/5G 頻譜頻帶
區域特許
大多數特許使用預定義管理邊界來定義一特許之區，諸如： •國界 •地區界線或其他較大管理結構 •社區/城市
下一級別之粒度可係財產。藉助此方法，財產及土地使用權可用作待用於區域特許之管理定義。若一較大區頻譜特許需要區域頻譜，則增加粒度之一個解決方案將係使用子區之租賃。若需要，則此解決方案可界定比財產大之區。
目前當一監管者定義比一地區/城市小之一區之一區域特許時，定義一直係一座標及一半徑、一事件名稱、一位址、定義一區之座標等等。此已成為一問題，此乃因此等特許之數目一直係低的。然而，隨著5G使用情形之到來，此將改變。對於監管者而言，其係正在進行中之工作。
若區域特許之數目隨著5G使用情形而增長，則協調亦需要增長： •需要地理資料庫展示被特許區，舉例而言對於新申請者而言。 •實施方案之間的干擾需要透過法規要求來協調。
雖然存在用於商業服務之國家及地區特許，但針對非商業目的而存在區域特許，諸如測試實驗室及測試工廠。某些節目製作與特殊事件(PMSE)服務之特許有可能被視為區域的。5G隨著新類型之使用情形之到來將需要工廠之區域特許，舉例而言，並對法規提出新要求。
5G服務在歐洲之主要頻帶係3.4 GHz至3.8 GHz，且此頻帶之拍賣觸發關於區域特許之監管活動。更高頻帶(舉例而言，24.25 GHz至27.5 GHz (歐洲之早期實施方案之先鋒頻帶))在其傳播特性尤其在於室內使用時不太可能導致共存問題之意義上適合於區域使用。目前，關於此等頻帶之區域特許之監管論述很大程度上超出範圍或可剛剛進入可能性範疇，但預期此情形隨著工業興趣而改變。
特定室內環境適合跨越多個用途重新使用頻譜，尤其在網路由現代建築中之地板分開之情況下。眾所周知，甚至在如3.5 GHz之中頻帶頻率下，跨越一建築物之多個樓層之損失可係數十dB。
中國工業已展現出對標準論壇中之區域特許之興趣，從而表明德國之3.7 GHz至3.8 GHz之提議。
指派給工業之一特許之一 實例係自在1990年代提供給加拿大水力發電工業之1800 MHz至1830 MHz之分配。
歐洲：3.7 GHz至3.8 GHz (3.4 GHz至3.8 GHz之一部分，5G服務之主要頻帶)
數個國家已拍賣頻譜，且更多國家跟進。兩個國家已進行了包含區域特許之協商且正在跟進彼此。 •德國在2018年第三季度頒佈了拍賣規則，而拍賣安排在2019年第一季度至第二季度。該等規則將「區域財產相關之使用」之室內使用與室外使用區分開，此暗示財產為區域之一定義。應注意，存在並非私有財產之財產，舉例而言，街道、公園等等。 •瑞典，最新拍賣在2020年第一季度。最近協商定義「區域塊分配」。區域的在此處定義為係指「小地理區域」，例如礦山、室內設施及熱點。應注意，在協商中亦提及通常對應於一直轄市之地區特許。
USA：3.4 GHz至3.55 GHz (可能擴展至CBRS)
在US，國家電信與資訊管理局(NTIA)正在評估軍事雷達與在此頻帶中之行動寬頻帶之間的頻譜共用。與現有CBRS範圍相比較，傳統運營商系統在此處不同。若CBRS規則適用，則被特許操作將係跨縣的，且一般授權存取將包括第三階層。CBRS頻帶中之大區域大小使其不適合於工業使用，此乃因垂直工業不可能參與拍賣市場。
用於區域特許之頻帶
對於區域特許可能之頻帶必須符合特定要求。監管者必須允許區域特許
保持上表4中之區域新方案產生下表：
頻譜頻帶 地區 / 國家 注釋
3300至3400 MHz (TDD) 中國 在中國在室內。可能針對5G而指派。
3550至3700 MHz (TDD) US (CBRS) PAL基於地區特許。GAA不具有受法規干擾保護之資格。僅可在覆蓋區周圍保護所部屬系統。
3600至3800 MHz (TDD) 在德國及瑞典之3,7 GHz至3,8 GHz 室內及室外
4500至4800 MHz (TDD) 日本 針對私營為200 MHz
27至29.5 GHz (TDD) 日本 針對私營為900 MHz
37至38.6 GHz (TDD) 37 GHz至37,6 GHz係在US之一可能性 FCC已替代地按規則建議特許且與聯邦使用共用。
表 6 – 用於區域特許之 4G/5G 頻譜
對租賃及區域特許之技術支援
在歐洲，eLSA係管理對IMT頻帶中之頻譜之存取的ETSI規定之系統特許共用存取之一接續，其中無法在一合理可預見時間內撤離傳統運營商。可按時間及地理區域管理存取。系統創建傳統運營商不允許其他人使用之地理保護及禁區。在eLSA，引入允許區帶以亦達成區域使用人處置，其中可使授予及管理諸多區域存取特許之程序自動化。其亦將包含依據諸如MNO之所建立特許處置向區域使用者之頻率租賃。圖19展示分配給諸如IMT之行動服務之一頻帶之假定頻譜分配可能性。
關於eLSA系統之規範工作已在ETSI (歐洲)開始且基於ETSI技術報告「關於區域高品質無線網路之暫時頻譜存取之可行性研究」。關於系統要求之技術規範假定在2018末準備就緒且後續接著關於架構及程序流程之規範且然後後續接著一協定規範。在亞太地區，已共用與「區域」服務相關之資訊且已批准關於一技術報告之開始工作。
eLSA系統基於一資料庫/控制器概念。其藉助例如諸如空白之所授予存取或按規則被特許存取支援特許及租賃，而非未被特許/免除特許操作，此乃因此將不提供必要干擾保護要求。
資料庫經命名為eLSA儲存庫且假定在監管域中。控制器經命名為eLSA控制器且確保eLSA使用人之系統將具有所需組態以根據特許條件來操作，藉此容易地支援高品質需要以支援URLLC使用情形。控制器將自eLSA儲存庫獲得所需要管製共用及共存要求。
圖20展示區域特許之一可能架構草圖，而圖21展示租賃之可能架構。在後一情形中，eLSA控制器盒亦含有某些eLSA儲存庫功能，此乃因MNO係租出頻率之MNO。
在US，聯邦通信委員會(FCC)已在FCC規則中所編纂之法規中定義在3550至3700 MHz頻帶中之公民寬頻無線電服務(CBRS)。圖22圖解說明CBRS之態樣。
海軍雷達及固定衛星系統(FSS)服務(兩個服務構成階層1傳統運營商主要服務)正在使用CBRS頻帶。亦保護在47 CFR Part 90、Subpart Z之規則下操作之祖父級無線寬頻服務使用者(諸如無線網際網路服務提供者(WISP))免受來自CBRS之干擾，直至2020年4月為止。兩個剩餘階層分別允許在頻帶中發佈優先權存取特許(PAL)及一般經授權存取(GAA)以供無線寬頻帶使用。PAL使用者基於所獲取被特許區及頻寬而受益於對頻譜之特許。允許GAA使用者基於經授權存取而存取較高階層未利用之任何頻譜。
無線電裝置基於其位置及其操作參數而經註冊為公民寬頻無線電服務裝置(CBSD)。任何合格無線電裝置可請求對優先級存取特許(PAL)及GAA頻譜之存取。由於FCC不給予對GAA頻譜使用者之任何監管保護，因此使工業協議為GAA共存創建解決方案。雖然無線創新論壇(WInnForum)規定主要面向法規遵從性之技術無關協定，但CBRS聯盟力圖改良在CBRS中操作之LTE網路之效能。
CBRS聯盟特許為一工業貿易組織，該工業貿易組織力圖針對各種使用情形(包含與公用服務、最後一裡替換之固定無線服務及工業無線相關聯之業者部署之小小區網路)促進及改良LTE在頻帶中之操作。聯盟規定對網路架構之改變以允許傳統業者部署之操作及私人網路操作(包含中立主機)兩者，且已提供建立3GPP中之貢獻之動力之一平台以用於針對在頻帶中之LTE-TDD及LTE-eLAA操作定義頻帶48及49。CBRS聯盟亦將在2019年把5G NR引入至該頻帶中。使5G聚焦於工業無線應用符合CBRS聯盟之使命。
頻譜存取系統(SAS)、一地理定位資料庫與策略管理器授權由CBSD對CBRS頻譜之存取。根據FCC法規，SAS主要保護較高階層使用者免受較低階層操作影響。由SAS-CBSD及SAS-SAS介面闡述CBRS中之邏輯關係，如圖23中所展示，圖23圖解說明高階SAS架構，包含GAA頻譜之共存管理器(CxM)功能。藉由實施形成通知SAS關於沿海雷達活動之環境感測組件(ESC)的一感測器網路而保護聯邦雷達系統。在大地理區域內在10 MHz塊內給予PAL使用者地區特許。
每一PAL係10 MHz且限於拘限在CBRS頻帶之前100 MHz(亦即，3550 MHz至3650 MHz)內之七個特許之一最大值。新規則已使特許區以縣為基礎，縣數目在美國為3142。在每一特許區中存在七個PAL，特許期限在具有一續期保證之情況下係十年，且特許可經分割及分解。單個業者之上限為四個PAL特許之一最大值。在地理約束下出租頻譜之能力及分解特許之能力將支援工業之頻譜使用之一二級市場。以此方式，PAL特許可能在不具有顯著累贅之情況下支援URLLC。
WinnForum定義用於管理頻帶(包含傳統運營商保護)之技術中立機制及PAL。形成對GAA使用者之間的共存之額外要求，其中很多爭論係關於是否應由SAS之中央機構或由CBSD之區域動作(由無線電環境之瞭解引起)對共存進行工程設計。
圖24係PAL頻譜管理之一圖解說明。僅在具有在一或多個CBSD之一實際部署周圍繪製之一輪廓之一覆蓋區內保護PAL使用者。此等覆蓋區稱為PAL保護區(PPA)且受來自傳輸站之-96 dBm之一信號位準限定。PAL保護區(PPA)表示具有重疊覆蓋區之所部屬CBSD叢集，該等重疊覆蓋區可經融合以顯示出有資格干擾保護受PAL或GAA之其他不相關聯使用的一多邊形區域。該圖展示數個特許地域，該等特許地域中之每一者對應於一縣。橫跨多個特許地域(亦即，在一個以上地域中具有特許)之PAL使用者可組合其特許以形成一共同頻道指派。
GAA使用者可使用PAL頻譜，只要保護PPA中之實際PAL部署免受在PPA內超過-80 dBm之總干擾。此情況在圖中針對PPA C經圖解說明，其中允許兩個GAA CBSD在與PAL使用者相同之頻道上操作，只要來自其傳輸之總干擾在大部分PPA邊界上不超過-80 dBm。來自不同業者之重疊或足夠緊密接近之PPA將明顯地使用排他頻譜分配。因此，若頻帶不受較高階層阻礙，則保證GAA使用者存取所有150 MHz之頻譜。
雖然未保護GAA使用者免受相互干擾或來自更高階層之干擾，但WInnForum及CBRS聯盟已參與嘗試規定為GAA使用者創建更高品質之體驗之方法。CBRS聯盟程序重新分配由SAS指派給CBRS聯盟共存群組之頻譜，基於環境模型化而創建區域干擾曲線圖，且最佳化自建議CBSD網路之一共存管理者(CxM)之頻譜分配。另外，CxM管理TDD信號之上行鏈路-下行鏈路協調。預期LTE-TDD網路將全部經小區相位同步且CBRS聯盟共存規範詳述將如何獨立於SAS或CxM而達成此。WInnForum及CBRS聯盟將嘗試保證每CBSD至少10 MHz之頻譜。在擁擠區域中，此可能不考量eMBB服務。
PAL及GAA頻譜兩者可解決URLLC要求，但無法在所有GAA情形中保證URLLC品質。一業者因此將不能夠達成將向一客戶許諾容量或潛時效能將不降級之SLA，除非所覆蓋之設施與其他干擾者實體上隔離。
CBRS具有數個缺點： •特許制度之三層性質及尤其允許GAA之規則在頻帶之效用方面產生許多不確定性。此不確定性中之某些不確定性起因於缺乏對GAA頻譜是否與未被特許頻譜一樣或與空白類似之理解：其並非如此。實際上，對圍繞GAA使用之FCC規則之一嚴格解釋會導致人們錯誤地相信空白類似。 •WINNF規範已在某些業者當中形成了其可以確保干擾保護之一方式單獨地使用GAA頻譜之一印象。此一印象將可能需要在使用者當中劃分頻譜達到其中折衷頻寬之品質之程度。此不適合於eMBB使用。 • WINNF及CBRS聯盟共存規範易於降低室外部署之價值。在比低功率基地台大之一程度上將高功率基地台計入傳統運營商保護。室內部署在指派頻譜時可為有利的，且大室內節點網路可獲取的比其公平頻譜份額多，除非SAS引入公平性量測。預期將存在基於商務保證之務實方法。 • CBRS之令人感興趣之使用情形係在城市小型小區及微型小區中進行覆蓋及卸載。此情形之原因主要係大特許區，且業者更可能在利潤豐厚之市場中競標特許。對於CBRS之工業自動化使用，業者必須在意圖分解或租賃其頻譜之情況下獲取特許。 •已在5G主要關注之一頻帶中定義CBRS。提供頻譜所依據之條款(尤其係PAL)使頻帶對於eMBB服務是成問題的且對於工業目的(包含URLLC操作模式)具有混合效用。
另一方面，關於CBRS有些喜歡的事情： •由CBRS使用之用之棄之方法在改良頻譜效用方面係一深思熟慮之練習。規則激勵業者在進行實際部署之情況下使用其特許，且業者有動機部署其自身之無線電或租出PPA以實現其頻譜以外之收益。 •若CBRS中之大多數使用者係室內小型小區使用者，則將保證頻帶之成功。大量工業使用情形皆符合條件。 •FCC無法使拍賣程序偏向於有利於工業及企業頻譜使用。此外，工業使用者並不對競爭特許市場真正感興趣。實際上，愛立信之區域特許概念取決於特許按規則指派給不動產所有者，可能需要少量註冊費。藉由允許分解特許，FCC已給工業使用者提供選擇(以GAA規則進行租賃、購買或操作)。 •CBRS應進入商業部署及將在現場經證實。形成標準(包含在頻帶中之LTE使用之彼等)之工業組織之建立以某種形式確保頻帶之實際部署及成功。關於在2.3 GHz中之LSA並不同樣適用。實際上，在其他監管者(例如，Ofcom)當中顯著關注CBRS。部署CBRS之體驗可鼓勵電信工業接受CBRS作為實施頻譜共用之一可容忍方式。
共存
一般而言，當使用蜂巢式或RLAN技術之工業網路與其他服務(例如，衛星)共用頻譜時，將存在共存問題。倘若此等服務之間存在充分地理隔離或貫穿路徑損耗，工業可能獲得對在全球範圍內經指定以供無線電導航、衛星服務或固定服務使用之頻譜之存取。舉例而言，頻譜之室內工廠使用可容易地發生在衛星頻帶中。合意的係，此等頻帶靠近於經分配以供RLAN使用或IMT之頻帶使得製造商有動機在無線電設備內包含此等頻帶。CBRS頻帶係與已經指定以在全世界大多數市場中供行動使用之頻帶具有緊密關聯性之一個此類頻帶。
頻譜之工業使用之另一態樣係頻譜效用問題。雖然蜂巢式技術具有高頻譜效率之優點，但管製達成一高頻譜重新使用程度亦係必要的。在諸多情形中，此將涉及理解可在緊密接近之特許區中重新使用頻譜之程度。
存在當共存實際上係不成問題的時之情形。工業之使用情形之室內頻譜可受益於其他(舉例而言，衛星、FS、FFS、雷達(不僅室內))之不可用頻譜(不包含行動分配)。然而，亦必須考量工業之室外頻譜之使用情形。
雖然室內工業使用情形確實可受益於可經指定以用於其他服務(例如，衛星、FS、FSS、雷達等)之二次使用頻譜，但由工業針對室外使用指定區域頻譜同樣重要。
共用頻譜 – 市場考量
共用頻譜法規背後之理念在USA與歐洲之間不同。FCC願意以高度重視頻譜效用之一方式定義CBRS，而EU已傾向於頻譜品質及穩定性。
在歐洲，使工業IoT之支援聚焦於被特許頻帶，此乃因可在一特定位準上含有來自其他者之干擾位準。預期在一國家將存在諸多特許及租賃合同。
一 演進式LSA系統在ETSI中經設計從而以一高效方式處置部署及共存問題。取決於國家，具有共頻道可能性之共存情境可係區域室內至區域室內、區域室內及重疊地區覆蓋範圍及區域室內至區域室外。處置此情況所需要之管製共用條件在於(舉例而言)頻率域(及可能重新使用模式需要)、防護距離(若需要)、壁損失假定及藉由在界線處設定將確保對鄰居之干擾之一可預測性之一可允許最大信號強度位準。此將促進具有已知預期干擾水平之網路之部署以確保所需網路品質位準。
具有不可預測干擾行為之未被特許及被特許免除頻帶可用於不需要高QoS之服務且可同時與被特許網路一起使用。
在US，最有可能將在CBRS內發生頻譜之租賃及私人使用。PAL法規面向保護實際部署。倘若所建立PPA不受干擾，一使用人之無線電未覆蓋的在一特許定義內之區對於GAA使用者係可用的。然而，使用人藉由允許私人PPA租賃特許而自由地使其特許貨幣化。此可能改良頻譜之效用。
GAA使用對私人部署係開放的且將取決於各種因素而具有混合體驗品質：城市化、人口密度、商業利益、室內與室外部署、小型小區與大型小區之室外部署(低功率與高功率)。
WInnForum及CBRS聯盟參與定義GAA之共存原理，此可減少來自所分配頻譜之共頻道使用對GAA使用者之干擾影響。共存程序之形成係有爭議的且一般涉及使頻譜分配在被視為干擾彼此之相鄰CBSD之間正交化。此具有在某些情況下減少對CBSD之個別頻譜分配之缺點。此對於在頻帶中之NR使用係特別令人擔憂的，尤其在其中預期eMBB覆蓋範圍之情形中。
未被特許頻譜
無線之工業使用可與蜂巢式或無線電區域網路(RLAN)技術重疊。實際上，不必要將頻譜之所有工業使用分類為高度可靠或與關鍵通信有關之衍生物。工業自動化環境之特定特性對頻譜可用性、部署容易性及低監管以及形成可信賴且安全網路化之機會係高度重要的。然而，工業使用之諸多使用情形及可能大多數使用情形亦可利用免除特許頻譜。形成Multefire及LAA作為免除特許操作之技術為蜂巢式工業提供進入RLAN域之一途徑。
未被特許頻譜之關鍵缺點包含在存在干擾之情況下進行操作之必要性及由共用頻譜使用基於分散式智慧導致之低可靠性。此通常意味無線電節點使用衝突避免及先聽後說禮儀來即時存取頻道。此不適用於KPI保證。因此，未被特許頻譜通常不適合於任務關鍵應用。
工業應用之未被特許所關注頻譜頻帶橫跨各種頻譜頻帶。美國之FCC近年來在擴展未被特許頻譜之可用性方面一直係最積極的。
表7列出各個國家之未被特許頻帶，其中加下劃線文字係指考量中之頻帶。表中之頻帶係針對寬頻帶使用列出之彼等且不包含經指定為短範圍裝置通信頻帶之數個頻帶。未被特許頻帶由於干擾可能性而一般不適合於URLLC。
頻譜頻帶 地區 / 國家 注釋
600 MHz USA TVWS規則允許未被特許空白裝置在無線服務與TV頻帶之間的防護頻帶中且在無線下行鏈路頻帶與上行鏈路頻帶之間的雙工間隙中操作。此包含在亦託管無線電天文學服務(RAS)之UHF頻道37中之未被特許操作。
902至928 MHz USA 部分15跳頻或數位調變
863至870 MHz 歐洲 無線麥克風之短程裝置頻帶，LPWAN使用viqa SigFox
2400至2,483.5 MHz 全世界 ISM頻帶，部分15規則。
5.150至5.250 GHz USA、歐洲、日本 US：U-NII-1頻帶，僅室內使用，整合式天線 歐洲RLAN頻帶1
5.250至5.350 GHz USA、歐洲、日本 US：U-NII 2A，室內及室外使用 歐洲：RLAN頻帶1需要TPC
5.350至5.470 GHz 歐洲 歐洲：可用於RLAN使用
5.470至5.725 GHz USA、全世界 U-NII 2C/2E，DFS及雷達偵測，室內及室外 歐洲：RLAN頻帶2
5.725至5.850 GHz USA、全世界 U-NII 3頻帶與全世界之ISM頻帶重疊
5.725至5.875 歐洲 BRAN
5.925 至 6.425 GHz USA 所提議 U-NII 5 頻帶，所需要 AFC ( 資料庫 )
6.425 至 6.525 GHz USA 所提議 U-NII 6 ，僅室內
6.525 至 6.875 GHz USA 所提議 U-NII 7 ，所需要 AFC
6.875 至 7.125 GHz USA 所提議 U-NII 8 ，僅室內
57至64 GHz USA、加拿大、韓國 未被特許mmW
59至66 GHz 日本 未被特許mmW
59.4至62.9 澳大利亞 未被特許mmW
57至66 GHz 歐洲 未被特許mmW
66 至 71 GHz USA 針對 FCC 未特許進行提議
表 7 – 未被特許頻帶
歐洲及US之頻譜租賃並非一管製問題，但業者之興趣及業務有待觀察。在亞洲及非洲，已開始頻譜租賃討論。
工業之使用情形之室內頻譜可受益於其他(舉例而言，衛星、FS、FFS、雷達(不僅室內))之不可用頻譜(不包含行動分配)。然而，亦必須考量工業之室外頻譜之使用情形
雖然室內工業使用情形確實可受益於可經指定以用於其他服務(例如，衛星、FS、FSS、雷達等)之二次使用頻譜，但由工業針對室外使用指定區域頻譜同樣重要。
eLSA與用於頻譜租賃及區域特許之頻帶及技術無關。CBRS將成為頻譜在美國之工業使用之最佳機會。CBRS在可由IMT在全球存取之一頻譜範圍中經規定，從而使規模經濟成為可能，且允許特許之租賃以及分解。允許分解不意味CBRS將達成區域特許。
IMT及MBB頻譜之全球協調一直係從未充分地實現之一期望。多年來相異管製行動對行動服務之頻譜之效果將使得難以達成工業使用情形之協調。然而，電信工業之興趣係針對工業使用分配頻譜範圍3400 MHz至4200 MHz及24.25 MHz至29.5 GHz之部分。
在其中將開始5G之增建之中國及US以外，3400 MHz至4200 MHz將可能係第一頻率範圍。在此範圍中之區域特許之有限管製支援將形成非MNO相依頻譜使用之延遲。舉例而言，在瑞典，最早可在2023年之後獲得區域特許以供5G使用，且在大多數其他歐洲國家，尚未考量管製行動。因此，在彼時間段，租賃將可能係存取頻譜之唯一選項，惟一MNO所提供服務除外。mmW頻譜可係受關注的從而以一更及時方式達成區域特許之可用性，但在某種程度上將取決於WRC-19中之行動頻帶之分配。
安全性
人們常說，一系統之安全性僅像最弱環節一樣強。然而，取決於彼係系統之哪一部分，破壞(或忽視)其可具有非常不同後果。在談及涉及一個以上實體之一系統時，所使用之安全身份以及其處置及保護係其他安全性功能之一大部分所依賴之建構塊。該等身份用於鑑認實體、用於授予存取及授權行動，且用於建立實體之間的安全工作階段。此意味一裝置需要具有一安全身份且提供保護且隔離裝置之身份及認證的基於硬體(HW)及軟體(SW)之機制。不僅需要保護身份，而且應(例如)透過對在裝置上運行什麼SW之恰當控制確保裝置自身之安全。藉由在裝置中具有一HW信任根(RoT)(基本上，為安全性之基礎之一信任錨)而達成所有前述事情。
身份
一裝置之一 身份用於向一通信方識別該裝置。該身份通常由一識別符及若干認證(諸如用於裝置之鑑認之一金鑰、金鑰對或密碼)組成。一經鑑認身份使得通信方(諸如網路、服務或同級裝置)能夠針對網路/資源存取控制、服務使用、收費、服務設定品質等等做出良基安全性策略決策。
基於一共用秘密之身份依賴於所有通信端點且僅通信端點知曉一秘密值之事實。該共用秘密之隨機性係一個關鍵特性。其對於一使用者名稱-密碼對(一基於共用秘密之身份之最基本形式)通常係相當弱的。除隨機性之外，秘密之長度及安全地處置秘密(兩者皆在裝置及伺服器側處)係重要的。
在具有不對稱金鑰之情況下，一實體之識別符係不對稱金鑰對之公開金鑰且對應私密金鑰充當鑑認認證。可由存取對應公開金鑰之任何人驗證使用私密金鑰產生之一簽章。與對稱(共用秘密)金鑰相比較，此可能係不對稱金鑰之主要長處。
為給基於不對稱金鑰之身份賦予額外價值，可能獲得由一憑證機構(CA)證明之身份。CA驗證擁有金鑰對之實體之身份且頒發證明擁有者與公開金鑰之間的連結之一憑證。關於憑證之缺點包含憑證(或憑證鏈)之大小(此可係約束環境中之一問題)及獲得且維持(更新)憑證之增添成本。為了減少成本，一企業亦可設置其自身之CA。
原始公開金鑰(RPK)機制在預共用金鑰之簡單與不對稱密碼解決方案之益處之間進行一折衷。一RPK係顯著小於一典型憑證之一簡約憑證，僅含有呈一特定格式之公用金鑰。一RPK與自簽署憑證之相似之處係：不存在擔保所提供身份之可信實體，亦即，接收此身份之同級者需要使用一帶外機制來信任其係其想要與之通信之實體之身份。
對於所有公開金鑰基礎設施(PKI)，推薦具有撤銷所破解金鑰之一方式。可自一憑證機構(CA)提取之一憑證撤銷清單(CRL)或使用線上憑證狀態協定(OCSP)在線上檢查憑證狀態係共同方式。
3GPP蜂巢式系統係在何處使用基於共用秘密之身份之一主要實例。一3GPP身份由IMSI、一15數位識別符及其相關聯認證、一128位元共用秘密組成。此資訊儲存於3GPP核心網路中之用戶資料庫(例如，HLR或HSS)中及裝設於使用者設備(UE)中之UICC或SIM卡上。UICC既充當3GPP認證之一安全儲存區又充當3GPP認證之一TEE。對於IoT裝置，可替代地使用永久整合之嵌入式UICC (eUICC)。eUICC具有一較小佔用面積且允許訂用資料之遠端更新。
對於5G，3GPP亦考量傳統SIM認證之替代方案，亦即，所謂的「替代認證」。TR 33.899著眼於不同身份解決方案，包含憑證。在規範中，例如，在33.501中闡述對憑證之支援，其中EAP-TLS經定義為AKA之一替代方案。EAP-TLS暗示憑證正用於鑑認。為了識別網路，可透過隱藏識別符(SUCI)(其係以其家庭網路之公開金鑰加密的UE之私有識別符(SUPI))之定義部分地獲得憑證之使用，亦即，網路已具有一不對稱金鑰對，其中公開金鑰係用戶設定檔之一部分。在3GPP TS 23.501中定義SUPI；在彼處，給出網路位址識別符(NAI)作為識別符之一個可能格式，此亦將支援憑證之使用。
端對端(E2E)安全性
在大多數情形中，保護一裝置之通信係重要的。既防範資訊洩漏至某一未授權第三方又防範第三方修改路徑上之資料。此可藉由應用機密性(加密)及完整性(資料簽署)保護來達成。資料之確切安全性需要係與使用情形非常相依的且與資料、其使用、敏感度、價值及相關聯於資料之誤用之風險有關。然而，作為一經驗法則，應始終施加完整性保護，同時應逐案例評估對機密性保護之需要。一般而言，一單個金鑰應僅用於一個目的(加密、鑑認等等)。
為了保護資料，存在諸多可用之標準化協定，包含「常規」網際網路安全性解決方案，諸如TLS、IPsec及SSH。IoT最佳化之解決方案包含DTLS作為IoT之一TLS變體及正在進行之工作以簡述IoT友好之IPsec。而且，應用層安全性解決方案(諸如在IETF中定義之OSCORE)係可獲得的且尤其可用於受約束裝置。與TLS相比較之益處包含：可甚至透過例如用於與休眠裝置一起使用之儲存轉送類型之通信之輸送層代理提供端對端安全性。亦最佳化協定額外負擔。
3GPP亦提供用於甚至在3GPP網路外側保護一服務之端對端訊務的工具。泛型啟動載入架構(GBA)(3GPP TS 33.220)使用SIM認證來向一網路服務鑑認UE/訂用，在GBA用語中稱為網路應用程式功能(NAF)。GBA需要在服務/NAF與業者之間存在一信任關係。使用彼信任，NAF可向網路請求工作階段金鑰，該等工作階段金鑰基於UE之SIM認證。彼等工作階段認證可用於UE與服務之間的鑑認及安全工作階段建立。
硬體信任根
一硬體信任根(HW RoT)之概念包含以下態樣： •安全儲存 •安全/所量測啟動 •HW加強之可信執行環境(TEE) •HW保護之密碼及金鑰管理(密碼加速度、基於HW之隨機數產生器、安全地產生/儲存/存取金鑰)
HW安全性亦延伸至其中製造裝置之環境，諸如在製造及開發期間使用之介面及機構之保護、安全金鑰佈建之使用、金鑰產生、安全裝置組態、代碼簽署等等。
用於擔保一裝置按照期望表現之基礎將能夠確保僅在裝置上運行經授權韌體/軟體。此需要起源於一硬體信任根之一安全啟動機制。該安全啟動機制在裝置啟動期間驗證所有經載入軟體經授權以運行。一HW RoT係固有地受信任之一實體，此意味無法自其信任邊界外側更改其資料、代碼及執行。其由必須按照預期(根據其設計)操作之功能組成，不論在裝置上執行什麼軟體。
一 裝置亦必須具有一安全儲存機制以在儲存於(晶片外)非揮發性記憶體中時保護裝置敏感資料，諸如密碼金鑰。此一機制亦依賴於一HW RoT，例如，儲存於晶片上非揮發性記憶體或OTP記憶體中之一晶片個別金鑰。
為了能夠自惡意軟體傳染中恢復，且為了最小化裝置之敏感資料或所改變行為之損失風險，韌體及軟體之安全性相關部分應與其他軟體分開(且隔離地運行)。此係使用一可信執行環境(TEE) (使用HW隔離機制而形成)來達成。
裝置硬化
一 裝置通常含有用於除錯及HW分析之介面及機構，其中目標係找出在ASIC生產、裝置生產期間或在現場發現之一給定裝置之問題。聯合測試行為群組(JTAG)，IEEE標準1149.1係用於除錯及各種HW分析之一共同介面。必須保護此等機構及介面，使得其無法由未授權人使用以擷取或修改FW/SW及/或裝置資料。此可藉由永久地停用介面、僅允許經授權實體使用介面或限制可藉助介面存取什麼內容而達成。而且，對於經授權存取，必須保證屬裝置之擁有者/使用者之敏感資料(諸如金鑰)無法由執行除錯/錯誤分析之人存取。
SW安全性係裝置安全性之最重要建構塊中之一者。HW安全性及SW安全性兩者彼此互補。雖然不可能在不具有HW安全性作為一基礎之情況下建構一安全裝置，但同樣亦適用於SW安全性。
雖然具有應用程式處理器之IoT GW通常運行基於Linux之OS，但基於MCU之IoT裝置主要運行輕量OS，諸如mbed OS及Zephyr OS。亦存在在必須滿足高可用性及安全性要求之裝置上使用的其他高度安全性經證明之OS。選擇正確之OS係重要的，且彼OS之安全性硬化同樣亦係重要的。硬化熵、使用者空間分量及網路功能亦可被視為OS安全性硬化程序之一部分。與裝置硬化有關之待考量之其他態樣包含 •使用根據最佳安全軟體開發實踐來開發之SW。 •沙盒化及隔離–在一沙盒化環境中運行SW。 •最小特權概念 – 程序僅獲得所需要特權。 •密碼硬化 –使用具有可追溯及所審閱代碼之安全密碼庫。 •密碼安全PRNG之使用。 •認證(在適用時)。 •安全SW更新–以一及時方式應用之經簽署更新。
安全之安全性
然而，應在任何安全系統中實施此等安全性機構/工具(可排除不可否認性)，而不管目標是否係形成一安全系統。安全要求可更多地係所需要之安全性等級之一指示，且需要複查安全性組態，此乃因任何錯誤可比在不具有安全性要求之一系統中具有更大後果。安全性組態亦係關於選擇系統中所使用之安全性/演算法/金鑰之正確級別。除安全性之外，安全之一(至少)同樣相關部分係(例如)與構成系統之通信頻道及服務兩者有關的系統之可用性/可靠性，或組件之正確操作(所報告之值係準確的、時間同步等)。
干擾
與安全性一樣，干擾亦係在安全領域佔有一席之地之一話題。干擾係一種形式之拒絕服務(DoS)攻擊。某些DoS對策亦適用於干擾，例如負載平衡與重新路由訊務(其在空中介面上將意味負載平衡與速率限制)、備用基地台及額外頻率。
工業裝置
工業裝置之範圍介於自小的簡單單目的感測器至大的複雜裝置組，諸如機器人單元及造紙機。因此，吾等在此解決之一個非常相關問題係什麼係一裝置?通常以兩個主要方式將IoT裝置分類：感測裝置及致動裝置。感測裝置配備有量測一特定態樣(諸如溫度、亮度級、濕度、開關等等)之某種感測器。致動裝置係接收一命令且因此改變狀態之此等致動裝置，例如，可接通或關斷或對風扇速度進行空氣調節之一燈泡。更複雜裝置具有經組合但仍存在僅一個通信介面之一組感測器及致動器。甚至更複雜機器可由數個較小裝置(由數個感測器及致動器構成)組成。通常，甚至對於一小裝置，一微型控制器或小型電腦處於適當位置中以託管通信堆疊器以及處理能力、記憶體等等。實質上，一非常複雜裝置實際上係本身由數個部分組成之一小網路，該數個部分可需要或可不需要彼此互動且可或可不透過同一通信模組通信。
對通信自身提出之要求範圍取決於所討論之裝置所針對之任務之目的及臨界狀態而變化。此等要求可包含通量、潛時、可靠性、電池壽命及經擴展覆蓋範圍。例如，可看到具有放寬通信要求之報告溫度改變之一簡單感測器，然而自雲端無線地控制機器人需要一URLLC服務。網路需要能夠在同一部署中支援裝置與服務之一混合。假設所討論之裝置實際上係具有透過同一介面通信之不同組感測器及致動器之一複雜事物，網路亦可需要支援服務之一混合，亦即，來自同一裝置之不同類型之訊務。例如，此可係一機器人，該機器人具有用於監視目的(行動寬頻帶訊務串流)之一視訊攝影機及操縱臂(URLLC訊務)或具有遠端控制功能之一港口跨式起重機。
為了進入垂直工業市場，有必要解決上文所闡述之不同使用情形且回答關於裝置之幾個關鍵研究問題。如何組合裝置與不同URLLC要求，如何組合一裝置內之不同URLLC串流及如何組合一裝置內之非URLLC串流與URLLC串流。如何監視裝置內之QoS度量且將此資訊及時發送至BS或網路控制器?如何確保裝置(UE、載波等)內之冗餘?
最後，裝置並非網路之一隔離部分，尤其在其具有高處理能力之情況下。確切而言，裝置係系統之一部分且可託管系統功能，例如，邊緣雲端之一部分或聯盟機器學習演算法之應用、自運算及隱私性視角兩者來看什麼可係有益的。
分散式雲端
以下論述介紹經特殊設計以滿足工業情境之要求(工業雲端)之一分散式雲端之概念。此外，闡述能夠自製造站點收集、儲存及管理大量資料之一資訊管理系統。透過一良好定義之API處置對所儲存資訊之存取，該良好定義之API允許開發者完全聚焦於如何處理資料而非嘗試想出如何得到特定所關注資料。
雲端中之傳統(IT)集中式運算提供優於區域託管之諸多益處。技術優點包含對運算資源(CPU、儲存、網路、應用程式、服務)之普遍存在的按需存取、彈性(按比例擴大及縮小資源)及計量(監測實際使用並為實際使用付費)。服務提供者之資源經聚集以同時服務於多個消費者。藉由利用由一服務提供者部署、管理及維持之遠端硬體，可自區域IT部分卸載許多工作。對於個別消費者，所有此等性質轉化為一較低總體成本。
一 集中式雲端模型具有諸多優點，但不解決所有工業要求。有兩個主要問題要考量。首先，在大距離內之傳訊增添了總體潛時。對於具有嚴格定時約束之(硬)即時程序，對雲端之往返延遲可不利於效能或甚至使特定使用情形不可能實施。延遲時基誤差亦可成為一大問題，此乃因去往及來自雲端之通信可涉及在其上小控制係可能之諸多外部鏈路。第二，與工業生產相關之運算任務趨向於對可用性、穩健性及安全性提出相當嚴格要求。即使可且應以冗餘及故障安全之方式設計及設置雲端本機應用程式及服務，亦不容易地保證通信。例如，纖維電纜可由於營建工事斷開，路由表可受毀壞，且發生斷電。無論出於何種原因，網路連接之任何中斷可對於生產變得災難性。特定而言，必須做出依賴於在一中央雲端中執行之一閉環控制演算法之任何事情，使得非常小心地處置通信損失。彼是否意味對控制演算法、一從容降級或其他事情之站點上複製必須視情況而定。
為了減輕上文所闡述之問題同時仍保留雲端運算之益處，提議一分散式方法。在圖25中繪示原理。基本上，一中央雲端(亦稱為一資料中心)在實體上不同位置處連接至數個其他運算執行個體。此等周邊執行個體可關於處理功率、記憶體、儲存及可用於通信之頻寬具有相當不同能力。通常，應用程式亦經分散以在單獨硬體上運行該等應用程式之不同部分。與製造結合使用，此系統稱為工業雲端。通常同義地用於分散式雲端之另一概念係邊緣雲端。然而，術語「邊緣雲端」亦可用於具體係指位於基地台中之雲端資源。清晰地，如圖25中所展示，一工業雲端情境更普遍且亦跨越除基地台以外之位置。
功能要求(亦即，指定行為及做什麼)及非功能要求(與系統之操作有關之品質屬性)判定在何處部署特定任務。使資料靠近於使用資料之位置對於時間約束之任務係有利的。在其他使用情形中，頻寬限制可使其中產生資料之暫時儲存區成為必要。因此，需要區域(站點上)運算及儲存資源。然而，亦存在在中央雲端中更佳地處置之大量時間不太關鍵任務。例如，預測性維護及異常偵測通常取決於日誌及感測器資料之長且完整時間系列。將此資訊儲存於資料中心中會簡化深度學習演算法之一後驗分析及訓練。
即時製造軟體平台
站點上邊緣雲端部署被視為減少部署及管理成本之新的且經改良應用之促成因素，包含由僅軟體解決方案替換設備之部件之可能性。一典型實例係機器人控制器，該機器人控制器在現有舊有部署中係緊挨著每一製造機器人而裝設之一硬體盒，本質上為一工業級PC。此設備負責對機器人之即時控制，如運動控制，從而需要毫秒級控制迴圈。此等棕地技術之雲端化中之第一步驟係軟體自控制器移動至站點上雲端，因此藉由移除額外硬體元件而簡化裝設。
朝向一完全軟體定義之工廠之下一步驟係將現今之軟體控制器之功能分解成更細粒功能以利用係在雲端中執行程式之益處之每功能可靠性、按比例縮放、狀態資料外部化及易管理性(如更新及版本控制)。每一此功能囊括構成控制每一製造程序之實際商務邏輯之總體域特定程式之一特定部分，且理想地，其係可跨越不同此類程式重新使用的。在5G製造內容脈絡中，設想在製造軟體平台(MSP)中形成且在製造軟體平台(MSP)之頂部上運行程式，該製造軟體平台以一功能即服務(FaaS)方式提供常用功能(如物件辨識、運動控制或即時分析)，從而重新使用網絡規模IT工業之概念、工具集及經驗。MSP之提供者經由彼此上下地堆疊且提供一增加級別之現實抽象之組件達成實體裝置之高靈活性及可程式性。此等抽象既在偵測/感測/輸入上又在命令/致動/輸出時使用。
此等高級別概念係(舉例而言)自低位準感覺輸入合成之觀察，通常組合來自數個源之資訊。舉例而言，「單元#32已到達其目的地」係可依據室內區域化三角量測、一目的地資料庫及可能攝像機驗證來計算之一觸發。可能首先在一輸入裝置特定組件(諸如區域化系統或影像辨識系統)中處理每一原始輸入件。使用此等較高位準組件之結果可使AGV位置最終與更精確座標相關。最後，甚至更高位準之組件可使其與目標資料庫及系統之總體目標相關。因此，藉由各自使抽象位準提升一點兒且添加更多內容脈絡之組件之堆疊進行處理輸入。
類似地，高位準命令就像將給予一人類工作者之命令，諸如「將此物件移交給彼機器人」、「將其塗成白色」或「在彼處鑽2個孔」。然後藉由使組件堆疊自任務排程、軌跡計劃、馬達控制一直下降至去往伺服器之原始命令而計算執行此等命令之確切程序。
此方法最終允許使用人類容易地理解之高位準概念將製造程序程式化、完全地簡化或隱藏雲端化應用程式之複雜性、分散性質。其亦支援重新使用且節省形成時間，此乃因低位準組件可能係應用無關的且可在諸多內容脈絡中使用，然而高位準組件更易於與高位準概念合作而形成其等。
執行環境及MSP平台兩者皆可為由在5G網路中且連接至5G網路之組件提供之增添價值，尤其在其與連接解決方案(有線及無線兩者)捆綁在一起以提供一強大簡明工業控制願景之情況下。因為發生此情況，機器人供應商及製造公司之一生態系統必須係機載的且使用此等組件。在一早期階段之合作係必要的。
資料/資訊管理
為了照顧在一工業廠房內產生之所有資料，需要一資訊管理系統。此一系統之重要特性係：其係分散的(為了穩健性及在需要資料之情況下存取資料)、可擴縮的(對一個或一百個機器進行此操作應具有同一複雜程度)且可重新使用的(將對再一製造站點之資料管理添加至一現有執行個體應係簡單的)且安全的(承諾機密性及隱私性，確保資料完整性，提供用於資料所有權及存取控制之手段)。此系統之任務係收集、管理、儲存、篩選、提取及找出所關注資料。清晰地，系統必須迎合對生存時間、潛時、儲存及可用性、頻寬等等具有相當不同要求之不同類型之資料(例如，時間系列、串流化資料、所關注事件、警報、日誌檔案等等)。此外，其必須處置敏感資料與開放資料之一混合。對資料之儲存要求變化，但需要基於具有「安全」儲存區之一分散式雲端之概念的一解決方案來處理所預期之寬範圍之不同要求。安全態樣包含隱私性問題及存取權實施，兩者皆在飛行中(亦即，在資料處於傳送中時)且在儲存中。
一 豐富生產資料集係所有進一步處理及分析之基礎。收集更多資料促進關於計劃、生產內之流量控制、高效物流、預測性維護、資訊共用、個別機器之控制及致動、異常偵測、對警報之迅速回應、工作命令分散、遠端監測、日常操作及更多的新使用情形。所收集之資料愈多，管理資料之任務之挑戰性愈大。對於一大工業站點，可讀取、監測及控制之感測器及致動器之總數目可容易地超過10000。取樣速率變化很大，但隨著時間之推移，所收集資料之聚合量變得很大。甚至找到所關注資料趨向於變得有問題。
生產通常不如其看起來那麼靜態。清晰地，針對涉及形狀、材料、大小、表面拋光、鑽孔放置等之產品變化可需要設置改變或一組稍微不同工作階段。此外，同一組工具及機器可用於不同生產批次中之完全不同產品。當將要製造一新產品時，其可甚至需要設置一全新生產線。生產變化將對關於操作及分析要查看什麼資料具有一影響。在利用新感測器及致動器時，資料管理必須能夠適應於經改變條件。
通常，相同資料可用於多個目的(例如，既用於監測生產又用於在完成產品之後之品質保證)，且如上文所論述，當生產改變時全新參數變得受關注。當收集感測器資料時，用額外資訊(亦稱後設資料)注釋其以供未來使用係有利的。此情形之一簡單實例係將一時間戳記添加至每個感測器讀數，並不始終自開始存在之某事物。其他可用後設資料係關於位置、產品id、所使用工具之細節及/或批次編號之資訊。一般而言，此種類之後設資料簡化搜尋且改良可追溯性。具體而言，其可用於篩選且提取分析及機器學習目的所需要之特定資訊。
所收集之某些感測器資料可用於除在工廠中運行之工業程序以外之事情。例如，讀數可與監測在生產中使用但由其他人擁有之特定設備之條件或狀態有關。擁有者有興趣監測設備以計劃維護及服務，而且收集用於改良設備之後代之統計資料。此資料可係敏感的且不應被工廠所有者看見。另一方面，工廠所有者可能不想透漏與離開生產線之產品之品質或數量有關之資料。因此，需要定義資料所有權且提供將資料存取僅限於經授權方之手段。資訊管理系統應迎合此情況同時仍以同一方式處置所有資料，而不管其目的或其屬誰。
圖26圖解說明一典型製造情境。在左手邊，繪示工廠，而右手邊表示資料中心(亦即，中央雲端)。經連接工具、機器及感測器產生經注釋並轉發以用於處理及儲存之資料。一「全域」裝置登記表記錄所有可用生產者(感測器)及消費者(致動器)。應用程式藉由詢問裝置登記表而獲得關於在何處找到所需資料之資訊。在站點上及在資料中心中皆注意儲存，就像在來源處一樣(稍後做詳細介紹)。此設計允許基於站點上(低潛時)及站點外兩者之控制應用。清晰地，假設將包含多個生產站點，可複製此設置。
設置係一分散式雲端之一實例，其中既在工廠中又在中央雲端中處置資料。在可用資源容量明顯異常之情況下，可使區域設置及其功能非常類似於資料中心之對應設置及功能。這樣操作將極大地簡化在兩個位置處運行之應用程式之部署、操作及生命循環管理。
除注釋、儲存及處理資料之外，一資訊管理系統亦必須處置資料來源。簡言之，此係記錄資料起源、其隨著時間而移動至何處、誰使用其、出於什麼目的及何時使用其之程序。記錄此等參數促進稽核、法醫分析、回溯及自錯誤資料系列之使用中恢復。來源給予資訊管理系統之管理員獲得資料相依性及所導出結果之一詳細視圖之一方式。例如，若一有錯誤或未校準感測器不導致生產之立即破壞，則其可在某一時間內被忽視。然後，若其感測器資料在一機器學習演算法中用於訓練目的，則所得模型可變得有缺陷，此將消極地影響其使用。在具有恰當出處之情況下，可能找出已在何處及何時使用可能有缺陷模型且採取適當行動來緩解由此導致之問題。
為了針對開發者進行簡化，資訊管理平台提供一良好定義之API以找出及存取所有資料係重要的。此既對於即時收集之「原始」感測器資料又對於較舊資料之歷史記錄而成立。特定而言，可注意，分散式雲端模型暗示所關注資料可儲存於地理上不同之位置處且其放置可隨著時間而變化。此事實由不同需要(例如，潛時變化之容差)、總體穩健性(例如，處置資料中心之鏈路故障)及對長期可用性之要求產生。使用資料之應用程式不應需要記錄儲存位置自身；基礎資訊管理平台進行此操作，從而允許開發者聚焦於更重要之事情。
一資訊管理系統之一 原型現在部署於在哥德堡之SKF之滾珠軸承工廠中之一者處。此工作係在2018年6月至2019年9月運行之5GEM II研究項目之一部分。軟體基於開源項目(例如，用於處置自工廠至資料中心之資料流之Calvin以及用於發佈-訂用訊息收發處置之Apache Pulsar及VerneMQ)以及內部專屬代碼兩者。資訊管理平台係用於資料，而Kubernetes係用於容器。清晰地，並非所有功能已在適當位置中，但吾等頻繁地進行反覆及更新。使用一現代連續整合/連續部署形成方法進行該工作。此意味將自動測試對代碼之改變，且可以一單個命令進行對分散式系統之部署。謹慎地進行總體設計，使得可在不中斷應用程式之情況下進行大多數系統更新。因此，不必須停止生產以部署對平台之軟體更新。此性質在工廠站點係尤其重要的，此乃因然後亦可在生產站點之經排程維護窗以外進行更新。通常，一停產對於製造商係非常昂貴的，此意味所計劃維護窗非常少且儘可能在時間上分開。
一 分散式雲端保留一中央雲端之所有性質，諸如彈性、按需運算、資源集區、所量測服務及網路存取。另外，將處理置於更靠近於使用結果之位置之能力促進低潛時使用情形之更穩健解決方案、分散化及實施。
在一充足資訊管理系統處於適當位置中之情況下，開發者可建構新的應用程式且存取在工廠產生之資料而不實體存取製造站點且不詳細瞭解如何收集資料或將資料儲存於何處。既在站點上又在資料中心內處置並儲存不同類型之資料。一良好定義之API公開服務且允許基於任何參數及可用之後設資料而進行高效搜尋及篩選。可基於使用者及/或該使用者之角色而定義對資料之存取權。進階日誌特徵促進所收集資料之使用之稽核及可追溯性。
操作及管理
術語操作及管理(O&M)係指操作及管理一工廠部署中之網路及裝置之行為。操作支援系統(OSS)係指用於完成此任務之軟體。
工廠車間由用於生產並製造商品之機械裝置組成。機器通常組織成商品在具有或不具有人類干預之情況下且取決於自動化位準而流動經過之一組裝線。可連接或可不連接用於生產之不同工具及機器。若經連接，則通常自機械裝置採集某種資料以用於工具及機械裝置自身之預測性維護或輔助製造商品之品質保證程序。此稱為工廠車間之操作技術(OT)部分。
大多數企業、所包含之工廠亦針對勞動力具有在適當位置中之由有線及無線通信(通常為乙太網路及Wi-Fi)、電腦、行動電話等等組成之通信基礎設施。此設備用於存取內部網路及網際網路、郵件及其他典型辦公室應用程式。此稱為工廠車間之資訊技術(IT)部分。
OT與IT之合併已經識別為一新興趨勢。實務上，此意味一單個介面既操作又管理一工廠中之裝置、連接、由此等裝置產生之資料及網路基礎設施。與工廠中之OT/IT合併相關之研究問題包含： •什麼種類之裝置管理協定用於OT及彼等可介面至IT系統? •需要哪種平台來處置所有不同態樣?
數位分身概念在工業環境中非常受歡迎。在此處，想法係將所採集之資料帶至實體資產或整個工廠之一數位資料模型且然後對資料應用分析以預測、闡述並規定資產或程序之過去、當前及未來行為。關於數位分身概念之研究問題包含： •如何將實體資產模型化? •什麼資料與擷取相關及持續多久? •針對即時互動需要什麼種類之潛時及如何提供彼潛時? •需要什麼種類之模型來預測可能特徵? •執行有意義預測需要在哪裡進行運算及什麼種類之運算能力?
所有這些應藉助可帶來經增加可靠性及可用性、降低風險、降低維護成本並改良生產之一易於使用系統來達成。其中一業者將其O&M之僅一小部分公開/委託給其客戶之解決方案可係合意的。客戶應獲得一簡單介面。解決方案應可能按比例縮小至僅少量裝置，使得甚至一家人可使用其。
最後，擴增實境及虛擬實境結合數位分身理念可對合併IT與OT空間中之未來網路管理具有一大影響。可在具有存在於同一空間中之感覺之情況下遠端地進行設備管理。而且，關於設備使用或維修之技術文件及指引可透過智慧型眼鏡、平板電腦等等遠端地提供給在站點上之一人。
時效性網路化
遵循時效性網路化(TSN)之一大體理念及初始概述，其中所呈現之材料將幫助在TSN中獲得一良好起點。亦提供5G-TSN整合之特定細節。
設想TSN改良有線IEEE 802.3乙太網路通信，以使得能夠支援工業應用(及其他應用)之非常高需求領域。TSN支持時效性網路(或網路化)。其係TSN任務群組之一進行中IEEE標準化新方案。其等將TSN定義為一組個別特徵。大多數TSN特徵係對IEEE 802.1Q標準之擴展。一TSN網路包括乙太網路終端站(有時亦稱為端點)、乙太網路電纜及橋接器(亦稱為交換器)。若一乙太網路橋接器支援一特定(未定義)組TSN特徵，則該乙太網路橋接器成為一TSN橋接器。
TSN標準中之不同特徵一般目的在於： •歸因於緩衝區擁塞之零封包損失(若緩衝器被填滿，則常見乙太網路橋接器實際上會丟棄封包) •歸因於故障(設備、位元錯誤、控制平面等)之極其低封包損失 •對端對端潛時之所保證上限 •低封包延遲變化(時基誤差)
TSN中之通信發生在TSN串流(其亦可稱為TSN資料串流)中。舉一實例，TSN中之一個特定特徵係串流經受在不具有未預見到之佇列之情況下確保低潛時傳輸之一協議，如配置於傳輸器(稱為通話器之終端站)與網路直至接收器(稱為收聽器之終端站)之間。
在下文中，自一高位準視角介紹TSN。後文係一TSN與5G相互作用將看起來像什麼及可如何在5G中支援特定TSN特徵之技術細節。
TSN標準化起因於被發現針對稱為音訊-視訊橋接(AVB)之音訊及視訊通信定義一基於乙太網路之通信標準的一標準化新方案。TSN基於AVB且特徵經增強以使其適合於工業使用。截至目前，TSN社區聚焦於以下工業使用情形： •用於工廠自動化之工業通信(主要使用情形#1) o 車間TSN鏈路(水平的) o 車間至雲端TSN鏈路(垂直的) o 機器內通信 o 用於工廠骨幹網路之TSN •車輛內通信(主要使用情形#2) •電力產生及分配(智慧電網使用情形) •建築自動化(迄今為止未發現關於此情形之實際實例) •前傳(根據IEEE P802.1CM) 在此文件中，解決用於工廠自動化之工業通信中之使用，儘管某些詳細技術及概念可適用於其他使用情形。
圖27圖解說明一工廠中之一階層式網路架構。車間TSN鏈路(水平的)出現在生產單元、連接裝置或機器及控制器內。生產線區域達成操作技術(OT)領域與資訊技術(IT)領域之間的連接，而且用於連接車間上之生產單元(若必要)。在上文所介紹之TSN分類中，第一者(OT-IT)顯然基於車間至雲端TSN鏈路(垂直的)且後者再次基於車間TSN鏈路(水平的)。用於機器內通信之TSN迄今為止不同於水平車間TSN鏈路，此乃因此可能係由一單個機器供應商部署在(舉例而言)一印刷機器或任何其他機器工具內之一TSN網路–自一5G視角來看，不太可能需要解決此等水平鏈路。在工廠/建築物/辦公室網路(淺橙色區域)中使用用於工廠骨幹網路之TSN。若期望來自經虛擬化控制器之確定性通信，舉例而言，則TSN係必要的端對端一直至車間。
TSN通信係基於一盡力而為乙太網路封包網路但透過TSN特徵來增強之另一種封包服務。在通信中所涉及之裝置之間使用一協議，以達成確定性。該協議將一TSN串流之傳輸器限制至一特定頻寬，且網路又保留所需頻寬，從而保留緩衝機制及排程資源。資源可由特定串流排他地使用。與其他封包服務(諸如CBR (恆定位元率)及盡力而為類型之封包服務)相比較，可進行特定觀察。
一 盡力而為封包服務可能係最知名之封包服務，其中儘可能快地轉發並遞送封包。然而，並不保證封包之及時遞送。端對端潛時及潛時之變化係相當大的，且因此一統計語言係較佳的以表達總體效能(損失、端對端潛時及時基誤差)。圖28之頂部部分展示一盡力而為封包服務網路之典型效能。端對端潛時中之典型尾巴導致大多數工業使用情形之一問題。
相反，亦存在提供接近於零之固定潛時及時基誤差(潛時變化) (如應用層中所見)之CBR封包服務。CBR通常由時域中之多工提供，其中典型實例係SDH (同步數位階層網路)或OTN (光輸送網路)。可在圖28之中間部分中看到CBR之典型效能。CBR之一缺點係：其在共用網路資源之方式方面係非常不靈活的。因此，舉例而言，就潛時或頻寬而言，難以適應於不同應用需要–但當然在工業內容脈絡中，要求係多樣的，且期望至全部伺服器之一單個網路。
TSN之目的在於經由同一基礎設施支援所有類型之訊務類別(服務品質(QoS)及非QoS)。因此，TSN網路位於一CBR與一盡力而為類型之封包服務之間的某一位置處，其中潛時與一CBR網路相比較通常較大，但潛時變化及時基誤差經限定–沒有尾巴。換言之，TSN提供網路不會表現得比一特定協定端對端潛時及時基誤差更差(如在圖28之底部部分中所見)之一保證。可靈活地調適此等保證。大多數工業應用需要此行為。
TSN之 一 核心特徵係「串流概念」，其中一串流包括專用資源及API。一TSN串流可被視為在一具TSN能力之網路中自一個終端站(通話器)至另一終端站或多個終端站(收聽器)之單播或多播。每一串流具有一唯一串流ID。該串流ID由通話器源MAC位址及一唯一串流識別符創建。橋接器將使用串流ID加上優先級代碼(PCP)欄位及VLAN ID (VID) (其包含於乙太網路標頭中之一802.1Q VLAN標籤內側)進行內部訊框處置。在彼意義上，TSN串流係被給予比普通乙太網路非TSN訊框多之特權之標準802.1Q乙太網路訊框。在一通話器開始在一TSN串流中發送任何封包之前，特定串流必須註冊於網路中且特定TSN特徵必須經組態。緊挨著具有經保證QoS之TSN串流，亦可由同級者在一TSN網路中發送盡力而為訊務–但當然不具有對QoS之保證或僅具有對QoS之有限保證。在TSN域中發送TSN串流。一TSN域可被視為一連續域，其中所有裝置透過具TSN能力之埠同時且連續地連接。一TSN域經定義為共同經管理裝置之一數量；分組係一管理決策。
在IEEE 802.1Qcc、Qat、Qcp及CS中定義串流管理。其將網路發現以及一網路中之網路資源及TSN特徵之管理定義為(舉例而言) TSN串流之所需受保護頻道之創建。此外，串流管理提供使用者及網路管理員功能以監測、報告及組態網路條件。在TSN中，存在三個組態模型：一分散式組態模型、一集中式組態模型及一完全集中式組態模型。在後兩種模型中，類似於一軟體定義網路(SDN)控制器而使用一中央網路控制器(CNC)以管理TSN交換器。在完全集中式模型中，一中央使用者控制器(CUC)提前用作終端站及使用者之一中央介面。在分散式模型中，不存在中央控制，因此橋接器及終端站需要就TSN要求進行協商；在此模型中，需要協調之一中央執行個體之某些TSN特徵不適用。許多TSN特徵亦目的在於用於CNC/CUC、終端站及橋接器之間的互動之一共同協定與語言標準(亦即，YANG、Netconf、Restconf、LLDP、SNMP等)。
時間同步用於建立由所有TSN啟用之網路實體共用之一共同時間參考。該時間同步係基於含有時間資訊之封包之交換，如IEEE 802.1AS-rev中所定義；其定義對在工業內容脈絡中廣泛地使用之精確時間協定PTP(其然後稱為gPTP (一般化PTP))之某些修正。在gPTP亦支援冗餘超主(grandmaster)部署而且亦支援一單個PTP網路中之多個時域之建立及某些其他增強且亦支援對較寬PTP之限制的一意義上，gPTP係PTP之一進階版本。gPTP之志向係在同步中達成一亞微秒準確度。精確時間同步用於某些TSN特徵(舉例而言，IEEE 802.1Qbv)，而且提供給依賴於一共同時間概念(如分散式運動控制)之應用。
提供受限低潛時之串流控制規定如何在TSN啟用之橋接器中處置屬一規定TSN串流之訊框。其強制執行根據其相關聯訊務類別有效地轉發訊框且使訊框以適當方式排佇之規則。所有現有串流控制遵循類似原理，亦即，特定特權與TSN串流相關聯，而可使並非來自經優先化TSN串流之訊框排佇及延遲。工業網路化之相關特徵係訊框先佔之IEEE 802.1Qbv (介紹訊框之「時間閘控排佇」，亦即，時間協調處置)及IEEE 802.1Qbu加上IEEE 802.3br。802.1Qbv依賴於精確時間同步且僅在一CNC用於類似於一分時多工方式對橋接器中之訊框轉發進行排程之情況下適用。使用Qbv，一CNC告訴沿著網路中之一路徑之每一橋接器確切地何時轉發訊框。Qbv之一替代方案係源自AVB之基於信用之塑形(802.1Qav)，可能不用於嚴格工業使用情形，此乃因其並非確定性的。稱為異步訊務塑形(802.1Qcr)之一額外特徵在一早期開發階段中。反對Qbv(其可係適於達成經保證潛時界限之最佳者)之一爭論係其就排程及時間同步而言所需要之複雜度。Qbv及訊框先佔(Qbu及br)可單獨使用或亦經組合。
串流完整性對於提供超可靠性係重要的。除以超低潛時及時基誤差遞送封包以外，TSN串流亦需要遞送其訊框，而不管網路之動態條件(包含傳輸錯誤、實體破壞及鏈路故障)如何。串流完整性提供路徑冗餘、多路徑選擇以及佇列篩選及監控。因此，一個主要特徵係IEEE 802.1CB，包含訊框複製及消除冗餘(FRER)。
在圖29中給出上文所闡述之TSN特徵之一 可視總結。
在上文論述5G與TSN之間的相互作用。由於兩個系統提供追求QoS及網路管理之相異方式，因此需要新解決方案。根據此處所闡述之技術中之某些技術，基本理念係5G系統(5GS)適應於TSN網路之網路設定。應注意，進行中TSN標準化定義一組特徵，且並非需要針對每個使用情形支援所有特徵。關於哪一組TSN特徵針對哪些使用情形相關之宣告尚未完成。解決此問題之一進行中新方案係聯合項目IEC/IEEE 60802：「工業自動化之TSN設定檔」。其在開發中且頻繁地經更新。計劃於2021年出版。
即時乙太網路係用於垂直應用之所建立有線通信技術中之一者。對於無線通信技術，3GPP TS 22.104規定5G系統要求以支援即時乙太網路。當使用一5G系統連接某些感測器、致動器及運動控制器且使用工業(亦即，即時)乙太網路連接其他感測器、致動器及運動控制器時，使用連接至乙太網路交換器之閘道器UE實現即時乙太網路與5G之間的互連，或使用一乙太網路適配器將一裝置直接連接至一資料網路。
可能基線系統要求係： • 5G系統應支援基本乙太網路層-2橋接器功能作為橋接器學習及廣播處置 • 5G系統應支援且知曉VLAN (IEEE 802.1Q) • 5G系統應支援由IEEE 802.1AS跨越與PDU工作階段類型乙太網路的基於5G之乙太網路鏈路定義之時鐘同步。 • 5G系統應支援如由IEEE 802.1Q(例如IEEE 802.1Qbv (時間感知排程))定義之TSN • 5G系統應支援遵循一時間感知排程之關鍵即時訊務與非TSN較低優先級訊務之共存。
一 TSN網路由四個類型之組件組成：橋接器、終端站、網路控制器及電纜(次要通知：在工業內容脈絡中常見的係，終端站亦係交換器以達成菊式鏈接及環拓撲，舉例而言)。若設想至一TSN網路中之一無縫整合，則一5G網路將在大多數情形中需要表現得像一或多個TSN橋接器。因此，在諸多情形中，5G網路將參與作為一普通TSN橋接器之TSN網路組態。
圖30圖解說明一工廠網路中之一基線架構，其中在車間而且在工廠骨幹網路TSN中使用TSN組件。5G用於替換車間至雲端(垂直)連接(5G用於垂直TSN鏈路)。一般而言，如圖30中所圖解說明之一車間TSN可至少係不具有任何TSN交換器之一單個具TSN能力之終端站。通話器及收聽器可出現在5G網路之兩側(UE及UPF)上。5G網路用於連接或合併兩個TSN域。無線存取點或5G基地台可用於連接TSN域。圖30中之一CUC及CNC部署在工廠骨幹網路側上，儘管其可在車間很好地實施為(舉例而言)一機器內TSN網路之一部分。
在同一車間連接兩個TSN域(5G用於水平TSN鏈路)係一個可能情境。在此情形中，5GS替換車間之一單躍繼。由於NR目前不支援一裝置對裝置(D2D)能力，因此此將係5G中之一雙躍繼(UEA- gNB/核心- UE B)連接。
對於在機器內側使用之TSN (機器內通信)，與5G之一相互作用顯然不太相關，如上文所介紹。一(可能金屬)機器內側之兩個節點將可能不依賴於與一5G基地台之一中央連接來無線地通信。一典型實例係一印刷機器，其中必須非常精確地控制不同馬達以達成一準確結果。
另一選項係一舊有5G裝置(亦即，不具有TSN特徵支援之一裝置，或可甚至並非一乙太網路裝置)連接至與一工廠骨幹網路TSN網路連接之一5GS。由於5G裝置不知曉任何TSN特徵或能夠支援其自身，因此5GS可充當代表5G裝置組態TSN特徵之一虛擬端點以能夠以無縫QoS端對端與一TSN端點通信。一虛擬端點功能可係5GS中之一UPF之一部分。自一TSN網路視角來看，虛擬端點看起來像實際端點–5G端點係隱蔽的。圖31圖解說明概念工作方式，其展示虛擬端點可如何用於使用5G將非TSN裝置連接至一TSN網路。在圖中，「UP」係指「使用者平面」，而「CP」係指「控制平面」。此概念可稱為「應用閘道器」。
某些TSN特徵給5GS帶來挑戰。在下文中，著重強調可如何由5GS支援某些關鍵TSN特徵，以達成一無縫5G TSN相互作用。
網路-寬參考時間(IEEE 802.1AS-rev)
在TSN中，參考時間由允許終端站及交換器中之區域時鐘彼此同步之IEEE 802.1AS-rev同步協定提供。更具體而言，其中所闡述之所謂的一般化精確時間協定(gPTP)採用網路之不同具TSN能力之裝置之間的一逐躍繼時間傳送。該協定支援一TSN網路中之多個時域之建立及一冗餘超主設置以及其他特徵。一5GS應能夠參與gPTP程序，從而允許與在TSN中相同之時鐘準確度及同步能力。該等gPTP程序必須始終週期性地運行以補償時鐘漂移。由5GS經由電纜自TSN網路中之一超主點接收之時鐘資訊需要經由空氣自一基地台(BS)經攜載至一UE或亦可係其他方式。當前論述可如何進行彼操作之不同選項且其係標準化之一進行中話題。在下文中且一般而言，一超主點係攜載用於gPTP之一源時鐘之一裝置。
在圖32中圖解說明跨越一5G網路之TSN時間同步之一 簡單實例。一超主點之時間信號在UPF之側處在5GS中經接收且由一BS經由空氣發送。UE將其接收之時間信號自BS轉發至裝置1 (在圖中，「裝置1」)。裝置1可需要超主點之時間信號以能夠與裝置2 (在圖中，「裝置2」)通信。
在內部，5GS可使用不與gPTP相關之任何傳訊來攜載超主點時間信號。在彼情形中，5GS中(UE及使用者平面功能(UPF)處)之進入點需要充當gPTP從屬器。其自gPTP信號到達起將其自身同步至超主點且在RAN上轉發彼時間概念。當然，由應用程式定義且需要滿足對時間同步準確度之要求。在LTE版本15中，用於具有亞微秒準確度之準確時間同步之一傳訊機制已經引入且可重新用於NR。
對於工業使用情形，多個時域之支援可係相關的，如圖33及圖34中所繪示。一個時域可係一全域時域，諸如協調世界時(UTC)。此時域可由應用程式使用以在一全域時間基礎上記錄特定事件。此外，可基於區域時鐘(亦即，基於一任意時幅且不具有一特定所定義起點時期之時鐘(例如，在裝置之啟動時開始之一超主點處之一時鐘，而非係指一全域時鐘時幅))而使用額外時域。此區域時鐘可具有比全域時鐘高得多之一精確度。其自一超主點分散至幾個其他裝置且在應用層上使用以協調非常準確地同步之動作或(舉例而言)用於如802.1Qbv中定義之定時通信。為在5GS中支援多個時域，一個可能實施方式係(舉例而言)使用UTC時幅建立所有gNB與UE之間的一共同參考時間，且然後基於彼而將5GS中之個別時域信號僅傳送至需要彼特定時域之終端站。對於個別區域時間信號之傳輸，可能使用來自共同參考時間之時間戳記或週期性地傳輸以共同參考時間為參考之偏移。另外，藉由使用一類似時間戳記機制透過RAN清楚地進行gPTP訊框之一轉發亦可係可能的。
在圖33中大體圖解說明使用一共同參考時間來支援多個其他時域之概念。在此圖中，5G時域中之時鐘繪示共同參考時間而TSN工作域中之時鐘係需要經由5GS轉發至某些UE之區域時鐘。基於在UE及UPF處使用共同參考時間完成之時間戳記，將可能校正gPTP封包(屬一TSN工作域時鐘)內側之時間以計及5GS中之變化傳輸時間。可需要跨越5GS輸送到達入口之所有gPTP訊框之僅一子集，如(舉例而言)宣告(組態)訊框及後續(Follow-Up)(攜載時間戳記)訊框。可在5GS入口處消耗且不轉發其他訊框。在出口處，5GS需要在任一情形中表現得像一gPTP主控器。為了偵測並區分時域，可使用每一訊框之gPTP標頭中之域編號欄位。有必要做出某些努力來識別哪一UE需要同步至哪一時域。一最近研究活動已解決此問題。
在圖33中，5GS中之應用程式功能(AF)用作朝向TSN網路中之CNC之一介面–在一個可能方式中，CNC可將關於需要如何建立時域(亦即，哪一UE需要哪一時域信號)之資訊提供至5GS。
定時傳輸閘(IEEE 802.1Qbv)
TSN特徵IEEE 802.1Qbv提供由傳輸閘控制之訊務之經排程傳輸。一乙太網路橋接器中之每一出口埠配備有高達八個佇列且每一佇列具有一單獨閘。此經圖解說明於圖35中。
在出口埠處將入口訊務轉發至其註定要去往之佇列；出口佇列(舉例而言)由一訊框之VLAN標頭欄位中之優先級代碼點(PCP)識別。一正常循環(「週期性窗」)針對每一埠且在彼窗中之任何特定時間處經建立，僅特定閘係打開的且因此僅可傳輸特定訊務類別。由CNC進行佇列協調。CNC自所有交換器採集關於拓撲之資訊、串流以及個別延遲資訊，且創建一閘控制清單(GCL)。GCL控制每一交換器處之佇列之打開及關閉之定時，而非訊框在佇列中之次序。若訊框在佇列中之次序(亦即，佇列狀態)並非確定性的，則兩個串流之及時行為可振盪且導致總體端對端傳輸之時基誤差。藉由以一時間協調方式打開及關閉閘，可能跨越一TSN網路達成一確定性潛時，即使非確定性盡力而為類型之訊務存在於同一基礎設施上。盡力而為訊務僅僅藉由關閉其佇列而受抑制且讓優先級訊務自另一佇列傳遞。重要的係要提及：一及時遞送不僅意味不太晚將一訊框自一個橋接器發送至下一橋接器而且禁止太早發送其，此乃因此可導致連續躍繼時之一緩衝區擁塞。
假設自一TSN網路視角來看5GS充當一個或多個TSN交換器，5GS應能夠以802.1Qbv標準預期之一方式(亦即，根據由一CNC創建之一GCL)傳輸訊框。此意味分別針對UE及UPF處之入口及出口TSN訊務保持特定時間窗。因此，5GS中之資料傳送必須發生在一特定時間預算內，以確保在上行鏈路及下行鏈路兩者中在經組態時間點(不更早或更晚)將封包轉發至下一TSN節點。由於可能在RAN中添加5GS中之潛時之最大部分，因此在gNB處使用來自一CNC之定時資訊來改良無線電資源排程似乎係合理的。可能根據Qbv排程利用關於傳輸定時之資訊以使用如經組態授予及半持久性排程之機制在一BS處達成無線電資源之一高效排程。由於一BS無論如何皆需要係時間感知的以能夠將時間信號轉發至UE，因此其僅可需要提前知曉傳輸排程。Qbv機制確保訊框以最小時基誤差自TSN網路到達5GS。
5GS中之應用程式功能(AF)可係介接CNC之一選項。彼處，可宣告一拓撲，而且可將潛時圖提供至CNC，好似5GS將係一正常TSN交換器或任何TSN交換器拓撲。AF然後亦可自CNC接受一時間排程且將其轉化為5GS之有意義參數以支援發生在外部TSN網路中之時間閘控排佇。重要的係要理解，以規定CNC之當前方式，其將僅接受固定數目以定義透過一典型TSN交換器添加之延遲。因此，關於需要報告給CNC之潛時數目，要求某些新方法亦允許5GS係一更「靈活」TSN交換器。
達成封包之一及時遞送之一種方式可涉及在5G網路之出口點處(亦即，在用於下行鏈路或上行鏈路之一UE及UPF處)使用播放緩衝器。彼等播放緩衝器需要係時間感知的且亦知曉用於Qbv且由TSN網路之CNC規定之時間排程。播放緩衝器之使用係減少時基誤差之一常見方式。原則上，對於下行鏈路，舉例而言，UE或跟隨UE之任何功能將抑制封包直至一特定所定義時間點來到以轉發該封包(「播放該封包」)為止。作為TSN訊務之一額外功能，在上行鏈路中(可能在UPF中或在UPF之後)同樣將係可能的。
訊框先佔(IEEE802.1Qbu)
IEEE 802.1Qbu修正案「訊框先佔」及其指南IEEE 802.3br「用於散佈高速訊務之規範及管理參數」增添中斷一訊框傳輸以傳輸更高優先級之一訊框之能力。由於其不必須等待較低優先級傳輸完全完成，因此任何高速訊框皆具有較短潛時。八個優先級位準分成兩個群組：高速及先佔。指派給屬高速群組之優先級位準之佇列稱為高速佇列。先佔訊框之傳輸在完成高速訊務之後繼續，且接收器能夠自片段重組先佔訊框。
5G網路已經藉助現有機制支援先佔技術。尚不清楚是否需要額外努力來完全支援訊框先佔。應注意，IEEE訊框先佔技術與5G先佔技術之間存在一重要差異。IEEE訊框先佔僅僅係中斷傳輸，且在轉發高速訊框之後繼續先佔訊框傳輸。不存在重新傳輸。
用於達成可靠性之訊框複製及消除 - FRER (IEEE 802.1CB)
IEEE 802.1CB標準針對提供封包之識別及複製以達成冗餘傳輸之橋接器及終端系統介紹程序、管理物件及協定。此等程序中之一者係用於達成可靠性之訊框複製及消除(FRER)，其經提供以增加將遞送一給定封包之機率–假設出於任何原因而移除一個乙太網路插座或意外地切割一電纜，通信應繼續。
圖36圖解說明FRER之基本特徵中之某些特徵。FRER之重要特徵中之某些特徵係： •將序列號附加至源自一源或一特定串流之封包。 •基於確切需要/組態，複製封包。此等形成將橫越網路之兩個(或兩個以上)完全相同之封包串流 •在網路中之特定點處(通常靠近於接收器或在接收器處)，消除複製封包。 •支援複雜組態，因此機制可支援網路中之多個點處之故障。
一 5GS可需要支援端對端冗餘，如亦在用於TSN之FRER中所定義，舉例而言藉由使用與一單個UE之雙重連接亦或部署在同一工業裝置中之兩個UE (可稱為「成對UE」)之兩個PDU工作階段。無論如何，5GS中之冗餘可不基於與一TSN網路完全相同之原理(此意味使用單獨設備得出之完全實體端對端冗餘)。後者依賴於固定有線鏈路，而5G依賴於一動態無線電環境。無論如何，如由FRER定義之冗餘確切而言指示設備中之故障(諸如導致一連接損失的一gNB中之一錯誤等等)，但顯然地亦幫助克服歸因於移交的改變無線電條件及連接損失之影響。
若使用「成對UE」，則其應隨時連接至兩個BS以支援完全冗餘，且在一移交之情形中，「成對UE」不在同一時間處執行且不連接至同一BS。
是否需要在5GS中實施一實體冗餘或是否可分別經由(舉例而言)一單個使用者平面功能(UPF)或伺服器硬體攜載訊務係一開放論述。若(舉例而言)某些5GS功能係可靠的使得不需要以一冗餘方式部署，則僅針對5GS之某些部分使用實體冗餘可係充分的。
某些發明已闡述可如何在5GS中(既在RAN上又在核心上)支援此FRER類型之冗餘。作為冗餘之一組態點，亦建議使用應用程式功能(AF)。5GS可宣告通往TSN網路之不同冗餘路徑，且在內部在5GS中可以在具有或不具有特定組件之實體冗餘之情況下其係充足之方式支援冗餘。因此，這樣可向冗餘之CNC/TSN定義隱藏冗餘之實際5G解釋。
5G及TSN –網路組態
在TSN中，IEEE 802.1Qcc擴展支援TSN之運行時組態及重新組態。首先，其定義一使用者網路介面(UNI)。此介面使得使用者能夠在不瞭解網路之情況下規定串流要求，藉此使網路組態對使用者透明。此當然亦與達成一隨插即用行為有關，此乃因其對於家庭及辦公室網路化係常見的，但不在當今之工業乙太網路中尤其不常見。
存在達成此透明度之三個模型。具體而言，完全分散式模型，其中串流要求透過網路傳播，其源自通話器直至收聽器。其中，UNI位於一終端站與其存取交換器之間。在圖37中圖解說明完全分散式模型，其中實線箭頭表示用於在通話器、收聽器及橋接器之間交換使用者組態資訊之UNI介面。圖中之虛線箭頭表示攜載TSN使用者/網路組態資訊以及額外網路組態資訊之一協定。
集中式網路/分散式使用者模型引入稱為集中式網路組態器(CNC)之一實體，其中完全瞭解網路中之所有串流。所有組態訊息起源於CNC中。UNI仍位於終端站與存取交換器之間，但在此架構中，存取交換器與CNC直接通信。圖38繪示集中式網路/分散式使用者模型。
最後，完全集中式模型允許一中央使用者組態器(CUC)實體擷取終端站能力且組態終端站中之TSN特徵。在此處，UNI位於CUC與CNC之間。此組態模型可最適合於製造使用情形，其中收聽器及通話器需要組態顯著數目個參數。CUC介接並組態終端站，而CNC仍介接橋接器。在圖39中圖解說明完全集中式模型。以下論述針對完全集中式模型提供更多細節，此乃因其可能最適合於製造使用情形。
CUC及CNC
在完全集中化模型處，CUC及CNC係執行兩個任務之一組態代理(例如，在一工廠自動化內容脈絡中之一PLC)之一部分，如圖40中所展示，圖40圖解說明由CUC及CNC組成之一組態代理。(在圖中，「SW」係指一交換器，「ES」係指一終端站，且「UNI」係指一使用者網路介面。)標準IEEE 802.1Qcc不規定將在CUC與CNC之間使用之協定，如圖40中所展示。OPC UA (開放平台通信統一架構)可係CUC與終端站之間的介面之一可能選擇，橋接器與CNC之間的Netconf。對於TSN串流建立，一CUC將向CNC提出一加入請求，如圖41中所繪示，圖41展示CNC與CUC之間的互動。
通話器與收聽器之間的通信發生在如上文所介紹之串流中。就由在通話器及收聽器處實施之一應用程式給出之資料速率及潛時而言，一串流具有特定要求。TSN組態及管理特徵用於設置串流且跨越網路保證串流之要求。CUC自裝置收集串流要求及終端站能力且直接與CNC通信。圖42展示不同實體之間的用以進行一TSN串流設置之序列圖式。
用以在完全集中式模型中設置TSN網路中之一TSN串流之步驟如下： 1) CUC可自例如一工業應用/工程設計工具(例如一PLC)獲得輸入，該工業應用/工程設計工具規定(舉例而言)應該交換時間敏感串流之裝置。 2) CUC讀取TSN網路中之終端站及應用程式之能力，該TSN網路包含使用者訊務之週期/間隔以及有效負載大小。 3) CNC使用(舉例而言)LLDP及任何網路管理協定發現實體網路拓撲。 4) CNC使用一網路管理協定來讀取TSN網路中之橋接器(例如IEEE 802.1Q、802.1AS、802.1CB)之TSN能力。 5) CUC向CNC起始一加入請求以組態TSN串流。CNC將在橋接器處針對自一個通話器至一或多個收聽器之一TSN串流組態網路資源。 6) CNC組態TSN域。 7) CNC檢查實體拓撲且檢查是否由網路中之橋接器支援所需特徵。 8) CNC執行串流之路徑及排程(假設應用Qbv)運算。 9) CNC組態在沿著TSN網路中之路徑之橋接器中之TSN特徵。 10) CNC將串流之狀態(成功或失敗)傳回至CUC。 11) CUC進一步組態終端站(用於此資訊交換之協定不在IEEE 802.1Qcc規範之範疇中)以開始如最初在收聽器與通話器之間定義之使用者平面訊務交換。
5GS應用程式功能(AF)被視為用以與TSN控制平面功能(亦即，CNC及CUC)互動的5GS之可能介面。根據3GPP TS 33.501，AF可影響訊務路由，與策略框架互動以用於5G鏈路之策略控制且亦進一步與3GPP核心功能互動以提供服務，該等服務可用以在5G TSN相互作用情境中設置及組態TSN串流。圖43圖解說明AF與TSN控制平面之可能介接。
在圖44中展示一TSN網路中之FRER設置序列串流。一CUC設定參數之值(NumSeamlessTrees大於1)以請求將訊息自CUC加入至CNC。一CNC然後在路徑運算步驟中基於此輸入而計算不相交之樹。其使用IEEE 802.1CB (FRER)之管理物件來組態橋接器中之冗餘路徑。
如上文在FRER部分中所介紹，AF可實施將冗餘支援發信號通知給CNC且自其接受冗餘路徑運算之介面。此經圖解說明於圖45中，圖45圖解說明AF、CUC及CNC之間的用以設置FRER之互動。此外，AF亦可用於與CNC互動以達成除FRER以外之其他TSN特徵。
TSN現在處於一研究與開發階段中。市場上可獲得僅支援本文中所列出之TSN特徵之一子集之早期產品。而且，TSN標準化正在進行中且尚未最終確定某些特徵。尤其不清楚哪些特徵對於工業使用情形將係相關的及哪些特徵對於工業使用情形將係不相關的。IEC/IEEE 60802持續努力定義工業使用之一TSN設定檔。無論如何，普遍認為，TSN將在接下來幾年內係用於有線工業自動化之主要通信技術。
在前述段落中，介紹時效性網路(TSN)之概念且闡釋改良工業應用之乙太網路通信之願景。然後，技術介紹提供需要不僅處置盡力而為類型之訊務而且處置關鍵優先級串流之一TSN之某些效能目標。此等關鍵串流需要TSN必須支援之非常低受限潛時。此允許TSN在工業自動化領域中達成新使用情形。
然後，提供關於TSN操作原理之更多細節，以闡釋TSN可如何提供確定性通信。亦論述將5G與TSN核心特徵整合在一起之問題。此整合需要來自一5G網路之一特定組TSN特徵之支援。闡述此特徵組且亦闡述某些發明技術，以用於達成兩個網路之間的一平滑相互作用。
核心網路
核心網路係駐存於無線電存取網路(RAN)與一或多個資料網路(DN)之間的系統之一部分。一資料網路可係網際網路或一封閉式公司網路。假定核心網路經完全虛擬化，從而在一雲端平台之頂部上運行。核心網路之任務包含：用戶管理；用戶鑑認、授權及計帳；移動性管理；工作階段管理，包含策略控制及訊務塑形；合法截取；網路公開功能。在3GPP文件「5G系統之系統架構(5GS)」(3GPP TS 23.501，v.15.4.0 (2018年12月))中闡述5G核心網路。圖46圖解說明5G核心網路之組件及其與無線電存取網路(RAN)及UE之關係，如3GPP TS 23.501中所闡述。
在當今之行動寬頻帶(MBB)部署中，核心網路功能通常部署於服務於數百萬用戶之大節點上。該等節點通常放置於幾個集中式資料中心中，從而給予一規模經濟。
在5G中，除MBB以外，亦將出現諸多其他使用情形。此等新使用情形可需要不同部署及不同功能。舉例而言，在製造中，可不需要合法截取以及諸多收費及計帳功能。可簡化或在小工廠站點之情形中可根本不需要移動性。替代地，需要新功能，包含支援本機乙太網路或時效性網路化(TSN)。較佳地，可迅速地添加新功能而不必須經歷一冗長標準化程序。
出於潛時、資料區域性及生存能力之原因，用於製造之一核心網路應不必需要在一大集中化資料中心中運行。替代地，應可能在工廠站點處部署一小規模核心網路。5G及製造需要就部署而言且就功能而言係靈活的之一核心網路。
可藉由將核心網路之使用者平面分解成稱為一微使用者平面功能(µUPF)之一小功能而解決此等問題。取決於使用情形，將不同組µUPF改組成用於一用戶之一使用者平面服務。該服務可隨著時間而改變，且在執行節點上託管µUPF，此取決於如潛時之服務要求。核心網路之控制平面藉由在一抽象位準上闡述其而請求一服務。一鏈控制器將此高位準服務闡述轉化為一組µUPF且在正確執行節點上實例化彼等µUPF。圖47圖解說明鏈控制器概念。
此方法就部署及功能而言給予靈活性且可用作如製造之使用情形之一基礎。作為一重要靈活性態樣，此方法允許可按比例減小至非常小佔用面積之實施方案。
在製造中用於核心網路之一個核心網路部署替代方案係工廠處之一區域可能獨立部署。另一部署替代方案係在一更集中式雲端處運行核心網路之部分。此雲端可在一業者站點處或在某一公司站點處。若由一業者提供核心網路，則此部署可給出一規模經濟優點。用於此製造客戶之程序可託管於亦用於其他客戶之節點上。相同管理系統可用於服務於多個客戶。
在稍後部署中，需要特別注意潛時、資料區域性及區域生存能力。將始終需要在區域工廠雲端上運行使用者平面之部分以達成潛時。但可在遠端非常良好地運行控制平面，此乃因此裝置控制平面傳訊主要用於鑑認(不頻繁且不時間關鍵)、工作階段設置(對於工廠裝置通常僅一次)及跨越基地台之移動性(對於小部署，其可根本不發生)。
傳訊主要用於鑑認(不頻繁且不時間關鍵)、工作階段設置(對於工廠裝置通常僅一次)及跨越基地台之移動性(對於小部署，其可根本不發生)。圖48展示此部署之一高位準功能視圖。
在製造中不需要用於MBB之某些核心網路功能。此對工業應用之一核心網路強加一要求以按比例縮小至非常少特徵。將需要某些新特徵。將被需要之新特徵係基本乙太網路支援(本機乙太網路PDU工作階段)及更進階乙太網路特徵(舉例而言，TSN)。
必須可能區分一工廠內之訊務。舉例而言，生產關鍵裝置需要不同於「辦公室」裝置之一服務。存在達成此區分之數個技術；包含PLMN、切割、APN或µUPF鏈接。
可在以下區域中設想更多特徵： •彈性。 •冗餘(多個UE)。 •資料區域性。 •自工廠外側存取工廠車間網路之能力。
用於製造之新特徵將影響至核心網路之數個介面。舉例而言，運行生產關鍵核心網路服務需要運行一生產關鍵雲端。或者，其中某些部分負有工廠所有者之責任而區域地運行且某些部分負有業者之責任而在中央運行之一網路部署將需要管理系統中之改變。此外，若5G (核心)網路系統經模型化為一單個邏輯TSN交換器，則將需要額外網路公開介面。
無線電存取網路
近年來，已極大地改良對於達成對工業IoT之支援必要之蜂巢式無線電存取能力，從而致使LTE及NR兩者成為適合於提供此支援之技術。支援可靠遞送以及新MAC及PHY特徵以達成URLLC之數個架構選項已添加至LTE及NR版本15中之規範。正在針對NR版本16研究額外URLLC增強，其中一目標係達成0.5ms至1ms潛時及高達1-10-6 之可靠性。此外，針對版本16設想尤其將對乙太網路PDU輸送及由NR RAN進行之TSN之支援作為目標之改良。
下文闡述在3GPP版本15中所介紹之規定LTE及NR URLLC特徵以及NR版本16之所提議RAN概念。首先，論述5G RAN架構選項可如何用於支援資料複製以達成更高可靠性。然後，闡述用於URLLC之層1及層2特徵，包含當前在Rel-16工作中關於NR-工業IoT及增強型URLLC (eURLLC)所考量之特徵。下文繼續闡述LTE及NR如何將精確時間參考遞送至UE以及乙太網路壓縮在透過5G RAN遞送乙太網路PDU時如何起作用。對於工業IoT使用情形，諸如工廠自動化，需要針對資料及控制平面兩者確保可靠性。此外，可如何達成對可靠控制平面及可靠移動性之一闡述。闡述一技術路線圖，著重強調在版本15 LTE及版本15 NR中規定而且針對版本16 NR所規劃之特徵組，且以一概要來總結該技術路線圖。
5G RAN架構選項
此子章節介紹5G RAN架構，對支援工業IoT之特徵之後續闡述基於該5G RAN架構。
3GPP中之5G標準化工作針對版本15經總結以用於NR、用於LTE及用於多重連接，包含NR及LTE兩者。版本15係新開發之無線電存取技術5G NR之第一版本。另外，已規定對於達成5G使用情形必要之數個LTE特徵。此等新Rel-15 NR及LTE標準支援兩種技術在多個變體中之整合，亦即，LTE基地台(eNB)分別藉助E-UTRA核心網路(EPC)及5G核心網路(5GC)與NR基地台(gNB)相互作用。在此等整合解決方案中，使用者設備(UE)經由不同載波同時與LTE或NR類型之兩個無線電基地台連接，其一般表示為雙重連接(DC)且在LTE+NR之情形中表示為EN-DC/NE-DC。在圖49、圖50及圖51中圖解說明允許LTE與NR相互作用之網路架構。
圖49展示在多重連接之情形中RAN之控制平面。在EN-DC情形中，在圖之左邊展示，LTE主要eNB (MeNB)係朝向EPC之MME之錨點。在此情形中，NR節點(gNB)整合至LTE網路中(因此表示為en-gNB)。在NR-NR DC情形中，在右邊展示，主要節點及次要節點兩者(MN及SN)係為NR gNB類型，其中MN將控制平面介面端接至5GC，亦即，AMF。
圖50展示使用者平面網路架構，其中再次在左邊展示EN-DC情形且在右邊展示NR-NR DC情形。在使用者平面中，資料可自核心網路直接路由至次要節點(EN-DC中之en-gNB及NR-NR DC中之SN)或經由MeNB/MN經路由朝向次要節點。然後可自兩個節點發生傳輸至UE/自UE接收。
用於LTE及NR中之無線電存取之協定架構在很大程度上係相同的且由實體層(PHY)、媒體存取控制(MAC)、無線電鏈路控制(RLC)、封包資料收斂協定(PDCP)以及(為了自用於NR之5GC進行QoS流處置)服務資料自適應協定(SDAP)組成。為針對一個傳輸鏈路提供低潛時及高可靠性，亦即，為了經由一個載波輸送一個無線電承載之資料，已關於PHY及MAC之使用者平面協定介紹數個特徵，如將在以下各別章節中進一步參見。此外，可藉由經由多個傳輸鏈路冗餘地傳輸資料而改良可靠性。對於此情況，存在多個承載類型選項。
在圖51中，圖解說明使用者平面承載及控制平面承載(DRB或SRB)兩者可採取的NR之不同無線電承載類型。在主要單元群組(MCG)或次要單元群組(SCG)中，承載類型傳輸分別經由作為次要節點之MeNB/MN或en-gNB/SN之單元群組單獨發生。應注意，自UE之視角來定義MCG及SCG。然而，自網路視角來看，彼等承載可獨立於所使用之單元群組而終止於MN或SN中。
在分裂承載類型操作中，資料在PDCP中經分裂或複製且經由與MCG及SCG單元群組兩者相關聯之RLC實體來傳輸。而且，可使分裂承載終止於MN或SN中。可經由彼等承載中之一或多者將資料傳達至UE。當另外在一單元群組內採用CA時或藉由在單元群組當中採用用於複製之分裂承載，資料複製對於MCG或SCG承載係可能的；此在下文經進一步闡述。此外，亦可藉由經由多個承載(例如MCG端接之承載及SCG端接之承載)傳輸相同資料而引入冗餘，而此複製之處置發生在更高層上，例如，RAN外部。
使用者平面中之URLLC促成因素
對於URLLC服務之操作，亦即，低潛時及高可靠性通信之佈建，已在Rel-15中針對LTE及NR兩者介紹數個特徵。此組特徵構成URLLC支援之基礎，例如以支援1ms潛時及一1-10^-5可靠性。
在所闡述之RAN概念中，將此等URLLC特徵視為具有針對層1及層2兩者形成之增強之一基線。此等URLLC特徵一方面用於滿足0.5ms之更嚴格潛時及可靠性目標及1-10^-6可靠性，但另一方面亦允許更高效URLLC操作，亦即，用以改良系統容量。此等增強在一TSN情境中亦係尤其相關的，亦即，其中必須以一確定性潛時提供不同(主要係週期性的)訊務特性之多個服務。
在此章節中，闡述用於使用者平面資料輸送之URLLC促成因素，亦即，層1及層2特徵。此僅係總體RAN概念之一個部分；為了支援來自RAN之5G TSN整合，考量額外態樣，諸如控制平面中之可靠性及移動性，以及準確時間參考佈建。
應注意，在大多數情形中，本文中之主要闡述係基於NR，儘管在特定情形中提供LTE闡述作為基線同時特徵在概念上亦可適用於NR。在下文進一步地，提供識別是否針對LTE/NR規定特徵之一表。就潛時及可靠性而言，是否需要一特徵取決於特定URLLC QoS需求。此外，某些特徵可不被視為URLLC自身之促成因素，但使得系統能夠更高效地實現URLLC要求，亦即，增強容量之特徵將產生可提供之增加數目個URLLC服務。因此，此等特徵可大致分組為用於達成低潛時之本質特徵、用於達成高可靠性之本質特徵及其他特徵，如下文。
用於達成低潛時之本質特徵： •可擴縮及靈活數字學 •微時槽及短TTI •低潛時最佳化之動態TDD •快速處理時間及快速HARQ •藉助經組態授予在上行鏈路上進行預排程(CG) (層2)；
用於達成可靠性之本質特徵： •用於較低BLER目標之較低MCS及CQI
此外，亦已考量以下特徵： •短PUCCH：例如用於快速排程請求(SR)及較快HARQ回饋 •DL先佔：用於在其他訊務正在進行中時關鍵訊務之快速傳輸 •DL控制增強：用於下行鏈路控制之更高效且穩健傳輸 •多天線技術：改良可靠性 •排程請求及BSR增強：用於多個訊務類型之處置 •PDCP複製：用於載波冗餘，亦即，甚至更多可靠性
以層1開始且以層2繼續，以下論述將回顧如版本15中所規定之此等特徵，對適合於版本16之增強之一闡述，以及適合於版本16之新特徵闡述。
使用者平面中之URLLC啟用者
在NR中，一時槽經定義為係14個OFDM符號且一子訊框係1 ms。一子訊框之長度因此與在LTE中相同，但取決於OFDM數字學，每子訊框之時槽數目變化。(術語「數字學」係指載波間隔、OFDM符號持續時間及時槽持續時間之組合。)在低於6 GHz之載波頻率(FR1)上，支援數字學15 kHz及30 kHz SCS (子載波間隔)，而60 kHz SCS對於UE係選用的。15 kHz SCS等於正常循環前綴之LTE數字學。對於頻率範圍2 (FR2)，支援數字學60及120 kHz SCS。此可在表8中經總結。
Figure 02_image001
Figure 02_image003
 時槽持續時間 頻率範圍 支援同步
0 15 1 ms FR1 是
1 30 0.5 ms FR1 是
2 60 0.25 ms FR1 (選用的)及FR2   
3 120 0.125 ms FR2 是
表 8 – 用於 NR 版本 15 中之資料傳輸之所支援數字學之總結
使用不同數字學之可能性具有使NR適應於寬廣範圍之不同情境之益處。最小15 kHz子載波間距簡化與LTE之共存且給出長符號持續時間且亦給出長循環前綴長度，從而使其適合於大單元大小。較高數字學具有如下益處：佔用一較大頻寬；更適合於較高資料速率及波束成形；具有更佳頻率分集且對於URLLC重要；由於短符號持續時間而具有一低潛時。
數字學自身因此可被視為URLLC之一特徵，此乃因傳輸時間對於高SCS係較短的。然而，需要考量每時槽之傳訊限制，諸如PDCCH監測、UE能力及PUCCH傳輸場景(其可係一限制因素)，此乃因UE在高SCS下於每時槽之基礎上並不具如此大的能力。
NR提供對微時槽之支援。存在PDSCH及PUSCH傳輸之在NR中支援之兩個映射類型，類型A及類型B。類型A通常稱為基於時槽的，而類型B傳輸可稱為基於非時槽的或基於微時槽的。 微時槽傳輸可經動態地排程且用於版本15： •針對DL可係為長度7、4或2個符號，而其針對UL可係為任何長度 •可在一時槽內之任何符號處開始及結束。 應注意，最後項目符號意味傳輸可未越過時槽界線，此針對數字學與微槽長度之特定組合引入複雜化。
微時槽及短TTI兩者皆減少最大對準延遲(傳輸機會之等待時間)及傳輸持續時間。與「正常」14個OFDM符號時槽相比較，最大對準延遲及傳輸持續時間兩者皆隨著一經減小TTI及微時槽長度而線性減小，如在圖52(其展示因使用微時槽而產生之潛時)中可見。假定能力2 UE處理，圖52中之結果係基於下行鏈路FDD單時槽、單向潛時。在特定廣域情境中，較高數字學係不適合的(CP長度縮短且可不足以處理頻道時間分散)且微時槽之使用係減少潛時之主要方法。
關於微時槽之一缺點係需要指派一更頻繁PDCCH監測。頻繁監測對於UE可係具挑戰性的，且亦用完以其他方式可用於DL資料之資源。在NR Rel-15中，可組態之監測場景數目將受UE可執行之每時槽及伺服小區之盲解碼之最大數目以及每時槽及伺服小區之非重疊控制頻道元素(CCE)之最大數目限制。
為維持資料符號之效率，吾等可由於用於DMRS之較高分率之資源而在具有微狹槽之情況下預期較高L1額外負擔。即使OFDM符號之僅一分率用於DMRS，其亦可係例如一時槽之14個符號當中之4個而非2個符號當中之一個符號。
基於所表述缺點，在NR版本16中解決與微時槽相關之以下挑戰： •微時槽重複(包含越過時槽界線之重複)； •DMRS額外負擔之減少； •增強型UE監測能力； •UE及gNb中之快速處理。 在下文闡述此等挑戰之版本16解決方案。
關於微時槽重複，由於URLLC訊務係非常潛時敏感的，因此最相關時間分配方法係類型B，其中可在一時槽內之任何OFDM符號處開始傳輸。同時，可靠性要求可導致非常保守鏈路自適應設定，因此，可選擇需要更多RB之較低MCS。替代具有較寬頻率分配，gNB可決定分配在時間上更長之傳輸，此可幫助同時排程更多UE。不幸地，由於版本15 NR之限制，若傳輸與時槽界線重疊，則傳輸必須在時間上延遲。在圖53中呈現對此問題之圖解說明，圖53係由於跨越NR版本15中之時槽界線限制進行傳輸而產生之長對準延遲之一圖解說明。在此處，對準延遲係兩個事件之間的一時間：當UE準備好進行傳輸時及當傳輸發生在下一時槽之開始中時。
為了使用微時槽重複圖解說明藉由允許一傳輸之排程越過時槽界線而可能得到之潛時增益，吾等查看與經約束以裝配於一個時槽中之排程傳輸相比較之平均潛時增益。在圖54中圖解說明使用微時槽重複來達成此之一種方式，但其他方式給出相同總體潛時。
假設資料封包同樣可能在一時槽內之任何符號處到達UE，表9至表11分別針對非越過界線及越過界線排程展示傳輸持續時間與SCS之不同組合之最壞情況潛時，此考量UL經組態授予及基於HARQ之重新傳輸。由於一時槽中存在14個符號且吾等通常以非常低區塊誤差可能性為目標，因此吾等需要確保當資料到達給出最壞情況潛時之符號時可到達潛時界限。吾等採用能力2 UE評估潛時，且gNB處理時間與UE處之處理時間相同。吾等假定gNB使用處理時間之二分之一來解碼，亦即，若正確地解碼輸送區塊，則可在處理時間之二分之一之後將其遞送至較高層。由於允許HARQ重新傳輸可降低藉由在第一次傳輸中以一較高BLER為目標而大量地使用之資源量，因此吾等評估在初始傳輸、第一次、第二次及第三次HARQ重新傳輸之後之潛時，此考量了傳輸PDCCH從而排程重新傳輸所需要之時間及準備PUSCH重新傳輸所需要之時間。吾等假定任何重新傳輸使用與初始傳輸相同之長度。
在表9至表14中，吾等展示藉助版本15可達成之基於HARQ之重新傳輸(傳輸不越過時槽界線)之最壞情況潛時及在使用微時槽重複來允許越過時槽界線時之最壞情況潛時。吾等考量SCS = 15、30或120 kHz及2至14個符號之一總PUSCH長度，從而對任何重複進行計數，亦即，重複4次之一2符號微時槽在表中展示為一長度8傳輸。為使表更易於解釋，該等表分別聚焦於0.5 ms、1 ms、2 ms及3 ms之目標潛時。在使用微時槽重複展示最壞情況潛時之表中，加陰影情形展示其中此等目標潛時界限中之一者可使用微時槽重複來滿足但無法使用版本15來達成之情形。
長度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Init.tx 0.68 0.89 0.96 1.18 1.25 1.46 1.54 1.75 1.82 2.04 2.11 2.32 2.39
1 retx 1.68 1.89 1.96 2.18 2.54 2.68 2.82 2.96 3.82 4.04 4.11 4.32 4.39
2 retx 2.68 2.89 2.96 3.18 3.75 3.82 4.04 4.75 5.82 6.04 6.11 6.32 6.39
3 retx 3.68 3.89 3.96 4.18 4.75 5.46 5.54 5.96 7.82 8.04 8.11 8.32 8.39
表 9 –15 kHz SCS 之版本 15 最壞情況潛時
長度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Init.tx 0.68 0.75 0.82 0.89 0.96 1.04 1.11 1.18 1.25 1.32 1.39 1.46 1.54
1 retx 1.61 1.68 1.89 1.96 2.18 2.25 2.46 2.54 2.75 2.82 3.04 3.11 3.32
2 retx 2.32 2.68 2.89 2.96 3.18 3.54 3.75 3.96 4.18 4.39 4.61 4.82 5.04
3 retx 3.18 3.68 3.89 3.96 4.18 4.82 5.04 5.25 5.46 5.82 6.04 6.54 6.75
表 10 – 在微時槽重複用以跨越時槽界線進行排程之情況下 15 kHz SCS 之潛時
長度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Init.tx 0.40 0.51 0.54 0.65 0.69 0.79 0.83 0.94 0.97 1.08 1.12 1.22 1.26
1 retx 0.90 1.01 1.04 1.29 1.33 1.44 1.47 1.94 1.97 2.08 2.12 2.22 2.26
2 retx 1.40 1.51 1.54 1.94 1.97 2.29 2.33 2.94 2.97 3.08 3.12 3.22 3.26
3 retx 1.90 2.01 2.04 2.65 2.69 2.94 2.97 3.94 3.97 4.08 4.12 4.22 4.26
表 11 –30 kHz SCS 之版本 15 最壞情況潛時
長度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Init.tx 0.40 0.44 0.47 0.51 0.54 0.58 0.62 0.65 0.69 0.72 0.76 0.79 0.83
1 retx 0.90 1.01 1.04 1.15 1.19 1.29 1.33 1.44 1.47 1.58 1.62 1.72 1.76
2 retx 1.40 1.51 1.54 1.79 1.83 2.01 2.04 2.22 2.26 2.44 2.47 2.58 2.62
3 retx 1.90 2.01 2.04 2.44 2.47 2.65 2.69 2.94 2.97 3.29 3.33 3.51 3.54
表 12 – 在微時槽重複用以跨越時槽界線進行排程之情況下 30 kHz SCS 之潛時
長度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Init.tx 0.44 0.46 0.47 0.50 0.51 0.54 0.54 0.57 0.58 0.61 0.62 0.64 0.65
1 retx 0.97 1.02 1.03 1.05 1.06 1.16 1.17 1.20 1.21 1.23 1.24 1.39 1.40
2 retx 1.51 1.59 1.60 1.63 1.63 1.79 1.79 1.82 1.83 1.86 1.87 2.14 2.15
3 retx 2.04 2.14 2.15 2.18 2.19 2.41 2.42 2.45 2.46 2.48 2.49 2.89 2.90
表 13 –120 kHz SCS 之版本 15 最壞情況潛時
長度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Init.tx 0.44 0.45 0.46 0.46 0.47 0.48 0.49 0.50 0.51 0.52 0.53 0.54 0.54
1 retx 0.97 1.00 1.01 1.04 1.04 1.07 1.08 1.11 1.12 1.14 1.15 1.18 1.19
2 retx 1.51 1.55 1.56 1.61 1.62 1.66 1.67 1.70 1.71 1.77 1.78 1.80 1.81
3 retx 2.04 2.09 2.10 2.16 2.17 2.25 2.26 2.30 2.31 2.39 2.40 2.43 2.44
表 14 – 在微時槽重複用以跨越時槽界線進行排程之情況下 120 kHz SCS 之潛時
與版本15排程相比較，可達到以下增益： •對於0.5 ms之一潛時界限，使用微時槽重複允許一額外5個情形。針對30及120 kHz SCS之初始傳輸發生增益。 •對於1 ms之一潛時界限，使用微時槽重複允許一額外6個情形。針對15及30 kHz SCS之初始傳輸發生增益。 •對於2 ms之一潛時界限，使用微時槽重複允許一額外11個情形。針對15、30或120 kHz SCS之初始傳輸、第一次或第二次重新傳輸發生增益。 •對於3 ms之一潛時界限，使用微時槽重複允許一額外7個情形。針對15或30 kHz SCS之第二或第三重新傳輸發生增益。
UL中之微時槽重複可與其他特徵一起使用，從而達成更高可靠性，諸如根據特定模式之跳頻或跨越重複之預編碼器循環。
PUCCH增強包含短PUCCH之使用。對於DL資料傳輸，UE發送HARQ回饋以確認(ACK)資料之正確接收。若未正確地接收DL資料封包，則UE發送一NACK且預期一重新傳輸。由於URLLC之嚴格潛時約束，預期具有1至2個符號之短PUCCH格式(例如，PUCCH格式0)具有高相關性。短PUCCH可經組態以在一時槽中之任何OFDM符號處開始且因此達成適合於URLLC之快速ACK/NACK回饋。然而，HARQ回饋之低潛時與高可靠性之間存在一折衷。若更多時間資源係可用的，則考量可具有4至14個符號之一持續時間之一長PUCCH格式亦係有益的。在使用較長時間資源之情況下，可能增強PUCCH可靠性。
另一增強係與PUSCH進行UCI多工。對於運行與eMBB及URLLC兩者之混合服務之一UE，對在PUSCH上傳輸之UCI之可靠性要求可顯著不同於PUSCH資料。(例如)當與eMBB資料同時傳輸DL URLLC資料之HARQ-ACK時，對UCI之可靠性要求可高於對PUSCH資料之要求，或(例如)當與URLLC資料同時傳輸用於eMBB之CQI報告時，對UCI之可靠性要求可低於對PUSCH資料之要求。在其中UCI具有低於PUSCH資料之要求之情形中，丟棄某些或所有UCI可係較佳的。
透過不同類型(HARQ-ACK、CSI)之UCI之貝他因數控制UCI與PUSCH資料之間的編碼偏移。大於1.0之一偏移意味比資料更可靠地編碼對應UCI。在版本15中定義之貝他因數具有1.0之一最低值。當與eMBB UCI一起考量URLLC資料時，此值可不足夠低。更佳解決方案將係引入特殊貝他因數值從而允許省略PUSCH上之UCI以確保URLLC可靠性。在圖55中圖解說明此方法，圖55展示使用DCI信號中之一貝他因數來「省略」UCI傳輸。一相關問題係在基於時槽之傳輸期間對URLLC微時槽傳輸之一排程請求(SR)何時來到。下文進一步分析此問題。
其他增強在功率控制領域中。當在PUCCH上傳輸UCI時，可靠性要求在UCI與eMBB或URLLC/eURLLC相關之情況下可顯著不同。對於格式0及格式1，PRB數目等於1且藉由使用更多PRB而增加可靠性之一嘗試使PUCCH對時間分散敏感。因此，對於格式0及格式1，可藉由不同數目個符號及/或功率調整達成不同可靠性。
可在下行鏈路DCI中使用欄位「PUCCH資源指示符」動態地指示符號數目，其中以不同數目個符號定義兩個PUCCH資源。然而，功率調整限於一單個TPC表及/或可能使用PUCCH空間關係資訊，其中可定義多個功率設定(諸如P0 )及高達兩個封閉分量。但是，僅可使用MAC CE傳訊選擇不同PUCCH功率設定。此在一混合服務情境中明顯地太慢，其中在兩個連續PUCCH傳輸機會之間，所傳輸HARQ-ACK可自與eMBB相關改變至與URLLC/eURLLC相關。作為此問題之一解決方案，可在NR版本16中介紹PUCCH功率控制增強以達成與eMBB相關之PUCCH傳輸和與URLLC相關之PUCCH傳輸之間的較大功率差： •新TPC表允許更大功率調整步驟，及/或 •使用DCI指示進行的功率設定之動態指示(例如，P0 ，閉環指數)
進一步增強關於HARQ-ACK傳輸機會。對於具有嚴格潛時要求之URLLC，當使用基於微時槽之PDSCH傳輸時需要在一時槽內具有數個傳輸機會且因此亦在一時槽內需要HARQ-ACK在PUCCH上進行報告之數個機會。在版本15中，每時槽支援包含HARQ-ACK之至多一個PUCCH傳輸。此將增加用於發送HARQ-ACK之對準時間且因此增加DL資料潛時。為了減少下行鏈路資料潛時，有必要增加一時槽中之HARQ-ACK傳輸之PUCCH機會數目，尤其在於下行鏈路上支援eMBB及URLLC訊務之多工之情況下。雖然一UE處理能力自一PDSCH傳輸之結束直至在一PUCCH上之對應HARQ-ACK傳輸之開始給出最少數目個OFDM符號，但HARQ-ACK之實際傳輸時間進一步受時槽內之所允許PUCCH數目限制。
在版本15中，一UE可組態有最大四個PUCCH資源組，其中每一PUCCH資源組由若干個PUCCH資源組成，可用於由組態提供之一定範圍之UCI大小，包含HARQ-ACK位元。該第一組僅可適用於包含HARQ-ACK資訊之1至2個UCI位元且可具有最大32個PUCCH資源，而其他組(若經組態)用於包含HARQ-ACK之兩個以上UCI位元且可具有最大8個PUCCH資源。當一UE在PUCCH上報告HARQ-ACK時，其基於HARQ-ACK資訊位元之數目及最後DCI格式1_0或DCI格式1_1 (具有指示用於PUCCH傳輸之同一時槽之PDSCH至HARQ回饋定時指示符之一值)中之PUCCH資源指示符欄位而判定一PUCCH資源組。當PUCCH資源組之大小達到至多8時，PUCCH資源身份明確地由DCI中之PUCCH資源指示符欄位指示。若PUCCH資源組之大小多於8，則除DCI中之PUCCH資源指示符欄位之外，PUCCH資源身份亦由用於PDCCH接收之第一CCE之指數判定。
對於具有嚴格潛時要求之URLLC，需要在一時槽內具有用於PDSCH傳輸之數個傳輸機會且因此亦在一時槽內需要HARQ-ACK在PUCCH上進行報告之數個機會，如較早提及。
此意味一UE需要組態有數個PUCCH資源以達成在一時槽內HARQ-ACK傳輸之多個機會之可能性，儘管可在每一時槽中使用其中之僅一者。舉例而言，運行URLLC服務之一UE可組態有在每隔一個OFDM符號(例如符號0、2、4、…、12)中接收PDCCH且亦在每隔一個符號(例如1、3、…、13)中接收用於HARQ-ACK傳輸之PUCCH資源的可能性。此意味UE需要組態有僅用於HARQ-ACK在一給定UCI大小範圍內針對URLLC進行報告之一組7個PUCCH資源。由於可需要針對其他需要具有其他PUCCH資源，因此可能會超過可由DCI中之PUCCH資源指示符明確地指示之至多8個PUCCH資源之清單。若在1至2個HARQ-ACK位元之情形中該組中存在8個以上PUCCH資源，則第一CCE之指數將控制指示哪一PUCCH資源。因此，其中可傳輸DCI之位置可限於能夠引用一既定PUCCH資源。因此，此可在可傳輸DCI之情況下強加排程限制且亦可在DCI無法在所要CCE上發送(歸因於其已用於其他UE)之情況下導致「阻擋」。因此，替代在上文之實例中組態7個PUCCH資源，可假定具有一時槽內之每2個符號之傳輸機會之一週期性的一個PUCCH資源。在圖56中圖解說明此方法，圖56展示佔用一個OFDM符號(亦即，Ns=1)之一短PUCHH，其中一週期(P)為兩個OFDM符號。在此處，在一時槽中定義總共7個週期性PUCCH資源。
上文所闡述之解決方案及問題適用於FDD以及TDD。然而，對於固定「微時槽」TDD模式，可明確地指示之8個PUCCH資源可係足夠的，此乃因時槽之僅UL部分可包括PUCCH資源。
關於PDCCH增強，在具有對URLLC之高可靠性要求之情況下，重要的係，下行鏈路控制資訊(DCI)之傳輸充分可靠。其可藉由包含經改良UE/gNB硬體能力、增強型gNB/UE實施方案及良好NR PDDCH設計選擇之數個手段來達成。
就設計選擇而言，NR PDCCH包含可增強可靠性之數個特徵。此等特徵包含： •係基於DMRS的，此允許波束成形之使用； •對頻率之分散式傳輸方案之支援； •聚合位準16； •經增加CRC長度(24個位元)。
NR支援兩個主要DCI格式，亦即正常大小DCI格式0-1及1-1以及較小大小後降DCI格式0-0及1-0。儘管排程靈活性可受限，但考量用於資料排程之後降DCI仍可係合理的以由於較低編碼率而針對一給定聚合位準獲得PDCCH穩健性。此外，可注意，正常DCI含有對於URLLC (諸如頻寬部分指示符)不相關之數個欄位、CBG相關欄位及第二TB相關欄位。
一個可能增強係一URLLC特定DCI格式。聚合位準(AL)及DCI大小兩者皆可對PDCCH效能具有影響。聚合位準具有不同頻道編碼速率且在鏈路調適中用於PDCCH，而DCI有效負載大小對於經組態連接係相當固定的。為了使PDCCH傳輸更穩健，可使用高AL及/或小DCI有效負載大小來降低PDCCH代碼速率。在表15中總結不同DCI大小之間的PDCCH效能比較。在此處，DCI大小40個位元用作版本15後降DCI大小之一參考，而DCI大小30及24可稱為緊湊DCI大小。可參見，將DCI大小自40個位元減小至24個位元之增益在高AL下係尤其小的，當將DCI大小自40個位元減小至30個位元時增益甚至更小。增益本質上取決於代碼速率減小位準。
BLER 目標 排除 CRC 位元之有效負載大小 (A-＞B) 位元總數目減少 SNR 之效能益處 (dB)
AL16 AL8 AL4 AL2 AL1
1e-5 40-＞30 10 0.31 0.38 0.41 0.55 1.13
40-＞24 16 0.47 0.58 0.68 0.95 1.94
表 15 – 在 BLER 目標處針對 TDL-C 300 nS 、 4GHz 、 4Rx 、 1os 之 SNR 改良 (dB)
在具有URLLC之高可靠性要求之情況下，重要的係，下行鏈路控制資訊(DCI)之傳輸係充分可靠的。其可藉由數個手段來達成，該等手段包含經改良UE/gNB硬體能力、增強型gNB/UE實施及良好NR PDDCH設計選擇。
就設計選擇而言，NR PDCCH包含可增強可靠性之數個特徵。此等特徵包含： •係基於DMRS的，此允許波束成形之使用； •對頻率之分散式傳輸方案之支援； •聚合位準16； •經增加CRC長度(24個位元)。
NR支援兩個主要DCI格式，亦即正常大小之DCI格式0-1及1-1以及較小大小後降DCI格式0-0及1-0。儘管排程靈活性可受限，但考量用於資料排程之後降DCI仍可係合理的以由於較低編碼率而針對一給定聚合位準獲得PDCCH穩健性。此外，可注意，正常DCI含有對於URLLC (諸如頻寬部分指示符)不相關之數個欄位、CBG相關欄位及第二TB相關欄位。
當一URLLC UE以良好頻道條件操作時，針對PDCCH使用低AL係合理的。有人認為，緊湊DCI可對PDCCH多工容量具有積極影響，此乃因具有良好頻道條件之更多UE可使用AL，且因此減少阻擋機率。為檢查此，使用緊湊DCI對PDCCH阻擋機率之影響經研究為隨DCI大小、UE數目及CORESET資源而變。考量一小區中之URLLC UE之數目係自4至10。基於CORESET持續時間及頻寬而判定CORESET資源。假定CORESET在具有40 MHz BW之情況下佔用1或2個OFDM符號。
圖57展示每監測場景之阻擋機率隨DCI大小、平均UE數目及CORESET大小而變。模擬假定係用於版本15經啟用使用情形。自圖57可見，每監測場景之PDCCH阻擋機率取決於數個參數，諸如DCI大小、UE數目及CORESET大小。就針對給定數目個UE之阻擋機率改良而言，顯然，與使用較大控制資源相比較，使用小DCI大小提供小得多之增益。
另外，由於UE處之解調變及解碼複雜性約束，存在對UE應每時槽監測之DCI大小之數目之一預算，亦即，由C-RNTI加擾之DCI之3個不同大小及如在版本15中商定之其他RNTI之1個額外大小。因此，引入具有較小大小之另一DCI格式對於滿足DCI大小限制將係甚至更具挑戰性的。
可考量版本16中用於PDCCH增強之緊湊DCI之一 替代方案。在NR版本15中，存在用於單播資料排程之兩個主要DCI格式，亦即後降DCI格式0-0/1-0及正常DCI格式0-1/1-1。後降DCI支援資源分配類型1，其中DCI大小取決於頻寬部分之大小。一單個TB傳輸既定具有有限靈活性，例如，不具有任何多天線相關參數。另一方面，正常DCI可提供靈活排程及多層傳輸。
由於URLLC之高可靠性要求，吾等看到，使用一小大小回饋DCI以達成良好PDCCH效能係有益的。同時，具有支援高可靠性傳輸之參數(諸如多天線相關參數)可係有益的。此可激勵具有與後降DCI相同之大小之一新DCI格式，但自後降DCI改良以換入某些有用欄位(例如，存在於正常DCI中但不存在於後降DCI中之某些欄位)。藉由具有與現有DCI格式大小相同之新DCI格式，盲解碼複雜性可保持相同。可注意，其使用可不限於URLLC。需要高PDCCH可靠性及合理排程靈活性之任何使用情形應能夠亦平衡新DCI格式。
用於經改良效能之另一領域關於對盲解碼及CCE之數目之限制。如上文所論述，PDSCH/PUSCH映射類型B (具有靈活開始位置之微時槽)係URLLC使用情形之一關鍵促成因素。為達成類型B排程之完全潛時益處，有必要在一時槽內具有多個PDCCH監測場景。舉例而言，為獲得2個OFDM符號傳輸之完全益處，每2個OFDM符號具有PDCCH監測係較佳的。在版本15中針對一時槽中之頻道估計對盲解碼(BD)及非重疊CCE之總數目之限制強烈地限定此等種類之組態之排程選項，甚至在限制一搜尋空間中之候選者數目時。
NR中之15 kHz SCS之當前限制與LTE中之1ms TTI之限制一致，同時在於LTE中引入短TTI之後擴展此等限制。可預期在NR版本16中在URLLC框架之範疇中修訂如表9及10之第一列中所展示之此等版本15限制。舉例而言，在當前數目個CCE限制之情況下，若使用AL16，則每時槽僅存在至多3個傳輸機會。
不是規定多個新UE能力位準，而是提議規定對PDCCH盲解碼之一個額外位準之支援，其數目與版本15相比較經加倍。對於此額外位準之支援，替代僅僅每時槽基礎地定義其，考量BD/CCE針對微時槽操作如何分散在一時槽中更有意義。一個可能選擇係針對時槽之每一二分之一定義BD/CCE限制。對於時槽之前二分之一，自然假定與其他情形相同之數目。對於時槽之後二分之一，假定UE已完成在時槽之前二分之一中處理PDCCH，UE應在時槽之後二分之一中具有相同PDCCH處理能力。因此，假定與在第一時槽中相同之數目係合理的。
考量全部上文，可在表16中總結BD限制之對應增加
每時槽之 PDCCH BD 之最大數目 子載波間距
15kHz 30kHz 60kHz 120kHz
NR 版本 15 44 36 22 20
NR 版本 16 之所提議值 時槽之前二分之一 44 36 22 20
時槽之後二分之一 44 36 22 20
表 16 – 版本 15 之盲解碼數目及版本 16 之所提議值
類似地，可在表17中總結CCE限制之一對應增加。
每時槽之PDCCH CCE之最大數目 子載波間距
15kHz 30kHz 60kHz 120kHz
NR版本15 56 56 48 32
NR版本16之所提議值 時槽之前二分之一 56 56 48 32
時槽之後二分之一 56 56 48 32
表 17 – 版本 15 之 CCE 限制及版本 16 之所提議值。
作為表16及17之一替代解決方案，可考量每滑動窗引入一限制，其中可在規範中進一步定義滑動窗大小及每窗之盲解碼或CCE之數目。
盲解碼及CCE限制之數目之增加之一 後果係一時槽中之更多PDCCH場景，且因此一UE具有最終經排程之更高機會。表18展示在針對每小區之不同數目個UE之特定數目個PDCCH場景之後的PDCCH阻擋機率。(DCI大小= 40個位元，CORESET持續時間= 1個符號。)顯然，可在更多PDCCH場景之情況下顯著減少一時槽內之PDCCH阻擋機率。
阻擋機率 #UE = 10 #UE = 20 #UE = 30 #UE = 40
在 1 個 PDCCH 場景之後 7.91% 39.03% 58.01% 68.46%
在 2 個 PDCCH 場景之後 0 1.42% 19.50% 37.75%
在 3 個 PDCCH 場景之後 0 0 0.17% 4.15%
表 18 – 在針對每小區之不同數目個 UE 之 1 、 2 或 3 個 PDCCH 場景之情況下在一時槽內之 PDCCH 阻擋機率
雖然對PDCCH之限制可改良對準延遲，但處理延遲減少可另外促成總潛時減少。因此，在下文中解決UE處理能力。
在圖58中在具有一個重新傳輸之情況下圖解說明下行鏈路資料傳輸時間線。在圖59中針對PUSCH經由經組態UL授予在具有一個重新傳輸之情況下圖解說明UL資料傳輸時間線。延遲分量係： •TUE,proc ：用於UL傳輸之UE處理時間。TUE,proc 取決於DL資料與UL資料、初始傳輸與重新傳輸等等而變化。在UE能力#1及能力#2論述中，使用變數N1 及N2 ： o N1 係自UE視角來看自PDSCH之結束至PUSCH或PUCCH上之對應ACK/NACK傳輸之最早可能開始之UE處理所需要之OFDM符號之數目。 o N2係自UE視角來看自含有UL授予接收之PDCCH之結束至對應相同PUSCH傳輸之最早可能開始之UE處理所需要之OFDM符號之數目。 •TUL,tx ：UL資料之傳輸時間。此大致等於PUSCH持續時間。 •TUL,align ：用以等待下一UL傳輸機會之時間對準。 •TgNB,proc ：用於DL傳輸之gNB處理時間。TgNB,proc 取決於DL資料與UL資料、初始傳輸與重新傳輸等等而變化。舉例而言，對於PDSCH重新傳輸，此包含在UL上發送之HARQ-ACK之處理時間。對於PUSCH，此包含PUSCH之接收時間。 •TDL,tx ：DL資料之傳輸時間。此大致等於PDSCH持續時間。 •TDL,align ：用以等待下一DL傳輸機會之時間對準。
TUE,proc 係要改良之一重要潛時分量。在版本15中，已定義UE處理時間能力#1及#2，其中針對15/30/60/120 kHz之SCS定義能力#1，且針對15/30/60 kHz之SCS定義能力#2。更積極能力#2對於1ms潛時約束仍係不充足的。由於對eURLLC之潛時要求係大約1ms (例如，0.5 ms)，因此可在版本16 NR中定義一新UE能力#3以滿足潛時要求。在表19中總結所提議UE能力#3。可在圖60、圖61及圖62中看到所提議能力之影響。圖60展示版本15與表19中所展示之新UE能力#3之間的下行鏈路資料潛時比較。圖61展示版本15之基於授予之上行鏈路資料潛時與新UE能力#3之一比較。圖62展示經組態授予上行鏈路潛時在版本15與新UE能力#3之間的一比較。
組態 HARQ定時 15 kHz SCS 30 kHz SCS 60 kHz SCS 120 kHz SCS
僅前載式DMRS N1 2.5os 2.5os 5os 10os
頻率-第一RE-映射 N2 2.5os 2.5os 5os 10os
表 19 – UE 處理時間能力 # 3
另一延遲分量TDL,align 顯著地受PDCCH週期性影響。最壞情況TDL,align 等於PDCCH週期性。在版本15中，PDCCH週期性受數個約束影響，該等約束包含：(a)盲解碼限制，(b) #CCE限制，(c) DCI大小。為了提供eURLLC之較短PDCCH週期性，有必要在版本16中放寬盲解碼限制及CCE限制之數目。
另一重要UE能力與CSI報告產生時間相關。自鏈路自適應視角來看，UE可提供CSI報告之速度愈快，一排程決策將愈準確。在版本15規範中，定義了兩個關鍵值： •Z 對應於自觸發PDCCH至攜載CSI報告之PUSCH之開始之定時要求，且因此其應涵蓋DCI解碼時間、可能CSI-RS量測時間、CSI計算時間、UCI編碼時間以及可能UCI多工及UL-SCH多工。 •另一方面，Z’對應於自非週期性CSI-RS (若使用)至攜載報告之PUSCH之開始之定時要求。 Z與Z’之間的差因此僅係DCI解碼時間。
在版本15中，不存在「進階CSI處理能力」，亦即，僅定義所有UE必需支援之一基線CSI處理能力。論述了將在版本15中包含此一進階CSI處理能力，但由於缺乏時間而未包含該進階CSI處理能力。
版本15中界定了CSI內容之三種「潛時類別」。 　•波束報告類別：具有CRI/SSBRI之L1-RSRP報告 　•低潛時CSI：使用類型I單板式碼簿或非PMI報告模式中之任一者被界定為具有至多4個CSI-RS埠(無CRI報告)之一單個寬頻CSI報告 　•高潛時CSI：所有其他類型之CSI內容
就此三種類別中之每一者而言，界定(根據CSI運算延遲要求2)對(Z, Z’)之不同要求。亦存在一更嚴格CSI要求，即CSI運算延遲要求1，該CSI運算延遲要求1只有當在不具有UL-SCH或UCI多工之情況下UE被一單個低潛時CSI報告觸發時及當UE之所有CSI處理單元皆未被佔用(亦即，其尚未計算某些其他CSI報告)時才適用。
在NR版本15中，強制性UE CSI處理能力需要一UE支援5個同時CSI報告之計算(其可跨越不同載波，在同一載波中或作為具有多個CSI-RS資源之一單個報告)。(Z,Z’)之值係CSI處理要求2，因此判定CSI處理要求2以使得所有UE應能夠在此時間段內計算5個CSI報告。當某些UE實施方案以一串行方式運算多個CSI報告時，此意味著粗略而言，CSI要求2比在僅需要計算一單個CSI報告之要求之情形長約5倍。
在一典型URLLC情境中且實際上在諸多典型部署及情境中，gNB在當下僅專注於觸發一單個CSI報告。因此有些遺憾的是，時序要求比此種情形所必需之時間長5倍。此過長CSI計算時間對排程器形成額外實施侷限，此乃因資料觸發之N2要求及資料至HARQ-ACK之延遲(K1)要求遠低於CSI處理要求。
可進行進一步改良。為增強eURLLC之CSI處理時間線，引入一新CSI時序要求(「CSI運算延遲要求3」)有益於零星訊務達到在gNb處快速獲得頻道狀態之目的。可在UE被一單個CSI報告觸發時請求引入該新CSI時間要求。一開始位置可取CSI時序要求2所界定之值且除以一因數5。另一可能CSI處理時間線增強係引入一進階CSI處理能力。亦即，為兩個現有CSI時序要求(且為剛剛提出之第三時序要求)引入一組新表。然後，一UE可與PDSCH/PUSCH之進階處理能力類似地在其能力中指示支援更進取CSI時間線。
迅速HARQ係另一改良。在先前章節中所論述的更快處理及UE能力達成更迅速HARQ重新傳輸。假定gNB可在與UE類似之處理速度下操作。為與HARQ重新傳輸一起操作且保持低潛時，需要頻繁PDCCH監測場景以及可傳輸HARQ-ACK之PUCCH場景。為簡單起見，將假定零時序提前，但事實上無法如此假定。在非零時序提前之情形下，潛時值可發生改變。
在此可聚焦於版本15與版本16之間的比較。評估結果展示為如下。就版本15能力#2而言，假定5個OFDM符號(os)之一PDCCH週期性。注意，在每時槽之CCE限制係56之情況下，允許每時槽高達3個PDCCH監測場景，其中每一情形含有至少一個AL16候選。就版本16而言，由於盲解碼及CCE之數目之限制可能改良，因此假定N1 及N2 (在先前章節中所論述之能力#3)之值得到改良且PDCCH週期性係2個符號。
UE間先佔係另一改良。十分期望動態多工地進行不同服務以高效地使用系統資源且將其容量最大化。在下行鏈路中，資源指派可係瞬時性的且僅受排程器實施方案限制，而在上行鏈路中，需要標準特定解決方案。下文論述版本15中之現有解決方案及版本16之額外解決方案。
十分期望動態多工地進行不同服務以高效地使用系統資源且將其容量最大化。在下行鏈路中，資源指派可係瞬時性的且僅受排程器實施方案限制。一旦一緩衝器中出現低潛時資料，則一基地台應選擇可正常分配資源時(亦即，與為該UE之一已在進行中之下行鏈路傳輸分配之資源不存在衝突)之最快時刻。此可係時槽之開端或一最小時槽，其中該最小時槽可在任何OFDM符號處開始。因此，當長期分配(例如，基於時槽)佔用資源(確切而言係寬頻資源)且無空間用於可通常藉由最小時槽進行之關鍵資料傳輸時，下行鏈路先佔可發生。在此情形中一排程器可將DCI 發送至關鍵資料UE且更動控制下行鏈路中正在進行之傳輸。當時槽eMBB傳輸優先進行時，原始訊息之優先部分佔據軟緩衝器且應被清除以實現良好重新傳輸效能，這可能會發生。NR版本15規範允許藉由顯式傳訊來指示先佔，該傳訊由以下方式實施： •選項1. 藉由基於群組共用PDCCH之特殊DCI格式2_1，或者； •選項2. 藉由多CBG重新傳輸DCI 「CBG清除資訊」中之特殊旗標。
選項1給出一指示作為一14位元點陣圖，其定址至兩個先佔指示訊息之間的參考下行鏈路資源域。此傳訊之最高時間解析度係1個OFDM符號且最高頻率解析度係BWP (頻寬部分)之½，但並不同時具備該兩個最高解析度。訊息之週期性愈長，解析度愈粗略。由於此係一群組共用傳訊，因此BWP內之所有UE皆可讀取該傳訊。
選項2係一使用者特有之傳訊方式。含有一組CB/CBG之HARQ重新傳輸DCI可具有一特殊位元以指示UE必須首先清除軟緩衝區之相關部分，且然後將重新傳輸之CB/CBGs儲存於軟緩衝區中。
在對版本15 URLLC進行3GPP論述期間，由於在3GPP URLLC工作項中時間不足，因此將上行鏈路先佔特徵之範圍縮小。然而，將該特徵納入版本16之論述中。可在一較長eMBB UL傳輸被緊急URLLC UL傳輸中斷之情況下發生UL先佔。此外，其可具有兩個優勢： •UE內先佔，其中兩個傳輸皆屬同一UE。UE內先佔類似於DL先佔情形，在此種情形下UE替代gNB而優先進行在UL方向上之傳輸。因此，gNB傳入URLLC傳輸來替代eMBB傳輸需要某一類型之指示。 •UE間多工，其中基於某些UE緊急傳輸高優先級UL訊務(URLLC訊務)之請求，gNB需要提供資源以儘快適應傳輸從而滿足延遲要求。可發生，gNB已派將適合UL資源指給一或多個其他UE以用於進行在延遲(eMBB訊務)方面之要求不太嚴格之UL傳輸。因此，gNB需要為優先進行之URLLC傳輸對彼等資源進行重新排程。 下文進一步論述了UE內先佔，此乃因其更意味著MAC機制，而第二選項具有明確實體層範圍。
鑒於基於功率控制及靜音之兩個啟用機制，將以以下為代價達成先佔：1)由於正在進行中或計劃中之UL傳輸改變，在UE及gNB兩者處之額外傳訊及複雜性；及2)對eMBB訊務之效能之影響。為了值得投入成本，採取最佳地確保URLLC傳輸之所需品質之一機制係重要的。圖63可圖解說明兩種方法。
基於功率控制之方案之一缺陷係URLLC傳輸將受到來自於由服務中gNB控制之傳輸之干擾，事實上彼等傳輸可已被解除優先。此外，URLLC傳輸之功率提升將不僅會增大鄰近小區之干擾，而且影響eMBB訊務之效能。因此，在先佔型方案下，藉由取消基於gNB準備用於URLLC傳輸之適合資源的正在進行或預排程之eMBB UL傳輸，gNB至少能避免URLLC訊務效能因其自身造成之干擾而可能出現之降級。應注意，此處之論述關乎PUSCH傳輸，其中其他選項更適合於對可靠性加以控制。就PUCCH而言，選項更受限制。
當基於時槽之eMBB傳輸對微小URLLC造成干擾時，圖64中針對4GHz、具有DS 100ns之TDL-C、4x2天線組態及MMSE-MRC接收器展示基於功率控制之方案之效能。低SE MC穩定正在使用中。
基於以上論述，基於指示之方案可確保URLLC可靠性，而基於功率控制之方案可被視為版本15/16相互作用情境下之向後相容解決方案。然而，隨前者而來的係一巨大傳訊成本。
此意味著儘管UL先佔指示實際上以一UE特有方式發揮效用，但一更好設計選擇係考慮一群組共用UL先佔指示，該一群組共用UL先佔指示能根據情境而視需要將群組大小自一單個UE靈活地調整為多個UE。此方法保留單個UE情形之性質，同時減小傳訊額外負擔且阻止多個UE需要先佔之概率。
為了再次使用已有機制，在可能時，針對UL先佔之群組共用傳訊主要考慮以下兩個選項： •選項1：基於DCI格式 2_0 (動態SFI)之UL先佔指示 •選項2：類似於DCI格式2_1之UL先佔指示設計(DL先佔指示)
在選項1中，提出使用現有動態SFI且將一新(或擴展)UE行為界定為如下。當一UE偵測到已由用於UL傳輸之UE特有傳訊排程之符號之一指派靈活(或DL)時，UE完全取消UL傳輸。此設計選擇基於兩個假定，亦即處於UL先佔目的，1)動態SFI更動控制UE特有傳訊；及2)先佔UL傳輸不是被延遲及再次使用而是簡單取消。由於需要僅取消UL傳輸，因此此方法簡單且在UE處所需之處理時間較少。然而，需要界定一新行為，此舉基於一稍後SFI更動控制一先前UE特有DCI之假定，而這本身與版本15中所使用之設計原則矛盾。此外，出於簡單起見而依靠現有SFI意味著應使用版本15所規定之SFI表。仔細檢查此表之條目可發現與提供全靈活性之一點陣圖型樣相比可發生UL傳輸取消之限制。
在選項2中，可針對UL先佔指示採取DL先佔機制。此方法使得一gNB以更精細粒度向一UE指示需要藉由使用一點陣圖型樣來先佔哪些資源。此機制之靈活性在於根據如何界定UE行為或根據其能力，可使用點陣圖型樣來指示應在何時停止UL傳輸，而隨後不重新開始傳輸。或另一選擇係，若UE能夠在合理時間內進行此操作，可使用點陣圖型樣向UE指示何時停止且然後重新開始UL傳輸。
用於較低BLER目標之較低MCS及CQI係額外問題。基於上文所呈現之評估，可觀測到根據一URLLC之潛時要求，可僅有進行一次無線電傳輸之時間。在此實例中，一空氣介面必須能夠保證URLLC服務所需之極低BLER。出於此目的，版本15中做出了數個增強： •已引入新64QAM CQI表以在目標BLER 10^-5處報告。該新表含有較低頻譜效率(SE)值。 •已引入低頻譜效率64QAM MC穩定以在不變換預編碼之情況下使用。 •已引入用於DFT擴展OFDM波形表之低頻譜效率64QAM MC穩定。
舉一實例，考慮TBS = 256個位元(=32位元組)，傳輸持續時間係4個OFDM符號，具有1個DMRS符號之額外負擔。圖65中給出在40 MHz BW內支援之不同MCS之PDSCH BLER。在此，MCS 6之編碼速率對應於舊版64QAM表中之MCS 0之編碼速率。
網路可藉由RRC來半靜態地組態突出顯示之MC穩定。此外，除常規C-RNTI之外，亦藉由將UE組態有MCS-C-RNTI來支援MC穩定之動態傳訊，其中MCS-C-RNTI始終與低SE MC穩定相關聯。當UE偵測到受PDCCH CRC擾頻之MCS-C-RNTI時UE始終應用低SE MC穩定，且否則其半靜態地應用經組態MC穩定(64QAM或256QAM)。作為另一選擇，當UE僅具有URLLC訊務時，可半靜態地對MC穩定進行組態，而在UE能夠同時進行eMBB及URLLC之情形中，動態方式係較佳的。動態MCS-表傳訊之一缺陷係由於引入新MCS-C-RNTI而導致PDCCH CRC誤警率較高。
必須注意，CQI及MC穩定可被獨立組態，例如，舊版64QAM MC穩定可與新64QAM CQI 表10^-5 BLER報告一起使用。
多天線技術係另一問題。已知在增大資料速率(多工)與增大可靠性(分集)之間存在一取捨。這意味著一者之增大增加必定會以另一者在一定程度上之降級為代價。在行動寬頻中，MIMO技術通常用於增大資料速率及網路之頻譜效率。另一方面，就URLLC而言，可耗用MIMO提供之自由度來增大可靠性。因此，代替使用通量作為將最佳化之度量，網路可將可靠性度量（例如，中斷概率）最佳化。舉例而言，可藉由圖66中所展示之UL預編碼及站內UL CoMP (聯合接收)改良UL效能，圖66展示在進行及不進行UL CoMP (3扇區站內聯合接收)及UL預編碼(Rel-10等級14埠式預編碼器)之情況下不同多天線技術之UL SINR。針對「未編碼」，使用單天線傳輸，而針對「預編碼」，使用4天線元件(1x2 X-pol，離距= 0.5λ)。
亦可考慮循環延遲分集(CDD)或空間-時間碼來以一頻譜透明方式提供額外頻率分集。多個接收天線提供接收分集且提供在接收器處進行接收組合之後將所接收信號對干擾雜訊比(SINR)最大化之手段。分集方案具有所需之頻道知識比預編碼方案少之益處。
多個天線元件亦可用於在傳輸器側及/或接收器側建立方向性天線以增大所接收之SINR及因此增大可靠性。顯然，提供經改良SINR使得波束指向正確方向，且因此波束成型需要至少某些頻道知識來判定波束之正確方向。
L2特徵
在此章節中，闡述RAN中之層2特徵以支援URLLC之佈建。雖然已針對版本15引入LTE及NR之多個特徵，從而提供基礎URLLC支援，但版本16標準化之當前研究尋求增強以在提供URLLC且亦尤其針對支援TSN整合時(亦即，支援不同QoS要求之多個訊務流)時改良系統效率。在此假定不僅應高效地傳輸非關鍵訊務，而且以一決定性潛時來服務於其他關鍵訊務流。在一TSN情境中，此等訊務流通常係週期形的，但不必如此。通常，解決以下情境：無法推理獲得訊務何時、以何種大小及以何種型樣/週期到達gNB或UE的知識。在以下章節中就SR及BSR、循環訊務預排程、UE多工以及PDCP複製來研究版本15基線及增強。
應注意，L2特徵通常與是否使用FDD或TDD無關。
緩衝器狀態報告(BSR)及排程請求(SR)係UE可用於指示可在傳輸緩衝器中獲得資料之兩種方法。此等指示可使得網路將一授予(亦即UL-SCH資源)提供至UE以允許資料傳輸。此通常被稱為動態排程。圖67中展示SR及BSR操作之一實例。
簡而言之，SR與BSR之間的主要差異之一係SR係PUCCH中之一1位元指示，其表明UE具有資料待傳輸，而BSR在每邏輯頻道群組基礎上明確提供在其緩衝器中所具有之資料量之一近似值。在一MAC控制元素(CE)中傳輸BSR，而MAC控制元素係在PUSCH中傳輸。
在NR版本15中，可依據每一邏輯頻道來組態一個SR組態，且數個邏輯頻道可被組態成相同SR組態。SR係在PUCCH中傳輸。在一個頻寬部分(BWP)中，一SR可被組態有至多一個PUCCH資源。這意味著在NR中，網路可組態多個SR組態，其可潛在地用於不同類型之訊務。 程序可總結為如下： •來自一特定邏輯頻道之資料到達。 •若滿足觸發規定準則，則由於到達而觸發一常規BSR。 •沒有可用於傳輸BSR之PUSCH資源。 •一SR被觸發且在與觸發了BSR之邏輯頻道相關聯之SR資源中傳輸。
動態排程將一延遲引入至資料傳輸，如圖67中所展示。此延遲取決於SR組態之週期性/偏移以及網路分配資源及傳輸一授予所花費之時間。
某些工業IoT服務及訊務可需要滿足嚴格延遲要求。因此，版本15中所規定之「多個SR組態」係可在確保訊務差異且確保滿足延遲要求上發揮重要作用之一特徵。圖68中繪示一實例，其展示映射至不同訊務之多個SR組態。
按照規定，UE在PUSCH中傳輸緩衝器狀態報告(BSR)。在MAC PDU中以一MAC控制元素之形式傳輸BSR。BSR之目的係指示在緩衝器中之近似資料量。此報告係依據邏輯頻道群組(LCG) 指示。每一邏輯頻道將與一LCG相關聯。存在8個LCG。在需要在一組有限訊務剖析(DRB)當中進行區分之情境中，LCG之數目可足以提供邏輯頻道與LCG之間的一1對1映射。
存在4種不同BSR格式，且根據所選格式UE可能夠指示一或多個邏輯信道組之緩衝器狀態。
BSR可被以下機制中之一者觸發： •常規BSR：當屬一特定LCG之一邏輯頻道接收新UL資料以供傳輸時，觸發一常規BSR。另外，此新資料必須滿足以下兩個條件中之一者：新資料屬優先級比具有資料之其他邏輯頻道中之任一者高之一邏輯頻道；或者，沒有任何其他資料可用於任何邏輯頻道中之LCG傳輸。 若在另一特定邏輯頻道中接收到更多資料且該邏輯頻道在緩衝器中已具有資料，則將永遠不會觸發一常規BSR。 一常規BSR可僅使用短BSR格式及長BSR格式。 •週期性BSR：按照網路提供之組態週期性地觸發週期性BSR。 一週期性BSR可僅使用短BSR格式及長BSR格式。 •填充BSR：當UE 接收到之授予大於傳輸資料所需之授予時，UE可能夠傳輸一BSR而非填充位元。取決於填充位元之數目，UE將傳輸一不同BSR格式。 填充BSR可使用所有BSR格式。
SR及BSR將揮發一重要作用以輔助工業IoT訊務滿足每一訊務之不同要求，尤其是當訊務週期性及大小不可預測時。
作為分配UL網路資源之較佳方法，「多SR組態」可係用以對具有嚴格延遲要求及動態排程之訊務進行區分之一關鍵特徵。一特定SR組態可映射至一特定邏輯頻道(其可攜載具有特定要求(例如，極低潛時要求)之訊務)。當網路接收到此特定SR (可藉由分配給其之特定資源識別)時，網路可識別存在等待傳輸之具有低潛時要求之訊務。然後，網路可優先將資源分配給此訊務。
一個可能性係可預測工業IoT訊務(已知週期性/封包大小)映射至一特定SR組態。然後，SR組態將識別將允許網路為該特定訊務分配適當資源之訊務。另一方面，然後具有不可預測訊務之LCH (封包大小係未知的)將映射至一般性SR組態、由若干個其他LCH共用之一般性SR。在此情形中，SR組態無法輔助網路識別訊務，且因此LCH需要依賴於BSR指示來將相關資訊提供至可有助於排程決策之網路。因此，尤其在預期不可預測訊務之情境中，緩衝器狀態報告亦將係一關鍵特徵。
預期工業IoT基於版本15中所設計之SR程序，但版本16中可能會引入較小增強。舉例而言，當存在數個待定SR時，由決定使用哪一SR組態之UE來定。可改變此UE行為以使得由UE選擇與最高優先級邏輯頻道相關之SR組態。然而，在版本15期間對此進行了論述，但未達成任何可能協議。此外，目前，即使分配了頻繁PUCCH資源以在關鍵資料到達時允許快速SR傳輸，但當長PUSCH傳輸正在進行時，SR只能在此長PUCCH持續時間之後在PUCCH資源處發送，此乃因根據當前規範PUCCH與PUSCH不可重疊。在此情形中可不經由PUSCH而傳輸BSR，但鑒於PUSCH係長的(時槽長度、低OFDM數字學)，亦可與一長解碼/處理延遲相關聯。圖69中對此加以展示，圖69展示由於正在進行之長UL-SCH而被延遲之SR。因此，設想在版本16中允許在重疊PUSCH資源上針對SR進行並行PUCCH傳輸，從而減小SR之潛時。
工業IoT之BSR亦將基於版本15且亦可引入較小增強。在開發版本15期間，提出新資料將始終觸發一BSR。不接受此行為且採取LTE行為。這意味著，若邏輯頻道群組已緩衝了資料或者新資料屬較低優先級之邏輯頻道，則到達邏輯頻道之新資料不會觸發常規BSR。然而，對於工業IoT版本16而言，已再次論述了新資料是否始終觸發一BSR，這將具有可避免原本需要進行頻繁週期性BSR傳輸之優點。
此等SR/BSR章節中未論述之另一態樣係邏輯頻道優先化程序中之BSR之MAC CE之優先級。除填充BSR之外，BSR之MAC CE具有比來自任何DRB之資料高之一優先級。換言之，在任何使用者資料之前根據當前操作傳輸BSR之MAC CE。然而，針對NR工業IoT之某些優先化係可能的： •BSR之MAC CE之優先級係可組態的，亦即該優先級可由網路修改(降低)。 •如此一來，特定DRB (例如，攜載具有極低延遲要求之資料之DRB)可具有比MAC CE BSR高之一優先級。
接下來，解決在版本15及版本16兩者中使用之預排程授予。此等授予消除了因等待SR傳輸場景及對應回應(亦即，授予)而引入之延遲。
在版本15中，當一UE未被分配有UL資源且資料可使用時，UE需要經歷排程請求程序(亦即自gNB請求UL資源)，然後向該UE授予。此伴隨著一額外UL存取延遲，該額外UL存取延遲係傳輸關鍵訊務(諸如，TSN串流資料)所不希望的。授予之預排程係在使用動態排程時避免由SR至授予程序所造成之額外潛時之一技術，如圖70中所圖解說明。
預排程可藉由gNB主動發出多個UL授予以用於潛在UL傳輸的實施方案來實現。LTE及NR版本15中之標準藉由允許對多個週期性反覆出現之UL授予進行預排程來支援此概念。其建立於最初針對LTE VOIP引入之半持久排程概念(SPS)基礎上。在NR中，此預排程方案在下行鏈路(DL)中被稱為半持久排程，而其在上行鏈路(UL)中被稱為已組態授予(類型1及類型2)。
NR DL SPS指派與在LTE中相同，其係由PDCCH/L1信號提供之一經組態指派(亦可被撤銷啟動/啟動)。
已在兩個變體中規定了NR UL已組態授予(CG)：已組態授予類型1及類型2。在兩種變體中，gNB預分配授予之資源(經由不同傳訊)，該等資源包含： •時間-頻率資源(經由類型1之RRC及類型2之DCI) •週期(經由RRC)、偏移(經由類型1之RRC及隱含地在DCI處類型2之接收) •MCS、功率參數(經由類型1之RRC及類型2之DCI) •DMRS、重複(經由類型1之RRC及類型2之DCI) •HARQ組態；(經由RRC) •啟動/撤銷啟動訊息(經由類型2之DCI)。
已組態授予類型1及類型2具有數個共性，諸如： •在PDCCH上用於啟動/撤銷啟動及重新傳輸之「經組態排程」CS RNTI。 •類型1及類型2兩者之重新傳輸僅基於對CS RNTI之動態授予(亦即，不使用週期性反覆出現之UL授予發送重新傳輸)。 •具有C-RNTI之動態授予在時域出現重疊時對一已組態授予進行更動控制以用於初始傳輸。 •每服務小區及BWP具有至多一種現用類型1或類型2組態
類型1與類型2之間的差異係設定程序。圖71中圖解說明類型1 CG之程序，而圖72中圖解說明類型2 CG之程序。可證明，由於類型1 CG係經由RRC啟動，因此其最適合於具有決定性到達週期性之訊務(根據TSN特性)。另一方面，類型2 CG適合於支援具有不確定不對準之串流，其中可使用DCI (PHY信號)對授予進行快速組態。
已組態授予之一缺點係，當用於服務於不可預測但又關鍵之訊務時經授予資源之利用率低，此乃因gNB將在未獲悉訊務是否將到達之情況下分配資源。
TSN訊務處置在版本16中將係一重要問題。在此論述支援多個訊務流(亦即，TSN串流)之數個方法，其中每一串流具有特定特性，亦即週期性、時間偏移、目標可靠性、潛時等等，如圖73及圖74中所圖解說明。圖73圖解說明具有不同到達及有效負載大小之工業決定性串流。圖74圖解說明具有不同型樣及週期性及不同潛時及可靠性要求之工業決定性串流。
TSN串流特性中之每一者在對使用者進行排程時發揮一重要作用。舉例而言，若網路確切地獲悉此TSN串流資料之週期性及到達，則具有週期性資料但超低潛時要求之一TSN串流可最佳地適應(利用最少的可能網路資源)。然而，若網路未獲悉此特性，則其將超出授予維度以避免違反嚴密潛時要求，而這可能導致無線電資源管理效率低下。此外，假定可通過特定MCS索引及重複次數來達到UE之TSN資料串流之一目標可靠性。只有在無線電網路準確地獲悉此等要求時，其才不會不過度分配或不充分地分配該等資源。接下來假定此等訊務特性不一定是已知的，尤其是在涉及多個重疊TSN串流及其他非關鍵訊務時。因此，接下來對特徵進行研究，以使gNB能夠仍高效且穩健地對訊務混合進行排程。
在版本15中，一小區/BWP內之一單個CG組態可支援具有類似週期及其他要求(諸如潛時、可靠性、時基誤差等等)之工業串流/流。然而，在工業網路中，如版本16中所定目標，在一節點處產生之多個串流(資料流)係一極常見使用情形，例如具有數個致動器、感測器及監測裝置之機器人臂。
因此，此多個串流之特性有所不同，例如如圖73中所展示之到達時間及有效負載大小。串流中之一者具有一中等大小之有效負載(與其他串流相比)。此外，來自此串流之封包到達偏移0，後續接著來自其他兩個串流之封包，其分別到達T及2T偏移。
此外，多個串流之特徵可在於具有不同週期性、潛時及可靠性要求，如圖74中所展示。假設虛線輪廓之串流不需要如此關鍵可靠性及潛時，而另外兩個串流需要嚴格的可靠性及潛時效能。前後兩者相比，授予之組態參數(諸如MCS及重複)將有所不同。此外，某些串流在其到達型樣及週期性上與其他串流有所不同。用於其不同串流特性，即使使用極短週期性支援CG，仍無法使用一單個組態(CG)來支援所有此等串流，此乃因CG將具有一單組組態參數，例如MCS索引、潛時、時槽週期、K-重複。
由於gNB負責分配CG之組態，因此組態當中之任何重疊皆是在獲悉無線電網路之情況發生。gNB可分配重疊組態以解決數種情境：1)克服關鍵資料到達之不對準；2)適應具有不同特性之多個TSN串流。取決於組態之特性，可將重疊分為數種情形： •情形a)類似的特性(例如MCS、週期、K-Rep)，唯開始符號(偏移)除外。 •情形b)類似的開始時間及相同週期性(完全重疊組態)但不同(MCS及K-Rep)。 •情形c)不同偏移及/或不同優先級及MCS/K-Rep。
重疊組態之一問題係用於選擇哪些重疊組態之未界定UE決策基礎。假定一gNB分配在時間上具有不同偏移之類似重疊組態以克服關鍵資料到達之不對準，如圖75中所展示。在此情形中，在關鍵訊務到達時UE選擇最接近(在時間上)組態。
就工業應用而言，應額外考慮到與相關邏輯頻道優先化(LCP)約束及多工。接下來，闡述基線LCP程序。然後，闡述增強工業混合服務情境之多工之技術。
混合服務通信系統應解決UE間情境及UE內情境，然而在此章節中聚焦於UE內情境。在此等系統中，假定一UE具有數種訊務類型，該數種訊務類型被歸類為關鍵訊務及非關鍵訊務。假定使用已組態授予能更好地服務於關鍵訊務，此乃因此訊務在上行鏈路中需要極低潛時高可靠性。進一步預期，由於關於訊務型樣之不確定性gNB將過度佈建已組態授予資源來服務於此訊務。另一方面，非關鍵訊務具有寬鬆的潛時及可靠性要求且不會自太穩健傳輸受益；相反，在一容量有限之情境中，利用穩健授予傳輸大量非關鍵訊務可能會浪費系統資源。表示及激勵此混合服務情形之一常見使用情形係一工業機器人臂，該工業機器人臂具有集成為一體且連接至同一通信裝置/UE之致動器、感測器及相機。當此關鍵訊務與非關鍵訊務重疊時，出現數個RAN1/2問題。
每當要執行一新傳輸時，皆會應用LCP程序，且其主要用於規定將如何及以哪一LCH來填充將經由PHY在PUSCH上發送之MAC PDU。LCP程序中只要有兩個部分，一者聚焦於選擇 MAC PDU中所包含之LCH，另一者聚焦於每一LCH之資料之優先化及量(在選定資料當中)以填充MAC PDU。
對LCH之選擇被稱為LCP約束程序。此程序受經由RRC組態之數個約束控制。此等約束中之每一者允許/禁止將LCH包含於所建構MAC PDU中。以下係版本15中之現有LCP約束： •允許的SCS-清單，其設定用於傳輸之經允許子載波間隔； •最大PUSCH-持續時間，其設定允許用於傳輸之最大PUSCH持續時間； •已組態授予類型1允許，其設定一已組態授予類型1是否可用於傳輸； •經允許服務小區，其設定允許傳輸小區。
邏輯頻道優先級係依據每邏輯頻道之每MAC實體而組態。RRC組態LCP參數以控制MAC內之上行鏈路LCH資料之多工。此LCP參數表達為： •優先級，其中一增大優先級值指示一較低優先級等級； •優先化位元速率，其設定優先化位元速率(PBR)； •存貯大小持續時間，其設定存貯大小持續時間(BSD)。
圖76中圖解說明LCP多工如何發生之一實例。在此實例中，僅考慮「最大PUSCH持續時間」約束。較高至較低優先級邏輯頻道在圖中之位置係自左至右。較高優先級LCH首先被置於MAC PDU中，隨後接著係較低優先級LCH。此外，優先級位元速率(PBR)依據LCH控制MAC PDU中所包含之位元數目。
下文，解決UE內混合服務假定之數個情境。在此情境中，假定一單個UE必須服務於關鍵訊務及非關鍵訊務兩者。與非關鍵訊務授予要求相比，關鍵訊務可係非週期性的或週期性的且需要具有相對小大小之授予之更穩健編碼。關鍵資料之一要求係使用一週期性的穩健編碼已組態授予來進行排程以避免由SR及其回應程序引發之潛時。
進一步假定在排程器處不存在關鍵資料到達之完全知識。此意味著關鍵訊務係非週期性或不完全係週期性的，亦即訊務之週期性到達可受某些時基誤差影響或可簡單跳過某些週期性傳輸機會(由於不可用資料)。在此情形中，網路/排程器無法將週期性已組態授予之排程理想地對準至封包到達事件，這會造成在以下子章節中所闡述之問題。
此外，若需要已組態授予之短週期性來滿足關鍵訊務之低潛時要求，則短週期性已組態授予將致使會對UE中之其他非關鍵訊務施加排程限制。此所施加排程限制之實例係1)已組態授予之間只可分配短動態授予持續時間，2)動態授予必須與已組態授予重疊。
問題1：基於穩健已組態授予發送之非關鍵訊務
在此子章節中，解決使用一穩健已組態授予(亦即，針對關鍵訊務)來適應非關鍵訊務時出現之問題。假定存在零星可用非關鍵訊務。將基於穩健已組態授予資源對此訊務進行排程，需要為具有短週期性之零星關鍵訊務提供該等穩健已組態授予資源。如圖77中所圖解說明，若在此已組態授予中容納eMBB訊務(標注為10KB) (每種傳輸場景1KB)，則eMBB傳輸花費時間太長(例如，高達因數10或直至網路接收到BSR)及導致不必要UL干擾，若在使用者之間共用已組態授予資源則尤其有害。
如圖78中所展示，可針對保持非關鍵訊務之邏輯頻道(LCH)引入新的LCH約束來緩解此問題。舉例而言，對支援關鍵訊務之一LCH施加如「ConfiguredGrantType2Allowed」或「max ReliabilityAllowed」等約束使得UE能夠避免使用太穩健資源發送之一非關鍵LCH之資料。
問題2：基於非穩健動態授予之關鍵訊務
當一gNB除要針對零星關鍵訊務排程穩健已組態授予之外還需要為非關鍵訊務排程一頻譜高效動態授予時，出現另一問題。此在圖79中加以展示，其展示當在一非穩健短授予上發送關鍵訊務時之額外潛時。假定組態授予與動態授予之PUSCH持續時間相同，則現有「maxPUSCHDuration」約束無效/不足。將基於一非穩健動態授予優先發送關鍵訊務，且因此傳輸可能失敗，而導致重新傳輸延遲。
為克服此問題，可引入一新LCH約束(亦即，「DynamicGrantAllowed」*或「minimumReliabilityRequired」)。此約束將阻止基於非穩健動態授予發送關鍵LCH，如圖80中所圖解說明。
問題3：更動控制已組態授予之動態授予上之問題
根據當前規範，若分配一重疊動態授予，則始終更動控制一已組態授予。在某些情境中，一非穩健動態授予可能與一穩健已組態授予重疊，如圖81中所圖解說明。此情境之一原因係gNB必須分配一短週期性組態授予以適應零星低潛時關鍵訊務。
為解決此問題，可有條件地優先考慮一已組態授予，亦即，若當存在一重疊動態授予時關鍵資料可用於在穩健已組態授予上傳輸，則關鍵資料始終優先化，如圖82中所圖解說明，這展示在關鍵資料到達時使得已組態授予有條件地更動控制動態授予的益處。否則，可優先考慮動態授予。如此，可為非關鍵資料排程重疊的大型頻譜高效資源，而無可能在頻譜高效資源上傳輸關鍵資料之風險。然而，採用此方法，一gNB需要解碼兩個潛在傳輸：動態授予及已組態授予。值得注意的是，此問題亦可利用問題2之解決方案來解決，亦即對關鍵訊務LCH設置約束以使其不能基於動態授予傳輸。沒有此解決方案，可能出現頻繁動態授予被排程之情形且導致關鍵訊務不可避免地延遲。
問題4：不同PUSCH持續時間之授予之間的UE內UL先佔
在工業混合訊務情境中，為了達成高頻譜效率，gNB可期望分配較長授予以適應非關鍵訊務。此將增加發送任何零星關鍵資料之延遲，如圖83中所圖解說明，圖83展示具有不同PUSCH持續時間之重疊授予之一實例，此乃因在版本15中當前傳輸可被另一傳輸中斷。為解決此問題，實體層(PHY)應允許停止一正在進行(長)PUSCH並根據重疊短授予傳輸新(短的具有較高優先級)PUSCH，如圖84中所圖解說明，圖84展示如何根據情境啟用UE內先佔提高網路效率。
將論述之另一問題係PDCP複製。作為改良LTE、NR及EN-DC可靠性之一方法，考慮RAN內之多連接。雖然此等特徵先前聚焦於藉由聚合不同載波之資源提高使用者通量，但3GPP之焦點最近已轉移且針對LTE (且同樣針對NR)開發了新特徵以改良傳輸可靠性。
3GPP在版本10中引入載波聚合(CA)，以作為UE經由多個載波連接至一單個基地台之一方法。在CA中，聚合點係媒體存取控制(MAC)實體，允許一集中式排程器(例如)根據所有載波之間的頻道知識分發封包及分配資源，但亦需要所涉及的無線電協定之一嚴密整合。使用DC或多連接 之情況下，在PDCP處發生資源聚合。如此，可在兩個相異節點中執行具有單獨排程實體之兩個MAC協定，但對其互連無嚴格要求，同時仍允許實現增加的使用者通量。
在3GPP版本15 LTE及NR中，CA及DC這兩個架構概念皆被用於幫助改良可靠性，以作為對由PHY特徵提供之可靠性增強之一補充。此係藉由封包複製達成，已決定在PDCP層上採用封包複製。因而在PDCP上複製例如一URLLC服務之一傳入資料封包，且每份複製皆經歷較低層協定RLC、MAC、PHY上之程序，且因此個別地受益於例如其重新傳輸可靠性方案。最終，因此將經由不同頻率載波將資料封包傳輸至UE，這確保由於頻率分集而使得傳輸路徑不相關，且在DC傳輸來自不同站點之情形係提供巨型分集。圖85中針對CA及DC圖解說明了方法。
載波之間的頻率分集超出同一載波上之實體層提供之分集方案。與時間分集(例如重複方案)相比，其具有減輕重複之潛在時間相關性之優點，該潛在時間相關性例如可能因臨時阻塞情況而出現於載波上。此外，如圖85中針對DC所展示，載波分集允許在不同位置中放置傳輸點，因此進一步藉由所引入空間分集減小傳輸之潛在相關性。
PDCP上封包複製之多連接具有不太依賴於利用較低層重新傳輸方案(混合自動重複請求(HARQ)及RLC重新傳輸)來達成目標可靠性度量之優點，且因此降低以一定可靠性保證之潛時。舉例而言，假定PHY針對每一HARQ傳輸達成0.1%之一殘餘誤差概率。在該0.1%情形中，需要一重新傳輸，增大由一額外HARQ往返時間(RTT)所致之傳輸潛時。在封包複製下，兩次不相關HARQ傳輸失敗之概率係0.1%*0.1%。這意味著在1-10^-6情形下，達成無額外HARQ RTT之低潛時，此乃因簡僅接受並遞送第一可解碼封包複本，而第二可解碼封包複本被摒棄(在PDCP處)。可在圖86中看到此關係之一圖解說明，圖86展示具有複本及不具有複本之殘餘誤差。
認為封包複本可應用於使用者平面及控制平面兩者上，這意味著亦可在PDCP層上複製RRC訊息。如此，RRC訊息傳送之潛時/可靠性可得以改良，這例如對移交相關傳訊避免無線電鏈路故障而言係重要的。
此外，多連接能夠在使用者平面資料不會發生移交中斷之情況下達成可靠移交。藉此，可以兩個步驟進行移交，亦即，一次將一個載波自源移動至目標節點，且因此始終UE維持至少一個連接。在該程序期間，可採用封包複製，以使得封包可在兩個節點處用於不中斷地傳輸至UE。
為支援CA中之PDCP複製，一次級RLC實體經組態以用於在支援複製時使用之(非分離)無線電測向器。參見圖85。為確保分集增益，可為與此等兩個RLC實體相關聯之邏輯頻道界定約束，以使得每一RLC實體之傳輸僅允許在一已組態載波(初級或次級小區)上進行。
此外，為允許使用PDCP複製作為一「排程工具」，亦即僅在必要時允許啟動及撤銷啟動複製，亦即動態地作為排程器，已規定MAC控制元件。
在版本16中，在NR-工業IoT內，設想增強NR中之PDCP複製，這允許在兩個以上鏈路上進行複製，亦即，可一起使用基於DC及基於CA之複製，或考慮具有兩個以上載波之基於CA之複製。此外，亦研究複製效率之提高：若原件已在飛行中一定的時間，則傳輸器可推遲發送複本而非始終複製。原因在於只有在原件及複本皆在此潛時界限內被接收時，一複本才能達到增大達到一潛時界限之可靠性之目的。亦可設想以下情境：複本僅與一重新傳輸一起傳輸，亦即基於NACK。亦即，重新傳輸可靠性得以改良，而初始傳輸可靠性保持不變。
表20圖解說明針對哪些承載選項UP、CP等支援複製。
   MCG SRB MCG DRB SCG SRB SCG DRB 分離SRB 分離DRB
   CA複製 DC複製
LTE/LTE 是 是 是 是 是 (僅具有複本) 是 (具有應急策略)
NR/NR 是 是 是 是 是 是
EN-DC (在NR PDCP下) 否 (將係LTE CA) 否 (將係LTE CA) 是 是 是 (非來自SN) 是
表 20 – 支援複製
參考時間佈建
一NR-工業IoT所關注之特徵係為基於UE之應用(例如駐留於經由乙太網路埠連接至一UE之工業IoT裝置中)提供自駐留於5G網路外部之網路之源時鐘導出之時鐘資訊。除5G系統內部之5G系統時鐘之外，亦可提供外部源時鐘。自外部源導出之時鐘可被視為工作時鐘，其對應於駐留於「通用域」環境中之工作域，如圖87所指示。
「通用域」基於5G系統時鐘且用於在一工廠內(通用域)按時間順序對準操作與事件。工作時鐘用於支援通用域內之區域工作域，其中每一區域工作域由一組機器組成。不同工作域可具有不同時間刻度及同步準確度，因此需要在通用域內支援一個以上工作時鐘。
在版本15之範疇內，RAN2已主要聚焦於經由無線電介面將一單個參考時間值可自一gNB遞送至一UE之方法，且尚未考慮到或意識到其中需要將多個參考時間值傳達至一UE之任何使用情形。SA2/RAN3內正在進行的關於潛在需要將多個參考時間/工作時鐘值遞送至一UE之論述繼續驅動在此領域中之進一步增強。
一5G系統支援一內部5G時鐘，內部5G時鐘可基於一極準確且穩定之時鐘源(例如，一GPS時間)且視需要遍佈5G網路分佈，包含作為參考時間資訊遞送至eNBs及UEs。一5G系統亦可自一外部節點獲取參考時間資訊(本文中不再進一步考慮)。LTE版本15支援以下一種方法：使用基於RRC訊息及SIB之方法將參考時間資訊之一單個例項(假定可在一eNB處獲取)遞送至UE，如下且如圖88中所圖解說明，圖88展示BS SFN傳輸： •一eNB首先獲取一參考時間值(例如自在5G網路內部之一GPS接收器) •當在BS天線參考點(ARP)處出現系統訊框結構中之一特定參考點(例如在SFNz之終端處) (參見圖88中之參考點tR)時，eNB將所獲取之參考時間修改為其預計值。 •然後，含有預計參考時間值及對應參考點(SFNz之值)之一SIB/RRC訊息在SFNx期間被傳輸且在tR之前由一UE接收。 •SIB/RRC訊息可指示關於適用於參考點tR之參考時間值之不確定性值。不確定性值反應一eNB實施方案可確保參考點tR (SFNz之終端)將在所指示參考時間處準確地出現於ARP處之準確度；及(b)eNB可獲取參考時間之準確度。 o (a)所引入之不確定性因實施方案而異，但預期可忽略不計且因此不予進一步考慮。 o當一TSN節點係參考時間資訊源(亦即，TSN節點用作一超主點節點)時，在超主點節點及eNB處之硬體時間戳記假定用於(b)，在此情形中當將超主點時鐘傳達之一eNB時預期會引入一對應不確定性。
就NR版本16而言，如上文所闡述的與LTE版本15類似之一方法預期用於得到參考時間資訊及將參考時間資訊自一gNB遞送至一或多個UE。然而，亦預期NR版本16為一或多個工作時鐘(來源於TSN網路中之外部節點)引入支援以作為補充時鐘資訊(亦即，作為為通用時域提供之參考時間之補充)。圖89展示具有三個時域之一工業使用情形，其中一內部5G時鐘用作適用於通用時域(在5G時域中)之參考時間以及適用於TSN工作域1及TSN工作域2之兩個補充工作時鐘。
內部5G時鐘(被展示為一5G超主點)用於服務於無線電相關功能且因此被遞送至gNB及UE兩者(但不用於UPF)。一旦gNB獲取內部5G時鐘(因實施方案而異)，其可使用廣播(例如SIB)或RRC單播方法將該5G時鐘傳達至UE。經由Uu介面發送之SFN將與5G內部時鐘同步，且在此意義上而言即使未被明確傳達給UE，UE仍將始終與5G內部時鐘同步。
gNB自不同外部TSN節點(亦即，直接自控制TSN工作域時鐘之TSN節點)接收工作時鐘資訊，因此需要gNB支援PTP傳訊及多個PTP域(多個PTP時鐘例項)以與TSN網路進行通信。然後，gNB使用如下兩種方法中之一者將工作時鐘(作為獨立時鐘或作為相對於主內部5G時鐘之偏移)傳達給對應UE： a)方法1：基於SFN之同步 •此遞送方法在圖89之情境中得到支援且與用於將內部5G時鐘(黑色時鐘)遞送至UE之方法相同，其中時鐘資訊與SFN訊框結構中之一特定點同步。 •gNB可不需要在每次接收到被提供有此等工作時鐘之經更新值之基於PTP之傳訊時皆將UE中之工作時鐘再新。此乃因與源TSN節點處可能正在進行之時鐘漂移速率相比，UE可能夠以高準確性(使用內部5G時鐘)來管理此等時鐘之漂移。最終結果是，工作時鐘維護所耗用之無線電介面頻寬可更低，此乃因gNB不需要每次在TSN網路內發生工作時鐘更新時皆向UE發送該等工作時鐘更新。 •在此方法中，gNB根據工作時鐘映射在SFN結構內之位置直接調整其已接收到之工作時鐘資訊之值，且然後在一SIB16或RRC訊息內發送經調整值。 b)方法2：時間戳記 •在此方法(亦圖80之情境中被支援)中，gNB依據802.1AS支援一邊界時鐘功能且因此每當工作時鐘源節點決定發送工作時鐘自TSN網路(使用PTP同步訊息交換)獲得該工作時鐘。 •然後，gNB將含有工作時鐘資訊(或其中資訊之一子集)之PTP訊息作為較高層有效負載中繼至UE。 •所中繼PTP訊息亦包含一時間戳記，該時間戳記提供在gNB接收到PTP訊息時內部5G時鐘之值。 •在接收所中繼之PTP訊息之後，UE旋即根據內部5G時鐘之當前值與亦包含於所中繼PTP訊息中之時間戳記值之間的差來調整其中含有之工作時鐘之值，藉此獲得工作時鐘之當前值。 •根據方法1，gNB可不需要每當自TSN網路接收到含有工作時鐘之PTP訊息時皆將該PTP訊息中繼至UE(此乃因UE可能夠以提高的準確度管理此等時鐘之漂移)。 •在此方法中，gNB不調整其已接收到之工作時鐘資訊之值，但利用直接插入至用於發送工作時鐘資訊之同一PTP訊息中時間戳記資訊來補充工作時鐘資訊之值。然後，gNB可在一SIB或RRC訊息內發送已修改PTP訊息，或者為鑒於頻寬效率來減小有效負載大小，gNB可替代地僅將未經修改工作時鐘資訊及對應時間戳記映射至一SIB16或RRC訊息中。
就以上方法1及2而言，一UE將工作時鐘分發至終端站之頻率可因實施方案而異。當執行時，其利用在TSN網路中執行之PTP同步訊息交換。換言之，UE使用(g)PTP協定作為TSN終端站之主時鐘，且決定何時需要在終端站中再新工作時鐘值。UE將其接收到之所有工作時鐘轉發至其管理之所有終端站(亦即，終端站判定其要關注哪些工作時鐘)。
就NR版本而言，可使用一UPF連續PTP鏈方法。針對圖90中所圖解說明之此方法，TSN網路與UPF介接以達成遞送工作時鐘資訊之目的，其中UPF至UE路徑與一PTP鏈路相似以使得在5G網路之右側上之TSN工作域與5G網路之左側上之終端站之間存在一虛擬連續PTP鏈(亦即，在UE與支援工作時鐘之TSN節點之間執行PTP同步訊息交換)。
UPF將工作時鐘(例如圖90之右手側上之綠色時鐘)清晰地中繼至每一UE，其中UPF時間利用適用於PTP訊息被中繼之點之內部5G時鐘之值來給此等工作時鐘加時間戳記。 •5G網路將需要意識到其何時中繼含有工作時鐘資訊之PTP訊息，此乃因其將需要將補充時間戳記資訊提供至此等PTP訊息。 •用於將PTP訊息自UPF中繼至一gNB之輸送層PDU可潛在地被增強以支援PTP訊息何時包括由此等PDU攜載之上層有效負載之一指示。此展示一gNB為無線電介面頻寬效率起見而使用PTP訊息有效負載之基於SIB之傳輸之可能性(亦即，除使用一基於RRC之選項來遞送PTP訊息之外)。 •在接收到所中繼PTP訊息時，UE旋即根據內部5G時鐘之當前值與所中繼PTP訊息中所包含之時間戳記值之間的差來調整其中所含有之工作時鐘之值，藉此獲得工作時鐘之當前值。 •UE使用(g)PTP協定作為TSN終端站之一主時鐘且決定何時需要在終端站中再新工作時鐘值。UE將其接收到之所有工作時鐘轉發至其管理之所有終端站(亦即，終端站判定其要關注哪些工作時鐘)。 •此方法不需要使用相等之上行鏈路及下行鏈路延遲，此係一優點(此乃因對稱上行鏈路及下行鏈路延遲造成額外複雜性)。 •然而，一個潛在缺點係工作時鐘被其在TSN網路內之對應源節點再新之頻率將判定多久一次透過5G網路將工作時鐘中繼至UE (例如，若每當在TSN網路中再新任何工作時鐘時每一UE皆被個別地發送含有時鐘再新資訊之使用者平面有效負載，則此可對無線電介面頻寬產生一顯著影響)。
乙太網路標頭壓縮
就經由3GPP系統之傳統IP輸送而言，已規定了標頭壓縮，亦即，穩健標頭壓縮(RoHC)以減小經由無線電介面發送之資料量，藉此將RoHC應用於UDP/TCP/IP層，且在UE及gNB處藉由PDCP層執行RoHC壓縮/解壓縮。
在TSN中，在設想乙太網路輸送之情況下，亦可應用標頭壓縮。乙太網路PDU工作階段類型係此情形，其中乙太網路訊框應在gNB與UE之間傳達之。
通常，鑒於URLLC需要具有極低殘餘誤差率之穩健傳輸，則所使用碼率自然係極低的，這意味著URLLC輸送在無線電介面上係很耗費資源的。因此，作為版本16 NR-工業IoT 3GPP研究之一部分，要研究移除不必要冗餘(諸如潛在地乙太網路標頭)。接下來，分析乙太網路/TSN標頭結構及對其進行壓縮之好處。
層2 (L2)網路中之轉發通常係基於L2訊框標頭中可用之資訊。每一乙太網路訊框開始於一乙太網路標頭，該乙太網路標頭含有目的地及源MAC位址作為其前兩個欄位。此外，一乙太網路訊框之標頭欄位僅僅使用標記建構。標頭欄位中之某些標頭欄位係強制性的，某些係選用性的，且其取決於網路情境而定。
乙太網路訊框具有多種格式(例如，802.3、802.2 LLC、802.2 SNAP)。該等格式係基於乙太網路類型對長度欄位之值識別。圖91展示訊框格式之一實例。
關於經由3GPP網路傳輸之乙太網路訊框，不需要傳輸乙太網路訊框之某些部分(例如前置碼、SFD (訊框定界符之開始)、FCS (訊框檢查和)，亦參見PDU工作階段類型之現有規範，TS 23.501)。乙太網路標頭之欄位可被壓縮，但由壓縮達成之增益網路情境。乙太網路鏈路可係一存取鏈路或一幹線鏈路。就一幹線鏈路而言，工作階段之數目顯著更大且可能會受乙太網路拓撲改變之影響，乙太網路拓撲改變會導致暫時擁堵。另一方面，自L2工作階段角度來看，一存取鏈路更穩定。乙太網路標頭壓縮必須因L2鏈路而異，亦即，覆蓋一單個L2躍點(亦即鏈路逐段地)，如上文所圖解說明。
考慮以下乙太網路標頭欄位壓縮：MAC源及目的地位址(各自6個位元組)、標籤控制資訊(6個位元組)、保持資訊，諸如VLAN標籤及乙太網路類型。經由3GPP網路之乙太網路訊框傳輸不需要轉發乙太網路訊框之某些部分(亦即前置碼、SFD、FCS)。因此，可經壓縮總共18個位元組。
假定5G系統用作一乙太網路存取鏈路，將僅存在有限數目個L2工作階段，且可縮小達3至5個位元組(保守假定)，這達到之顯著好處係封包大小減小(典型的在URLLC中)，如圖92中所展示。
關於可如何及在何處支援乙太網路之標頭壓縮，可提出以下問題。 •哪一協定及標準化主體：在3GPP中，由IETF界定之RoHC用於IP標頭壓縮。無考慮乙太網路之設定檔。此外，解散標準化群組。靜態情境標頭壓縮(SCHC) (亦係IETF)仍活躍且針對低功率WAN之使用情形考慮乙太網路標頭壓縮。此外，可考量一基於3GPP之解決方案。 •錨定點：當前RoHC網路錨定點係具有PDCP之gNB。另一可能性將係UPF，其中設置乙太網路PDU工作階段。圖93圖解說明可能乙太網路標頭壓縮錨定點。 •具有及不具有IP：應考慮乙太網路標頭壓縮與IP標頭壓縮整合還是分離。
可靠控制平面
在此章節中，闡述亦即用於穩健地維持UE與gNB之間的無線電資源控制(RRC)連接之可靠控制平面佈建方法。
首先，控制平面(亦即，RRC傳訊(SRB)傳輸)被無線電協定作為使用者平面資料傳輸加以處置，亦即，可使用上文針對層1及層2所闡述之相同特徵來建立RRC傳訊穩健性。此外，在DC中之分離承載且針對CA之情形下，PDCP複製亦適用於RRC傳訊(SRB)。
在下文中將看見，除SRB傳訊穩健性之外，亦可解決針對節點故障及無線電鏈路故障(RRC)之處置之恢復力：在網路節點端接RRC出現一故障之情形中，UE將丟失其連接。此外，在當前版本15 LTE及NR中，無線電鏈路故障處置係不對稱處置，亦即，在出現與初級小區相關故障之情形下，無線電鏈路故障(RLF)被觸發，而導致一連接中斷，其中UE 斷開連接及搜尋一新節點來連接。然而，在出現與次級小區群組(SCG)之初級小區相關之故障之情形中，僅將一故障指示發送至RRC，而連接繼續。在CA複製之情形中，亦針對一次級小區故障實施一類似程序。
目前，可使用RRC分集處置兩種故障情形(版本15)。特定而言，就具有PDCP複本之一DC架構而言，在次級無線電鏈路故障之情形中且在SgNB中斷之情形中，可維持與UE之連接。然而在初級小區故障或MgNB故障之情形中，情況並非如此。圖94中圖解說明版本15中之此等故障情形。
為達成「真RRC分集」，因此在出現節點故障之情形下需要考慮進一步增強，亦即RRC情境至另一節點之一快速/主動移交或容錯移轉，且通常獨立於出現故障之小區而對稱地處置無線電鏈路故障。版本16中之NR WI DC內考慮對RLF之此對稱處置。此處所涵蓋之方法當發生與一初級小區相關聯之一故障時，並非係觸發一故障及UE中斷資料及控制傳訊，而是UE經由一次級小區通知網路，且繼續其資料通信且經由此次級小區控制，直至由網路重新組態為止。
一替代性但高成本之方法將係其中將多個伴隨性UE用於相同工業裝置之一方法。複製及複本清除在此情形中將發生於UE之較高層上。在網路側上，UE將(作為一組態選項)連接至不同eNB/gNB，以使得在出現鏈路故障、UE故障或亦節點故障之情形中，可經由獨立伴隨性UE維持連接。
移交及行動性增強
針對處於RRC連接模式中之一UE，版本15中之NR行動性機制遵循其LTE基線，在圖95對此加以圖解說明。源gNB決定(例如，基於UE量測報告)將UE移交至目標gNB。若目標gNB准許UE，則將一移交應答指示發送至源gNB，源gNB隨即將移交命令發送至UE。UE然後切換至移交命令中所指示之新小區並將一移交完整指示發送至目標gNB。在切換期間，UE重設MAC、重建RLC及若需要重建PDCP且改變安全性密鑰。所涉及RACH程序可被組態成無競爭，亦即，在程序期間將待使用RACH前置碼提供給UE。
為實現無中斷移交，亦即為達成0ms移交中斷時間，必須將UE之切換時間最小化。為此，在LTE版本15 (非NR)中，一致認為一雙Tx-Rx UE應能夠執行一增強型先接後斷解決方案以確保0 ms移交中斷時間。在此解決方案中，UE維持至源gNB之連接直至UE開始傳輸/自目標eNB接收資料。將在UE處如何處置雙協定堆棧之細節留給UE實施。
就版本16而言，在LTE及NR兩者中，設想某些進一步行動性增強。為減小NR中之移交中斷時間，針對雙Tx-Rx UE正在論述數種解決方案。其中之一係類LTE增強型先接後斷方法(上文所闡述)。其他方法根據DC架構考慮MN與SN之間的一角色切換操作，且因此達成0 ms「移交」，亦即在進行移交時始終維持與節點中之一者之一連接。針對UE不具有雙Tx-Rx功能性之情境，設想其他方法，諸如經改良，亦即基於一經改良TA計算方法之更快無RACH移交，或亦更快回位至源節點之可能性。為改良一般移交穩健性(可適用於URLLC或空中域之各種情境)，基於一條件移交命令預見一解決方案(當滿足一特定網路組態條件時，執行移交執行)，此舉減小因較高網路資源使用額外負擔而導致之移交故障/震動可能性。
在不因移交延長潛時及在UE處不需要任何能力增強之情況下提供行動性之一種方式係部署所謂的組合小區。 組合小區係可在Ericsson之LTE網路購得之一特徵。在一組合小區中，多個遠端無線電連接至相同基頻數位單元，及服務於相同小區。其允許多個扇區載波屬相同小區。組合小區可用於擴展一小區之覆蓋率，且提供以下額外優點： •藉由使得不同天線站點之覆蓋區域能夠重疊來減小或消除覆蓋漏洞。 •增大在UE處接收到之信號強度。 •提供上行鏈路巨型分集。 •在組合小區內無需進行小區間移交。
URLLC得益於上文所列舉之所有優點。在工廠車間中，例如由於存在大型金屬表面，因此可能會出現一遮蔽問題。組合小區可有助於藉由謹慎選擇天線站點減輕或消除此問題。增大UE處之信號強度明顯有益於增加可靠性，正如巨型分集一樣。避免或減小需要移交，亦極大地有益於移動UE，此乃因移交通常導致潛時顯著增加。此外，組合小區在室內室外之間的過渡區域或在室內-室內(例如多層大廳)提供無縫覆蓋，而這些地方原本需要(更多)移交。提供增大網路覆蓋面積之一穩健機制，例如當工廠車間擴大時期望如此。
最後，組合小區可與具備其自身益處之載波聚合一起使用。
表21表中匯總了3GPP版本15及16中所引入之URLLC特徵。陰影指示支援具有嚴格URLLC要求之工業IoT使用情形所需之特徵，且無陰影區被視為效率最佳化或排程靈活性之特徵。
版本15建立核心URLLC特徵，從而使得LTE FDD及NR、FDD及TDD兩者能夠滿足可靠性達99.999%且潛時為1 ms之IMT-2020 URLLC要求。就LTE而言，工業IoT之重要特徵由以下各項組成：短TTI、無HARQ回饋之自動重複、UL半持久排程(SPS)、可靠PDCCH、達成控制平面可靠性之RRC分集以及允許網路中之多個裝置之間等時操作之高精確性時間同步。儘管LTE FDD達成IMT-2020 URLLC要求，然而LTE TDD並不受TDD組態限制。資料傳輸之最低單向使用者平面潛時在LTE TDD中被限制於4 ms。
版本15 NR滿足效率比LTE高之IMT-2020 URLLC要求。一項關鍵增強係NR中所使用之可擴縮OFDM數字學，其與短TTI組合會實質上縮短傳輸時間。NR中之另一關鍵增強係動態TDD及更快DL及UL切換。NR TDD可達成短達0.51 ms之單向使用者平面潛時。
NR版本16中繼續闡述工業IoT支援之演進。一個主要增強係TSN整合，其使得NR能夠與所建立的工業乙太網路協定協作。NR版本16亦將引入URLLC增強以使得NR能夠滿足更嚴格要求，例如99.9999%可靠性及0.5 ms之潛時。
特徵 版本15 LTE 版本15 NR 版本16 NR (概念)
可擴縮OFDM數字學 僅15 kHz SCS 14OS = 1 ms SCS={15,30,60,120,240} kHz 14OS={1,0.5,0.25,0.125,0.0625} ms 與版本15相同
短TTI 短TTI = {2,3,7} OS DL短TTI ={2,4,7} OS UL短TTI ={1,2,3,…,13} 考慮改良，諸如最小時槽重複、DMRS額外負擔減小
低潛時最佳化動態 TDD 不包含 包含 與版本15相同
自動重複 高達6次重複 K次重複(無時槽跨界) 提出K次重複允許時槽跨界
UL已組態授予 包含(UL SPS) 包含 提出增強型排程靈活性
低BLER報告之穩健MCS表& CQI 不包含 包含 與版本15相同
可靠PDCCH AL 8；包含SPDCCH重複 波束成型，AL 16，24位元CRC；頻率分集 版本15 +小的增強(提出新DCI格式)
PDCCH盲解碼之數目 1 ms之44，0.5 ms之TTI 68，{2或3}OS之TTI 80 {44,36,22,20}，針對{15,30,60,120} kHz SCS/時槽 提出{44,36,22,20}，針對{15,30,60,120}kHz SCS/半時槽
PDCCH CCE之數目    {56,56,48,32} for {15,30,60,120} kHz SCS per slot 提出{56,56,48,32} 針對，針對 {15,30,60,120} kHz SCS/半時槽
短PUCCH 包含 包含 與版本15相同
更快UE 處理能力 不包含 包含(UE 能力 2) 提出UE 能力 3
排程靈活性    跨時槽，不允許跨界 提出跨時槽允許跨界
多工(LCH)約束 例如，去往小區之鏈路LCH或達到PUSCH持續時間 例如，去往小區之鏈路LCH或達到PUSCH持續時間 關於動態及已組態授予之已計劃進一步約束；可能可靠性
URLLC之SR及BSR 不包含 多個SR組態 計劃的特定較小增強
PDCP 複製 DC及CA兩者 DC及CA兩者 效率增強； 超過2個副本之擴展
控制平面可靠性 RRC分集 RRC分集 對稱RLF處置。
DL佔先 不包含 包含 與版本15相同
UL UE內多工 不包含 不包含 計劃
UE UE間佔先 不包含 不包含 計劃
乙太網路輸送&標頭壓縮 不包含 輸送之乙太網路PDU工作階段 標頭壓縮
高精確性時間同步 粒度為0.25 s之時間參考 不包含 粒度為0.25　s之計劃時間參考及多時域支援。
行動性先接後斷移交、雙Tx/Rx UE 包含 不包含 提出
行動性有條件移交 不包含 不包含 提出
表 21 –3GPP 版本 15 及 16 中引入之 URLLC 特徵。
總之，自一開始，為達成低潛時及確保高可靠性這一目的而設計NR。版本15中層-1特徵與層-2特徵之一陣列使得URLLC： •可擴縮數字學及短TTI。透過可擴縮數字學，可藉由採用一較大子載波間隔縮短OFDM符號及時槽持續時間。可藉由使用微時槽排程進一步減小傳輸時間間隔，其允許以小至2 OFDM符號為一時間單位傳輸一封包。 •排程設計。NR支援頻繁PDCCH監測，其增加DL及UL資料之排程機會。此有助於縮短潛時。就UL而言，已組態授予可用於消除因UE必須首先發送一排程請求且等待一上行鏈路授予而引發之延遲。在一混合訊務情境中，NR允許將URLLC訊務優先；且當排程器不具有足夠無線電資源來服務於一URLLC UE之事件中，NR具有先佔已分配eMBB類型資源以用於服務於DL URLLC訊務之一機制。 •快速HARQ。藉由一HARQ應答完成一DL資料傳輸，且因此需要一快速HARQ轉向時間來達成低潛時。在NR中，此藉由界定一更嚴格UE接收器處理時間要求(亦即，UE能力2)而且使得UE能夠透過使用短PUCCH來以一短時間間隔完成HARQ傳輸來促成。快速HARQ轉向時間不僅有助於實現低潛時，而且可用於藉由在一給定潛時預算內允許更多HARQ重新傳輸來改良資料傳輸之可靠性或頻譜效率。此外，亦在NR中採取無HARQ重複(在預期HARQ回饋之前發送者傳輸K次重複)以在HARQ轉向時間不引入延遲之情況下改良可靠性。 •低潛時最佳化動態TDD。NR支援極靈活TDD組態，從而允許DL及UL指派在一符號級進行切換。 •穩健MCS。藉由包含較低MCS及CQI選項以達成較低BLER目標來增強可靠性。
另外，除前述特徵之外，RAN架構選項亦可用於增強可靠性，亦即藉由透過多個gNBs及/或透過多個載波複製資料。
因此，版本15NR為支援URLLC服務打下一堅實基礎。在3GPP IMT-2020自評估版本15之作品中已證實，NR完全滿足99.999%可靠性且1 ms潛時之IMT-2020 URLLC要求。
建立於版本15中之堅實URLLC基礎，工業IoT目前聚焦於版本16中。優先化使用情形包含工廠自動化、配電及輸送。儘管此等優先化使用情形之要求各有不同，但最苛刻使用情形要求99.9999%可靠性及小至0.5 ms之潛時。此外，NR工業IoT之一關鍵態樣使得NR能夠與已建立工業乙太網路協定協作。由於TSN作為工業乙太網路協定之基礎，因此一旗艦版本16特徵係「NR與TSN整合」。 •版本16中之NR將支援面向UE之準確時間參考佈建，以便以無線方式使UE側上之TSN裝置與網路側上之TSN工作時域同步。 •提出增強已組態授予排程及UE多工與先佔以更高效地應對混合TSN訊務情境。 •PDCP複製經設計以更高效地處置可靠性佈建。 •研究乙太網路標頭壓縮以在RAN中減小額外負擔。 •在版本16中亦考慮層-1 URLLC增強以進一步縮短潛時、改良可靠性及頻譜效率，且改良對多工上行鏈路控制及來自不同服務類型之資料之處置(例如對經多工URLLC之控制及來自eMBB之資料，或反之亦然)。
在整合了TSN且進一步增強URLLC之情況下，NR版本16將在達成智慧型無線製造上突飛猛進且步入工業數位化及變革之一新時代。
除TSN及5G之外的工業通信技術及協定
普遍認為，TSN及5G將係未來工廠及其他工業使用情形之基礎連接技術。然而，大多數工業參與者還未從頭開始在一全新部署中開展其工業IoT故事。而是，諸多工業製程已涉及到使用其自身之工業界定連接機制之連接裝置。此等部署通常被稱為棕色地帶。雖然大多數棕色地帶部署(94%)係有線的，但亦存在諸多無線解決方案，尤其係在資料收集上。工業係保守的且以使得投資有保障。因此，很多時候，需要引入一新技術作為對工業場地已有基礎設施之一互補解決方案，除非可顯現出顯著的附加值。
工業IoT之協定堆棧可根據對不同協定層之選擇而極為不同。圖96繪示映射至開放系統互連（OSI）協定堆棧之不同層上之某些可能的協定替代方案。
為得到一完整圖景，此章節介紹目前所使用之有線通信技術及無線通信技術。關於4G及5G在棕色地帶部署之使用，兩個態樣係重要的且該兩個態樣包含： •與舊版有線技術(例如Profinet)相互作用 •其他無線技術(如任何IEEE 802.11技術)競爭 此外，介紹OPC-UA及SECS/GEM作為目前在工廠自動化中使用之兩種通信協定且假定在未來發揮一重要作用。
關於實體層及媒體存取層，過去已開發出專門針對工業用途之諸多有線通信技術。最初，所謂的現場匯流排技術係按照例如IEC 61158中之標準使用。現今，已向工業乙太網路解決方案轉變且Profinet係此解決方案之一項實例。此等技術之一主要特點係其經設計以在嚴密時間侷限(1 ms或小於1 ms)下遞送資料。現場匯流排及某些工業乙太網路變體之一缺點係彼此之一普遍不相容性且除標準辦公-乙太網路設備之外亦需要特殊硬體來運行此等技術。時效性網路(TSN)係一組IEEE標準，其基於標準化乙太網路(IEEE 802.3)增加可靠性及決定性低潛時能力。目標係為有線通信技術工業市場建立一通用標準。現在，很多工業裝備供應商已經開始或至少表示將轉移到TSN獲得其產品組合。
工業乙太網路已變得十分流行且獲得超過舊版現場匯流排技術之市場份額，此乃因乙太網路亦已成為其他域中之一主要通信標準。一個原因可能係廉價且通用零件以及纜線等。已指出，不同工業乙太網路技術不相容且在不使用特殊閘道器或類似額外設備不允許一相互作用。此乃因其使用不同概念來滿足工業使用情形之要求。然而，工業乙太網路存在某些常見事實： •工業乙太網路幾乎始終係「交換式乙太網路」 •100 Mbit/及全雙工鏈路 •不同可能的拓撲(線形、星形、環形燈)但可由技術嚴格界定 •冗餘方法(例如並行冗餘協定(PRP)) •主裝置/控制器-從架構 •偵測通信誤差之功能(如計時器及封包丟失之計數器)
圖97展示工業乙太網路及其如何建立於標準乙太網路上之概念。在層2上，某些工業乙太網路技術基於時間排程傳輸(如Profinet RT)以在網路中達成決定性潛時。網路循環時間係廣泛用於促進及比較技術之一度量 –所支援之網路循環時間愈低，則愈好。通常，網路循環時間係所支援之最小應用循環時間(亦即，應用在每一網路循環中傳輸一特定訊息)。極具挑戰性使用情形需要低於50微秒之極其小應用循環時間，以使例如運動控制達成一足夠準確度。舉例而言，EtherCat界定一新乙太網路層2以達成極低網路循環時間。
在圖97中可看到，Profinet具有不同特點： •Profinet CBA (基於組件之自動化) –僅用於具有不太嚴格傳輸特性及要求之製程自動化 •Profinet-IO RT (即時) •Profinet-IO IRT (等時即時) - 此變體支援低至31.25微秒之應用循環時間(藉由使用31.25微秒之網路循環時間)
圖98展示Profinet中之時間排程傳輸之一實例 – 該圖繪示週期性重複之一個網路循環。其中網路存取時間在一循環IRT階段及一循環RT階段兩者之間共用以提供嚴格QoS及一非RT階段，其等效於一盡力而為階段但不保證QoS。Profinet使用如IEEE1588等一時間同步協定以在所有節點之間建立一共同時間觀念。就極嚴格應用而言，可能不涉及RT階段或非RT階段。IRT通信始終係純層2通信，不使用UDP/TCP/IP。圖99中圖解說明一Profinet IRT訊框。
在Profinet (以及其他技術)中之網路管理被手動預組態且通常在運行中無法添加裝置– 因此即插即用大多數情況下不可能，而是某些需要專業人員設置此等網路，而這明顯係工業之一痛點。
工業乙太網路設備亦不同於標準乙太網路： •特定交換器 –牢靠、QoS最佳化的高可用性實施方案 •大多數技術需要特定ASIC，某些技術基於軟體，某些供應商亦發售多技術ASIC (例如HMS、Hilscher、AD) •通常PLC提供不同通信模組來支援多種技術 •裝置(自感測器至機器人)通常僅提供一組有限技術介面
工業乙太網路技術中之某些可能將消失且遲早會被TSN產品取代。然而，產品壽命循環在工業中係極長的。TSN採取亦在現有工業乙太網路技術中使用之諸多特徵。此外，在Profinet及EtherCat背後之組織已發佈白皮書，該白皮書闡釋除TSN之外的一操作將如何工作。其將TSN視為一通用基礎設施，其中Profinet及其他技術可共存。
現今部署工業乙太網路之方式類似於孤島。只有在此一孤島內才可保證高QoS。使用一種通信技術(例如Profinet)部署一個孤島。通常，一可程式化邏輯控制器(PLC)用作一孤島之一主裝置(例如一Profinet主裝置)。一孤島通常僅由在相同車間上之幾個裝置組成。若此等裝置中之一者(例如PLC)係虛擬化的(中央鏈路)或者若一個裝置(裝置至孤島)或使用一閘道器(孤島間鏈路)之一裝置群組與車間上之孤島分離，則例如Profinet與蜂巢式的相互作用尤其有相關性。某些研究之概念驗證研究中已展示Profinet與例如LTE之間的相互作用–若根據LTE網路之組態應用循環時間高於一特定限制(例如32 ms，作為一實例)，則其係可能的。
對蜂巢式網路在潛時及封包誤差率(PER)方面之要求are不是由例如Profinet等通信技術設定而是由使用其之應用或由分別所使用之應用循環時間設定。通常，最低支援網路循環時間係工業通信技術之一KPI。儘管Profinet IRT支援低至31.25微秒之網路循環時間，但其亦用於具有更低要求之應用(亦即，遠高於此之應用循環時間)。Profinet IRT可用於高達4ms之應用循環時間。在Profinet之情形中，僅支援較高網路循環時間之RT版本無論如何看起來更相關，至少始終用於具有工業合作夥伴之任何試驗中。
同時，其他無線解決方案正試圖與5G同時進入這一領域。一項令人關注之技術係MulteFire，其重點針對工業連接營銷。MulteFire作為一技術極類似於LTE，但僅在未特許頻譜上運行，因此具有在系統內進行排程及行動性之益處。當前，裝置可用性係MulteFire所面臨之一挑戰。WiMAX具有已在工業中部分地用作無線技術，但由於低規模經濟而面臨挑戰。
工業級Wi-Fi在連接工業裝置時具有一小覆蓋範圍。通過實施方案解決可靠性及潛時問題。不存在全域憑證，而是解決方案因供應商而異且不相互操作。更通常而言，常規Wi-Fi部署在工業空間中以允許來自膝上型電腦、平板電腦及行動電話之員工網際網路存取。此連接係有價值的且對車間人員係重要的。
圖100繪示Wi-Fi、MulteFire、LTE及5G NR之間在增大可靠性要求及增大端對端(E2E)潛時要求方面之一估計差。將實例性使用情形置於圖上以展示每一種使用情形大體需要滿足何種要求。
無線感測器網路用於收集感測器資料並監測機械裝置。工業藍芽實施方案用作供應商特定解決方案。通常，當在近距離除時，使用藍芽作為人員自機械裝置獲取讀數之一連接。針對連續連接部署閘道器之關注愈來愈大。此外，存在針對工業用途的IEEE802.15.4協定之諸多不同變體。最熟知之變體係WirelessHART及ISA100.11a，其由工業p層界定並核證。藉由IETF將6TiSCH標準化以使IEEE802.15.4無線電介面具備判定性及可靠性。
IO-鏈路無線標準亦可令人關注，此乃因據稱達成10^-9之一PER且可支援低至5 ms 之循環時間。然而，其擴縮性有限且及通信範圍有限。
MulteFire係基於LTE之技術，其完全在未特許頻譜中操作。MulteFire之主要目標係提供類似LTE之效能且像Wi-Fi一樣易於部署於未特許頻譜中。與eLAA相比，MulteFire RAN經設計以具有獨立操作。特定而言，MulteFire在未特許頻譜中執行所有控制傳訊及資料傳訊。現今，MulteFire亦包含作為無線電存取技術(RAT)之eMTC-U及NB-IoT-U以支援自行動寬頻帶至機器類型通信等各種各樣之應用。
MulteFire (MF)使用基於3GPP版本13及14 LAA之載波選擇、不連續傳輸及先聽後講(LBT)的原理。MulteFire以5.0 GHZ全域頻譜為目標且利用具有某些附加條件之版本13 LBT程序。與LTE協定堆棧相比，MF在UL、DL實體層、DRS傳輸、SIB-MF廣播及其內容、RACH程序中係唯一的且具有額外S1、X2資訊傳訊。
MulteFire 1.0被進一步擴展有額外特徵，諸如授予上行鏈路存取、寬頻覆蓋範圍擴展(WCE)、自主行動性(AUM)、sXGP 1.9 GHZ支援、eMTC-U及NB-IoT功能性。此等特徵旨在更工業性部署且支援機器類型通信。
授予上行鏈路存取進一步減小UL控制傳訊額外負擔，其在低負載情境中仍能非常良好地工作。此特徵基於3GPP版本15中所界定之3GPP特徵自主UL。與舊版MF MBB操作相比，WCE特徵旨在將覆蓋範圍提高達8 dB。與授與使用權頻譜相比，LBT及對RRM及RLF之少量量測使行動性極具挑戰性。為解決此問題，MF已規定AUM來應對快速改變之頻道品質及移交，其中UE及前在eNB可經預組態有移交相關參數。特定而言，UE可針對多達8個AUM小區而被組態有AUM相關行動性輔助資訊。此等候選目小區基本上係潛在標小區，其已為潛在UE情境做好準備。共用給UE之參數包含頻率及候選目標小區之實體小區ID (PCI)。
為支援大量IoT使用情形，MF基於適用於2.4GHZ頻帶之1.4 MHZ載波頻寬改動了3GPP Rel-13 eMTC技術。然而，在2.4GHZ頻帶中，規則係美國、歐洲、日本及中國所獨有。其中，歐洲之ETSI具有嚴格條例，且為符合該等規則，採取跳頻機制。為達成類似eMTC之效能，一界定新時間頻率訊框結構，該新時間頻率訊框結構具有兩個固定時間週期，第一時間週期係錨定頻道且第二時間週期係一資料頻道暫停。資料頻道通常含有UL/DL傳輸，該等UL/DL傳輸在LBT之後且始終開始於一DL傳輸。錨定頻道始終保持於同一頻道上，界定數個錨定頻道，eNB可自該數個錨定頻道選擇一者來傳輸。資料頻道使用跳頻來暫停傳輸，此藉由將82.5 MHZ劃分成56個頻道來實現，其中期望頻道之間具有1.4 GHZ之間隔。規範當前已最終敲定以在未特許頻帶中進一步擴展Rel-13 NB-IoT支援。
IEEE 802.11技術族(通常被稱為Wi-Fi)係在家庭中提供無線網際網路存取之一普及技術。先前章節中所列示之工業級Wi-Fi解決方案通常係對IEEE 802.11 Wi-Fi之修改。工業級Wi-Fi通常基於IEEE 802.11 Wi-Fi核證晶片組，主要係精簡MAC層。特定而言，通常移除Wi-Fi中之LBT機制，但對頻譜規劃而言係必要的。工業級Wi-Fi之問題係可互操作性，此乃因每一工業級Wi-Fi係與其他工業級Wi-Fi獨立地被開發出來。相比之下，IEEE 802.11係一熟知標準，且可預期來自不同供應商之產品彼此之間良好操作。將在此章節中簡要簡要考慮幾個機制：頻道存取(主要影響潛時)、服務品質(影響優先級)及鏈路調適(頻譜效率)。
為理解Wi-Fi之頻道存取，必須理解未特許頻帶中之設計原理中之某些設計原理之背景。在未特許頻帶中，與特許頻帶相對而言，通常不存在控制實體。存在一組頻譜規則，但符合此等規則之任何人具有存取無線媒體之相同權利及優先級。因此，未特許頻帶中之一主要設計原理係不協調的，基於競爭之頻道存取。此被稱為CSMA/CA–避免碰撞之載波感測多個存取。基礎觀點係存在與每一頻道存取相關聯之一隨機數目，該隨機數目決定一退避時間。針對每一失敗的頻道存取，此隨機數目變大。此頻道存取之結果係往返潛時含有一隨機因數。當無線媒體在大程度上未被使用時，潛時係極低的，但當無線媒體被佔用時，潛時可變得極大。在工業情境中，此潛時不確定性係一關注點。在圖101中展示一典型頻道存取及資料傳輸。Wi-Fi中之頻道存取係無法保證潛時之主要原因，且此係必需遵循條例之一特徵。蜂巢式技術之長處係其經設計以專門用於頻譜，這意味著可獲得所保證之潛時。
除隨機退避之外，在Wi-Fi中存在一訊框間間隔時間(IFS)。存在3個主要訊框間間隔時間：短IFS (SIFS)、PCF (點協調功能) IFS (PIFS)、DCF (分散式協調功能) IFS (DIFS)。總之，IFS ＜ PCF ＜ DIFS，其中IFS用於特殊回應訊框，亦即ACK。PCF用於特定優先級訊框，且DIFS用於標準訊框。
Wi-Fi具有一服務品質(QoS)機制，被稱為增強型分散式頻道存取(EDCA)。EDCA主要基於在執行頻道存取時調整隨機退避時間，但其亦引入一新IFS，被稱為仲裁IFS (AIFS)。一較高優先級一般而言將由於退避時間縮短而得以優先存取。然而，注意每一頻道存取中仍存在隨機性，且無法提供保證。EDCA中引入4種優先級類別：語音、視訊、盡力而為及背景。圖102中展示對不同優先級類別可如何獲得頻道存取之一圖解說明。注意，每一優先級類別具有一個別IFS且隨機退避係不同的。
Wi-Fi中之鏈路調適基於全資料重新傳輸。若一封包未被解碼，則將再次發送該封包(可能利用另一編碼及調變)。注意，在Wi-Fi中之資料封包係獨立的，且若一封包出現問題則所有資訊通常皆被損毀。與LTE或NR相比，這係一主要缺點，其中在初始傳輸期間接收到之軟資訊與在重新傳輸期間接收到之軟資訊組合。軟組合之增益大約係3 dB至6 dB，具體數值取決於重新傳輸是否係先前已編碼位元之一重複(被稱為追加組合)或是否傳輸額外同位位元(被稱為遞增冗餘)。
通常藉由Minstrel演算法選擇所選之編碼及調變。Minstrel演算法藉由保存以不同編碼及調變發送之封包之試驗及誤差統計來工作且試圖將通量最大化。該演算法干擾很小甚至無干擾之靜態環境中工作良好，但在頻道特性快速改變時會出問題。此致使Minstrel採用一經改良頻道通常係緩慢的，如圖103中所展示，圖103圖解說明在一單鏈路無線電模擬器中對Minstrel演算法之一模擬。
在IP/乙太網路層上方之工業服務使用各種協定來實現手頭任務。參考引入協定，諸如約束應用協定(CoAP)、超文件傳送協定(HTTP)及HTTP/2、訊息佇列遙測輸送(MQTT)、開放連接基金會(OCF)、即時系統之資料分發服務(DDS)等等。接下來，簡短介紹作為OPC UA之工業區域中之主要協定中之一者。最後，簡要介紹在半導體工業中使用之SECS/GEM。
如上文所介紹，舊版工業通信技術之間的一相互作用通常不可能。因此，終端顧客及裝置製造商面臨著需要產生、運行、診斷、維護及貯存之各種技術。雖然產品及服務之可用性在很大程度上令人滿意，但應對多個解決方案會產生高昂的成本且限制IoT能力。OPC-UA (開放平台通信統一架構)試圖解決此等問題。OPC-UA係下一代OPC技術。其應比原始OPC「OPC Classic」提供更好安全性及一更完整資訊模型。OPC Classic係(主要)來自微軟之一成熟自動化協定。據稱，OPC-UA係在企業類型系統與和現實世界資料互動之各種控件、監測裝置及感測器之間移動資料之一極靈活且可調適機制。OPC-UA係平台獨立性的且確保來自多個供應商之裝置之間的無縫資訊流。OPC基金會負責開發及維護此標準。圖104圖解說明OPC-UA協定堆棧。
為在TSN中使用，OPC-UA標準經調適以更具決定性且支援特定TSN特徵。圖105圖解說明經由TSN之OPC-UA之使用。通常，一TSN網路基礎設施能夠同時攜載所有類型之工業訊務，自硬即時至盡力而為，同時維持每一類型之個別性質。OPC-UA TSN計劃使用一發佈者-用戶通信模型且使用不具有TCP/UDP/IP之OPC-UA。
亦假定將OPC-UA用作TSN中之一組態協定。
關於OPC-UA及TSN之時間線：在Q4 2018中宣告大多數工業自動化供應者(包含Siemens、Bosch、Cisco、ABB、Rockwel、B&R、TTTEch等)支援「包含低至欄位水平之TSN之OPC UA」計劃。據稱，作品將緊密對準至IEC/IEEE 60802中之作品，IEC/IEEE 60802界定工業自動化之TSN之一通用設定檔。當前計劃在2021年期間完成60802之工作，這可能與發佈某些闡述OPC-UA及TSN之最終文件之日期相同。
SEMI (先前被稱為國際半導體設備與材料)標準界定SEMI設備通信標準/通用設備模型(SECS/GEM)，該SEMI設備通信標準/通用設備模型繼而為設備至主機之資料通信提供一協定介面。SEMI目的服務於半導體製作廠(亦成為工廠)中之電子設備生產之製造供應鏈。
SECS/GEM係在半導體工業中使用之OPC UA之一替代。規範界定了設備如何與工廠中之主機通信。
工業IoT之特定應用
以下詳細論述上文在工業IoT情境中所闡述之技術及技法之數種應用。當然，應瞭解此等應用並不僅限於此情境。闡述數個不同應用，該等應用包含排程資源、處置一5G網路中之時間敏感資料串流、偵測對TSN之系統支援、處置來自不同網路之不同時序及資料壓縮及解壓縮的技術。此外，闡述此等技術之幾個組合。然而應瞭解，此等技術中之任一者可與其他技術中之任一者以及與上文所闡述之其他技法及技術中之任何一者或多者組合，以解決一代理人或其他工業環境之特殊需要。
在RAN中排程資源
如上文所論述，雖然5G基於使用長期演進(LTE)及/或新無線電(NR)技術之無線通信，但TSN基於IEEE 802.3乙太網路標準、針對「盡力而為」服務品質(QoS)而設計之一有線通信標準。TSN闡述一系列旨在使舊版乙太網路效能更具確定性之功能，包含時間同步、所保證低潛時傳輸及提高之可靠性。如今可用之TSN特徵可被分組成以下類別(如下所示，具有相關聯IEEE規範)： •時間同步(例如，IEEE 802.1AS)； •受限低潛時(例如，IEEE 802.1Qav、IEEE 802.1Qbu、IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qch、IEEE 802.1Qcr)； •超可靠性(例如，IEEE 802.1CB、IEEE 802.1Qca、IEEE 802.1Qci)； •網路組態及管理(例如，IEEE 802.1Qat、IEEE 802.1Qcc、IEEE 802.1Qcp、IEEE 802.1CS)。
可以不同方式實施一TSN網路之組態及管理，如圖106、圖107及圖108中所圖解說明。更具體而言，圖106至圖108係分別圖解說明分散式、集中式及完全集中式時效性網路(TSN)組態模型之方塊圖，如IEEE Std中所規定。802.1Qbv-2015。在一TSN網路內，通信端點被稱為「通話器」及「收聽器」。一通話器及一收聽器之間的所有交換器及/或橋接器可支援特定TSN特徵，諸如IEEE 802.1AS時間同步。一「TSN域」包含網路中所有同步節點，且TSN通信只有在此一TSN域中才有可能。
通話器與收聽器之間的通信呈串流形式。每一串流係基於在通話器及收聽器兩者處實施之一應用之資料速率及潛時要求。TSN組態及管理特徵用於設置串流且跨越網路保證串流之要求。在圖106之分散式模型中，舉例而言，通話器及收聽器可使用串流預留協定(SRP)來沿著TSN網路中自通話器至收聽器之路徑設置及組態每一交換器中之一TSN串流。
然而，某些TSN特徵可需要被稱為集中式網路組態(CNC)之一中央管理實體，如圖107中所展示。舉例而言，CNC可使用Netconf及YANG模型來針對每一TSN串流組態網路中之交換器。此亦便於使用在具有決定性潛時之一TSN網路中達成資料輸送之時間閘控佇列(IEEE 802.1Qbv中所界定)。藉由每一交換器上之時間閘控排佇，根據一精確排程打開或關閉佇列，從而允許高優先級封包以最小的潛時及時基誤差通過。當然，封包可在閘安排打開之前到達一交換器入口埠。圖108中所展示完全集中式模型亦包含用作收聽器與通話器之一接觸點之一集中式使用者組態(CUC)實體。CUC自裝置收集串流要求及端點能力，並與CNC直接通信。IEEE 802.1Qcc中給出關於TSN組態之進一步細節。
圖109展示基於圖108中所展示之完全集中式組態模型之一例示性TSN串流組態程序之一序列圖。圖109中所展示之編號操作對應於以下說明。即使如此，數字標籤用於圖解說明，而不是規定一操作次序。換言之，圖109中之操作可按照不同次序執行，且可組合及/或劃分成圖中未展示之其他操作。 1 CUC可自例如一工業應用及/或工程工具(例如，一可程式化邏輯控制PLC) 接收輸入，該等工業應用及/或工程工具規定交換時間敏感串流之規定裝置及/或終端站。 2 CUC讀取TSN網路中之終端站及應用之能力，該等能力包含使用者訊務之一週期/間隔及有效負載大小。 3基於此上述資訊，CUC建立串流ID作為每一TSN串流之一識別符、一StreamRank及UsertoNetwork要求。在TSN網路中，streamID用於唯一地識別串流組態且將TSN資源指派給一使用者串流。串流ID由以下兩個元組組成：1)與TSN通話器相關聯之MacAddress；及2)在由MacAddress識別終端站內之多個串流之間進行區分之UniqueID。 4 CNC發現使用(例如)連結層發現協定(LLDP)及任何網路管理協定之實體網路拓撲。 5 CNC使用一網路管理協定來讀取TSN網路中之橋接器之TSN能力(例如IEEE 802.1Q、802.1AS、802.1CB)。 6 CUC起始加入請求來針對自一個通話器至一個收聽器之一TSN串流在橋接器處對網路資源進行組態。 7 通話器及收聽器群組(規定一TSN串流之元件群組)由CUC建立，如IEEE 802.1Qcc、46.2.2中所規定)。CNC對TSN域進行組態，且檢查實體拓撲且檢查網路中之橋接器是否支援時間敏感串流。CNC亦對串流執行路徑及排程運算。 8 CNC沿著所運算路徑(例如傳輸排程之組態，如下文進一步闡釋)中之橋接器對TSN特徵進行組態。 9 CNC將串流之所得資源指派之狀態(成功或失敗)傳回至CUC。 10 CUC進一步對終端站進行組態以開始最初界定在收聽器與通話器之間的使用者平面(UP)訊務交換。
在圖106中所圖解說明之分散式組態模型中，不存在CUC及CNC。因此，通話器負責起始一TSN串流。由於不存在CNC，因此橋接器自我組態，此舉不允許使用上文所述之時間閘控排隊。相比之下，在圖107中所展示之集中式模型中，通話器負責串流初始化，但橋接器由CNC組態。
3GPP-標準化5G網路係將無線裝置及/或終端站連接至一802.1 TSN網路之一項解決方案。通常，5G網路架構由下一代無線電存取網路(NG-RAN)及一5G核心網路(5GC)組成。NG-RAN可包括經由一或多個NG介面連接至5GC之一組gNodeB (gNBs，亦稱為基地台)，而gNBs可經由一或多個Xn介面彼此連接。gNBs中之每一者可支援分頻雙工(FDD)、分時雙工(TDD)或其一組合。裝置 – 亦被稱為使用者設備(UE) –經由gNB與5G網路無線通信。
圖110係圖解說明一例示性地將5G網路架構劃分成控制平面(CP)及資料或使用者平面(UP)功能性之一方塊圖。舉例而言，一UE可藉由將資料封包經由一服務gNB發送至一使用者平面功能(UPF)來將資料封包傳達至在一外部網路(例如，網際網路)上之一裝置及/或應用，該使用者平面功能提供自5G網路至其他外部網路之一介面。CP功能性可與UP功能性協作地操作且可包含在圖110中所展示之各種功能，該等功能包含一存取管理功能(AMF)及一工作階段管理功能(SMF)。
即使如此，為使5G與TSN網路恰當地相互作用，仍需解決數個挑戰及/或問題。特定而言，存在與對用以處置往來於一外部網路(例如，一TSN網路)之資料通信之一5G網路進行組態相關之數個挑戰，該等資料通信經受由外部網路而非由5G網路判定之一時間關鍵排程。
圖111係圖解說明圖110中所展示之5G網路架構與一例示性完全集中式TSN網路架構之間的相互作用之一例示性配置的一方塊圖。在以下論述中，連接至5G網路之一裝置稱為5G端點，且連接至TSN域之一裝置稱為TSN端點。圖111中所展示之配置包含連接至一UE之一通話器TSN端點及一收聽器5G端點。在其他配置中，一UE可替代地連接至包括至少一個TSN橋接器及至少一個TSN端點之一TSN網路。在此組態中，UE可係一TSN-5G閘道器之部分。
5G及TSN網路兩者利用特定程序來進行網路管理及組態且利用特定機制來達成確定性效能。為了促進工業網路之端對端確定性網路連線，此等不同程序及機制必須一起協作地工作。
如IEEE 802.1Qbv-2015中所闡述，TSN提供特定時間感知訊務排程以促進工業應用之確定性低潛時，其中提前知曉循環時間。此訊務排程係基於時間感知閘，該等時間感知閘根據一預定義時間標度啟用來自每一佇列之傳輸。圖112係圖解說明IEEE Std. 802.1Qbv-2015中規定之基於閘之訊務佇列中基於閘之傳輸選擇之一方塊圖。對於一給定佇列，傳輸閘可處於兩種狀態：打開或關閉。
此外，每一傳輸閘與關聯於一特定佇列之一訊務類別有關，其中潛在多個佇列與一給定埠相關聯。在任何時刻，可接通或關斷一閘。此機制係時間感知的且可基於例如一TSN橋接器或一TSN終端站內之一PTP應用。此機制允許跨越網路精確地協調一閘控制清單之執行，從而促進針對一給定訊務類別進行緊密排程之傳輸。本文中，一傳輸排程可定義為指示何時發生傳輸之一排程。並且，一時間緊迫之傳輸排程可定義為指示何時將發生一時效性網路(TSN)之傳輸之一排程。
如上文關於圖109所闡述，關於TSN串流排程之資訊係由一CNC實體基於由通話器及/或收聽器(及/或經由CUC實體)提供的使用者對網路之要求(例如，IEEE 802.1Qcc§46.2.3.6)在完全集式TSN模型中計算的。另外，CNC使用標準管理物件(例如，在IEEE 802.1Qvc中定義)及一遠端網路管理協定在TSN橋接器上組態傳輸排程(圖109中之操作8)。
無論如何，此等特徵特定於TSN網路，並且未慮及諸如圖111中所圖解說明之相互作用5G網路架構。舉例而言，5G網路不為元素(例如，UE、gNB等)提供任何機制以當在UE與gNB之間的無線介面上排程傳輸時慮及由外部網路(例如，TSN網路)建立之時間緊迫之傳輸排程。舉例而言，即使一UE知曉此一時間緊迫之傳輸排程(例如，連接至一TSN端點)，亦不存在用於UE將此一排程通知給gNB之機制。此外，此外，不存在可使gNB或UE能夠理解及處理來自5G網路之排程請求之機制。
本發明之例示性實施例藉由提供用於基於時間感知之傳輸排程(例如，來自外部網路)之用於特定使用者及/或QoS流之預定義時間排程之新穎技術，來解決先前解決方案之此等及其他問題及/或缺點)以滿足特定受限潛時要求。舉例而言，此等技術可提供用於向一UE(或網路節點，例如，gNB)通知此一傳輸時間排程並將該排程通知給網路節點(或UE)之機制。以此方式，此等新穎技術可提供各種益處，包含利用不同之排程器及/或排程機構在蜂巢式網路(例如，5G)與TSN網路之間進行協作相互作用，藉此促進經由5G網路進行之通話器/收聽器端點之間的時間緊迫傳輸之受限潛時。
圖113係圖解說明根據本發明之某些例示性實施例經由5G及TSN網路之兩個TSN通話器/收聽器單元之間的一示例性通信情境之一方塊圖。在此情境中，一UE連接至一TSN通話器/收聽器，該TSN通話器/收聽器又可連接至根據一預定義循環時間運行一應用程式所需之工廠設備(例如，一機器人控制件)。在此情境中，一個挑戰係根據設備及/或應用程式所需之受限潛時，促進自gNB至UE之TSN串流封包之及時傳輸。
圖114展示根據此等例示性實施例用於經由圖113中所展示之網路組態來組態TSN串流封包之及時傳輸之一例示性方法及/或程序之一序列圖。圖114中所展示之經編號操作對應於以下說明。即使如此，數字標籤係用於圖解說明而不是規定一操作次序。換言之，圖114中所展示之操作可以不同次序執行，並且可組合及/或劃分成不同於圖中所展示之其他操作。
在操作11中，CUC將一加入請求發送至CNC，以供一使用者加入TSN網路。舉例而言，此請求可基於及/或回應於請求排程一感測器(通話器)與一PLC控制器(收聽器)之間的一TSN串流之一可程式化邏輯控制(PLC)應用程式。在操作12中，CNC基於在操作11中識別之TSN串流之特定要求來運算一傳輸排程。
在操作13中，CNC組態位於感測器與PLC控制器之間的路徑中之TSN交換器之經管理物件。在IEEE 802.1Qbv-2015§12中闡述了為增強之時間感知排程而將組態之例示性經管理物件。在例示性實施例中，CNC將5G網路視為路徑中之一TSN交換器，且因此請求5G核心網路(5GC)為此TSN串流組態資源。舉例而言，此可藉由CNC將TSN串流內之訊務類別之循環時間及閘控清單發送至一存取管理功能(AMF，參見圖110至圖111)來完成。
在操作14中，5GC中之接收實體(例如，AMF)可將所請求TSN串流要求(例如，循環時間、閘控清單等)轉譯為連接至TSN通話器/收聽器(例如，感測器)之UE之QoS要求。另外，AMF可將所請求TSN串流要求轉譯為UE將向其傳輸及/或接收此TSN串流之gNB之一時間窗及週期性。
在某些實施例中，操作14可涉及各種子操作。舉例而言，可識別UE及對應於TSN串流之一PDU工作階段，並且可識別在此TSN串流內之訊務類別與UE之QoS流之間的一映射。對於每一QoS流(可對應一或多個訊務類別)，可向gNB指示某一QoS要求。在某些實施例中，對gNB之此指示可包含一時間窗之一指示符，在該時間窗期間應當保證傳輸QoS流之一封包。可例如藉由提供用於時間窗開始之一絕對時間參考以及該窗之一長度(例如，作為一潛時界限)來指示此時間窗。舉例而言，絕對時間參考可被指示為相對於某一絕對參考時間(諸如gNB子訊框(SFN)定時或諸如由全球導航衛星系統(GNSS，例如，GPS)提供之一通用時間座標(UTC))之一偏移。在某些實施例中，對gNB之指示亦可包含時間窗之一週期性(或週期)。例如，若TSN串流包括根據一週期性排程發生之多個傳輸事件，則可包含此點。
藉由指示UE之每一QoS流之此時間窗資訊，可獨立地服務TSN串流或多個TSN串流之多個訊務類別。換言之，此資訊促進受影響之gNB在與QoS流中之每一者相關聯之各別時間窗期間為彼等QoS流保留無線電資源。舉例而言，此可促進gNB將各種QoS流映射至不同無線電承載，並且應用每一無線電承載之資源分配/保留。本文中，一無線電承載取自第三代合作夥伴計劃(3GPP)之通常定義。
在操作14中，在如上文所論述判定資訊之後，AMF發送一指示及/或請求gNB確認可滿足QoS、時間窗及/或週期性要求。在操作15中，在接收到在操作14中發送之請求/指示之後，gNB(或若干gNB，視情況而定)判定其是否可在所指示時間窗要求下服務於此額外QoS流。舉例而言，在做出此判定時，gNB可考量用於當前及所估計訊務負載之資源、UE之能力(例如，頻譜效率、所支援傳輸/接收模式等)、RAN與UE之間的頻道品質及是否需要為UE分配(及/或分配多少)額外之保證資源。在做出此判定之後，gNB藉由接受請求(「是」)或拒絕請求(「否」)而回應於5GC功能(例如，AMF)。在某些實施例中，當拒絕請求時，gNB可指示一替代時間窗(例如，藉由相對於所請求時間窗之一偏移)，在該替代時間窗期間，gNB可接受一對應請求。在gNB接受請求之情況下，gNB亦可保留識別為滿足所請求傳輸排程所需之任何額外資源。
在操作16中，在自gNB接收到回應之後，5GC功能可然後將此回應(基於每一QoS流映射)轉譯為一訊務流/TSN串流之粒度等級，並提供對TSN CNC之一回應。該回應可呈可由TSN CNC解碼之一格式。在操作17中，在接收到此回應之後，CNC向CUC提供對在操作11中接收到之加入請求之一對應回應。在操作18中，在自CNC接收到加入回應之後，CUC進一步組態與原始請求相關聯之所有通話器及收聽器終端站。在某些實施例中，CUC亦可請求5GC起始至UE之一連接，而在其他實施例中，5GC或其可使用一預設及/或已經存在之PDU工作階段。
圖115係一方塊圖圖解說明根據本發明之其他例示性實施例經由一5G網路之TSN通話器/收聽器單元與一虛擬化控制器之間的另一例示性通信情境之方塊圖。在此情境中，一TSN網路連接至UE，UE充當一閘道器以經由一無線鏈路將一通話器/收聽器終端站連接至5G網路。在此情境中，一個挑戰係根據TSN網路中之一CNC所運算之排程所需之受限潛時，促進TSN串流封包自UE至gNB之及時傳輸。
圖116展示根據此等例示性實施例用於經由圖115中所展示之網路組態來組態TSN串流封包之及時遞送之一例示性方法及/或程序之一序列圖。圖116中所展示之經編號操作對應於以下說明。即使如此，數字標籤係用於圖解說明而不是規定一操作次序。換言之，圖116所展示之操作可以不同次序執行，且可組合及/或劃分成不同於圖中所展示之其他操作。
在操作21中，CNC基於CUC提供之要求來計算傳輸排程，並將其發送至5G網路之TSN介面(在此情形下係UE)。在操作22中，UE根據由CNC提供之可包含在訊息中之傳輸排程建立並發送請求上行鏈路(UL)無線電資源之一訊息。舉例而言，UE可將訊息發送至5GC中之AMF。在操作23中，在接收到此訊息之後，AMF自5GC中之一使用者資料管理(UDM)功能檢索UE設定檔，並且基於此資訊判定UE連接至哪一(些) gNB。在操作24中，AMF將基於可包含在請求中之傳輸排程而將向UE啟用TSN QoS特徵之一請求發送至gNB。在某些實施例中，AMF亦可將一經修改時間參考發送至連接至5G網路之他通話器/收聽器(例如，一虛擬化控制器)(操作24a)。
在操作25中，接收gNB可執行與上文參考圖114之操作15所闡述之彼等操作基本上類似之操作，但是相對於上行鏈路而不是下行鏈路。在自gNB接收到在操作25中發送之回應之後，AMF可對在操作22中自UE接收之資源請求做出回應(操作26)。類似於圖114中所展示之操作16，AMF可將gNB回應(基於每一QoS流映射)轉譯為一訊務流/TSN串流之粒度等級，並以此格式向UE提供一回應。在操作27中，回應於在操作21中接收到之所請求傳輸排程，UE可將此資訊轉發至CNC。如上文關於圖114所圖解說明之某些實施例所論述，若gNB拒絕所請求傳輸排程但提供其可接受之一替代時間窗。則在圖114之操作15至17及圖116之操作25至27中發送之回應可包含此一替代時間窗、根據各別接收者之協定及/或要求對其進行格式化及/或轉譯。
自以上說明中可理解，此等及其他例示性實施例有助於根據一外部網路(諸如一TSN網路)之時間敏感(例如，受限潛時)要求在一蜂巢式網路(例如，一5G網路)中對傳輸進行時間感知排程。例示性實施例透過新穎技術來促進此等特徵，該等新穎技術用於收集(經由UE或諸如一AMF之一網路功能)關於與一外部網路提供之訊務相關聯之定時及週期性之資訊並將此資訊轉發至蜂巢式網路中一或多個基地台(例如，gNB)。在此情形下，基地台可判定是否可支援所請求訊務之外部時間敏感要求，並且若如此，則利用此類資訊來排程UE與基地台之間的上行鏈路或下行鏈路傳輸。
圖117係圖解說明根據本發明之各項例示性實施例用於根據與一外部網路相關聯之一傳輸排程來在一無線電存取網路(RAN)中排程資源之一例示性方法及/或程序之一流程圖。圖117中所展示之例示性方法及/或程序可在與RAN(例如，NG-RAN)相關聯之一核心網路(例如，5GC)中諸如藉由本文中其他圖中所展示或關於本文中其他圖所闡述之一核心網路節點(例如，AMF)實施。此外，如下文所解釋，圖117中所展示之例示性方法及/或程序可與圖118及/或圖119中所展示之例示性方法及/或程序(下文闡述)協作地利用以提供本文中所闡述之各種例示性益處。儘管圖117以一特定次序展示方塊，但此次序僅係例示性的，且例示性方法及/或程序之操作可以不同於圖117中所展示之一次序執行且可組合及/或劃分成具有不同功能之方塊。藉由虛線表示選用操作。
圖117中所圖解說明之例示性方法及/或程序可包含方塊1210之操作，其中網路節點可自外部網路接收與一時間敏感資料串流相關聯之一傳輸排程。本文中，一時間敏感資料串流可係一時效性網路(TSN)之一資料串流。因此，在某些實施例中，外部網路包括一時效性網路(TSN)，諸如本文中所論述之IEEE標準中所闡述。在此等實施例中，資料串流可包括例如與TSN中之一通話器及/或收聽器終端站相關聯之一TSN串流。在此等實施例中，傳輸排程可包括包含TSN串流之一或多個訊務類別之循環時間及閘控清單。
例示性方法及/或程序亦可包含方塊1220之操作，其中網路節點可將分配無線電資源以在RAN與一使用者設備(UE)之間傳遞資料串流之一請求發送至RAN，其中該請求進一步包括與傳輸排程相關之資訊。在某些實施例中，與傳輸排程相關之資訊包含以下各項中之一或多者：UE之一識別符；與資料串流相關聯之一或多個服務品質(QoS)流之識別符；及與QoS流中之每一者相關聯之一QoS要求。在某些實施例中，每一QoS要求可包括一或多個時間窗，在該一或多個時間窗期間需要傳輸資料串流。在某些實施例中，每一QoS要求包括一初始時間窗及識別後續時間窗之一週期性。
例示性方法及/或程序亦可包含方塊1230之操作，其中網路節點可自RAN接收指示是否可分配無線電資源以滿足與資料串流相關聯之傳輸排程之一回應。在某些實施例中，根據子方塊1235，若該回應指示無法分配無線電資源以滿足資料串流之傳輸排程，則該回應進一步包括對一或多個其他時間窗之一指示，在該一或多個其他時間窗期間可分配無線電資源。
在某些實施例中，該回應可指示是否可滿足與QoS流中之每一者相關聯之QoS要求。在此等實施例中，例示性方法及/或程序亦可包含方塊1240之操作，其中網路節點可基於是否可滿足與QoS流中之每一者相關聯之QoS要求之指示而判定是否可滿足傳輸排程。在某些實施例中，例示性方法及/或程序亦可包含方塊1250之操作，其中網路節點可將是否可滿足傳輸排程之一指示發送至外部網路。
在某些實施例中，該方法可由一5G核心網路(5GC)中之一存取管理功能(AMF)執行。在某些實施例中，可自外部網路接收傳輸排程；且無線電資源係用於自RAN至UE之下行鏈路通信。在某些實施例中，自UE接收傳輸排程；且無線電資源係用於自UE至RAN之上行鏈路通信。
圖118係圖解說明根據本發明之各項例示性實施例用於根據與一外部網路相關聯之一傳輸排程來在一無線電存取網路(RAN)中排程資源之一例示性方法及/或程序之一流程圖。圖118中所展示之例示性方法及/或程序可在與一核心網路(例如，5GC)相關聯之一RAN (例如，NG-RAN)中諸如藉由本文中其他圖中所展示或關於本文中其他圖所闡述之一RAN節點(例如，gNB)實施。此外，如下文所解釋，圖118中所展示之例示性方法及/或程序可與圖117及/或圖119中所展示之例示性方法及/或程序(上文及下文闡述)協作地利用以提供本文中所闡述之各種例示性益處。儘管圖118以一特定次序展示方塊，但此次序僅係例示性的，且例示性方法及/或程序之操作可以不同於圖118中所展示之一次序執行且可組合及/或劃分成具有不同功能之方塊。藉由虛線表示選用操作。
圖118中所圖解說明之例示性方法及/或程序可包含方塊1310之操作，其中網路節點可自核心網路接收在RAN與一使用者設備(UE)之間分配無線電資源以傳遞一時間敏感資料串流之一請求，其中該請求進一步包括與關聯於資料串流之一傳輸排程相關之資訊。在某些實施例中，外部網路包括一時效性網路(TSN)；且資料串流包括一TSN串流。
在某些實施例中，與傳輸排程相關之資訊包含以下各項中之一或多者：UE之一識別符；與資料串流相關聯之一或多個服務品質(QoS)流之識別符；及與QoS流中之每一者相關聯之一QoS要求。在某些實施例中，每一QoS要求可包括一或多個時間窗，在該一或多個時間窗期間需要傳輸資料串流。在某些實施例中，每一QoS要求包括一初始時間窗及識別後續時間窗之一週期性。
圖118中所圖解說明之例示性方法及/或程序亦可包含方塊1320之操作，其中網路節點可基於與傳輸排程相關之資訊而判定是否可分配無線電資源以滿足傳輸排程。在某些實施例中，判定是否可分配無線電資源以滿足傳輸排程可進一步基於以下各項中之一或多者：當前或所估計訊務負載所需之資源、UE之能力、RAN與UE之間的頻道品質及需要為UE分配額外之保證資源。
在某些實施例中，若在方塊1320中判定無法分配無線電資源以滿足與資料串流相關聯之傳輸排程，則例示性方法及/或程序包含方塊1330之操作，其中網路節點可判定一或多個其他時間窗，在該一或多個其他時間窗期間可分配無線電資源。在某些實施例中，若在方塊1320中判定可分配無線電資源以滿足與資料串流相關聯之傳輸排程，則例示性方法及/或程序包含方塊1340之操作，其中網路節點可將一或多個QoS流映射至RAN與UE之間的至少一個無線電承載，且為該至少一個無線電承載保留傳輸資源。
例示性方法及/或程序亦包含方塊1350之操作，其中網路節點可將指示是否可分配無線電資源以滿足傳輸排程之一回應發送至核心網路。在某些實施例中，若在方塊1320中判定無法分配無線電資源以滿足傳輸排程，則在方塊1350中發送之回應亦可包含對在選用子方塊1330中判定之一或多個其他時間窗之一指示。此由選用子方塊1355圖解說明。
圖119係圖解說明根據本發明之各項例示性實施例用於根據與一外部網路相關聯之一傳輸排程來在一無線電存取網路(RAN)中排程資源之一例示性方法及/或程序之一流程圖。圖119中所展示之例示性方法及/或程序可例如由與關聯於諸如本文中其他圖中所展示或關於本文中其他圖所闡述之一核心網路(例如，5GC)之一RAN (例如，NG-RAN)通信之一使用者設備(UE，例如，無線裝置、IoT裝置、M2M裝置等)實施。此外，如下文所解釋，圖119中所展示之例示性方法及/或程序可與圖117及/或圖118中所展示之例示性方法及/或程序(上文闡述)協作地利用以提供本文中所闡述之各種例示性益處。儘管圖119以一特定次序展示方塊，此次序僅係例示性的，且例示性方法及/或程序之操作可以不同於圖119中所展示之一次序執行且可組合及/或劃分成具有不同功能之方塊。藉由虛線表示選用操作。
圖119中所圖解說明之例示性方法及/或程序可包含方塊1410之操作，其中UE可自外部網路接收與一時間敏感資料串流相關聯之一傳輸排程。在某些實施例中，外部網路包括一時效性網路(TSN)，諸如本文中所論述之IEEE標準中所闡述。在此等實施例中，資料串流可包括例如與TSN中之一通話器及/或收聽器終端站相關聯之一TSN串流。在此等實施例中，傳輸排程可包括包含TSN串流之一或多個訊務類別之循環時間及閘控清單。
例示性方法及/或程序亦可包含方塊1420之操作，其中UE可將分配無線電資源以在UE與RAN之間傳遞資料串流之一請求發送至與RAN相關聯之一核心網路，其中該請求進一步包括與傳輸排程相關之資訊。在某些實施例中，與傳輸排程相關之資訊包括傳輸排程。
例示性方法及/或程序亦可包含方塊1430之操作，其中UE可自核心網路接收指示是否可分配無線電資源以滿足與資料串流相關聯之傳輸排程之一回應。在某些實施例中，若來自核心網路之回應指示無法分配無線電資源以滿足資料串流之傳輸排程，則該回應進一步包括對一或多個其他時間窗之一指示，在該一或多個其他時間窗期間可分配無線電資源。此由選用子方塊1435圖解說明。在某些實施例中，可將請求發送至一5GC中之一存取管理功能(AMF)(方塊1420)且可自該AMF接收回應(方塊1430)。
在某些實施例中，例示性方法及/或程序亦可包含方塊1440之操作，其中UE可將是否可滿足傳輸排程之一指示發送至外部網路。在某些實施例中，若在方塊1430中接收之回應包括對在其期間可分配無線電資源之一或多個其他時間窗之一指示(子方塊1435)，則發送至外部網路之指示進一步包含與該一或多個其他時間窗相關之資訊。此由選用子方塊1445圖解說明。
圖120圖解說明包括可用於實施本文中所闡述之例示性方法中之任一者之各種裝置及/或系統之一蜂巢式通信系統及/或網路之一項實例。在本文中所闡述之實施例中，蜂巢式通信網路1500係一5G NR網路。在此實例中，蜂巢式通信網路1500包含控制對應大型小區1504-1及1504-2之基地台1502-1及1502-2，其在LTE中稱為eNB且在5G NR中稱為gNB。基地台1502-1及1502-2在本文中整體統稱為基地台1502且個別地稱為基地台1502。同樣地，大型小區1504-1及1504-2在本文中整體統稱為大型小區1504且個別地稱為大型小區1504。
蜂巢式通信網路1500亦可包含控制對應小型小區1508-1至1508-4之某一數目個低功率節點1506-1至1506-4。低功率節點1506-1至1506-4可係小型基地台(諸如微型或超微型基地台)、遠端無線電頭(RRH)或諸如此類。值得注意的是，雖然未圖解說明，但另一選擇係，小型小區1508-1至1508-4中之一或多者可由基地台1502提供。低功率節點1506-1至1506-4在本文中整體統稱為低功率節點1506且個別地稱為低功率節點1506。同樣地，小型小區1508-1至1508-4在本文中整體統稱為小型小區1508且個別地稱為小型小區1508。基地台1502 (及視情況，低功率節點1506)連接至一核心網路6150。
基地台1502及低功率節點1506為對應小區1504及1508中之無線裝置1512-1至1512-5提供服務。無線裝置1512-1至1512-5在本文中整體統稱為無線裝置1512且個別地稱為無線裝置1512。無線裝置1512有時亦在本文中稱為UE。無線裝置1512可採取各種形式，包含與MTC及/或NB-IoT相容之彼等。
圖121係根據本發明之某些實施例之一無線電存取節點2200之一示意性方塊圖。無線電存取節點2200可係例如本文中關於一或多個其他圖所闡述之一基地台(例如，gNB或eNB)。如所圖解說明，無線電存取節點2200包含一控制系統2202，控制系統2202進一步包含一或多個處理器2204 (例如，中央處理單元(CPU)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)，及/或諸如此類)、記憶體2206，及一網路介面2208。另外，無線電存取節點2200包含一或多個無線電單元2210，無線電單元2210各自包含耦合至一或多個天線2216之一或多個傳輸器2212及一或多個接收器2214。在某些實施例中，無線電單元2210係在控制系統2202外部且經由例如一有線連接(例如，一光纜)而連接至控制系統2202。然而，在某些其他實施例中，無線電單元2210及(可能地)天線2216與控制系統2202整合在一起。一或多個處理器2204操作以提供一無線電存取節點2200之一或多個功能，如本文中所闡述。在某些實施例中，該(等)功能以儲存於例如記憶體2206中且由一或多個處理器2204執行之軟體來實施。
圖122係圖解說明根據本發明之某些實施例之無線電存取節點2200之一虛擬化實施例之一示意性方塊圖。此論述相等地適用於其他類型之網路節點。此外，其他類型之網路節點可具有類似虛擬化架構。
如本文中所使用，一「虛擬化」無線電存取節點係無線電存取節點2200之其中節點2200之功能之至少一部分被實施為一(若干)虛擬組件(例如，經由執行在一(若干)網路中之一實體處理節點上執行之一(若干)虛擬機)之一實施方案。如所圖解說明，在此實例中，無線電存取節點2200包含控制系統2202 (包含一或多個處理器2204 (例如，CPU、ASIC、FPGA及/或諸如此類)、記憶體2206，及網路介面2208)以及一或多個無線電單元2210，一或多個無線電單元2210各自包含耦合至一或多個天線2223之一或多個傳輸器2212及一或多個接收器2214，如上文所闡述。控制系統2202經由例如一光纜或諸如此類而連接至無線電單元2210。控制系統2202可連接至一或多個處理節點2300，一或多個處理節點2300經由網路介面2308耦合至一(若干)網路2302或包含為一(若干)網路2302之部分。每一處理節點2300可包含一或多個處理器2310 (例如，CPU、ASIC、FPGA及/或諸如此類)、記憶體2306，及一網路介面2308。
在此實例中，本文中所闡述之無線電存取節點2200之功能2310係在一或多個處理節點2300處實施或以任何所要方式跨越控制系統2202及一或多個處理節點2300分散。在某些特定實施例中，本文中所闡述之無線電存取節點2200之功能2310中之某些功能或所有功能被實施為由在由處理節點2300代管之一(若干)虛擬環境中實施之一或多個虛擬機執行之虛擬組件。如熟習此項技術者將瞭解，使用處理節點2300與控制系統2202之間的額外傳訊或通信以便執行所要功能2310中之至少某些功能。值得注意的是，在某些實施例中，可不包含控制系統2202，在此情形中無線電單元2210經由一適當網路介面直接與處理節點2300通信。
在某些實施例中，提供根據本文中所闡述之實施例中之任一者之一電腦程式，該電腦程式包含指令，該等指令在由至少一個處理器執行時致使該至少一個處理器執行無線電存取節點2200或在一虛擬環境中實施無線電存取節點2200之功能2310中之一或多者之一節點(例如，一處理節點2300)之功能。在某些實施例中，提供包括前述電腦程式產品之一載體。該載體係一電子信號、一光學信號、一無線電信號或一電腦可讀儲存媒體(例如，一非暫時性電腦可讀媒體，諸如記憶體)中之一者。
圖122係根據本發明之某些其他實施例之無線電存取節點2200之一示意性方塊圖。無線電存取節點2200包含一或多個模組2400，模組2400中之每一者以軟體實施。模組2400提供本文中所闡述之無線電存取節點2200之功能。此論述相等地適用於圖123之處理節點2300，其中模組2400可跨越一或多個處理節點2300及/或控制系統2202而實施及/或分散。
圖124係根據本發明之某些實施例之一UE 2500之一示意性方塊圖。如所圖解說明，UE 2500包含一或多個處理器2502 (例如，CPU、ASIC、FPGA及/或諸如此類)、記憶體2504，及各自包含耦合至一或多個天線2512一或多個傳輸器2508及一或多個接收器2510之一或多個收發器2506。在某些實施例中，上文所闡述之UE 2500之功能可完全或部分地以例如儲存於記憶體2504中且由處理器2502執行之軟體來實施。
在某些實施例中，提供根據本文中所闡述之實施例中之任一者之一電腦程式，該電腦程式包含指令，該等指令在由至少一個處理器執行時致使該至少一個處理器執行UE 2500之功能。在某些實施例中，可提供包括前述電腦程式產品之一載體。該載體可係一電子信號、一光學信號、一無線電信號或一電腦可讀儲存媒體(例如，一非暫時性電腦可讀媒體，諸如一實體記憶體)中之一者。
圖125係根據本發明之某些其他實施例之UE 2500之一示意性方塊圖。在此等實施例中，UE 2500可包含一或多個模組2600，模組2600中之每一者以軟體實施。模組2600可提供上文中所闡述之UE 2500之功能之至少一部分。
經由蜂巢式網路之資料流輸送
圖126圖解說明一5G網路之架構，並介紹相關核心網路功能，例如使用者平面功能(UPF)。
在NR PDCP中，使用標頭壓縮。該協定基於IETF RFC 5795中定義之穩健標頭壓縮(ROHC)框架：「穩健標頭壓縮(RoHC)框架」。基本想法係利用新封包之協定報頭中之冗餘，亦即，使用其與先前所接收封包類似或相同之事實。因此，後續封包無需包含完整之協定標頭資訊，此乃因其已經自先前所接收封包知曉。維持一壓縮/解壓縮內容脈絡以追蹤彼資訊。存在具有不同標頭壓縮演算法/變體之數個不同RoHC設定檔，並且在NR PDCP規範中進行了定義/引用。
UE在改變其主小區時經歷一交遞程序。源小區及目標小區可能屬不同gNB。集中於此程序中涉及之使用者平面協定堆疊：UE使用HARQ進程重新設定MAC以及重新建立(排清)RLC實體。PDCP協定充當交遞錨，此意味著PDCP將以應答模式重新傳輸尚未應答之資料，該資料可能由於交遞時之MAC/HARQ及RLC排清而丟失。
在雙重連接中，除了交遞之外，一無線電承載可自MCG類型更改為SCG類型或自SCG類型更改為Split類型或者自Split類型更改。此可利用包含PDCP重建之交遞程序來實現，或另一選擇係利用PDCP資料恢復程序來實現。
在3GPP TS 23.501及TS 23.502中介紹經由5G網路對乙太網路PDU工作階段之支援(例如，參見兩個彼等規範之版本15.2.0)。
圖127展示如3GPP TS 29.561之版本15中定義之乙太網路PDU型資料(使用者平面)之協定堆疊，「5G網路與外部資料網路之間的相互作用；第三階段」。外部資料網路可包含例如乙太網路LAN。與外部資料網路(DN)之此相互作用之關鍵特性包含： •UPF應儲存自DN或UE接收之MAC位址；5G網路未為UE指派MAC位址 •乙太網路前置碼、起始訊框定界符(SFD)及訊框檢查序列(FCS)未經由5GS發送 •SMF基於乙太網路訊框結構及UE MAC位址向UPF提供乙太網路篩選器組及轉發規則 •在PDU工作階段建立期間，一DN-AAA (資料網路-鑑認、授權及計費)伺服器可提供此特定PDU工作階段允許之一MAC位址清單(參見3GPP TS 29.561之版本15)。 •IP層被視為並非乙太網路PDU工作階段之部分之一應用層(參見3GPP TS 29.561之版本15)
時效性網路(TSN)係允許在基於乙太網路之有線通信網路中進行確定性網路連線之一組特徵。在一TSN網路內，通信端點稱為通話器及收聽器。通話器與收聽器之間的所有交換器(例如橋接器)需要支援某些TSN特徵，例如IEEE 802.1AS時間同步。在網路中同步之所有節點屬一所謂TSN域。TSN通信僅在此一TSN域內係可能的。為了允許確定性通信，TSN通信在串流中進行，該等串流係在資料通信發生之前跨越TSN域設置的。在TSN網路中，如IEEE 802.1CB中所定義，關於如何識別訊框並將其映射至一TSN串流，存在不同可能性。身份識別可能基於MAC位址及VLAN標頭及/或IP標頭。但是，由於目前正在開發TSN標準，因此亦可在其中引入其他態樣(例如，乙太網路類型欄位)以識別訊框。在已在TSN網路中建立一TSN串流之後，將基於特定串流識別符在整個TSN網路中識別訊框。
當前不存在為一5G網路之乙太網路訊框定義之標頭壓縮。此將導致未壓縮之乙太網路訊框之傳輸，鑒於某些類型之訊務(諸如工業IoT/URLLC訊務)通常具有較小之有效負載大小，此將導致一相當大額外負擔。
在交遞重建及資料恢復期間，不能保證RoHC效能，這對於依賴於受保證之傳輸成功之服務係有問題的。藉由佈建更多服務資源(例如不使用RoHC)來解決此問題很可能導致不可接受之資源浪費。
用於與RoHC對齊之乙太網路標頭壓縮之一 協定有時可能夠導致良好之壓縮率，但不能確定地壓縮，例如，在上述交遞情況下。此導致無線電存取節點(例如，gNB)亦不能確定地保留最小所需資源之缺點，亦即，在標頭壓縮不導致完全壓縮之情況下，此等節點可能需要保留更多資源，伴隨著額外資源浪費。
一RoHC壓縮內容脈絡丟失(例如，由於一交遞)將導致接收器處之封包轉發之延遲，此對於URLLC訊務而言可係不可接受的。
本發明之某些態樣及其實施例可提供針對此等或其他挑戰之解決方案。
在3GPP NR無線電技術(例如3GPP TS 38.300 V1.3.0)之內容脈絡中闡述了本發明。然而，熟習此項技術者將理解，本發明之實施例亦適用於其他蜂巢式通信網路。本發明之實施例藉由壓縮冗餘資訊而使得能夠在一蜂巢式(例如，5G)網路上有效地輸送資料流(例如，時間敏感資料流，諸如用於時效性網路(TSN)之彼等時間敏感資料流)。此藉由使一或多個核心網路節點為TSN感知的以在減少不必要之額外負擔之同時支援TSN流之處理而達成。
在本發明中概述了用於一5G網路中基於乙太網路/TSN串流之傳輸之標頭壓縮之方法。與例如RoHC之IP標頭壓縮等已知方法相比，本文中概述之方法依賴於乙太網路/TSN串流之特定性質來實現一確定性壓縮率。
在本文中提出解決在本文中揭示之問題中之一或多者之各種實施例。
某些實施例可提供以下技術優點中之一或多者。蜂巢式網路中之乙太網路標頭壓縮通常降低資源使用，從而增加容量。本發明之實施例可導致一確定性壓縮率，亦即，實現為流/UE之確定性最小所需資源預留，而不需要慮及無法滿足此最佳壓縮率之情況。以此方式，系統之容量得以提高。
如下文所闡述，本發明之實施例假設對於諸如一TSN串流之一經建立資料串流，一資料封包標頭(例如，一乙太網路標頭)中之一或多個欄位之值係靜態的。在此內容脈絡中，若一值在資料流內按順序對多個資料封包保持相同，則可將其視為「靜態的」。因此，此不排除其中標頭中之欄位之值根據需要被更新(亦即，半靜態)之實施例。欄位之值在資料串流之壽命期內可保持相同或可不保持相同。
在傳輸任何資料封包之前，建立TSN串流，且跨越TSN串流中涉及之所有節點之間應用一組態。此亦包含宣告TSN串流識別符。
圖128展示用於一TSN資料封包之一訊框結構。在一TSN串流內，標頭欄位用於識別一串流。此等欄位包括例如DST MAC地址(6個位元組)、VLAN標頭(4個位元組)及IP標頭欄位(各種欄位)。在設置一TSN串流後，通常不更改此等欄位。因此，此等欄位提供了在整個5G網路(例如，例如UPF至UE、gNB至UE等)中進行一靜態壓縮之可能性。
根據本發明之一項實施例，在發生資料傳輸之前，針對UE及/或gNB或UPF組態用於資料封包之一標頭內之一或多個欄位。舉例而言，該一或多個欄位可包括乙太網路標頭，且亦可包括其他標頭欄位，例如作為一IP標頭之一部分，以防其被用於TSN串流識別。
可針對每一QoS流來組態在一QoS流中接收或傳輸之封包之標頭中之欄位之值。另外或另一選擇係，可針對每一PDU工作階段來組態在一PDU工作階段中接收或傳輸之封包之標頭中之欄位之值。
圖129中圖解說明用於下行鏈路之程序。
對於下行鏈路中之TSN串流，5G CN(例如，一核心網路節點，諸如AMF或UPF，或兩者之一組合)可使用來自一TSN網路之有關TSN串流識別以及可將哪些欄位視為靜態或非靜態之資訊，或者其可針對此使用一預組態。
可將一識別符添加至PDU工作階段或QoS流內部之資料封包中，以區分同一工作階段或流內之多個TSN/乙太網路串流(因此，該識別符用於一特定TSN/乙太網路串流)。舉例而言，可使用識別符代替靜態移除之乙太網路標頭欄位進行傳輸；一8位元標頭可能足以在工作階段或流中分離TSN串流。
對於UPF與UE之間的標頭壓縮(由5G CN起始)，使用NAS傳訊。此包括將靜態映射至UE之內容以及視情況亦將在一PDU工作階段內或在一QoS流內用於區分不同TSN串流之一串流識別符傳訊給標頭。5G CN為靜態映射而組態UPF。
對於在gNB與UE之間用於標頭壓縮之下行鏈路傳輸，可使用RRC傳訊，亦即，當為UE建立一新QoS流時，指示UE將經組態標頭用於在此QoS流上接收之封包。在一替代實施例中，採用PDCP控制傳訊來指示對原本係靜態之標頭內容脈絡之更新(亦即，為UE提供一新標頭內容脈絡)，從而允許針對UE之一半靜態標頭組態。
此外，在以上所有情形中，當指示靜態標頭之一更新或指示新靜態標頭時，可在旁邊指示一序列號，從而識別自其開始應使用新標頭進行解壓縮之封包。
在另一實施例中，在接收實體(例如，DL中之UE)中，應在標頭解壓縮之前根據一序列號對所接收封包應用重新排序。以此方式，當指示新的經組態標頭以及一序列號時，識別出一新的經組態標頭對其有效之第一封包。
在圖130中圖解說明用於上行鏈路之程序。
對於上行鏈路中之TSN串流，UE可自一TSN網路獲取有關TSN串流識別之資訊以及哪些欄位可被視為靜態欄位或不被視為靜態欄位，並相應地通知5G CN(例如，藉由將請求自TSN網路轉發至5G CN)。
可將一識別符添加至PDU工作階段或QoS流內部之資料封包中，以區分同一工作階段或流內之多個TSN /乙太網路串流(因此，該識別符係用於一特定TSN/乙太網路串流)。舉例而言，可使用識別符代替靜態移除之乙太網路標頭欄位進行傳輸；一8位元標頭可能足以在工作階段或流中分離TSN串流。
對於UE與UPF之間的標頭壓縮(由UE起始)，再次使用NAS傳訊。UE可藉由在NAS上傳訊請求以及其已經自一TSN網路接收之與TSN串流封包標頭有關之任何TSN組態資料而自5GCN請求一靜態標頭壓縮。然後，5GCN可在UPF中組態靜態映射，且亦可能指派在一PDU工作階段內或在一QoS流內用於區分多個TSN串流之一串流識別符。5GCN可使用NAS傳訊向UE通知靜態映射以及要使用之一潛在識別符。5GCN為靜態映射而組態UPF。
此外，在以上所有情形中，當指示靜態標頭之一更新或指示新靜態標頭時，可在旁邊指示一序列號，從而識別自其開始應使用新標頭進行解壓縮之封包。
對於上行鏈路傳輸，UE被組態為在傳輸之前移除乙太網路標頭欄位。可經由RRC傳訊或NAS傳訊來指示該組態。標頭移除功能可在一SDAP或PDCP傳輸演算法中實施。可指示一序列號，該序列號識別自其開始應用乙太網路標頭欄位之移除之第一封包。
對於上行鏈路傳輸，UE在任何資料傳輸之前向5G網路指示(經移除)標頭，使得5G網路可在自UE接收封包時考量標頭。並且，在此情形下，可按QoS流或按PDU工作階段組態標頭。此外，可指示一序列號，該序列號識別已針對其移除標頭並且應針對其應用經組態標頭之第一封包。
在另一實施例中，在接收實體(UL中之gNB或UPF)中，應在標頭解壓縮之前應用根據一序列號對所接收封包進行重新排序。以此方式，當指示新的經組態標頭以及一序列號時，識別出一新的經組態標頭對其有效之第一封包。當指示新的經組態標頭以及一序列號時，將識別對其有效之新之首包之第一個資料封包。
為了經由無線電處置TSN串流，可使用例如半永久排程(SPS)或即時上行鏈路存取(IUA)來預分配無線電資源。資源預分配得益於用於傳輸之一已知有效負載大小。在RoHC框架中，最壞情形下之有效負載大小仍然係包含所有標頭之整個封包；由於無法判定何時需要傳輸整個內容脈絡，因此有必要為最壞情形保留資源。上文概述之靜態標頭壓縮方法之情形並非如此。
TSN基於封包之及時遞送。由於一內容脈絡不瞭解而必須重新傳輸或緩衝之封包會導致封包延時很可能係不可接受的。丟棄該封包或者替代地重用一舊(或如本發明中所介紹，經靜態組態)內容脈絡將係較佳的。
圖131繪示根據特定實施例之一方法。該方法可由一或多個核心網路節點執行。舉例而言，該方法可由一AMF及/或一UPF (諸如上文關於圖126所闡述之AMF及UPF)執行。此外，該方法可係關於或對應於上文所闡述的圖129中之元件「5G CN」之動作。該方法使得能夠在一外部資料網路(諸如一乙太網路或LAN)中輸送與一資料串流(諸如一TSN或其他時間緊迫資料串流)相關聯之資料封包。
該方法在步驟VV102處開始，其中核心網路節點獲得一外部資料網路中之一資料串流之組態資訊。組態資訊指示與資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值。核心網路節點可直接自外部資料網路接收此組態資訊(例如，在建立資料串流之一請求訊息中)或預組態有該資訊。其值可係靜態之一或多個欄位可包括一或多個乙太網路標頭欄位，諸如以下各項中之一或多者(或全部)：目的地位址欄位；源位址欄位；虛擬LAN標籤欄位；及類型/長度欄位。該一或多個欄位可另外或另一選擇係包括IP標頭中之一或多個欄位。
在步驟VV104中，核心網路節點起始將組態資訊傳輸至將接收資料串流之一無線裝置。舉例而言，可經由NAS傳訊來傳輸組態資訊。
核心網路節點可建立資料串流之一識別符以使得其能夠與其他資料串流區分開。在其中將資料封包作為一PDU工作階段或QoS流之部分傳輸至無線裝置之實施例中，識別符可在PDU工作階段或QoS流內係唯一的(且因此在此等實施例中，一識別符值可重用於PDU工作階段或QoS流之外的不同資料流)。組態資訊可另外包含相關聯資料串流之識別符。
在步驟VV106中，核心網路節點自外部資料網路接收與資料串流相關聯之一資料封包。該資料封包可經由任何適合機制識別為與資料串流相關聯或屬資料串流。該識別可基於MAC位址以及VLAN標頭及/或IP標頭。另一選擇係或另外，其中亦可引入其他態樣(例如乙太網路類型欄位)來識別資料封包。
在步驟VV108中，核心網路節點自資料封包移除一或多個欄位以產生一經壓縮資料封包。亦即，核心網路節點移除在步於驟VV102中獲得之組態資訊中識別之一或多個欄位。視情況，核心網路節點可將資料串流之識別符添加至經壓縮資料封包。將理解，可在移除一或多個欄位之前或之後將識別符添加至資料封包。
在步驟VV110中，核心網路節點起始將經壓縮資料封包傳輸至無線裝置。舉例而言，核心網路節點可將經壓縮資料封包發送至一無線電存取節點(諸如一gNB或其他基地台)以繼續傳輸至無線裝置。
在本發明之其他實施例中，資料串流之組態資訊可在已建立以上組態之後被更新。在此等實施例中，可獲得資料串流之經更新組態資訊(例如，來自外部資料網路)，包括與資料串流相關聯之資料封包之標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別經更新值之一指示。具有靜態值之一或多個欄位可與最初識別之一或多個欄位相同或不同。然後，可將經更新組態資訊傳輸至無線裝置(例如，經由NAS傳訊)以使得無線裝置能夠將已根據經更新組態移除標頭資訊之資料封包解壓縮。經更新組態資訊可包括一序列號，該序列號指示與資料串流相關聯之資料封包序列中將自其開始應用經更新組態的資料封包。
圖132繪示根據特定實施例之一方法。該方法可由一或多個核心網路節點執行。舉例而言，該方法可由一AMF及/或一UPF (諸如上文關於圖126所闡述之AMF及UPF)執行。此外，該方法可係關於或對應於上文所闡述的圖130中之元件「5G CN」之動作。該方法使得能夠在一外部資料網路(諸如一乙太網路或LAN)中輸送與一資料串流(諸如一TSN或其他時間緊迫資料串流)相關聯之資料封包。
該方法在步驟VV202處開始，其中核心網路節點獲得一外部資料網路中之一資料串流之組態資訊。組態資訊指示與資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值。核心網路節點可直接自外部資料網路接收此組態資訊(例如，在建立資料串流之一請求訊息中)、自將傳輸與資料串流相關聯或屬資料串流之資料封包之一無線裝置接收此組態資訊(例如，在由無線裝置經由傳訊(諸如NAS傳訊)轉發之來自外部資料網路之一請求訊息中)，或預組態有該資訊。其值可係靜態之一或多個欄位可包括一或多個乙太網路標頭欄位，諸如以下各項中之一或多者(或全部)：目的地位址欄位；源位址欄位；虛擬LAN標籤欄位；及類型/長度欄位。該一或多個欄位可另外或另一選擇係包括IP標頭中之一或多個欄位。
可建立資料串流之一識別符以使得其能夠與其他資料串流區分開。在其中由無線裝置將資料封包作為一PDU工作階段或QoS流之部分傳輸之實施例中，識別符可在PDU工作階段或QoS流內係唯一的(且因此在此等實施例中，可將一識別符值重用於PDU工作階段或QoS流之外的不同資料流)。組態資訊可另外包含相關聯資料串流之識別符。另一選擇係，在核心網路節點建立資料串流之識別符之情況下，可由核心網路節點將識別符傳輸至無線裝置。
視情況，該方法可進一步包括將組態資訊發送至將傳輸與資料串流相關聯或屬資料串流之資料封包之無線裝置之一步驟(未圖解說明)。當步驟VV202中之組態訊息並非係自無線裝置接或當無線裝置不能夠處理及獲取自身之組態資訊時(例如，來自從外部資料網路接收之一請求訊息)，此步驟可特別適用。舉例而言，可經由NAS傳訊發送組態資訊。
在步驟VV204中，核心網路節點自無線裝置接收與資料串流相關聯之一資料封包。藉由根據在步驟VV202中獲得之組態資訊移除標頭中之一或多個欄位(例如，藉由無線裝置遵循下文在圖133中陳述之方法)而壓縮該資料封包。
在步驟VV206中，核心網路節點添加來自資料封包之一或多個欄位以產生一經解壓縮資料封包。亦即，核心網路節點添加在於步驟VV202中獲得之組態資訊中識別之一或多個欄位。
在步驟VV208中，核心網路節點起始經由外部資料網路傳輸經解壓縮資料封包。
在本發明之其他實施例中，資料串流之組態資訊可在已建立以上組態之後被更新。在此等實施例中，可獲得資料串流之經更新組態資訊(例如，來自外部資料網路或無線裝置)，包括與資料串流相關聯之資料封包之標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別經更新值之一指示。具有靜態值之一或多個欄位可與最初識別之一或多個欄位相同或不同。特別是在經更新組態資訊係直接自外部資料網路接收之情況下，將經更新組態資訊傳輸至無線裝置(例如，經由NAS傳訊)。另外或另一選擇係，未來利用經更新組態資訊來將已由無線裝置根據經更新組態壓縮之所接收資料封包解壓縮。經更新組態資訊可包括一序列號，該訊號指示與資料串流相關聯之資料封包序列中將自其開始應用經更新組態的資料封包。因此，核心網路節點可針對遵循在經更新組態資訊中指示之序列號之所有資料封包根據經更新組態添加標頭欄位。視情況，核心網路節點可根據所接收資料封包之各別序列號將其重新排序以促進此處理。
圖133繪示根據特定實施例之一方法。該方法可由一無線裝置(諸如上文關於圖126所闡述之UE)執行。此外，該方法可係關於或對應於上文所闡述的圖129中之元件「UE」之動作。該方法使得能夠在一外部資料網路(諸如一乙太網路或LAN)中輸送與一資料串流(諸如一TSN或其他時間緊迫資料串流)相關聯之資料封包。
該方法在步驟XX102處開始，其中無線裝置獲得一外部資料網路中之一資料串流之組態資訊。組態資訊指示與資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值。無線裝置可直接自外部資料網路接收此組態資訊(例如，在建立資料串流之一請求訊息中)，或自一或多個核心網路節點接收此組態資訊(例如，經由來自一無線電存取網路節點(諸如一gNB或其他基地台)經由NAS傳訊之一傳輸)。其值可係靜態之一或多個欄位可包括一或多個乙太網路標頭欄位，諸如以下各項中之一或多者(或全部)：目的地位址欄位；源位址欄位；虛擬LAN標籤欄位；及類型/長度欄位。該一或多個欄位可另外或另一選擇係包括IP標頭中之一或多個欄位。
可建立資料串流之一識別符以使得其能夠與其他資料串流區分開。在其中資料封包係由無線裝置作為一PDU工作階段或QoS流之部分接收之實施例中，識別符可在PDU工作階段或QoS流內係唯一的(且因此在此等實施例中，可將一識別符值重用於PDU工作階段或QoS流之外的不同資料流)。組態資訊可另外包含相關聯資料串流之識別符。
在步驟XX104中，無線裝置自無線電存取網路節點接收與資料串流相關聯之一資料封包。藉由根據在步驟XX102中獲得之組態資訊移除標頭中之一或多個欄位(例如，藉由核心網路節點或無線電存取網路節點自身遵循上文所陳述之方法)而壓縮資料封包。
在步驟XX106中，無線裝置添加來自資料封包之一或多個欄位以產生一經解壓縮資料封包。亦即，無線裝置添加在於步驟XX102中獲得之組態資訊中識別之一或多個欄位。視情況，可繼續經由外部資料網路傳輸經解壓縮資料封包。
在本發明之其他實施例中，資料串流之組態資訊可在已建立以上組態之後被更新。在此等實施例中，可獲得資料串流之經更新組態資訊(例如，自核心網路節點)，包括與資料串流相關聯之資料封包之標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別經更新值之一指示。具有靜態值之一或多個欄位可與最初識別之一或多個欄位相同或不同。然後，未來利用經更新組態資訊來將已由核心網路節點或無線電存取網路節點根據經更新組態壓縮之所接收資料封包解壓縮。經更新組態資訊可包括一序列號，該序列號指示與資料串流相關聯之資料封包序列中將自其開始應用經更新組態的資料封包。因此，無線裝置可針對遵循在經更新組態資訊中指示之序列號之所有資料封包根據經更新組態添加標頭欄位。視情況，無線裝置可根據所接收資料封包之各別序列號將其重新排序以促進此處理。
圖134繪示根據特定實施例之一方法。該方法可由一無線裝置(諸如上文關於圖126所闡述之UE)執行。此外，該方法可係關於或對應於上文所闡述的圖130中之元件「UE」之動作。該方法使得能夠在一外部資料網路(諸如一乙太網路或LAN)中輸送與一資料串流(諸如一TSN或其他時間緊迫資料串流)相關聯之資料封包。
該方法在步驟XX202處開始，其中無線裝置獲得一外部資料網路中之一資料串流之組態資訊。組態資訊指示與資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值。無線裝置可直接自外部資料網路接收此組態資訊(例如，在建立資料串流之一請求訊息中)，或自一或多個核心網路節點接收此組態資訊(例如，經由NAS或RRC傳訊)。其值可係靜態之一或多個欄位可包括一或多個乙太網路標頭欄位，諸如以下各項中之一或多者(或全部)：目的地位址欄位；源位址欄位；虛擬LAN標籤欄位；及類型/長度欄位。該一或多個欄位可另外或另一選擇係包括IP標頭中之一或多個欄位。
可建立資料串流之一識別符(例如，由一或多個核心網路節點)以使得其能夠與其他資料串流區分開。在其中資料封包係由無線裝置作為一PDU工作階段或QoS流之部分接收之實施例中，識別符可在PDU工作階段或QoS流內係唯一的(且因此在此等實施例中，可將一識別符值重用於PDU工作階段或QoS流之外的不同資料流)。組態資訊可另外包含相關聯資料串流之識別符。
在步驟XX204中，無線裝置獲得與資料串流相關聯或屬資料串流之一資料封包。舉例而言，該資料封包可係自外部資料網路接收，或由無線裝置產生(例如，回應於某一使用者互動或藉由在無線裝置上執行一應用程式)。
在步驟XX206中，無線裝置自資料封包移除一或多個欄位以產生一經壓縮資料封包。亦即，無線裝置移除在於步驟XX202中獲得裝置之組態資訊中識別之一或多個欄位。視情況，無線裝置可將資料串流之識別符添加至經壓縮資料封包。將理解，可在移除一或多個欄位之前或之後將識別符添加至資料封包。標頭移除功能可以一SDAP或PDCP傳輸演算法實施。
在步驟XX208中，無線裝置起始經由外部資料網路傳輸經壓縮資料封包。舉例而言，無線裝置可在一傳輸中將經壓縮資料封包發射至一無線電存取網路節點(諸如一gNB或其他基地台)以繼續傳輸至一或多個核心網路節點且此後傳輸至外部資料網路。啟用一或多個核心網路節點以在經由外部資料網路例如藉由遵循上文所陳述之方法傳輸經壓縮資料封包之前將其解壓縮。
在其他實施例中，資料串流之組態資訊可在已建立以上組態之後被更新。在此等實施例中，可獲得資料串流之經更新組態資訊(例如，自外部資料網路)，包括與資料串流相關聯之資料封包之標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別經更新值之一指示。具有靜態值之一或多個欄位可與最初識別之一或多個欄位相同或不同。然後，可由無線裝置將經更新組態資訊傳輸(例如，經由NAS傳訊)至一或多個核心網路節點以使得彼等核心網路節點能夠將已根據經更新組態移除標頭資訊之資料封包解壓縮。經更新組態資訊可包括一序列號，該序列號指示與資料串流相關聯之資料封包序列中將自其開始應用經更新組態的資料封包。
將瞭解，在適當情況下，圖131至圖134中所展示之方法可在圖120至圖125中所展示之節點中之一或多者中實施。
資源排程與標頭壓縮技術之組合
如上文所指示，本文中所闡述之各種技術可彼此組合以提供關於潛時、可靠性等之優點。舉例而言，有利之一個特定組合係上文所闡述之用於對資源進行排程之技術與闡述為用於壓縮TSN訊框之標頭之技術之組合。
因此，舉例而言，圖117中所圖解說明之方法可與圖131中所展示之方法組合，從而產生在與一無線電存取網路(RAN)相關聯之一核心網路之一或多個節點中執行之用於處理與一使用者設備(UE)及一外部網路相關聯之一時間敏感資料串流之一方法。此方法包括，如圖117之方塊1210處所展示，自外部網路接收與一時間敏感資料串流相關聯之一傳輸排程之步驟，且進一步包括，如同一圖之方塊1220處所展示，將分配無線電資源以用於在RAN與一第一UE之間傳遞資料串流之一請求發送至RAN之步驟，其中該請求進一步包括與傳輸排程相關之資訊。如圖117之方塊1230處所展示，該方法進一步包括自RAN接收指示是否可分配無線電資源以滿足與資料串流相關聯之傳輸排程之一回應。
該方法進一步包括獲得資料串流之組態資訊之步驟，該組態資訊指示與資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值；此步驟展示於圖131之方塊VV102處。該方法仍進一步包括起始將組態資訊傳輸至第一UE、自外部資料網路接收與資料串流相關聯之一資料封包、自資料封包移除一或多個欄位以產生一經壓縮資料封包，及起始將經壓縮資料封包傳輸至第一UE之步驟，如圖131之方塊VV104、VV106、VV108及VV110處所展示。
將瞭解，上文針對此等技術所論述之變化形式中之任一者對於經組合技術可在此處適用。因此，舉例而言，外部網路包括一時效性網路(TSN)，在某些實施例中，且資料串流包括一TSN串流。此處，傳輸排程可包括包含TSN串流之一或多個訊務類別之循環時間及閘控清單。
在某些實施例中，與傳輸排程相關之資訊包含以下各項中之一或多者：第一UE之一識別符；與資料串流相關聯之一或多個服務品質QoS流之識別符；及與QoS流中之每一者相關聯之一QoS要求。在此等實施例中之某些實施例中，每一QoS要求包括一或多個時間窗，在該一或多個時間窗期間需要傳輸資料串流及/或一初始時間窗及識別後續時間窗之一週期性。在此等稍後實施例中之某些實施例中，若回應指示無法分配無線電資源以滿足資料串流之傳輸排程，則該回應進一步包括對一或多個其他時間窗之一指示，在該一或多個其他時間窗期間可分配無線電資源。在某些實施例中，該回應指示是否可滿足與QoS流中之每一者相關聯之QoS要求，且該方法進一步包括基於是否可滿足與QoS流中之每一者相關聯之QoS要求之指示而判定是否可滿足傳輸排程。
在某些實施例中，該方法進一步包括將是否可滿足傳輸排程之一指示發送至外部網路。在此等實施例中之某些實施例中及在其他實施例中，該方法由一5G核心網路(5GC)中之一存取管理功能(AMF)執行。在某些實施例中，可自外部網路接收傳輸排程且無線電資源可用於自RAN至第一UE之下行鏈路通信，或在其他實施例或例項中，可自第一UE接收傳輸排程且無線電資源可用於自第一UE至RAN之上行鏈路通信。
在某些實施例中，獲得組態資訊之步驟包括自外部資料網路接收組態資訊。在其他實施例中，在核心網路之一或多個節點中對組態資訊進行預組態。
在某些實施例中，經壓縮資料封包包括資料串流之一識別符。該識別符可係由核心網路節點之一或多個節點添加。
在某些實施例中，將經壓縮資料封包作為一協定資料單元(PDU)工作階段或一服務品質(QoS)流之部分傳輸至第一UE。在此等實施例中之某些實施例中，上文所提及之識別符可在PDU工作階段或QoS流內係唯一的。
在某些實施例中，使用非存取層面(NAS)傳訊將組態資訊傳輸至第一UE。在某些實施例中，組態資訊包括資料串流之一識別符。
在某些實施例中，該方法進一步包括：獲得資料串流之經更新組態資訊，該經更新組態資訊包括與資料串流相關聯之資料封包之標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別經更新值之一指示；及起始將經更新組態資訊傳輸至第一UE。此經更新組態資訊可進一步包括一序列號之一指示，該序列號識別與資料串流相關聯之自其開始應用各別經更新值之一資料封包。
在前述實施例中之任一者中，資料封包可包括使用者資料，且起始將經壓縮資料封包傳輸至第一UE之步驟可包括經由至一基地台之一傳輸將使用者資料轉發至第一UE。
上文所闡述之解壓縮技術亦可與此等技術組合。因此，由核心網路之一或多個節點執行之某些方法可包括：自一第二UE接收與資料串流相關聯之一資料封包；將一或多個欄位添加至資料封包以產生一經解壓縮資料封包；及起始經由外部資料網路傳輸經解壓縮資料封包，如圖132之方塊VV204、VV206及VV208處所展示。
在某些實施例中，該方法可進一步包括起始將與資料串流相關聯之資料封包之標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值之一指示傳輸至第二UE。資料封包可包括使用者資料，且起始經由外部資料網路傳輸經解壓縮資料封包之步驟可包括經由外部資料網路將使用者資料轉發至一主機電腦。
經由一RAN之TSN
工廠自動化之至少某些單元(諸如自主、多功能及/或行動機械裝置及機器人)需要藉由無線無線電通信來進行網路連線。然而，充當RAN之一行動終端之一工廠單元(例如，一3GPP使用者設備(UE))將必須與RAN之一無線電基地台建立一無線電連接，僅為了發現此特定無線電基地台確實不支援TSN。
因此，需要經由無線無線電通信啟用TSN之一技術。一替代或更特定目標係使得一行動終端機能夠較佳地在於行動終端機與無線電基地台之間建立一無線電連接之前特定地選擇支援TSN之一無線電基地台。
圖135展示經由一RAN處理TSN之一方法400之一流程圖。方法400包括自RAN之一RBS接收SI之一步驟402。SI暗示或指示透過RBS對TSN之支援。SI可係RBS特定的。方法400進一步包括取決於所接收SI而透過RBS建立或起始建立TSN之至少一個TSN串流之一步驟404。方法400可由以無線電方式連接或可以無線電方式連接至RAN之一UE執行。
圖136展示經由一RAN宣告TSN之一方法500之一流程圖。方法500包括自RAN之一RBS傳輸SI之一步驟502。SI暗示或指示透過RBS對TSN之支援。SI可係RBS特定的。方法500進一步包括根據所傳輸SI透過RBS支援TSN之至少一個TSN串流之一步驟504。舉例而言，方法500可由RAN之RBS執行。
圖137展示經由一RAN散佈TSN之一組態訊息之一方法600之一流程圖。方法600包括判定指示或暗示透過RAN之至少一個RBS對TSN之支援之至少一個組態訊息之一步驟602。方法600進一步包括將至少一個組態訊息自一CN發送至RAN之至少一個RBS中之每一者之一步驟604。
方法600可由CN執行及/或使用CN之一網路組件(AMF或MME)及/或使用一TSN功能來執行。TSN功能可係一集中式網路組態(CNC)或一集中式使用者組態(CUC)。
取決於所接收SI而建立或起始建立至少一個TSN串流之步驟404可包括選擇性地(例如，有條件地)建立或選擇性地(例如，有條件地)起始建立至少一個TSN串流。選擇性(例如，條件性)可取決於所接收SI。UE可基於來自RBS之SI而決定是否嘗試建立TSN串流(例如，在存取基地台或與基地台連接之前)。
建立或起始建立至少一個TSN串流之步驟404可包括選擇性地執行或選擇性地起始執行以下各項中之至少一者：對RAN之RBS之一隨機存取程序；對RAN之RBS之一無線電資源控制(RRC)連接設置；及對連接至RAN之一CN之一網路附加程序。選擇性可取決於所接收SI。
建立步驟404可包括執行或起始執行使用至少一個所建立TSN串流之一TSN應用程式。可在UE處執行TSN應用程式或TSN應用程式之一用戶端。若所接收SI指示TSN應用程式所需之TSN特徵，則可滿足步驟404中之選擇性(例如，條件性)。
接收SI之步驟402係相對於RAN之複數個RBS中之每一者而執行。建立或起始建立至少一個TSN串流之步驟404可包括在複數個RBS中選擇其SI指示TSN應用程式所需之TSN特徵之RBS。
可選擇根據各別SI最佳地滿足所需TSN特徵之RBS (例如，在複數個RBS中之任一者皆不滿足所需TSN特徵之情況下)。另一選擇係或另外，可選擇其SI指示最佳TSN特徵之RBS (例如，在複數個RBS中之多於一者滿足所需TSN特徵之情況下)。
方法400可進一步包括將一控制訊息發送至CN之一步驟。控制訊息可指示TSN應用程式所需之TSN特徵。控制訊息可係一非存取層面(NAS)訊息。
控制訊息可指示TSN之一請求。可將控制訊息轉發至CUC。
SI可暗示或指示藉由或透過RBS支援之至少一個TSN特徵。SI可係RBS特定的。步驟404中之選擇性(例如，條件性)可取決於至少一個所支援TSN特徵。另一選擇係或另外，可取決於至少一個所支援TSN特徵而經由RAN建立TSN串流。舉例而言，建立至少一個TSN串流可包括取決於至少一個所支援TSN特徵而執行或起始執行對RBS之隨機存取。
本文中，TSN特徵可涵蓋RBS處對於TSN可用之任何特徵或功能。透過RBS支援之至少一個TSN特徵亦可稱為RBS之TSN能力。
至少一個TSN特徵可包括一時間同步、至少一個TSN串流之一潛時界線及至少一個TSN串流之一可靠性度量中之至少一者。時間同步可係RBS及/或處理(例如，輸送)至少一個TSN串流之網路組件之一時間同步。
另一選擇係或另外，SI可指示透過RBS對TSN之一TSN組態(亦即，TSN組態方案)。舉例而言，至少一個TSN串流之建立404可包括根據TSN組態執行或起始一TSN設置。TSN組態可指示一CNC及一CUC中之至少一者之一可用性或不可用性。
在步驟502中可自RBS廣播SI。SI可係一廣播訊息。SI可包括在一或多個系統資訊區塊(SIB)中。
方法500可進一步包括自RBS處之CN接收指示對TSN之支援之一組態訊息之一步驟。由RBS傳輸之SI可係自所接收組態訊息導出。
SI可暗示或指示藉由或透過RBS支援之至少一個TSN特徵。可在一或多個SIB中廣播SI。方法500可進一步包括UE及方法400之內容脈絡中所揭示之任何特徵及/或步驟，或對應於其之任何特徵或步驟。
可自CN之AMF發送組態訊息。組態訊息可暗示或指示藉由或透過RBS支援或者假設藉由或透過RBS支援之至少一個TSN特徵。
方法600可進一步包括方法400及500之任何特徵或步驟，或對應於其之任何特徵或步驟。
該技術之實施例維持與3GPP文件TS 23.501版本15.1.0 (規定「用於5G系統之系統架構」(階段2))或其一後續版本之相容性。
一網路(例如，包括由3GPP定義之提供NR存取之RAN之一5G網路)被組態為透過至少某些RBS支援TSN傳輸。對於要經由RAN(例如5G無線電或NR)附接至此一TSN網路之一UE，不存在現有方式來獲取有關網路(整體而言)及RBS (例如，一gNB)(特定而言)是否支援TSN傳輸之資訊。在該技術之實施例中，SI使UE能夠在進入無線電資源控制(RRC)連接模式並進一步與5G網路進行傳訊之前判定是否及/或如何支援某些TSN特徵。因此，該技術使UE且因此亦使UE連接到的一TSN應用程式能夠知曉網路、特別是RAN及/或傳輸SI之RBS是否支援TSN特徵、支援哪些TSN特徵及/或如何支援TSN特徵。
SI可暗示或指示對TSN特徵之支援。TSN特徵可包括時間同步、冗餘、可靠性及潛時(例如，一所估計端對端潛時)中之至少一者。
該技術之實施例使UE能夠在被附接至5G網路之前在SI中接收必要之TSN相關資訊。以此方式，UE知道5G網路支援哪些TSN特徵。此外，5G網路可以相同方式向一或多個UE通知TSN網路之組態細節及/或例如如何執行時間同步及網路管理。
舉例而言，並非涵蓋一區域(例如，部署在一工廠大廳中)之所有RBS(例如，gNB)皆支援TSN訊務。可實施該技術以阻止需要來自某些RBS(例如，gNB)(例如，來自不支援TSN或不支援UE所需之TSN特徵之彼等RBS)之TSN訊務之彼等UE(亦即：TSN-UE)。
可藉由一或多個系統資訊區塊(SIB)來實施SI。
用於NR之一主資訊區塊(MIB)及SIB之一總體功能及結構可與用於LTE之主資訊區塊(MIB)及SIB之總體功能及結構基本相同。NR與LTE之間之一區別在於NR提供兩種不同類型之SIB。週期性地傳輸(例如，與LTE中之SIB傳輸相等或相似)一第一類型之SIB。僅當存在來自UE之請求時才傳輸一第二類型之SIB。
SIB由RBS(例如，一gNB)廣播，且包含UE存取由RBS服務之一小區所需之系統資訊之主要部分以及關於小區重選之其他資訊。經由一下行鏈路共用頻道(DL-SCH)傳輸SIB。藉由標有一特殊系統資訊無線網路臨時識別符(SI-RNTI)之一對應實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)之傳輸來指示一子訊框中DL-SCH上系統資訊之存在。
3GPP針對LTE及NR定義若干個不同SIB，例如，其特徵在於包含在SIB中之資訊之類型。此系統資訊將網路能力通知給UE。並非所有SIB皆應該存在。RIB(例如，gNB)重複廣播SIB。
在一TSN網路(亦即，支援TSN之一網路)內，通信端點稱為TSN通話器及TSN收聽器。TSN通話器及TSN收聽器中之至少一者係一UE。為了支援TSN，TSN通話器與TSN收聽器之間的所有RBS及網路組件(例如，交換器、橋接器或路由器)皆支援某些TSN功能，例如，IEEE 802.1AS時間同步。在網路中同步之所有節點(例如，RBS及/或網路組件)皆屬一所謂TSN域。僅在此一TSN域內才可能進行TSN通信。
用於一RAN之TSN或經組態用於TSN之一RAN可包括用於確定性網路連線之特徵，亦稱為TSN特徵。TSN特徵可包括時間同步、受保證(例如，低)潛時傳輸(例如，潛時之一上限)及受保證(例如，高)可靠性(例如，封包錯誤率之一上限)中之至少一者。時間同步可包括RAN之組件(例如，RBS)及/或網路組件(例如，在一回程域及/或CN中)之間的一時間同步。
視情況，SI指示透過各別RBS支援之TSN特徵。
所支援TSN特徵可包括以下種類群中之至少一者或與之相容。一第一種類包括時間同步，例如，根據標準IEEE 802.1AS。一第二種類包括受限低潛時，例如，根據標準IEEE 802.1Qav、IEEE 802.1Qbu、IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qch及IEEE 802.1Qcr中之至少一者。一第三種類包括超可靠性，例如根據標準IEEE 802.1CB、IEEE 802.1Qca及IEEE 802.1Qci中之至少一者。一第四種類包括網路組態及管理，例如，根據標準IEEE 802.1Qat、IEEE 802.1Qcc、IEEE 802.1Qcp及IEEE 802.1CS中之至少一者。
可以不同方式來實施包含RAN之一TSN網路之組態及/或管理，例如，以標準IEEE 802.1Qcc所定義之一集中式或一分布式設置。參考圖138、圖139及圖140闡述不同組態模型之實例。
圖138示意性地圖解說明一通信系統700之一第一實例之一方塊圖，通信系統700包括可經組態以分別執行圖135、圖136及圖137中所圖解說明之方法之裝置100、200及300之實施例。通信系統700包括RAN 710及CN 730。RAN 710可包括裝置200之至少一項實施例。CN 730可包括裝置300之至少一項實施例，例如，一網路組件300-1。網路組件300-1可係一交換器、一橋接器或一路由器。一回程域720提供RAN 710之RBS 200之間及/或至少一個RBS 200與CN 730之間的資料鏈路。資料鏈路可包括微波鏈路、乙太網路鏈路及光纖鏈路中之至少一者。
RBS 200根據步驟402及502將SI 712廣播至UE 100。RBS 200經組態以回應於自網路組件300-1或透過網路組件300-1接收之組態訊息722-1而根據步驟502廣播SI 712且根據步驟504支援TSN串流。
在圖138中由第一實例所圖解說明之分散式TSN組態之一方案中，TSN網路沒有CUC且沒有CNC。因此，TSN通話器100負責在步驟404中起始一TSN串流。由於不存在CNC，因此網路組件300-1(例如，交換器或橋接器)正在組態自身，此可能不允許使用例如IEEE 802.1Qbv中定義之時間閘控排隊。分散式TSN組態可能與文件IEEE P802.1Qcc/D2.3「區域網路及城域網路草案標準-橋接器及橋接網路修訂：串流保留協定(SRP)增強及效能提高」(IEEE TSN任務群，例如草案狀態03-05-2018)相容或一致。
在用於通信系統700之一第二實例之圖139中示意性地繪示之用於集中式TSN組態之一第一方案中，TSN通話器100在步驟404中負責TSN串流之初始化，而網路組件300-1由CNC 300-2組態。集中式TSN組態可與文件IEEE P802.1Qcc/D2.3相容或一致。
RBS 200根據步驟402及502將SI 712廣播至UE 100。作為組態訊息722-1之替代或補充，RBS 200經組態以回應於自CNC 300-2接收或透過CNC 300-2接收之組態訊息722-2而根據步驟502廣播SI 712且根據步驟504支援TSN串流。
在用於通信系統700之一第三實例之圖140中示意性繪示之用於集中式TSN組態之一第二方案(亦即：完全集中式TSN組態)中，網路組件300-1由CNC 300-2及CUC 300-3分別用網路組態資訊及使用者組態資訊來組態。在一項實施方案中，一旦TSN通話器100以無線電方式連接至RBS 200，CUC 300-3就可組態網路組件以建立TSN串流。在可與該一項實施方案組合之另一實施方案中，TSN通話器100負責至少一個TSN串流之初始化，而由CUC 300-3組態對於至少一個TSN串流之TSN通話器100之品質要求及/或用於TSN通話器100之TSN串流之數目。完全集中式TSN組態可與文件IEEE P802.1Qcc / D2.3相容或一致。
RBS 200根據步驟402及502將SI 712廣播至UE 100。作為組態訊息722-1及/或組態訊息722-2之替代或補充，RBS 200經組態以回應於自CUC 300-3接收之組態訊息722-3而根據步驟502廣播SI 712且根據步驟504支援TSN串流。
視情況，例如在通信系統700之三項實例中之任一者中，在RAN 710之一廣播頻道上傳輸SI 712。SI 712可(例如，肯定地)指示TSN之支援，例如，在沒有使用者及/或網路組態資訊之情況下。UE 100可使用一非存取層面(NAS)協定藉由TSN特定協定自RBS 200及/或自CN 710 (例如，裝置300-1)在一下行鏈路控制頻道上接收使用者及/或網路組態資訊。另一選擇係或組合地，SI 712可包括(至少部分地)使用者及/或網路組態資訊。
TSN通話器(作為裝置100之一實施例)與TSN收聽器(其可以或可以不是裝置100之另一實施例)之間的TSN通信發生在TSN串流中。一TSN串流基於在TSN通話器及TSN收聽器處實施之一應用程式(TSN應用程式)給出之資料速率及潛時方面之某些要求。TSN組態及管理特徵用於設置TSN串流並保證跨越網路對TSN串流之要求。
在分散式方案中(例如，根據圖138中之第一實例)，TSN通話器100及TSN收聽器100可使用串流保留協定(SRP)來設置及組態每一RBS 200及/或每一網路組件300-1 (例如，每一交換器)中沿著TSN網路中自TSN通話器100至TSN收聽器100之路徑之至少一個TSN串流。視情況，某些TSN特徵要求CNC 300-2作為一中央管理實體(例如，根據圖139中之第二實例)。CNC 300-2使用例如一網路組態協定(Netconf)及/或「另一個下一代」(YANG)模型來針對每一TSN串流組態網路中之RBS 200及/或網路組件300-1(例如，交換器)。此亦允許使用IEEE 802.1Qbv中定義之時間閘控排隊，該排隊使得以確定性潛時進行一TSN網路中之資料輸送。藉由在每一RBS 200及/或每一網路組件300-1 (例如，交換器)上進行時間閘控排隊，按照允許高優先級封包在其於閘經排程為打開之時間內到達入口埠之情況下以最小潛時及時基誤差通過RBS 200或網路組件300-1之一精確排程來打開或關閉佇列。在完全集中式方案中(例如，根據圖140中之第三實例)，通信系統700包括作為用於TSN收聽器100及/或TSN通話器100之一接觸點之一CUC 300-3。CUC 300-3自TSN收聽器100及/或TSN通話器100收集串流要求及/或端點能力。CUC 300-3可直接與CNC 300-2通信。可如標準IEEE 802.1Qcc中詳細解釋而實施TSN組態。
圖141展示包括裝置100、200及300之實施例之一通信系統700之一第四實例之一功能方塊圖。第四實例可進一步包括針對第一、第二及/或第三實例闡述之特徵中之任一者，其中相同參考符號指代可互換或等效的特徵。5G網路(例如，包括RAN 710及CN 730)與TSN網路架構(例如，CNC 300-2及CUC 300-3)之間的一選用相互作用可基於分別來自CNC 300-2及CUC 300-3之控制訊息722-2及722-3中之至少一者，例如，如圖141中所圖解說明。控制訊息722-2及722-3中之至少一者可使用5G網路之一控制平面轉發至AMF 300-4 (在CN 730中)及/或至RBS 200 (在RAN 710中)。另一選擇係或另外，CN 730 (例如，AMF 300-4)可實施CNC 300-2及CUC 300-3中之至少一者。
該技術使得能夠例如使用由3GPP定義之一5G網路將TSN收聽器100及TSN通話器100無線地連接至一TSN網路。與一演進UMTS無線電存取網路(E-UTRAN，亦即，4G LTE之無線電存取技術)相比，由3GPP定義之5G標準透過複數個特徵解決了工廠使用情形，尤其是在RAN上(例如，提供5G NR)，從而使其更加可靠並減少了傳輸潛時。
5G網路包括UE 100，實例化為gNB 200之RAN 730及核心網路(5G CN)內之節點300-4。圖141之左手側圖解說明5G網路架構之一實例。圖141之右手側圖解說明TSN網路架構之一實例。
5G網路及TSN網路兩種技術定義自身之網路管理及/或組態方法。配置用於達成通信確定性之不同機制，以使端對端確定性網路能夠支援TSN串流，例如用於工業網路。在3GPP文件RP-181479中已起始即將到來之3GPP版本16之一研究項目，以支援TSN，例如用於工廠自動化使用情形。
此處，UE 100係連接至RAN 710(並因此連接至5G網路)之無線電裝置，亦可稱為一5G端點。連接至TSN網路(亦即，TSN域)之一裝置可稱為一TSN端點。
儘管有在圖141中展示之內容，但UE 100亦可能不連接至一單個端點，而是連接至包括至少一個TSN橋接器及至少一個端點之一TSN網路。然後，UE 100係一TSN-5G閘道器之部分。
5G網路之控制平面可包括一網路儲存庫功能(NRF)、AMF 300-4、一工作階段管理功能(SMF)、一網路公開功能(NEF)、一策略控制功能(PCF)及一統一資料管理(UDM)中之至少一者。
5G網路之一 資料平面包括一使用者平面功能(UPF)、RBS 200之至少一項實施例及/或UE 100之至少一項實施例。
一 TSN收聽器1002可由UE 100體現或在其處執行(例如，作為一應用程式)。雖然在圖141中所展示之通信系統700之第四實例中，UE 100作為TSN收聽器1002操作或由TSN收聽器1002使用，但另一選擇係或另外，UE 100可在任何實例中作為一TSN通話器操作。視情況，一TSN通話器1004由透過相同或另一RBS 200連接至通信系統700之另一UE 100來體現。
方法600之步驟604可可根據以下變體中之至少一者來實施(例如，在圖138至圖141中之通信系統700之四項實例中之任一者之內容脈絡中)。在一第一變體中，CNC 300-2藉由發送組態訊息722-2來組態gNB 200。在一第二變體中，CUC 300-3將組態訊息722-3發送至AMF 300-4，且藉此組態gNB 200。舉例而言，AMF 300-4將組態訊息722-3轉發至gNB 200或自組態訊息722-3導出組態訊息722-4。在一第三變體(未展示)中，CUC 300-3將組態訊息722-3發送至gNB 200。在一第四變體(未展示)中，CNC 300-2將組態訊息722-2發送至AMF 300-4。視情況，例如，在該等變體中之任一者中，AMF 300-4實施CNC 300-2及CUC 300-3中之至少一者。
另一選擇係或另外，CNC 300-2將組態訊息722-2發送至網路組件300-1 (例如，一交換器或一路由器)，且藉此組態gNB 200。舉例而言，網路組件300-1將組態訊息722-2轉發至gNB 200或自組態訊息722-2導出組態訊息722-1。
雖然為了清楚及具體起見，本文中在製造及工廠自動化之內容脈絡中以實施例闡述該技術，但該技術可進一步適用於汽車通信及家庭自動化。
圖142展示用於TSN串流組態之一傳訊圖1100，傳訊圖1100涉及裝置100之例示性實施例(例如，作為TSN通話器之一UE 100及/或作為TSN收聽器之一UE 100)以及裝置300之例示性實施例(即300-1、300-2及300-3)。雖然組合地展示及闡述裝置100及300之此等多項實施例，但可實現任何子組合。舉例而言，網路組件300-1、CNC 300-2及CUC 300-3中之僅一者可體現裝置300。另一選擇係或另外，TSN通話器及TSN收聽器中之僅一者可係裝置100之一實施例。
用於TSN串流組態(例如，根據傳訊圖1100)之步驟可在UE 100已基於在步驟402中接收之SI而決定存取(例如，以無線電方式連接及/或附接至) RBS 200 (在圖141中為了簡化而未展示)之後執行。步驟404可起始用於TSN串流組態之步驟中之至少一者。
實施一TSN通話器或一TSN收聽器之每一UE 100透過RBS 200之一實施例而以無線電方式連接至網路組件300-1、CNC 300-2及CUC 300-3中之至少一者。UE 100可透過相同RBS 200或不同RBS200以無線電方式連接。TSN串流組態可與IEEE 802.1Qcc相容或一致。
根據完全集中式組態方案之TSN串流組態(亦即，在TSN網路中設置至少一個TSN串流)包括以下步驟中之至少一者。
在一第一步驟1102中，CUC 300-3可自例如一工業應用或工程工具(例如，一可程式化邏輯控制器，PLC)獲取輸入，該輸入規定例如應該交換時間敏感串流(亦即，TSN串流)之裝置。PLC可經調適以控制製造製程，諸如裝配線或機器人裝置，或需要高可靠性控制及/或使程式化及製程故障診斷容易之任何活動。
在一第二步驟1104中，CUC 300-2讀取TSN網路中終端站及應用程式之能力，其包含使用者訊務之週期及/或間隔以及有效負載大小。
在一第三步驟1106中，基於此以上資訊，CUC 300-3建立一StreamID (作為每一TSN串流之一識別符)、一StreamRank及UsertoNetwork要求中之至少一者。
在一第四步驟1108中，CNC 300-2使用例如一鏈路層發現協定(LLDP)及任何網路管理協定來發現實體網路拓撲。
在一第五步驟1110中，CNC 300-2使用一網路管理協定來讀取TSN網路中之橋接器(例如，IEEE 802.1Q、802.1AS、802.1CB)之TSN能力。
在一第六步驟1112中，CUC 300-3起始加入請求以組態至少一個TSN串流，以便在橋接器300-1處為自一個TSN通話器100至一個TSN收聽器100之一TSN串流組態網路資源。
在一第七步驟中，由CUC 300-3建立一群TSN通話器100及TSN收聽器100 (亦即，規定一TSN串流之一群元件)，例如，如在標準IEEE 802.1Qcc，第46.2.2條中所規定。
在一第八步驟1114中，CNC 300-2組態TSN域，檢查實體拓撲並檢查網路中之橋接器是否支援時間敏感串流，並執行串流之路徑及排程運算。
在一第九步驟1116中，CNC 300-2在沿著TSN網路中路徑之橋接器中組態TSN特徵。
在一第十步驟1118中，CNC 300-2將針對至少一個TSN串流之所得資源指派之狀態(例如，成功或失敗)傳回給CUC 300-3。
在一第十一步驟1120中，CUC 300-3進一步組態終端站(其中，用於此資訊交換之一協定可能不在IEEE 802.1Qcc規範之範疇內)以開始使用者平面訊務交換，如最初在TSN收聽器100與TSN通話器100之間定義。
在TSN網路中，streamID用於唯一地識別串流組態。其用於將TSN資源指派給一TSN通話器之TSN串流。streamID包括兩個元組MacAddress及UniqueID。MacAddress與TSN通話器100相關聯。UniqueID在由相同MacAddress識別之終端站內之多個串流之間進行區分。
該技術之任何實施例及實施方案可在一或多個SIB中之專用資訊元素中對SI 712進行編碼。根據步驟402及502，使一UE 100能夠偵測由網路之RBS 200支援之TSN特徵及/或RBS 200如何支援TSN特徵。UE 100在其附接至網路之前接收SI 712，且可首先藉由收聽包括SI 712之SIB訊息來進行檢查。所接收SI 712可被轉發至UE 100正在服務之TSN應用程式1002或1004，及/或UE 100使用SI 712來設置至5G網路之一連接。
RBS 200之任何實施例可藉由包含一或多個SIB及/或SIB中用於向UE 100指示由5G網路(例如，特定而言係RBS 200)支援之TSN特徵及/或TSN組態細節之資訊元素而實施該技術。
UE 100之任何實施例可藉由讀取一或多個SIB及/或包含於其中之資訊元素而實施步驟402。視情況，關於所支援TSN特徵及/或TSN組態之所包含資訊被轉發至其服務之TSN應用程式。有條件地，亦即，取決於指示為在SI 712中支援之特徵，使用該資訊來建立至RBS (例如，至5G網路)之一連接。
下面使用抽象語法標記1 (ASN.1)概述步驟402及502中SI 712之一SIB區塊結構之一 (例如，可擴展)實例。方法600之組態訊息722中亦可包含相同資訊。 -- ASN1START SystemInformationBlockType16-r11 ::=  SEQUENCE { TSNFeatures       SEQUENCE { Time synchronisation      Boolean Time Synchornisation accuracy     Integer   OPTIONAL, -- Need OR FRER          Boolean TSN configurationdetails      Integer Credit based shaper       boolean Time aware shaper       boolean Max. Latency added by 5G network   integer } }
此外，藉由例如引入將在將來定義之保留欄位，SIB區塊可適應TSN特徵之未來版本。
對於端對端時間同步(例如，佈建一絕對時間參考)，實施方案之多種方式係可能的。SI 712可包括關於RAN (例如5G網路)如何處理時間同步之資訊。
「FRER」參數係指5G網路支援之冗餘特徵。在網路不支援冗餘之情況下，不需要建立例如冗餘協定資料單元(PDU)工作階段。
TSN組態可包含在TSN網路中CUC 300-3及/或CNC 300-2之存在及/或所支援之特定TSN組態方案。
「5G網路增加之最大潛時」參數可用於向UE 100傳訊通知可由5G網路支援之潛時及/或可靠性方面之一QoS等級。表示此參數之一欄位可包括可以一充足可靠性或一分類值(例如，非即時、即時、硬即時或類似者)來保證之一潛時值(例如，以毫秒為單位)。該值可由一預定義索引值指示。UE 100 (或UE 100後面的TSN網路之端點1002或1004)可使用此資訊來在建立連接之前找出至RBS 200 (或5G網路)之一連接是否將能夠支援TSN應用程式1002或1004之要求。
RBS 200 (例如，一gNB)可進一步將一當前小區負載及/或其他度量包含至彼欄位之計算中。視情況，SI 712指示一訊務塑形器支援，該訊務塑形器支援係指可由RBS (例如5G網路)保證之一服務品質(QoS)。舉例而言，SI 712可指示該塑形器是基於信用(例如，每時間及UE之資料量)還是用於TSN之一時間感知塑形器(TAS)。
圖143展示由分別由裝置100、200及300之實施例執行之方法400、500及600之實施所產生之一傳訊圖1200。更特定而言，該技術使得UE 100之一實施例能夠經由一或多個SIB中包含之SI 712來獲知網路所支援之TSN特徵。雖然用於TSN串流組態之傳訊圖1200 (及對應流程圖)使用完全集中式組態方案(例如，如圖140中所展示)，但該技術很容易應用於其他組態方案(例如，如圖138或圖139中所展示)。
方法400、500及600之實施使UE 100能夠經由包含SI 712之一或多個SIB獲知由網路及/或特定而言由RBS 200支援之TSN特徵。
在步驟604中，一5G核心功能(例如，AMF 300-4)藉由將組態訊息722發送至特定RBS 200 (例如，gNB)來指示哪些TSN特徵(例如，根據上述非詳盡清單)被支援或應該啟用(例如，所有gNB之僅一子集可能支援TSN)以及如何支援此等TSN特徵。
在步驟502中，回應於組態訊息722之接收(例如，上述實施方案722-1至722-4中之任一者)，RBS 200 (例如，一gNB)產生SI 712 (例如，上文所概述之SIB區塊資訊)且開始例如經由DL-SCH廣播SI 712。
在步驟402中，UE 100接收及/或讀取SIB中之SI 712。視情況，UE 100將SI 712中之資訊中之至少某些資訊(例如，由RBS 200支援之TSN特徵之一清單)傳送至TSN應用程式1002或1004。若所支援TSN特徵之清單係足夠的(例如作為步驟404中之條件性或選擇性之一實例)，則TSN應用程式1002或1004可請求向UE 100之一TSN連接。
為了在步驟404中起始TSN串流，UE 100若尚未處於RRC連接模式則進入彼模式，並請求一PDU工作階段，該PDU工作階段可係乙太網路類型的。UE可進一步藉助於NAS傳訊來提供資訊，在該NAS傳訊上需要TSN特徵。
一 TSN控制器(例如，CNC 300-2)自CN 730接收一確認且執行路徑運算及時間排程。TSN串流通信開始，其中RBS 200根據步驟504支援TSN串流。
在任何實施例中，若TSN應用程式需要某些TSN特徵且UE 100未在SIB廣播402中接收到支援此等特徵中之一或多者(作為步驟404中之條件或選擇性之一實例)，則UE 100可在步驟404中推遲或避免請求RRC連接設置。
在同一或另一實施例中，UE 100讀取多個RBS 200 (例如，gNB)之SI 712 (亦即，包含於一或多個SIB中之TSN資訊)且選擇最佳滿足UE 100之TSN要求之RBS 200。若所有RBS 200皆滿足該等要求，則UE 100可根據一選擇規則來行動，例如選擇指示最低潛時之RBS 200。
在任何實施例中，UE 100可儲存在步驟402中接收之SI 712。該技術可按照直至並包含步驟402之闡述來實施。當TSN應用程式1002或1004請求一TSN通信(亦即，一或多個TSN串流)時，UE 100使用所儲存SI 712來以受支援方式設置至少一個TSN串流或在其不受支援之情況下拒絕TSN請求。
UE 100可進一步使用來自SIB之SI 712例如以將要進行TSN傳輸之封包之封包篩選初始化。此外，可使用所接收SI 712來與5G網路建立一預設PDU工作階段。
TSN支援偵測與標頭壓縮技術之組合
再次，如上文所指示，本文中所闡述之各種技術可彼此組合以提供關於潛時、可靠性等之優點。舉例而言，有利之一個特定組合係上文所闡述之用於偵測對TSN之支援之技術與闡述為用於壓縮TSN訊框之標頭之技術之組合。
因此，舉例而言，圖135中所圖解說明之方法可與圖133中所展示之方法組合，從而產生由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之用於在一外部資料網路中輸送與一資料串流相關聯之資料封包之一方法。此方法包含：自一無線電存取網路(RAN)之一無線電基地台(RBS)接收系統資訊(SI)之步驟，SI指示透過RBS對時效性網路(TSN)之支援，如在圖135之方塊402處所展示；以及透過RBS與外部資料網路建立至少一個TSN串流之步驟，如在圖135之方塊404處所展示。該方法進一步包含：獲得TSN串流之組態資訊之步驟，組態資訊指示與TSN串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值，如在圖133之方塊XX102處所展示；及自RBS接收與TSN串流相關聯之一資料封包，如在圖133之方塊XX104處所展示。該方法仍進一步包含將一或多個欄位添加至資料封包以產生一經解壓縮資料封包之步驟，如在圖133之方塊XX106處所展示。
在某些實施例中，SI包括在一或多個系統資訊區塊(SIB)中。在某些實施例中，獲得組態資訊之步驟包括自無線通信網路之一網路節點接收組態資訊。資料封包可包括TSN串流之一識別符；在某些實施例中，藉由核心網路節點添加此識別符。
在某些實施例中，經壓縮資料封包係作為一協定資料單元(PDU)工作階段或一服務品質(QoS)流之部分而接收。在此等實施例中之某些實施例中，TSN串流之識別符在PDU工作階段或QoS流內係唯一的。
在某些實施例中，使用非存取層面(NAS)傳訊來將組態資訊傳輸至無線裝置。組態資訊可包括TSN串流之一識別符。
在某些實施例中，該方法可進一步包括獲得TSN串流之經更新組態資訊，其中經更新組態資訊包括與TSN串流相關聯之資料封包之標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別經更新值之一指示。在此等實施例中，該方法可進一步包括利用經更新組態資訊來將一或多個欄位之各別經更新值添加至自RBS接收之資料封包之步驟。在此等實施例中之某些實施例中，經更新組態資訊進一步包括一序列號之一指示，該序列號識別與TSN串流相關聯之自其開始應用各別經更新值之一資料封包。
某些實施例可進一步包含在圖134中展示之方法之步驟。此等實施例可包含：獲得與TSN串流相關聯之一資料封包之步驟，如在圖134之方塊XX204處所展示；以及自資料封包移除一或多個欄位以產生一經壓縮資料封包之步驟，如在圖134之方塊XX206處所展示。該方法可進一步包含起始經由至RBS之一傳輸來經由外部資料網路傳輸經壓縮資料封包，如在圖134之方塊XX206處所展示。
獲得組態資訊之步驟可包括自無線通信網路之一核心網路節點接收組態資訊(在某些實施例中)或自外部資料網路接收組態資訊(在其他實施例中)。在某些實施例中，該方法進一步包括起始將與TSN串流相關聯之資料封包之標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值之一指示傳輸至無線通信網路之一核心網路節點，以使得核心網路節點能夠在經由外部資料網路傳輸經壓縮資料封包之前將其解壓縮。
在此等實施例中之某些實施例中，資料封包包括使用者資料，且其中起始經由外部資料網路傳輸經壓縮資料封包之步驟包括經由外部資料網路將使用者資料轉發至一主機電腦。
TSN支援偵測與資源排程技術之組合
再次，如上文所指示，本文中所闡述之各種技術可彼此組合以提供關於潛時、可靠性等之優點。舉例而言，有利之一個特定組合係上文所闡述之用於偵測對TSN之支援之技術與闡述為用於壓縮TSN訊框之標頭之技術之組合。
因此，舉例而言，圖135中所圖解說明之方法可與圖119中所展示之方法組合，從而產生由經組態以與一無線電存取網路RAN通信之一無線裝置執行之用於根據與一外部網路相關聯之一傳輸排程來排程RAN中之資源之一方法。此方法包含：自一無線電存取網路(RAN)之一無線電基地台(RBS)接收系統資訊(SI)之步驟，SI指示透過RBS對時效性網路(TSN)之支援，如圖135之方塊402處所展示，以及透過RBS與外部資料網路建立至少一個TSN串流之步驟，如圖135之方塊404處所展示。該方法進一步包含以下步驟：自外部網路接收與TSN串流相關聯之一傳輸排程，如圖119之方塊1410處所展示，及將分配無線電資源以在無線裝置與RAN之間傳遞TSN串流之一請求發送至與RBS相關聯之一網路，如圖119之方塊1420處所展示，其中該請求進一步包括與傳輸排程相關之資訊。如圖119之方塊1430處所展示，該方法進一步包括自網路接收指示是否可分配無線電資源以滿足與TSN串流相關聯之傳輸排程之一回應。
在某些實施例中，傳輸排程包括包含TSN串流之一或多個訊務類別之循環時間及閘控清單。在某些實施例中，若來自網路之回應指示無法分配無線電資源以滿足資料串流之傳輸排程，則該回應進一步包括對一或多個其他時間窗之一指示，在該一或多個其他時間窗期間可分配無線電資源。在某些實施例中，該方法進一步包括基於來自網路之回應，將是否可滿足傳輸排程之一指示發送至外部網路。在此等實施例中之某些實施例中，若該回應包括對一或多個其他時間窗之指示，則發送至外部網路之指示進一步包含與該一或多個其他時間窗相關之資訊。
在某些實施例中，網路包括一5G核心網路(5GC)，且將請求發送至5GC之一存取管理功能(AMF)及自該AMF接收回應。
在5G中支援多個時域以支援TSN傳輸
圖144中圖解說明5G與TSN之相互作用。兩種技術皆定義自身之網路管理及組態方法以及用以達成必須以某種方式配置以實現工業網路之端對端確定性網路連線之通信確定性之不同機制。在下文中，連接至5G網路之裝置稱為5G端點。連接至TSN域之一裝置稱為TSN端點。
儘管有在圖144中展示之內容，但UE亦可能不連接至一單個端點，而是連接至包括至少一個TSN橋接器及至少一個端點之一TSN網路。然後，UE係一TSN-5G閘道器之部分。
應注意，圖144之UPF被假設為支援精確時間協定(PTP)且因此可使用利用UDP/IP輸送之PTP訊息(例如，按照IEEE 1588-2008)同步至TSN網路中之一超主時鐘。
UPF隨後將時鐘資訊(自超主時鐘導出)轉發至一gNB之方法被認為是特定於實施方案的。
若需要，則gNB可使用基於5G網路之方法將自多個源(例如，基於GPS、基於超主點)導出之時鐘資訊之多個執行個體發送至UE。
可將時鐘資訊自一UE進一步散佈至一或多個端點(例如，擁有時鐘資訊之一UE可用作一或多個端點之一源時鐘)。
圖144可支援乙太網路PDU處理之兩種基本情境。一第一情境係經由5G網路中繼之乙太網路PDU。此情境假設其中一單個UE需要支援各自具有一不同乙太網路MAC層位址之多個端點(亦即，一UE支援多個乙太網路埠)之情形。
假設與TSN交換器介接之UPF支援不攜載作為較高層有效負載之IP封包之乙太網路PDU之接收及傳輸。在自TSN交換器接收一乙太網路PDU後，UPF必須具有用於將目的地MAC位址與一特定IP位址相關聯及然後將乙太網路PDU中繼至5G網路中之適當節點(例如PDN-GW)之一方法。適當5G網路節點使用IP位址來識別一特定UE及其對應RNTI，使得然後可使用經識別RNTI將乙太網路PDU轉發至適當gNB以供遞送。
gNB使用具有適合於支援乙太網路PDU傳輸之可靠性及潛時屬性之一資料無線電承載(DRB)將乙太網路PDU發送至UE。UE恢復乙太網路PDU (例如，來自PDCP層)並將其發送至與目的地MAC位址相關聯之端點(亦即，一UE可支援一或多個乙太網路連接之端點)。
總之，UPF自TSN交換器接收之原始乙太網路PDU透過5G網路被透明地遞送。
對於上行鏈路方向，預期5G網路將判定一RNTI何時與乙太網路操作相關聯，藉此允許將與此一RNTI相關聯之上行鏈路有效負載(亦即，一乙太網路PDU)路由至一UPF。然後，UPF僅需將所接收乙太網路PDU發送至一TSN交換器。
一 第二情境係終止於5G網路處之乙太網路PDU。此情境假設其中一單個UE支援一單個端點之情形，在此情形下，UE不需要支援任何乙太網路埠。假設與TSN交換器介接之UPF支援攜載作為較高層有效負載之IP封包之乙太網路PDU之接收及傳輸。
在自TSN交換器接收一乙太網路PDU後，UPF自乙太網路PDU中提取IP封包，並將其發送至適當5G網路節點以供進一步路由。5G網路使用目的地IP位址來識別一特定UE及其對應RNTI，使得可使用經識別RNTI將IP封包轉發至適當gNB以供遞送。
gNB使用具有適合支援乙太網路PDU傳輸之可靠性及潛時屬性之一資料無線電承載(DRB)將IP封包發送至UE(亦即，即使乙太網路PDU終止於UPF處，5G網路在遞送由乙太網路PDU攜載之IP封包時亦必須支援乙太網路，如QoS屬性)。UE恢復IP封包(例如，來自PDCP層)並將其發送至IP層應用程式。
總之，當UPF自TSN交換器接收乙太網路PDU但其IP封包有效負載透過5G網路透明地遞送時，乙太網路協定層即終止。
對於上行鏈路方向，預期5G網路將判定一RNTI何時與乙太網路操作相關聯，藉此允許將與此一RNTI相關聯之上行鏈路有效負載(亦即，一IP封包)路由至一UPF。然後，UPF必須具有一方法，藉由該方法其可將源IP位址及目的地IP位址映射至源MAC位址及目的地MAC位址(例如，使用ARP)，使得其可建構含有彼等MAC位址及IP封包作為有效負載以傳輸至TSN交換器之一乙太網路PDU。
諸多TSN特徵基於所有同級之間的精確時間同步。如上文所介紹，此使用例如IEEE 802.1AS或IEEE 802.1AS-rev而達成。因此，在TSN網路內，可達成具有亞微秒誤差之一同步。為了達成此準確度位準，一硬體支援係必不可少的；例如為封包加上時間戳記。
在一網路中，一超主點(GM)係將時序資訊傳輸至一主從式架構中之所有其他節點之一節點。可根據使所選超主點優越之特定準則自幾個潛在節點中選出超主點。
在802.1AS之一TSN擴展中，已定義在一主GM之後亦可組態一冗餘備用GM。若第一GM由於任何原因而出故障，則可將TSN域中之裝置同步至第二個GM。冗餘GM可在一熱待命組態中工作。
在基於IEEE 802.1AS-rev之TSN (亦稱為gPTP，廣義精確時序協定)中，在一TSN網路中支援多個時域。一個時域可係基於例如PTP時期之一全域時域，而其他時域可係具有一任意時期之區域時域。gPTP支援兩個時幅： •時幅PTP：該時期係PTP時期(IEEE 802.1 AS-rev第8.2.2節中之細節)，且此時幅係連續的。時間之度量單位係在旋轉週期上實現之SI秒。 •時幅ARB (任意地)：此時幅之時期係域啟動時間，且可藉由管理程序進行設置(IEEE 802.1AS-rev第3.2節中之更多細節)
一TSN網路中之裝置可同步至多個時域。一區域任意時域亦被稱為一工作時鐘。工作時鐘在工業網路中用於TSN功能。
設置TSN串流之初始步驟中之一者係由CNC藉由對應該交換時間敏感串流之端點(通話器及收聽器)進行分群來建立一TSN域。此清單係由CUC提供至CNC。CNC進一步組態連接此等端點之橋接器，使得每一TSN域(通話器、收聽器及橋接器)具有其自身的工作時鐘。在技術上，此可根據IEEE 802.1AS-rev藉由組態外部埠作用組態機制來完成。
現在闡述工業應用情境中之多個時域。如上文所介紹，一TSN域使用不同時鐘(全域時鐘及工作時鐘)來工作。此外，每一TSN域之時鐘不必同步，且一工廠網路可包括數個TSN域。因此，跨越一工廠網路，可存在不同(可能重疊)之裝置子組需要同步到的具有任意時幅之數個獨立TSN域。如圖145中所展示，每一TSN域可具有其自身的工作時鐘。
在製造使用情形中為了滿足TSN之時間同步要求，需要一蜂巢式網路提供所有機器(感測器或啟動器)可同步到的一時間參考。
當前在3GPP標準化中，看到在版本15中經由LTE無線電存取實現一時間同步之努力。
在一種可能方法中，將兩個資訊元素(IE)(亦即，具有0.25µs粒度及不確定性值之一時間參考及DL RRC訊息UETimeReference)添加至SIB 16中以將在RRC訊息中添加三個IE之GPS時間通知給UE。此程序之主要目的係將基於GPS之時間參考資訊以及彼資訊之不準確性傳送至UE。
LTE定義了與SIB 16中之時序資訊相關之幾個系統資訊區塊(SIB)，SIB含有與GPS時間及協調世界時(UTC)相關之資訊。經由下行鏈路共用頻道(DL-SCH)傳輸SIB。藉由標記有一特殊系統資訊RNTI(SI-RNTI)之一對應PDCCH之傳輸來指示子訊框中一SIB之存在。IE SIB 16含有與GPS時間及UTC相關之資訊。UE使用參數區塊來獲得GPS及區域時間。
此係一SIB 16訊息之結構：
Figure 02_image005
Figure 02_image007
表22中定義資訊元素。
SystemInformationBlockType16 欄位說明
dayLightSavingTime 其指示是否以及如何應用日光節約時間(DST)來獲得區域時間。語義與TS 24.301 [35]及TS 24.008 [49]中之日光節約時間IE之語義相同。位元串之第一/最左邊之位元含有八位位元組3之b2 (亦 即，日光節約時間IE之值部分)，且位元串之第二位元含有八位位元組3之b1。
leapSeconds GPS時間與UTC之間的偏移閏秒數。UTC時間與GPS時間係相關的，亦即，GPS時間-leapSeconds =UTC時間。
localTimeOffset UTC時間與區域時間之間的偏移，以15分鐘為單位。實際值=欄位值×15分鐘。一天中之區域時間計算為UTC時間+localTimeOffset 。
granularityOneQuarterUs 與在其中傳輸SystemInformationBlockType16 之SI窗之結束邊界處或緊隨其後之SFN邊界相對應之協調世界時。此欄位自1980年1月6日(公曆) 00:00:00開始(GPS時間之開始)以0.25 us為單位對GPS時間進行計數。
timeInfoUTC 與在其中傳輸SystemInformationBlockType16 之SI窗之結束邊界處或緊隨其後之SFN邊界相對應之協調世界時。該欄位自1900年1月1日(公曆) 00:00:00(1899年12月31日星期日與1900年1月1日星期一之間的午夜)開始以10 ms為單位對UTC秒進行計數。註釋1。 當估計系統資訊之改變時，此欄位將被排除，亦即，timeInfoUTC 之改變不應導致系統資訊改變通知，亦不應導致SIB1中對systemInfoValueTag 之修改。
uncert-quarter-us 指示參考時間之不確定性，其中「k」之一值指示±0.25 (k + 1) us之一不確定性，亦即，「0」指示±0.25us之一不確定性，「1」之一值指示±0.5us之一不確定性，依此類推。UE使用此欄位之值來判定如何解釋granularityOneQuarterUs 欄位之值。舉例而言，若uncert-quarter-us =「 3」，則不確定性係2us，且UE將解釋granularityOneQuarterUs 欄位之值在granularityOneQuarterUs ±2us之範圍內。
表 22 – 所提議系統資訊區塊類型 16
RRC傳訊中之時間參考資訊訊息亦可用於將GPS時間傳輸至UE。
存在某些問題。舉例而言，根據當前技術水平，一UE僅可被同步至其所連接到的BS(例如，eNB)所支援之一個時鐘。此處之主要問題係，用於經由3GPP無線電提供時間參考之時鐘可能不同於用於為一TSN域提供一時間參考之工作時鐘(任意GM時鐘)。當前不存在將與用於時間參考傳輸之一時鐘不同步之一TSN域時間時鐘自BS提供至UE之如此之機制。
並且，另一問題係，若將UE用作一TSN蜂巢式閘道器，則在蜂巢式網路之UE側上進一步可能存在一獨立時鐘超主點。然後，將TSN應用程式連接至時間同步源而非BS以使TSN網路工作。並且，在此情境中，當前不存在UE可將此時序資訊傳送至蜂巢式網路內之其他同級之方式。
本發明及其實施例之某些態樣可提供對此等或其他挑戰之解決方案。舉例而言，根據某些實施例，提供允許基於一精確蜂巢式網路同步在BS側或UE側兩個側上建立多個時域之一方法。蜂巢式網路藉此能夠例如向駐留在一UE中之TSN應用程式(亦即，基於自一BS接收時間同步資訊之應用程式)支援兩個或更多個不同時域(例如，一全域時鐘及工作時鐘)。此外，本發明提供一方法，藉由該方法，在一蜂巢式網路中，若UE側上存在一工作時鐘GM，則UE可向BS傳訊通知一時間，且藉此可能需要UE連接至(亦即，提供精確蜂巢式網路同步資訊至)位於同一TSN域中之其他TSN設備。
某些實施例可提供以下技術優點中之一或多者。舉例而言，一個技術優點可係，某些實施例允許基於空中之一單個精確時間參考傳訊，與多個時域進行端對端時間同步。由於本文中提出之方法，減少了支援額外時域之努力。
在某些實施例中，可使用一更通用術語「網路節點」，且其可對應於與一UE (直接地或經由另一節點)及/或與另一網路節點通信之任何類型之無線電網路節點或任何網路節點。網路節點之實例係NodeB、MeNB、ENB、屬MCG或SCG之一網路節點、基地台(BS)、多標準無線電(MSR)無線電節點(諸如MSR BS、eNodeB、gNodeB)、網路控制器、無線電網路控制器(RNC)、基地台控制器(BSC)、中繼器、施主節點控制中繼器、收發器基地台(BTS)、存取點(AP)、傳輸點、傳輸節點、RRU、RRH、分散式天線系統(DAS)中之節點、核心網路節點(例如MSC、MME等)、O&M、OSS、SON、定位節點(例如E-SMLC)、MDT、測試設備(實體節點或軟體)等。
在某些實施例中，可使用非限制性術語使用者設備(UE)或無線裝置，且其可指與一網路節點及/或與一蜂巢式或行動通信系統中之另一UE通信之任何類型之無線裝置。UE之實例係目標裝置、裝置至裝置(D2D) UE、機器類型UE或能夠進行機器對機器(M2M)通信之UE、PDA、PAD、平板電腦、行動終端機、智慧型電話、膝上型嵌入式設備(LEE)、膝上型安裝式設備(LME)、USB硬體鎖、UE種類M1、UE種類M2、ProSe UE，V2V UE、V2X UE等。
另外，諸如基地台/gNodeB及UE等術語應被認為係非限制性的，且特別係不暗示兩者之間的某種階層式關係；通常，「gNodeB」可被視為裝置1且「UE」可被視為裝置2，且此兩個裝置經由某一無線電頻道彼此通信。且在下文中，傳輸器或接收器可係gNB或UE。
根據某些實施例，提供一方法，藉由該方法，一UE可基於一時間同步解決方案而同步至一或多個TSN域工作時鐘。此外，該解決方案被擴展為支援與在UE後面運行之TSN域之一工作時鐘(此處，UE充當一TSN閘道器)同步之一裝置(經由一蜂巢式鏈路連接至一TSN域)。並且，在UE側上部署一相關GM時鐘之情形下，UE可能能夠將此時鐘信號傳訊至蜂巢式網路，例如一基地台(BS)。蜂巢式網路可能將此資訊轉發至一TSN端點或其連接到的網路。
本文中，假設存在以一充足精度在一蜂巢式網路中將UE與一BS同步之一機制。對於TSN特徵所需之一TSN端對端同步(例如，時間感知訊務排程器)，此誤差可能係大約1微秒。通常，蜂巢式網路中之同步基於來自諸如一GPS信號之一可用受信任源之一共同全域時鐘。
本文中假設5G同步信號之誤差足夠小，以支援TSN通信之所要工作時鐘準確度。圖146圖解說明一BS可如何將一UE同步至一蜂巢式參考時間。
根據某些實施例，所引入之方法由下文闡述且在圖147至圖149中展示之三個情境例示。假設裝置(裝置x)係TSN端點，GM係充當TSN網路之一時鐘GM之TSN端點。
特定而言，圖147圖解說明其中假設一裝置(裝置1)經由一蜂巢式鏈路連接至一TSN域之一情境。此TSN域可具有其工作時鐘(GM)。蜂巢式網路基於例如GPS經由專用RRC傳訊或利用增強型SIB區塊(如以上章節中所解釋)向UE提供時間參考資訊。根據某些實施例，提出一方法，藉由該方法裝置1獲得關於一TSN工作時鐘之資訊，該資訊基於蜂巢式網路已經提供之時間參考且基於例如GPS。
圖148係假設經由一蜂巢式鏈路連接至一虛擬控制器(裝置2)之一TSN域之一車間情境。此處之挑戰係，可如何將裝置2同步至經由UE連接之TSN域之工作時鐘(GM)。提出使UE能夠將GM之此區域工作時鐘分別傳遞至BS及裝置2之一方法。
圖149圖解說明第三情境，假設經由一蜂巢式鏈路連接兩個TSN網路。該網路之第一部分被視為蜂巢式網路之骨幹網路，另一部分被假設為一車間。GM時鐘可位於網路之骨幹網路或車間側上。其係情境a)與b)之一通用組合。
為了解決以上三個情境中所例示之挑戰，本發明定義兩個方法作為實施例：
方法1：在BS處量測一共同蜂巢式參考時序信號(例如基於GPS)與各種其他時序信號(例如，一TSN GM之工作時鐘)之間的時序偏移及偏差之一方法。可將此偏移映射至一TSN域。可經由專用RRC傳訊將該偏移傳輸至一UE或可使用SIB區塊資訊元素來廣播該偏移(在經由SIB廣播之情形下，需要將偏移值與TSN域識別參數進行映射)。一UE將使用此偏移來基於共同蜂巢式參考時間而重建原始時間信號。然後，UE可將此時間提供至一TSN應用程式。圖150圖解說明方法1之程序。
方法2：一UE方法，用於量測其自一蜂巢式網路接收之一共同蜂巢式參考時序信號(例如，基於GPS)與各種其他時序信號(例如，其自不同TSN域或自一單個TSN域(其係該單個TSN域之部分)接收之不同工作時鐘)之間的時序偏移及偏差。此處，UE充當一TSN網路(包含一TSN時鐘超主點)與蜂巢式網路之間的一閘道器。UE例如經由RRC傳訊將此偏移傳輸至一BS。BS使用此偏移來基於共同蜂巢式參考時間而重建原始時間信號(亦即，對應於UE係其一部分之TSN網路)。BS然後可將此額外時間信號提供至以相同TSN域操作之應用程式。圖151圖解說明根據某些實施例之方法2之程序。
兩個方法皆考量時間偏移之一週期性傳訊，以將有關時序偏移之內容傳遞至蜂巢式網路之另一側，以能夠支援多個時域。
現在將更詳細地闡述方法1。方法1之程序之基本假設係，工作時鐘之時期與5G時間參考之時期相同或事先在UE與BS之間協商，或者額外時間信號之時期係任意的。此外，在UE及BS處使用之時鐘具有足夠之精度以支援時間信號。並且，UE與BS充分地同步至共同蜂巢式參考時間。UE及BS兩者可配備有多個時鐘及相關功能，以並行支援不同時間信號。
圖152圖解說明根據某些實施例之方法1之順序流程。亦提供了方法1之順序如下： •一 GM時鐘(來自TSN網路)將一區域時間參考提供至蜂巢式網路中之一BS •蜂巢式網路中之BS藉由比較自GM接收之區域時間參考與週期性地傳輸至UE之蜂巢式參考時間(例如，一基於全球GPS之蜂巢式參考時間)來計算偏移 •所計算偏移與其他必要資訊(例如，時期、TSN域編號、時域識別符)一起經由例如一專用RRC信號遞送至一或多個UE •UE對偏移進行解碼，並在將區域時間參考提供至例如一TSN裝置、一橋接器或一TSN端點之前按所指示偏移調整區域時間參考。
根據某些實施例，方法1之實施例允許為蜂巢式UE定義多個時域。如此，將一蜂巢式參考時間(例如基於GPS)廣播至所有UE。
另外，藉由將時間偏移傳輸至個別UE而在BS與UE之間建立TSN域特定工作時間。將在BS處基於共同廣播蜂巢式參考時間而計算偏移。
根據一特定實施例，BS藉由廣播或單播將偏移與TSN域識別符一起傳輸至給定域中之UE。UE識別其所需TSN域(或經組態為使用一特定TSN域)，並因此考量與彼TSN域對應之時間偏移，以將其時鐘調諧為特定TSN域工作時間/區域參考時間，亦即，考量蜂巢式參考時間加上特定時間偏移。
在圖150中，解釋方法1，假設一5G蜂巢式網路及來自骨幹網路中之一TSN域之一個額外時間信號。根據某些實施例，BS在經定義時間點將蜂巢式參考時間(10:00、10:10、10:20…)廣播至所有UE；另外，BS亦將藉由傳訊相對於蜂巢式參考時間之偏移來將一TSN域特定工作時鐘傳輸至UE1。相比於BS與UE之間的基本蜂巢式參考時間同步方法，由於不需要計算傳輸及處理時間，因此降低了對偏移之傳輸之要求。仍然需要以充足週期性及不確定性/準確性之一指示來傳遞偏移。
圖153圖解說明根據某些實施例之方法2之順序流程。亦提供方法2之步驟如下： •一 UE直接自與其連接到的TSN網路接收一工作時鐘時間參考，然後UE比較此時間參考與自BS接收之蜂巢式時間參考，以計算一個別偏移。 •UE例如藉由RRC傳訊進一步將所計算偏移遞送至BS。BS自UE接收偏移訊息，並基於自UE接收之偏移來調整一時間參考。隨後，如情境2中所闡述，BS將經修改時間參考發送至蜂巢式網路上之一TSN裝置。以此方式，網路側上之TSN裝置被調諧至TSN工作時間而不是蜂巢式參考時間。
方法2基於與方法1相同之假設。
在圖151中，解釋方法2，假設一5G蜂巢式網路及來自UE側上之一TSN域之一個額外時間信號。在一特定實施例中，方法2可包含需要在BS處具有多個時鐘，或者需要使用偏移基於並行支援多個時鐘之蜂巢式參考時間來為TSN網路計算工作時鐘之一核心網路功能。
根據某些其他實施例，可執行使用時間戳記之接收器側偏移計算。特定而言，所闡述之解決方案可例如用於以一時間感知方式自UE與gNB之間的一外部超主點傳輸一PTP時間資訊。因此，使用一共同參考時間來評估將封包自兩個節點中之一者處之一個層傳輸至另一節點處之另一層所花費之可變時間t_d。
使用UE與gNB之間的共同參考時間來估計t_d。如上文所解釋，PTP通常在工業情境中用於使系統同步。當然，此機制亦反過來在將UE同步至一PTP超主點之情況下工作。ptp封包之此傳輸可對外部PTP裝置透明地進行，或藉由讓UE及gNB像一邊界時鐘一樣聯合行動來進行。值得一提的係，在此情形下，加時間戳記不需要像PTP中那樣以一往返方式以計算往返延遲-其可在一較高層處發生，且因為UE及gNB兩者已經有一充足同步作為一基準而僅需要單向延遲t_d。
在圖154中針對一gNB至UE同步對此進行圖解說明。
鑒於剛剛提供之詳細解釋，將瞭解，圖155繪示根據某些實施例由一無線裝置執行之用於減少一共同蜂巢式參考時序信號之間的偏差之一方法2600。該方法在步驟2602處在無線裝置自一蜂巢式網路接收一第一時序信號時開始。在步驟2604處，無線裝置自無線裝置連接到的至少一個TSN接收一第二時序信號。在步驟2606處，比較第一時序信號與第二時序信號以判定一偏移。在步驟2608處，無線裝置將該偏移傳輸至一網路節點。
圖156圖解說明一無線網路中之一虛擬裝備2700之一示意性方塊圖。該裝備可實施於一無線裝置或網路節點中。裝備2700可操作以執行參考圖155所闡述之實例方法且可能執行本文中所揭示之任何其他程序或方法。亦應理解，圖155之方法不必僅由裝備2700執行。該方法之至少某些操作可由一或多個其他實體執行。
虛擬裝備2700可包括處理電路系統，該處理電路系統可包含一或多個微處理器或微控制器以及其他數位硬體，該等其他數位硬體可包含數位信號處理器(DSP)、特殊用途數位邏輯及諸如此類。處理電路系統可經組態以執行儲存於記憶體中之程式碼，該記憶體可包含一個或數個類型之記憶體，諸如唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體、快取記憶體、快閃記憶體裝置、光學儲存裝置等。在數項實施例中，儲存於記憶體中之程式碼包含用於執行一或多個電信及/或資料通信協定之程式指令以及用於執行本文中所闡述之技術中之一或多者之指令。在某些實施方案中，處理電路系統可用於致使第一接收模組2710、第二接收模組2720、比較模組2730、傳輸模組2740及裝備2700之任何其他適合單元執行根據本發明之一或多項實施例之對應功能。
根據某些實施例，第一接收模組2710可執行裝備2700之接收功能中之某些功能。舉例而言，第一接收模組2710可自一蜂巢式網路接收一第一時序信號。
根據某些實施例，第二接收模組2720可執行裝備2700之接收功能中之某些其他功能。舉例而言，第二接收模組2720可自無線裝置連接到的至少一個TSN接收一第二時序信號。
根據某些實施例，比較模組2730可執行裝備2700之比較功能中之某些功能。舉例而言，比較模組2730可比較第一時序信號與第二時序信號以判定一偏移。
根據某些實施例，傳輸模組2740可執行裝備2700之傳輸功能中之某些功能。舉例而言，傳輸模組2740可將偏移傳輸至一網路節點。
術語單元可具有電子器件、電裝置及/或電子裝置領域中之習用意義，且可包含例如電路系統及/或電子電路系統、裝置、模組、處理器、記憶體、邏輯固態裝置及/或離散裝置、電腦程式或用於執行各別任務、程序、運算、輸出及/或顯示功能之指令等等，諸如本文中所闡述之彼等。
圖157繪示根據某些實施例由一網路節點(諸如，舉例而言，一基地台)進行之用於減小一共同蜂巢式參考時序信號之間的偏差之一方法。該方法在步驟2802處在網路節點將一蜂巢式網路之一第一時序信號傳輸至一無線裝置時開始。在2804處，網路節點自無線裝置接收由無線裝置量測之一偏移。該偏移基於蜂巢式網路之第一時序信號與關聯於無線裝置連接到的至少一個時效性網路(TSN)之一第二時序信號之間的一差。在步驟2806處，基於自無線裝置接收之偏移而判定蜂巢式網路之一第三時序信號。第三時序信號係第一時序信號之一經調整時間信號。在步驟2808處，網路節點將第三時序信號網路節點傳輸至無線裝置。
圖158圖解說明一無線網路中之一虛擬裝備2900之一示意性方塊圖。該裝備可實施於一無線裝置或網路節點中。裝備2900可操作以執行參考圖157所闡述之實例方法且可能執行本文中所揭示之任何其他製程或方法。亦應理解，圖157之方法不必僅由裝備2900執行。該方法之至少某些操作可由一或多個其他實體執行。
虛擬裝備2900可包括處理電路系統，該處理電路系統可包含一或多個微處理器或微控制器以及其他數位硬體，該等其他數位硬體可包含數位信號處理器(DSP)、特殊用途數位邏輯及諸如此類。處理電路系統可經組態以執行儲存於記憶體中之程式碼，該記憶體可包含一個或數個類型之記憶體，諸如唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體、快取記憶體、快閃記憶體裝置、光學儲存裝置等。在數項實施例中，儲存於記憶體中之程式碼包含用於執行一或多個電信及/或資料通信協定之程式指令以及用於執行本文中所闡述之技術中之一或多者之指令。在某些實施方案中，處理電路系統可用於致使第一傳輸模組2910、接收模組2920、判定模組2930及第二傳輸模組2940以及裝備2900之任何其他適合單元執行根據本發明之一或多項實施例之對應功能。
根據某些實施例，第一傳輸模組2910可執行裝備2900之傳輸功能中之某些功能。舉例而言，第一傳輸模組2910可將一蜂巢式網路之一第一時序信號傳輸至一無線裝置。
根據某些實施例，接收模組2920可執行裝備2900之接收功能中之某些功能。舉例而言，接收模組2920可自無線裝置接收由無線裝置量測之一偏移。該偏移基於蜂巢式網路之第一時序信號與關聯於無線裝置連接到的至少一個時效性網路(TSN)之一第二時序信號之間的一差。
根據某些實施例，判定模組2930可執行裝備2900之判定功能中之某些功能。舉例而言，判定模組2930可基於自無線裝置接收之偏移而判定蜂巢式網路之一第三時序信號。
根據某些實施例，第二傳輸模組2940可執行裝備2900之傳輸功能中之某些其他功能。舉例而言，第二傳輸模組2940可將第三時序信號網路節點傳輸至無線裝置。
術語單元可具有電子器件、電裝置及/或電子裝置領域中之習用意義，且可包含例如電路系統及/或電子電路系統、裝置、模組、處理器、記憶體、邏輯固態裝置及/或離散裝置、電腦程式或用於執行各別任務、程序、運算、輸出及/或顯示功能之指令等等，諸如本文中所闡述之彼等。
圖159繪示根據某些實施例由一無線裝置執行之用於減小一共同蜂巢式參考時序信號之間的偏差之一方法3000。該方法在步驟3002處在無線裝置自一蜂巢式網路接收一第一時序信號時開始。在步驟處3004，無線裝置自至少一個時效性網路(TSN)接收一第二時序信號。在步驟3006處，無線裝置自與蜂巢式網路相關聯之一網路節點接收由該網路節點量測之一偏移。該偏移基於蜂巢式網路之第一時序信號與來自至少一個TSN之第二時序信號之間的一差。在步驟3008處，使用該偏移來減小第一時間信號與第二時間信號之間的一偏差。
圖160圖解說明一無線網路中之一虛擬裝備3170之一示意性方塊圖。該裝備可實施於一無線裝置或網路節點中。裝備3100可操作以執行參考所闡述之實例方法圖159且可能執行本文中所揭示之任何其他製程或方法。亦應理解，圖159之方法不必僅由裝備3100執行。該方法之至少某些操作可由一或多個其他實體執行。
虛擬裝備3100可包括處理電路系統，該處理電路系統可包含一或多個微處理器或微控制器以及其他數位硬體，該等其他數位硬體可包含數位信號處理器(DSP)、特殊用途數位邏輯及諸如此類。處理電路系統可經組態以執行儲存於記憶體中之程式碼，該記憶體可包含一個或數個類型之記憶體，諸如唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體、快取記憶體、快閃記憶體裝置、光學儲存裝置等。在數項實施例中，儲存於記憶體中之程式碼包含用於執行一或多個電信及/或資料通信協定之程式指令以及用於執行本文中所闡述之技術中之一或多者之指令。在某些實施方案中，處理電路系統可用於致使第一接收模組3110、第二接收模組3120、第三接收模組3130、使用模組3140及裝備3100之任何其他適合單元執行根據本發明之一或多項實施例之對應功能。
根據某些實施例，第一接收模組3110可執行裝備3100之接收功能中之某些功能。舉例而言，第一接收模組3110可自一蜂巢式網路接收一第一時序信號。
根據某些實施例，第二接收模組3120可執行裝備3100之接收功能中之某些其他功能。舉例而言，第二接收模組3120可自至少一個時效性網路(TSN)接收一第二時序信號。
根據某些實施例，第三接收模組3130可執行裝備3100之接收功能中之某些其他功能。舉例而言，第三接收模組3130可自與蜂巢式網路相關聯之一網路節點接收由該網路節點量測之一偏移。該偏移基於蜂巢式網路之第一時序信號與來自TSN之第二時序信號之間的一差。
根據某些實施例，使用模組3140可執行裝備3100之使用功能中之某些功能。舉例而言，使用模組3140可使用該偏移來減小第一時間信號與第二時間信號之間的一偏差。
術語單元可具有電子器件、電裝置及/或電子裝置領域中之習用意義，且可包含例如電路系統及/或電子電路系統、裝置、模組、處理器、記憶體、邏輯固態裝置及/或離散裝置、電腦程式或用於執行各別任務、程序、運算、輸出及/或顯示功能之指令等等，諸如本文中所闡述之彼等。
圖161繪示根據某些實施例由一網路節點(諸如，舉例而言，一基地台)進行之用於減小一共同蜂巢式參考時序信號之間的偏差之一方法。該方法在步驟3202處在網路節點自至少一個時效性網路(TSN)接收一第二時序信號時開始。在步驟3204處，網路節點執行一蜂巢式網路之第二時序信號與一第一時間信號之一比較。在步驟3206處，基於該比較而判定包括蜂巢式網路之第一時序信號與來自TSN之一第二時序信號之間的一差之一偏移。在步驟3208處，將該偏移傳輸至連接至TSN之一無線裝置。
圖162圖解說明一無線網路中之一虛擬裝備3300之一示意性方塊圖。該裝備可實施於一無線裝置或網路節點中。裝備3300可操作以執行參考圖161所闡述之實例方法且可能執行本文中所揭示之任何其他製程或方法。亦應理解，圖161之方法不必僅由裝備3300執行。該方法之至少某些操作可由一或多個其他實體執行。
虛擬裝備3300可包括處理電路系統，該處理電路系統可包含一或多個微處理器或微控制器以及其他數位硬體，該等其他數位硬體可包含數位信號處理器(DSP)、特殊用途數位邏輯及諸如此類。處理電路系統可經組態以執行儲存於記憶體中之程式碼，該記憶體可包含一個或數個類型之記憶體，諸如唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體、快取記憶體、快閃記憶體裝置、光學儲存裝置等。在數項實施例中，儲存於記憶體中之程式碼包含用於執行一或多個電信及/或資料通信協定之程式指令以及用於執行本文中所闡述之技術中之一或多者之指令。在某些實施方案中，處理電路系統可用於致使接收模組3310、執行模組3320、判定模組3330及傳輸模組3340以及裝備3300之任何其他適合單元執行根據本發明之一或多項實施例之對應功能。
根據某些實施例，接收模組3310可執行裝備3300之接收功能中之某些功能。舉例而言，接收模組3310可自至少一個時效性網路(TSN)接收一第二時序信號。
根據某些實施例，執行模組3320可執行裝備3300之執行功能中之某些功能。舉例而言，執行模組3320可執行一蜂巢式網路之第二時序信號與一第一時間信號之一比較。
根據某些實施例，判定模組3330可執行裝備3300之判定功能中之某些功能。舉例而言，判定模組3330可基於該比較而判定包括蜂巢式網路之第一時序信號與來自TSN之一第二時序信號之間的一差之一偏移。
根據某些實施例，傳輸模組3340可執行裝備3300之傳輸功能中之某些功能。舉例而言，傳輸模組3340可將該偏移傳輸至連接至TSN之一無線裝置。
TSN偵測與對多個時域之支援之組合
再次，如上文所指示，本文中所闡述之各種技術可彼此組合以提供關於潛時、可靠性等之優點。舉例而言，有利之一個特定組合係上文所闡述之用於偵測對TSN之支援之技術與上文剛剛闡述之用於支援多個時域之技術之組合。
因此，舉例而言，圖135中所圖解說明之方法可與圖155中所展示之方法組合，從而產生由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之一方法。此方法包含：自一無線電存取網路(RAN)之一無線電基地台(RBS)接收系統資訊(SI)之步驟，SI指示透過RBS對時效性網路(TSN)之支援，如圖135之方塊402處所展示；以及透過RBS與外部資料網路建立至少一個TSN串流之步驟圖，如圖135之方塊404處所展示。該方法進一步包含以下步驟：經由RBS自無線通信網路接收一第一時序信號，如圖155之方塊2602處所展示，及自無線裝置連接到的外部TSN資料網路接收一第二時序信號，如圖155之方塊2604處所展示。如圖155之方塊2606及2608處所展示，該方法仍進一步包括比較第一時序信號與第二時序信號以判定一偏移及將該偏移傳輸至無線通信網路。
在此等實施例中之某些實施例中，SI包括在一或多個系統資訊區塊(SIB)中。在某些實施例中，第一時序信號包括一蜂巢式時間參考。在某些實施例中，第二時序信號包括一工作時鐘時間參考。在某些實施例中，該偏移係第一時序信號與第二時序信號之間的一時間差之一量測。在某些實施例中，經由RRC傳訊將該偏移傳輸至無線通信網路。
某些實施例可進一步包括自RBS自無線通信網路接收一第三時序信號之步驟，第三時序信號係第一時序信號之一經調整時間信號。
在某些實施例中，該方法進一步包括基於該偏移而調整一區域時間參考。在某些實施例中，該方法進一步包括將該偏移傳輸至外部TSN資料網路。該方法可進一步包括將一時期、一TSN域編號、一時域識別符中之至少一者傳輸至RBS及外部TSN資料網路中之至少一者。
對授予進行優先化
可利用動態上行鏈路(UL)授予或經組態UL授予來排程UL訊務。在動態授予之情形下，gNB針對每一UL傳輸將一UL授予提供至UE。經組態授予係預分配的，亦即，一次提供至UE，此後，經組態UL授予根據一經組態週期性對於用於UL傳輸係有效的。若無UL資料可用於傳輸，則UE不需要在彼等UL資源上傳輸填充，亦即，可在此等授予上跳過一UL傳輸。
一 典型NR-IoT裝置將處置多個服務類型之通信，例如週期性超可靠低潛時通信(URLLC)類型之機器人控制訊息、URLLC類型之偶然警報信號(需要為其組態週期性資源)，偶然之感測器資料傳輸，其他行動寬頻(MBB)類型之訊務(諸如偶然之視訊傳輸)或軟體更新。其將導致一訊務混合被UE多工以用於UL傳輸，亦即，在媒體存取控制(MAC)上，將需要組態具有不同優先級之多個邏輯頻道。
必須在一確定性潛時內遞送週期性URLLC訊務，亦即，必須保證穩健傳輸，此在資源使用方面係昂貴的。另一方面，亦必須服務於感測器/MBB類型之訊務，為此，應儘可能高效(亦即，不那麼穩健)地使用資源。當前尚不清楚可如何在NR系統中高效地處置具有其不同要求之兩種訊務類型之UE多工。
特定而言，根據當前標準，例如動態UL授予(例如對於MBB不那麼穩健且較大)或其他UL授予更動經組態UL授予(例如對於URLLC傳輸非常穩健)，從而破壞URLLC傳輸之確定性或導致使gNB避免彼等更動(亦即，藉由「圍繞」經組態UL授予進行排程，此在某些資源情況下可係不可行的)具有一高複雜性。此可因此導致無線通信網路之一減小或有限效能。
根據本文中之實施例，諸如一gNB或其他無線電基地台(RBS)之一無線電網路節點使一UE組態有用於UL傳輸之一經組態授予及/或一動態授予。關於UE將動態授予還是經組態授予用於一UL傳輸之決策取決於是否已根據邏輯頻道優先級決策而獲得UL資料以在經組態授予UL資源上進行傳輸，亦即，特別是一MAC協定資料單元(PDU)是否可自MAC多工/裝配實體獲得，亦即，是否由於邏輯頻道上無可用資料被允許在經組態UL授予上傳輸而跳過上行鏈路授予。
假設根據可組態之一邏輯頻道限制條件，在一經組態UL授予上不准許某些邏輯頻道之資料傳輸(亦即，針對MBB類型非關鍵邏輯頻道)。以此方式，寶貴的穩健資源不會因發送不需要穩健資源之MBB類型訊務而浪費，而是可等待/延遲更多時間，並在更高效、不那麼穩健的經動態排程資源上傳輸。
更具體而言，根據本文中之實施例，對於一經組態UL授予(具有意欲用於可靠地傳輸之資料(諸如URLLC資料)之想要的頻繁且穩健但較小之分配)： •在經組態授予(在實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)上針對經組態排程(CS)-RNTI先前接收之經組態授予，在其被優先之情形下)上無UL傳輸之條件下，亦即，無UL資料可用於在一經組態授予上進行傳輸，亦即，對於允許在經組態授予上進行傳輸之URLLC類型邏輯頻道，無可用之UL資料，使在PDCCH上針對小區無線電網路臨時識別符(C-RNTI)接收之一所接收UL動態授予優先進行一新傳輸，例如，具有高效(不那麼穩健)傳輸參數之一較大授予。注意，根據當前標準，所接收動態UL授予將始終被優先，此獨立於UL資料可用性。 •當根據經組態邏輯頻道限制針對被准許UL經組態授予上之傳輸之任何邏輯頻道有UL資料可在UL經組態授予上進行傳輸時，使UL經組態授予優先。例如，URLLC邏輯頻道(LCH)資料。 •根據另一實施例，僅在根據上述條件且僅當在經組態授予上准許一邏輯頻道傳輸(亦即，在動態授予被優先時此輯頻道資料原本不可能被傳輸)時，使UL經組態授予優先。
注意，所請求重新傳輸可總是被優先，亦即，在另一實施例中，在一先前經組態授予上發送之一MAC PDU之重新傳輸優先於一稍後經組態授予。更詳細地，若動態UL授予用於經組態授予之一重新傳輸，亦即，在所接收混合自動重複請求(HARQ)資訊中被CS-RNTI及一新資料指示符(NDI)加擾的係1，則此動態授予不管是否已獲得一MAC PDU皆更動經組態UL授予。
在另一實施例中，當根據上述內容使UL經組態授予優先時，考量以下例外：若被限制為僅經由動態授予進行傳輸之一LCH具有比另一LCH高之優先級(為其組態了僅在經組態UL授予上傳輸之限制)，則不使UL經組態授予優先。
在一項實施例中，gNB期望在動態UL授予或經組態UL授予上進行傳輸，亦即，盲目地解碼兩種可能性。
在根據一邏輯頻道優先化程序將在經組態授予資源上傳輸UL資料之條件下，即使接收到用於重疊資源之動態UL授予，UE仍使用經組態UL。
注意，在一般情境下，術語「無線電網路節點」可用「傳輸點」代替。傳輸點(TP)之間的區別通常可基於CRS或所傳輸之不同同步信號。幾個TP可在邏輯上連接至同一無線電網路節點，但是若其在地理位置上分離或指向不同傳播方向，則TP可遇到與不同無線電網路節點相同之行動性問題。在後續章節中，術語「無線電網路節點」與「TP」可被認為是可互換的。
圖163係根據本文中之實施例之一經組合流程圖及傳訊方案。其中所圖解說明及下文所闡述之動作可以任何適合次序執行。
動作201：無線電網路節點12可組態UE 10以在根據一邏輯頻道優先化程序在經組態授予上有要傳輸之UL資料之一條件下，使經組態週期性UL授予之UL傳輸優先於一動態UL授予之UL傳輸。所經組態週期性UL授予可用於一第一類型之傳輸，例如關鍵資料傳輸(諸如URLLC傳輸)，且動態UL授予可用於一第二類型之傳輸，例如非關鍵資料傳輸(諸如MBB傳輸)。
動作202：無線電網路節點12可利用一動態授予來排程UE 10以用於第二類型之UL傳輸，例如，非關鍵資料傳輸，諸如非潛時敏感傳輸，例如用於一寬頻服務或類似服務。此可意味著無線電網路節點將一動態UL授予傳輸至UE 10。UE 10可因此發送針對一UL傳輸之一排程請求，且隨後可接收針對UL傳輸之一動態UL授予。
動作203：在根據一邏輯頻道優先化程序在經組態週期性UL授予上存在要傳輸之UL資料之條件下，UE 10將經組態週期性UL授予之UL傳輸優先於動態UL授予之UL傳輸。經組態週期性UL授予可用於第一類型之傳輸，諸如URLLC傳輸，且動態UL授予可用於第二類型之傳輸，諸如MBB傳輸。
動作204：當在動作203中UE 10已使週期性UL授予優先時，UE可傳輸第一類型之傳輸中之一傳輸，諸如URLLC傳輸。
動作205：當在動作203中UE 10已使動態UL授予優先時，UE可傳輸第二類型之傳輸中之一傳輸，諸如MBB傳輸。
圖164係繪示根據本文中之實施例UE 10用於處置組態(例如處置或實現至無線通信網路1中之無線電網路節點之通信)之一方塊圖。UE 10可包括經組態以執行本文中之方法之處理電路系統801，例如一或多個處理器。UE 10可包括一接收單元802，例如一接收器或一收發器。UE 10、處理電路系統801及/或接收單元802可經組態以自無線電網路節點12接收組態資料。組態資料可定義為在根據一邏輯頻道優先化程序在經組態授予上存在要傳輸之UL資料之條件下，UE使經組態週期性UL授予之UL傳輸優先於一動態UL授予之UL傳輸。經組態週期性UL授予可用於一第一類型之傳輸，諸如URLLC傳輸，且動態UL授予可用於一第二類型之傳輸，諸如MBB傳輸。UE 10、處理電路系統801及/或接收單元802經組態以接收用於一UL傳輸之一動態UL授予。
UE 10可包括一優先化單元803。UE 10、處理電路系統801及/或優先化單元803可經組態以在根據一邏輯頻道優先化程序在經組態週期性UL授予上存在要傳輸之UL資料之條件下，使經組態週期性UL授予之UL傳輸優先於動態UL授予之UL傳輸。UE 10可包括一傳輸單元804，例如一傳輸器或一收發器。UE 10、處理電路系統801及/或傳輸單元804可經組態以在根據一邏輯頻道優先化程序在經組態週期性UL授予上存在要傳輸之UL資料之條件下，使經組態週期性UL授予之UL傳輸優先於動態UL授予之UL傳輸。在某些實例中，優先化單元803執行優先化。因此，在此等實例中，UE 10、處理電路系統801及/或傳輸單元804可經組態以傳輸由UE 10、處理電路系統801及/或優先化單元803優先化之第一類型之傳輸或第二類型之傳輸。
UE 10進一步包括一記憶體807。該記憶體包括將用於儲存關於諸如RS (強度或品質)、UL授予、指示、請求、命令、用以在被執行時執行本文中所揭示之方法之應用程式及類似物之資料之一或多個單元。UE 10包括包含一或多個天線之一通信介面。
根據本文中針對UE 10所闡述之實施例之方法分別藉由例如包括指令(亦即，軟體程式碼部分)之一電腦程式產品805或一電腦程式來實施，該等指令在於至少一個處理器上執行時致使該至少一個處理器執行本文中所闡述之如由UE 10執行之動作。電腦程式產品805可儲存於一電腦可讀儲存媒體806 (例如一通用串列匯流排(USB)棒、一磁碟或類似物)上。上面已儲存有電腦程式產品之電腦可讀儲存媒體806可包括指令，該等在於至少一個處理器上執行時致使該至少一個處理器執行本文中所闡述之如由UE 10執行之動作。在某些實施例中，電腦可讀儲存媒體可係一非暫時性或一暫時性電腦可讀儲存媒體。
圖165係繪示根據本文中之實施例用於處置(例如促進)無線通信網路1中之組態之無線電網路節點12之一方塊圖。無線電網路節點12可包括經組態以執行本文中之方法之處理電路系統1001，例如一或多個處理器。
無線電網路節點12可包括一組態單元1002。無線電網路節點12、處理電路系統1001及/或組態單元1002經組態以利用經由一邏輯頻道之UL傳輸之一UL授予來組態UE 10。無線電網路節點12可包括一排程單元1003，諸如一排程器。無線電網路節點12、處理電路系統1001及/或排程單元1003可進一步經組態以利用一寬頻服務或類似服務之UL傳輸之一動態授予來排程UE 10。
無線電網路節點12可包括一接收單元1004，例如一接收器或收發器。無線電網路節點12、處理電路系統1001及/或接收模組1004經組態以在一無線電資源上自UE 10接收資料。無線電網路節點12進一步包括一記憶體1005。該記憶體包括將用於儲存關於諸如強度或品質、授予、排程資訊、用以在被執行時執行本文中所揭示之方法之應用程式及類似物之資料之一或多個單元。無線電網路節點12包括包含傳輸器、接收器、收發器及/或一或多個天線之一通信介面。
根據本文中針對無線電網路節點12所闡述之實施例之方法分別藉由例如包括指令(亦即，軟體程式碼部分)之一電腦程式產品1006或一電腦程式產品來實施，該等指令在於至少一個處理器上執行時致使該至少一個處理器執行本文中所闡述之如由第一無線電網路節點12執行之動作。電腦程式產品1006可儲存於一電腦可讀儲存媒體1007 (例如一USB棒、一磁碟或類似物)上。上面已儲存有電腦程式產品之電腦可讀儲存媒體1007可包括指令，該等在於至少一個處理器上執行時致使該至少一個處理器執行本文中所闡述之如由無線電網路節點12執行之動作。在某些實施例中，電腦可讀儲存媒體可係一非暫時性或暫時性電腦可讀儲存媒體。
TSN偵測與授予優先化之組合
再次，如上文所指示，本文中所闡述之各種技術可彼此組合以提供關於潛時、可靠性等之優點。舉例而言，有利之一個特定組合係上文所闡述之用於偵測對TSN之支援之技術與上文剛剛闡述之用於對授予進行優先化之技術之組合。
因此，舉例而言，圖135中所圖解說明之方法可與圖163中所展示之方法組合，從而產生由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之另一方法。此方法包含：自一無線電存取網路(RAN)之一無線電基地台(RBS)接收系統資訊(SI)之步驟，SI指示透過RBS對時效性網路(TSN)之支援，如圖135之方塊402處所展示，以及透過RBS與外部資料網路建立至少一個TSN串流之步驟，如圖135之方塊404處所展示。該方法進一步包含以下步驟：組態資訊對指示上行鏈路資源將用於至無線通信網路之上行鏈路傳輸之週期性上行鏈路授予進行組態，如圖163之步驟201處所展示，及接收用於至無線通信網路之一上行鏈路傳輸之一動態上行鏈路授予，如圖163之步驟202處所展示。如圖163之步驟203處所展示，此實例方法進一步包含在根據一邏輯頻道優先化程序在經組態週期性上行鏈路授予上存在要傳輸之上行鏈路資料之條件下，使得使用經組態週期性上行鏈路授予之上行鏈路傳輸優先於使用動態上行鏈路授予之上行鏈路傳輸之步驟。
在某些實施例中，SI包括在一或多個系統資訊區塊(SIB)中。在某些實施例中，邏輯頻道優先化程序阻止某些邏輯頻道在經組態週期性上行鏈路授予上之傳輸。在此等稍後實施例中之某些實施例中，邏輯頻道優先化程序可將使用經組態週期性上行鏈路授予之傳輸限於超可靠低潛時通信(URLLC)訊息。在某些實施例中，動態上行鏈路授予係用於一行動寬頻(MBB)傳輸。
在一IoT環境中註冊裝置
物聯網(IoT)通常稱為實體裝置、交通工具、家用器具及/或嵌入有通常使裝置能夠進行連接及交換資料之電子器件、軟體、感測器、致動器及連接之其他項目之一網路。如本文中所論述，工業IoT簡單地係應用於一工業環境(諸如一工廠中)之IoT。
將一新裝置添加至一IoT系統或IoT環境(在本發明中，該等術語可互換使用)或者首次部署一整個IoT系統通常包含：將裝置(亦即感測器，致動器等)實體安裝在其各別實體位置處；利用身份及其他屬性(諸如，例如地理位置、所有者、目的等)組態裝置；設置通訊參數，例如Wi-Fi存取點及密碼、加密密鑰及憑證；並註冊裝置，以向將要使用其及其將要使用之(雲端)服務進行登記。
一 典型實例係安裝一新監控系統(住宅或商業的)。每一裝置預組態有其功能，但通常需要可基於情況、情境及/或既定用途(諸如位置(例如客廳)及通信(例如如何聯繫IoT系統之通信中樞))而改變之特定組態。通信中樞通常應組態有所有者之聯繫細節，諸如電話號碼(用於GSM/GPRS通信)或網路位址(用於基於IP之通信)以及服務密碼。通常，某些參數可整體組態(例如在製造期間)，且某些參數應在安裝後組態。
存在各種方式來處置裝置之註冊。常見之方式通常包含： •在安裝之前/緊接在安裝後組態一裝置。通常，首次起動時允許裝置係「信任的」(稱為TOFU，即首次使用信任)。此允許安裝者或操作者藉由根本不使用任何安全性或藉由使用在製造期間設定之安全認證(例如所有裝置通用且可在網際網路上找到之使用者或密碼組合)而容易地組態IoT裝置。此方法之一典型缺點係，其容易受到中間人攻擊，且由於預設密碼通常在組態後保持不變，因此安全性很容易被破壞而使得能夠進行進一步篡改。 •通常藉由使裝置「回撥至」一預定位址來對裝置進行啟動載入以接收組態參數。然而，此方法需要網際網路存取，或者通常使用基於IP之通信來存取至少一個預定位址。
因此，用於將裝置註冊至IoT環境之習用方法通常不安全及/或不靈活。因此，需要為在IoT系統中註冊裝置提供安全且靈活之手段。
如剛剛所提及，將一新裝置添加至一系統或首次部署一IoT系統通常包含 •實體安裝裝置， •利用身份及其他屬性組態裝置， •設置通信參數，及 •註冊裝置。
一 典型實例係將一新控制器添加至一工廠自動化系統。控制器通常需要知曉誰被允許誰組態/重新組態控制迴圈，以及在何處及如何發送警告/錯誤。此外，其通常需要用於加密通信之私鑰，且通常需要知道如何與其他裝置及服務進行通信(亦即，接收有關憑證、密鑰等之資訊)。
然而，如先前所提及，習用註冊程序通常可導致系統不安全，此乃因裝置之組態可藉由使用同一預設密碼再次執行，或者由於需要網際網路連接之事實而禁止註冊。
通常已知任何電腦應用程式可以某種形式進行串列化。電腦串列化通常係將資料結構或物件狀態轉譯為可稍後儲存或傳輸及重構(可能在一不同電腦環境中)之一格式之處理程序。自一系列位元組提取一資料結構之相反操作通常稱為解串列化。然而，串列化可必須係複雜且詳細的，且因此需要更多儲存空間，除非應用程式將在其中執行之環境支援甚至非常複雜之功能之高階抽象。
可根據用於對資料進行串列化/解串列化之任何適合方法來完成本文中所闡述之串列化/解串列化。
根據本文中之某些實施例，該應用程式可係包括用於輔助/實現向IoT環境註冊一裝置之執行之註冊資訊之一註冊應用程式。
舉例而言，使用一有限格式(諸如QR碼或條碼)對註冊應用程式進行編碼會增加對可用空間之某些限制(即使是一高密度格式(諸如HCCB)亦被限制為大約300位元組/cm2)。
然而，使用註冊應用程式之一高階描述，可藉由使用串列化使用一有限空間量將應用程式(帶有內部狀態、參數等)編碼為一串條碼或QR碼。
根據某些實施例，可利用此事實來提供不需要網際網路連接之一安全編碼註冊處理程序。
舉例而言，根據本文中之某些實施例，一註冊應用程式可分散在數個裝置上，或者在某些實施例中，數個註冊應用程式可在不同裝置上運行，其中一個裝置可用於輔助另一裝置之註冊，且可自輔助裝置檢索有關地理位置及組織位置、所有權、加密密鑰、通信參數(例如，Wi-Fi存取點、登錄認證及閘道器或網頁服務之位址等)之資訊，並將其永久儲存在例如正在註冊之裝置中之一或多者上。此外，在應用程式之狀態下，其可包含承擔自其檢索資訊(諸如，例如通信及身份密鑰)之裝置之所有權所必需之所有資訊。
然後，將此等註冊應用程式串列化並與一或多個IoT裝置一起提供(例如，藉由包裝內之一便簽)，或者印在裝置之側面，或者產生並印在收據上，或者自製造商之網站下載，或者以其他形式發佈。
獲得代碼(例如藉由一輔助裝置(例如一行動電話))或以其他方式檢索代碼且然後藉由例如在行動電話中使用一應用程式或功能進行解串列化會給出註冊應用程式之一數位表示，然後可將其部署在至少由IoT裝置及(例如)用於註冊之行動電話組成之一系統上。
應注意，輔助裝置不一定必須係一行動電話，而在某些實施例中亦可係另一IoT裝置，或用於將註冊資訊解串列化之其他適合裝置。
可將註冊應用程式分散在至少兩個裝置(要註冊之IoT裝置及輔助註冊之行動電話)上，並藉由將所有相關資訊遞送至IoT裝置以及行動電話來開始執行一註冊處理程序。
註冊應用程式亦可包括與註冊步驟有關之註冊資訊，在某些實施例中，該等註冊步驟可需要由要註冊之輔助裝置(例如，行動電話)及IoT裝置中之一者或兩者來執行。
IoT裝置永久儲存註冊資訊，終止應用程式，且然後恢復其既定操作。
IoT裝置可視情況燃燒一保險絲或類似物，以防止篡改或更改資料，從而使所有權永久化。行動電話可視情況將登記結果轉發至一伺服器。
在一IoT框架中，使用相當高階之抽象來描述功能(亦即，功能係使用高階描述(諸如「觸發警報」)而不是詳細且低階之命令(諸如「set_pin(18, 0)」在一高階語義上進行描述)，甚至可將非常大且複雜之應用程式編碼為可由例如一行動裝置解釋之條碼或QR碼。應用程式本身可係涵蓋數個裝置之一分散式應用程式，或可係交換資料之單獨應用程式。
經編碼應用程式然後可例如在某些實施例中係： 1)印在IoT裝置上 2)包含在IoT裝置包裝中之一便簽上 3)使用隨IoT裝置提供之唯一識別符自一網頁服務批量下載。
用於遞送經編碼應用程式之其他選項當然係可能的。
然後，安裝IoT裝置之技術人員或操作者可使用一行動裝置作為一輔助裝置，以獲得一/若干條碼(例如，藉由掃描代碼)並部署一或若干應用程式。然後，在行動電話上執行之應用程式(或一應用程式之部分)填寫組態資料，諸如位置、目的、所有權、認證及其他重要資訊，而要註冊之裝置上之應用程式(或一應用程式之部分)永久地儲存此資訊。
在組態/註冊完成後，使用所提供組態/註冊資料處理應用程式，且IoT裝置恢復正常操作。
此方法允許例如IoT裝置之直截自動化登記、組態及註冊而裝置無需存取網際網路或除與一登記裝置進行通信之一構件(藍芽、NFC、Wi-Fi等)之外的其他任何連接。
圖168圖解說明根據某些實施例一第一裝置用於起始一第二裝置向一物聯網(IoT)環境之一註冊處理程序之一實例方法100。
第一裝置可係例如無線通信裝置，諸如一行動電話。第一裝置可係能夠將高階抽象解串列化之任何裝置，諸如一手持式電腦、膝上型電腦或上網本。儘管一行動裝置係較佳的，但不排除第一裝置係一固定裝置，諸如例如一固定電腦。
第二裝置可係例如一機器人、實體裝置、感測器、相機或適合於一IoT系統之任何其他裝置。
在某些實施例中，第二裝置係一物聯網(IoT)裝置。在某些實施例中，第一裝置係一無線通信裝置。
方法100在110中以獲得110與第二裝置相關聯之一註冊功能之一表示開始，其中註冊功能與包括關聯於第一及第二裝置之註冊資訊之至少一個經串列化註冊應用程式相關聯。
可例如藉由掃描註冊功能之表示或使用例如一相機或其他感測器以其他方式擷取該表示而獲得該表示。
註冊功能之表示可係印在第二裝置上或在第二裝置之包裝中提供之一QR碼或類似物。註冊功能之表示可另外或另一選擇係例如能夠以類比或數位方式儲存經串列化註冊功能之一條碼或一RF-ID晶片。其他表示係可能的。
包括在經串列化註冊應用程式中之與第一及第二裝置相關聯之註冊資訊可例如包括以下各項中之一或多者：用於在第一與第二裝置之間設置通信之指令、將執行一註冊處理程序之一指示、一註冊處理程序之步驟、與地理位置、組織位置、所有權、加密密鑰、通信參數、通信密鑰及身份中之一或多者相關聯之資訊以及關於應在裝置之間交換何種參數(諸如認證等)之資訊。
舉例而言，以上參數可表示在兩個裝置之間流動之資訊之一混合。源自第一裝置之額外資料(諸如，例如地理位置、組織位置及所有權)可係由第一裝置發送至第二裝置且由第二裝置儲存之資料。
在註冊應用程式之部署期間(亦即，在註冊處理程序期間)，亦可在任一方向上(例如，在交握期間、在通信手段之協商等期間)進一步發送加密及通信密鑰/參數。
身份可自第二裝置發送至第一裝置(在製造期間設置之序列號或唯一識別符之情形下)，或自第一裝置發送至第二裝置(在人類可讀名稱或組織內之識別符之情形下)。
方法100然後在步驟120中以將註冊應用程式解串列化而繼續，使得與第一裝置相關聯之註冊資訊和與第二裝置相關聯之註冊資訊分開。
因此，第一與第二裝置可不必接收相同註冊資訊。與第一裝置相關聯之註冊資訊可例如包括關於第一裝置應向第二裝置提供之參數之指令。以相同方式，與第二裝置相關聯之註冊資訊可包括一註冊將發生之指令，及關於第二裝置應向第一裝置提供哪些與第二裝置相關聯之參數及/或資訊之指導。
應注意，參數可包括與資訊相同之資料(亦即，參數可係資訊或反之亦然)，因此，在本發明中，若無另外明確陳述，則術語參數可由術語資訊代替。
在某些實施例中，方法100可視情況包括連接130至第二裝置以使得能夠在第一與第二裝置之間通信之步驟。
該連接可例如藉由例如藍芽、Wi-Fi、NFC及裝置之間的實體連接或纜線而建立。然而，此步驟亦可整合至將與第二裝置相關聯之註冊資訊傳輸140至第二裝置以起始由第二裝置藉由基於與第二裝置相關聯之註冊資訊組態第二裝置而執行第二裝置之註冊處理程序的下一步驟中。
因此，將與第二裝置相關聯之經解串列化註冊資訊自第一裝置傳輸至第二裝置，以便起始註冊處理程序且使得第二裝置能夠如(與第二裝置)相關聯之註冊資訊所指示執行註冊處理程序。
根據某些實施例，第二裝置不知曉與第二裝置相關聯之註冊資訊。因此，除非第一裝置為第二裝置提供包括在與第二裝置相關聯之經解串列化註冊應用程式中之註冊資訊，否則無法進行註冊。
此外，在某些實施例中，與第二裝置相關聯之註冊資訊包括用於與IoT系統通信之公用加密密鑰、軟體系統、IoT環境之能力及功能中之至少一者。
該方法然後以自第二裝置接收150與第二裝置相關聯之組態資訊而繼續。
如上文所詳述，與第二裝置相關聯之註冊資訊可包括第二裝置應為第一裝置提供第一裝置不知曉之與第二裝置相關聯之某些組態資訊/參數之指令。
與第二裝置相關聯之此組態資訊可例如係第二裝置之實體身份及用於與第二裝置通信之公用加密密鑰。在某些實施例中，與第二裝置相關聯之資訊亦可包括對第二裝置之成功註冊之一應答。
第一裝置可例如儲存所接收組態資訊且可在某些實施例中，將其中繼至IoT系統以使得第二裝置能夠連接至IoT系統。
例如，根據某些實施例，對於取決於一中央雲端服務之IoT-系統，可將必要通信細節(諸如公用密鑰及身份)轉發至雲端服務以實現(安全)通信。
在某些實施例中，註冊功能可包括或表示至少兩個經串列化註冊應用程式。在此情形中，一個應用程式可用於第一裝置，且一個應用程式可用於第二裝置。
在某些實施例中，該方法可因此進一步包括將至少兩個經串列化註冊應用程式解串列化成包括與第一裝置相關聯之註冊資訊之至少一個註冊應用程式及包括與第二裝置相關聯之註冊資訊之至少一個註冊應用程式。第一裝置可然後將與第二裝置相關聯之至少一個註冊應用程式傳輸至第二裝置。
因此，根據某些實施例，註冊功能可含有一個應用程式(亦即，用於兩個裝置之一個拆分應用程式，或僅用於第二裝置之一個應用程式)或兩個應用程式(用於第一裝置之一個應用程式及用於第二裝置之一個應用程式)，且在某些實施例中，亦可包括特定組態資料(位址等，其可並非係該等應用程式中之任一者之部分)。
在某些實施例中，該方法可進一步包括判定已成功註冊第二裝置及終止160第一裝置上之至少一個註冊應用程式。
判定已成功註冊第二裝置可例如基於自第二裝置接收之對成功註冊之一指示。在某些實施例中，對成功註冊之指示可包括在自第二裝置接收且與第二裝置相關聯之資訊中。
因此，方法100闡述根據某些實施例用於起始及輔助例如一IoT裝置向一IoT系統之註冊之步驟。
此外，圖169圖解說明一第二裝置用於執行由一第一裝置起始及輔助之向一物聯網(IoT)環境之一註冊處理程序之一實例方法200。
第一及第二裝置可例如係聯合圖168闡述之第一及第二裝置。
方法200在210中以自第一裝置接收210與第二裝置相關聯之註冊資訊而開始(與方法100之步驟140相比)。註冊資訊可源自至少一個經解串列化註冊應用程式，該註冊應用程式可已由第一裝置根據方法100解串列化。
在某些實施例中，方法200可進一步包括判定220註冊資訊係用於執行註冊處理程序。
第二裝置可例如包括可在接收到特定指令或信號時起始之不同功能及處理程序。第二裝置可例如包括僅在接收到用於執行註冊處理程序之正確註冊資訊時利用之一註冊功能。
然而，此步驟亦可在第二裝置接收註冊資訊時自動執行(亦即，註冊資訊之接收可自動觸發註冊處理程序)，且步驟220可因此視為隱含在方法200中。
方法200然後以藉由基於註冊資訊組態第二裝置而執行230註冊處理程序而繼續。
第二裝置可例如已至少部分地存取註冊處理程序但可缺少可由第一裝置提供之某些資訊或參數。如上文所提及，第二裝置可例如已在製造時組態有一註冊功能，此功能可包括該裝置在註冊期間應採取之某些步驟，但可例如缺少關於某些必要參數或步驟之資訊。
註冊資訊可因此包括第二裝置直到部署註冊處理程序才知曉之資訊。此資訊可例如與源於第一裝置之資訊(諸如，例如地理位置、組織位置、閘道器認證及用於與IoT系統通信之(公用)加密密鑰以及所有權)有關，其等可自第一裝置發送至第二裝置且稍後由第二裝置儲存。
在某些實施例中，與第二裝置相關聯之註冊資訊包括公用加密密鑰、軟體系統、IoT環境之能力及功能中之至少一者。
在某些實施例中，第二裝置不知曉與第二裝置相關聯之註冊資訊。因此，除非由第一裝置起始，否則無法進行註冊。
方法200可然後以將與第二裝置相關聯之組態資訊傳輸240至第一裝置而繼續(與方法100之步驟150相比)。
傳輸至第一裝置之與第二裝置相關聯之組態資訊可例如係第二裝置之實體身份及用於與第二裝置通信之公用加密密鑰中之一或多者。在某些實施例中，與第二裝置相關聯之組態資訊亦可包括對第二裝置之成功註冊之一應答。
在某些實施例中，方法200可進一步包括判定註冊係成功的，及可能地例如藉由自第二裝置刪除註冊資訊而終止250註冊應用程式。
為了進一步加強註冊處理程序之安全性且阻止未來對資料之篡改，第二裝置可例如燒斷一保險絲，或以其他方式刪除將其重新組態之可能性。
此外，在某些實施例中，傳輸至第一裝置之與第二裝置相關聯之資訊亦可包括對第二裝置之成功註冊之一應答。
圖170示意性地圖解說明根據某些實施例執行方法100及200。
一註冊功能330之一 表示包括至少一個經串列化註冊應用程式300，經串列化註冊應用程式300又包括分別與一第一裝置310及一第二裝置320相關聯之註冊資訊301、302。第一及第二裝置可例如係聯合圖169及圖170中之任一者闡述之第一及第二裝置。
在此實例中，註冊功能之表示係一QR碼。但其他表示係可能的，諸如條碼、數字序列、RF-ID晶片等。
第一裝置例如藉由使用一掃描機或相機進行掃描或用於偵測、獲取或擷取註冊功能之表示之其他手段而獲得該表示。
第一裝置310可然後將註冊應用程式解串列化，使得與第一裝置310相關聯之註冊資訊301和與第二裝置320相關聯之註冊資訊302分開(與方法100之步驟120相比)。
在某些實施例中，第一裝置可進一步自一外部資料庫311獲得與第二裝置有關之額外組態資訊，且在某些實施例中，可進一步由註冊應用程式提示以自該外部儲存資料庫311獲得該額外組態資料。
第一裝置保留與第一裝置相關聯之註冊資訊301且將與第二裝置320相關聯之註冊資訊302傳輸至第二裝置320 (與分別屬方法100及200之步驟140及210相比)。
應注意，註冊功能可包括多於一個經串列化應用程式。在多於一個經串列化應用程式之情形中，第一裝置及第二裝置可各自與一個應用程式相關聯，且第一裝置可將應用程式解串列化成用於第一裝置之一個應用程式及用於第二裝置之一個應用程式。
在一單個經串列化應用程式之情形中，第一裝置可將其解串列化成與第一裝置有關之資訊及與第二裝置有關之資訊，亦即，在兩個裝置上拆分應用程式。在某些實施例中，在一個經串列化應用程式之情形中，單個應用程式可僅用於第二裝置。
第二裝置又可包括可與不同處理程序相關聯之若干個功能。在此實例中，第二裝置可分別包括功能#1至#4，321、322、323及324。此等功能可能已在製造期間組態/添加至第二裝置。
在此特定實例中，註冊功能資訊330之表示對應於功能#3，223。因此，當第二裝置接收經解串列化資訊時，其將判定將起始功能#3。在此情形中，功能#3係註冊處理程序(與方法200之步驟220相比)。
功能#3可包括某些註冊步驟但可缺乏可在自經解串列化註冊應用程式獲得且由第二裝置320接收之註冊資訊中提供之資訊，例如與方法100及200相比。
第二裝置可然後根據所接收註冊資訊執行註冊。在某些實施例中，第一裝置亦可使用與第一裝置相關聯之註冊資訊以及自第二裝置接收且與第二裝置相關聯之資訊以便對其自身進行組態。
應注意，第二裝置之其他功能亦可用於註冊。因此，應理解，註冊功能不包括一單個功能(例如功能#3)，而是亦可係涉及第二裝置上之其他功能中之一或多者之指令。例如，註冊資訊可例如包括告知第二裝置使用參數a、b執行功能#1及使用參數x、y等執行功能#4之指令，其中功能#1及#4係預先存在之功能。
應注意，方法100與200係緊密相關的，此乃因其分別由一第一裝置及一第二裝置執行以便使得能夠註冊第二裝置。因此，在某些實施例中，方法100及200可組合成如圖171所圖解說明之一個方法400。
在圖171中，一第一裝置(裝置1) 401與一第二裝置(裝置2) 402可彼此通信。第一裝置401及第二裝置402可例如係聯合圖1至圖3中之任一者分別闡述之第一及第二裝置。以相同方式，方法400可係如先前所闡述之方法100與200之一組合。
方法400在410中開始，其中第一裝置401獲得與第二裝置402相關聯之一註冊功能之一表示(與方法100之步驟110相比)。該表示可例如係一QR碼、條碼或類似物中之一或多者。該表示可例如透過掃描或NFC讀取器等其他適合手段獲得。
冊功能之表示包括至少一個經串列化註冊應用程式或與其相關聯，該註冊應用程式可包括分別與第一裝置及第二裝置相關聯之註冊資訊。串列化使得能夠使用有限空間將大量資料儲存於該表示中。
在某些實施例中，該表示可儲存於第二裝置上。條碼可例如印至第二裝置之外殼上，或其可在例如一紙片上提供及係第二裝置之包裝之部分。在某些實施例中，亦可能自例如網際網路檢索該表示。
當第一裝置已獲得註冊功能之表示時，該方法在411中繼續，其中第一裝置將經串列化註冊應用程式解串列化以便提取資訊之數位表示以及將與第一裝置相關聯之註冊資訊和與第二裝置相關聯之註冊資訊分開(與方法100之步驟120相比)。
在某些實施例中，註冊功能可包括被解串列化成與第一或第二裝置有關之不同資訊區塊之一單個經串列化註冊應用程式。在某些實施例中，註冊功能可包括多於一個經串列化註冊應用程式，其可被解串列化成用於第一裝置之一或多個應用程式及用於第二裝置之一或多個應用程式。
在某些實施例中，在一單個應用程式之情形中，該單個應用程式可完全用於該等裝置中之一者。
在獲得之後，方法400可包括在第一裝置與第二裝置之間建立一通信連接(如由第一與第二裝置之間的虛線箭頭指示，與方法100之步驟130相比)。該連接可例如透過一藍芽連接、NFC、Wi-Fi或藉由纜線而建立且不必需要網際網路或網路存取。
該連接可作為該方法之一單獨步驟而起始，或其可在已獲得該表示之後自動執行或觸發。因此，其可作為一隱含動作整合至下一步驟412中，步驟412係將自經解串列化註冊應用程式提取之與第二裝置相關聯之註冊資訊傳輸至第二裝置(與方法100之步驟140相比)。
包括在註冊應用程式中之註冊資訊可在某種程度上在部署註冊處理程序之前係裝置未知的。因此，註冊功能之表示可包括與例如第二裝置相關聯之註冊資訊，第二裝置因其先前未組態有該註冊資訊而不知道該資訊。
此註冊資訊可例如係與例如第一裝置或與第二裝置將向其註冊之IoT系統相關聯之認證。諸如，例如與IoT系統中之其他裝置或服務進行通信所必需之認證，以及所有權、位置(例如GPS座標或位址)、第二裝置之一人類可讀名稱或在註冊時間之前未知之其他資訊。其他此類資訊可例如係第二裝置之地理位置、組織位置及所有權。
在方法400之步驟420中，第二裝置接收包括在經解串列化註冊應用程式中之與第二裝置相關聯之註冊資訊(與方法200之步驟210相比)。此接收可觸發第二裝置起始一註冊處理程序(與例如圖169及方法200之步驟220至230相比)。
因此，在方法400之步驟421中，第二裝置基於所接收註冊資訊而執行註冊處理程序(與方法200之步驟230相比)。
在註冊處理程序期間，可在第一與第二裝置之間交換額外資料，此資料可例如係加密密鑰、認證、裝置之身份等。
第二裝置可例如在步驟422中將與第二裝置相關聯之資訊傳輸至第一裝置(與方法200之步驟240相比)。此資訊可例如係公用加密密鑰、軟體版本、與第二裝置相關聯之能力及功能等。
第二裝置亦可將註冊已成功之一指示或應答傳輸至第一裝置。
在方法400之步驟413中，第一裝置自第二裝置接收與第二裝置相關聯之資訊(與方法100之步驟150相比)。第一裝置可例如儲存此資訊且將其中繼至IoT系統以便使得第二裝置能夠連接至IoT系統。
然後，在成功註冊之後，在步驟414及423中，第一及第二裝置可分別在其自身之末端終止註冊應用程式(與分別屬方法100及200之步驟160及250相比)。為了進一步加強安全性，一旦已完成註冊，第二裝置便可例如燃燒一保險絲從而阻止對資料之進一步篡改，或完全刪除註冊功能。
預期，註冊資訊可包括至第二裝置之關於在註冊完成時應採取何種動作之指令，或第二裝置可能已預組態有此等步驟。
亦預期，可在第二裝置之註冊處理程序期間組態第一裝置。在第一裝置係IoT系統之一部分且應維持對第二裝置之瞭解時，可能係此情形。在此情形中，第一裝置可基於包括在經串列化註冊應用程式中之註冊資訊及在執行註冊處理程序期間自第二裝置接收之資訊而對自身進行組態。在例如第一裝置充當第二裝置利用來與IoT系統通信之一閘道器時，將可能係此情形。
本文中所闡述之第一及第二裝置通常係實體裝置，然而在某些實施例中，第一裝置包括比第二裝置多之運算資源。然而，應注意，第一及第二裝置兩者可係IoT裝置。
圖172圖解說明根據某些實施例一第一裝置用於起始及輔助一第二裝置向一物聯網(IoT)環境之一註冊處理程序之一實例配置500。
應注意，在本發明中，術語配置應解釋為經聚合組件之一系統，諸如，例如具有整合或以可移除方式附接之組件之一電路板。術語配置可例如由術語系統代替。
第一裝置可例如係聯合圖168至圖171中之任一者闡述之第一裝置。第二裝置可例如係聯合圖168至圖171中之任一者闡述之第二裝置。
配置500可進一步經組態以執行聯合圖168至圖171中之任一者闡述之方法。
配置500包括一控制電路系統(CNTR；例如一控制器) 520及一收發器電路系統(RX/TX；例如一收發器) 510。在某些實施例中，控制電路系統可進一步包括一獲得電路系統(OB；獲得模組) 523、一解串列化電路系統(DESER；例如一解串列化器) 522及一判定電路系統(DET；例如一判定器) 521。
在某些實施例中，收發器電路系統510可係一單獨傳輸器及一單獨接收器。
控制電路系統520可經組態以致使獲得(例如藉由致使獲得電路系統523)與第二裝置相關聯之一註冊功能之一表示，其中該註冊功能與包括關聯於第一及第二裝置之註冊資訊之至少一個經串列化註冊應用程式相關聯(與方法100之步驟110相比)。
獲得電路系統可例如包括在一行動電話上提供之一相機。在某些實施例中，獲得電路系統523可係用於獲得或擷取包括在一影像中或一晶片或類似物上之資訊之任何適合電路系統/構件。
控制電路系統520可進一步經組態以致使(例如藉由致使解串列化電路系統522)將註冊功能資訊解串列化，使得與第一裝置相關聯之註冊資訊和與第二裝置相關聯之註冊資訊分開(與方法100之步驟120相比)。
控制電路系統520可進一步經組態以致使連接(例如藉由致使收發器電路系統向第二裝置傳訊)至第二裝置，使得第一與第二裝置之間能夠通信(與方法100之步驟130相比)。
控制電路系統520可進一步經組態以致使(例如藉由致使收發器電路系統510向第二裝置傳訊)將與第二裝置相關聯之註冊資訊傳輸至第二裝置以起始由第二裝置藉由基於與第二裝置相關聯之註冊資訊組態第二裝置而執行第二裝置之註冊處理程序(與方法100之步驟140相比)。
在註冊處理程序期間及/或在執行其之後，控制電路系統可進一步經組態以致使(例如藉由致使收發器電路系統接收)自第二裝置接收與第二裝置相關聯之組態資訊(與方法100之步驟150相比)。
在某些實施例中，控制電路系統520可進一步經組態以致使例如基於自第二裝置接收到資訊而判定(例如藉由致使判定電路系統521)正執行或已完成註冊處理程序。然後，控制電路系統可經組態以致使儲存(例如在圖5中未展示之一記憶體中)自第二裝置接收之資訊且將該資訊中繼至IoT系統。
在某些實施例中，控制電路系統520可進一步經組態以致使例如在其已判定第二裝置之註冊已完成時及/或在第一裝置已基於包括與第一裝置相關聯之註冊資訊之經解串列化註冊應用程式而執行其自身之一組態時終止註冊應用程式(與方法100之步驟160相比)。
配置500可例如包括在一無線通信裝置中。一無線通信裝置可例如係一行動電話、智慧型電話、上網本、膝上型電腦、手持式電腦或類似物。在某些實施例中，配置500亦可包括在一IoT裝置(諸如一相機、機器人、感測器等)中。
圖173圖解說明一第二裝置用於執行向一物聯網(IoT)環境之一註冊處理程序且由一第一裝置輔助之一配置600。
第一及第二裝置可例如係聯合圖168至172中之任一者分別闡述之第一及第二裝置。
應注意，配置600可進一步與聯合圖172及配置500闡述之彼等相同或類似之特徵組合或者包括該等特徵。
配置600可例如經組態以執行聯合圖168至圖171中之任一者闡述之方法。
配置600可包括一控制電路系統(CNTR；例如一控制器) 620及一收發器電路系統(RX/TX；例如一收發器) 610。在某些實施例中，收發器電路系統610可係一單獨傳輸器及一單獨接收器及/或包括多個天線。
在某些實施例中，控制電路系統620可進一步包括一功能電路系統(FUNC；例如一功能模組) 622及一判定電路系統(DET；例如一判定器) 621。
在某些實施例中，控制電路系統620可經組態以致使(例如藉由致使收發器電路系統610)自第一裝置接收與第二裝置相關聯之註冊資訊(與方法200之步驟210相比)。
在某些實施例中，控制電路系統620可進一步經組態以致使判定(例如藉由致使判定電路系統621)註冊資訊係用於執行註冊處理程序(與方法200之步驟220相比)。
在某些實施例中，控制電路系統620可進一步經組態以致使(例如藉由致使功能電路系統622)藉由基於註冊資訊組態第二裝置而執行註冊處理程序(與方法200之步驟230相比)及致使將與第二裝置相關聯之組態資訊傳輸至第一裝置(例如藉由致使收發器電路系統610向第一裝置傳輸)(與方法200之步驟240相比)。
在某些實施例中，控制電路系統620可進一步經組態以在已完成註冊/組態時終止註冊應用程式(與方法200之步驟250相比)。
在某些實施例中，配置600可包括在一物聯網(IoT)裝置中。此一裝置可例如係一機器人、廚房器具、相機、感測器、交通燈、機器等。
本文中所闡述之實施例之一 優點係將一可執行應用程式編碼為例如一QR碼且與一IoT裝置一起分散。在登記IoT裝置時，將應用程式解碼且作為一分散式應用程式部署於IoT裝置上以及另一裝置(例如用於IoT裝置之註冊之一行動電話)上。本文中所揭示之實施例因此不依賴於中央伺服器/軟體儲存庫。
此外，本文中之實施例允許裝置之直截自動登記、組態及註冊，而無需存取例如網際網路或除與一登記裝置通信之構件(諸如，例如藍芽、NFC、Wi-Fi等)以外之任何其他連接。
此外，由於未為要註冊之裝置預組態所有必要註冊資訊，因此增強了安全性。
所闡述實施例及其等效形式可以軟體或硬體或者其一組合實現。其等可由與一通信裝置相關聯或整合之一般用途電路(諸如數位信號處理器(DSP)、中央處理單元(CPU)、協處理器單元、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化硬體)或由特殊電路(諸如，例如特殊應用積體電路(ASIC))執行。所有此等形式預期在本發明之範疇內。
實施例可在包括電路系統/邏輯或執行根據實施例中之任一者之方法之一電子裝備(諸如一無線通信裝置)中出現。該電子裝備可例如係一可攜式或手持式行動無線電通信設備、一行動無線電終端機、一行動電話、一基地台、一基地台控制器、一呼叫器、一通信器、一電子組織器、一智慧型電話、一電腦、一筆記型電腦、一USB棒、一插卡、一嵌入式磁碟機或一行動遊戲裝置。
使用所傳送程式碼模組之安全裝置操作
為了利用一裝置之功能(無論是區域地還是在網路上)，一使用者通常皆必須對彼裝置進行鑑認。一旦被鑑認，使用者然後能夠使用該裝置來執行一或多個功能。
鑑認通常藉由提供由裝置辨識之某些認證而執行。舉例而言，一使用者可提供一密碼，或一應用程式可提供一數位密鑰。若密碼或密鑰被盜竊或偽造，則裝置之安全性可能被損害。一旦此一裝置被損害，任何數目個其功能便可被利用。通常，惡意使用者之不斷增加之複雜程度給開發者造成構想新的且更好的技術來保護裝置之一不斷壓力。
本發明之實施例以不同於傳統方法之方式調用裝置功能。作為僅一項實例，一智慧型鎖執行支援一解鎖功能之一運行時間環境。為了獲得對解鎖功能之存取，另一裝置(例如，一使用者之智慧型電話)獲得將一程式碼模組傳送至智慧型鎖之授權。程式碼模組經組態以在智慧型鎖之運行時環境內執行，且將解鎖功能公開給使用者之智能型電話(例如，經由無線通信)。一旦將解鎖功能公開給使用者之裝置，在運行時間環境內在使用者之裝置上運行之一應用程式便可經由程式碼模組調用解鎖功能。
根據特定實施例，此一系統耐受入侵。舉例而言，即使上文所論述之智慧型鎖以某種方式被損害，在無程式碼模組之情況下，可不存在容易地調用解鎖功能之方式。另外或另一選擇係，下載至使用者之裝置之惡意軟體代理可能不能夠攔截在智慧型鎖與使用者裝置運行時間環境之間交換之認證。下文將論述其他優點，或熟習此項技術者將明瞭其他優點以及其中一第一裝置利用一第二裝置之其他實施例。
本發明之實施例包含將一裝置之一功能公開給另一裝置之一程式碼模組。該程式碼模組經由運行時間環境之間的無線通信而被安全地傳送，使得可遠端地調用該功能。此傳送可由彼此接近之裝置觸發。運行時間環境處置對傳送程式碼模組之授權，使得遠端應用程式不必支援裝置所使用之任何特定安全性方案。在無程式碼模組之情況下，可能無法經由遠端調用來存取該功能，且在調用該功能之後及/或一旦裝置不再接近(例如，為了防止其他裝置在無授權之情況下調用該功能)時，可刪除或傳回程式碼模組。
在某些實施例中，該等裝置係一分散式物聯網(IoT)系統之部分。此一系統之一實例可基於Calvin應用程式環境。在此一基於Calvin之系統中，應用程式可由在與裝置繫結之運行時間上執行之功能區塊(有時稱為行動者)構建。根據實施例，行動者可根據需要在運行時間之間移動，以便在特定裝置上執行其功能。
圖174圖解說明包含一第一裝置110及一第二裝置115之一實例網路環境100。第一裝置110及第二裝置115兩者彼此通信地連接且交換信號(例如，無線地，經由一點到點連接)。在某些實施例中，第一裝置110及/或第二裝置115連接至一網路105且經組態以經由網路105與一遠端裝置145通信及/或彼此通信。因此，第一裝置110及第二裝置115可各自經由一或多個相容技術(例如，近場通信(NFC)、Wi-Fi、藍芽、ZIGBEE、長期演進(LTE)、新無線電(NR)、乙太網路及諸如此類)支援有線及/或無線通信。
第一裝置110及第二裝置115分別執行第一運行時間環境120及第二運行時間環境125。第一裝置110之第一運行時間環境120經組態以例如藉由控制第一裝置110之一無線傳輸器而將一程式碼模組140傳送至第二裝置115之第二運行時間環境125。對應地，第二裝置115經組態以例如藉由主動地控制第二裝置115之一無線接收器或藉由被動地允許第一裝置110對第二裝置115之一記憶體進行寫入(例如，使用將來自第一裝置110之RF傳輸轉換成記憶體寫入指令之一電路，此一電路在某些實施例中由彼等傳輸之RF能量供電)而將程式碼模組140自第一運行時間環境120傳送至第二運行時間環境125。
程式碼模組140經組態以在第二運行時間環境125內執行且將第二裝置115之由第二運行時間環境125支援之一功能公開給第一裝置110。如下文將進一步論述，在第一裝置110之第一運行時間環境120內執行之一應用程式130經由所傳送程式碼模組140及第二運行時間環境125調用第二裝置115之功能。
第一裝置110之典型實例包含(但不限於)一行動裝置，諸如一智慧型電話、一使用者設備、一膝上型電腦、一平板電腦及/或一可佩戴式電腦。第二裝置115之典型實例包含(但不限於)一電腦及/或一智慧型器具。第一裝置110及第二裝置115之其他實例包含其他類型之運算裝置。
網路105包含能夠與第一裝置110及/或第二裝置115交換通信信號之一或多個實體裝置及/或傳訊媒體。此一網路105之實例包含(但不限於)以下各項中之一或多者：網際網路(或其一部分)；一或多個區域網路；一或多個無線網路；一或多個蜂巢式網路；一或多個基於網際網路協定之網路；一或多個乙太網路；一或多個光學網路；及/或一或多個電路交換網路。此一網路105可包括支援此等通信信號之交換之任何數目個網路裝置，諸如路由器、閘道器、交換器、集線器、防火牆及諸如此類(未展示)。
遠端裝置145可係經由網路105通信地耦合至第一裝置110及/或第二裝置115之任何運算裝置。遠端裝置145可例如除以一不同容量外充當一第一裝置110。舉例而言，遠端裝置145可係一管理員工作站，該管理員工作站可經由網路105 (例如，經由至第二裝置115之一實體安全網路連接或經加密網路連接)而安全存取第二裝置115。因此，遠端裝置145之一使用者可能夠亦藉由將一程式碼模組140傳送至第二裝置及調用特定功能例如以輔助第一裝置110之一使用者而調用第二裝置115之相同及/或不同功能。遠端裝置145之一典型實例包含(但不限於)一工作站、個人電腦、膝上型電腦及/或平板電腦。
圖175圖解說明一行動裝置210與一智慧型鎖215之間的一實例叫用流程，其與上文所論述之態樣一致。在圖175之實例中，行動裝置210係一第一裝置110之一實例，且智慧型鎖215係一第二裝置115之一實例。儘管圖175圖解說明其中一行動裝置210與智慧型鎖215互動之一特定實例，但替代實施例可包含充當第一裝置110及/或第二裝置115以安全地存取除下文所闡述之彼等外之功能之其他裝置。
與圖174之一般論述一致，圖175中所圖解說明之行動裝置210執行一行動運行時間環境220。鎖控制軟體230在行動運行時間環境220內例如作為一服務或回應於由行動裝置210之一使用者發起而執行。智慧型鎖215執行一智慧型鎖運行時間225。智慧型鎖運行時間225支援鎖控制操作，例如，將智慧型鎖215鎖定及解鎖。然而，智慧型鎖運行時間225不准許在無程式碼模組140 (在此實例中由行動裝置210提供)之情況下對此等操作之遠端調用。
根據圖175中所圖解說明之實例，行動運行時間環境220及智慧型鎖運行時間環境225中之每一者例如藉由其他裝置產生之感測射頻(RF)能量而彼此偵測(步驟250)。在某些實施例中，裝置210、215中之任一者或兩者可使用額外或替代近接偵測技術(例如，經由對應感測器及/或接收器之光學及/或聽覺偵測)而彼此偵測。
回應於彼此偵測，行動運行時間環境220及智慧型鎖運行時間環境225參與一鑑認程序(步驟252)。此鑑認程序可包含交換一或多個認證，智慧型鎖運行時間環境225可藉由該等認證判定是否准許行動裝置210使用智慧型鎖215之某些受保護功能(例如，解鎖功能)。特定而言，藉由執行此鑑認程序，可建立行動運行時間環境220與智慧型鎖運行時間環境225之間的一信任關係。
在成功鑑認之後，行動運行時間環境220將一程式碼模組140傳送至智慧型鎖運行時間環境225 (步驟254)。程式碼模組140經組態以在智慧型鎖運行時間環境225內執行且將智慧型鎖215之解鎖功能公開給行動裝置210。
然後，鎖控制軟體230經由所傳送程式碼模組140 (例如，使用對程式碼模組140之一應用程式開發介面(API)之一適當功能叫用，如圖175中由功能叫用「module.unlock()」表示)而調用智慧型鎖215之解鎖功能(步驟256)。值得注意的是，鎖控制軟體230能夠利用在行動運行時間環境220與智慧型鎖運行時間環境225之間建立之信任關係來調用解鎖功能，其中需要在其上建立該信任關係之認證。例如，在避免向某些應用程式提供敏感認證方面，此可係有利的。特定而言，實施例可使得一使用者能夠自由地下載及使用第三方及/或受信任應用程式來調用功能，而無須擔心該等應用程式將能夠獲得裝置210、215之認證。
程式碼模組140在智慧型鎖運行時間環境225內執行以藉由對應地調用由圖175中由功能叫用「runtime.unlock()」表示之智慧型鎖運行時間環境支援之一API而處置「module.unlock()」功能叫用(步驟258)。因此，根據圖175中所圖解說明之實施例，程式碼模組140可尤其充當行動裝置210上之鎖控制軟體230與控制智慧型鎖215之解鎖功能之智慧型鎖運行時間環境225之間的一轉譯層。回應於來自程式碼模組140之解鎖功能叫用，智慧型鎖運行時間環境225藉由控制智慧型鎖215 (相應地，亦即，藉由將智慧型鎖215解鎖)而做出回應(步驟260)。
在已執行解鎖之後，智慧型鎖運行時間環境225偵測到已滿足刪除程式碼模組140之一或多個準則(步驟266)。在此特定實例中，不准許程式碼模組140保持無限地載入於智慧型鎖215上。因此，智慧型鎖運行時間環境具有用於判定何時將刪除程式碼模組140之一或多個準則。用於刪除程式碼模組140之準則可包含是否可偵測到行動裝置210及/或自傳送程式碼模組140以來是否已經過一臨限時間段。
舉例而言，當程式碼模組140存在於智慧型鎖215上時，智慧型鎖215可能易遭受經由程式碼模組140調用智慧型鎖215之受保護功能(例如在未鑑認之情況下及/或藉由欺騙行動裝置210之特性)之某些其他裝置(未展示)之攻擊。因此，在自傳送程式碼模組140以來已經過一臨限時間段之後及/或若行動裝置210不再接近智慧型鎖215，智慧型鎖運行時間環境225可判定應刪除程式碼模組140。特定而言，智慧型鎖運行時間環境225可藉由未能偵測到來自行動裝置210之某些RF能量而判定行動裝置210已離開智慧型鎖215周圍之區域。
在偵測到已滿足特定模組刪除準則之情況下，智慧型鎖運行時間環境225刪除程式碼模組140 (步驟268)。在某些實施例中，智慧型鎖運行時間環境225亦將程式碼模組140傳送回行動裝置210 (例如，傳送回行動運行時間環境220)。因此，在某些實施例中，程式碼模組140可充當限制如何使用鎖控制軟體230之一權杖。亦即，舉例而言，當將程式碼模組140傳送至智慧型鎖215時，可防止鎖控制軟體230將一module.unlock()命令發送至一不同裝置。
在某些實施例中，智慧型鎖運行時間環境225支援不需要程式碼模組140之其他功能。舉例而言，此等功能可係可在不需要授權之情況下調用之公用及/或唯讀功能。因此，在某些實施例中，行動運行時間環境220及/或鎖控制軟體230可藉由直接與智慧型鎖運行時間環境225通信而調用智慧型鎖215之功能。在圖175之實例中，此由各自調用智慧型鎖運行時間環境225之一「runtime.info()」功能叫用之行動運行時間環境220及鎖控制軟體230圖解說明(步驟262、264)。此一功能叫用可例如傳回關於智慧型鎖215之裝置狀態資訊。此資訊可包含裝置身份、所有者身份、用於一管理員之聯繫資訊、對鎖進行鎖定還是解鎖及/或與智慧型鎖215有關之其他資訊。
舉例而言，行動裝置210之一使用者可在嘗試將智慧型鎖215解鎖時遇到困難。在此一情境中，使用者可使用鎖控制軟體230來獲得關於如何聯繫一管理員之資訊，該管理員可使用一遠端裝置145來將一程式碼模組140傳送至智慧型鎖運行時間環境225且自身將智慧型鎖215解鎖或使得行動裝置210之使用者能夠使用其鎖控制軟體230來將將智慧型鎖215解鎖。此一管理員之一項實例可係一酒店經營者，其可幫助在遠端地使用該系統進入其房間時遇到問題之顧客，儘管存在可包含其他裝置、情境及/或使用者角色之大量實施例。
應進一步注意，儘管將在步驟254、256、258、262及264以及268中執行之動作圖解說明為單向動作，但此等步驟中之一或多者可觸發一對應回應，其中傳回一值例如以指示所圖解說明之動作之結果。舉例而言，智慧型鎖運行時間環境225可分別基於是否已將智慧型鎖成功解鎖而以一零或非零值對runtime.unlock()功能叫用做出回應。
與上文一致，本發明之實施例包含由一第一裝置110實施之使用一第二裝置115之一方法300，諸如圖176中所圖解說明之方法300。方法300包括使用在第一裝置110上執行之一第一運行時間環境120來將一程式碼模組140傳送至在第二裝置115上執行之一第二運行時間環境125 (方塊310)。程式碼模組140經組態以在第二運行時間環境125內執行且將由第二運行時間環境125支援之第二裝置115之一功能公開給第一裝置110。方法300進一步包括在第一運行時間環境120內執行一應用程式130 (方塊320)。該應用程式經由所傳送程式碼模組140及第二運行時間環境125遠端地調用第二裝置115之功能。
其他實施例包含由第二裝置115實施之為一第一裝置110提供對第二裝置115之一功能之存取之一方法400，如圖177中所展示。方法400包括將一程式碼模組140自在第一裝置110上執行之一第一運行時間環境120傳送至在第二裝置115上執行之一第二運行時間環境125以將由第二運行時間環境125支援之第二裝置115之一功能公開給第一裝置110 (方塊410)。方法400進一步包括回應於經由程式碼模組140自在第一運行時間環境120內執行之一應用程式130接收之對第二裝置115之功能之一遠端調用而使用第二運行時間環境125來控制該功能之執行(方塊420)。
圖178圖解說明根據一或多項實施例適合於實施及/或支援第一裝置110及/或第二裝置115之硬體500。如所展示，硬體500包含處理電路系統510及無線電電路系統520。無線電電路系統520可經組態以經由係硬體500之部分或耦合至硬體500之一或多個天線(未展示)來傳輸及/或接收。處理電路系統510經組態以諸如藉由執行儲存於記憶體530中之指令而執行上文例如圖175及/或圖176中所闡述之處理。如下文將論述，在此方面，處理電路系統510可包括一或多個實體單元。另外或另一選擇係，儲存於記憶體530中之指令可包括在一或多個軟體模組中。
在此方面，圖179圖解說明根據特定實施例之一第一裝置110之額外細節。具體而言，第一裝置110可包含一傳送單元或模組605及一執行單元或模組610。傳送單元或模組605可經組態以使用在第一裝置110上執行之一第一運行時間環境120來將一程式碼模組140傳送至在第二裝置115上執行之一第二運行時間環境125。程式碼模組140經組態以在第二運行時間環境125內執行且將由第二運行時間環境125支援之第二裝置115之一功能公開給第一裝置110。
圖180圖解說明根據特定實施例之一第二裝置115之額外細節。具體而言，第二裝置115可包含一傳送單元或模組705及一控制單元或模組710。傳送單元或模組可經組態以將一程式碼模組140自在第一裝置110上執行之一第一運行時間環境120傳送至在第二裝置115上執行之一第二運行時間環境125以將由第二運行時間環境125支援之第二裝置115之一功能公開給第一裝置110。控制單元或模組710可經組態以回應於經由程式碼模組140自在第一運行時間環境120內執行之一應用程式130接收之對第二裝置115之功能之一遠端調用而使用第二運行時間環境125來控制該功能之執行。
裝置註冊與使用所傳送程式碼模組之安全裝置操作之組合
再次，如上文所指示，本文中所闡述之各種技術可彼此組合以提供關於潛時、可靠性等之優點。舉例而言，有利之一個特定組合係上文所闡述之用於在一IoT環境中註冊裝置之技術與用於使用傳送模組之安全裝置操作之技術之組合。
因此，舉例而言，圖168中所圖解說明之方法可與圖176中所展示之方法組合，以獲得一第一裝置用於輔助一第二裝置向一物聯網(IoT)環境之註冊及使用第二裝置之一方法。如圖168之方塊110、120及140處所展示，此實例方法包括以下步驟：獲得與第二裝置相關聯之一註冊功能之一表示，其中該註冊功能與包括關聯於第一及第二裝置之註冊資訊之至少一個經串列化註冊應用程式相關聯；將註冊應用程式解串列化，使得與第一裝置相關聯之註冊資訊和與第二裝置相關聯之註冊資訊分開，及將與第二裝置相關聯之註冊資訊傳輸至第二裝置以起始由第二裝置藉由基於與第二裝置相關聯之註冊資訊組態第二裝置而執行第二裝置之註冊處理程序。如圖168之方塊150處所展示，該方法進一步包括自第二裝置接收與第二裝置相關聯之組態資訊。
如圖176之方塊310處所展示，此實例仍進一步包括以下步驟：使用在第一裝置上執行之一第一運行時間環境來將一程式碼模組傳送至在第二裝置上執行之一第二運行時間環境，其中該程式碼模組經組態以在第二運行時間環境內執行且將由第二運行時間環境支援之第二裝置之一功能公開給第一裝置。最後，此實例方法包括以下步驟：在第一運行時間環境內執行一應用程式，該應用程式經由所傳送程式碼模組及第二運行時間環境遠端地調用第二裝置之功能。
在某些實施例中，第二裝置可係一物聯網(IoT)裝置，且第一裝置可係一無線通信裝置。舉例而言，註冊功能之表示可係一QR碼、一條碼及一RF-ID晶片中之一或多者。在某些實施例中，與第二裝置相關聯之註冊資訊可包括公用加密密鑰、軟體系統、能力、與註冊處理程序有關之步驟及IoT環境之功能中之至少一者。在某些實施例中，註冊資訊可包括與地理位置、組織位置、所有權、加密密鑰、通信參數、通信密鑰及身份中之一或多者相關聯之資訊。
在某些實施例中，註冊功能包括至少兩個經串列化註冊應用程式，且該方法進一步包括將該至少兩個經串列化註冊應用程式解串列化成包括與第一裝置相關聯之註冊資訊之至少一個註冊應用程式及包括與第二裝置相關聯之註冊資訊之至少一個註冊應用程式，及將與第二裝置相關聯之至少一個註冊應用程式傳輸至第二裝置。
在某些實施例中，該方法進一步包括判定已成功註冊第二裝置及終止第一裝置上之至少一個註冊應用程式。
在某些實施例中，該方法進一步包括使第一運行時間環境由第二運行時間環境鑑認以獲得將程式碼模組傳送至第二運行時間環境以在第二運行時間環境內執行之授權，及/或直接與第二運行時間環境通信以調用第二裝置之一不同功能。
在某些實施例中，經由第一裝置與第二裝置之間的一無線點對點連接而執行將程式碼模組傳送至第二運行時間環境。舉例而言，第二裝置可係一電子鎖，其中由第二運行時間環境支援之功能將電子鎖鎖定或解鎖。
類似地，圖169中所展示之方法可與圖177中所展示之方法組合，以獲得一第二裝置用於執行由一第一裝置輔助之向一物聯網(IoT)環境之一註冊處理程序且為第一裝置提供對第二裝置之一功能之存取之一方法。如圖169之方塊210、230及240處所展示，此實例方法包含以下步驟：自第一裝置接收與第二裝置相關聯之註冊資訊，藉由基於註冊資訊組態第二裝置而執行註冊處理程序，及將與第二裝置相關聯之組態資訊傳輸至第一裝置。如圖177之方塊410及420處所展示，該方法進一步包含以下步驟：自在第一裝置上執行之一第一運行時間環境將一程式碼模組接收至在第二裝置上執行之一第二運行時間環境以將由第二運行時間環境支援之第二裝置之一功能公開給第一裝置；及回應於經由程式碼模組自在第一運行時間環境內執行之一應用程式接收之對第二裝置之功能之一遠端調用而使用第二運行時間環境來控制該功能之執行。
在某些實施例中，該方法進一步包括判定註冊係成功的及自第二裝置刪除註冊資訊。在某些實施例中，與第二裝置相關聯之註冊資訊包括公用加密密鑰、軟體系統、能力、與註冊處理程序有關之步驟及IoT環境之功能中之至少一者。
在某些實施例中，該方法進一步包括使第一運行時間環境由第二運行時間環境鑑認以授權將程式碼模組傳送至第二運行時間環境以在第二運行時間環境內執行。在某些實施例中，該方法進一步包括回應於自第一裝置至第二運行時間環境之一直接通信而使用第二運行時間環境來控制第二裝置之一不同功能之執行。
在某些實施例中，可經由第一裝置與第二裝置之間的一無線點對點連接來執行自第一運行時間環境傳送程式碼模組。舉例而言，第二裝置可係一電子鎖，其中由第一運行時間環境支援之功能將電子鎖鎖定或解鎖。
按照管轄區隱私限制查詢聯盟資料庫
諸多商務部門(例如醫療保健、電子商務、政府及零售商)中之公司及組織受委託以可識別資訊(例如，個人資訊、私人資訊、機密資訊或諸如此類)，從而使此等實體保留最關心之此資訊之隱私性。最通常，此等實體規定並定義如何保留此資訊之隱私性。
題為「希波克拉底資料庫：隱私感知資料庫」之一白皮書之作者提出了一種資料庫架構，該資料庫架構使用由儲存在一各別隱私策略表及隱私授權表中之隱私策略及隱私授權組成之後設資料。N. Ghani、Z. Sidek、希波克拉底資料庫：隱私感知資料庫，國際J.電腦資訊工程，第2卷，第6號(2008)。作者闡述一框架，其中資料庫在查詢處理期間執行隱私檢查。例如，資料庫檢查發出查詢之使用者是否被授權存取資料庫。其亦檢查查詢是否僅存取隱私授權表中明確列出之屬性。並且，資料庫僅允許存取資料庫中其目的屬性包含查詢目的之資訊。因此，僅針對一既定目的被授權之使用者可存取資料庫中之資訊。然而，此隱私感知資料庫不考量其所在管轄區之隱私限制。此外，此資料庫不保護可自來自多個資料庫之對一查詢之回應推斷出之可識別資訊。
一 聯盟資料庫系統係將組成資料庫映射至一單個聯盟資料庫中之一後設資料庫管理系統。如此，一聯盟資料庫係一虛擬資料庫，此係其所代表之組成資料庫之一複合。藉由將一查詢發送至每一組成資料庫及然後組合自每一組成資料庫接收之對查詢之回應，將聯盟資料庫系統視為一個資料庫系統。此外，每一組成資料庫可係具有與其他資料庫獨立通信、執行及控制其操作或使其自身與其他資料庫關聯(或分離)之能力之一自主資料庫。然而，當前聯盟資料庫系統並未考量其所代表之管轄區之隱私限制，且亦未保護可自來自相同或不同管轄區中之多個資料庫之對一查詢之回應推斷出之可識別資訊。
如先前所論述，當前隱私感知資料庫及聯盟資料庫系統不考量其所代表之管轄區之隱私限制。然而，資料庫使用者通常希望合組合來自相同或不同管轄區中之資料庫之對一查詢之回應。藉由如此做，回應中含有或自回應推斷出之可識別資訊可能不會按照每一所存取資料庫之管轄區之隱私法得到保護。在一項實例中，與自兩個不同資料庫對具有一特定範圍之一收入及一特定教育程度之人數進行計數相關之一查詢要求基於個人可識別資訊(例如，姓名、社交安全號碼、位址或諸如此類)組合對查詢之回應，此可能會違反每一資料庫之管轄區中之隱私限制。在另一實例中，不可違反每一資料庫之管轄區之隱私限制(例如，其上網習慣儲存在一美國資料庫中之一歐盟公民)而組合與一第一資料庫中之一人員清單(例如，使用者識別符)相關之一查詢與由訪問者加索引之已訪問網頁之一日誌(例如，使用者識別符)。在又一實例中，與連結例如期望值與飲食習慣相關之一查詢可能夠組合來自具有來自雜貨連鎖店之雜貨店購物收據之一資料庫之一第一回應、來自具有來自信用卡公司之餐廳收據之一資料庫之一第二回應及來自具有來自政府稅務局之壽命期之一資料庫之一第三回應(基於該等回應中違反每一資料庫之管轄區之隱私限制之可識別資訊)。
因此，需要一種用於按照管轄區隱私限制來查詢一聯盟資料庫之經改良技術。另外，自聯合附圖以及前述技術領域及背景技術做出之後續詳細說明及實施方式，本發明之其他合意之特徵及特性將變得顯而易見。
本發明包含闡述按照管轄區隱私限制來查詢一聯盟資料庫之系統及方法。此外，本發明闡述構成或組合自位於相同或不同管轄區之資料庫接收之對一查詢之回應同時尊重儲存在此等資料庫中之個人資料之完整性的新穎技術。舉例而言，圖181係根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統100之一項實施例之一流程圖。在圖181中，系統100包含一用戶端節點101 (例如，智慧型電話)、具有一聯盟資料庫之一網路節點121 (例如，電腦伺服器)及具有一自主資料庫(例如，美國國稅局處之個人記錄)之一網路節點141 (例如，電腦伺服器)。聯盟資料庫直接或經由一子聯盟資料庫間接表示位於一特定管轄區(例如，美國)中之一或多個自主資料庫。
在圖181中，在一項實施例中，用戶端裝置101發送一查詢(例如，識別具有一定收入範圍之人數)，該查詢與儲存在自主資料庫中之可識別資訊相關或可依據從該自主資料庫及位於同一管轄區中之另一自主資料庫接收之對查詢161之回應之一組合來判定，如由參考161表示。聯盟網路節點221接收查詢且基於自主資料庫之管轄區之一或多個隱私限制而針對彼自主資料庫調適查詢，如由方塊123表示。聯盟網路節點121然後將經調適查詢發送至自主網路節點141，如由參考163表示。自主網路節點141接收經調適查詢且自自主資料庫獲得對經調適查詢之一回應167，如由方塊143表示。自主網路節點141將回應發送至聯盟網路節點221，如由參考165表示。聯盟網路節點121基於所接收回應而構成對查詢之一經調適回應，如由方塊127表示。另外，聯盟網路節點121將經調適回應發送至用戶端節點101，如由參考171表示。
用戶端節點101可係使用者設備、一行動站(MS)、一終端機、一蜂巢式電話、一蜂巢式手機、一個人數位助理(PDA)、一智慧型電話、一無線電話、一組織器、一手持式電腦、一桌上型電腦、一膝上型電腦、一平板電腦、一機上盒、一電視、一器具、一遊戲裝置、一醫療裝置、一顯示裝置、一計量裝置或諸如此類。每一網路節點121、141可係一電腦實施之節點，該電腦實施之節點係一網路中之一通信重佈點或一通信端點，諸如一電腦伺服器、一基地台、一核心網路節點、一手持式電腦、一桌上型電腦、一膝上型電腦、一平板電腦、一機上盒、一電視、一器具、一醫療裝置或某些其他類似術語。
可識別資訊可係與一特定人、地方或事物相關聯之任何資訊。此外，可識別資訊可包含與一人、商務、組織、政府實體或諸如此類相關聯之個人資訊。可識別資訊亦可包含秘密或機密資訊。機密資訊包含在期望其將不會被洩露給未經授權之第三方之情況下共用之資訊。一管轄區可代表授予一特定機構之權限，以在一經定義職責範圍內(例如，美國聯邦法律、密歇根州稅法、內部審查服務、環境保護局及諸如此類)管理某些隱私限制。此外，一管轄區可與特定地區相關聯，諸如一聯盟會(例如，歐盟)、國家、州、省、市、縣、自治區、鄉鎮及諸如此類。隱私限制與一管轄區之法律、規則或法規相關聯。例如，隱私限制可限定或限制共用諸如一姓名、位址、電話號碼、財務記錄、醫療記錄、位置、個人屬性或諸如此類個人資訊之能力。
圖182係根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統200之一項實施例之一流程圖。在圖182中，系統200包含一用戶端節點201、具有一聯盟資料庫之一網路節點221、具有一第一自主資料庫(例如，美國國稅局處之個人記錄)之一網路節點241a及具有一第二自主資料庫(例如，美國人口普查局處之個人記錄)之一網路節點241b。聯盟資料庫直接或經由一子聯盟資料庫間接表示位於同一或不同管轄區(例如，美國)中之第一及第二資料庫。
在圖182中，在一項實施例中，用戶端裝置201發送一查詢，該查詢與儲存在第一或第二自主資料庫中之可識別資訊相關或可依據自第一及第二資料庫接收之對查詢之回應之一組合來判定，如由參考261表示。聯盟網路節點221接收查詢且基於對應自主資料庫之管轄區之一或多個隱私限制而識別該查詢之與可識別資訊對應之一或多個資料欄位，如方塊223所表示。回應於識別出該查詢一或多個欄位與可識別資訊對應，聯盟網路節點221判定查詢之一經隨機化鹽，如由方塊225表示。聯盟網路節點221然後將查詢及該鹽發送至自主網路節點241a，如由參考263a表示。
在此實施例中，自主網路節點241a接收查詢及該鹽且自第一自主資料庫獲得對查詢之一回應，如由方塊243a表示。自主網路節點241a然後基於該鹽將該回應之可識別資訊匿名化，如由方塊245a表示。在一項實例中，利用一密碼雜湊函數處理可識別資訊及該鹽以獲得經匿名資訊。自主網路節點241a將具有經匿名資訊之回應發送至聯盟網路節點221，如由參考265a表示。聯盟網路節點221基於該回應及其經匿名資訊構成對查詢之一經調適回應，如由方塊227表示。另外，聯盟網路節點221將經調適回應發送至用戶端節點201，如由參考271表示。
在另一實施例中，聯盟網路節點221將相同查詢及鹽發送至每一自主網路節點241a、241b，如由參考263a、263b表示。自主網路節點241a、241b可位於同一管轄區中或位於不同管轄區中。每一自主網路節點241a、241b接收查詢及鹽且經由其自主資料庫獲得對查詢之一對應回應。此外，每一自主網路節點241a、41b基於鹽而將對應回應之可識別資訊匿名化。每一自主網路節點241a、241b將具有經匿名化資訊之對應回應發送至聯盟網路節點221，如由各別參考265a、265b表示。聯盟網路節點221然後基於在每一回應中接收之經匿名化資訊而組合來自第一及第二自主資料庫之對查詢之回應。
應注意，上文所闡述之裝備可藉由實施任何功能構件、模組、單元或電路系統而執行本文中之方法及任何其他處理。在一項實施例中，舉例而言，該等裝備包括經組態以執行方法圖中所展示之步驟之各別電路或電路系統。在此方面，電路或電路系統可包括聯合記憶體專用於執行特定功能處理之電路及/或一或多個微處理器。例如，電路系統可包含一或多個微處理器或微控制器以及可包含數位信號處理器(DSP)、特殊用途數位邏輯及諸如此類之其他數位硬體。處理電路系統可經組態以執行儲存於記憶體中之程式碼，該記憶體可包含一個或數個類型之記憶體，諸如唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體、快取記憶體、快閃記憶體裝置、光學儲存裝置等。在數項實施例中，儲存於記憶體中之程式碼包含用於執行一或多個電信及/或資料通信協定之程式指令以及用於執行本文中所闡述之技術中之一或多者之指令。在採用記憶體之實施例中，記憶體儲存程式碼，該程式碼在由一或多個處理器執行時執行本文中所闡述之技術。
圖183圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣具有一聯盟資料庫之一網路節點300之一項實施例。如所展示，網路節點300包含處理電路系統310及通信電路系統330。通信電路系統330經組態以例如經由任何通信技術將資訊傳輸至一或多個其他節點及/或自一或多個其他節點接收資訊。處理電路系統310經組態以諸如藉由執行儲存於記憶體320中之指令而執行上文所闡述之處理。在此方面，處理電路系統310可實施某些功能構件、單元或模組。
圖184圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣具有一聯盟資料庫之一網路節點400之另一實施例。如所展示，網路節點400實施各種功能構件、單元或模組(例如，經由圖183中之處理電路系統310、經由軟體程式碼)或者電路。在一項實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路(例如，用於實施本文中之方法)可包含例如：一獲得單元413，其用於獲得一查詢，該查詢與儲存於至少一個自主資料庫中之可識別資訊相關或可依據自至少兩個自主或子聯盟資料庫接收之對查詢之回應之一組合來判定；一調適單元415，其用於基於每一自主或子聯盟資料庫之管轄區之一或多個隱私限制431而針對彼自主或子聯盟資料庫調適查詢；一發送單元421，其用於將每一自主或子聯盟資料庫之經調適查詢發送至彼資料庫；一接收單元411，其用於自每一自主或子聯盟資料庫接收對於對應經調適查詢之一回應；及一構成單元423，其用於基於自每一自主或子聯盟資料庫接收之對於對應經調適查詢之回應而構成對查詢之一經調適回應，使得該經調適回應滿足每一自主或子聯盟資料庫之管轄區之一或多個隱私限制431。
在另一實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路可包含例如：獲得單元413，其用於獲得一查詢，該查詢與儲存於至少一個自主資料庫中之可識別資訊相關或可依據自至少兩個自主或子聯盟資料庫接收之對查詢之回應之一組合來判定；一鹽判定單元419，其用於判定查詢之一經隨機化鹽；一發送單元421，其用於將每一自主或子聯盟資料庫之經調適查詢發送至彼資料庫；一接收單元411，其用於自每一自主或子聯盟資料庫接收對於對應經調適查詢之一回應；及一組合單元425，其用於基於在每一回應中接收之經匿名化資訊而組合來自自主或子聯盟資料庫之對經調適查詢之回應。
在另一實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路可包含例如一識別單元417，其用於基於彼資料庫之管轄區之一或多個隱私限制431而識別查詢之與可識別資訊對應之一或多個資料欄位。
在另一實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路可包含例如接收單元411，其用於自每一自主或子聯盟資料庫接收來自授權聯盟資料庫按照彼資料庫之管轄區之一或多個隱私限制431查詢彼資料庫之彼資料庫之一授權密鑰433。
在另一實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路可包含例如接收單元411，其用於自每一自主或子聯盟資料庫接收彼資料庫之一對應管轄區之一或多個隱私限制431。
在另一實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路可包含例如發送單元421，其用於將經調適回應發送至一用戶端裝置
在另一實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路可包含例如一刪除單元427，其用於回應於組合回應而刪除查詢之鹽，使得依據經匿名化資訊判定可識別資訊之一能力僅在自每一自主或子聯盟資料庫接收經匿名化資訊與刪除鹽之間發生。
在另一實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路可包含例如用於獲得一管轄區之一或多個隱私限制之一限制獲得單元431。
圖185圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣由具有表示位於同一或不同管轄區中之一或多個自主或子聯盟資料庫之一聯盟資料庫之一網路節點執行之一方法500a之一項實施例。在圖185中，方法500a可例如在方塊501a處開始，其中其可包含自每一自主或子聯盟資料庫接收來自授權聯盟資料庫按照彼資料庫之管轄區之一或多個隱私限制查詢彼資料庫之彼資料庫之一授權密鑰。此外，方法500a可包含自每一自主或子聯盟資料庫接收彼資料庫之一對應管轄區之一或多個隱私限制，如由方塊503a參考。在方塊505a處，方法500a包含獲得(例如，自一用戶端裝置接收)一查詢，該查詢與儲存於至少一個自主資料庫中之可識別資訊相關或可依據自至少兩個自主或子聯盟資料庫接收之對查詢之回應之一組合來判定。並且，方法500a可包含基於彼資料庫之管轄區之一或多個隱私限制而識別查詢之與可識別資訊對應之一或多個資料欄位，如由方塊507a參考。
在圖185中，在方塊509a處，方法500a包含基於每一自主或子聯盟資料庫之管轄區之一或多個隱私限制而針對彼自主或子聯盟資料庫調適查詢，此可回應於識別出可識別資訊。在方塊511a處，方法500a包含將每一自主或子聯盟資料庫之經調適查詢發送至彼資料庫。在方塊513a處，方法500a包含自每一自主或子聯盟資料庫接收對於對應經調適查詢之一回應。在方塊515a處，方法500a包含基於自每一自主或子聯盟資料庫接收之對於對應經調適查詢之回應而構成對查詢之一經調適回應，使得該經調適回應滿足每一自主或子聯盟資料庫之管轄區之一或多個隱私限制。另外，方法500a可包含將經調適回應發送至一用戶端裝置，如由方塊517a表示。
圖186圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣由具有表示位於同一或不同管轄區中之一或多個自主或子聯盟資料庫之一聯盟資料庫之一網路節點執行之一方法500b之一項實施例。在圖186中，方法500b可例如在方塊505b處開始，其中其可包含獲得一查詢，該查詢與儲存於至少一個自主資料庫中之可識別資訊相關或可依據自至少兩個自主或子聯盟資料庫接收之對查詢之回應之一組合來判定。此外，方法500b可包含基於彼資料庫之管轄區之一或多個隱私限制而識別查詢之與可識別資訊對應之一或多個資料欄位，如由方塊507b表示。每一自主或子聯盟資料庫之一經調適查詢包含查詢及一經隨機化鹽，使得每一自主或子聯盟資料庫可操作以基於鹽而將對查詢之每一回應中之可識別資訊匿名化。因此，在方塊509b處，方法500b包含判定查詢之鹽。在方塊511b處，方法500b包含將查詢及鹽發送至每一自主或子聯盟資料庫。在方塊513b處，方法500b包含自每一自主或子聯盟資料庫接收對查詢之一回應，其中基於鹽而將每一回應中之可識別資訊匿名化。在方塊515b處，方法500b包含基於在每一回應中接收之經匿名化資訊而組合來自自主或子聯盟資料庫之對經調適查詢之回應。另外，該方法可包含回應於組合回應而刪除查詢之鹽，使得依據經匿名化資訊判定可識別資訊之一能力僅在自每一自主或子聯盟資料庫接收經匿名化資訊與刪除鹽之間發生，如由方塊519b表示。
圖187圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣具有一自主資料庫640之一網路節點600之一項實施例。如所展示，網路節點600包含處理電路系統610、通信電路系統620及自主資料庫640。通信電路系統620經組態以例如經由任何通信技術將資訊傳輸至一或多個其他節點及/或自一或多個其他節點接收資訊。處理電路系統610經組態以諸如藉由執行儲存於記憶體630中之指令而執行處理。此外，處理電路系統610經組態以執行與自主資料庫640相關聯之處理。在此方面，處理電路系統610可實施某些功能構件、單元或模組。
圖188圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣具有一自主資料庫735之一網路節點700之另一實施例。如所展示，網路節點700實施各種功能構件、單元或模組(例如，經由圖187中之處理電路系統610及/或經由軟體程式碼)，或電路。在一項實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路(例如，用於實施本文中之方法)可包含例如：一接收單元711，其用於自聯盟或子聯盟資料庫接收一查詢及該查詢之一經隨機化鹽；一回應獲得單元713，其用於從自主資料庫735獲得對查詢之一回應，其中該回應具有可識別資訊；一匿名化單元715，其用於基於所接收鹽而將回應之可識別資訊匿名化；及一發送單元717，其用於將具有經匿名化資訊之回應發送至聯盟或子聯盟資料庫，使得該回應滿足自主資料庫之管轄區之一或多個隱私限制731。
在另一實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路可包含例如：一密鑰獲得單元721，其用於獲得授權聯盟或子聯盟資料庫按照管轄區之一或多個隱私限制查詢自主資料庫735之一授權密鑰733；發送單元717，其用於將授權密鑰733發送至聯盟或子聯盟資料庫；接收單元711，其用於自聯盟或子聯盟資料庫接收一查詢、該查詢之一經隨機化鹽及一密鑰；一授權判定單元719，其用於基於所接收密鑰及授權密鑰733而判定聯盟或子聯盟資料庫被授權查詢自主資料庫735。
在另一實施例中，此等功能構件、單元、模組或電路可包含例如：一限制獲得單元723，其用於獲得自主資料庫735之管轄區之一或多個隱私限制731；及發送單元717，其用於將管轄區之一或多個隱私限制731發送至聯盟或子聯盟資料庫。
圖189圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣由在一特定管轄區中具有由一聯盟或子聯盟資料庫表示之一自主資料庫之一網路節點執行之一方法800a之一項實施例。在圖189中，方法800a可例如在方塊801a處開始，其中其包含自聯盟或子聯盟資料庫接收一查詢及該查詢之一經隨機化鹽。此外，該查詢與儲存於自主資料庫中之可識別資訊相關或可依據由聯盟或子聯盟資料庫從自主資料庫及由聯盟或子聯盟資料庫表示之一或多個其他自主或子聯盟資料庫接收之對查詢之回應之一組合來判定。此外，方法800a包含從自主資料庫獲得對查詢之一回應，其中該回應具有可識別資訊，如由803a方塊表示。並且，方法800a包含基於所接收鹽而將回應之可識別資訊匿名化，如由方塊805a表示。另外，方法800a包含將具有經匿名化資訊之回應發送至聯盟或子聯盟資料庫，使得該回應滿足自主資料庫之管轄區之一或多個隱私限制，如由方塊807a表示。
圖190圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣由在一特定管轄區中具有由一聯盟或子聯盟資料庫表示之一自主資料庫之一網路節點執行之一方法800b之一項實施例。在圖190中，方法800b可例如在方塊801b處開始，其中其包含獲得授權聯盟或子聯盟資料庫按照管轄區之一或多個隱私限制查詢自主資料庫之一授權密鑰。此外，方法800b包含將授權密鑰發送至聯盟或子聯盟資料庫，如由方塊803b表示。在方塊805b處，方法800b可包含獲得自主資料庫之管轄區之一或多個隱私限制。並且，方法800b可包含將管轄區之一或多個隱私限制發送至聯盟或子聯盟資料庫，如由方塊807b表示。
在圖190中，在方塊809b處，方法800b包含自聯盟或子聯盟資料庫接收一查詢、該查詢之一經隨機化鹽及一密鑰。該查詢與儲存於自主資料庫中之可識別資訊相關或可依據由聯盟或子聯盟資料庫從自主資料庫及由聯盟或子聯盟資料庫表示之一或多個其他自主或子聯盟資料庫接收之對查詢之回應之一組合來判定。另外，方法800b包含基於所接收密鑰及授權密鑰而判定聯盟或子聯盟資料庫是否被授權查詢自主資料庫，如由方塊811b表示。回應於判定聯盟或子聯盟資料庫被授權查詢自主資料庫，方法800b包含獲得對查詢之一回應，基於所接收鹽而將該回應之可識別資訊匿名化，及將具有經匿名化資訊之回應發送至聯盟或子聯盟資料庫，如由方塊813b表示。
圖191圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統900之另一實施例。在圖191中，系統900包含具有一聯盟資料庫之一網路節點901及具有位於一特定管轄區中之一自主資料庫之一網路節點941a。聯盟網路節點901將一查詢及一選用密鑰發送至自主網路節點941a，如由方塊903表示。此外，該密鑰係用於授權聯盟或子聯盟資料庫按照自主資料庫之管轄區之隱私限制來查詢彼自主資料庫。
在圖191中，自主網路節點941a接收查詢及選用密鑰，如由方塊943a表示。自主網路節點941a可基於所接收密鑰及儲存於自主網路節點941a中之一授權密鑰而判定查詢是否被授權，如由方塊945a表示。自主網路節點941a自其自主資料庫獲得對查詢之一回應，如由方塊947a表示。此外，自主網路節點941a將對查詢之回應發送至聯盟網路節點901，如由方塊949a表示。聯盟網路節點901接收回應，基於所接收回應構成對查詢之一經調適回應，及將經調適回應發送至諸如一用戶端裝置，如由各別方塊905、909表示。
在另一實施例中，聯盟網路節點901將查詢及選用密鑰發送至自主網路節點941a、941b。自主網路節點941a、941b可位於同一t管轄區或不同管轄區中。每一自主網路節點941a、941b接收查詢及選用密鑰且可基於所接收密鑰及儲存於自主網路節點941a、941b中之一授權密鑰而判定查詢是否被授權。每一自主網路節點941a、941b自其自主資料庫獲得對查詢之一回應且將該回應發送至聯盟網路節點901。聯盟網路節點901接收每一回應且組合對查詢之回應，如由各別方塊905、909表示。聯盟網路節點901然後可將經組合回應發送至諸如一用戶端裝置，如由方塊909表示。
圖192圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統1000之另一實施例。在圖192中，系統1000包含具有一聯盟資料庫之一網路節點1001、具有與一特定管轄區相關聯之一子聯盟資料庫之一網路節點1021及具有與彼特定管轄區相關聯之一自主資料庫之一網路節點1041。聯盟網路節點1001將一查詢及一選用密鑰發送至子聯盟網路節點1021，如由方塊1003表示。
在圖192中，子聯盟網路節點1021接收查詢及選用密鑰1061，如由方塊1023表示。子聯盟網路節點1021可基於查詢之資料欄位及每一自主資料庫之隱私限制而判定針對彼資料庫劃分或調適查詢以獲得彼資料庫之一經調適查詢，如由方塊1025表示。子聯盟網路節點1021將查詢或經調適查詢及選用密鑰發送至自主網路節點1041，如由方塊1025表示。自主網路節點1041接收查詢或經調適查詢及選用密鑰，如由方塊1043表示。此外，自主網路節點1041可基於所接收密鑰及儲存於網路節點1041中之一授權密鑰而判定查詢或經調適查詢是否被授權，如由方塊1045表示。自主網路節點1 041然後自其自主資料庫獲得對查詢或經調適查詢之一回應，如由方塊1047表示。自主網路節點1041將該回應發送至子聯盟網路節點1021，如由方塊1049表示。
此外，子聯盟網路節點1021接收回應且基於所接收回應而構成一回應(或組合所接收回應(若來自具有一自主資料庫之多於一個網路節點))，如由方塊1029表示。子聯盟網路節點1021可執行管轄區允許之其他功能，諸如更新另一資料庫、應用一相關資料庫模型(例如，ML模型)、發送一指示(例如，文字訊息、電子郵件)或諸如此類，如由方塊1031表示。子聯盟網路節點1021將該回應發送至聯盟網路節點1001，如由方塊1033表示。聯盟網路節點1001接收回應1063且然後基於所接收回應1063而構成一回應(或組合所接收回應(若來自具有一自主資料庫之多於一個網路節點))。聯盟網路節點1001可發送所構成回應(或經組合回應)。
圖193圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統1100之另一實施例。在圖193中，系統1100包含具有一聯盟或子聯盟資料庫之一網路節點1101及具有位於一特定管轄區中之一自主資料庫之一網路節點1141a。子/聯盟網路節點1101將一查詢、彼查詢之一經隨機化鹽及一選用密鑰1161a發送至自主網路節點1141a，如由方塊1103表示。
在圖193中，自主網路節點1141a接收查詢、經隨機化鹽及選用密鑰，如由方塊1143a表示。自主網路節點1141a可基於所接收密鑰及儲存於自主網路節點1141a中之一授權密鑰而判定查詢是否被授權，如由方塊1145a表示。自主網路節點1141a自其自主資料庫獲得對查詢之一回應，如由方塊1147a表示。此外，自主網路節點1141a基於所接收鹽而將該回應中之可識別資訊匿名化，如由方塊1149a表示。自主網路節點1141a然後將具有經匿名化資訊之回應發送至子/聯盟網路節點1101，如由方塊1151a表示。子/聯盟網路節點1101接收該回應，如由方塊1105表示。並且，子/聯盟網路節點1101基於所接收回應及經匿名化資訊而構成一回應，如由方塊1109表示。子/聯盟網路節點1101然後可發送所構成回應，如由方塊1109表示。
在另一實施例中，聯盟網路節點1101將查詢、經隨機化鹽及選用密鑰發送至自主網路節點1141a、1141b。自主網路節點1141a、1141b可位於同一管轄區或不同管轄區中。每一自主網路節點1141a，1141b接收查詢、經隨機化鹽及選用密鑰且可基於所接收密鑰及儲存於彼自主網路節點1141a，1141b中之授權密鑰而判定查詢是否被授權。每一自主網路節點1141a，1141b自其自主資料庫獲得對查詢之回應。此外，每一自主網路節點1141a、1141b基於所接收鹽而將其回應中之可識別資訊匿名化。每一自主網路節點1141a、1141b然後將具有經匿名化資訊之回應發送至聯盟網路節點1101。聯盟網路節點1101接收每一回應且基於經匿名化資訊而組合對查詢之回應，如由各別方塊1105、1107表示。聯盟網路節點1101然後可將經組合回應發送至諸如一用戶端裝置，如由方塊1109表示。
圖194圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統1200之另一實施例。在圖194中，一聯盟資料庫1201位於管轄區1203中。聯盟資料庫1201表示位於各別管轄區1213、1223中之子聯盟資料庫1211、1221。此外，每一子聯盟資料庫1211、1221表示位於各別管轄區1211、1221中之各別自主資料庫1215至1217、1225至1227。聯盟資料庫1201亦經由子聯盟資料庫1211、1211表示此等各別自主資料庫。
在一項實施例中，聯盟資料庫1201表示具有位於具有一或多個第一隱私限制之一第一管轄區1213中之一或多個第一自主資料庫1215至1217之一第一子聯盟資料庫1211。
另外或另一選擇係，聯盟資料庫1201表示具有位於具有一或多個第二隱私限制之一第二管轄區1223中之一或多個第二自主資料庫1225至1227之一第二子聯盟資料庫1223。
在另一實施例中，聯盟資料庫1201表示位於具有一或多個隱私限制之一特定管轄區1213中之一單個自主資料庫1215。
在另一實施例中，聯盟資料庫1201表示位於具有一或多個隱私限制之同一管轄區1213中之複數個自主資料庫1215至1217。
在另一實施例中，聯盟資料庫1201表示位於具有一或多個不同隱私限制之不同管轄區1213、1223中之複數個自主資料庫1215至1217、1225至1227。
圖195圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣之一網路節點之另一實施例。在某些例項中，網路節點1300可稱為一伺服器、一基地台、一核心網路節點、一手持式電腦、一桌上型電腦、一膝上型電腦、一平板電腦、一機上盒、一電視、一器具、一醫療裝置或某一其他類似術語。在其他例項中，網路節點1300可係一組硬體組件。在圖195中，網路節點1300可經組態以包含操作地耦合至一射頻(RF)介面1309之一處理器1301、一網路連接介面1311、包含一隨機存取記憶體(RAM) 1317、一唯讀記憶體(ROM) 1319、一儲存媒體1331或諸如此類之一記憶體1315、一通信子系統1351、一電源1333、另一組件或其任何組合。記憶體1315可用於儲存一或多個資料庫。儲存媒體1331可包含一作業系統1333、一應用程式1335、資料或資料庫1337或諸如此類。特定裝置可利用圖13中所展示之所有組件或僅該等組件之一子組，且整合位準可在裝置間變化。此外，特定裝置可含有一組件之多個執行個體，諸如多個處理器、記憶體、收發器、傳輸器、接收器等。例如，一運算裝置可經組態以包含一處理器及一記憶體。
在圖195中，處理器1301可經組態以處理電腦指令及資料。處理器1301可經組態為可操作以執行被儲存為記憶體中之機器可讀電腦程式之機器指令之任何順序狀態機，諸如一或多個硬體實施之狀態機(例如，以離散邏輯、FPGA、ASIC等形式)；可程式化邏輯以及適當韌體；一或多個儲存程式之一般用途處理器，諸如一微處理器或數位信號處理器(DSP)，以及適當軟體；或以上之任何組合。舉例而言，處理器1301可包含兩個電腦處理器。在一個定義中，資料係呈適合於由一電腦使用之一形式之資訊。重要的係，應注意，熟習此項技術者將認識到本發明之標的物可使用各種作業系統或作業系統之組合來實施。
在圖195中，RF介面1309可經組態以為RF組件(諸如一傳輸器、一接收器及一天線)提供一通信介面。網路連接介面1311可經組態以為一網路1343a提供一通信介面。網路1343a可涵蓋有線及無線通信網路，諸如一區域網路(LAN)、一廣域網路(WAN)、一電腦網路、一無線網路、一電信網路、另一類似網路或其任何組合。舉例而言，網路1343a可係一Wi-Fi網路。網路連接介面1311可經組態以包含用於經由一通信網路根據此項技術中已知或可開發之一或多個通信協定(諸如乙太網路、TCP/IP、SONET、ATM或諸如此類)與一或多個其他節點通信之一接收器及一傳輸器介面。網路連接介面1311可實施適合於通信網路連結(例如，光學、電及諸如此類)之接收器及傳輸器功能。傳輸器與接收器功能可共用電路組件、軟體或韌體，或另一選擇係可單獨地實施。
在此實施例中，RAM 1317可經組態以經由匯流排1303介接處理器1301以在軟體程式(諸如作業系統、應用程式及裝置驅動器)之執行期間提供資料或電腦指令之儲存或快取。ROM 1319可經組態以將電腦指令或資料提供至處理器1301。舉例而言，ROM 1319可被組態為用於基本系統功能(諸如基本輸入及輸出(I/O)、啟動或接收儲存在一非揮發性記憶體中之來自一鍵盤之按鍵輸入)之不變之低階系統程式碼或資料。儲存媒體1331可經組態以包含記憶體(諸如RAM、ROM、可程式化唯讀記憶體(PROM)、可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM)、電可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM))、磁碟、光碟、軟碟、硬碟、可抽換式盒式磁帶、快閃磁碟機。在一項實例中，儲存媒體1331可經組態以包含一作業系統1333、一應用程式1335(諸如一網頁瀏覽器應用程式)、一widget或gadget引擎或另一應用程式，及一資料檔案1337。
在圖195中，處理器1301可經組態以使用通信子系統1351與一網路1343b通信。網路1343a及網路1343b可係同一網路或相同網路或者一或若干不同網路。通信子系統1351可經組態以包含用於與網路1343b通信之一或多個收發器。該一或多個收發器可用於根據此項技術中已知或可開發之一或多個通信協定(諸如IEEE 802.xx、CDMA、WCDMA、GSM、LTE、NR、NB IoT、UTRAN、WiMax或諸如此類)與另一網路節點之一或多個遠端收發器或用戶端裝置通信。
在另一實例中，通信子系統1351可經組態以包含用於根據此項技術中已知或可開發之一或多個通信協定(諸如IEEE 802.xx、CDMA、WCDMA、GSM、LTE、NR、NB IoT、UTRAN、WiMax或諸如此類)與另一網路節點之一或多個遠端收發器或用戶端裝置通信之一或多個收發器。每一收發器可包含一傳輸器1353或一接收器1355以分別實施適合於RAN連結(例如，頻率分配及諸如此類)之傳輸器或接收器功能。此外，每一收發器之傳輸器1353及接收器1355可共用電路組件、軟體或韌體，或另一選擇係可單獨實施。
在當前實施例中，通信子系統1351之通信功能可包含資料通信、語音通信、多媒體通信、短程通信(諸如藍芽)、近場通信、基於位置之通信(諸如使用全球定位系統(GPS)來判定一位置)、另一類似通信功能或其任何組合。舉例而言，通信子系統1351可包含蜂巢式通信、Wi-Fi通信、藍芽通信及GPS通信。網路1343b可涵蓋有線及無線通信網路，諸如一區域網路(LAN)、一廣域網路(WAN)、一電腦網路、一無線網路、一電信網路、另一類似網路或其任何組合。舉例而言，網路1343b可係一蜂巢式網路、一Wi-Fi網路，及一近場網路。電源1313可經組態以將一交流(AC)或直流(DC)電力提供至網路節點1300之組件。
在圖195中，儲存媒體1331可經組態以包含若干個實體磁碟機單元，諸如一獨立磁碟冗餘陣列(RAID)、一軟碟機、一快閃記憶體、一USB快閃磁碟機、一外部硬碟機、拇指式磁碟機、筆式磁碟機、按鍵式磁碟機、一高密度數位多功能磁碟(HD-DVD)光碟機、一內部硬碟機、一藍光光碟機、一全息數位資料儲存(HDDS)光碟機、一外部迷你雙直列記憶體模組(DIMM)、同步動態隨機存取記憶體(SDRAM)、一外部微DIMM SDRAM、一智慧卡記憶體(諸如一用戶身份模組或一可抽換式使用者身份(SIM/RUIM)模組)、其他記憶體，或其任何組合。儲存媒體1331可允許網路節點1300存取儲存於暫時性或非暫時性記憶體媒體上之電腦可執行指令、應用程式或諸如此類，以卸載資料或上載資料。一製品(諸如利用一通信系統之一製品)可以可包括一電腦可讀媒體之儲存媒體1331來有形地體現。
本文中所闡述之方法之功能可實施於網路節點1300之組件中之一者中或跨越網路節點1300之多個組件來分割。此外，本文中所闡述之方法之功能可以硬體、軟體或韌體之任何組合實施。在一項實例中，通信子系統1351可經組態以包含本文中所闡述之組件中之任一者。此外，處理器1301可經組態以經由匯流排1303與此等組件中之任一者通信。在另一實例中，此等組件中之任一者可由儲存於記憶體中之程式指令表示，該等程式指令在由處理器1301執行時執行本文中所闡述之對應功能。在另一實例中，此等組件中之任一者之功能可在處理器1301與通信子系統1351之間分割。在另一實例中，此等組件中之任一者之非運算密集功能可以軟體或韌體實施且運算密集功能可以硬體實施。
熟習此項技術者亦將瞭解，本文中之實施例進一步包含對應電腦程式。一電腦程式包括指令，該等指令在於一裝備之至少一個處理器上執行時致使該裝備執行上文所闡述之各別處理中之任一者。在此方面，一電腦程式可包括對應於上文所闡述之構件或單元之一或多個程式碼模組。實施例進一步包含含有此一電腦程式之一載體。此載體可包括一電子信號、光學信號、無線電信號或電腦可讀儲存媒體中之一者。
在此方面，本文中之實施例亦包含儲存於一非暫時性電腦可讀(儲存或記錄)媒體上且包括指令之一電腦程式產品，該等指令在由一裝備之一處理器執行時致使該裝備如上文所闡述地執行。實施例進一步包含包括程式碼部分之一電腦程式產品，在由一運算裝置執行該電腦程式產品時，該等程式碼部分用於執行本文中之實施例中之任一者之步驟。此電腦程式產品可儲存於一電腦可讀記錄媒體上。
現在將闡述額外實施例。此等實施例中之至少某些實施例可闡述為出於說明性目的適用於某些情境及/或無線網路類型，但該等實施例類似地適用於未明確闡述之其他情境及/或無線網路類型。
如先前所提及，當前聯盟、子聯盟及自主資料庫在執行查詢時不考量司法管轄法律。因此，本發明闡述對此問題之實施例，包含針對何時需要組合資料基於管轄區內或之間的資料庫系統之間的個人可識別資訊使用執行統計查詢之不同方法。
在一項例示性實施例中，將查詢發送至一經修改聯盟資料庫系統，該經修改聯盟資料庫系統基於正式司法管轄法規而調適查詢及回應，包含組合資料庫系統所需之任何其他調適。自主資料庫以資料所含之資訊類型來註釋資料，諸如以例如「識別資訊」、「敏感資訊」、「一般資訊」、「對管轄區X之導出限制」、「僅非商業用途」、「可導出降低解析度」(例如位置、影像、數字(例如收入))及諸如此類之標籤。此等標籤將聯盟或子聯盟資料庫對相關聯資料之處理/異動形式化。因此，聯盟或子聯盟資料庫從自主資料庫接收此等標籤以通知聯盟或子聯盟資料庫如何調適查詢。
在另一實施例中，對於需要一資料庫系統(具有表示位於同一或不同管轄區中之一或多個自主資料庫之一聯盟或子聯盟資料庫)內之統計操作且每一識別資訊在自主資料庫中之一者中之查詢，聯盟或子聯盟資料庫將查詢發送至每一自主資料庫。此外，聯盟或子聯盟資料庫自每一自主資料庫接收結果且然後基於一或多個統計操作而組合該等結果。例如，對於與基於來自數個自主資料庫之資料(例如，具有身份、時間及網頁之一日誌)而將對一網頁之訪問計數相關聯之一查詢，聯盟或子聯盟資料庫在對查詢之每一回應中執行計數且然後組合該等計數。此等統計操作可與中值、平均值、總和、利用數個資料庫之先進篩選或諸如此類相關聯。此外，此等統計操作可與向量、表格、欄或諸如此類相關聯。
在另一實施例中，對於自不同管轄區(包含自一管轄區，該管轄區需要組合在彼管轄區中來自自主資料庫之回應並允許此組合)接收回應之一查詢，可使用一資料庫階層，該資料庫階層包括在不同管轄區中具有一或多個子聯盟資料庫之一聯盟資料庫，其中每一子聯盟資料庫表示同一管轄區中之一或多個自主資料庫。舉例而言，此階層可用於計數自不同管轄區(例如，不同鄉村地區)之人對一網頁之訪問。此外，每一子聯盟資料庫組合自同一管轄區中之每一自主資料庫接收之對查詢之回應。聯盟資料庫然後組合來自每一子聯盟資料庫之回應。
在另一實施例中，聯盟資料庫將查詢發送至每一子聯盟資料庫。每一子聯盟資料庫劃分查詢以提取任何識別資訊。例如，對於與基於來自一子聯盟資料庫之資料而計數自鄉村位址對一網頁之訪問相關聯之查詢(該子聯盟資料庫表示具有網頁訪問、每一頁面訪問者之身份之一日誌及每一頁面訪問之時間之一第一自主資料庫，以及與該第一自主資料庫位於同一管轄區中之具有每一網頁訪問者之身份，每一網頁訪問者之位址及每一位址是否係一鄉村位址之指示之一第二自主資料庫)，該子聯盟資料庫將劃分查詢以自訪問該網頁之每一計數中提取識別資訊。如此，子聯盟資料庫將經劃分查詢發送至第二資料庫且接收鄉村位址之身份此外，子聯盟資料庫將來自鄉村位址之個別計數加總成一小計計數，該小計計數被發送至聯盟資料庫。聯盟資料庫將來自每一子聯盟資料庫之小計計數加總以獲得一總計數。
另外或另一選擇係，對於組合來自不同管轄區中之自主或子聯盟資料庫之回應之一聯盟資料庫，自主或子聯盟資料庫可在聯盟資料庫組合對查詢之回應之前將該等回應匿名化。可利用使用一隨機鹽之一單向密碼雜湊函數，其中針對每一查詢使用一新鹽來產生經匿名化資訊。此外，聯盟資料庫或子聯盟資料庫可在處理完每一查詢(一個查詢可含有例如數個SQL陳述式，而不限於僅一個陳述式)完成時毀壞鹽之任何及所有記錄。因此，僅在查詢處理期間，可自經匿名化資訊導出可識別資訊。此外，鑒於自經匿名化資訊導出可識別資訊之運算複雜性，不太可能在此簡短查詢處理期間內導出可識別資訊。
此外，聯盟資料庫建立隨機鹽及且將其與每一查詢或子查詢一起發送至自主或子聯盟資料庫。此外，聯盟、子聯盟及自主資料庫之資料庫階層使用相同單向密碼雜湊函數及鹽來將與每一回應一起發送之可識別資訊匿名化。因此，聯盟資料庫從自主或子聯盟資料庫接收具有與相同可識別資訊對應之相同經匿名化資訊之回應，從而允許例如基於每一鄉村位址之經匿名化資訊而計數彼鄉村位址對一網頁之訪問。
在一項實例中，由一聯盟資料庫處理與計數導致自一網頁購買之對彼網頁之訪問次數相關之一查詢。聯盟資料庫表示具有網頁訪問日誌之一第一自主資料庫，其中該第一資料庫位於一管轄區中，在該管轄區中不允許將識別資訊自彼管轄區導出。此外，一第二自主資料庫具有信用卡資訊，其中該第二資料庫位於不同於第一資料庫之一管轄區中，且不允許將可識別資訊自彼管轄區導出。並且，第一與第二資料庫含有相同可識別資訊。聯盟資料庫為一第一查詢產生一經隨機化鹽且將第一查詢及經隨機化鹽發送至第一資料庫。第一資料庫接收第一查詢及鹽、獲得對與網頁訪問日誌相關聯之第一查詢之一回應、基於經隨機化鹽及一單向密碼雜湊函數而將該回應之可識別資訊(例如，訪問者之姓名)匿名化，且將該回應及經匿名化資訊發送至聯盟資料庫。
另外，聯盟資料庫將一第二查詢及經隨機化鹽發送至第二資料庫。第二資料庫接收第二查詢及鹽、獲得對與信用卡資訊相關聯之查詢之一回應、基於經隨機化鹽及一單向密碼雜湊函數而將該回應之可識別資訊(例如，信用卡所有者)匿名化，且將該回應及經匿名化資訊發送至聯盟資料庫。聯盟資料庫基於經匿名化資訊而組合所接收回應。
單向密碼雜湊函數可應用於除可識別資訊以外之亦可由聯盟資料庫組合之資料種類。此外，此組合程序步驟可應用於基於種類之資料。例如，基於種類之資料可包含醫療診斷資料、解析度降低之位置、城市或諸如此類。另外，聯盟資料庫系統可將基於種類之資料叢集化或組合，使得無法自叢集或組合識別特定診斷或城市。
在另一實施例中，同態加密方案可用於敏感標量資訊之其他單向函數。此允許由聯盟資料庫比較具有此敏感加密之標量資訊之回應(例如，較大、較小、相等及諸如此類)。此需要自主資料庫使用相同的同態加密方案及密鑰。聯盟資料庫系統可以與先前所闡述相同之方式為自主或子聯盟資料庫提供一經隨機化鹽。
一 查詢應理解為包含一結構化查詢語言(SQL)查詢、非SQL(NOSQL)查詢、圖形資料庫查詢、關係資料庫查詢、分析查詢(例如Spark或Hadoop)、機器學習查詢、深度學習查詢、基於網頁之前端資訊查詢及諸如此類。
註釋可人工或基於實際資料自動完成。後者之一項實例係，一姓名或一位址可自動辨識為識別資訊，醫療記錄或位置資訊可識別為敏感資訊，顯示臉部之影像僅可經註釋以用於非商業用途等。
無線與有線通信網路之間的相互作用
如上文所論述，一進行中之研究挑戰係5G與TSN之相互作用。兩種技術皆定義了自身之網路管理及組態方法，以及必須以某種方式配置以實現工業網路之端對端確定性網路連線之用於達成通信確定性之不同機制。
5G-TSN相互作用之一種方式係使5G系統充當一TSN橋接器。5G網路需要端視如上文所解釋選擇之TSN組態模型向TSN網路提供某些控制介面。在中央組態模型中，中央控制實體CUC/CNC可在5G網路之兩側上發生。此外，與圖5相比，可在兩側上部署各種拓撲之TSN網路，在圖5中，UE後面僅繪示一單個端點。若5G網路充當一TSN橋接器，則需要在5G網路之兩側上部署具TSN能力之裝置(例如橋接器及端點)。
在3GPP TS 23.501之5.6.10.2節中，解釋了一5G網路中對乙太網路類型之協定資料單元(PDU)工作階段之支援。在PDU工作階段錨(PSA) UPF與一資料網路(DN)之間的N6介面上，為乙太網路類型之PDU工作階段解釋了兩個可能選項。首先，可在一N6介面與一PDU工作階段之間有一個一對一映射，且作為一第二選項，有基於多個PDU工作階段之MAC位址至一N6介面之一映射。本文中所解釋之解決方案可應用於任何組態選項。
圖196圖解說明如3GPP TS 29.561中所解釋之針對乙太網路類型PDU工作階段之PSA UPF處之協定轉變，亦即，UPF處之乙太網路訊框處置。
不存在可用於允許經由一5G網路將不支援TSN特徵或僅支援一有限組TSN特徵之使用5G之裝置連接至一TSN網路的方法。
橋接至一TSN網路而未在TSN域中登記為一TSN串流之任何訊務(如上文所解釋)將被處置為盡力而為訊務，而不能保證服務品質(QoS)。以此方式，可能無法保證端對端QoS。
因此，本文中之實施例之一目標係提供一種用於在一無線通信網路(例如一5G網路)與一有線通信網路(例如一TSN網路)之間實現具有受保證之QoS之端對端連接之方法。
根據本文中之實施例，一解決方案定義5G使用者平面中處置經由5G連接至一TSN網路之裝置之某些TSN特徵的一功能。該解決方案因此允許5G與TSN網路之間具有端對端受保證QoS之一相互作用。此功能可稱作一虛擬端點(VEP)。端視一5G裝置之角色(例如分別運行在頂部之一UE或一應用程式)，可將VEP實現為虛擬收聽器及/或虛擬通話器。
VEP可在任何TSN組態模式下使用，因此分散式，集中式或完全集中式，如上文所介紹。
在分散式TSN組態模型之情形中，VEP可直接與TSN網路中最近的交換器通信。在完全集中式模型中，其可係CUC之一參考點。
可在5G網路中實施多個VEP執行個體。在TSN中，一個端點能夠使用多個TSN串流進行通信。自一TSN角度來看，一VEP係一單個端點。在最常見之情境下，一VEP亦對應於5G網路中具有一個PDU工作階段之一個5G裝置。來自一個TSN串流之訊務將在VEP處映射至一個QoS流，且反之亦然。來自多個TSN串流之訊務將被映射至同一PDU工作階段內之多個QoS流。
藉由在5G使用者平面中引入虛擬端點(VEP)功能可達成多個益處： •其允許將非TSN裝置連接至具有受保證之端對端QoS之一TSN網路。 •其允許將非乙太網路裝置連接至具有受保證之端對端QoS之TSN網路。 •TSN特徵可在5G網路中集中實施，例如，以避免經由空中介面之一組態，或者以防端點或橋接器處之一特徵缺失。 •TSN及乙太網路控制訊務(例如連結層發現協定(LLDP)、時間同步等)不需要經由5G無線電介面承載，而是由VEP處置。
根據本文中之實施例，將5G端點連接至一TSN網路之一解決方案係引入一新5G使用者平面特徵。新5G使用者平面特徵實現包括一5G及一TSN部分之一網路中之受保證端對端QoS連接。所引入之功能或特徵可稱作虛擬端點(VEP)。
圖197中給出其中可在工業領域使用一VEP之一通用實例，該圖展示一工業設置中之5G-TSN相互作用。其中之5G端點可係無線地連接至5G網路之一工業機器人。該機器人可位於工廠車間。對應機器人控制器(例如一可程式化邏輯控制器(PLC))例如在工廠之IT室連接至一TSN網路。為了使一機器人能夠以一實現端對端QoS之方式與控制器通信，其兩者必須屬同一TSN域，如上文所解釋。一VEP實施TSN-5G相互作用所需之TSN特徵之一完整組或一部分及至5G QoS功能之對應映射。
在5G使用者平面中接近於使用者平面功能(UPF)或作為UPF之部分實施VEP。其負責在5G網路及TSN網路中映射QoS，並參與組態。
一VEP可用於乙太網路或IP類型之PDU工作階段。在最常見之情境中，一VEP可用於將訊務自一個QoS流映射至一個TSN串流，且反之亦然。無論如何，使用一個VEP執行個體在一或多個TSN串流與一或多個QoS流之間映射訊務亦係可能的。此意味著將一個VEP執行個體用於一個PDU工作階段。另外，亦可能在一單個VEP中組合來自多個PDU工作階段之訊務。
多個VEP執行個體可用於一個UPF內。若一個VEP執行個體用於一個PDU工作階段，則多個TSN串流可連接至彼VEP且例如一對一映射至PDU工作階段內之多個QoS流，如上文所解釋。
圖198圖解說明例如對於IP類型之一PDU工作階段(例如UE後面之一非乙太網路、非TSN裝置)，在VEP處處置所有乙太網路及TSN控制平面訊務之情形下，在引入VEP時控制平面及使用者平面之流程。
圖199圖解說明對於IP類型或乙太網路類型之PDU工作階段，可如何將一VEP實施為UPF之一部分。UPF之其他功能(如封包篩選)在此處未顯示，但亦可聯合一VEP來使用。不完全支援TSN之PDU工作階段之一VEP可在一UPF內與乙太網路類型之PDU工作階段並行使用，其中在跨越5G網路之兩個端點之間端對端支援TSN，如亦在圖200中圖解說明。
一VEP之主要功能係： •PDU工作階段至TSN串流之映射-僅在PDU工作階段為IP類型之情況下才相關，否則此係在UPF處進行之一標準動作。 •建立或修改TSN串流或PDU工作階段或QoS流，並對應地轉譯不同QoS域。 •實施及支援TSN中使用之某些使用者及控制平面特徵，例如用於彼目的之802.1Qbv中定義之時間感知訊務整形及802.1AS-rev中定義之時間同步。 •與CUC及/或TSN域中之最近的TSN橋接器介接。
一 VEP將一或多個TSN串流映射至一或多個PDU工作階段或QoS流，如上文所解釋。其因此在內部維持一映射表。出於映射目的，VEP可分別使用TSN串流ID或PDU工作階段ID或QoS流ID (QFI)。在例如一個QoS流至一個TSN串流之一對一映射之情形中，此映射當然要簡單得多。
假如使用IP類型之一PDU工作階段，VEP將使用來自一區域媒體存取控制(MAC)位址集區或來自另一個源(例如，一人工指派之MAC位址)之一MAC位址。然後可能將IP封包自一IP PDU工作階段經由乙太網路轉發至一外部乙太網路DN網路。此MAC位址將向DN廣告，且亦將向TSN控制執行個體填充。
出於映射目的，VEP亦可支援各種TSN特徵(例如802.1AS、802.1Qbv、802.1Qcc等)進一步係必要的。
為了能夠建立或修改PDU工作階段，VEP可需要介接5G網路中之SMF。若一VEP被實施為UPF之部分，則此介接可使用現有N4介面完成。此外，下文係兩種實施例方法，闡述一VEP與充當通話器(亦即，資料傳輸器)或收聽器(亦即，資料接收器)之5G端點之間的通信序列。
若5G端點係一通話器，則程序係： 1. 5G端點處之應用程式將請求自UE之一通信連結。 2.UE PDU工作階段請求或使用至VEP/UPF之現有連結。 3.VEP藉由以下各項中之任一者或一組合來估計一TSN串流所需之QoS： a.   UE選擇之QoS流ID(QFI)至TSN串流QoS之映射； b.UE或頂部之應用程式給出之TSN特定之專用應用程式QoS； c.TSN網路之VEP內之預組態QoS設定； d.在TSN網路中使用CUC針對TSN網路檢查QoS設定； 4.基於QoS設定，VEP將嘗試建立一TSN串流；或將其映射至一現有TSN串流或向CNC或CUC起始一TSN串流設置，取決於組態TSN網路之方式，VEP應藉由使用例如802.1Qcc中定義之TSN特徵而知曉該方式。 5.假若TSN串流設置係成功的，則使用者平面通信開始；然後，VEP將把來自PDU工作階段或如上文所解釋之特定QoS流之使用者平面封包映射至已建立之TSN串流，以及執行由TSN網路中使用之TSN特徵定義之所需動作。
根據一項實施例，當在步驟3)中估計TSN串流之所需QoS時，VEP考量5G網路內(亦即，VEP與終端裝置之間)的內部通信效能參數，例如單向或往返潛時、封包錯誤率或可靠性指示符等。當VEP將QoS要求傳遞至TSN網路時，其考量彼等內部效能參數，此乃因TSN網路「認為」VEP與端點係相同的。因此，當涉及例如將傳遞至至TSN網路之一所需端對端潛時值而非指示X ms之實際要求時，指示X ms之一更嚴格要求(VEP至終端裝置延遲)。為了找出內部通信效能參數，可使用5G網路內之通信協定，諸如： •VEP直接或經由其他5G核心功能與gNB通信，以獲得UE-gNB之量測或估計，即5G無線電介面通信效能。例如，潛時量測或估計。gNB可使用對UE自身之量測，且亦可考量其自身之訊務或負載情況，以進一步估計其可為特定UE服務之程度或速度。 •可在VEP與UE (及反向)之間使用探測封包，例如以便獲得VEP與UE之間的潛時。
若5G端點係一收聽器，則程序係： 1.端視組態模型，TSN端點處之應用程式將請求一TSN串流或CUC將請求一TSN串流。 2.在VEP處將接收一TSN串流請求。 3. VEP亦將接收TSN串流之QoS，並將其映射至5G QoS。該映射可基於一固定組態設定。若VEP分析認為5G網路無法支援QoS，則其可能拒絕TSN串流請求。 4.基於QoS設定，VEP將建立一新PDU工作階段或使用一現有PDU工作階段或修改一現有PDU工作階段以滿足所請求QoS。 5.假若TSN串流及PDU工作階段設置係成功的，則使用者平面通信開始。然後，VEP將把使用者平面封包自TSN串流映射至對應PDU工作階段及QoS流，以及執行由TSN網路中使用之TSN特徵定義之所需動作。
根據一實施例，在步驟3)中，為了能夠決定是否可滿足TSN串流之QoS，VEP考量VEP與終端裝置之間的5G內部通信效能之量測或估計。彼等量測可如上文針對通話器程序之步驟3)所闡述而獲得。
一VEP可支援之特定特徵係例如與在IEEE 802.1AS-rev中解釋之與一外部超主時鐘之時間同步，以支援例如在IEEE 802.1Qbv中定義之時間感知排程。VEP將參與設置一時間感知TSN通信，並相應地將封包轉發至並非時間感知之一5G端點/自該5G端點轉發封包。
未來，設想5G網路將與實現工業使用情形之TSN相互作用。在此情況下，在UE側上實施複雜TSN特徵將成為一項繁瑣任務。本文中之實施例向5G使用者平面提出了稱為虛擬端點(VEP)之一新特徵，其使得TSN與5G網路能夠相互作用。其亦進一步允許使用5G將非TSN裝置以及非乙太網路裝置連接至TSN網路。
用於實現一無線通信網路(例如5G)與一有線通信網路(例如TSN網路)之間的端對端連接之方法之實例實施例將在下文闡述。
實施例1：一種在一通信網路中用於實現一無線通信網路(例如5G)與一有線通信網路(例如TSN網路)之間的端對端連接之方法。該方法包括： •在無線通信網路中實施一虛擬端點VEP； •在VEP中實施有線通信網路中使用之某些使用者及控制平面特徵； •基於服務品質QoS，在VEP中在無線通信網路中之一裝置與有線通信網路中之一裝置之間的映射資料訊務； •執行由有線通信網路中使用之特徵定義之所需動作。
根據某些實施例，可在接近使用者平面功能UPF或作為使用者平面功能UPF之一部分之5G網路使用者平面中實施VEP。
根據某些實施例，基於QoS在無線通信網路中之一裝置與有線通信網路中之一裝置之間映射資料訊務可包括：建立或修改TSN串流或協定資料單元PDU工作階段或QoS流且對應地轉譯不同QoS域。
實施例2：一種在一虛擬端點VEP中執行之方法，其在一無線通信網路中實施以實現至一有線通信網路之端對端連接。該方法包括： •自無線通信網路或有線通信網路中之一裝置接收一通信請求； •估計一所需QoS； •基於所需QoS在無線通信網路中之一裝置與有線通信網路中之一裝置之間映射資料訊務； •執行由有線通信網路中使用之特徵定義之所需動作。
無線通信網路可係一第5代5G網路，且有線通信網路可係一時效性網路TSN網路。通信工作階段係一協定資料單元PDU工作階段，資料串流係一TSN串流。
實施例3：一種在一虛擬端點VEP中執行之方法，其在一無線通信網路中實施以實現至一有線通信網路之端對端連接。無線通信網路中之端點或裝置係一通話器，該方法包括： •自無線通信網路中之一裝置接收一通信工作階段請求； •估計有線通信網路中之一資料串流之一所需QoS； •基於所需QoS在有線通信網路中建立一資料串流； •將使用者平面封包自通信工作階段或一特定QoS流映射至所建立資料串流； •執行由有線通信網路中使用之特徵定義之所需動作。
無線通信網路可係一第5代5G網路，且有線通信網路可係一時效性網路TSN網路。通信工作階段可係一協定資料單元PDU工作階段，資料串流可係一TSN串流。
根據本文中之某些實施例，基於所需QoS建立一資料串流包括映射至一現有資料串流或起始有線通信網路中之一資料串流設置。
根據本文中之某些實施例，估計一所需QoS可藉由以下各項中一者或一組合執行： •將裝置選擇之一QoS流ID QFI映射至一TSN串流QoS； •選擇裝置給出之TSN特定之一專用應用程式QoS； •自TSN網路之VEP內之經預組態QoS設定中進行選擇； •在TSN網路中使用CUC檢查一TSN串流之QoS設定。
實施例4：一種在一虛擬端點VEP中執行之方法，其在一無線通信網路中實施以實現至一有線通信網路之端對端連接。無線通信網路中之端點或裝置係一收聽器，該方法包括： •自有線通信網路中之一裝置接收一資料串流請求； •接收資料串流之一QoS； •檢查無線通信網路之QoS是否滿足資料串流之QoS； •若無線通信網路之QoS滿足資料串流之QoS，則 a.基於資料串流之QoS而在無線通信網路中建立一通信工作階段； b.執行由有線通信網路中使用之特徵定義之所需動作。
根據本文中之某些實施例，基於資料串流之QoS建立一通信工作階段包括建立一新通信工作階段或使用一現有通信工作階段或修改一現有通信工作階段以滿足資料串流之QoS。
基於分散式儲存資料執行操作
在資料儲存中，通常將資料複製至數個節點，例如以獲得快捷資料可用性及/或防止資料損毀/丟失。因此，同一資料之數個表示可保存於不同儲存實體中。舉例而言，在基於雲端之系統中及在邊緣運算系統中，通常將儲存分散在數個節點(例如，電腦、伺服器、儲存單元等)上及數個效能層次(例如，快取記憶體、動態隨機存取記憶體-DRAM、快閃磁碟、旋轉磁碟等)上。
基於作為保存在不同儲存實體中之數個表示儲存之資料執行一組操作可係耗時的，且在某些情況下直至提供執行該等操作之一結果之潛時可能會高得無法接受。
因此，需要用於基於資料執行一組操作之替代方法，其中將資料之複數個表示保存在複數個儲存實體中之各別者中。較佳地，方法提供自發送一資料查詢直至提供執行該組操作之一結果之潛時之一減少。
某些實施例之一目標係解決或緩解、減輕或消除上述缺點或其他缺點中之至少某些缺點。
一 第一態樣係一控制器用於管理基於資料執行一組操作之一方法，其中該資料之複數個表示保存在複數個儲存實體中之各別者中。
該方法包括(針對複數個儲存實體中之兩個或更多個儲存實體中之每一者)將與資料相關之一各別查詢發送至儲存實體，及自儲存實體接收包括保存在儲存實體中之資料之表示之一回應。
該方法亦包括(針對兩個或更多個儲存實體中之至少兩者中之每一者)基於包括在回應中之資料表示而起始執行該組操作之一活動。
此外，該方法包括判定(基於包括在回應中之資料表示)經起始活動中之一者(一結論性活動)基於資料之一結論性表示，及致使提供結論性活動之一結果作為基於資料執行該組操作之結果。
在某些實施例中，僅針對包括在回應中之資料表示不同於包括在先前接收之回應中之資料表示所針對之儲存實體起始執行該組操作之活動。
在某些實施例中，該方法進一步包括藉由在包括在回應中之資料表示當中做出一多數或經加權多數決策而判定資料之結論性表示。
在某些實施例中，在所有經起始活動完成之前執行判定結論性活動。
在某些實施例中，在判定結論性活動之前起始活動。
在某些實施例中，結論性表示與保存於兩個或更多個儲存實體中之至少一者之儲存實體中之資料之表示一致。
在某些實施例中，該方法進一步包括，回應於判定結論性活動，取消不基於結論性表示之經起始活動。
在某些實施例中，該方法進一步包括，回應於判定結論性活動，取消所有經起始活動，惟基於結論性表示之經起始活動除外。
在某些實施例中，該方法進一步包括，在判定結論性活動之前，取消或暫停基於資料之結論性表示之一機率低於一機率臨限值所針對之經起始活動。
在某些實施例中，兩個或更多個儲存實體中之至少兩者具有控制器與儲存實體之間的相異傳訊延遲。
根據某些實施例，具有相異傳訊延遲可解釋為具有不同傳訊延遲。
在某些實施例中，一儲存用戶端包括控制器及兩個或更多個儲存實體中之一者，且該一個儲存實體保存資料之一表示，該表示係一預設表示或一最後知曉之表示。
一 第二態樣係一控制器用於管理基於資料執行一組操作之一方法，其中資料之複數個表示保存於複數個儲存實體中之各別者中。
該方法包括(針對複數個儲存實體中之兩個或更多個儲存實體中之每一者)將與資料相關之一各別查詢發送至儲存實體，藉此致使基於保存於儲存實體中之資料之表示而起始執行該組操作之一活動，及自儲存實體接收包括保存於儲存實體中之資料之表示之一指示符的一回應。
該方法亦包括判定(基於包括在回應中之指示符)經起始活動中之一者(一結論性活動)基於對應於一結論性指示符之資料之表示，及致使提供結論性活動之一結果作為基於資料執行該組操作之結果。
在某些實施例中，該方法進一步包括藉由在包括在回應中之指示符當中做出一多數或經加權多數決策而判定結論性指示符。
在某些實施例中，在所有經起始活動完成之前執行判定結論性活動。
在某些實施例中，在判定結論性活動之前起始活動。
在某些實施例中，對應於結論性指示符之資料之表示與保存在兩個或更多個儲存實體中之至少一者之儲存實體中之資料之表示一致。
在某些實施例中，該方法進一步包括，回應於判定結論性活動，取消不基於對應於結論性指示符之資料之表示之經起始活動。
在某些實施例中，該方法進一步包括，回應於判定結論性活動，取消所有經起始活動，惟基於對應於結論性指示符之資料之表示之經起始活動除外。
在某些實施例中，該方法進一步包括，在判定結論性活動之前，取消或暫停基於對應於結論性指示符之資料之表示之一機率低於一機率臨限值所針對之經起始活動。
在某些實施例中，兩個或更多個儲存實體中之至少兩者具有控制器與儲存實體之間的相異傳訊延遲。
根據某些實施例，具有相異傳訊延遲可解釋為具有不同傳訊延遲。
在某些實施例中，一儲存用戶端包括控制器及兩個或更多個儲存實體中之一者，且其中該一個儲存實體保存資料之一表示，該表示係一預設表示或一最後知曉之表示。
第一及第二態樣可闡述為一控制器用於基於資料管理執行一組操作之一方法，其中資料之複數個表示保存於複數個儲存實體中之各別者中。
該方法包括(針對複數個儲存實體中之兩個或更多個儲存實體中之每一者)將與資料相關之一各別查詢發送至儲存實體，及自儲存實體接收一回應，該回應包括與保存在儲存實體中之資料之表示相關之資訊(該資訊包括例如該表示或該表示之一指示符)。
該方法亦包括(針對兩個或更多個儲存實體中之至少兩者中之每一者)致使基於資料之表示而起始執行該組操作之一活動(其中可例如藉由發送查詢或藉由執行起始而導致該起始)。
此外，該方法包括判定(基於與包括在回應中之資料表示相關之資訊)經起始活動中之一者(一結論性活動)基於對應於與資料之表示相關之結論性資訊之資料之表示(其中結論性資訊可例如係資料之一結論性表示或一結論性指示符)，及致使提供結論性活動之一結果作為基於資料執行該組操作之結果。
通常，結論性活動係執行該組操作之經起始活動中之一者。執行該組操作之經起始活動亦在本文中稍後稱為推測性活動。因此，在彼術語中，結論性活動係推測性活動中之一者。通常基於一資料一致性決策而在經起始活動當中選擇結論性活動。
資料一致性決策可例如將資料之表示中之一者判定為一結論性表示，且可將結論性活動選擇為基於結論性表示而起始之一活動。舉例而言，包括在所接收回應中之資料之表示當中之一多數決策可提供結論性表示。
另一選擇係或另外，資料一致性決策可例如將資料之表示之指示符中之一者判定為一結論性指示符，且可將結論性活動選擇為基於對應於結論性指示符的資料之一表示而起始之一活動。舉例而言，包括在所接收回應中之指示符當中之一多數決策可提供結論性指示符。
一 第三態樣係包括一非暫時性電腦可讀媒體之一電腦程式產品，該非暫時性電腦可讀媒體上具有包括程式指令之一電腦程式。電腦程式可載入至一資料處理單元中且經組態以在電腦程式由資料處理單元運行時致使執行根據第一及第二態樣中之任一者之方法。
一 第四態樣係用於一控制器且用於管理基於資料執行一組操作之一裝備，其中資料之複數個表示保存在複數個儲存實體中之各別者中。
該裝備包括控制電路系統，其經組態以致使(針對複數個儲存實體中之兩個或更多個儲存實體中之每一者)將與資料相關之一各別查詢發送至儲存實體，及自儲存實體接收包括保存在儲存實體中之資料之表示之一回應。
控制電路系統亦經組態以致使(針對兩個或更多個儲存實體中之至少兩者中之每一者)起始基於包括在回應中之資料表示而執行該組操作之一活動。
此外，控制電路系統經組態以致使判定(基於包括在回應中之資料表示)經起始活動中之一者(一結論性活動)基於資料之一結論性表示，及提供結論性活動之一結果作為基於資料執行該組操作之結果。
一 第五態樣係用於一控制器且用於管理基於資料執行一組操作之一裝備，其中資料之複數個表示保存在複數個儲存實體中之各別者中。
該裝備包括控制電路系統，其經組態以致使(針對複數個儲存實體中之兩個或更多個儲存實體中之每一者)將與資料相關之一各別查詢發送至儲存實體，藉此致使起始基於保存於儲存實體中之資料之表示執行該組操作之一活動，及自儲存實體接收包括保存於儲存實體中之資料之表示之一指示符的一回應。
此外，控制電路系統經組態以致使判定(基於包括在回應中之指示符)經起始活動中之一者(一結論性活動)基於對應於一結論性指示符的資料之表示，及提供結論性活動之一結果作為基於資料執行該組操作之結果。
第四及第五態樣可闡述為用於一控制器及用於管理基於資料執行一組操作之一裝備，其中資料之複數個表示保存在複數個儲存實體中之各別者中。
該裝備包括控制電路系統，其經組態以導致第一及第二態樣中之任一者之方法步驟或組合第一與第二態樣之方法。
一 第六態樣係包括第四及第五態樣中之任一者之裝備之一儲存用戶端。
一 第七態樣係包括第四及第五態樣中之任一者之裝備及/或第六態樣之儲存用戶端之一用戶端節點。
在某些實施例中，以上態樣中之任一者可另外具有與上文針對其他態樣中之任一者解釋之各種特徵中之任一者相同或對應之特徵。
某些實施例之一 優點係提供用於基於資料執行一組操作之替代方法，其中資料之複數個表示保存在複數個儲存實體中之各別者中。
某些實施例之另一優點係可達成自發送一資料查詢直至提供執行該組操作之一結果之潛時之一減少。
某些實施例之又一優點係可達成將減少電力消耗及/或經減少之對執行操作之資源之利用。
再一優點係執行該組操作之結果對應於在起始執行該組操作之任何活動之前獲得資料一致性時達成之結果。
如上文所提及，當要基於以數個表示(每一表示由一各別儲存實體保存)儲存之資料而執行一組操作時，可存在潛時問題。
當要基於以數個表示儲存之資料執行一組操作時，通常會獲得該等表示中之兩者或更多者，且做出一資料一致性決策(例如，一多數決策)來判定在執行一組操作時使用資料之哪種表示。用於執行一組操作之資料表示可稱為資料之一結論性表示。
舉例而言，若資料有七個表示，其中四個表示相同(一致)，則若應用一多數決策，則將彼表示選擇為結論性表示。為了進一步說明此實例，假設七個表示中之四者具有一第一值「a」，七個表示中之兩者具有一第二值「b」，且七個表示中之一者具有一第三值「c」。若應用一多數決策，則結論性表示具有第一值「a」，此乃因具有第一值「a」之表示在七個表示中佔多數。
在發送一資料查詢之後，在可獲得資料表示之前，通常會有一延遲。在某些情形下，例如，在發送查詢之裝置與保存資料表示之儲存實體之間存在一相對大的地理距離時，及/或當保存資料表示之儲存實體係一緩慢存取儲存實體時，延遲可能會更加突出。此外，延遲可針對不同儲存實體而不同。
舉例而言，第一回應(包括一資料表示)可在已發送查詢之後相對快地到達；舉例而言，若彼資料表示係區域地保存且甚至可能保存在與查詢方相同之裝備中包括之一記憶體/快取記憶體中。獲得資料一致性所需之其他回應(包括一資料表示)可能會在數個數量級後到達；例如，在地理分散式系統發送查詢之後，大約需要100毫秒或更多時間。
因此，資料表示可在不同時間點以不同延遲到達。此等延遲問題推遲多數決策(且因此推遲基於資料之結論性表示而執行操作及提供其一結果)，直至獲得所有表示為止。
在下文中，將闡述用於管理基於資料執行一組操作之實施例，其中資料之複數個表示保存在複數個儲存實體中之各別者中。
一 控制器(例如，控制電路系統或一控制實體/模組)可管理執行該組操作。該控制器可例如包括在一儲存用戶端中。
資料之複數個表示為資料提供數個真實來源。資料之複數個表示可例如用於以下各項中之一或多者：一致性處置、冗餘、可靠性、有效性、錯誤保護、錯誤偵測、錯誤校正等。
資料之複數個表示中之一或多者可不同於同一資料之其他表示。舉例而言，某些表示可能已經歷經由一寫入操作之一更新，而其他表示尚未經歷該更新(例如，歸因於傳訊延遲)。
資料可具有任何適合形式，包含(但不限於)一或多個標量或複數值、一或多個向量、一或多個矩陣、一或多個其他資料結構、一或多個文件、一或多個資料檔案、一或多個影像、一或多個視訊、一或多個音訊軌等。
舉例而言，複數個儲存實體可包括儲存在不同(實體或虛擬)節點處之儲存裝置及/或同一(實體或虛擬)節點處之不同層次中之儲存裝置。在某些實施例中，不同層次可包括在同一儲存配置(例如，同一資料中心或同一電腦機架中之數個電腦之一配置)中。
通常，不同層次可係指一較低編號層次保存儲存在一較高編號層次中之某些部分資料集，其中，較低編號層次具有比較高編號層次低之潛時。舉例而言，層次0可係一動態隨機存取記憶體(DRAM)，層次1可係一固態磁碟機(SSD)，且層次2可係旋轉硬碟。
此外，儲存實體中之一或多者可用於基於雲端之儲存。儲存實體中之一或多者但並非所有可係管理一組操作之執行之控制器之一區域儲存實體(例如，一快取記憶體或一暫存器)。舉例而言，一儲存用戶端可包括控制器及保存資料之一表示之一個儲存實體，該表示係一預設表示或一最後知曉之表示。
因此，資料之複數個表示之儲存係分散的(例如，在以下各項中之一或多者上：不同層次、不同節點、不同地理位置等)。
根據某些實施例，在做出資料一致性決策之前起始執行一組操作之活動。通常，此意味著在數個執行個體中起始該組操作之執行；其等中之每一者可視為執行該組操作之一推測性活動。舉例而言，可基於資料之若干個表示(例如，資料之若干個唯一表示)中之每一者而起始執行該組操作之一推測性活動。
當在本文中使用時，術語「執行一組操作之活動」可例如指包括執行該組操作(或由其組成)之一活動。
執行一組操作之一 推測性活動可定義為在做出資料一致性決策之前執行該組操作(其至少一部分)。通常，所有所起始推測性活動包括執行同一組操作，而執行該組操作所基於的資料之表示可在執行該組操作之所起始推測性活動之間不同。
然後，當做出一資料一致性決策時，某些實施例包括取消執行不基於與資料一致性決策對應之一資料表示之一組操作之推測性活動(且可能取消基於與資料一致性決策對應之一資料表示之一組操作之重複推測性活動)。某些實施例可包括在做出資料一致性決策之後讓推測性活動中之一或多者繼續，即使其係重複的及/或不基於與資料一致性決策對應之資料之表示。
通常，取消執行一組操作之活動可被視為中止、停止或提前結束執行該組操作之活動。
在任何情形中，當做出資料一致性決策時，可提供執行基於與資料一致性決策對應之一資料表示之一組操作之一推測性活動的一結果作為基於資料執行該組操作之結果。
資料一致性決策在本文中將被稱為提供資料之一結論性(一致)表示及/或資料表示性之一結論性(一致)指示符。資料之結論性表示可例如對應於資料之表示中之一者。資料一致性決策可係一基於共識之決策；例如，在所獲得資料表示或所獲得資料表示之指示符中之一多數或經加權多數決策。
在一推測性活動中執行一組操作可例如包括執行一軟體程式碼部分。該組操作可包括一可執行檔或一軟體工件。另一選擇係或另外，該組操作可包括以硬體執行。一可執行檔或一軟體工件之實例包含一軟體功能、一方法、一指令碼、一個二進位可執行模組、一可執行內容、一軟體程式碼部分等。若干組操作之此等及/或其他實例中之任一者可以一推測性活動執行。在某些情境中，執行一組操作之一推測性活動可稱作一推測性執行。
圖201圖解說明根據某些實施例之一實例方法100。該方法係用於一控制器，且用於管理基於資料執行一組操作，其中資料之複數個表示保存在複數個儲存實體中之各別者中。
在步驟110中，將一各別查詢發送至複數個儲存實體之一儲存實體集合中之每一儲存實體。如何自複數個儲存實體選擇儲存實體集合可根據任何適合方法。此項技術中已知諸多此類適合方法。
該查詢係與資料相關。舉例而言，該查詢可包括對資料(保存於儲存實體中之資料表示)之一請求或提示。
在步驟120中，自儲存實體集合中之兩個或更多個實體接收一回應(例如，一查詢回應)。該回應包括保存在自其接收回應之儲存實體中之資料表示。通常，歸因於針對不同儲存實體在儲存實體與控制器之間的不同延遲，在不同時間點接收回應。如先前所提及，不同延遲可例如歸因於不同傳訊延遲(例如，歸因於不同地理距離)及/或不同儲存存取時間。
在圖201中，兩個或更多個儲存實體由標示為一第一儲存實體、一n儲存實體、一p儲存實體及一x儲存實體之四個儲存實體表示。
在某些實施例中，自儲存實體集合(亦即，由兩個或更多個實體組成之儲存實體集合)中之所有儲存實體接收一回應。在某些實施例中，自儲存實體集合(亦即，由兩個或更多個實體及一或多個其他儲存實體組成之儲存實體集合)中之少於所有儲存實體接收一回應。在任何情形中，儲存實體集合包括兩個或更多個實體。因此，將一各別查詢發送至儲存實體集合中之每一儲存實體包括將一各別查詢發送至兩個或更多個儲存實體中之每一者。
舉例而言，可自七個儲存實體接收一回應；因此提供七個資料表示，其中，舉例而言，該等表示中之四者具有一值「a」、該等表示中之兩者具有一值「b」，且該等表示中之一者具有一值「c」。
然後針對兩個或更多個儲存實體中之至少兩者起始執行一組操作之活動，如由步驟130圖解說明。通常，回應於接收到對應回應而直接執行每一起始。然後，若該等回應係在不同時間點接收，則將在不同時間點執行起始。
可在控制器自身中或者在連接至控制器或以其他方式與控制器相關聯之一裝備中執行該組操作。舉例而言，可在儲存用戶端中執行或可分散地執行(例如，基於雲端之執行)該組操作。
經起始活動基於包括在回應中之資料表示。
通常，僅針對包括在回應中之資料表示不同於包括在先前接收之回應中之資料表示(與執行一組操作之相同請求相關)所針對之儲存實體起始執行一組操作之活動。因此，僅針對資料之唯一表示起始執行該組操作之活動。此具有不必利用資源(處理硬體、電力消耗等)來執行該組操作之優點。
舉例而言，通常針對第一儲存實體起始執行該組操作之一活動(由對應步驟130之一實線圖解說明)。然後，針對每一新回應，判定包括在回應中之資料表示是否與包括在一已接收回應中之資料表示一致。
若如此，則可決定不針對彼儲存實體起始執行該組操作之任何活動(針對n及x儲存實體由對應步驟130之一虛線圖解說明)。
若包括在回應中之資料表示不與包括在已接收回應中之資料表示中之任一者一致(亦即，若包括在回應中之資料表示係唯一的)，則針對彼儲存實體起始執行該組操作之一活動(針對p儲存實體由對應步驟130之一實線圖解說明)。
針對具有七個所接收回應(其中該等表示中之四者具有一值「a」，該等表示中之兩者具有一值「b」且該等表示中之一者具有一值「c」)之實例，可起始執行該組操作之三個(推測性)活動，一個基於值「a」，一個基於值「b」且一個基於值「c」。
在步驟150中，將執行該組操作之經起始活動中之一者判定為基於資料之一結論性表示。此活動稱作結論性活動。因此，結論性活動係執行該組操作之經起始活動中之一者。判定結論性活動基於包括在回應中之資料表示。舉例而言，步驟150可包括藉由以下操作而判定資料之結論性表示：在包括在回應中之資料表示當中做出一多數或經加權多數決策，及將結論性活動選擇為基於與資料之結論性表示對應(例如，一致)之一資料表示的執行該組操作之一經起始活動。
判定資料之結論性表示及/或判定結論性活動可視為包括在一資料一致性決策中。
因此，基於一資料一致性決策在經起始活動當中選擇結論性活動，其中資料一致性決策將資料表示中之一者判定為一結論性表示且將結論性活動選擇為基於結論性表示而起始之一活動。
當已自儲存實體集合中之所有儲存實體接收到回應時，可執行步驟150。另一選擇係，可在自儲存實體集合中之所有儲存實體接收到回應之前(例如，當已經接收到一定數目個回應(例如，數目超過一臨限值)時，或者當已經接收到包括相同資料表示之一定數目個回應(例如，數目超過一臨限值)時)執行步驟150。
通常，在執行該組操作之所有經起始活動完成之前執行步驟150。
回應於判定結論性活動，可取消不基於結論性表示之經起始活動，如由選用步驟160圖解說明。另一選擇係或另外，可回應於判定結論性活動而取消所有經起始活動，唯基於結論性表示之活動除外，亦如由選用步驟160圖解說明。
此可具有of不必利用資源(處理硬體、電力消耗等)來執行該組操作之優點。
應注意，在某些實施例中，此外，允許甚至在判定結論性活動之後完成除結論性活動之外的經起始活動(例如，所有經起始活動)。例如，若在運算及/或信號方式上允許連續操作執行比取消操作執行便宜，則此可能係有益的。
在某些實施例中，甚至在判定結論性活動之前可取消或暫停某些經起始活動，如由選用步驟140圖解說明。舉例而言，可取消或暫停基於資料之結論性表示之一機率低於一機率臨限值所針對之經起始活動。
該臨限值可等於零(僅取消/暫停無法變成結論性表示之表示)，或可大於零但小於1 (取消/暫停無法變成結論性表示之表示及不太可能變成結論性表示之表示)。
可經由中間資料一致性決策而估計基於結論性表示之機率。舉例而言，若需要十個回應來判定結論性表示且若已經接收到包括一次資料之一第一表示、三次資料之一第二表示及四次資料之一第三表示之八個回應，則很明顯資料之第一表示無法變成結論性表示。然後，可取消基於資料之第一表示執行該組操作之經起始活動。
此可具有不必利用資源(處理硬體、電力消耗等)來執行該組操作之優點。
在步驟170中，提供(或致使提供)結論性活動之一結果作為基於資料執行該組操作之結果。
由於在資料一致性決策之前起始結論性活動(作為執行該組操作之推測性活動中之一者)，與在執行該組操作之前做出資料一致性決策相比，總體潛時可減小。
繼續具有七個所接收回應(其中該等表示中之四者具有一值「a」、該等表示中之兩者具有一值「b」且該等表示中之一者具有一值「c」)之實例，若應用一多數決策則結論性表示具有值「a」。當判定結論性表示時可取消基於值「b」及基於值「c」起始之兩個(推測性)活動，且可提供基於值「a」起始之(推測性)活動之結果作為基於資料執行該組操作之結果。
圖202圖解說明根據某些實施例之一實例方法105。該方法係用於一控制器，且用於管理基於資料執行一組操作，其中資料之複數個表示保存在複數個儲存實體中之各別者中。
舉例而言，七個資料表示可保存在不同儲存實體中，其中，舉例而言，該等表示中之四者具有一值「a」、該等表示中之兩者具有一值「b」且該等表示中之一者具有一值「c」。
在步驟110中，將一各別查詢發送至複數個儲存實體之一儲存實體集合中之每一儲存實體。如何自複數個儲存實體選擇該儲存實體集合可根據任何適合方法。此項技術中已知諸多此類適合方法。
該查詢係與資料相關。舉例而言，該查詢可包括對資料(資料之表示保存在儲存實體中)之一請求或提示，或對資料表示之一指示符之一請求。指示符可比資料更容易傳達(例如，資料可更緊湊)。指示符可自資料(資料表示)導出。舉例而言，指示符可係資料之一經壓縮版本、資料之一雜湊函數、資料之一總和檢查碼、一資料指紋、資料之一密碼雜湊函數等。
此外，該查詢經組態以致使針對標示為一第一儲存實體、一n儲存實體、一p儲存實體及一x儲存實體之四項實例儲存實體起始基於保存於儲存實體中之資料表示執行一組操作之一活動，如由子步驟135圖解說明。此可例如藉由在查詢中包含一操作請求、一軟體功能識別符、一可執行檔或類似物而達成。經起始活動基於保存於儲存實體中之資料之表示。通常，回應於接收到查詢而直接執行每一起始。
可在對應儲存實體處執行該組操作。可在儲存實體自身中或者在連接至儲存實體或以其他方式與儲存實體相關聯之一裝備中執行該組操作。舉例而言，可分散地執行該組操作(例如，基於雲端之執行)。
舉例而言，一SQL (結構化查詢語言)查詢可致使在傳回一回應之前起始執行一組操作之活動。此類活動之實例包含簡單處理(例如，求和)及先進處理(例如，執行經登記軟體功能)。
針對具有七個表示(其中四個表示具有一值「a」，該等表示中之兩者具有一值「b」且該等表示中之一者具有一值「c」)之實例，可起始執行該組操作之七個(推測性)活動，四個基於值「a」，兩個基於值「b」且一個基於值「c」。
在步驟125中，自儲存實體集合中之兩個或更多個實體接收一回應(例如，一查詢回應)。該回應包括保存於自其接收回應之儲存實體中之資料之表示之一指示符。通常，歸因於針對不同儲存實體在儲存實體與控制器之間的不同延遲而在不同時間點接收回應。如先前所提及，不同延遲可例如歸因於不同傳訊延遲(例如，歸因於不同地理距離)及/或不同儲存存取時間。
在某些實施例中，自儲存實體集合(亦即，由兩個或更多個實體組成之儲存實體集合)中之所有儲存實體接收一回應。在某些實施例中，自儲存實體集合(亦即，由兩個或更多個實體及一或多個其他儲存實體組成之儲存實體集合)中之少於所有儲存實體接收一回應。在任何情形中，儲存實體集合包括兩個或更多個實體。因此，將一各別查詢發送至儲存實體集合中之每一儲存實體包括將一各別查詢發送至兩個或更多個儲存實體中之每一者。
通常，在執行該組操作之經起始活動完成之前接收回應。
在步驟150中，將執行該組操作之經起始活動中之一者判定為基於對應於一結論性指示符之資料表示。執行該組操作之此活動稱作結論性活動。因此，結論性活動係執行該組操作之經起始活動中之一者。
判定結論性活動基於包括在回應中之資料表示之指示符。舉例而言，步驟150可包括藉由在包括在回應中之指示符當中做出一多數或經加權多數決策及將結論性活動選擇為基於與結論性指示符對應之一資料表示執行該組操作之一經起始活動而判定結論性指示符。
判定結論性指示符及/或判定結論性活動可視為包括在一資料一致性決策中。
因此，基於一資料一致性決策而在經起始活動當中選擇結論性活動，其中該資料一致性決策將資料表示之指示符中之一者判定為一結論性指示符且將結論性活動選擇為基於與結論性指示符對應之一資料表示而起始之一活動。
較佳地，在基於與結論性指示符對應之表示之經起始活動當中選擇結論性活動，作為期望首先完成之經起始活動。
當已自儲存實體集合中之所有儲存實體接收到回應時可執行步驟150。另一選擇係，可在自儲存實體集合中之所有儲存實體接收到回應之前(例如，當已經接收到一定數目個回應(例如，數目超過一臨限值)時，或者當已經接收到包括相同指示符之一定數目個回應(例如，數目超過一臨限值)時)執行步驟150。
通常，在執行該組操作之所有經起始活動完成之前執行步驟150。
回應於判定結論性活動，可取消不基於與結論性指示符對應之一表示之執行該組操作之經起始活動，如由選用步驟160圖解說明。另一選擇係或另外，可回應於判定結論性活動而取消執行該組操作之所有經起始活動，惟基於對應於結論性指示符之一表示之經起始活動除外，亦如由選用步驟160圖解說明。
此可具有不必利用資源(處理硬體、電力消耗等)來執行該組操作之優點。
應注意，在某些實施例中，此外，允許除結論性活動外之經起始活動(例如所有經起始活動)甚至在判定結論性活動之後完成。例如，若在運算及/或信號方式上允許連續操作執行比取消操作執行便宜，則此可能係有益的。
在某些實施例中，甚至在判定結論性活動之前可取消或暫停執行該組操作之某些經起始活動，如由選用步驟140圖解說明。舉例而言，可取消或暫停基於對應於資料之結論性指示符之表示之一機率低於一機率臨限值所針對之經起始活動。
該機率臨限值可等於零(僅取消/暫停對應於無法變成結論性指示符之一指示符之表示)，或可大於零但小於1 (取消/暫停對應於無法變成結論性指示符之一指示符之表示及對應於不太可能變成結論性指示符之一指示符之表示)。
可經由中間資料一致性決策而估計基於對應於結論性指示符之一表示之機率，如上文結合圖201所解釋。
此可具有不必利用資源(處理硬體、電力消耗等)來執行該組操作之優點。
在步驟170中，提供(或致使提供)結論性活動之一結果作為基於資料執行該組操作之結果。
由於在資料一致性決策之前起始結論性活動(作為執行該組操作之推測性活動中之一者)，與在執行該組操作之前做出資料一致性決策相比，總體潛時可減小。
繼續七個表示(其中四個表示具有一值「a」、該等表示中之兩者具有一值「b」且該等表示中之一者具有一值「c」)之實例，可接收七個回應，其中四個回應包括具有值「a1」(可自具有值「a」之表示導出)之一指示符，兩個回應包括具有值「b1」(可自具有值「b」之表示導出)之一指示符，且一個回應包括具有值「c1」(可自具有值「c」之表示導出)之一指示符。然後，若應用一多數決策，則結論性指示符具有值「a1」(對應於具有值「a」之表示)。當判定結論性表示時，可取消基於值「b」起始之兩個(推測性)活動及基於值「c」起始之(推測性)活動，以及基於值「a」起始之四個(推測性)活動中之三者。可提供基於值「a」起始之未取消之(推測性)活動之結果作為基於資料執行該組操作之結果。
圖203圖解說明例示實施圖201之方法100之某些實施例之方法步驟及傳訊。
圖203示意性地展示包括一應用程式(APP) 201及一儲存用戶端(SC) 202之一用戶端節點(CN) 200，儲存用戶端(SC) 202又包括一儲存用戶端程式庫(SCL) 203及一區域儲存實體(SE) 204。區域儲存實體可例如係一快取記憶體。圖203亦示意性地展示三個儲存節點(SN) 291、292、293，其中儲存節點291包括一儲存實體(SE) 294，儲存節點292包括兩個儲存實體(SE) 295、296，且儲存節點293包括一儲存實體(SE) 297。兩個儲存實體295、296可例如係一層次0儲存實體295及一層次1儲存實體296。
儲存用戶端及/或儲存用戶端程式庫可解釋為包括經組態以執行用於管理基於資料執行一組操作之圖201之方法100之控制器。複數個資料表示保存在儲存實體204、294、295、296、297中之各別者中。
圖203之處理程序藉由應用程式201將一觸發信號280發送至儲存用戶端202而開始。舉例而言，觸發信號可通常包括一查詢及一軟體功能識別符。在儲存用戶端程式庫203處接收觸發信號280，如由205圖解說明。
在步驟210 (與圖201之步驟110相比)中，將一各別查詢281a至281e發送至儲存實體中之每一者。各別查詢可通常基於觸發信號280。舉例而言，包含在觸發信號280中之一查詢可用作或可轉譯為查詢281a至281e。
在步驟220a至220e (與圖201之步驟120相比)中，自儲存實體中之每一者接收一回應282a至282e。該回應包括保存在自其接收回應之儲存實體中之資料表示。歸因於針對不同儲存實體在儲存實體與儲存用戶端程式庫之間的不同延遲而在不同時間點接收回應。
首先，在步驟220a中，自區域儲存實體204接收一回應282a。回應於接收到回應282a而起始基於保存在區域儲存實體204中且包括在回應282a中之資料表示而執行該組操作之一活動，如由步驟230a (與圖201之步驟130相比)及起始信號283a圖解說明。在此實例中，在儲存用戶端中執行針對區域儲存實體204之該組操作，如由231a圖解說明。
稍後，在步驟220b中，自儲存實體294接收一回應282b。檢查包括在回應282b中之資料表示是否不同於包括在回應282a中之資料表示。若如此，則回應於接收到回應282b而起始基於保存於儲存實體294中且包括在回應282b中之資料表示而執行該組操作之一活動，如由步驟230b (與圖201之步驟130相比)及起始信號283b圖解說明。在此實例中，亦在儲存用戶端中執行針對儲存實體294之該組操作，如由231b圖解說明。
更稍後，在步驟220c至220e中，自儲存實體295、296、297接收回應282c至282e。針對每一回應，檢查包括在回應中之資料表示是否不同於包括在任何先前接收之回應中之資料表示。若如此，則回應於接收到回應而起始基於保存於儲存實體中且包括中回應中之資料表示而執行該組操作之一活動(與圖201之步驟130相比)。若並非如此，則不起始執行該組操作之新活動。後者係關於回應282c至282e之圖203之實例之情形。
舉例而言，回應282c及282e可包括與包括在回應282a中之資料表示一致之資料表示，且回應282d可包括與包括在回應282b中之資料表示一致之一資料表示。
在步驟250 (與圖201之步驟150相比)中，將執行該組操作之經起始活動231a、231b中之一者判定為基於資料之一結論性表示。結論性活動之判定基於包括在回應中之資料表示。舉例而言，步驟250可包括藉由在包括在回應中之資料表示當中做出一多數決策及將結論性活動選擇為基於與資料之結論性表示一致之一資料表示之執行該組操作之一經起始活動而判定資料之結論性表示。
在圖203之實例中，將經起始活動231a判定為結論性活動。此可例如歸因於其基於包括在回應282a至282e之一多數282a、282c、282e中之一資料表示。
回應於判定結論性活動231a，取消經起始活動231b，如由步驟260 (與圖201之步驟160相比)及取消信號284圖解說明，此乃因其不基於結論性表示。
當結論性活動完成時，將其結果285作為基於資料執行該組操作之結果而提供至應用程式201，如由步驟270 (與圖201之步驟170相比)及結果信號286圖解說明。
圖204圖解說明例示實施圖202之方法105之某些實施例之步驟方法及傳訊。
圖204示意性地展示包括一應用程式(APP) 301及一儲存用戶端(SC) 302之一用戶端節點(CN) 300，儲存用戶端(SC) 302又包括一儲存用戶端程式庫(SCL) 303。圖204亦示意性地展示三個儲存節點(SN) 391、392、393，其中儲存節點391包括一儲存實體(SE) 394，儲存節點392包括兩個儲存實體(SE) 395、396，且儲存節點393包括一儲存實體(SE) 397。兩個儲存實體395、396可例如係一層次0儲存實體395及一層次1儲存實體396。
儲存用戶端及/或儲存用戶端程式庫可解釋為包括經組態以執行用於管理基於資料執行一組操作之圖202之方法105之控制器。複數個資料表示保存在儲存實體394、395、396、397中之各別者中。
圖204之處理程序藉由應用程式301將一觸發信號380發送至儲存用戶端302而開始。舉例而言，觸發信號可通常包括一查詢及一軟體功能識別符。在儲存用戶端程式庫303處接收觸發信號380，如由305圖解說明。
在步驟310 (與圖202之步驟110相比)中，將一各別查詢381b至381e發送至儲存實體中之每一者。各別查詢可通常基於觸發信號380。舉例而言，包含在觸發信號380中之一查詢可用作或可轉譯為查詢381b至381e。
查詢381b至381e係與資料相關。舉例而言，查詢381b至381e可包括對資料之一雜湊函數之一請求。此外，查詢381b至381e經組態以致使起始(與圖202之子步驟135相比)基於保存於儲存實體中之資料表示而執行一組操作之活動，如由331b至331e圖解說明。
在步驟320b至320e (與圖202之步驟125相比)中，自儲存實體中之每一者接收一回應382b至382e。該回應包括保存在自其接收回應之儲存實體中之資料表示之一指示符(在此實例中，一雜湊函數)。歸因於針對不同儲存實體在儲存實體與儲存用戶端程式庫之間的不同延遲而在不同時間點接收回應。
舉例而言，回應382b、382c及382e可包括相同指示符值(雜湊值)，且回應382d可包括另一指示符(雜湊值)。
在步驟350 (與圖202之步驟150相比)中，將執行該組操作之經起始活動331b至331e中之一者判定為基於對應於一結論性指示符之資料表示。結論性活動之判定基於包括在回應中之指示符。舉例而言，步驟350可包括藉由在包括在回應中之指示符當中做出一多數決策及將結論性活動選擇為基於與結論性指示符對應之一資料表示之執行該組操作之一經起始活動而判定結論性指示符。
在圖204之實例中，將經起始活動331b判定為結論性活動。此可例如歸因於其基於包括在回應382b至382e之一多數382b、382c、382e中之一資料表示且歸因於其被期望在經起始活動331c及331e之前完成。
回應於判定結論性活動331b，取消經起始活動331c至331e，如由步驟360 (與圖202之步驟160相比)及取消信號384c至384e圖解說明，此乃因其既不基於對應於結論性指示符之一表示也不是結論性活動之假設重複。
當結論性活動完成時，將結果385作為基於資料執行該組操作之結果提供至應用程式301，如由步驟370 (與圖202之步驟170相比)及結果信號386圖解說明。
現在將給出上文所闡述方法之觸發(與觸發信號280、380相比)之某些實例。此觸發可例如在一應用程式介面中實施。
通常，應用程式將用於觸發一組操作之推測性實行(例如，推測性執行)之一指令發送至儲存用戶端。該指令通常包含一操作請求、一軟體功能識別符、一可執行檔或類似物。
一 可執行檔可以諸多不同方式表示，例如，藉由參考(應用程式之)可執行影像中之一符號或位置，藉由一可執行blob之一複本，藉由可解釋之程式碼或指令碼，藉由位元組程式碼之一複本或參考等。
指令亦可包括用於排程推測性執行之一排程策略。一實例排程策略可能係排程具有連續較低處理速度之資源上之推測性執行之起始(以允許首先起始之執行儘可能早地完成)。
指令亦可包括內容脈絡，例如，在對可執行檔之任何叫用之前宣告之資料結構，在其他地方宣告之軟體功能或程式庫等。
指令可進一步包括查詢。該查詢可由諸多方式來製訂，例如，作為值查找之一關鍵字、一SQL查詢、作為一圖形查詢等。
一直接應用程式介面之一 實例可以偽程式碼表達為：
Figure 02_image009
Figure 02_image011
此處，myfunc意指一可執行檔，value意指資料表示，且mykey意指一查詢。在更演進應用程式介面中，可執行檔係spawn關鍵字之後的表達式。
圖205示意性地圖解說明根據某些實施例之一實例裝備410。該裝備可例如包括在一用戶端節點(CN) 430中。該用戶端節點可進一步包括一應用程式(APP) 440及/或一區域儲存實體(LS) 450。
該裝備包括用於管理基於資料執行一組操作之控制電路系統(CNTR；例如，一控制器) 400，其中資料之複數個表示保存在複數個儲存實體中之各別者中。控制電路系統可例如經組態以致使執行(execution)(例如，執行(execute))如上文關於圖207、圖208、圖209及圖210所闡述之方法步驟中之一或多者。
控制電路系統經組態以致使(針對複數個儲存實體中之兩個或更多個儲存實體中之每一者)將與資料相關之一各別查詢發送至儲存實體(與110、210、310相比)。
控制電路系統亦經組態以致使(針對複數個儲存實體中之兩個或更多個儲存實體中之每一者)自儲存實體接收對查詢之一回應(與120、125、220a至220e、320b至320e相比)。該回應可包括保存在儲存實體中之資料表示或保存在儲存實體中之資料表示之一指示符。
為此，控制電路系統可與一通信介面(I/O) 420相關聯(例如，連接或可連接該通信介面)。通信介面可經組態以針對除區域儲存實體之外的儲存實體發送與資料相關之各別查詢及接收對查詢之回應。
此外，控制電路系統經組態以致使(針對兩個或更多個儲存實體中之至少兩者中之每一者)起始基於資料表示執行一組操作之活動(與130、135、230a至230b、310相比)。
為此，通信介面420可經組態以根據某些實施例發送起始信號。另一選擇係，控制電路系統可經組態以自身執行該組操作。
控制電路系統亦經組態以致使基於包括在回應中之資料表示或指示符而將執行該組操作之經起始活動中之一者(稱作結論性活動)判定為基於一結論性資料表示或基於對應於一結論性指示符之資料表示(與150、250、350相比)。
為此，控制電路系統可包括一判定器(DET；例如，判定電路系統) 401或以其他方式與該判定器相關聯(例如，連接至該判定器或可連接至該判定器)。判定器可經組態以判定結論性活動。
控制電路系統進一步經組態以致使將結論性活動之一結果作為基於資料執行該組操作之結果提供至例如應用程式440。為此，通信介面420可經組態以提供結論性活動之結果作為基於資料執行該組操作之結果。
通常，當在本文中參考一配置時，其應理解為一實體產品；例如，一裝備。實體產品可包括一或多個部件，諸如呈一或多個控制器、一或多個處理器或諸如此類之形式之控制電路系統。
所闡述實施例及其等效形式可以軟體或硬體或者其一組合實現。實施例可由一般用途電路系統執行。一般用途電路系統之實例包含數位信號處理器(DSP)、中央處理單元(CPU)、協處理器單元、場可程式化閘陣列(FPGA)及其他可程式化硬體。另一選擇係或另外，實施例可由專用電路系統(諸如特殊應用積體電路(ASIC))執行。一般用途電路系統及/或專用電路系統可例如與諸如一用戶端節點(例如，伺服器，電腦等)之一裝備相關聯或包括在該裝備中。
實施例可出現在包括根據本文中所闡述之實施例中之任一者之配置、電路系統及/或邏輯之一電子裝備(諸如一用戶端節點)內。另一選擇係或另外，一電子裝備(諸如一用戶端節點)可經組態以執行根據本文中所闡述之實施例中之任一者之方法。
冗餘路徑之組態
如上文深入論述，未來行動通信系統旨在支援諸如工業製造領域等鄰域中之通信。與行動通信訊務之典型使用情形(例如電話及網際網路資料)相比，工業製造應用/服務需要更高可靠性、可用性以及低且確定性的潛時。其他使用情形可具有類似要求，諸如遠端手術、自主交通工具等。
此通信通常將經由既穿越無線網路(例如，蜂巢式網路，諸如由3GPP: LTE標準化之彼等蜂巢式網路、NR等)又穿越有線網路(例如，乙太網路等)之路徑行進。為了在有線及無線通信網路中達成高可靠性、可用性以及低確定性，已經進行了各種努力。
IEEE 802.1時效性網路(TSN)基於IEEE 802.3乙太網路標準，因此其係一有線通信標準。TSN闡述一特徵集合，例如時間同步、受保證之低潛時傳輸及高可靠性以使乙太網路具有確定性，此在以前主要用於盡力而為之通信。該等特徵可分群成以下種類： •時間同步(例如，IEEE 802.1AS) •受限低潛時(例如，IEEE 802.1Qav、IEEE 802.1Qbu、IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qch、IEEE 802.1Qcr) •超可靠性(例如，IEEE 802.1CB、IEEE 802.1Qca、IEEE 802.1Qci) •網路組態及管理(例如，IEEE 802.1Qat、IEEE 802.1Qcc、IEEE 802.1Qcp、IEEE 802.1CS)
TSN使用串流(或流)的概念來在一或多個通話器與一或多個收聽器之間交換資料。通話器及收聽器亦可稱作「終端裝置」，亦即，TSM串流之源裝置及目的地裝置。為組態一TSN串流，收聽器及通話器將要求提供至用於排程及組態決策(例如，橋接器(亦稱為交換器或乙太網路交換器)在一收聽器與一通話器之間應如何表現)之TSN網路。
IEEE 802.1Qcc標準規定三個TSN組態模型：完全分散式模型；集中式網路與分散式使用者模型；及完全集中式模型。針對工業製造使用情形，完全集中式組態模型可係最適合的。然而，另一選擇係，本發明之實施例可使用完全分散式模型或集中式網路與分散式使用者模型。
針對完全集中式組態模型，中央使用者組態(CUC)及中央網路組態(CNC)係邏輯功能而非網路中之實際實體節點。CUC係負責組態收聽器及通話器之實體。CNC係組態網路中之橋接器中之TSN特徵之實體。
無線通信網路之說明係在使用長期演進(LTE)及/或新無線電(NR)之5G網路之內容脈絡中。另一選擇係，本發明之實施例可係關於其他無線通信網路，尤其係蜂巢式網路，諸如由3GPP標準化之彼等蜂巢式網路。
如TS 23.501, v 15.3.0中所闡述之5G系統(5GS)架構規定對乙太網路協定資料單元(PDU)工作階段之支援。5G系統不提供此PDU工作階段之媒體存取控制(MAC)位址。
針對乙太網路PDU工作階段設置，工作階段管理功能(SMF)及使用者平面功能(UPF)充當PDU工作階段錨。並且，基於該組態，SMF可請求充當PDU工作階段錨之UPF將位址解析協定(ARP)訊務自UPF重新引導至SMF。並且，UPF應儲存自UE接收之MAC位址，且將彼等位址與適當PDU工作階段相關聯。
此外，針對服務品質(QoS)佈建，SMF基於乙太網路訊框結構及使用者設備MAC位址而提供乙太網路封包篩選器組及轉發規則。
3GPP系統架構中之應用程式功能(AF)係一功能節點，其與3GPP核心網路互動以提供服務，例如： •應用程式對訊務路由之影響(TS 23.501, v 15.3.0，第5.6.7條)。 •存取網路公開功能(TS 23.501, v 15.3.0，第5.20條)。 •與用於策略控制之策略控制框架進行互動(TS 23.501, v 15.3.0，第5.14條)。
此外，AF可向UE觸發特定服務，例如PDU工作階段修改。3GPP TS 23.501, v 15.3.0，第4.4.5條中闡述關於觸發服務之應用程式進一步細節。
當前不存在關於如何組態5GS上之冗餘TSN串流之機制。當前3GPP標準支援不同方式來增加傳輸可靠性，諸如雙連接或多連接(DC)、載波聚合(CA)及封包複製。然而，在5GS與TSN網路之間未定義關於如何設置冗餘(可能使用增加傳輸可靠性之彼等方法)之介接或通信。
作為一使用情形實例，5GS與TSN網路之間的相互作用與一工業網路部署高度相關。不幸的是，此類型之無縫網際網路連線在當前網路中不可行。
本發明之某些態樣及其實施例可提供對此等或其他挑戰之解決方案。
舉例而言，在一項態樣中，本發明提供一種在一核心網路節點中用於一無線通信網路之方法。該方法包括：經由與關聯於一有線通信網路之一組態節點之一介面接收一組態訊息，該組態訊息包括耦合至該有線通信網路之一第一節點與耦合至該無線通信網路之一第二節點之間的複數個路徑之設定，該複數個路徑在該第一節點與該第二節點之間攜載複數個資料串流，該複數個資料串流包括至少一個冗餘資料串流；及根據該等設定組態該無線通信網路內之該複數個路徑。
在另一態樣中，本發明提供一種在一組態節點中用於一有線通信網路之方法。該方法包括：經由與一無線通信網路之一核心網路節點之一介面傳輸一請求訊息，該請求訊息包括對與該無線通信網路之一拓撲相關之資訊之一請求；及經由與該核心網路節點之該介面接收一資訊訊息，該資訊訊息包括與該無線通信網路之該拓撲相關之資訊。
某些實施例可提供以下技術優點中之一或多者：經由TSN及5GS之端對端確定性封包輸送；經由5GS之TSN串流冗餘特徵組態；及至5G核心網路之架構中之無縫整合。
圖206展示使用冗餘路徑之TSN資料串流之傳輸。
未來，設想5G將支援TSN特徵且將經由5G無線鏈路輸送TSN串流。此與工業使用情形高度相關，乃因預期TSN將成為此領域中之一主要通信技術。在於5G網路中支援TSN訊務之情況下，針對部署有TSN之工業網路，可使用無線通信作為一纜線替代。TSN之重要特徵中之一者係IEEE 802.1CB-可靠性之訊框複製及消除，此在出現傳輸路徑中之一者之故障之情形下使得冗餘傳輸可增加可靠性。
圖206中圖解說明此情境。灰色箭頭圖解說明跨越網路重複之訊框。黑色箭頭繪示一單個TSN串流。通話器之串流展示於左邊，且在收聽器處遞送之資料串流在圖之右邊部分處。
根據本發明之實施例，在5GS中提出實現與TSN網路之此類互動之一介面。5G側處之此介面可係應用程式功能(AF)或另一網路實體(諸如另一核心網路節點或功能)之部分。此新提出之介面之一個作用係與一TSN網路(諸如，例如CNC)內之一或多個節點互動，組態穿過網路之冗餘訊框路徑，及將對TSN串流之要求轉換成5GS上之相關特徵。
圖207展示此整合之一實例。5GS藉由使用AF (或一替代核心網路節點或功能，如上文所闡述)充當一或多個TSN交換器且被CNC視為一或多個TSN交換器及TSN網路中之其他TSN交換器。
TSN中之兩個獨立資料路徑之組態取決於來自應用程式軟體(例如，一可程式化邏輯控制器PLC)之要求。相關組態參數可係在IEEE 802.1Qcc 46.2.3.6.1中規定之「NumSeamlessTrees」。若此參數之值大於1，則CNC需要計算並設置最大不相交之樹(對於2之一值，存在兩個幾乎不相交之樹)。
在本發明之一項實施例中，一5G核心網路功能(與AF互動)判定是否可在5G網路內設置兩個獨立路徑(無縫樹)。為此，可將一請求發送至RAN，例如，發送至一單個gNB或多個gNB。5G網路可藉由使用5G網路中之一或多種技術來支援所傳輸封包之冗餘(例如，以增加可靠性)。適合實例可包含雙連接、載波聚合及重複。為了針對一5GS中之TSN串流使用冗餘路徑或多個路徑，兩個或更多個UE可附接至同一乙太網路或裝置且用作其他特徵之一替代或與其他特徵組合以實現冗餘。圖209至圖211給出一無線網路中之冗餘路徑之各種實例。
圖211展示其中出於冗餘原因使用兩個UE之一架構。圖209展示模擬不同TSN路徑之一5GS。圖210藉由展示實現此類經增加冗餘可能之某些5G排列而提供關於可如何模擬此等多個路徑之更多洞察。
舉例而言，在最簡單情形中，經由同一UPF、gNB及UE轉發兩個傳入冗餘串流。UE可將其轉發至多個冗餘TSN節點。
若假設5GS在不使用實體冗餘之情況下足夠可靠，則此情境可能適用。另一選項將係僅在無線電網路中使用冗餘，而在核心網路中使用單個一UPF或一單個UE但具有雙連接。熟習此項技術者將瞭解存在多個選項。
根據本發明之某些實施例，不將在5GS中如何支援冗餘公開給外部TSN網路；在此等實施例中，唯一透過AF傳遞可的係是否支援冗餘及在何種程度上支援冗餘(例如，有多少冗餘路徑或冗餘拓撲看起來如何)。
如上文所述，本發明之實施例提供使得能夠在一有線通信網路(諸如一TSN網路)與一無線通信網路(諸如一5G網路)之間設置及實現端對端冗餘之功能之一新介面。
圖207展示根據本發明之實施例之一通信系統，且尤其展示5GS與TSN之間的此互動係針對上文關於圖206所論述之TSN網路之完全集中式方法而繪示。
圖207中之情境假設AF係無線網路域之部分。提出無線網路與有線網路之間的一通信介面。在提高清晰度方面，提供AF與CNC之間的一實例，儘管此類型之互動亦可在兩個網路之其他部分/實體處發生。TSN網路中之一裝置可係一通話器，且連接至5G網路之裝置可係收聽器。在其他實施例中，此情境可係不同的，例如，通話器可在無線網路(例如，5GS)中且收聽器在有線網路(例如，TSN)中。
圖208 係根據本發明之實施例之一傳訊圖，其展示AF與CNC之間的互動。設置TSN流之互動順序如下。 0. 5GS連接至一TSN網路，且可能使用連結層發現協定(LLDP)或另一適合管理協定(例如，簡單網路管理協定SNMP、網路組態協定NETCONF、代表性狀態傳送組態協定RESTCONF)來發現TSN網路中之TSN橋接器並藉由TSN橋接器回復LLDP請求 1. PLC藉由將裝置ID及可能之一公用3GPP識別符(例如，行動站國際用戶目錄號MSISDN)提供至CUC或諸如MAC位址之其他位址來起始通信。發送至CUC或其他位址之訊息可包含以下資訊內容中之一或多者： i.利用裝置ID在感測器與致動器之間傳送之資料之有效負載大小 ii.時間間隔 iii. 3GPPUE公用識別符(MSISDN) (選用) 2. CNC發現網路(例如，網路節點及其之間的鏈路)之實體拓撲。為了發現終端站與橋接器之間的實體鏈路，CNC可使用IEEE Std 802.1AB (舉例而言，LLDP)及/或任何遠端管理協定。 •在本發明之一項實施例中，AF回答一拓撲請求且廣告跨越5GS之多個路徑以能夠滿足任何冗餘需要。多個路徑可包括兩個或更多個路徑。5GS中之冗餘路徑亦可在內部使用不同拓撲來廣告，例如，作為一單個TSN交換器或作為每一路徑多個TSN交換器。 •藉由瞭解可支援經增加傳輸可靠性之所有相關5G機制(例如PDCP複製及/或多UE連接、輸送以及核心網路以及功能冗餘)來製作此廣告，此可能包含5GS端對端中之完整實體冗餘。 •作為本發明之另一實施例，亦可向TSN網路模擬冗餘。5GS可模擬多個路徑，且然後啟用相關機制以支援所需可靠性-AF會將此等經模擬不相交路徑宣告為通向CNC之合法不相交路徑。 •若AF已宣告通向CNC之多個路徑，則可在內部對其等進行動態改變或修改，但同時其等朝向CNC可能係靜態的。對於已建立之串流，只要一特定串流約定有效，則不應改變此等路徑。 3. CNC基於自網路檢索之資訊(包含來自AF之拓撲資訊)及自CUC檢索之資訊並針對一特定PLC應用程式，產生可包含以下各項中之一或多者之TSN組態參數： •訊務規範：例如規定通話器如何傳輸串流之訊框 •StreamID •使用者對網路之要求：規定對串流之一或多個使用者要求(諸如潛時及冗餘) 以上及額外參數在IEEE 802.1Qcc第46.2.3條中規定。亦可在不同TSN組態模型(例如集中式及分散式使用者方法)內收集及建立此類組態資訊。 4. CUC建立通話器群組及收聽器群組(需要資訊)，並建立至CNC之一加入請求。 5. CNC接收加入請求且執行TSN串流之路徑運算(包含穿過5GS自邊緣橋接器至終端站之路徑)。標準中未規定運算演算法，且熟習此項技術者將瞭解，存在用於運算路徑之多種方法及演算法。本發明在彼方面不受限制。此類演算法可尋求將一或多個網路效能度量(舉例而言，諸如網路通量、總體網路潛時、路徑潛時等)最小化或最大化。 o 路徑運算包括運算用於將訊框自通話器傳輸至收聽器之包含5G路徑之路徑。 o CUC亦為每一串流分配一個唯一識別符(streamID)，包含目的地MAC位址、VLAN ID及PCP (優先級代碼點)，並將streamID傳遞至CNC。 6. CNC提供排程設定之輸出。此排程及路徑設定經由狀態群組傳回至CUC (IEEE 802.1 Qcc, 46.2.5)。 7. CNC經由管理協定(例如netconf或IEEE 802.1Q中規定之橋接器中之另一下一代(YANG)管理物件)而在橋接器中組態路徑設定。 •此等設定定義一交換器如何轉發一封包 •在一項實施例中，AF自CNC獲得此組態資訊，且知道已設定之路徑並瞭解冗餘-其使用此資訊來啟用並確保冗餘特徵 8. 若狀態群組不含有任何故障代碼，則CNC將組態設定提供至AF。 9. AF針對5GS轉換TSN組態設定，觸發PDU工作階段修改，並進一步為SMF提供相關轉發規則及封包篩選器組，SMF進一步使用其等來組態UPF轉發規則及封包篩選器組。此可包含以下知識：CNC選擇了哪些路徑來在5GS中轉發串流訊務；5GS可相應地使用此知識來路由串流。
以上說明集中於CNC、CUC及AF (或其他核心網路節點或功能)之間的互動。在其中TSN網路不使用中央協調(亦即，不存在CNC及CUC)之實施例中，可以一類似方式應用本發明中所闡述之方法，但AF將直接與連接至5GS之交換器(例如，TSN橋接器)通話。
圖209係展示根據本發明之實施例之一無線網路中之冗餘路徑之一示意圖。可看出，冗餘路徑可自有線網路中之多個交換器到達5GS，且被引導至無線網路中之對應路徑。
圖210係展示根據本發明之其他實施例之一無線網路中之冗餘路徑之一示意圖。冗餘路徑被更詳細地展示，且可包括一或多個共同元件(例如，無線網路中之一單個元件可用於多於一個路徑中)。在此之一極端實例中，該等路徑可包括彼此相同之兩個或更多個路徑(例如，相同資料經由相同實體或虛擬路徑被傳輸多於一次)。該等路徑亦可包括彼此不同之一或多個元件(例如，兩個或更多個路徑可在一或多個方面不同)。舉例而言，該等路徑可包括以下各項中之一或多者：一不同核心網路節點或功能(諸如圖210中所圖解說明之使用者平面功能)；一不同無線電存取網路節點(諸如圖210中展示之gNodeB)；及一不同終端裝置(諸如圖210中展示之UE)。該等路徑可因此包括兩個或更多個最大不相交及/或完全不相交之路徑。
圖211係展示根據本發明之其他實施例之一無線網路中之冗餘路徑且包含最多細節之一示意圖。在此實施例中，展示兩個冗餘路徑，其等在通話器與收聽器之間(亦即，在PLC中之乙太網路主機與其控制之裝置之間)不相交。每一乙太網路主機包括一訊框複製及消除可靠性(FRER)模組，該模組允許訊框被複製(亦即，在通話器或傳輸裝置處)及去重或消除(例如在收聽器或接收裝置處)。
圖212係根據本發明之實施例之一核心網路節點或功能中之一方法之一流程圖。核心網路節點可執行傳訊及上文關於例如圖213、圖214及圖217中之一或多者所闡述之AF之功能且因此可包括或實施一應用程式功能(AF)。然而，如上文所述，此功能可實施於替代核心網路節點或功能中。此外，下文且關於圖212陳述之步驟可在多於一個核心網路功能中執行。
在步驟700中，核心網路節點自與一有線通信網路相關聯之一組態節點(例如，一CNC或一TSN交換器，如上文所闡述)接收請求訊息。請求訊息可係根據LLDP、SNMP、NETCONF、RESTCONF或任何適合網路管理協定而組態。請求訊息可包括對與無線通信網路之一拓撲相關之資訊(例如，無線通信網路中之一或多個節點之身份、彼等節點之間的鏈路、彼等節點啟用冗餘路徑之能力等)之一請求。
在步驟702中，核心網路節點將包括與無線通信網路之拓撲相關之資訊之一資訊訊息傳輸至組態節點。舉例而言，資訊訊息可包括對無線網路提供冗餘路徑之能力之一指示。資訊訊息可包括可在無線通信網路中組態至一特定端點或裝置(其可在請求訊息中識別)之路徑之一數目之一指示。資訊訊息亦可經由LLDP、SNMP、NETCONF、RESTCONF或任何適合管理協定而組態。
在步驟704中，核心網路節點自組態節點接收一組態訊息。組態訊息包括耦合至有線通信網路之一第一節點與耦合至無線通信網路之一第二節點之間的複數個路徑之設定。舉例而言，該等設定可包含複數個路徑中之每一者之一輸入埠與一輸出埠之間的一組關聯，亦即，將把資料自各別輸入埠轉發至哪一輸出埠之指令。舉例而言，參見圖215及圖216。複數個路徑在第一節點與第二節點之間攜載包括至少一個冗餘資料串流之複數個資料串流。
在一項實施例中，複數個路徑包括在無線通信網路中具有至少一個彼此共同之元件之一第一路徑及一第二路徑。舉例而言，在一項實施例中，第一路徑及第二路徑在無線通信網路中係相同的。
在另一實施例中，複數個路徑包括在無線通信網路中具有至少一個彼此不共同之元件之一第三路徑及一第四路徑(其等可係上文所揭示之第一及第二路徑之補充或替代)。舉例而言，第三路徑及第四路徑可係無線通信網路中之不相交路徑，或無線通信網路中之最大不相交之路徑。第三與第四路徑之間不共同之至少一個元件可包括以下各項中之一或多者：一使用者設備；一無線電存取網路節點；及一核心網路節點或功能。第三及第四路徑可利用一使用者設備與多個無線電存取網路節點之間的一雙連接機制及/或一使用者設備與一或多個無線電存取網路節點之間的一載波聚合機制。
該等路徑可包括一或多個實體路徑及/或一或多個虛擬路徑。
在步驟706中，核心網路節點將組態訊息中之設定轉換為以下各項中之一或多者：一封包篩選器組及一或多個轉發規則。舉例而言，AF可執行此功能，或另一選擇係，其可將設定轉發至另一核心網路節點或功能(諸如策略控制功能(PCF))以執行此功能。AF或PCF可組態有關於在無線通信網路中如何支援冗餘(例如，使用上文所闡述之技術中之任一者)之資訊。PCF或AF可請求此資訊(亦即，如何在無線通信網路中實際設置此等冗餘路徑-自一CNC之角度來看，此係無關緊要的。在內部，某些無線網路功能可能實際上僅係冗餘的，例如，僅使用一個UPF)。
在步驟708中，核心網路節點根據設定而在無線通信網路內組態複數個路徑。視情況，特別是在步驟706中將設定轉換為一封包篩選器組及轉發規則中之一或多者之情況下，此可包括將封包篩選器組及/或轉發規則轉發至一第二核心網路節點(例如，一SMF)。舉例而言，AF (或PCF)可向SMF傳訊，以設置修改PDU工作階段(若需要)，以基於AF輸入及有關5GS中如何支援冗餘之資訊來支援冗餘。SMF將然後相應地修改UPF中之PDU工作階段。
在其他實施例中，告知AMF如何根據來自AF之輸入及關於如何支援冗餘之5GS內部資訊而在RAN中設置冗餘。
圖213係根據本發明之實施例之一組態節點中之一方法之一流程圖，該組態節點與一有線通信網路(諸如一乙太網路)相關聯。組態節點可執行上文關於例如圖213、圖214及圖217中之一或多者所闡述之傳訊及CNC之功能及/或CUC功能，且因此可包括或實施一CNC及/或一CUC。然而，在替代實施例中，特別是在未集中組態有線網路(且因此不存在CNC或CUC)之情況下，組態節點可包括有線網路之一交換器(例如，一TSN交換器)。此外，下文且關於圖213陳述之步驟可在多於一個網路節點或功能中執行。
在步驟800中，組態節點將一請求訊息傳輸至與一無線通信網路相關聯之一核心網路節點(例如，一AF，如上文所闡述)。請求訊息可根據LLDP、SNMP、NETCONF、RESTCONF或任何適合網路管理協定而組態。請求訊息可包括對與無線通信網路之一拓撲相關之資訊(例如，無線通信網路中之一或多個節點之身份、彼等節點之間的鏈路、彼等節點啟用冗餘路徑之能力等)之一請求。
在步驟802中，組態節點自核心網路節點接收包括與無線通信網路之拓撲相關之資訊之一資訊訊息。舉例而言，資訊訊息可包括對無線網路提供冗餘路徑之能力之一指示。資訊訊息可包括可在無線通信網路中組態至一特定端點或裝置(其可能已在請求訊息中識別)之路徑之一數目之一指示。資訊訊息亦可由LLDP、SNMP、NETCONF、RESTCONF或任何適合管理協定而組態。
在某些實施例中，可不在資訊訊息中本身知道穿過無線通信網路之冗餘路徑。亦即，組態節點可不知道如何在無線通信網路中建立冗餘路徑，或者不知道在無線網路中用於達成冗餘並提高可靠性之冗餘技術(例如，雙重連接、封包重複、載波聚合等)。然而，資訊訊息可包括例如可在無線通信網路中支援之冗餘路徑數目之一指示。
在步驟804中，組態節點判定耦合至有線通信網路之一第一節點與耦合至無線通信網路之一第二節點之間的冗餘資料串流之複數個路徑。該複數個路徑在第一與第二節點之間攜載包括至少一個冗餘資料串流之複數個資料串流。
在一項實施例中，在組態節點不知曉無線通信網路內之精確路徑之情況下，此步驟可假設整個無線通信網路等效於一或多個TSN橋接器。
在步驟806中，組態節點將包括複數個路徑中之每一者之設定之一組態訊息傳輸至核心網路節點。舉例而言，該等設定可包含複數個路徑中之每一者之一輸入埠與一輸出埠之間的一組關聯，亦即，將資料自各別輸入埠轉發至哪一輸出埠之指令。舉例而言，參見圖215及圖216。
處置來自一時效性網路之精確時序協定傳訊
時效性網路(TSN)係基於IEEE 802.3乙太網路標準。TSN透過IEEE 802.3網路提供確定性服務(諸如時間同步，受保證之低潛時傳輸及高可靠性)以使舊式乙太網路(為盡力而為通信而設計)具有確定性。今天可用之TSN特徵可分群為以下種類： •時間同步(例如IEEE 802.1AS) •受限低潛時(例如IEEE 802.1Qav、IEEE 802.1Qbu、IEEE 802.1Qbv、IEEE 802.1Qch、IEEE 802.1Qcr) •超可靠性(例如IEEE 802.1CB、IEEE 802.1Qca、IEEE 802.1Qci) •網路組態及管理(例如IEEE 802.1Qat、IEEE 802.1Qcc、IEEE 802.1Qcp、IEEE 802.1CS)
可按照IEEE 802.1Qcc中定義之一集中式或一分散式設置，以不同方式來實施TSN網路之組態及管理。圖106至圖108中展示不同組態模型。圖106展示一分散式TSN組態模型，圖107展示一集中式TSN組態模型，且圖108展示一完全集中式TSN組態模型，如IEEE P802.1Qcc/D2.3中定義。
TSN內部之通信端點稱為通話器及收聽器。一TSN網路有多個實體及特徵組成。通話器與收聽器之間的所有交換器(在圖106至圖108中稱為橋接器)皆需要支援特定TSN特徵，例如IEEE 802.1AS時間同步。一TSN域實現節點當中的同步通信。通話器與收聽器之間的通信係以串流來執行。一串流基於由在通話器及/或收聽器處實施之一應用程式給出之資料速率及潛時方面之特定要求。TSN組態及管理特徵用於設置串流且跨越網路保證串流之要求。在圖106中所展示之分散式模型中，通話器及收聽器可例如使用一串流保留協定(SRP)來設置及組態沿著TSN網路中自通話器至收聽器之路徑之每一交換器中之一TSN串流。無論如何，某些TSN特徵需要一中央管理實體，稱為集中式網路組態(CNC)工具，如圖107中所展示。CNC可例如使用Netconf及YANG模型來針對每一TSN串流組態網路中交換器。此亦允許使用IEEE 802.1Qbv中定義之使得能夠以確定性潛時在一TSN網路中輸送資料之時間閘控排佇。在每一交換器上之時間閘控排佇之情況下，佇列沿循一精確排程而打開或關閉，該精確排程允許高優先級封包在其於閘被排程為打開之時間內到達入口埠之情況下以最小潛時及時基誤差通過交換器。在完全集中式模型中，如圖108中所展示，進一步添加用作收聽器與通話器之一聯繫點之一集中式使用者組態(CUC)實體。CUC自裝置收集串流要求及端點能力且直接與CNC通信。IEEE 802.1Qcc中進一步詳細地解釋關於TSN組態之細節。
圖109展示使用如圖108中所展示之完全集中式組態模型之TSN串流組態之程序之一序列圖。
經執行以在完全集中式組態模式中設置TSN網路中之一TSN串流之步驟如下： 1．CUC可自例如規定應交換時間敏感串流之裝置之一工業應用/工程工具(諸如例如一可程式化邏輯控制器(PLC))接收輸入。 2．CUC讀取包含有關使用者訊務之週期/間隔及有效負載大小之資訊之TSN網路中之終端站及應用程式之能力。 3．基於此以上資訊，CUC建立： 一StreamID作為每一TSN串流之一識別符， 一StreamRank，及 UsertoNetwork要求。 4．CNC發現使用例如一連結層發現協定(LLDP)及任何網路管理協定之一實體網路拓撲。 5．CNC例如藉由一網路管理協定讀取TSN網路中之橋接器之TSN能力(例如IEEE 802.1Q、802.1AS、802.1CB)。 6．CUC起始加入請求以組態串流，以便針對自一個通話器至一個收聽器之一TSN串流組態橋接器處之網路資源。 7．由CUC建立通話器及收聽器群組(規定一TSN串流之一元件群組)，如IEEE 802.1Qcc, 46.2.2中所規定。 8．CNC組態TSN域 9．CNC檢查實體拓撲且檢查網路中之橋接器是否支援時間敏感串流。 10．CNC執行串流之排程及路徑運算。 11．CNC組態沿著TSN網路中之路徑之橋接器中之TSN特徵。 12．CNC將串流之所得資源指派之一狀態(成功或失敗)傳回至CUC。 13．CUC進一步組態終端站以開始最初在收聽器與通話器之間定義之使用者平面訊務交換。
在TSN網路中，streamID可用於唯一地識別串流狀態。其用於將TSN資源指派給一使用者之串流。streamID由兩個元組組成，亦即： 1.與TSN通話器相關聯之一MacAddress 2.用於區分由MacAddress識別之終端站內之多個串流之一UniqueID
在如圖106中所圖解說明之分散式組態模型中，不存在CUC及CNC。通話器因此負責起始一TSN串流。由於不存在CNC，因此橋接器將自身組態，此不允許使用例如802.1Qbv中定義之時間閘控排佇。
在圖107中所繪示之集中式模型中，通話器負責串流初始化但橋接器由CNC組態。
為了將裝置無線地連接至一TSN網路，5G係一有前途解決方案。5G標準亦透過許多新特徵解決工廠使用情形，尤其是在RAN上，與4G相比，其更加可靠並減少了傳輸潛時。5G網路包括三個主要組件，其等係UE、RAN (例示為gNB)及節點，諸如5G核心網路(5GCN)內之一使用者平面功能(UPF)。圖110中圖解說明5G網路架構。5G網路之一控制平面進一步包括一網路儲存庫功能(NRF、一存取管理功能(AMF)、一工作階段管理功能(SMF)、一網路公開功能(NEF)、一策略控制功能(PCF)及一統一資料管理(UDF)。
一 正在進行之研究挑戰係5G與TSN之相互作用，如圖111中所圖解說明。兩種技術皆定義了自己之網路管理及組態方法以及用於網路管理及組態以及用於達成通信確定性之不同機制，必須以某種方式配置通信確定性以實現工業網路之端對端確定性網路連線。在下文中，連接至5G網路之裝置稱為5G端點。連接至TSN域之一裝置稱為一TSN端點。
儘管有在圖111中展示之內容，但UE亦可能不連接至一單個端點，而是連接至包括至少一個TSN橋接器及至少一個端點之一TSN網路。在此一情況中，UE係一TSN-5G閘道器之部分，其中終端站在藉由5G網路與主要TSN網路隔離之一區域TSN網路之情境內與UE通信。
在下文中，將闡述如何根據圖111中所展示之情境在一5G系統(5GS)中進行乙太網路輸送之一實例。 •此情境假設其中一單個UE需要支援一或多個端點(每一端點具有一不同乙太網路MAC層位址)之情形。換言之，UE可支援多個乙太網路埠。 •假設與TSN交換器介接之使用者平面功能(UPF)支援乙太網路PDU之接收及傳輸。 •自TSN交換器接收到一乙太網路PDU後，UPF必須能夠將一或若干目的地MAC位址與例如一PDU工作階段(例如基於與目的地MAC位址相關聯之UE之IP位址)相關聯，且然後將乙太網路PDU中繼至5G網路中之適當節點。 •gNB使用具有適合支援乙太網路PDU傳輸之可靠性及潛時屬性之一資料無線電承載(DRB)將乙太網路PDU發送至UE。 •UE例如自PDCP層恢復乙太網路PDU，且由於UE可支援一或多個乙太網路連接之端點而將乙太網路PDU發送至與目的地MAC位址關聯之端點。 •總之，UPF自TSN交換器接收之原始乙太網路PDU係透過5G網路透明地遞送。 •對於上行鏈路方向，預期5G網路會判定何時將一無線電網路臨時識別符(RNTI)與乙太網路操作相關聯，藉此允許與RNTI相關聯之上行鏈路有效負載(諸如，例如一乙太網路PDU)被路由至一UPF。UPF然後簡單地將所接收乙太網路PDU發送至一TSN交換器。
諸多TSN特徵基於所有同級之間的精確時間同步。並且，許多工業應用依賴於一精確同步。如上文所介紹，此係使用例如IEEE 802.1AS或IEEE P802.1AS-rev達成。在TSN網路內，因此可能達成亞微秒誤差之一同步。為了達成此準確度位準，可需要一硬體支援；例如用於為封包加時間戳記。
在網路中，一超主點(GM)係在一主從式架構中將時序資訊傳輸至所有其他節點之一節點。GM可能藉由使所選擇超主點優越之特定準則而自幾個潛在節點中選出。
在802.1AS之一TSN擴展(亦即，P802.1AS-rev)中，已經定義了在一主要GM之後亦可組態一第二冗餘備用GM。若主要GM由於任何原因發生故障，則可將TSN域中之裝置同步至第二冗餘GM。冗餘GM可在一熱待命組態中工作。
在基於IEEE P802.1AS-rev之TSN (亦稱為廣義精確時序協定(gPTP))中，一TSN網路中可支援多個時域及相關聯gPTP域。gPTP支援兩個時幅： •時幅PTP：該時期係PTP時期(IEEE 802.1 AS-rev第8.2.2節中之細節)，且此時幅係連續的。時間之度量單位係在旋轉週期上實現之SI秒。 •時幅ARB (任意地)：此時幅之時期係域啟動時間，且可藉由管理程序進行設置(IEEE 802.1AS-rev第3.2節中之更多細節)
TSN網路中之裝置可同步至多個時域。一區域任意時域亦可稱為一工作時鐘。
設置TSN串流之初始步驟中之一者(如上文所解釋及圖109中所展示)係由CNC藉由對應該交換時間敏感串流之端點(通話器及收聽器)進行分群來建立一TSN域。此清單係由CUC提供至CNC。CNC進一步組態連接此等端點之橋接器，使得每一TSN域(通話器、收聽器及橋接器)具有其自身的工作時鐘。在技術上，此可根據IEEE 802.1AS-rev藉由組態外部埠作用組態機制來完成。
圖214展示用於每一PTP封包之一PTP標頭(注意，某些欄位之解釋正IEEE1588之新版本中以及對應地在IEEE P802.1ASRev中修訂)。域編號為每一訊框定義訊框所屬之時域。PTP時域允許在一單個網路基礎設施上使用多個獨立PTP時鐘。此等編號需要在每一終端站處組態，使得每一終端站皆知道其需要哪個時域。
根據IEEE P802.1AS-Rev / D7.3，規定宣告訊息及傳訊訊息之目的地位址應保留為一多播位址01-80-C2-00-00-0E。此外，所有用於同級間同步之同步(SYNC)、後續(Follow-Up)、Pdelay_Request、Pdelay_Response及Pdelay_Response_Follow_Up之目的地MAC位址亦應保留為多播位址01-80-C2-00-00-0E。應當注意，根據IEEE802.1Q，具有此位址之訊框永遠不能轉發(不可轉發位址)，而必須由橋接器終止。其等應使用任何出口實體埠之MAC位址作為源位址。
如上文所介紹，TSN域與不同時鐘(諸如，例如全球時鐘及工作時鐘)一起工作。此外，每一TSN域之時鐘不一定同步，且一工廠網路可能包括幾個TSN域。因此，跨越一工廠網路，可能存在具有任意時幅之幾個獨立TSN域，其中不同之可能重疊之裝置子組需要同步。如圖145中所展示，每一TSN域可具有其自身之工作時鐘。
為了在製造使用情形中滿足TSN之時間同步要求，要求一蜂巢式網路提供所有機器(諸如，例如感測器或執行器)可同步到的一時間參考。
當前，在用於LTE無線電之3GPP標準化版本15中，已經開發允許基地台(BS)與UE之間的時間同步具有亞微秒準確度之一機制。
在3GPP RAN 2中已經提出將兩個資訊元素(IE)添加至SIB 16中(諸如，例如具有一特定粒度(例如0.25µs)及一不確定值之時間參考以及DL無線電資源控制(RRC)訊息UETimeReference)，以在一RRC訊息中添加三個IE之情況下將一GPS時間傳輸至UE。
此程序之主要目的係將基於GPS之時間參考資訊以及彼資訊之不準確性傳送至UE。
LTE定義了與SIB 16中之時序資訊有關之幾個系統資訊區塊(SIB)，SIB含有與GPS時間及協調世界時(UTC)有關之資訊。
經由一下行鏈路共用頻道(DL-SCH)傳輸SIB。藉由標記有一特殊系統資訊RNTI(SI-RNTI)之一對應實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)之傳輸來指示一子訊框中一SIB之存在。
資訊元素(IE) SIB 16含有與GPS時間及UTC相關之資訊。UE可使用參數區塊來獲得GPS及區域時間。
提供時間同步之另一方式可係在RRC傳訊中使用一時間參考資訊訊息來將GPS時間傳輸至UE。
版本16之工作正在進行中，且論述了不同選項，以解決TSN及工業應用所需之時間同步需求。尤其在5G中對多個時域之支援係一開放話題。
出於本發明論述之目的，假設使用5GS內部傳訊來輸送時間資訊。在此情形中，5GS可充當一gPTP時間感知裝置(定義為符合一IEEE1588邊界時鐘)-其可使用入口gPTP訊框來獲取自身時間感知，或者可具有單獨gPTP執行個體來處置5G系統時鐘及外部TSN時鐘。RAN及核心中之一內部傳訊可用於在內部輸送相關gPTP資訊，且當被UE接收時，其可然後在UE出口處充當一gPTP主控器。在此情形中，5GS必須支援並參與所有最佳主時鐘演算法(BMCA)(在此情形中，每一gPTP域必須操作一個gPTP執行個體)，或者由一外部實體組態為其gPTP角色。在實施一靜態BMCA之情況下，一簡化選項係可能的。BMCA之實際操作不在本發明之範疇內，但是本文中識別之解決方案支援經由宣告訊息接收之相關資訊之傳送。若實施級聯時間感知系統，則可能亦需要在5GS介面或5GS節點之內部介面處產生宣告訊息。
發送gPTP訊息以將從屬器同步至一主控器。在gPTP中，舉例而言，域編號用於在一網路中並行建立多個時域。此等編號有助於一從屬器將其時鐘與一特定時域主控器同步。到目前為止，不存在一5G系統可高效地支援工業自動化應用程式所需之多個時域之方式。在需要支援大量域(諸如，例如32個域)且連接大量UE之情形下，此係特別重要的。
取決於在5GS中如何輸送時間信號及尤其在RAN處選擇哪種傳輸類型(廣播、多播、單播)，RAN瞭解哪個UE需要哪個時域信號可係非常重要的。然而當今不支援此功能。
圖215繪示根據其中可實施本文中之實施例之一第一情境之一通信網路100的一實例。通信網路100係一無線通信網路，諸如，例如一LTE、E-Utran、WCDMA、GSM網路、任何3GPP蜂巢式網路、Wimax，或者任何蜂巢式網路或系統。
通信網路100包括一無線電存取網路(RAN)及一核心網路(CN)。通信網路100可使用若干種不同技術，諸如長期演進(LTE)、先進LTE、5G、寬頻分碼多重存取(WCDMA)、全球行動通信系統/用於GSM演進之增強資料速率(GSM/EDGE)、微波存取之全球互操作性(WiMax)、Wi-Fi或超行動寬頻(UMB)，僅列舉幾個可能之實施方案。在通信網路100中，一或多個UE120可經由一或多個存取網路(AN) (例如RAN)與一或多個CN通信。UE 120可例如係一無線裝置(WD)、一行動站、一非存取點(非AP) STA、一STA及/或一無線終端機。熟習此項技術者應理解，「無線裝置」係一非限制性術語，其意指任何終端機、無線通信終端機、使用者設備、機器類通信(MTC)裝置、裝置至裝置(D2D)終端或節點，例如智慧型電話、膝上型電腦、行動電話、感測器、中繼器、行動平板或甚至在一小區內通信之一基地台。
RAN包括一組無線電網路節點，諸如無線電網路節點110、111，每一無線電網路節點在一或多個地理區域(諸如一無線電存取技術(RAT)(諸如5g、LTE、UMTS、Wi-Fi或類似技術)之一小區130、131)上提供無線電涵蓋範圍。無線電網路節點110、111可係一無線電存取網路節點，諸如無線電網路控制器或一存取點，諸如一無線區域網路(WLAN)存取點或一存取點站(AP STA)、一存取控制器、一基地台，例如一無線電基地台，諸如一gNB、一NodeB、一演進節點B (eNB、eNodeB)、一收發器基地台、存取點基地台、基地台路由器、一無線電基地台之一傳輸配置、一獨立存取點，或能夠服務於取決於例如第一無線電存取技術及所使用術語由無線電網路節點110、111服務之小區(亦可稱為一服務區域)內之一無線裝置之任何其他網路單元。
CN進一步包括經組態以經由例如一S1介面與無線電網路節點110、111通信之一核心網路節點140。核心網路節點可例如係一行動交換中心(MSC)、一行動管理實體(MME)、一操作與管理(O&M)節點、一操作、管理與維護(OAM)節點、一操作支援系統(OSS)節點及/或一自組織網路(SON)節點。核心網路節點140可進一步係包括在一雲端141中之一分散式節點。
UE 120位於網路節點110之小區130 (稱為服務小區)中，而網路節點111之小區131稱為相鄰小區。儘管，圖215中之網路節點110僅繪示為提供一服務小區130，但網路節點110可進一步提供與服務小區130相鄰之一或多個小區131。
注意，儘管在本發明中已經使用來自3GPP 5G之術語來例示本文中之實施例，但此不應被視為將本文中之實施例之範疇限制為僅上述系統。包含WCDMA、WiMax、UMB、GSM網路、任何3GPP蜂巢式網路或者任何蜂巢式網路或系統之其他無線系統亦可自利用本發明內所涵蓋之思想中受益。
在下文中，將進一步詳細闡述本文中之實施例。
根據本文中之實施例，5GS可自其中部署有一超主點之一外部網路接收gPTP訊息。來自GM之gPTP訊息可在5GS之一UE或UPF側上接收。如上文所介紹，由於在工業網路中使用多個時域，因此可能會有多個信號到達5GS。在圖89中圖解說明其中超主點位於5GS之UPF側之一情境下5GS中之多個時域支援之一項實例。在圖89中，將gPTP訊息直接輸送至一gNB，此係一項可能實施方案。任何gPTP訊息皆包括一域編號，該域編號定義gPTP訊息所屬之時域。
本文中之此實施例假設使用5GS中之gPTP訊框之一非透明輸送，換言之，資訊係自gPTP訊框中提取，並使用3GPP傳訊透過5GS進行中繼。關於時域以及哪個UE屬哪個時域之資訊對於連接大量UE且需要支援大量gPTP域(諸如，例如多於兩個gPTP域)之情形尤其重要。
一種情境係，超主點位於5GS之UPF側(下行鏈路)上：UPF或gNB可接收gPTP訊息且可充當一外部TSN網路之一從屬器。因此，在UPF或一gNB中實施之一個特定gPTP執行個體(諸如，例如一gPTP應用程式之一實例化)可處置屬彼特定gPTP域之gPTP訊息(如域編號屬性所指示)，且例如由於特定gPTP域之一BMCA而鎖定至相關GM。若UPF提供實例化，則UPF將將把自gPTP訊息中提取之時間資訊以及有關其所屬之時域之資訊轉發至一或多個gNB。UPF可例如被組態有一組乙太網路MAC多播位址，針對該等位址其將把對應時間資訊及時域資訊中繼至一或多個gNB。注意，當UPF自gPTP訊息獲取時序資訊(諸如，例如一外部TSN工作時鐘值及一對應時域)、將其中繼至gNB以便進一步散佈至UE時，不中繼實際gPTP訊息。不同選項可用於在RAN中傳輸時序資訊，特別是不一定需要gNB之參與。舉例而言，在實施一分散式時間感知方法之情形下，僅5GS邊緣處之裝置可需要處置及處理gPTP訊息。然而，本文中之實施例集中於其中必須涉及RAN且使用基於SIB或基於RRC之方法來向UE傳達時序資訊之情形。
若在RAN中使用一無線電廣播(舉例而言，SIB訊息)：UE需要知道哪一廣播信號屬哪一時域。每一時域可個別地廣播，或者一個廣播信號可能攜載多個時域之資訊。 - 在一項實施例中，此可例如藉由添加在SIB信號中發送給UE之指示域編號之一額外參數來解決，該額外參數係諸如例如0至127之間的一整數；在每一廣播信號中或在一個信號中有多個。 - 在另一實施例中，廣播信號不攜載任何額外參數，但是在廣播時，其總是攜載諸如域0或一域編號清單(諸如域0、1、2、…、N)之一特定時域信號。在廣播訊息中發送之該域編號或該域編號清單可係預組態的或可在發送帶有時序資訊之廣播訊息之前發送至UE。 - 根據又一實施例，UE可獲知UE連接到的一或若干終端站需要哪一(些)時域。UE可例如藉由收聽由終端站週期性地遞送之gPTP宣告訊息來獲知此點。作為BMCA之一結果，UE將實施在主控狀態下操作之一PTP埠以轉發來自5G網路之時間信號，且將僅在其需要支援之特定PTP域中操作。此意味著UE將僅自其所需之廣播時間信號資訊中選擇時域。 - 以一種方式，5GS可例如分別藉由一UE識別符或連接至UE之一終端站之一MAC位址而自一TSN網路控制器獲得關於哪個時域信號需要被引導至哪個UE之資訊。例如當CNC在TSN網路中設置TSN域時，可自外部TSN CNC向一應用程式功能(AF)發送該資訊。CNC可宣告需要將哪個時域信號轉發至哪個埠，諸如，例如轉發至一UE或一MAC位址。AF可觸發SMF或AMF或另一核心網路功能來告訴UE其應該收聽哪個時域信號。詳細地： - CUC可能確切知道一終端站需要哪個時鐘域。 - 然後，CUC可告訴CNC組態一5G「橋接器」(亦即，模型化為一橋接器/時間感知中繼器之5G系統)。CNC可例如要求5GS在5G橋接器之北向與5G橋接器之南向之間設置一連結，使得可將正確時序遞送至對應終端站。 - 5GS可自CNC接收AF資訊，且可將CNC命令轉譯為5GS傳訊。根據本文中之實施例，此可被稱為一外部埠組態，該外部埠組態可由一CNC執行以定義一交換器內部或5GS內部之gPTP快速跨距樹。若外部埠組態可用作來自CNC之資訊，則不再需要BCMA。埠可由CNC組態為承擔不同角色，諸如，例如MasterPort、SlavePort、PassivePort或DisabledPort，該等不同角色可解釋為根據IEEE P802.1AS-rev標準，每一時域信號需要在5GS中路由之位置。例如，可使用來自AF之5GS內部傳訊來告知UE在使用一廣播之情形下應收聽哪個時域信號。
若使用一無線電多播或單播(使用例如RRC傳訊)：一或若干gNB通常需要知道哪個UE或哪些UE需要來自哪個時域之哪個時間信號。 - 根據一項實施例，此可藉由自UE向gNB發送關於UE關注之哪個時域或更確切地說連接至UE之一或若干終端站關注之哪個時域之一信號來達成。由於每一裝置皆知道其應該收聽哪個時間信號，因此此資訊在UE連接到的終端站中可用。來自BCMA之方法可用於獲得該資訊。此可係一單個或多個時域，端視UE如何連接至諸如一單個終端站或一交換器後續接著多個終端站而定，且例如關於廣播情形所闡述之方法等方法對於瞭解終端站之關注係有效的。gNB可向UE查詢關於UE需要之時域之資訊，或者UE可在連接至網路之後將關於其需要哪個時域之資訊發送至gNB。此可例如使用UE與gNB之間的RRC訊息傳遞來執行。 - 根據另一實施例，UE可被人工地組態至一或若干特定時域，且關於UE所需要之時域之資訊可在一核心網路功能處獲得。一UE 5G內部識別符可用於例如在5GS中查詢一資料庫，其中在資料庫中指出了UE要同步至哪個時域。gNB可查詢一核心網路功能。核心網路功能可告訴gNB哪個UE需要哪個時域信號。一個解決方案可係當設置一PDU工作階段時，SMF將此資訊提供至RAN。對於廣播情形，此組態或關於需要將哪個時域信號轉發至哪個UE之資訊可在例如透過AF之TSN域設置階段期間自一外部TSN CNC (外部埠組態)接收。此資訊可在5GS中在內部轉發至RAN，以便讓RAN知道哪個UE需要哪個時域信號。由於gNB可能僅將此等信號發送至UE，因此UE將僅接收一時間信號或其需要轉發至其他裝置之信號。為了分離發送至UE之不同時間信號，可在UE與gNB之間協商識別符，或者可將識別符預組態為允許UE在不同時域之間進行區分並相應地轉發gPTP訊框，亦即，將正確域編號放置至gPTP訊框中。預組態可使得不在單播RRC訊息中傳訊域編號，但是UE知道訊息所指的係哪個域編號。若UE僅支援一個時域，則此係直截的。若UE支援多個時域，則單播訊息可包含以例如時域編號之一升序或降序排序之一時間資訊清單。
在5GS之出口處，亦即，當訊息離開5GS時，UE可充當連接至其之任何裝置之一gPTP主控器。此可涉及基於來自一gNB之時序及其他資訊(諸如，例如域編號)對各種gPTP訊框(諸如，例如同步、Follow_up、Pdelay_request、Pdelay_response、PDelay_Response_Follow_up、宣告等)之一建立或重建。此類似於關於圖217中之接收裝置所執行之方法所闡述之動作1202。
對於上述所有實施例，除了時間信號是單播、多播還是廣播之外，如何在RAN中輸送時間信號(亦即，使用哪些信號以及如何設計此等信號以達成一充分準確度)並不重要。
對於上述所有實施例，其亦可能進一步涉及向/自UE傳輸其他gPTP資訊，諸如，例如與BMCA之處置有關之資訊以及產生傳出PTP訊息所需之相關資訊，諸如，例如一時鐘識別符。在上文所闡述之所有三種情形(亦即，廣播、多播及單播)下，皆可能係此情形，作為緊隨時間信號傳輸之後的專用RRC或SIB傳訊或作為RRC或SIB訊息中之時間傳訊之部分。
此外，一網際網路協定(IP)可用於輸送gPTP訊框。在此情形中，在層3(L3)上之乙太網路上使用IP之情況下，此處之所有方法皆可能以一類似方式適用。
另一情境係當超主點在5GS之UE側上時(上行鏈路)：當超主點在5GS之UE側上時，則UE需要將時間資訊轉發至gNB。UE可接收gPTP訊息，且因此是時間感知的。需要告知5GS一經傳輸信號屬哪個時域。僅單播(諸如，例如使用RRC傳訊)在上行鏈路中係可能的。
在一項實施例中，可藉由自UE至gNB之一專用RRC傳訊來將時域告知5G網路，該RRC傳訊指示時域編號。當存在多個時域時，專用RRC傳訊可包括多個時域編號。gNB可接收此資訊並將其轉發至UPF，或者可自身使用其來將時序資訊自UE轉發至正確時域，以便最終用正確域編號重新建立gPTP訊框。RRC傳訊可作為時間傳訊之部分被執行，或者可被預先協商。若協商為UE將傳訊來自多個時域之時間，則可使用一識別符來區分時間信號內之時域。
根據另一實施例，時域亦可被預組態(UE＃12345可經組態以僅上行鏈接屬時域i之一時域信號)。若預組態為UE將傳訊來自多個時域之時間，則可使用一識別符來區分時域。如上文實施例中所闡述，亦可基於來自一外部TSN CNC之輸入例如透過針對下行鏈路實施例解釋之AF來執行一預組態。
本文中之實施例具有允許多個時域之端對端時間同步之益處。藉此，5GS系統現在能夠高效地轉發來自多個時域之時間信號。
圖216圖解說明由無線通信系統(100)(諸如，例如5G系統)中之傳輸裝置(諸如，例如UE 120、網路節點110及/或UPF)執行之用於處置來自TSN之gPTP傳訊之方法動作。 - 動作1101：傳輸裝置可自一TSN網路接收一gPTP訊息。gPTP訊息包括時間資訊及與時間資訊相關之一時域。 - 動作1102：傳輸裝置可自gPTP訊息提取時間資訊及時域。 - 動作1103：傳輸裝置可獲得關於一接收裝置與之相關之時域之資訊。關於一特定裝置與之相關之時域之資訊可藉由自接收裝置接收指示接收裝置與哪一時域相關之一信號而獲得：該指示可例如藉由RRC傳訊而傳訊。在某些實施例中，接收裝置可被預組態有一或多個特定時域，且關於接收裝置與之相關之時域之資訊可由傳輸裝置藉由查詢包括特定接收裝置經組態以支援之時域之一資料庫(亦即，藉由將一查詢發送至該資料庫)來獲得。包括在3GPP訊息中之時域可使用一識別符來指示。該識別符可在查詢資料庫時使用。 - 動作1104：傳輸裝置可進一步將包括時間資訊及與時間資訊相關之時域之一3GPP訊息傳輸至接收裝置，諸如，例如無線電網路節點110、UPF及/或UE 120。3GPP訊息可例如係用於廣播之一工作階段起始協定(SIP)訊息或一無線電資源控制(RRC)訊息。 - 動作1104a：傳輸裝置可基於在動作1103中接收之資訊使用多播或單播來將包括時間資訊及與時間資訊相關之時域之3GPP訊息傳輸至與包括在3GPP訊息中之時域相關之一或多個接收裝置。 - 動作1104b：當傳輸裝置係一無線電網路節點或一UPF時，傳輸裝置可使用廣播來將3GPP訊息傳輸至接收裝置。傳輸裝置可在3GPP訊息中傳輸一額外參數或一專用傳訊。額外參數可指示經廣播3GPP訊息與之相關之時域或一時域編號。
圖217圖解說明由3GPP無線通信系統100 (諸如，例如5G系統)中之接收裝置(諸如，例如UE 120、網路節點110及/或UPF)執行之用於處置來自TSN之gPTP傳訊之方法動作。接收裝置可在本文中亦稱為一接收實體。 - 動作1201：接收裝置可自一傳輸裝置(諸如，例如無線電網路節點110、UPF及/或UE 120)接收包括一時間資訊及與時間資訊相關之一時域之一3GPP訊息。可使用多播、單播或廣播來接收3GPP訊息。 - 動作1202：接收裝置可基於包括在3GPP訊息中之時間資訊及時域而建立及/或重新建立包括時間資訊及與時間資訊相關之時域之一gPTP訊息。 - 動作1203：當3GPP訊息係作為一廣播訊息接收時，接收裝置可進一步獲得關於由TSN網路中之一或多個終端站支援之時域之資訊，該等終端站連接至接收裝置。關於由TSN中之終端站支援之時域之資訊可例如藉由接收由終端站週期性地遞送之一gPTP訊息(諸如，例如一gPTP宣告訊息)而獲得。關於由TSN中之終端站支援之時域之資訊可在另一實施例中藉由自一TSN網路控制器接收資訊而獲得，其中該資訊包括一接收裝置識別符(諸如，例如一UE識別符)或一終端站之一MAC位址。 - 動作1204：接收裝置可將一gPTP訊息傳輸至TSN網路中之一或多個終端站，其中該gPTP訊息包括自3GPP訊息提取之時間資訊及與時間資訊相關之時域。 - 動作1204a：接收裝置可基於在動作1203中獲得之資訊而將與由TSN之終端站支援之時域相關之廣播時間資訊傳輸至終端站。因此，不與由連接至接收裝置之TSN終端站支援之時域相關之任何廣播時間資訊將不會被接收裝置傳輸至終端站。
下文闡述用於處置來自一時效性網路之精確時序協定傳訊之技術之額外實施例。
根據本文中之實施例，5GS可自其中部署一超主點(GM)之一外部網路接收gPTP訊息。來自GM之gPTP訊息可在5GS之一UE或UPF側上接收。如上文所介紹，由於在工業網路中使用多個時域，因此可能會有多個信號到達5GS。在下面之實施例中，假設gPTP訊框在5GS中透明地輸送。在此情形中，對於連接大量UE且需要支援大量gPTP域(諸如，例如多於兩個gPTP域)之情形，瞭解哪些節點需要哪些時域信號(亦即，攜載至一特定域編號之gPTP訊框)特別重要。介紹用於時間信號之上行鏈路及下行鏈路傳輸兩者之解決方案。對於連接大量UE且需要支援大量gPTP域(諸如，例如多於兩個gPTP域)之情形，關於時域以及哪個UE屬哪個時域之資訊特別重要。
在5GS之UPF側上之超主點(下行鏈路)：5GS端對端轉發gPTP訊框(亦即，支援一給定工作時鐘之TSN源節點與一UE或與關聯於彼UE之一終端站交換gPTP訊框)，該gPTP訊框攜載時間資訊。每一gPTP訊框可包括指示gPTP訊框所屬之時域之域編號標頭欄位。gPTP訊框可需要在PDU工作階段中輸送至一UE或複數個UE。相關解決方案之細節取決於經實施以便跨越5GS「透明地」攜載PTP時間資訊之特定機制，諸如，例如充當一分散式透明時鐘，或等化在兩個方向上之延遲以便建立一對稱頻道。在此情形中，無需5GS參與BMCA。
若在5GS中使用gPTP訊框之一廣播：若在5GS中例如藉由gNB執行gPTP訊框之一廣播，則一或若干UE需要決定其是否正在收聽一特定廣播。此可藉由檢查連接至UE之任何裝置是否發送屬一特定PTP域之宣告訊息而以與上述第一實施例類似之方式執行。若一或若干經連接終端站不在此PTP域中操作，則UE可能不再收聽特定gPTP時域廣播，或者不再轉發任何gPTP訊框。此在圖218中針對UE轉發所有經廣播gPTP訊框之情形進行圖解說明，或者在圖219中針對UE僅將相關gPTP訊框轉發至各別終端站之情形進行圖解說明。UE亦可將例如gPTP訊框(諸如，例如宣告訊息)發送至終端站，以檢查對某些域編號之回復，以便瞭解哪個終端站需要哪個時域信號。
若在5GS中使用gPTP訊框之一單播或多播：5GS之入口處訊框將攜載一多播目的地MAC位址，5G網路(例如UPF)需要決定其將把gpTP訊框轉發至哪個UE(亦即，PDU工作階段)；藉由PTP特定之乙太網路類型欄位可偵測gPTP訊框。
在一項實施例中，連接至一UE之一終端站將產生在其正操作之gPTP域(PTP標頭中攜載之域編號)上攜載資訊之宣告訊息，或者一5GS節點可能使用例如宣告訊息來偵測終端站之關注點。5GS中之一節點(例如UPF)可瞭解哪個UE、分別位於一UE後面之終端站關注哪些gPTP訊息，並相應地建立例如路由傳入gPTP訊框之規則。
任何後續訊息/同步訊息僅被傳輸至關注此等gPTP封包之UE (在彼特定gPTP域中操作之此等UE)；一UE將自其連接到的一或若干終端站將gPTP訊息透明地轉發至例如UPF以瞭解終端站之需求。
此實施例之實例： •gPTP訊框(例如，一宣告訊息或同步訊息或者其他訊息)自一外部TSN網路到達UPF；此等訊框攜載指示其所指之時域之gPTP多播乙太網路目的地MAC位址及一特定域編號 •由於MAC位址指示一多播，因此UPF在彼時不知道哪個UE關注來自此時域之訊框(域編號)；因此，其將所有或一子組的gPTP訊框或一特定gPTP訊框(例如一宣告訊息)發送至所有UE或相關UE之任何子組(選項A)。另外或作為另一解決方案(選項B)，終端站自身將任何gPTP訊框發送至5GS，UE將把其等轉發至5G網路 •(選項A)自5G網路接收gPTP訊框之一UE將其等轉發至該UE連接到的一終端站。若終端站或連接至彼終端站之任何其他同級關注來自此時域之gPTP訊框(藉由檢查域編號)，則其將以其在gPTP協定中定義之一方式回復此等gPTP訊框(此係可能適用於5GS模仿一PTP鏈路之行為(其中跨越5G系統交換pdelay訊息)之情形之一方法)。UE將此等封包轉發回到5G網路，該等封包允許5G網路偵測哪個UE關注來自哪個時域之訊框 •(選項B)：一UE自一或若干終端站接收例如一宣告訊息或任何其他PTP訊息；UE將其等轉發至5G網路；5GS基於宣告訊息中攜載之域編號來學習將分別發送至一或若干終端站或者一或若干UE之正確域編號
根據另一實施例，可在5G網路中預先組態哪些UE將自一特定時域接收訊框；該等訊框可基於域編號在UPF中轉發至PDU工作階段。SMF可係在PDU工作階段之設置或修改時組態UPF中之篩選器之一實體。在一種方式中，5GS將自TSN網路獲得關於哪個時域信號需要被引導至哪個UE之資訊，亦即，UE識別符或分別連接至UE之一終端站之MAC位址。此可例如當CNC在TSN網路中設置TSN域時自外部TSN CNC向應用程式功能(AF)獲取。CNC可宣告哪些時域信號需要轉發至哪個埠，亦即，UE或MAC位址。AF可能觸發任何其他核心網路功能，以在UPF中設定正確篩選器或規則，以便使用域編號將gPTP訊框轉發至正確PDU工作階段。
此圖解說明於圖220中。詳細地： 1. CUC可確切知道一終端站需要哪個時鐘域。 2. 然後，CUC可告訴(亦可稱為指示) CNC組態5G「橋接器」(模型化為一橋接器/時間感知中繼器之5G系統)，例如CNC要求5GS在5G橋接器之北向與5G橋接器之南向之間設置一連結，使得可將正確時序遞送至對應終端站(例如，自哪個入口埠至哪個出口埠)。 3. 5GS可在可包括轉譯器功能之AF上自CNC接收資訊，且可將CNC命令轉譯為5GS傳訊，亦可稱為3GPP傳訊。在IEEE P802.1AS-rev文件中，其被稱為一外部埠組態，該外部埠組態可由一CNC執行以定義一交換器內部或(在本情形中) 5GS內部之gPTP快速跨距樹。若外部埠組態可用作來自一CNC之資訊，則不再需要一BCMA。埠可由CNC組態為不同角色，例如MasterPort、SlavePort、PassivePort或DisabledPort，該等不同角色可解釋為根據IEEE P802.1AS-rev標準，每一時域信號需要在5GS中路由之位置。來自AF之5GS內部傳訊用於例如設置/更新自UPF至UE之PDU工作階段，在此情形中，僅將選定/經篩選時鐘域傳送至對應UE/終端站
對於上文所闡述之所有實施例(諸如，例如單播或廣播)，除了是否將gPTP訊框單播、多播或廣播至UE之外，gPTP如何在5GS中輸送進一步亦係無關緊要的。此可包括在5GS入口及出口中將gPTP訊框加時間戳記，以計算一校正時間並補償5GS中變化之延遲。此展示於圖224、225及226中，其中當訊息進入5GS時，將5GS之時間添加至訊息中。未規定5GS是否可需要經由RAN傳輸所有gPTP封包(同步、Follow_up、Pdelay_request、Pdelay_response、PDelay_Response_Follow_up、宣告等)或僅傳輸其中之任何子組(例如僅含有實際時間戳記之後續訊息)，且然後可例如在UE側上建立任何未傳輸之封包，以確保與任何經連接終端站之一有效gPTP通信處置。根據一項實施例，將週期性地傳輸至少一個gPTP訊框，該gPTP訊框攜載所有必要之資訊(域編號、時間戳記等)。gPTP訊框可作為資料封包來傳輸。
此外，亦有可能使用一網際網路協定(IP)來輸送gPTP訊框。在層3 (L3)上之乙太網路上使用IP之情形下，本文中所闡述之所有實施例可以一類似方式適用。圖225及圖226中所圖解說明之轉譯器功能可係一個別實體或可係UPF功能之部分。轉譯器功能可經由點到點PDU工作階段將時鐘/時域發送至UE或可在PDU工作階段內部發送多個流。根據本文中所闡述之實例實施例，轉譯器功能亦可係一傳輸裝置。圖220展示其中TSN CNC為UPF及/或gNB提供關於如何轉發時域信號之輸入之一實施例之實例。在圖220中所展示之情境中，UPF使用單播及/或多播將gPTP訊框轉發至接收裝置，諸如，例如UE。
在5GS之UE側上之超主點(上行鏈路)：若超主點位於5GS之UE側上，則UE需要將時間資訊轉發至gNB。在此情形中，UE可係傳輸裝置，且gNB及/或UPF可係接收裝置。UE可自TSN接收gPTP訊息且因此係時間感知的。5GS可需要關於時域之資訊，以便知道自UE轉發之時間資訊屬哪個時域。
UE始終使用單播來將gPTP訊框轉發至5G網路。基於gPTP訊框標頭，網路能夠判定時域。根據本文中之一項實施例，可能不必傳輸所有gPTP訊框，而是僅傳輸一子組且在UE側篩選其他gPTP訊框。例如在UPF處之5G網路可重新建立任何未傳輸之gPTP訊框。
根據一特殊情形，可能有必要將時間信號轉發至另一UE，而不是轉發至一外部TSN網路，諸如一資料網路。在此情形中，5GS可使用以上關於下行鏈路之實施例介紹之自其接收之訊框標頭中獲得關於時域編號之資訊之方法中之一者。
本文中之實施例具有允許多個時域之端對端時間同步之益處。藉此，5GS系統現在能夠自多個時域高效地轉發時間信號。
圖221圖解說明由一3GPP無線通信系統100 (諸如，例如5G系統)中之傳輸裝置(諸如，例如UE 120、網路節點110、UPF及/或轉譯器功能)執行之用於處置來自TSN之gPTP傳訊之方法動作。•動作 1301 ：傳輸裝置可自TSN網路接收一gPTP訊框，諸如，例如一宣告訊息或一同步訊息。gPTP訊框可包括時間資訊、與時間資訊相關之一時域之一指示及/或連接至一接收裝置之一第二終端站之一MAC位址。•動作 1302 ： 傳輸裝置可基於時域之指示及/或MAC位址而判定gPTP訊框與之相關之接收裝置。•動作 1302a ：傳輸裝置可藉由獲得關於接收裝置及/或連接至接收裝置之一或多個第二終端站與之相關之時域之資訊而判定gPTP訊框與之相關之接收裝置。傳輸裝置可藉由自接收裝置接收該資訊而獲得該資訊。傳輸裝置可藉由接收指示哪些接收裝置與一特定時域相關之一預組態而獲得該資訊。傳輸裝置可進一步藉由自一TSN網路控制器接收關於由TSN中之一或多個第二終端站支援之時域之資訊而獲得該資訊，其中該資訊包括一接收裝置識別符(諸如，例如一UE識別符)或一或多個第二終端站之一MAC位址。•動作 1302b ： 傳輸裝置可進一步藉由判定在時域之指示或包括在gPTP訊框中之MAC位址對應於關於接收裝置及/或連接至接收裝置之一或多個第二終端站與之相關之時域之所獲得資訊時所接收gPTP訊框與一接收裝置相關而判定gPTP訊框與之相關之接收裝置。• 動作 1303 ： 傳輸裝置可進一步在由傳輸裝置接收及/或傳輸gPTP訊框時在gPTP訊框上設定一第一時間戳記，其中第一時間戳記可用於計算用於補償3GPP無線通信系統100中之變化之延遲之一校正時間。•動作 1304 ： 傳輸裝置可將與所判定接收裝置相關之一PDU工作階段中之gPTP訊框傳輸至所判定接收裝置(諸如，例如無線電網路節點110或UL中之UPF及/或DL中之UE 120)。傳輸裝置可係一無線電網路節點或一UPF，且gPTP訊框可使用廣播來傳輸。傳輸裝置可進一步使用多播或單播來傳輸gPTP訊框。
圖222圖解說明由3GPP無線通信系統100 (諸如，例如5G系統)中之接收裝置(諸如，例如UE 120、無線電網路節點110、UPF及/或轉譯器功能)執行之用於處置來自TSN之gPTP傳訊之方法動作。接收裝置可本文中亦稱為一接收實體。•動作 1401 ： 接收裝置可自一傳輸裝置(諸如，例如無線電網路節點110、UPF及/或UE 120)接收包括一gPTP訊框之一PDU工作階段，該gPTP訊框又包括一時間資訊、與時間資訊相關之一時域之一指示及/或連接至接收裝置之一或多個第二終端站之一MAC位址。PDU工作階段可使用多播、單播或廣播來接收。•動作 1402 ： 接收裝置可基於時域之指示及/或MAC位址而判定TSN網路中之一或多個第二終端站以將所接收gPTP訊框傳輸至其。•動作 1403 ： 當PDU工作階段作為一廣播訊息被接收時，接收裝置可進一步獲得關於由TSN網路中之一或多個第二終端站支援之時域之資訊，該等終端站連接至接收裝置。關於由TSN中之終端站支援之時域之資訊可例如藉由接收由一或多個第二終端站週期性地遞送之一gPTP訊息(諸如，例如一gPTP宣告訊息)而獲得。關於由TSN中之一或多個終端站支援之時域之資訊可在另一實施例中藉由自一TSN網路控制器接收資訊而獲得，其中該資訊包括一接收裝置識別符(諸如，例如一UE識別符)或一或多個第二終端站之一MAC位址。•動作 1404 ： 接收裝置可進一步在由接收裝置接收包括gPTP訊框之PDU工作階段及/或傳輸gPTP訊框時在gPTP訊框上設定一第二時間戳記。第二時間戳記可與在gPTP訊框上接收之第一時間戳記組合地使用以計算用於補償3GPP無線通信系統100中之變化之延遲之一校正時間。•動作 1405 ： 接收裝置可將gPTP訊框傳輸至TSN網路中之一或多個第二終端站。gPTP訊框包括包括在PDU工作階段中之時間資訊及與時間資訊相關之時域。• 動作 1405a ： 接收裝置可基於在動作1403中獲得之資訊而在廣播PDU工作階段與由TSN中之一或多個第二終端站支援之一時域相關時將廣播時間資訊傳輸至一或多個第二終端站。因此，不與由連接至接收裝置的TSN之終端站支援之時域相關之任何廣播時間資訊將不被接收裝置傳輸至終端站。
將瞭解，上文所闡述之方法可由此文件中別處所闡述之節點中之各種節點執行。同樣地，由適當節點實施之以上各項之任何組合係可能的且由本發明涵蓋。
無線裝置/UE
上文所闡述之技術中之諸多技術係整體或部分地由一無線裝置或UE執行。如本文中所使用，除非一特定使用之內容脈絡另外清晰地指示，否則術語「無線裝置」、「使用者設備」及「UE」可互換地使用，且係指能夠與網路設備及/或另一無線裝置無線地通信、經組態、經配置及/或可操作以與網路設備及/或另一無線裝置無線地通信之一裝置。在本發明內容脈絡中，無線地通信涉及使用電磁信號來傳輸及/或接收無線信號。在特定實施例中，無線裝置可經組態以在無直接人類互動之情況下傳輸及/或接收資訊。例如，一無線裝置可經設計以在由一內部或外部事件觸發時或回應於來自一網路之請求而在一預定排程上將資訊傳輸至該網路。通常，一無線裝置可表示能夠進行無線通信，經組態以、經配置以及/或可操作以進行無線通信之任何裝置，例如無線電通信裝置。無線裝置之實例包含但不限於使用者設備(UE)，諸如智慧型電話。其他實例包含無線相機、無線啟用平板電腦、膝上型嵌入式設備(LEE)、膝上型安裝式設備(LME)、USB dongle及/或無線客戶辦公場所設備(CPE)。
作為一項特定實例，一無線裝置可表示經組態以根據由第三代合作夥伴計劃(3GPP) (諸如3GPP之GSM、UMTS、LTE及/或5G標準)公佈之一或多個通信標準進行通信之一UE。如本文中所使用，一「使用者設備」或「UE」可不必具有擁有及/或操作相關裝置之一人類使用者意義上之一「使用者」。替代地，一UE可表示意欲出售給一人類使用者或由一人類使用者操作但最初可能不與一特定人類使用者相關聯之一裝置。亦應瞭解，在先前詳細論述中，為了方便起見，甚至更一般地使用術語「UE」，以便在5G之內容脈絡中包含存取5G網路及/或由5G網路服務之任何類型之無線裝置，無論UE本身是否與一「使用者」相關聯。因此，在以上詳細論述中使用之術語「UE」包含例如機器類通信(MTC)裝置(有時稱為機器對機器或M2M裝置)以及可與一「使用者」相關聯之手持式小型裝置或無線裝置。
某些無線裝置可例如藉由實施側鏈通信之一3GPP標準而支援裝置對裝置(D2D)通信，且可在此情形中稱為D2D通信裝置。
在另一特定實例中，在一物聯網(IOT)情境中，一無線裝置可表示執行監測及/或量測且將此監測及/或量測之結果傳輸至另一無線裝置及/或一網路設備之一機器或其他裝置。在此情形中，一無線裝置可係一機器對機器(M2M)裝置，其可在一3GPP內容脈絡中稱為一機器類通信(MTC)裝置。作為一項特定實例，一無線裝置可係實施3GPP窄頻物聯網(NB-IoT)標準之一UE。此類機器或裝置之特定實例係感測器、計量裝置(諸如功率計)、工業機械，或者家用或個人器具，例如冰箱、電視、個人佩戴物(諸如手錶)等。在其他情境中，一無線裝置可表示能夠監測及/或報告其操作狀態或與其操作相關聯之其他功能之一交通工具或其他設備。
如上文所闡述之一 無線裝置可表示一無線連接之端點，在此情形中，裝置可稱為一無線終端機。此外，如上文所闡述之一無線裝置可係行動的，在此情形中，其亦可稱為一行動裝置或一行動終端機。
儘管將瞭解，本文中所論述之無線裝置之特定實施例可包含硬體及/或軟體之各種適合組合中之任一者，但在特定實施例中，經組態以在本文中所闡述之無線通信網路中操作及/或根據本文中所闡述之各種技術操作之一無線裝置可由圖166中所展示之實例無線裝置1000表示。
如圖166中所展示，實例無線裝置1000包含一天線1005、無線電前端電路系統1010及處理電路系統1020，處理電路系統1020在所圖解說明實例中包含一電腦可讀儲存媒體1025，例如，一或多個記憶體裝置。天線1005可包含一或多個天線或天線陣列，且經組態以發送及/或接收無線信號，並且連接至無線電前端電路系統1010。在某些替代實施例中，無線裝置1000可不包含天線1005，且天線1005可替代地與無線裝置1000分開並可透過一介面或埠連接至無線裝置1000。
可包括例如各種濾波器及放大器之無線電前端電路系統1010連接至天線1005及處理電路系統1020，且經組態以調節在天線1005與處理電路系統1020之間傳遞之信號。在某些替代實施例中，無線裝置1000可不包含無線電前端電路系統1010，且處理電路系統1020可替代地在沒有無線電前端電路系統1010之情況下連接至天線1005。在某些實施例中，射頻電路系統1010經組態以在某些情形中同時處置多個頻帶中之信號。
處理電路系統1020可包含射頻(RF)收發器電路系統1021、基頻處理電路系統1022及應用程式處理電路系統1023中之一或多者。在某些實施例中，RF收發器電路系統1021、基頻處理電路系統1022及應用程式處理電路系統1023可位於單獨晶片組上。在替代實施例中，基頻處理電路系統1022及應用程式處理電路系統1023之部分及全部可組合成一個晶片組，且RF收發器電路系統1021可位於一單獨晶片組上。在又一些替代實施例中，RF收發器電路系統1021及基頻處理電路系統1022之部分或全部可位於同一晶片組上，且應用程式處理電路系統1023可位於一單獨晶片組上。在又一些其他替代實施例中，RF收發器電路系統1021、基頻處理電路系統1022及應用程式處理電路系統1023之部分或全部可組合於同一晶片組上。處理電路系統1020可包含例如一或多個中央處理單元(CPU)、一或多個微處理器、一或多個特殊應用積體電路(ASIC)及/或一或多個場可程式化閘陣列(FPGA)。
在特定實施例中，本文中所闡述之與一使用者設備、MTC裝置或其他無線裝置有關之某些或所有功能可體現在一無線裝置中，或者作為一替代方案，可由執行儲存在一電腦可讀儲存媒體1025上之指令之處理電路系統1020體現，如圖166中所展示。在替代實施例中，某些或所有功能可由處理電路系統1020諸如以一硬連線方式提供，而無需執行儲存在一電腦可讀媒體上之指令。在彼等特定實施例中之任一者中，無論是否執行儲存於一電腦可讀儲存媒體上之指令，處理電路系統1020皆可稱為經組態以執行所要功能。由此等功能提供之益處不僅限於單獨之處理電路系統1020或無線裝置之其他組件，而是作為一整體由無線裝置及/或整體上由最終使用者及無線網路共享。
處理電路系統1020可經組態以執行本文中所闡述之任何判定操作。由處理電路系統1020執行之判定可包含：藉由例如將由處理電路系統1020獲得之資訊轉換為其他資訊而處理所獲得資訊；比較所獲得資訊或經轉換資訊與儲存在無線裝置中之資訊；及/或基於所獲得資訊或經轉換資訊而執行一或多個操；以及作為所述處理之結果，做出一判定。
天線1005、無線電前端電路系統1010及/或處理電路系統1020可經組態以執行本文中所闡述之任何傳輸操作。任何資訊、資料及/或信號可傳輸至一網路設備及/或另一無線裝置。同樣地，天線1005、無線電前端電路系統1010及/或處理電路系統1020可經組態以執行本文中闡述為由一無線裝置執行之任何接收操作。可自一網路設備及/或另一無線裝置接收任何資訊、資料及/或信號。
電腦可讀儲存媒體1025通常可操作以儲存指令，諸如，一電腦程式、軟體、一應用程式(包含邏輯、規則、程式碼、表格等中之一或多者)及/或能夠由一處理器執行之其他指令。電腦可讀儲存媒體1025之實例包含電腦記憶體(舉例而言，隨機存取記憶體(RAM)或唯讀記憶體(ROM))、大容量儲存媒體(舉例而言，一硬碟)、可抽換式儲存媒體(舉例而言，一光碟(CD)或一數位視訊磁碟(DVD))，及/或儲存資訊、資料及/或可由處理電路系統1020使用之指令之任何其他揮發性或非揮發性非暫時性電腦可讀及/或電腦可執行記憶體裝置。在某些實施例中，處理電路系統1020及電腦可讀儲存媒體1025可視為整合在一起。
無線裝置1000之替代實施例可包含圖166所展示之彼等之外之額外組件，該等額外組件可負責提供無線裝置功能之某些態樣，包含本文中所闡述之功能中之任一者及/或支援上文所闡述之解決方案所必需之任何功能。作為僅一項實例，無線裝置1000可包含輸入介面、裝置及電路，以及輸出介面、裝置及電路。輸入介面、裝置及電路經組態以允許將資訊輸入至無線裝置1000中，且連接至處理電路系統1020以允許處理電路系統1020處理輸入資訊。舉例而言，輸入介面、裝置及電路可包含一麥克風、一近接或其他感測器、鍵/按鈕、一觸控顯示器、一或多個相機、一USB埠，或其他輸入元件。輸出介面、裝置及電路經組態以允許自無線裝置1000輸出資訊，且連接至處理電路系統1020以允許處理電路系統1020自無線裝置1000輸出資訊。舉例而言，輸出介面、裝置或電路可包含一揚聲器、一顯示器、振盪電路系統、一USB埠、一耳機介面，或其他輸出元件。使用一或多個輸入及輸出介面、裝置及電路，無線裝置1000可與終端使用者及/或無線網路通信，且允許其受益於本文中所闡述之功能。
作為另一實例，無線裝置1000可包含電源供應電路系統1030。電源供應電路系統1030可包括電源管理電路系統。電源供應電路系統可自一電源接收電力，該電源可包括在電源供應電路系統1030中或在電源供應電路系統1030外部。例如，無線裝置1000可包括呈連接至電源供應電路系統1030或整合在電源供應電路系統1030中之一電池或電池組形式之一電源。亦可使用其他類型之電源，諸如光伏打裝置。作為另一實例，無線裝置1000可能夠經由諸如一電纜之一輸入電路系統或介面而連接至一外部電源(諸如一電插座)，藉此外部電源將電力供應至電源供應電路系統1030。
電源供應電路系統1030可連接至無線電前端電路系統1010、處理電路系統1020及/或電腦可讀儲存媒體1025，且經組態以為包含處理電路系統1020之無線裝置1000供應電力以執行本文中所闡述之功能。
無線裝置1000亦可包含用於整合至無線裝置1000中之不同無線技術(諸如，舉例而言，GSM、WCDMA、LTE、NR、WiFi或藍芽無線技術)之多組處理電路系統1020、電腦可讀儲存媒體1025、無線電電路系統1010及/或天線1005。此等無線技術可整合至相同或不同晶片組及無線裝置1000內之其他組件中。
在各種實施例中，無線裝置1000經調適以執行本文中所闡述之特徵及技術之各種組合中之任一者。下文闡述數項非限制性實例。
在一第一實例中，一無線裝置包括經組態以與一無線通信網路通信之收發器電路系統及操作地耦合至該收發器電路系統之處理電路系統。該處理電路系統經組態(例如，使用儲存於一記憶體中之程式碼)以控制該收發器電路系統且自一無線電存取網路(RAN)之一無線電基地台(RBS)接收系統資訊(SI)，該SI指示透過RBS對時效性網路TSN之支援；透過RBS與外部TSN資料網路建立至少一個TSN串流，及經由RBS自無線通信網路接收一第一時序信號。處理電路系統進一步經組態以自無線裝置連接到的外部TSN資料網路接收一第二時序信號，比較第一時序信號與第二時序信號以判定一偏移，及將該偏移傳輸至無線通信網路。在各種實施例中，以上針對與此無線裝置實施例對應之方法闡述之所有變化形式可應用於此實例無線裝置，且此無線裝置之實施例可經組態以執行本文中所闡述之額外技術。
經組態以供在一無線通信網路中使用之另一實例無線裝置同樣包括經組態以與一無線通信網路通信之收發器電路系統及操作地耦合至收發器電路系統且經組態以控制收發器電路系統之處理電路系統。處理電路系統(在此實例中，無線裝置)進一步經組態以自一RAN之一RBS接收SI，該SI指示透過RBS對TSN之支援；透過RBS與外部資料網路建立至少一個TSN串流，及獲得TSN串流之組態資訊，該組態資訊指示與TSN串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值。處理電路系統進一步經組態以自RBS接收與TSN串流相關聯之一資料封包，且將一或多個欄位添加至該資料封包以產生一經解壓縮資料封包。再次，在各種實施例中，以上針對與此無線裝置實施例對應之方法闡述之所有變化形式可應用於此實例無線裝置，且此無線裝置之實施例可經組態以執行本文中所闡述之額外技術。
經組態以與一RAN通信之另一實例無線裝置亦包括經組態以與一無線通信網路通信之收發器電路系統及操作地耦合至收發器電路系統且經組態以控制收發器電路系統之處理電路系統。處理電路系統在此實例中經組態以自RAN之一RBS接收SI，該SI指示透過RBS對TSN之支援；透過RBS與外部資料網路建立至少一個TSN串流；及自外部網路接收與TSN串流相關聯之一傳輸排程。無線裝置進一步經組態以將分配無線電資源以在無線裝置與RAN之間傳遞TSN串流之一請求發送至與RBS相關聯之一網路，其中該請求進一步包括與傳輸排程相關之資訊；及自該網路接收指示是否可分配無線電資源以滿足與TSN串流相關聯之傳輸排程之一回應。再次，在各種實施例中，以上針對與此無線裝置實施例對應之方法闡述之所有變化形式可應用於此實例無線裝置，且此無線裝置之實施例可經組態以執行本文中所闡述之額外技術。
經組態以供在一無線通信網路中使用之又一實例無線裝置包括經組態以與一無線通信網路通信之收發器電路系統及操作地耦合至收發器電路系統且經組態以控制收發器電路系統之處理電路系統。處理電路系統經組態以自一RAN之一RBS接收SI，該SI指示透過RBS對TSN之支援；透過RBS與外部TSN資料網路建立至少一個TSN串流；接收組態資訊，該組態資訊將指示上行鏈路資源用於至無線通信網路之上行鏈路傳輸之週期性上行鏈路授予組態；及接收用於至無線通信網路之一上行鏈路傳輸之一動態上行鏈路授予。處理電路系統進一步經組態以根據一邏輯頻道優先化程序在於經組態週期性上行鏈路授予上存在將傳輸之上行鏈路資料之條件下使得使用經組態週期性上行鏈路授予之上行鏈路傳輸優先於使用動態上行鏈路授予之上行鏈路傳輸。再次，在各種實施例中，以上針對與此無線裝置實施例對應之方法闡述之所有變化形式可應用於此實例無線裝置，且此無線裝置之實施例可經組態以執行本文中所闡述之額外技術。
其他實例包含一第一裝置，其經組態以輔助向一物聯網(IoT)環境註冊一第二裝置，該第一裝置包括經組態以與第二裝置通信之收發器電路系統及操作地耦合至收發器電路系統且經組態以控制收發器電路系統之處理電路系統。處理電路系統經組態以獲得與第二裝置相關聯之一註冊功能之一表示，其中該註冊功能與至少一個經串列化註冊應用程式相關聯，該至少一個經串列化註冊應用程式包括與第一及第二裝置相關聯之註冊資訊；將註冊應用程式解串列化使得與第一裝置相關聯之註冊資訊和與第二裝置相關聯之註冊資訊分離；及將與第二裝置相關聯之註冊資訊傳輸至第二裝置以起始由第二裝置藉由基於與第二裝置相關聯之註冊資訊組態第二裝置而執行第二裝置之註冊處理程序。處理電路系統進一步經組態以自第二裝置接收與第二裝置相關聯之組態資訊，使用在第一裝置上執行之一第一運行時間環境來將一程式碼模組傳送至在第二裝置上執行之一第二運行時間環境，其中該程式碼模組經組態以在第二運行時間環境內執行且向第一裝置公開由第二運行時間環境支援的第二裝置之一功能，及在第一運行時間環境內執行一應用程式，該應用程式經由所傳送程式碼模組及第二運行時間環境而遠端地調用第二裝置之功能。再次，在各種實施例中，以上針對與此無線裝置實施例對應之方法闡述之所有變化形式可應用於此實例無線裝置，且此無線裝置之實施例可經組態以執行本文中所闡述之額外技術。
又一實例係一對應第二裝置，其經組態以執行由一第一裝置輔助之向一IoT環境之一註冊處理程序，第二裝置包括經組態以與第一裝置通信之收發器電路系統及操作地耦合至收發器電路系統且經組態以控制收發器電路系統之處理電路系統。此第二裝置中之處理電路系統經組態以自第一裝置接收與第二裝置相關聯之註冊資訊，藉由基於註冊資訊組態第二裝置而執行註冊處理程序，且將與第二裝置相關聯之組態資訊傳輸至第一裝置。處理電路系統進一步經組態以自在第一裝置上執行之一第一運行時間環境將一程式碼模組接收至在第二裝置上執行之一第二運行時間環境，向第一裝置公開由第二運行時間環境支援的第二裝置之一功能，及回應於經由程式碼模組自在第一運行時間環境內執行之一應用程式接收之對第二裝置之功能之一遠端調用而使用第二運行時間環境來控制該功能之執行。又再次，在各種實施例中，以上針對與此無線裝置實施例對應之方法闡述之所有變化形式可應用於此實例無線裝置，且此無線裝置之實施例可經組態以執行本文中所闡述之額外技術。
網路設備及方法
如本文中所使用，術語「網路設備」或「網路節點」係指能夠與一無線裝置及/或與無線通信網路中實現及/或提供對無線裝置之無線存取之其他設備直接或間接通信、經組態、經配置及/或可操作以與該無線裝置及/或其他設備直接或間接通信之設備。網路設備之實例包含但不限於存取點(AP)，特定而言無線電存取點。網路設備可表示基地台(BS)，諸如無線電基地台。無線電基地台之特定實例包含節點B及演進節點B (eNB)。可基於基地台提供之涵蓋範圍量(或者換言之，其等之傳輸功率位準)對基地台進行分類，且然後亦可將其等稱為超微型基地台、微型基地台、小型基地台或大型基地台。「網路設備」亦包含一分散式無線電基地台之一或多個(或所有)部分，諸如集中式數位單元及/或遠端無線電單元(RRU)，有時稱為遠端無線電頭(RRH)。此類遠端無線電單元可以或可以不與一天線整合為一天線整合無線電。一分散式無線電基地台之部分亦可稱為一分散式天線系統(DAS)中之節點。
作為一特定非限制性實例，一基地台可係控制一中繼器之一中繼節點或一中繼施主節點。
網路設備之又一些實例包含多標準無線電(MSR)無線電設備(諸如MSR BS)、網路控制器(諸如無線電網路控制器(RNC)或基地台控制器(BSC))、收發器基地台(BTS)、傳輸點、傳輸節點、多小區/多波協調實體(MCE)、核心網路節點(例如，MSC、MME)、O&M節點、OSS節點、SON節點、定位節點(例如，E-SMLC)及/或MDT。然而，更一般而言，網路設備可表示能夠實現及/或提供對無線通信網路之一無線裝置存取或為已存取無線通信網路之一無線裝置提供某些服務、經組態、經配置及/或可操作以實現及/或提供對無線通信網路之一無線裝置存取或為已存取無線通信網路之一無線裝置提供某些服務之任何適合裝置(或裝置群組)。
如本文中所使用，術語「無線電網路設備」係用於指包含無線電能力之網路設備。因此，無線電網路設備之實例係上文所論述之無線電基地台及無線電存取點。將瞭解，某些無線電網路設備可包括分散式設備，諸如上文所論述之分散式無線電基地台(具有RRH及/或RRU)。將瞭解，本文中對eNB、eNodeB、節點B及諸如此類之各種參考係指無線電網路設備之實例。亦應理解，如本文中所使用之術語「無線電網路設備」可在某些情形中指一單個基地台或一單個無線電節點，或指例如在不同位置處之多個基地台或節點。在某些情形中，此文件可提及無線電網路設備之一「執行個體」，以更清楚地闡述涉及無線電設備之多個不同實施例或設施之某些情境。然而，結合無線電網路設備之一論述中缺乏對一「執行個體」之提及不應被理解為意指僅一單項實例被提及。另一選擇係，無線電網路設備之一給定執行個體可稱為一「無線電網路節點」，其中字詞「節點」之使用表示所提及設備作為一網路中之一邏輯節點而操作，但不暗示所有組件必須共同定位。
雖然無線電網路設備可包含硬體及/或軟體之任何適合組合，但圖167中更詳細地圖解說明無線電網路設備1100之一執行個體之一實例。如圖167中所展示，實例無線電網路設備1100包含一天線1105、無線電前端電路系統1110、及處理電路系統1120，處理電路系統1120在所圖解說明實例中包含一電腦可讀儲存媒體1025，例如，一或多個記憶體裝置。天線1105可包含一或多個天線或天線陣列且經組態以發送及/或接收無線信號，且連接至無線電前端電路系統1110。在某些替代實施例中，無線電網路設備1100可不包含天線1005，且天線1005可替代地與無線電網路設備1100分開並能透過一介面或埠連接至無線電網路設備1100。在某些實施例中，無線電前端電路系統1110之全部或部分可位於遠離處理電路系統1120之一個或數個位置處，例如，在一RRH或RRU中。同樣地，處理電路系統1120之部分可彼此實體地分開。無線電網路設備1100亦可包含用於與其他網路節點(例如，與其他無線電網路設備及與一核心網路中之節點)通信之通信介面電路系統1140。
可包括例如各種濾波器及放大器之無線電前端電路系統1110連接至天線1105及處理電路系統1120，且經組態以調節在天線1105與處理電路系統1120之間傳遞之信號。在某些替代實施例中，無線電網路設備1100可不包含無線電前端電路系統1110，且處理電路系統1120可替代地在沒有無線電前端電路系統1110之情況下連接至天線1105。在某些實施例中，射頻電路系統1110經組態以在某些情形中同時處置多個頻帶中之信號。
處理電路系統1120可包含RF收發器電路系統1121、基頻處理電路系統1122及應用程式處理電路系統1123中之一或多者。在某些實施例中，RF收發器電路系統1121、基頻處理電路系統1122及應用程式處理電路系統1123可位於單獨晶片組上。在替代實施例中，基頻處理電路系統1122及應用程式處理電路系統1123之部分及全部可組合成一個晶片組，且RF收發器電路系統1121可位於一單獨晶片組上。在又一些替代實施例中，RF收發器電路系統1121及基頻處理電路系統1122可之部分或全部可位於同一晶片組上，且應用程式處理電路系統1123可位於一單獨晶片組上。在又一些其他替代實施例中，RF收發器電路系統1121、基頻處理電路系統1122及應用程式處理電路系統1123之部分或全部可組合於同一晶片組上。處理電路系統1120可包含例如一或多個中央CPU、一或多個微處理器、一或多個ASIC及/或一或多個場FPGA。
在特定實施例中，本文中所闡述與無線電網路設備、無線電基地台、eNBs、gNB等有關之某些或所有功能可體現在無線電網路設備中，或者作為一替代方案，可由執行儲存在一電腦可讀儲存媒體1125上之指令之處理電路系統1120體現，如圖183中所展示。在替代實施例中，某些或所有功能可由處理電路系統1120諸如以一硬連線方式提供，而無需執行儲存在一電腦可讀媒體上之指令。在彼等特定實施例中之任一者中，無論是否執行儲存於一電腦可讀儲存媒體上之指令，處理電路系統皆可稱為經組態以執行所要功能。由此等功能提供之益處不僅限於單獨之處理電路系統1120或無線電網路設備之其他組件，而是作為一整體由無線電網路設備1100及/或整體上由最終使用者及無線網路共享。
處理電路系統1120可經組態以執行本文中所闡述之任何判定操作。由處理電路系統1120執行之判定可包含：藉由例如將由處理電路系統1120獲得之資訊轉換為其他資訊而處理所獲得資訊；比較所獲得資訊或經轉換資訊與儲存在無線電網路設備中之資訊；及/或基於所獲得資訊或經轉換資訊而執行一或多個操；以及作為所述處理之一結果，做出一判定。
天線1105、無線電前端電路系統1110及/或處理電路系統1120可經組態以執行本文中所闡述之任何傳輸操作。任何資訊、資料及/或信號可傳輸至任何網路設備及/或一無線裝置。同樣地，天線1105、無線電前端電路系統1110及/或處理電路系統1120可經組態以執行本文中闡述為由一無線電網路設備執行之任何接收操作。任何資訊、資料及/或信號可自任何網路設備及/或一無線裝置接收。
電腦可讀儲存媒體1125通常可操作以儲存指令，諸如，一電腦程式、軟體、一應用程式(包含邏輯、規則、演算法、程式碼、表格等中之一或多者)及/或能夠由一處理器執行之其他指令。電腦可讀儲存媒體1125之實例包含電腦記憶體(舉例而言，RAM或ROM)、大容量儲存媒體(舉例而言，一硬碟)、可抽換式儲存媒體(舉例而言，一CD或一DVD)，及/或儲存資訊、資料及/或可由處理電路系統1120使用之指令之任何其他揮發性或非揮發性非暫時性電腦可讀及/或電腦可執行記憶體裝置。在某些實施例中，處理電路系統1120及電腦可讀儲存媒體1125可視為整合在一起。
無線電網路設備1100之替代實施例可包含圖167所展示之彼等之外之額外組件，該等額外組件可負責提供無線電網路設備功能之某些態樣，包含本文中所闡述之功能中之任一者及/或支援上文所闡述之解決方案所必需之任何功能。作為僅一項實例，無線電網路設備1100可包含輸入介面、裝置及電路，以及輸出介面、裝置及電路。輸入介面、裝置及電路經組態以允許將資訊輸入至無線電網路設備1100中，且連接至處理電路系統1120以允許處理電路系統1120處理輸入資訊。舉例而言，輸入介面、裝置及電路可包含一麥克風、一近接或其他感測器、鍵/按鈕、一觸控顯示器、一或多個相機、一USB埠，或其他輸入元件。輸出介面、裝置及電路經組態以允許自無線電網路設備1100輸出資訊，且連接至處理電路系統1120以允許處理電路系統1120自無線電網路設備1100輸出資訊。舉例而言，輸出介面、裝置或電路可包含一揚聲器、一顯示器、一USB埠、一耳機介面，或其他輸出元件。使用一或多個輸入及輸出介面、裝置及電路，無線電網路設備1100可與終端使用者及/或無線網路通信，且允許其受益於本文中所闡述之功能。
作為另一實例，無線電網路設備1100可包含電源供應電路系統1130。電源供應電路系統1130可包括電源管理電路系統。電源供應電路系統1130可自一電源接收電力，該電源可包括在電源供應電路系統1130中或在電源供應電路系統1130外部。例如，無線電網路設備1100可包括呈連接至電源供應電路系統1130或整合於電源供應電路系統1130中之一電池或電池組之形式之一電源。亦可使用其他類型之電源，諸如光伏打裝置。作為另一實例，無線電網路設備1100可經由一輸入電路系統或介面(諸如一電纜)連接至一外部電源(諸如一電插座)，藉此外部電源將電力供應至電源供應電路系統1130。
電源供應電路系統1130可連接至無線電前端電路系統1110、處理電路系統1120及/或電腦可讀儲存媒體1125且經組態以為包含處理電路系統1120之無線電網路設備1100供應電力以執行本文中所闡述之功能。
無線電網路設備1100亦可包含多組處理電路系統1120、電腦可讀儲存媒體1125、無線電電路系統1110、天線1105及/或通信介面電路系統1140以使不同無線技術(諸如，例如，GSM、WCDMA、LTE、NR、WiFi或藍芽無線技術)整合至無線電網路設備1100中。此等無線技術可整合至相同或不同晶片組及無線電網路設備1100內之其他組件中。
無線電網路設備1100之一或多個執行個體可經調適而以各種組合中之任一者執行本文中所闡述之技術中之某些技術或所有技術，包含本文中闡述為由一無線電基地台、一gNB、或諸如此類執行之方法及技術。將瞭解，在一給定網路實施方案中，無線電網路設備1100之多個執行個體將在使用中。在某些情形中，一次無線電網路設備1100之數個執行個體可與一給定無線裝置或無線裝置群組通信或者將信號傳輸至一給定無線裝置或無線裝置群組。因此，應理解，雖然本文中所闡述之技術中之諸多技術可由無線電網路設備1100之一單個執行個體執行，但此等技術可理解為由無線電網路設備1100之一或多個執行個體之一系統(在某些情形中，以一協調方式)執行。圖167中所展示之無線電網路設備1100因此係此系統之最簡單實例。
本文中所闡述之其他網路設備或網路節點並非係無線電網路設備，因為其缺乏用於與一或多個無線裝置通信之無線電收發器，而是替代地通常經組態以通常經由標準化介面與通信系統中之一或多個其他網路節點通信。此等其他網路節點可理解為包括圖167中所圖解說明之實例無線電網路設備1100中所展示之諸多相同特徵但不具有無線電特徵。此等其他網路節點中之一者或一組合可經組態以例如利用儲存在一電腦可讀媒體中以供處理電路系統執行之適當程式碼來執行本文中所闡述之諸多方法及技術。
可將如上文所闡述之彼等之網路節點組態為執行本文中所闡述之一種或幾種方法。在一項非限制性實例中，經組態以用於在與一RAN相關聯之一核心網路中使用之用於處置與一使用者設備UE及一外部網路相關聯之一時間敏感資料串流之一網路節點包括經組態以與一或多個其他網路節點通信之通信介面電路系統及操作地耦合至通信介面電路系統之處理電路系統。處理電路系統經組態以自外部網路接收與一時間敏感資料串流相關聯之一傳輸排程；將分配無線電資源以在RAN與一第一UE之間傳遞資料串流之一請求發送至RAN，其中該請求進一步包括與傳輸排程相關之資訊；及自RAN接收指示是否可分配無線電資源以滿足與資料串流相關聯之傳輸排程之一回應。處理電路系統進一步經組態以獲得資料串流之組態資訊，該組態資訊指示與資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值；起始將組態資訊傳輸至第一UE；自外部資料網路接收與資料串流相關聯之一資料封包；自資料封包移除一或多個欄位以產生一經壓縮資料封包；及起始將經壓縮資料封包傳輸至第一UE。在各種實施例中，以上針對與此網路節點實施例對應之方法闡述之所有變化形式可應用於此實例網路節點，且此網路節點之實施例可經組態以執行本文中所闡述之額外技術。
本文中所揭示之任何適當步驟、方法、特徵、功能或益處可透過一或多個虛擬裝備之一或多個功能單元或模組來執行。每一虛擬裝備可包括若干個此等功能單元。此等功能單元可經由處理電路系統實施，處理電路系統可包含一或多個微處理器或微控制器以及可包含數位信號處理器(DSP)、特殊用途數位邏輯及諸如此類之其他數位硬體。處理電路系統可經組態以執行儲存於記憶體中之程式碼，該記憶體可包含一個或數個類型之記憶體，諸如唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體、快取記憶體、快閃記憶體裝置、光學儲存裝置等。在數項實施例中，儲存於記憶體中之程式碼包含用於執行一或多個電信及/或資料通信協定之程式指令以及用於執行本文中所闡述之技術中之一或多者之指令。在某些實施方案中，處理電路系統可用於致使各別功能單元執行根據本發明之一或多項實施例之對應功能。
當前所揭示之技術在包括一主機電腦之一網路中之應用
在上面提供之詳細論述及實例中，已關於例如在一無線裝置、一無線電存取網路或一無線電信核心網路節點中執行之操作闡述了幾種技術。然而，將瞭解，可將此等技術理解為在涵蓋但不限於此等無線網路組件之一通信系統之一更廣泛之內容脈絡中執行。因此，此通信系統可進一步包括固定(有線)網路，應用程式伺服器，伺服器場、存取與一無線網路有關之服務之使用者電腦等。同樣地，本文中所闡述之技術可涵蓋超越無線網路本身之服務及/或應用程式或由其等利用。因此，本文中針對所揭示技術中之諸多技術闡述之優點(例如經改良潛時、可靠性、安全性等)可歸於此等服務及/或應用程式。
圖223根據某些實施例圖解說明包含包括一存取網路611 (諸如一無線電存取網路)及一核心網路614之一電信網路610 (諸如一3GPP類型蜂巢式網路)之一通信系統。存取網路611包括各自界定一對應涵蓋區域613a、613b、613c之複數個基地台86a、612b、612c，諸如NB、eNB、gNB或其他類型之無線存取點。每一基地台612a，612b，612c可經由一有線或無線連接615連接至核心網路614。位於涵蓋區域613c中之一第一使用者設備(UE) 691經組態以無線地連接至對應基地台66c或由對應基地台66c傳呼。涵蓋區域613a中之一第二UE 692可無線地連接至對應基地台612a。雖然在此實例中圖解說明複數個UE 691、692，但所揭示實施例相等地適用於其中唯一UE在涵蓋區域中或者唯一UE連接至對應基地台612之一情況。
電信網路610自身連接至一主機電腦630，主機電腦630可以一獨立伺服器、一雲端實施之伺服器、一分散式伺服器之硬體及/或軟體來體現或體現為一伺服器場中之處理資源。主機電腦630可在一服務提供者之所有權或控制下，或者可由服務提供者或代表服務提供者來操作。電信網路610與主機電腦630之間的連接621、622可直接自核心網路614延伸至主機電腦630，或者可經過一選用中間網路620。中間網路620可係一公用、私人或代管網路中之一者或者其中之多於一者之一組合；中間網路620 (若有的話)可係一骨幹網路或網際網路；特定而言，中間網路620可包括兩個或更多個子網路(未展示)。
作為一整體，圖223之通信系統實現經連接UE 691、692中之一者與主機電腦630之間的連接。該連接可闡述為一越頂(OTT)連接650。主機電腦630及經連接UE 691，692經組態以使用存取網路611、核心網路614、任何中間網路620及作為中介之可能其他基礎設施(未展示)經由OTT連接650傳遞資料及/或傳訊。在OTT連接650所經過之參與通信裝置不知道上行鏈路及下行鏈路通信之路由之意義上，OTT連接650可係透明的。舉例而言，一基地台612可不或者不需要被告知一傳入下行鏈路通信之過去路由，該傳入下行鏈路通信具有源自一主機電腦630之將被轉發(例如，移交)至一經連接UE691之資料。類似地，基地台612不需要知道源自UE 691之一傳出上行鏈路通信朝向主機電腦630之將來路由。
現在將參考圖224闡述在先前段落中論述之UE、基地台及主機電腦之根據一實施例之實例實施方案。在一通信系統700中，一主機電腦710包括包含一通信介面716之硬體715，通信介面716經組態以設置及維持與通信系統700之一不同通信裝置之一介面之一有線或無線連接。主機電腦710進一步包括可具有儲存及/或處理能力之處理電路系統718。特定而言，處理電路系統718可包括一或多個可程式化處理器、特殊應用積體電路、場可程式化閘陣列或經調適以執行指令之此等(未展示)之組合。主機電腦710進一步包括儲存於主機電腦710中或可由主機電腦710存取且可由處理電路系統718執行之軟體711。軟體711包含一主機應用程式712。主機應用程式712可操作以經由在UE 730及主機電腦710處端接之一OTT連接750為一遠端使用者(諸如一UE 730)提供一連接服務。在為遠端使用者提供服務時，主機應用程式712可提供使用OTT連接750傳輸之使用者資料。
通信系統700進一步包含一基地台720，基地台720提供於一電信系統中且包括使得其能夠與主機電腦710及與UE 730通信之硬體725。硬體725可包含：一通信介面726，其用於設置及維持與通信系統700之一不同通信裝置之一介面之一有線或無線連接；以及一無線電介面727，其用於設置及維持與位於由基地台720服務之一涵蓋區域(圖224中未展示)之一UE 730之至少一無線連接770。通信介面726可經組態以促進至主機電腦710之一連接760。連接760可係直接的或其可經過電信系統之一核心網路(圖224中未展示)及/或經過電信系統外部之一或多個中間網路。在所展示之實施例中，基地台720之硬體725進一步包含處理電路系統728，處理電路系統728可包括一或多個可程式化處理器、特殊應用積體電路、場可程式化閘陣列或經調適以執行指令之此等(未展示)之組合。基地台720進一步具有在內部儲存或可經由一外部連接存取之軟體721。
通信系統700進一步包含已經提及之UE 730。其硬體735可包含一無線電介面737，無線介面737經組態以設置及維持與服務於UE 730當前所在之一涵蓋區域之一基地台之一無線連接770。UE 730之硬體735進一步包含處理電路系統738，處理電路系統738可包括一或多個可程式化處理器、特殊應用積體電路、場可程式化閘陣列或經調適以執行指令之此等(未展示)之組合。UE 730進一步包括儲存於UE 730中或可由UE 730存取且可由處理電路系統738執行之軟體731。軟體731包含一用戶端應用程式732。用戶端應用程式732可操作以在主機電腦710之支援下經由UE 730為一人類或非人類使用者提供一服務。在主機電腦710中，一執行主機應用程式712可經由在UE 730及主機電腦710處端接之OTT連接750與執行用戶端應用程式732通信。在為使用者提供服務時，用戶端應用程式732可自主機應用程式712接收請求資料且回應於請求資料而提供使用者資料。OTT連接750可傳送請求資料及使用者資料兩者。用戶端應用程式732可與使用者互動以產生其提供之使用者資料。
應注意，圖224中所圖解說明之主機電腦710、基地台720及UE 730可分別與圖223之主機電腦630、基地台612a、612b、612c中之一者及UE691、692中之一者相同。亦即，此等實體之內部工作可如圖224中所展示，且獨立地，周圍網路拓撲可係圖223之拓撲。
在圖224中，已經抽象地繪製了OTT連接750以圖解說明經由基地台720在主機電腦710與使用者設備730之間的通信，而沒有明確參考任何中間裝置以及經由此等裝置之訊息之精確路由。網路基礎設施可判定路由，可將其組態為對UE 730或對操作主機電腦710之服務提供者或兩者隱藏。雖然OTT連接750係使用中的，但網路基礎設施可進一步做出決策，藉此其動態地改變路由(例如，基於負載平衡考量或網路之重新組態)。
UE 730與基地台720之間的無線連接770係根據遍及本發明所闡述之實施例之教示。如上文結合所闡述技術中之每一者所闡述，各種技術具有使用OTT連接750改良網路及UE 730之資料速率、容量、潛時、可靠性，安全性及/或功率消耗之潛力，且藉此提供諸如減少使用者等待時間，更大容量、更佳回應能力及更佳裝置電池時間等益處。
出於監測資料速率、潛時及一或多項實施例改良之其他因素之目的，可提供一 量測程序。可能進一步存在用於回應於量測結果之變化來重新組態主機電腦710與UE 730之間的OTT連接750之一選用網路功能。量測程序及/或用於重新組態OTT連接750之網路功能可以主機電腦710之軟體711或以UE 730之軟體731或者兩者來實施。在實施例中，感測器(未展示)可部署在OTT連接750經過之通信裝置中或與該等通信裝置相關聯地部署；感測器可藉由提供以上例示之所監測量之值或提供軟體711、731可自其運算或估計所監測量之其他實體量之值來參與量測程序。OTT連接750之重新組態可包含訊息格式、重新傳輸設置、較佳路由等；重新組態不必影響基地台720，且對於基地台720而言可能係未知的或不可感知的。此等程序及功能在本技術領域中可係已知的及經實踐的。在某些實施例中，量測可涉及專有UE傳訊，其促進主機電腦710對通量、傳播時間、潛時及諸如此類之量測。可藉由以下方式來實施量測：軟體711、731致使使用OTT連接750來傳輸訊息(特別是空訊息或「虛擬」訊息)，同時其監測傳播時間、錯誤等。
圖226係圖解說明根據一項實施例在一通信系統中實施之一方法之一流程圖。通信系統包含可係參考圖229及圖230闡述之彼等之一主機電腦、一基地台及一UE。為了簡化本發明，僅對圖之圖式參考226將包含在此章節中。在該方法之一第一步驟810中，主機電腦提供使用者資料。在第一步驟810之一選用子步驟811中，主機電腦藉由執行一主機應用程式而提供使用者資料。在一第二步驟820中，主機電腦起始將使用者資料攜載至UE之一傳輸。根據遍及本發明所闡述之實施例之教示，在一選用第三步驟830中，基地台將在主機電腦起始之傳輸中攜載之使用者資料傳輸至UE。在一選用第四步驟840中，UE執行與由主機電腦執行之主機應用程式相關聯之一用戶端應用程式。
圖226係圖解說明根據一項實施例在一通信系統中實施之一方法之一流程圖。通信系統包含一主機電腦、一基地台及一UE，其等可係參考圖223及圖224闡述之彼等。為了簡化本發明，僅對圖226之圖式參考將包含在此章節中。在該方法之一第一步驟910中，主機電腦提供使用者資料。在一選用子步驟(未展示)中，主機電腦藉由執行一主機應用程式而提供使用者資料。在一第二步驟920中，主機電腦起始將使用者資料攜載至UE之一傳輸。根據遍及本發明所闡述之實施例之教示，該傳輸可經由基地台傳遞。在一選用第三步驟830中，UE接收在該傳輸中攜載之使用者資料。
圖227係圖解說明根據一項實施例在一通信系統中實施之一方法之一流程圖。通信系統包含一主機電腦、一基地台及一UE，其等可係參考圖223及圖224闡述之彼等。為了簡化本發明，僅對圖227之圖式參考將包含在此章節中。在該方法之一選用第一步驟1010中，UE接收由主機電腦提供之輸入資料。另外，或另一選擇係，在一選用第二步驟1020中，UE提供使用者資料。在第二步驟1020之一選用子步驟1021中，UE藉由執行一用戶端應用程式而提供使用者資料。在第一步驟1010之另一選用子步驟1011中，UE執行一用戶端應用程式，該用戶端應用程式作為對由主機電腦提供之所接收輸入資料之反應而提供使用者資料。在提供使用者資料時，所執行用戶端應用程式可進一步考量自使用者接收之使用者輸入。無論提供使用者資料之特定方式如何，在一選用第三子步驟1030中，UE起始將使用者資料傳輸至主機電腦。根據遍及本發明所闡述之實施例之教示，在該方法之一第四步驟1040中，主機電腦接收自UE傳輸之使用者資料。
圖228係圖解說明根據一項實施例在一通信系統中實施之一方法之一流程圖。通信系統包含可係參考圖223及圖224闡述之彼等之一主機電腦、一基地台及一UE。為了簡化本發明，僅對圖228之圖式參考將包含在此章節中。在該方法之一選用第一步驟1110中，根據遍及本發明所闡述之實施例之教示，基地台自UE接收使用者資料。在一選用第二步驟1120中，基地台起始將所接收使用者資料傳輸至主機電腦。在一第三步驟1130中，主機電腦接收在由基地台起始之傳輸中攜載之使用者資料。
將瞭解，圖231及圖234中所圖解說明之方法可與本文中闡述且涉及相同或重疊裝置或節點之各種其他方法中之任一者組合。
在實質上不背離本發明概念之原理之情況下可對做出實施例諸多變化形式及修改形式。所有此等變化形式及修改形式意欲包含在本文中在本發明概念之範疇內。因此，上文所揭示之標的物應視為說明性而非限制性，且實施例之實例意欲涵蓋所有此等修改、增強及屬本發明概念之精神及範疇內之其他實施例。因此，在法律允許之最大限度內，本發明概念之範疇將由對包含實施例之實例及其等效形式之本發明之最寬廣的可准許解釋來判定，且不應受前述詳細說明之限定或限制。
10:使用者設備 12:無線電網路節點/第一無線電網路節點 100:裝置/使用者設備/時效性網路通話器/時效性網路收聽器/方法/網路環境/系統/通信網路/無線通信網路/第三代合作夥伴計劃無線通信網路 101:用戶端節點/用戶端裝置 105:網路/方法 110:步驟/第一裝置/方塊/無線電網路節點/網路節點 111:無線電網路節點/網路節點 115:第二裝置 120:步驟/第一運行時間環境/方塊/使用者設備 121:網路節點/聯盟網路節點 123:方塊 125:第二運行時間環境/步驟 127:方塊 130:步驟/應用程式/小區/服務小區 131:小區 135:子步驟 140:步驟/程式碼模組/選用步驟/方塊/核心網路節點 141:網路節點/自主網路節點/雲端 143:方塊 145:遠端裝置 150:步驟/方塊 160:步驟/選用步驟 161:查詢/參考 163:參考 165:參考 170:步驟 171:參考 200:裝置/無線電基地台/gNB/系統/用戶端節點/方法 201:步驟/動作/用戶端節點/用戶端裝置/應用程式 202:步驟/動作/儲存用戶端 203:步驟/動作/儲存用戶端程式庫 204:動作/區域儲存實體/儲存實體 205:動作 210:步驟/方塊/行動裝置/裝置 215:智慧型鎖/裝置 220:步驟/行動運行時間環境 220a-220e:步驟 221:聯盟網路節點/網路節點 223:方塊 225:智慧型鎖運行時間/智慧型鎖運行時間環境/方塊 227:方塊 230:步驟/鎖控制軟體/方塊 230a:步驟 230b:步驟 231a:經起始活動/結論性活動 231b:經起始活動 240:步驟/方塊 241a:自主網路節點/網路節點 241b:自主網路節點/網路節點 243a:方塊 245a:方塊 250:步驟 252:步驟 254:步驟 256:步驟 258:步驟 260:步驟 261:參考 262:步驟 263a:參考 263b:參考 264:步驟 265a:參考 265b:參考 266:步驟 268:步驟 270:步驟 271:參考 280:觸發信號 281a-281e:查詢 282a-282e:回應 283a:起始信號 283b:起始信號 284:取消信號 285:結果 286:結果信號 291:儲存節點 292:儲存節點 293:儲存節點 294:儲存實體 295:儲存實體/層次0儲存實體 296:儲存實體/層次1儲存實體 297:儲存實體 300:裝置/經串列化註冊應用程式/方法/網路節點/用戶端節點 300-1:網路組件/裝置/橋接器 300-2:集中式網路組圖 300-3:集中式使用者組態 300-4:存取管理功能/節點 301:註冊資訊/應用程式 302:註冊資訊/儲存用戶端 303:儲存用戶端程式庫 310:方塊/第一裝置/步驟/處理電路系統 311:外部資料庫/外部儲存資料庫 320:方塊/第二裝置/記憶體 320b-320e:步驟 321:功能 322:功能 323:功能 324:功能 330:註冊功能/註冊功能資訊/通信電路系統 331b:經起始活動/結論性活動 331c-331e:經起始活動 350:步驟 360:步驟 370:步驟 380:觸發信號 381b-381e:查詢 382b-382e:回應 384c-384e:取消信號 385:結果 386:結果信號 391:儲存節點 392:儲存節點 393:儲存節點 394:儲存實體 395:儲存實體/層次0儲存實體 396:儲存實體/層次1儲存實體 397:儲存實體 400:方法/網路節點/控制電路系統 401:第一裝置/判定器 402:步驟/方塊/第二裝置 404:步驟/建立步驟 410:方塊/裝備 411:步驟/接收單元 412:步驟 413:步驟/獲得單元 414:步驟 415:調適單元 417:識別單元 419:鹽判定單元 420:步驟/方塊/通信介面 421:步驟/發送單元 422:步驟 423:步驟/構成單元 425:組合單元 427:刪除單元 430:用戶端節點 431:隱私限制/限制獲得單元 433:授權密鑰 440:應用程式 450:區域儲存實體 500:方法/配置/硬體 500a:方法 500b:方法 501a:方塊 502:步驟 503a:方塊 504:步驟 505a:方塊 505b:方塊 507a:方塊 507b:方塊 509a:方塊 509b:方塊 510:收發器電路系統/處理電路系統 511a:方塊 511b:方塊 513a:方塊 513b:方塊 515a:方塊 515b:方塊 517a:方塊 519b:方塊 520:控制電路系統/無線電電路系統 521:判定電路系統 522:解串列化電路系統 523:獲得電路系統 530:記憶體 600:方法/配置/網路節點 602:步驟 604:步驟 605:傳送單元或模組 610:收發器電路系統/執行單元或模組/處理電路系統/電信網路 611:存取網路 612a:基地台 612b:基地台 612c:基地台 613a:涵蓋區域 613b:涵蓋區域 613c:涵蓋區域 614:核心網路 615:無線連接 620:控制電路系統/通信電路系統/選用中間網路/中間網路 621:判定電路系統/連接 622:功能電路系統/連接 630:記憶體/主機電腦 640:自主資料庫 650:越頂連接 691:第一使用者設備/使用者設備/經連接使用者設備 692:第二使用者設備/使用者設備/經連接使用者設備 700:通信系統/網路節點/步驟 702:步驟 704:步驟 705:傳送單元或模組 706:步驟 708:步驟 710:無線電存取網路/核心網路/控制單元或模組/主機電腦 711:接收單元/軟體 712:系統資訊/主機應用程式/執行主機應用程式 713:回應獲得單元 715:匿名化單元/硬體 716:通信介面 717:發送單元 718:處理電路系統 719:授權判定單元 720:回程域/基地台 721:密鑰獲得單元/軟體 722-1:組態訊息 722-2:組態訊息/控制訊息 722-3:組態訊息/控制訊息 722-4:組態訊息 723:限制獲得單元 725:硬體 726:通信介面 727:無線電介面 728:處理電路系統 730:核心網路/使用者設備/無線電存取網路 731:隱私限制/軟體 732:用戶端應用程式/執行用戶端應用程式 733:授權密鑰 735:自主資料庫/硬體 737:無線電介面 738:處理電路系統 750:越頂連接 760:連接 770:無線連接 800:步驟 800a:方法 800b:方法 801:處理電路系統 801a:方塊 801b:方塊 802:接收單元/步驟 803:優先化單元 803a:方塊 803b:方塊 804:傳輸單元/步驟 805:電腦程式產品 805a:方塊 805b:方塊 806:電腦可讀儲存媒體/步驟 807:記憶體 807a:方塊 807b:方塊 809b:方塊 810:第一步驟 811:選用子步驟 811b:方塊 813b:方塊 820:第二步驟 830:選用第三步驟 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圖1圖解說明5G系統之一網路透視圖。
圖2圖解說明工業4.0之概念。
圖3展示整合至一操作技術(OT)系統中之一獨立5G非公用網路。
圖4展示與一公用廣域網路相互作用之一5G非公用網路。
圖5圖解說明網路切片之概念。
圖6展示遍及網路之四個不同切片之一實例。
圖7圖解說明網路切片之特徵。
圖8展示用於切割網路之機制。
圖9圖解說明5G系統中之QoS。
圖10展示網路切片之間的資源分割。
圖11展示在運動控制應用程式中劃分之一實例邏輯功能。
圖12展示一雲端中之控制功能。
圖13圖解說明用於經由一經模型化無線連結進行遠端機器人控制之一架構。
圖14圖解說明與一合作製造商無關的機器人組合件之一實例。
圖15展示TDOA地理定位之原理。
圖16展示用於使用不同頻寬在3GPP室內開放式辦公室(IOO)情境中進行定位之累積分佈。
圖17圖解說明混合定位之原理。
圖18提供頻譜租賃之一管控圖。
圖19展示分配給行動服務之一頻帶之頻譜分配可能性。
圖20圖解說明使用特許頻譜之一區域網路。
圖21圖解說明使用來自一特許持有者(諸如一行動網路業者(MNO))之租賃之一區域網路。
圖22展示CBRS之特徵。
圖23展示一高階SAS架構。
圖24圖解說明PAL保護區域。
圖25展示一工業雲端情境。
圖26圖解說明一簡單工廠情況中之資訊管理。
圖27圖解說明一工廠中之一階層式網路架構。
圖28展示不同封包服務與服務品質關係。
圖29介紹時效性網路(TSN)之概念。
圖30圖解說明一工業情境中之一實例TSN與5G相互作用架構。
圖31展示使用5G使用虛擬端點來將非TSN裝置連接至一TSN網路。
圖32圖解說明跨越一5G網路之TSN時間同步化。
圖33展示在一5G系統中支援多個時域。
圖34展示一工廠網路中之多個時域。
圖35圖解說明時間閘控排佇。
圖36展示訊框複製及消除可靠性。
圖37展示TSN之一完全分散式模型。
圖38圖解說明TSN之一集中式網路/分散式使用者模型。
圖39圖解說明TSN之一完全集中式組態模型。
圖40展示由CUC及CNC組成之一組態代理。
圖41展示CNC與CUC之間的互動。
圖42係圖解說明一TSN集中式組態模型中之TSN串流設置之一信號流程圖。
圖43展示一潛在5G-TSN整合架構設置。
圖44圖解說明TSN FRER設置。
圖45展示AF、CUC與CNC之間的互動以設置FRER。
圖46展示一5G網路。
圖47圖解說明鏈控制器概念。
圖48展示一工廠網站處之一核心網路部署之一高階功能圖。
圖49圖解說明用於多重連接之RAN之控制平面。
圖50圖解說明用於多重連接之RAN之使用者平面架構。
圖51圖解說明NR之不同無線電承載類型。
圖52展示在使用微時槽時之潛時效能。
圖53圖解說明由於跨越時槽界線限制之傳輸導致之長對準延遲。
圖54展示跨越一時槽界線使用微時槽重複。
圖55展示使用一貝他因數來允許省略PUSCH上之UCI。
圖56圖解說明佔用1個OFDM符號之具有2個符號之一週期性之一短PUCCH。
圖57展示每監測場景之阻擋機率隨DCI大小、UE數目及CORESET大小而變之實例。
圖58展示具有一個重新傳輸之下行鏈路資料潛時。
圖59展示具有一經組態授予及一個重新傳輸之上行鏈路資料潛時。
圖60圖解說明下行鏈路資料潛時之一比較。
圖61圖解說明基於授予之上行鏈路資料潛時之一比較。
圖62展示經組態授予上行鏈路資料潛時之一比較。
圖63展示上行鏈路UE間先佔。
圖64展示一功率控制多工方案中之MCS14之效能。
圖65展示針對數個不同調變編碼方案在一個傳輸之後的PDSCH BLER。
圖66展示具有及不具有協調多點及上行鏈路預編碼之不同多天線技術之上行鏈路SINR。
圖67展示排程請求(SR)及緩衝器狀態報告(BSR)操作之一實例。
圖68圖解說明映射至不同訊務之多個SR組態。
圖69展示歸因於進行中之長UL-SCH傳輸之經延遲SR。
圖70展示經由SR程序獲得一動態授予之一延遲。
圖71圖解說明經組態授予類型1程序。
圖72圖解說明經組態授予類型1程序。
圖73展示具有不同到達及有效負載大小之工業確定性串流。
圖74展示具有不同型式、週期性、潛時及可靠性要求之工業確定性串流。
圖75圖解說明重疊組態。
圖76展示邏輯頻道優先化(LCP)程序之一實例。
圖77展示經由一穩健授予發送非關鍵訊務之一問題。
圖78圖解說明對避免圖77之問題之一限制。
圖79展示由於經由非穩健短授予發送關鍵訊務引起之額外潛時。
圖80圖解說明對避免圖79之問題之一限制。
圖81圖解說明以一動態授予更動一經組態授予之一問題。
圖82展示使得經組態授予能夠有條件地更動動態授予之益處。
圖83展示具有不同PUSCH持續時間之重疊授予。
圖84圖解說明實現UE內先佔以提高網路效率。
圖85展示雙載波(DC)及載波聚合(CA)情境中之封包重複。
圖86展示具有及不具有重複之殘餘誤差。
圖87展示通用時域及工作時鐘域。
圖88圖解說明SFN傳輸。
圖89圖解說明具有三個時域之一工業使用情形。
圖90展示一連續PTP鏈方法。
圖91展示IEEE 802.3 MAC訊框格式之一實例。
圖92展示自乙太網路標頭壓縮獲得之增益。
圖93展示可能乙太網路標頭壓縮錨點。
圖94展示PDCP重複之情形中之無線電連結故障(RLF)。
圖95圖解說明一實例行動性程序。
圖96展示映射至OSI模型之工業IoT協定堆疊之可能實現方案。
圖97展示工業乙太網路分類。
圖98圖解說明Profinet中所使用之經時間排程之傳輸。
圖99展示Profinet IRT之一訊框結構。
圖100圖解說明不同無線技術在增加負載及增加E2E潛時要求下關於可靠性之經估計效能。
圖101展示Wi-Fi中之典型頻道存取及資料交換。
圖102展示Wi-Fi中之頻道存取。
圖103圖解說明Minstrel演算法之一模擬。
圖104展示OPC-UA之可能協定堆疊。
圖105圖解說明TSN上之OPC-UA。
圖106係圖解說明IEEE Std. 802.1Qbv-2015中規定之一分散式時效性網路(TSN)組態模型之一方塊圖。
圖107係圖解說明IEEE Std.802.1Qbv-2015中規定之一集中式TSN組態模型之一方塊圖。
圖108係圖解說明IEEE Std. 802.1Qbv-2015中規定之一完全集中式TSN組態模型之一方塊圖。
圖109展示使用圖108中所展示之完全集中式組態模型之一例示性TSN串流組態程序之一序列圖。
圖110係圖解說明一例示性5G無線網路之一控制平面(CP)及一資料或使用者平面(UP)架構之一方塊圖。
圖111係圖解說明圖110中所展示之5G網路架構與一例示性完全集中式TSN網路架構之間的相互作用之一例示性配置之一方塊圖。
圖112係圖解說明IEEE Std.802.1Qbv-2015中規定之基於閘之訊務佇列中之傳輸選擇之一方塊圖。
圖113係圖解說明根據本發明之各項例示性實施例之兩個TSN通話器/收聽器單元之間經由5G及TSN網路之一例示性通信情境之一方塊圖。
圖114展示根據本發明之各項例示性實施例用於經由圖113中所展示之網路組態對TSN串流封包之及時遞送進行組態之一例示性方法及/或程序之一序列圖。
圖115係圖解說明根據本發明之各項例示性實施例之一TSN通話器/收聽器單元與一經虛擬化控制器之間經由一5G網路之一例示性通信情境之一方塊圖。
圖116展示根據本發明之各項例示性實施例用於經由圖115中所展示之網路組態對TSN串流封包之及時遞送進行組態之一例示性方法及/或程序之一序列圖。
圖117係圖解說明根據本發明之各項例示性實施例由一核心網路(例如，一5G核心網路)中之一網路節點執行之一例示性方法及/或程序之一流程圖。
圖118係圖解說明根據本發明之各項例示性實施例由一無線電存取網路(例如，NG-RAN)中之一網路節點執行之一例示性方法及/或程序之一流程圖。
圖119係圖解說明根據本發明之各項例示性實施例由使用者設備(UE)執行之一例示性方法及/或程序之一流程圖。
圖120係根據本發明之各項例示性實施例之一例示性通信系統之一方塊圖。
圖121、圖122及圖123係根據本發明之各項例示性實施例以各種方式組態之例示性無線電存取節點之方塊圖。
圖124及圖125係根據本發明之各項例示性實施例以各種方式組態之例示性無線裝置或UE之方塊圖。
圖126圖解說明5G核心網路(5GCN)功能及無線電存取網路(RAN)。
圖127展示乙太網路PDU類型資料1之協定堆疊。
圖128圖解說明TSN訊框結構。
圖129係根據本發明之實施例用於下行鏈路傳訊之一傳訊圖。
圖130係根據本發明之實施例用於上行鏈路傳訊之一傳訊圖。
圖131圖解說明根據某些實施例之一方法。
圖132圖解說明根據某些實施例之另一方法。
圖133圖解說明根據某些實施例之另一方法。
圖134圖解說明根據某些實施例之另一方法。
圖135展示用於實施經由一無線電存取網路處置時效性網路之一方法之一流程圖。
圖136展示用於實施經由一無線電存取網路宣告時效性網路之一方法之一流程圖。
圖137展示用於實施經由一無線電存取網路散佈時效性網路之一組態訊息之一方法之一流程圖。
圖138展示一通信系統之一第一實例之一示意性方塊圖。
圖139係一通信系統之一第二實例之一示意性方塊圖。
圖140係一通信系統之一第三實例之一示意性方塊圖。
圖141係一通信系統之一第四實例之一功能方塊圖。
圖142展示一通信系統之一第一示意性傳訊圖。
圖143係一通信系統之一第二示意性傳訊圖。
圖144圖解說明5G與TSN之相互作用。
圖145展示一工廠中之多個TSN gPTP時域。
圖146圖解說明一BS可如何將一UE同步至一蜂巢式參考時間。
圖147圖解說明其中假設一裝置經由一蜂巢式鏈路連接至一TSN域之一情境。
圖148圖解說明假設一TSN域經由一蜂巢式鏈路連接至一虛擬控制器之一車間情境。
圖149圖解說明其中兩個TSN網路經由一蜂巢式鏈路連接之一情境。
圖150圖解說明一實例同步化程序。
圖151圖解說明另一實例同步化程序。
圖152係一實例同步化程序之一序列流程。
圖153係另一實例同步化程序之一序列流程。
圖154圖解說明使用本文中所揭示之方法之PTP時間傳輸。
圖155圖解說明由一無線裝置執行之一實例方法。
圖156係一無線網路中之一虛擬裝備之一示意性方塊圖。
圖157圖解說明由諸如一基地台之一網路節點執行之一實例方法。
圖158係一無線網路中之一虛擬裝備之一示意性方塊圖。
圖159圖解說明由一無線裝置執行之一實例方法。
圖160係一無線網路中之一虛擬裝備之一示意性方塊圖。
圖161圖解說明由諸如一基地台之一網路節點執行之一實例方法。
圖162係一無線網路中之一虛擬裝備之一示意性方塊圖。
圖163係根據本文中之實施例之一經組合流程圖及傳訊方案。
圖164係繪示根據本文中之實施例用於處置組態之一UE之一方塊圖。
圖165係繪示根據本文中之實施例用於在一無線通信網路中處置組態之一無線電網路節點之一方塊圖。
圖166係根據本文中之實施例之一實例無線裝置之一方塊圖。
圖167係根據本文中之實施例之一實例無線電網路節點之一方塊圖。
圖168圖解說明根據某些實施例用於輔助在一網聯網(IoT)環境中註冊一裝置之一方法。
圖169圖解說明根據某些實施例用於在一網聯網(IoT)環境中註冊之一方法。
圖170係圖解說明根據某些實施例之一註冊處理程序之一示意圖。
圖171係圖解說明根據某些實施例之實例方法步驟之一流程圖。
圖172係圖解說明根據某些實施例之一實例配置之一方塊圖。
圖173係圖解說明根據某些實施例之一實例配置之一方塊圖。
圖174係圖解說明根據一或多項實施例之一實例網路環境之一方塊圖。
圖175係圖解說明根據一或多項實施例實例之實體之間的傳訊之一叫用流程圖。
圖176係圖解說明根據一或多項實施例由一第一裝置實施之一實例方法之一流程圖。
圖177係圖解說明根據一或多項實施例由一第二裝置實施之一實例方法之一流程圖。
圖178係圖解說明根據一或多項實施例之實例硬體之一方塊圖。
圖179係圖解說明根據一或多項實施例之一實例第一裝置之一方塊圖。
圖180係圖解說明根據一或多項實施例之一實例第二裝置之一方塊圖。
圖181圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統之一項實施例之一流程圖。
圖182圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統之另一實施例之一流程圖。
圖183圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣具有一聯盟資料庫之一網路節點之一項實施例。
圖184圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣具有一聯盟資料庫之一網路節點之另一實施例。
圖185及圖186圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣由具有表示位於同一或不同管轄區中之一或多個自主或子聯盟資料庫之一聯盟資料庫之一網路節點執行之一方法之一項實施例。
圖187圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣具有一自主資料庫之一網路節點之一項實施例。
圖188圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣具有一自主資料庫之一網路節點之另一實施例。
圖189及圖190圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣由一特定管轄區中具有由一聯盟或子聯盟資料庫表示之一自主資料庫之一網路節點執行之一方法之實施例。
圖191圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統之另一實施例。
圖192圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統之另一實施例。
圖193圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統之另一實施例。
圖194圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣用於查詢一聯盟資料庫之一系統之另一實施例。
圖195圖解說明根據如本文中所闡述之各項態樣之一網路節點之一項實施例。
圖196係圖解說明依據3GPP TS 29.561之UPF處之乙太網路訊框處置之一示意性方塊圖。
圖197係圖解說明一工業設置中之5G-TSN相互作用之一示意性方塊圖。
圖198係圖解說明具有虛擬端點之TSN控制及資料平面之一示意性方塊圖。
圖199係圖解說明針對不同PDU工作階段類型作為UPF之部分之VEP部署之一示意性方塊圖。
圖200係圖解說明藉由外部TSN網路組態看到之VEP之一示意性方塊圖。
圖201係圖解說明根據某些實施例之實例方法步驟之一流程圖。
圖202係圖解說明根據某些實施例之實例方法步驟之一流程圖。
圖203係圖解說明根據某些實施例之實例方法步驟及傳訊之一經組合流程圖及傳訊圖。
圖204係圖解說明根據某些實施例之實例方法步驟及傳訊之一經組合流程圖及傳訊圖。
圖205係圖解說明根據某些實施例之一實例裝備之一示意性方塊圖。
圖206展示使用冗餘路徑之TSN資料串流傳輸。
圖207展示根據本發明之實施例之一通信系統。
圖208係根據本發明之實施例之一傳訊圖。
圖209係展示根據本發明之實施例之一無線網路中之冗餘路徑之一示意圖。
圖210係展示根據本發明之其他實施例之一無線網路中之冗餘路徑之一示意圖。
圖211係展示根據本發明之其他實施例之一無線網路中之冗餘路徑之一示意圖。
圖212係根據本發明之實施例之一核心網路節點中之一方法之一流程圖。
圖213係根據本發明之實施例之一組態節點中之一方法之一流程圖。
圖214係圖解說明一PTP標頭格式之一表格。
圖215係圖解說明一無線通信網路之實施例之一示意性方塊圖。
圖216係繪示根據本文中之實施例由一傳輸裝置執行之一方法之一流程圖。
圖217係繪示根據本文中之實施例由一接收裝置執行之一方法之一流程圖。
圖218係圖解說明根據本文中之某些實施例使用廣播之5GS中之一多時域支援之實施例之一示意性方塊圖。
圖219係圖解說明根據本文中之某些實施例之僅相關gPTP訊框之5GS中之一多時域支援之實施例的一示意性方塊圖。
圖220係圖解說明根據本文中之某些實施例之5GS中之一多時域支援之實施例之一示意性方塊圖。
圖221係繪示根據本文中之實施例由一傳輸裝置執行之一方法之一流程圖。
圖222係繪示根據本文中之實施例由一接收裝置執行之一方法之一流程圖。
圖223示意性地圖解說明根據某些實施例經由一中間網路連接至一主機電腦之一電信網路。
圖224係根據某些實施例經由一部分無線連接經由一基地台與一使用者設備通信之一主機電腦之一廣義方塊圖。
圖225、圖226、圖227及圖228係圖解說明在包含一主機電腦、一基地台及一使用者設備之一通信系統中實施之實例方法之流程圖。

Claims (109)

  1. 一種由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之方法，該方法包括： 自該無線通信網路接收一第一時序信號； 自該無線裝置所連接到的一外部時效性網路TSN資料網路接收一第二時序信號；及 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN串流。
  2. 如請求項1之方法，其中在自該RBS接收之系統資訊SI中接收該第一時序信號，該SI指示透過該RBS對TSN之支援。
  3. 如請求項2之方法，其中該SI係包括在一或多個系統資訊區塊(SIB)中。
  4. 如請求項1之方法，其中在一無線電資源控制RRC訊息中接收該第一時序信號。
  5. 如請求項1至4中任一項之方法，其中該第一時序信號包括一蜂巢式時間參考，且該第二時序信號包括一工作時鐘時間參考。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其進一步包括將一時期、一TSN域編號及一時域識別符中之至少一者傳輸至該無線通信網路及該外部TSN資料網路中之至少一者。
  7. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該外部TSN資料網路係一乙太網路。
  8. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該無線通信網路係一蜂巢式通信網路，諸如一新無線電無線通信網路。
  9. 一種由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之方法，該方法包括： 自該無線通信網路接收一第一時序信號； 自該無線裝置所連接到的一外部時效性網路TSN資料網路接收一第二時序信號； 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流；及 自該外部網路接收與該對應TSN資料串流相關聯之一傳輸排程。
  10. 如請求項9之方法，其中在自該RBS接收之系統資訊SI中接收該第一時序信號，該SI指示透過該RBS對TSN之支援。
  11. 如請求項10之方法，其中該SI係包括在一或多個系統資訊區塊(SIB)中。
  12. 如請求項9之方法，其中在一無線電資源控制RRC訊息中接收該第一時序信號。
  13. 如請求項9至12中任一項之方法，其中該第一時序信號包括一蜂巢式時間參考，且該第二時序信號包括一工作時鐘時間參考。
  14. 如請求項9至12中任一項之方法，其中針對包括該TSN資料串流之一或多個訊務類別，該傳輸排程包括循環時間及閘控制清單。
  15. 如請求項9至12中任一項之方法，其中該方法進一步包括： 將欲分配無線電資源以在該無線裝置與該RBS之間傳遞該TSN資料串流之一請求發送至與該RBS相關聯之一網路，其中該請求進一步包括與該傳輸排程相關之資訊；及 自該網路接收指示是否可分配無線電資源以滿足與該TSN資料串流相關聯之該傳輸排程之一回應。
  16. 如請求項15之方法，其中若來自該網路之該回應指示無法分配無線電資源以滿足該TSN資料串流之該傳輸排程，則該回應進一步包括對一或多個其他時間窗之一指示，在該一或多個其他時間窗期間可分配無線電資源。
  17. 如請求項15之方法，其進一步包括：基於來自該網路之該回應，將是否可滿足該傳輸排程之一指示發送至該外部網路。
  18. 如請求項17之方法，其中若該回應包括對一或多個其他時間窗之該指示，則發送至該外部網路之該指示進一步包含與該一或多個其他時間窗相關之資訊。
  19. 如請求項15之方法，其中： 該網路包括一5G核心網路5GC；且 將該請求發送至該5GC之一存取管理功能AMF且自該存取管理功能AMF接收該回應。
  20. 如請求項9至12中任一項之方法，其中該外部TSN資料網路係一乙太網路。
  21. 如請求項9至12中任一項之方法，其中該無線通信網路係一蜂巢式通信網路，諸如一新無線電無線通信網路。
  22. 一種由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之方法，該方法包括： 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流； 獲得該TSN資料串流之組態資訊，該組態資訊指示與該TSN資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值； 自該RBS接收與該TSN資料串流相關聯之一資料封包；及 將該一或多個欄位添加至該資料封包以產生一經解壓縮資料封包。
  23. 如請求項22之方法，其進一步包括： 自該RBS接收系統資訊SI，該SI指示透過該RBS對TSN之支援。
  24. 如請求項22之方法，其進一步包括： 接收指示透過該RBS對TSN之支援之一無線電資源控制RRC訊息。
  25. 如請求項22至24中任一項之方法，其中該資料封包包括該TSN資料串流之一識別符。
  26. 如請求項22至24中任一項之方法，其進一步包括： 獲得該TSN資料串流之經更新組態資訊，該經更新組態資訊包括與該TSN資料串流相關聯之資料封包之該標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別經更新值之一指示；及 利用該經更新組態資訊來將一或多個欄位之該等各別經更新值添加至自該RBS接收之資料封包。
  27. 如請求項26之方法，其中該經更新組態資訊進一步包括識別與該TSN資料串流相關聯之一開始資料封包之一序列號之一指示，自該開始資料封包開始應用該等各別經更新值。
  28. 如請求項22至24中任一項之方法，其進一步包括： 獲得一第二資料封包，該第二資料封包與該TSN資料串流相關聯； 自該第二資料封包移除該一或多個欄位以產生一經壓縮資料封包；及 起始經由至該RBS之一傳輸在該外部資料網路上傳輸該經壓縮資料封包。
  29. 如請求項28之方法，其進一步包括起始將與該TSN資料串流相關聯之資料封包之該標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之該等各別值之一指示傳輸至該無線通信網路之一核心網路節點，以使得該核心網路節點能夠在於該外部資料網路上傳輸該經壓縮資料封包之前將該經壓縮資料封包解壓縮。
  30. 如請求項28之方法，其中該第二資料封包包括使用者資料，且其中起始在該外部資料網路上傳輸該經壓縮資料封包之該步驟包括在該外部資料網路上將該使用者資料轉發至一主機電腦。
  31. 一種由與一無線通信網路相關聯之一無線裝置執行之方法，該方法包括： 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流；及 自該外部網路接收與該對應TSN資料串流相關聯之一傳輸排程。
  32. 如請求項31之方法，其進一步包括： 自該RBS接收系統資訊SI，該SI指示透過該RBS對TSN之支援。
  33. 如請求項31之方法，其進一步包括： 接收指示透過該RBS對TSN之支援之一無線電資源控制RRC訊息。
  34. 如請求項31至33中任一項之方法，其中針對包括該TSN資料串流之一或多個訊務類別，該傳輸排程包括循環時間及閘控制清單。
  35. 如請求項31至33中任一項之方法，其中該方法進一步包括： 將欲分配無線電資源以在該無線裝置與該RBS之間傳遞該TSN資料串流之一請求發送至與該RBS相關聯之一網路，其中該請求進一步包括與該傳輸排程相關之資訊；及 自該網路接收指示是否可分配無線電資源以滿足與該TSN資料串流相關聯之該傳輸排程之一回應。
  36. 如請求項35之方法，其中若來自該網路之該回應指示無法分配無線電資源以滿足該TSN資料串流之該傳輸排程，則該回應進一步包括對一或多個其他時間窗之一指示，在該一或多個其他時間窗期間可分配無線電資源。
  37. 如請求項35之方法，其進一步包括，基於來自該網路之該回應，將是否可滿足該傳輸排程之一指示發送至該外部網路。
  38. 如請求項37之方法，其中若該回應包括對一或多個其他時間窗之該指示，則發送至該外部網路之該指示進一步包含與該一或多個其他時間窗相關之資訊。
  39. 如請求項35之方法，其中： 該網路包括一5G核心網路5GC；且 將該請求發送至該5GC之一存取管理功能AMF且自該存取管理功能AMF接收該回應。
  40. 一種由一第一裝置用於輔助向一物聯網(IoT)環境註冊一第二裝置及使用該第二裝置之方法，該方法包括： 獲得與該第二裝置相關聯之一註冊功能之一表示，其中該註冊功能與至少一個經串列化註冊應用程式相關聯，該至少一個經串列化註冊應用程式包括與該第一裝置及該第二裝置相關聯之註冊資訊； 將該註冊應用程式解串列化，使得與該第一裝置相關聯之註冊資訊和與該第二裝置相關聯之註冊資訊分離； 將與該第二裝置相關聯之該註冊資訊傳輸至該第二裝置以起始由該第二裝置藉由基於與該第二裝置相關聯之該註冊資訊組態該第二裝置而執行該第二裝置之註冊處理程序； 自該第二裝置接收與該第二裝置相關聯之組態資訊； 使用在該第一裝置上執行之一第一運行時間環境來將一程式碼模組傳送至在該第二裝置上執行之一第二運行時間環境，其中該程式碼模組經組態以在該第二運行時間環境內執行且向該第一裝置公開由該第二運行時間環境支援的該第二裝置之一功能；及 在該第一運行時間環境內執行一應用程式，該應用程式經由該所傳送程式碼模組及該第二運行時間環境而遠端地調用該第二裝置之該功能。
  41. 如請求項40之方法，其中該第二裝置係一物聯網(IoT)裝置，且其中該第一裝置係一無線通信裝置。
  42. 如請求項40或41之方法，其中該註冊功能之該表示係一QR代碼、一條碼及一RF-ID晶片中之一或多者。
  43. 如請求項40或41之方法，其中與該第二裝置相關聯之該註冊資訊包括公用加密密鑰、軟體系統、能力、與該註冊處理程序有關之步驟及該IoT環境之功能中之至少一者。
  44. 如請求項40或41之方法，其中該註冊資訊包括與地理位置、組織位置、所有權、加密密鑰、通信參數、通信密鑰及身份中之一或多者相關聯之資訊。
  45. 如請求項40或41之方法，其中該註冊功能包括至少兩個經串列化註冊應用程式，該方法進一步包括： 將該至少兩個經串列化註冊應用程式解串列化成包括與該第一裝置相關聯之註冊資訊之至少一個註冊應用程式及包括與該第二裝置相關聯之註冊資訊之至少一個註冊應用程式；及 將與該第二裝置相關聯之該至少一個註冊應用程式傳輸至該第二裝置。
  46. 如請求項40或41之方法，其進一步包括： 判定已成功註冊該第二裝置；及 終止該第一裝置上之該至少一個註冊應用程式。
  47. 如請求項40或41之方法，其進一步包括使該第一運行時間環境由該第二運行時間環境鑑認以獲得將該程式碼模組傳送至該第二運行時間環境以便在該第二運行時間環境內執行之授權。
  48. 如請求項40或41之方法，其進一步包括直接與該第二運行時間環境通信以調用該第二裝置之一不同功能。
  49. 如請求項40或41之方法，其中經由該第一裝置與該第二裝置之間的一無線點對點連接而執行該程式碼模組至該第二運行時間環境之該傳送。
  50. 如請求項40或41之方法，其中該第二裝置係一電子鎖，且由該第二運行時間環境支援之該功能會將該電子鎖鎖定或解鎖。
  51. 一種由一第二裝置用於執行由一第一裝置輔助的向一物聯網(IoT)環境之一註冊處理程序且為該第一裝置提供對該第二裝置之一功能之存取之方法，該方法包括： 自該第一裝置接收與該第二裝置相關聯之註冊資訊； 藉由基於該註冊資訊組態該第二裝置而執行該註冊處理程序； 將與該第二裝置相關聯之組態資訊傳輸至該第一裝置； 自在該第一裝置上執行之一第一運行時間環境將一程式碼模組接收至在該第二裝置上執行之一第二運行時間環境，以向該第一裝置公開由該第二運行時間環境支援的該第二裝置之一功能； 回應於經由該程式碼模組自在該第一運行時間環境內執行之一應用程式接收之對該第二裝置之該功能之一遠端調用而使用該第二運行時間環境來控制該功能之執行。
  52. 如請求項51之方法，其進一步包括： 判定該註冊係成功的，及 自該第二裝置刪除該註冊資訊。
  53. 如請求項51或52之方法，其中與該第二裝置相關聯之該註冊資訊對於該第二裝置係未知的。
  54. 如請求項51或52之方法，其中與該第二裝置相關聯之該註冊資訊包括公用加密密鑰、軟體系統、能力、與該註冊處理程序有關之步驟及該IoT環境之功能中之至少一者。
  55. 如請求項51或52之方法，其進一步包括使該第一運行時間環境由該第二運行時間環境鑑認以授權該將該程式碼模組傳送至該第二運行時間環境以便在該第二運行時間環境內執行。
  56. 如請求項51或52之方法，其進一步包括回應於自該第一裝置至該第二運行時間環境之一直接通信而使用該第二運行時間環境來控制該第二裝置之一不同功能之執行。
  57. 如請求項51或52之方法，其中經由該第一裝置與該第二裝置之間的一無線點對點連接而執行該程式碼模組自該第一運行時間環境之該傳送。
  58. 如請求項51或52之方法，其中該第二裝置係一電子鎖，且由該第一運行時間環境支援之該功能會將該電子鎖鎖定或解鎖。
  59. 一種供在一無線通信網路中使用之無線裝置，該無線裝置經調適以： 自該無線通信網路接收一第一時序信號； 自該無線裝置所連接到的一外部時效性網路TSN資料網路接收一第二時序信號；及 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流。
  60. 如請求項59之無線裝置，其中該無線裝置經調適以在自該RBS接收之系統資訊SI中接收該第一時序信號，該SI指示透過該RBS對TSN之支援。
  61. 如請求項59之無線裝置，其中該無線裝置經調適以在一無線電資源控制RRC訊息中接收該第一時序信號。
  62. 如請求項59至61中任一項之無線裝置，其中該第一時序信號包括一蜂巢式時間參考，且該第二時序信號包括一工作時鐘時間參考。
  63. 一種供在一無線通信網路中使用之無線裝置，該無線裝置經調適以： 自該無線通信網路接收一第一時序信號； 自該無線裝置所連接到的一外部時效性網路TSN資料網路接收一第二時序信號； 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流；及 自該外部網路接收與該對應TSN資料串流相關聯之一傳輸排程。
  64. 如請求項63之無線裝置，其中該無線裝置經調適以在自該RBS接收之系統資訊SI中接收該第一時序信號，該SI指示透過該RBS對TSN之支援。
  65. 如請求項63之無線裝置，其中該無線裝置經調適以在一無線電資源控制RRC訊息中接收該第一時序信號。
  66. 如請求項63至65中任一項之無線裝置，其中該第一時序信號包括一蜂巢式時間參考，且該第二時序信號包括一工作時鐘時間參考。
  67. 一種供在一無線通信網路中使用之無線裝置，該無線裝置經調適以： 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流； 獲得該TSN資料串流之組態資訊，該組態資訊指示與該TSN資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值； 自該RBS接收與該TSN資料串流相關聯之一資料封包；及 將該一或多個欄位添加至該資料封包以產生一經解壓縮資料封包。
  68. 如請求項67之無線裝置，其中該無線裝置進一步經調適以： 自該RBS接收系統資訊SI，該SI指示透過該RBS對TSN之支援。
  69. 如請求項67之無線裝置，其中該無線裝置進一步經調適以： 接收指示透過該RBS對TSN之支援之一無線電資源控制RRC訊息。
  70. 一種供在一無線通信網路中使用之無線裝置，該無線裝置經調適以： 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流； 自該外部網路接收與該對應TSN資料串流相關聯之一傳輸排程。
  71. 如請求項70之無線裝置，其中該無線裝置進一步經調適以： 自該RBS接收系統資訊SI，該SI指示透過該RBS對TSN之支援。
  72. 如請求項70之無線裝置，其中該無線裝置進一步經調適以： 接收指示透過該RBS對TSN之支援之一無線電資源控制RRC訊息。
  73. 一種第一裝置，其用於輔助向一物聯網(IoT)環境註冊一第二裝置及使用該第二裝置，該第一裝置經調適以： 獲得與該第二裝置相關聯之一註冊功能之一表示，其中該註冊功能與至少一個經串列化註冊應用程式相關聯，該至少一個經串列化註冊應用程式包括與該第一裝置及該第二裝置相關聯之註冊資訊； 將該註冊應用程式解串列化，使得與該第一裝置相關聯之註冊資訊和與該第二裝置相關聯之註冊資訊分離； 將與該第二裝置相關聯之該註冊資訊傳輸至該第二裝置以起始由該第二裝置藉由基於與該第二裝置相關聯之該註冊資訊組態該第二裝置而執行該第二裝置之該註冊處理程序； 自該第二裝置接收與該第二裝置相關聯之組態資訊； 使用在該第一裝置上執行之一第一運行時間環境來將一程式碼模組傳送至在該第二裝置上執行之一第二運行時間環境，其中該程式碼模組經組態以在該第二運行時間環境內執行且向該第一裝置公開由該第二運行時間環境支援的該第二裝置之一功能；及 在該第一運行時間環境內執行一應用程式，該應用程式經由該所傳送程式碼模組及該第二運行時間環境而遠端地調用該第二裝置之該功能。
  74. 如請求項73之第一裝置，其中該第二裝置係一物聯網(IoT)裝置，且其中該第一裝置係一無線通信裝置。
  75. 如請求項73或74之第一裝置，其中該註冊功能之該表示係一QR代碼、一條碼及一RF-ID晶片中之一或多者。
  76. 一種第二裝置，其用於執行由一第一裝置輔助之向一物聯網(IoT)環境之一註冊處理程序且為該第一裝置提供對該第二裝置之一功能之存取，該第二裝置經調適以： 自該第一裝置接收與該第二裝置相關聯之註冊資訊； 藉由基於該註冊資訊組態該第二裝置而執行該註冊處理程序； 將與該第二裝置相關聯之組態資訊傳輸至該第一裝置； 自在該第一裝置上執行之一第一運行時間環境將一程式碼模組接收至在該第二裝置上執行之一第二運行時間環境，以向該第一裝置公開由該第二運行時間環境支援的該第二裝置之一功能； 回應於經由該程式碼模組自在該第一運行時間環境內執行之一應用程式接收之對該第二裝置之該功能之一遠端調用而使用該第二運行時間環境來控制該功能之執行。
  77. 如請求項76之第二裝置，其進一步經調適以： 判定該註冊係成功的，及 自該第二裝置刪除該註冊資訊。
  78. 如請求項76或77之第二裝置，其中與該第二裝置相關聯之該註冊資訊對於該第二裝置係未知的。
  79. 如請求項76或77之第二裝置，其中與該第二裝置相關聯之該註冊資訊包括公用加密密鑰、軟體系統、能力、與該註冊處理程序有關之步驟及該IoT環境之功能中之至少一者。
  80. 一種無線裝置，其包括： 收發器電路系統，其經組態以與一無線通信網路通信；及 處理電路系統，其操作地耦合至該收發器電路系統且經組態以控制該收發器電路系統並進行以下操作： 自該無線通信網路接收一第一時序信號； 自該無線裝置所連接到的一外部時效性網路TSN資料網路接收一第二時序信號；及 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流。
  81. 如請求項80之無線裝置，其中該處理電路系統經組態以執行如請求項2至8中任一項之一方法。
  82. 一種無線裝置，其包括： 收發器電路系統，其經組態以與一無線通信網路通信；及 處理電路系統，其操作地耦合至該收發器電路系統且經組態以控制該收發器電路系統並進行以下操作： 自該無線通信網路接收一第一時序信號； 自該無線裝置所連接到的一外部時效性網路TSN資料網路接收一第二時序信號； 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與該外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流；及 自該外部網路接收與該對應TSN資料串流相關聯之一傳輸排程。
  83. 如請求項82之無線裝置，其中該處理電路系統經組態以執行如請求項10至21中任一項之一方法。
  84. 一種無線裝置，其包括： 收發器電路系統，其經組態以與一無線通信網路通信；及 處理電路系統，其操作地耦合至該收發器電路系統且經組態以控制該收發器電路系統並進行以下操作： 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與外部時效性網路TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流； 獲得該TSN資料串流之組態資訊，該組態資訊指示與該TSN資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值； 自該RBS接收與該TSN資料串流相關聯之一資料封包；及 將該一或多個欄位添加至該資料封包以產生一經解壓縮資料封包。
  85. 如請求項84之無線裝置，其中該處理電路系統經組態以執行如請求項23至30中任一項之一方法。
  86. 一種無線裝置，其包括： 收發器電路系統，其經組態以與一無線通信網路通信；及 處理電路系統，其操作地耦合至該收發器電路系統且經組態以控制該收發器電路系統並進行以下操作： 透過該無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與外部TSN資料網路建立至少一個TSN資料串流； 自該外部網路接收與該對應TSN資料串流相關聯之一傳輸排程。
  87. 如請求項86之無線裝置，其中該處理電路系統經組態以執行如請求項32至39中任一項之一方法。
  88. 一種第一裝置，其用於輔助向一物聯網(IoT)環境註冊一第二裝置及使用該第二裝置，該第一裝置包括： 通信電路系統，其經組態以與該第二裝置通信；及 處理電路系統，其操作地耦合至通信介面電路系統且經組態以控制收發器電路系統並進行以下操作： 獲得與該第二裝置相關聯之一註冊功能之一表示，其中該註冊功能與至少一個經串列化註冊應用程式相關聯，該至少一個經串列化註冊應用程式包括與該第一裝置及該第二裝置相關聯之註冊資訊； 將該註冊應用程式解串列化，使得與該第一裝置相關聯之註冊資訊和與該第二裝置相關聯之註冊資訊分離； 將與該第二裝置相關聯之該註冊資訊傳輸至該第二裝置以起始由該第二裝置藉由基於與該第二裝置相關聯之該註冊資訊組態該第二裝置而執行該第二裝置之該註冊處理程序； 自該第二裝置接收與該第二裝置相關聯之組態資訊； 使用在該第一裝置上執行之一第一運行時間環境來將一程式碼模組傳送至在該第二裝置上執行之一第二運行時間環境，其中該程式碼模組經組態以在該第二運行時間環境內執行且向該第一裝置公開由該第二運行時間環境支援的該第二裝置之一功能；及 在該第一運行時間環境內執行一應用程式，該應用程式經由該所傳送程式碼模組及該第二運行時間環境而遠端地調用該第二裝置之該功能。
  89. 如請求項88之第一裝置，其中該處理電路系統經組態以執行如請求項41至50中任一項之一方法。
  90. 一種第二裝置，其用於執行由一第一裝置輔助之向一物聯網(IoT)環境之一註冊處理程序且為該第一裝置提供對該第二裝置之一功能之存取，該第二裝置包括： 通信電路系統，其經組態以與該第二裝置通信；及 處理電路系統，其操作地耦合至通信介面電路系統且經組態以控制收發器電路系統並進行以下操作： 自該第一裝置接收與該第二裝置相關聯之註冊資訊； 藉由基於該註冊資訊組態該第二裝置而執行該註冊處理程序； 將與該第二裝置相關聯之組態資訊傳輸至該第一裝置； 自在該第一裝置上執行之一第一運行時間環境將一程式碼模組接收至在該第二裝置上執行之一第二運行時間環境，以向該第一裝置公開由該第二運行時間環境支援的該第二裝置之一功能； 回應於經由該程式碼模組自在該第一運行時間環境內執行之一應用程式接收之對該第二裝置之該功能之一遠端調用而使用該第二運行時間環境來控制該功能之執行。
  91. 如請求項90之第二裝置，其中該處理電路系統經組態以執行如請求項52至58中任一項之一方法。
  92. 一種電腦程式產品，其包括由一無線裝置執行之程式指令，該等程式指令經組態以致使該無線裝置執行如請求項1至58中任一項之方法。
  93. 一種非暫時性電腦可讀媒體，其包括儲存於其上之如請求項92之電腦程式產品。
  94. 一種在一無線通信網路之一或多個節點中之方法，該方法包括： 將一時序信號發送至與該無線通信網路相關聯之一無線裝置；及 自該無線裝置接收一時期、一TSN域編號及一時域識別符中之至少一者。
  95. 如請求項94之方法，其中自該無線通信網路中之一無線電基地台RBS在系統資訊SI中發送該時序信號，該SI指示透過該RBS對TSN之支援。
  96. 如請求項95之方法，其中該SI係包括在一或多個系統資訊區塊(SIB)中。
  97. 如請求項94之方法，其中在一無線電資源控制RRC訊息中發送該時序信號。
  98. 如請求項94至97中任一項之方法，其中該時序信號包括一蜂巢式時間參考。
  99. 如請求項94至97中任一項之方法，該方法進一步包括： 自該無線裝置接收欲在該無線裝置與該無線通信網路之間分配無線電資源以傳遞在該無線裝置與該無線裝置所連接到的一外部時效性網路TSN資料網路之間建立之一TSN資料串流之一請求，其中該請求包括與關聯於該TSN資料串流之一傳輸排程相關之資訊；及 將指示是否可分配無線電資源以滿足與該TSN資料串流相關聯之該傳輸排程之一回應發送至該網路。
  100. 如請求項99之方法，其中若來自該網路之該回應指示無法分配無線電資源以滿足該TSN資料串流之該傳輸排程，則該回應進一步包括對一或多個其他時間窗之一指示，在該一或多個其他時間窗期間可分配無線電資源。
  101. 如請求項99之方法，其中： 該無線通信網路包括一5G核心網路5GC；且 由該5GC之一存取管理功能AMF接收該請求且自該存取管理功能AMF發送該回應。
  102. 一種在一無線裝置所連接到的一時效性網路TSN資料網路之一或多個節點中之方法，該方法包括： 將一第二時序信號自該無線裝置所連接到的該外部TSN資料網路發送至該無線裝置； 透過該無線裝置與之關聯之一無線通信網路中之一無線電基地台RBS而與該無線裝置建立至少一個TSN資料串流；及 將與該對應TSN資料串流相關聯之一傳輸排程發送至該無線裝置。
  103. 如請求項102之方法，其中針對包括該TSN資料串流之一或多個訊務類別，該傳輸排程包括循環時間及閘控制清單。
  104. 如請求項103或104之方法，其進一步包括自該無線裝置接收是否可滿足該傳輸排程之一指示。
  105. 一種由一無線通信網路之一或多個節點執行之方法，該方法包括： 自一時效性網路TSN資料網路接收識別一無線裝置之一TSN資料串流且指示與該資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之哪些欄位將保持靜態之資訊； 將該TSN資料串流之組態資訊發送至該無線裝置，該組態資訊指示與該TSN資料串流相關聯之資料封包之一標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值； 根據該組態資訊壓縮與該TSN資料串流相關聯之一或多個資料封包；及 將該經壓縮資料封包轉發至該無線裝置。
  106. 如請求項105之方法，其進一步包括： 將該TSN資料串流之經更新組態資訊發送至該無線裝置，該經更新組態資訊包括與該TSN資料串流相關聯之資料封包之該標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別經更新值之一指示； 利用該經更新組態資訊來壓縮與該TSN資料串流相關聯之一或多個額外資料封包；及 將該經壓縮一或多個額外資料封包轉發至該無線裝置。
  107. 如請求項106之方法，其中該經更新組態資訊進一步包括識別與該TSN資料串流相關聯之一開始資料封包之一序列號之一指示，自該開始資料封包開始應用該等各別經更新值。
  108. 如請求項105至107中任一項之方法，其進一步包括： 自該無線裝置接收至少一第一資料封包，該第一資料封包與該TSN資料串流相關聯； 將一或多個欄位添加至第二資料封包以產生一經解壓縮資料封包；及 將該經解壓縮資料封包轉發至該外部資料網路。
  109. 如請求項108之方法，其進一步包括自該無線裝置接收與該TSN資料串流相關聯之資料封包之該標頭內之一或多個欄位之將保持靜態之各別值之一指示，以使得能夠在於該外部資料網路上傳輸自該無線裝置接收之經壓縮資料封包之前將該等經壓縮資料封包解壓縮。
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