[发明专利]将3GPP网络透明集成到TSN工业网络中

说明书

提供了一种方法，包括：触发无线网络的终端建立经由无线网络到转换器设备的控制会话；向有线网络的站提供控制端口；转发第一消息和第二消息中的至少一个，第一消息来自站并经由到转换器设备的控制会话在控制端口上被接收到，第二消息经由从转换器设备到站的控制会话被接收到。

技术领域

本发明涉及一种与将无线网络(例如3GPP网络)透明集成(transparentintegration)到有线网络(例如TSN网络)相关的装置、方法和计算机程序产品。

背景技术

时间敏感网络(TSN)[1]被IEEE(电气电子工程师学会)802.1标准化以向工业网络提供确定性延迟来处理时间敏感业务。目前，有线连接被假定用于连接传感器和控制器。从有线传感器转移到无线传感器和促动器(actuator)提供了诸如移动性、可缩放性、低维护成本等优势。为了将无线设备连接到TSN网络，诸如3GPP(第三代合作伙伴计划)中定义的无线传输机制是必要的。

图1示出了TSN中涉及的实体。针对TSN标准化的关键考虑之一是具有一个名为CNC(集中式网络控制器)的集中实体，该集中实体收集在通话端站与侦听端站之间的端到端通信需求，并集中地执行调度。网桥(bridge)使用链接层发现协议(LLDP)来学习针对其每个物理端口中的直接网络对等点的连接信息。每个TSN网络具有单个CNC。此外，可能会存在多个集中式用户配置器(CUCs)来转换端到端通信需求，并将其传递给CNC。此外，在调度过程中，CUC负责利用由CNC计算的传输参数来配置相应的通话端站和侦听端站。图1中的实心箭头描述了在通话端站与侦听端站[2]之间建立通信所涉及的主要步骤1-6。

也就是说，根据1)，CUC从端站(endstation)获得流服务质量(QoS)。然后，根据2)，CUC向CNC提供流QoS要求。在3a)中，CNC计算调度，路径等，以便满足流QoS要求，这些将在3b)中被报告给CUC。在4a)和4b)中，相应地，CUC经由CNC配置网桥的管理对象。CNC在4c)中通知CUC关于网桥的配置成功。也就是流转换。信息分组含通话端站需要使用的配置参数，例如，目的地MAC地址，VLAN ID和PCP字段。信息还分组含通话者应在其中进行传输的传输时间窗口，以及侦听者应预期在其中接收分组的接收时间窗口。

然后，在5)中，CUC相应地配置终端站。并行地，如图1中的虚线所示，网络发现程序在相关实体之间运行(即相邻网桥之间、每个网桥与CNC之间、CNC与CUC之间、以及每个站与其被连接到的网桥之间)。在此之后，在6)中，通话端站和侦听端站之间的传输可以被执行。

注意，网桥在TSN网络中是具有时间感知的。在通话端站与相应的的侦听端站之间可以存在一个或多个网桥。在图1中，示出两个网桥作为示例。每个通话端站可以与一个或多个侦听端站进行通话，并且每个侦听端站可以侦听一个或多个通话端站。一个通信的侦听端站可以是另一个通信的通话端站。

目前，在行业里，TSN被用作用以提供具有确定性容量和延迟的端到端连接机制。通话者(例如，传感器，控制器)和侦听者(例如，控制器，促动器)通过使用电缆的网桥被连接。

时间敏感网络(TSN)[1]目前被标准化为工业网络中的通信机制。采用一组IEEE802.1协议[3](IEEE 802.1AS-Rev,802.1CB,802.1Qcc,802.1Qch,802.1Qci,802.1Qcj,802.1CM,802.1Qcp,802.1Qcr,802.1AB)，通过具有时间感知的设备(需要正确配置)实现具有低延时保证的确定性数据传输。

3GPP于2017年开启了垂直领域的通信自动化研究，以标识针对无线通信的相应需求[4]、[5]。到目前为止，不论是3GPP Rel.15还是Rel.16都没有包括将3GPP网络与TSN集成的解决方案。

参考文献：