[发明专利]基于时间感知服务质量的通信方法及设备

说明书

本申请涉及时间感知服务质量(QoS)，具体涉及用于在诸如5G NR(新无线)的通信系统中提供时间感知QoS的技术。特别地，本申请涉及一种用于在第一通信网络(1601)，特别是确定性通信网络，和第二通信网络(1602)，特别是移动通信网络，特别是5G通信网络，之间进行转换的设备(1610)，其中该设备(1610)包括：应用功能(1611)，其配置为在第一通信网络(1601)的服务质量(QoS)参数(1614)和第二通信网络(1602)的QoS参数(1615)之间进行转换；QoS配置(1612)，包括由应用功能(1611)转换的第一通信网络(1601)的QoS参数(1614)，以及可选地，源自第二通信网络(1602)的附加QoS参数(1616)；以及信令过程(1613)，配置为在第二通信网络(1602)内交换转换的QoS参数(1615)。

本申请是分案申请，原申请的申请号是201880096631.4，原申请日是2018年8月14日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及时间感知服务质量(QoS)，具体涉及用于在诸如5G NR(新无线)的通信系统中提供时间感知QoS的技术。

背景技术

工厂自动化、汽车等垂直行业对实现实时确定性通信的网络解决方案非常感兴趣，这种实时确定性通信实质上提供了对延迟、分组丢失、分组延迟变化(即抖动)和高可靠性的界限。确定性系统是在系统未来状态的发展中不涉及随机性的系统。因此，确定性模型将总是从给定的起始条件或初始状态产生相同的输出。因此，确定性网络通过规定确定性或时间敏感QoS模型提供确定性通信模型。此外，这种网络需要支持时效性(即确定性)和使用相同物理基础设施的非实时数据流。

现今，在OSI栈的不同层，存在几种针对确定性网络的标准。一些突出的例子是专注于层3方面的IETF的确定性网络(DetNet)工作组，以及专注于层2(IEEE802.1)的IEEE的时间敏感网络(TSN)任务组。

不断发展的5G移动通信标准旨在支持传统移动电话之外的新的且多样化的垂直行业用例和需求。3GPP的5G新无线(NR)标准化的最新发展显示出在未来的版本中对支持实时确定性通信(基于IEEE 802.1/以太网)的强烈兴趣。具体地，对于高性能制造中的有线到无线的逐步迁移，可以预期，以太网中的单个有线链路或星形链路将被5G所取代。从以太网的角度来看，5G PDU会话的端点与以太网链路的端点匹配。因此，TSN规范在逻辑上适用于端到端的PDU会话。由于以太网节点支持时间感知调度配置的管理对象，因此需要对5G的时间感知调度的配置进行相应的增强。

发明内容

本申请的目的是提供用于在诸如移动通信网络(特别是5G NR网络)和确定性通信网络(特别是基于时间敏感网络(TSN))的QoS要求等需求之间进行转换的有效技术。本申请的一个特定目的在于实现用具有相应时间感知能力/增强的无线5G链路无缝替换符合TSN的有线以太网链路。

下文描述的公开内容描述了与上述目的相关的三个主要方面的解决方案。

第一个主要方面与蜂窝无线标准中缺乏确定性服务质量定义有关。与实时确定性网络相比，移动通信传统上提供最大程度的QoS，用于支持具有更宽松的延迟和可靠性要求的语音和互联网服务。因此，像3G、4G、5G等蜂窝无线标准的QoS模型不允许确定性通信。其主要原因是无线信道固有的随机性，使得对无线通信的QoS提供严格界限是非常具有挑战性的。5G中的QoS模型是系统性能的基础，因为它规定了5G网络可以向应用提供怎样的能力。如果没有一个可以完整规定确定性通信要求的QoS模型，5G就无法完全支持一系列要求确定性通信的用例。