(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-21
(54)【発明の名称】通信システムにおいて同期化情報を送信するための装置及び方法
(51)【国際特許分類】
H04W 56/00 20090101AFI20230614BHJP
H04L 7/00 20060101ALI20230614BHJP
【FI】
H04W56/00
H04L7/00 990
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022571343
(86)(22)【出願日】2021-05-21
(85)【翻訳文提出日】2022-11-21
(86)【国際出願番号】 KR2021006326
(87)【国際公開番号】W WO2021235883
(87)【国際公開日】2021-11-25
(31)【優先権主張番号】10-2020-0061218
(32)【優先日】2020-05-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】503447036
【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【氏名又は名称】阿部 達彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100154922
【氏名又は名称】崔 允辰
(72)【発明者】
【氏名】サンジュン・ムン
(72)【発明者】
【氏名】ユンソン・ハン
(72)【発明者】
【氏名】サンス・ジョン
【テーマコード(参考)】
5K047
5K067
【Fターム(参考)】
5K047AA18
5K047GG56
5K067AA21
5K067AA43
5K067EE02
(57)【要約】
本開示は、4Gシステム以後のより高いデータ伝送率を支援するための5G通信システムをIoT技術と融合する通信技法及びそのシステムに関する。本開示は、5G通信技術及びIoT関連技術に基づいて知能型サービス(例えば、スマートホーム、スマートビル、スマートシティ、スマートカー或いはコネクテッドカー、ヘルスケア、デジタル教育、小売り業、保安及び安全関連サービスなど)に適用可能である。より具体的に、本開示は、3GPP(3rd Generation Partnership Project)の5Gシステム(5G System;5GS)において、TSN(Time Sensitive Network)を支援する機能を拡大し、有線又は無線で連結された端末同士間の時刻同期化(Time Synchronization)を提供する装置及び方法に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線通信システムにおいてDS-TT(Device-Side Time Sensitive Network Translator)を含む端末によって行われる方法であって、
基地局を通じて第1ネットワーク機能エンティティからTSN(Time Sensitive Network)システムの時間同期化を支援するための5GS(5th Generation System)能力と関係している時間同期化情報を受信する段階であって、前記時間同期化情報は、GM(Grand Master)である前記DS-TTの時間同期化のための能力を指示する第1情報、及び時間同期化の分配のための送信類型に対する第2情報を含む、段階;
前記時間同期化情報に基づいて第1同期化メッセージを生成する段階;及び
前記送信類型に基づいて、時間同期化のための前記第1同期メッセージを前記TSNシステムの外部PTP(Precision Time Protocol)ポートに送信する段階を含む、方法。
【請求項2】
前記送信類型は、gPTP(generic PTP)又はPTPのうち一つと関連する、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記第1ネットワーク機能エンティティは、TSNアプリケーション機能(TSN AF)エンティティ又はネットワーク露出機能(NEF)エンティティのうち少なくとも一つを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記第1同期メッセージに基づく時間同期化のための第2同期メッセージを、5GSにおいてNW-TT(Network-Side TSN Translator)を含む第2ネットワーク機能エンティティに送信する段階をさらに含み、
第3同期メッセージは、前記第2同期メッセージに基づいて前記TSNシステムの外部PTPポートに送信され、
前記第2同期メッセージは、前記第1同期メッセージが生成される時の入場時間及び1に設定されるレート比率に対応する入場タイムスタンプを含み、
前記第3同期メッセージは、前記第3同期メッセージが送信される時の退場時間及び入場時間と退場時間との差で計算される滞留時間に対応する退場タイムスタンプを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
無線通信システムにおいてNW-TT(Network-Side Time Sensitive Network Translator)を含む第2ネットワーク機能エンティティによって行われる方法であって、
第1ネットワーク機能エンティティからTSN(Time Sensitive Network)システムの時間同期化を支援するための5GS(5th Generation System)能力と関係している時間同期化情報を受信する段階であって、前記時間同期化情報は、GM(Grand Master)である前記NW-TTの時間同期化のための能力と関連している第1情報及び時間同期化の分配のための送信類型に対する第2情報を含む、段階;
前記時間同期化情報に基づいて第1同期化メッセージを生成する段階;及び
前記送信類型に基づいて、時間同期化のための前記第1同期メッセージを前記TSNシステムの外部PTP(Precision Time Protocol)ポートに送信する段階を含む、方法。
【請求項6】
前記送信類型は、gPTP(generic PTP)又はPTPのうち一つと関連し、
前記第1ネットワーク機能エンティティは、TSNアプリケーション機能(TSN AF)エンティティ又はネットワーク露出機能(NEF)エンティティのうち少なくとも一つを含む、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記第1同期メッセージに基づく時間同期化のための第2同期メッセージを、DS-TT(Device-Side TSN translator)を含む端末に送信する段階をさらに含み、
第3同期メッセージは、前記第2同期メッセージに基づいて前記TSNシステムの外部PTPポートに送信され、
前記第2同期メッセージは、前記第1同期メッセージが生成される時の入場時間及び1に設定されるレート比率に対応する入場タイムスタンプを含み、
前記第3同期メッセージは、前記第3同期メッセージが送信される時の退場時間及び入場時間と退場時間との差で計算される滞留時間に対応する退場タイムスタンプを含む、請求項5に記載の方法。
【請求項8】
無線通信システムにおいてDS-TT(Device-Side Time Sensitive Network Translator)を含む端末であって、
信号を送受信する送受信部;及び
前記送受信部と結合し、基地局を通じて第1ネットワーク機能エンティティからTSN(Time Sensitive Network)システムの時間同期化を支援するための5GS(5th Generation System)能力と関係している時間同期化情報を受信し-前記時間同期化情報は、GM(Grand Master)である前記DS-TTの時間同期化のための能力を指示する第1情報、及び時間同期化の分配のための送信類型に対する第2情報を含む。-、前記時間同期化情報に基づいて第1同期化メッセージを生成し、前記送信類型に基づいて、時間同期化のための前記第1同期メッセージを前記TSNシステムの外部PTP(Precision Time Protocol)ポートに送信するように設定される制御部を含む、端末。
【請求項9】
前記送信類型は、gPTP(generic PTP)又はPTPのうち一つと関連する、請求項8に記載の端末。
【請求項10】
前記第1ネットワーク機能エンティティは、TSNアプリケーション機能(TSN AF)エンティティ又はネットワーク露出機能(NEF)エンティティのうち少なくとも一つを含む、請求項8に記載の端末。
【請求項11】
前記制御部は、前記第1同期メッセージに基づく時間同期化のための第2メッセージを、5GSにおいてNW-TT(Network-Side TSN Translator)を含む第2ネットワーク機能エンティティに送信するようにさらに設定され、
第3同期メッセージは、前記第2同期メッセージに基づいて前記TSNシステムの外部PTPポートに送信され、
前記第2同期メッセージは、前記第1同期メッセージが生成される時の入場時間及び1に設定されるレート比率に対応する入場タイムスタンプを含み、
前記第3同期メッセージは、前記第3同期メッセージが送信される時の退場時間及び入場時間と退場時間との差で計算される滞留時間に対応する退場タイムスタンプを含む、請求項8に記載の端末。
【請求項12】
無線通信システムにおいてNW-TT(Network-Side Time Sensitive Network Translator)を含む第2ネットワーク機能エンティティであって、
信号を送受信する送受信部;及び
前記送受信部と結合し、第1ネットワーク機能エンティティからTSN(Time Sensitive Network)システムの時間同期化を支援するための5GS(5th Generation System)能力と関係している時間同期化情報を受信し-前記時間同期化情報は、GM(Grand Master)である前記NW-TTの時間同期化のための能力と関連している第1情報及び時間同期化の分配のための送信類型に対する第2情報を含む。-、前記時間同期化情報に基づいて第1同期化メッセージを生成し、前記送信類型に基づいて、時間同期化のための前記第1同期メッセージを前記TSNシステムの外部PTP(Precision Time Protocol)ポートに送信するように設定される制御部を含む、第2ネットワーク機能エンティティ。
【請求項13】
前記送信類型は、gPTP(generic PTP)又はPTPのうち一つと関連する、請求項12に記載の第2ネットワーク機能エンティティ。
【請求項14】
前記第1ネットワーク機能エンティティは、TSNアプリケーション機能(TSN AF)エンティティ又はネットワーク露出機能(NEF)エンティティのうち少なくとも一つを含む、請求項12に記載の第2ネットワーク機能エンティティ。
【請求項15】
前記制御部は、前記第1同期メッセージに基づく時間同期化のための第2同期メッセージを、DS-TT(Device-Side TSN translator)を含む端末に送信するようにさらに設定され、
第3同期メッセージは、前記第2同期メッセージに基づいて前記TSNシステムの外部PTPポートに送信され、
前記第2同期メッセージは、前記第1同期メッセージが生成される時の入場時間及び1に設定されるレート比率に対応する入場タイムスタンプを含み、
前記第3同期メッセージは、前記第3同期メッセージが送信される時の退場時間及び入場時間と退場時間との差で計算される滞留時間に対応する退場タイムスタンプを含む、請求項12に記載の第2ネットワーク機能エンティティ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、通信システムに関し、より具体的には、3GPP(3rd Generation Partnership Project)の5Gシステム(5G System;5GS)において、TSN(Time Sensitive Network)を支援する機能を拡大し、有線又は無線で連結された端末同士間の時刻同期化(Time Synchronization)を提供する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
4G通信システムの商用化の以来、増加の一途にある無線データトラフィック需要を満たすために、改善された5G通信システム又はpre-5G通信システムを開発するための努力がなされている。このような理由で、5G通信システム又はpre-5G通信システムは4Gネットワーク以後(Beyond 4G Network)通信システム又はLTEシステム以後(Post LTE)システムと呼ばれている。高いデータ伝送率を達成するために、5G通信システムは、超高周波(mmWave)帯域(例えば、60ギガ(60GHz)帯域のような)での具現が考慮されている。超高周波帯域での電波の経路損失緩和及び電波の伝達距離増加のために、5G通信システムでは、ビームフォーミング(beamforming)、巨大配列多重入出力(massive MIMO)、全次元多重入出力(Full Dimensional MIMO:FD-MIMO)、アレイアンテナ(array antenna)、アナログビーム形成(analog beam-forming)、及び大規模アンテナ(large scale antenna)技術が論議されている。また、システムのネットワーク改善のために、5G通信システムでは、進化した小型セル、改善された小型セル(advanced small cell)、クラウド無線アクセスネットワーク(cloud radio access network:cloud RAN)、超高密度ネットワーク(ultra-dense network)、機器間通信(Device to Device communication:D2D)、無線バックホール(wireless backhaul)、移動ネットワーク(moving network)、協力通信(cooperative communication)、CoMP(Coordinated Multi-Points)、及び受信干渉除去(interference cancellation)などの技術開発がなされている。その他にも、5Gシステムでは、進歩したコーディング変調(Advanced Coding Modulation:ACM)方式であるFQAM(Hybrid FSK and QAM Modulation)及びSWSC(Sliding Window Superposition Coding)と、進歩した接続技術であるFBMC(Filter Bank Multi Carrier)、NOMA(non-orthogonal multiple access)、及びSCMA(sparse code multiple access)などが開発されている。
【0003】
一方、インターネットは、人間が情報を生成して消費する人間中心の連結網から、物などの分散された構成要素の間で情報をやり取りして処理するIoT(Internet of Things、物のインターネット)網へと進化しつつある。クラウドサーバーなどとの連結を用いたビッグデータ(Big data)処理技術などがIoT技術に結合したIoE(Internet of Everything)技術も台頭している。IoTを具現するためには、センシング技術、有無線通信及びネットワークインフラ、サービスインターフェース技術、及び保安技術のような技術要素が要求され、最近では物間の連結のためのセンサーネットワーク(sensor network)、物の通信(Machine to Machine,M2M)、MTC(Machine Type Communication)などの技術が研究されている。IoT環境では、連結された物間で生成されたデータを収集、分析して人間の生活に新しい価値を創出する知能型IT(Internet Technology)サービスを提供することが可能である。IoTは、既存のIT(information technology)技術と様々な産業との融合及び複合によってスマートホーム、スマートビル、スマートシティ、スマートカー或いはコネクテッドカー、スマートグリッド、ヘルスケア、スマート家電、先端医療サービスなどの分野に応用可能である。
【0004】
そこで、5G通信システムをIoT網に適用するための様々な試みらがなされている。例えば、センサーネットワーク(sensor network)、物の通信(Machine to Machine,M2M)、MTC(Machine Type Communication)などの技術が、5G通信技術であるビームフォーミング、MIMO及びアレイアンテナなどの技法によって具現されている。前述したビッグデータ処理技術としてクラウド無線アクセスネットワーク(cloud RAN)が適用されることも、5G技術及びIoT技術の融合の一例であるといえよう。
【0005】
上の情報は、本開示の理解を助けるための背景情報としてのみ提供される。上の内容のいずれも、本開示と関連して先行技術として適用可能であるかに対する決定又は主張がなされていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
3GPP(登録商標)網(network)(又は、5GS)が同期化ソース(Synchronization Source)となってNW-TT(Network-Side TSN Translator)又はDS-TT(Device-Side TSN Translator)が(g)PTP(generic Precision Time Protocol)メッセージを生成して外部の有線及び無線ノードに伝達する時に、3GPP網又は5GSの内部にも(g)PTPメッセージを伝達するか否かを決定しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の実施例によれば、無線通信システムにおいてDS-TT(Device-Side Time Sensitive Network Translator)を含む端末によって行われる方法が開示される。前記方法は、基地局を通じて第1ネットワーク機能エンティティからTSN(Time Sensitive Network)システムの時間同期化を支援するための5GS(5th Generation System)能力と関係している時間同期化情報を受信する段階であって、前記時間同期化情報は、GM(Grand Master)である前記DS-TTの時間同期化のための能力を指示する第1情報及び時間同期化の分配のための送信類型に対する第2情報を含む、段階;前記時間同期化情報に基づいて第1同期化メッセージを生成する段階;及び、前記送信類型に基づいて、時間同期化のための前記第1同期メッセージを前記TSNシステムの外部PTP(Precision Time Protocol)ポートに送信する段階;を含むことができる。
【0008】
前記方法において、前記送信類型は、gPTP(generic PTP)又はPTPのうち一つと関連してよい。
【0009】
前記方法において、前記第1ネットワーク機能エンティティは、TSNアプリケーション機能(TSN AF)エンティティ又はネットワーク露出機能(NEF)エンティティのうち少なくとも一つを含むことができる。
【0010】
前記方法は、前記第1同期メッセージに基づく時間同期化のための第2同期メッセージを、5GSにおいてNW-TT(Network-Side TSN Translator)を含む第2ネットワーク機能エンティティに送信する段階をさらに含んでよく、前記第2同期メッセージは、前記第1同期メッセージが生成される時の入場時間及び1に設定されるレート比率に対応する入場タイムスタンプを含むことができる。
【0011】
前記方法において、第3同期メッセージは、前記第2同期メッセージに基づいて前記TSNシステムの外部PTPポートに送信され、前記第3同期メッセージは、前記第3同期メッセージが送信される時の退場時間及び入場時間と退場時間との差で計算される滞留時間に対応する退場タイムスタンプを含むことができる。
【0012】
本発明の他の実施例によれば、無線通信システムにおいてNW-TT(Network-Side Time Sensitive Network Translator)を含む第2ネットワーク機能エンティティによって行われる方法が開示される。前記方法は、第1ネットワーク機能エンティティからTSN(Time Sensitive Network)システムの時間同期化を支援するための5GS(5th Generation System)能力と関係している時間同期化情報を受信する段階であって、前記時間同期化情報は、GM(Grand Master)である前記NW-TTの時間同期化のための能力と関連している第1情報、及び時間同期化の分配のための送信類型に対する第2情報を含む、段階;前記時間同期化情報に基づいて第1同期化メッセージを生成する段階;及び、前記送信類型に基づいて、時間同期化のための前記第1同期メッセージを前記TSNシステムの外部PTP(Precision Time Protocol)ポートに送信する段階;を含むことができる。
【0013】
前記方法において、前記送信類型は、gPTP(generic PTP)又はPTPのうち一つと関連してよい。
【0014】
前記方法において、前記第1ネットワーク機能エンティティは、TSNアプリケーション機能(TSN AF)エンティティ又はネットワーク露出機能(NEF)エンティティのうち少なくとも一つを含むことができる。
【0015】
前記方法は、前記第1同期メッセージに基づく時間同期化のための第2同期メッセージを、DS-TT(Device-Side TSN translator)を含む端末に送信する段階をさらに含むことができ、前記第2同期メッセージは、前記第1同期メッセージが生成される時の入場時間及び1に設定されるレート比率に対応する入場タイムスタンプを含むことができる。
【0016】
前記方法において、第3同期メッセージは、前記第2同期メッセージに基づいて前記TSNシステムの外部PTPポートに送信され、前記第3同期メッセージは、前記第3同期メッセージが送信される時の退場時間及び入場時間と退場時間との差で計算される滞留時間に対応する退場タイムスタンプを含むことができる。
【0017】
本発明の他の実施例によれば、無線通信システムにおいてDS-TT(Device-Side Time Sensitive Network Translator)を含む端末が開示される。前記端末は、信号を送受信する送受信部;及び、前記送受信部と結合し、基地局を通じて第1ネットワーク機能エンティティからTSN(Time Sensitive Network)システムの時間同期化を支援するための5GS(5th Generation System)能力と関係している時間同期化情報を受信し-前記時間同期化情報は、GM(Grand Master)である前記DS-TTの時間同期化のための能力を指示する第1情報、及び時間同期化の分配のための送信類型に対する第2情報を含む。-、前記時間同期化情報に基づいて第1同期化メッセージを生成し、前記送信類型に基づいて、時間同期化のための前記第1同期メッセージを前記TSNシステムの外部PTP(Precision Time Protocol)ポートに送信するように設定される制御部を含むことができる。
【0018】
本発明の他の実施例によれば、無線通信システムにおいてNW-TT(Network-Side Time Sensitive Network Translator)を含む第2ネットワーク機能エンティティが開示される。前記第2ネットワーク機能エンティティは、信号を送受信する送受信部;及び、前記送受信部と結合し、第1ネットワーク機能エンティティからTSN(Time Sensitive Network)システムの時間同期化を支援するための5GS(5th Generation System)能力と関係している時間同期化情報を受信し-前記時間同期化情報は、GM(Grand Master)である前記NW-TTの時間同期化のための能力と関連している第1情報及び時間同期化の分配のための送信類型に対する第2情報を含む。-、前記時間同期化情報に基づいて第1同期化メッセージを生成し、前記送信類型に基づいて、時間同期化のための前記第1同期メッセージを前記TSNシステムの外部PTP(Precision Time Protocol)ポートに送信するように設定される制御部を含むことができる。
【発明の効果】
【0019】
本開示によれば、5GS内部の不要な(g)PTPメッセージトラフィック発生を減少させることによって端末/ネットワークの負荷(Load)を減少させ、端末の電流消耗を減少させることができる。
【0020】
また、本開示によれば、VIAPA(Video Image Audio Professional Application)などのTSNを支援しないアプリケーション(Application)にも5GS同期(Sync)を提供することができる。
【0021】
特に、DS-TT及びNW-TTのポート(port)別に異なるドメイン(Domain)で時刻同期(Clock Sync)を提供し、個別同期(Sync)メッセージタイプで、同期精密性(Sync Precision)を有する同期(Sync)を提供することによって、様々な時刻同期(Clock Sync)を要求する環境を支援することができる。
【0022】
例えば、5GSにおいて有線網間に工場自動化のための1μsの同期(sync)を提供し、無線端末間にオーディオサービスのための100μsの同期(sync)を提供することができる。
【0023】
本開示内容及び利点に対するより完全な理解のために、類似の参照番号が類似の部分を示す添付図面と共に提供される次の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【
図1】TSNのイーサネット上の時間同期化(Time Synchronization)の原理を示す概念図である。
【
図2】本開示の一実施例に係る、5Gネットワーク(Network)においてTSN時間同期化を支援するためのシナリオを示す概念図である。
【
図3】5GネットワークにおいてTSN時間同期化を支援する方法を示す概念図である。
【
図4】本開示の一実施例に係る通信システムにおいてNW-TTが同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供する方法を示す概念図である。
【
図5】本開示の一実施例に係る通信システムにおいてDS-TTが同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供する方法を示す概念図である。
【
図6】本開示の一実施例に係る通信システムにおいてNW-TTとDS-TTがそれぞれ同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供する方法を示す概念図である。
【
図7】本開示の一実施例に係る通信システムにおいて5GSを同期化ソースとして設定するための設定(Configuration)方法を示す概念図である。
【
図8】本開示の一実施例に係る通信システムにおいてNW-TTが同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供するための信号の流れを示すフローチャートである。
【
図9】本開示の一実施例に係る通信システムにおいてDS-TTが同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供するための信号の流れを示すフローチャートである。
【
図10】本開示の一実施例に係る通信システムにおいて端末対端末(UE-to-UE)送信区間が含まれた場合に、DS-TTが同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供するための信号の流れを示すフローチャートである。
【
図11】本開示の一実施例に係る通信システムにおいてNW-TT及びDS-TTがそれぞれ同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供するための信号の流れを示すフローチャートである。
【
図12】本開示の一実施例に係る通信システムにおいてNW-TT及びDS-TTがそれぞれ同一に設定された同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供するための信号の流れを示すフローチャートである。
【
図13】本開示の一実施例に係る端末の構成を示す図である。
【
図14】本開示の一実施例に係る基地局の構成を示す図である。
【
図15】本開示の一実施例に係るNF(network function)エンティティの構成を示す図である。
【
図16】本開示の一実施例に係るTSNノードの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
下の詳細な説明に先立って、この特許文書全般に使われた特定単語及び語句の定義を説明することが有利である。「又は」という用語は包括的であり、及び/又はを意味する。「~と関連した」及び「~それと関連した」という語句とその派生語は、含む、~に含まれる、~と相互連結される、含有する、~に含有される、~に又はと連結される、~に又はと結合する、~と通信可能な、~と協調する、インターリープする、並置する、~に近接する、~に又はと結束する、有する、~の属性を有するなどを;「コントローラ」という用語は、少なくとも一つの動作を制御する任意の装置、システム又はその一部を意味し、かかる装置はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらのうち少なくとも2つの組合せで具現されてよい。特定コントローラと関連した機能は、ローカルにも遠隔にも中央集中化又は分散されてよい。
【0026】
また、以下に説明する様々な機能は、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードで構成されてコンピュータ可読媒体に具現された一つ以上のコンピュータプログラムによって具現又は支援されてよい。「応用プログラム」及び「プログラム」という用語は、一つ以上のコンピュータプログラム、ソフトウェア構成要素、命令セット、手順、機能、個体、クラス、インスタンス、関連データ又は適切なコンピュータ可読プログラムとして具現されるように構成されたその一部を表す。語句「コンピュータが読み取り可能なプログラムコード」とは、ソースコード、目的コード、実行コードを含むあらゆる種類のコンピュータコードを含む。「コンピュータ可読媒体」という語句は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスクドライブ、CD(Compact Disc)、デジタルビデオディスク(DVD)又はその他の類型のメモリを含む。デジタルディスクなどのように、コンピュータでアクセス可能なあらゆる類型の媒体を含む。「非一時的」コンピュータ可読媒体は、一時的な電気信号又はその他信号を送信する有線、無線、光学又はその他通信リンクを除外する。非一時的コンピュータ可読媒体は、書き換え可能な光ディスク又は消去可能なメモリ装置のようにデータの永久記憶が可能な媒体及びデータが記憶され、後で上書き可能な媒体を含む。
【0027】
特定単語及び語句に対する定義は、この特許文書全般に提供され、当業者は、大部分の場合ではないとしても、多くの場合に、かかる定義が、当該定義された単語及び語句の以前の使用の他に未来の使用にも適用されるということを理解しなければならない。
【0028】
以下に議論される
図1~
図16及びこの特許文書において、本開示の原理を説明するために使われる様々な実施例は、単に例示のためのものであり、本開示の範囲を制限するいかなる方法とも解釈されてはならない。当業者にとって、本開示内容の原理が、適宜配列されたシステム又は装置において具現され得ることが理解されよう。
【0029】
以下、添付の図面を参照して、本発明の動作原理を詳細に説明する。下記で本発明を説明するとき、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を却ってぼやかし得ると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述される用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語で、これは、ユーザ、運用者の意図又は慣例などによって変わってよい。したがって、その定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて下されるべきであろう。
【0030】
本開示において、フローチャート図示中の各ブロックと、フローチャート図示中のブロックの組合せは、コンピュータプログラムインストラクションによって行われてよいことが理解できよう。これらのコンピュータプログラムインストラクションは、汎用コンピュータ、特殊用コンピュータ又はその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサに搭載されてよく、よって、コンピュータ又はその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサによって行われるそれらのインストラクションが、フローチャートのブロックで説明された機能を有する手段を生成する。それらのコンピュータプログラムインストラクションは、特定方式で機能を具現するために、コンピュータ又はその他プログラム可能なデータプロセシング装備をアドレス可能なコンピュータ利用可能又はコンピュータ可読メモリに記憶されることも可能なので、そのコンピュータ利用可能又はコンピュータ可読メモリに記憶されたインストラクションは、フローチャートのブロックで説明された機能を実行するインストラクション手段を組み込む製造品目を生産することも可能である。コンピュータプログラムインストラクションは、コンピュータ又はその他プログラム可能なデータプロセシング装備上に搭載されることも可能なので、コンピュータ又はその他プログラム可能なデータプロセシング装備上で一連の動作段階が行われてコンピュータで実行されるプロセスを生成し、コンピュータ又はその他プログラム可能なデータプロセシング装備を実行させるインストラクションは、フローチャートのブロックで説明された機能を実行するための段階を提供することも可能である。
【0031】
また、各ブロックは、特定された論理的機能を実行するための一つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメント又はコードの一部を表すことができる。また、いくつの代替実行例では、ブロックで言及された機能が順序を外れて発生することも可能であることに注目しなければならない。例えば、連続して示されている2つのブロックは、実際に、実質的に同時に行われることも可能であり、又はそのブロックがしばしば該当の機能によって逆順に行われることも可能である。
【0032】
本開示で使われる「~部」という用語は、ソフトウェア、又はFPGA又はASICのようなハードウェア構成要素を意味し、「~部」は、所定の役割を担う。ただし、「~部」は、ソフトウェア又はハードウェアに限定される意味ではない。「~部」は、アドレス可能な記憶媒体にあるように構成されてもよく、1つ又はそれ以上のプロセッサを再生させるように構成されてもよい。したがって、例えば、「~部」は、ソフトウェア構成要素、客体指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素及びタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、及び変数を含む。構成要素、及び「~部」によって提供される機能は、より小さい数の構成要素、又は「~部」に結合するか、より大きい数の構成要素、又は「~部」に分離されてよい。さらに、構成要素及び「~部」は、デバイス又は保安マルチメディアカード内の1つ又はそれ以上のCPUを再生させるように具現されてもよい。
【0033】
以下の説明で使われる接続ノード(node)を識別するための用語、網客体(network entity)を表す用語、メッセージを表す用語、網客体間のインターフェースを表す用語、様々な識別情報を表す用語などは、説明の便宜のために例示されたものである。したがって、本発明が後述の用語に限定されるものではなく、同等な技術的意味を有する対象を表す別の用語が使われてもよい。
【0034】
以下、説明の便宜のために、本発明は、現存する通信標準のうち、3GPP(3rd Generation Partnership Project)団体で定義する最新の標準である5GS及びNR規格で定義している用語及び名称を使う。ただし、本発明がそれらの用語及び名称によって限定されるものではなく、他の規格にしたがう無線通信網にも同一に適用されてよい。特に、本発明は、3GPP 5GS/NR(5世代移動通信標準)に適用可能である。
【0035】
以下、説明の便宜のために、本開示において接続制御及び状態管理のために情報を交換する対象を総称してNFとして説明する。NFは、例えば、アクセス及び移動性管理機能(Access and Mobility Management Function;以下、AMFという。)装置、セッション管理機能(Session Management Function;以下、SMFという。)装置、政策及び課金機能(Policy and Charging Function;以下、PCFという。)装置、TSNアプリケーション機能(Application Function)装置、又はこれと類似にコアネットワーク上で機能するための装置などを含むことができる。また、本開示の実施例は、実際にNFがインスタンス(Instance,それぞれ、AMFインスタンス、SMFインスタンス、NSSFインスタンスなど)として具現される場合にも同一に適用可能である。
【0036】
本開示において、インスタンスは、特定のNFがソフトウェアのコード形態で存在し、物理的なコンピュータシステム、例えば、コアネットワーク上に存在する特定のコンピュータシステムにおいてNFの機能を行うためにコンピュータシステムから物理的又は/及び論理的なリソースの割り当てを受けて実行可能な状態を意味できる。したがって、AMFインスタンス、SMFインスタンスなどの全てのNFのインスタンスはそれぞれ、コアネットワーク上に存在する特定のコンピュータシステムからNF動作のために物理的又は/及び論理的リソースの割り当てを受けて使用できるものを意味できる。結果的に、物理的なAMF、SMFなどのNF装置が存在する場合と、ネットワーク上に存在する特定のコンピュータシステムからNFの動作のために物理的又は/及び論理的リソースの割り当てを受けて使用するNFインスタンスは、同一の動作を行うことができる。
【0037】
工場自動化などのシナリオを支援するために、関連したノードの時間同期化が必要である。特に、精密作業を要求する状況で、時間同期化の高い精密度が要求される。産業用にイーサネット(Ethernet)を活用する場合に、イーサネットで連結されたノート間の時間同期を支援する方法であるTSN(Time Sensitive Networking)技術が研究され、商用化して用いられている。
【0038】
図1は、TSNのイーサネット上の時間同期化(Time Synchronization)の原理を示す概念図である。
【0039】
図1を参照すると、TSNのノード(Node)は、基準となるGM(Grand Master)を決定できる。例えば、TSN Node0は、GMの現在時刻をタイムスタンプ(Timestamp)フィールドに入力し、訂正(Correction)フィールドは0として入力して同期フレーム(Sync Frame)を生成した後、次のノードに送信できる。次のノードであるTSN Node1は、リンク遅延1(Link Delay 1)が反映された同期フレーム(Sync Frame)を受信し、自身のノードで滞留した時間である滞留時間1(Residence Time 1)まで考慮して訂正(Correction)フィールドをアップデートした後、次のノードに同期フレーム(Sync Frame)を送信することができる。次のノードであるTSN Node2は、リンク遅延2(Link Delay 2)が反映された同期フレーム(Sync Frame)を受信し、自身のノードで滞留した時間である滞留時間2(Residence Time 2)まで考慮して訂正(Correction)フィールドをアップデートした後、次のノードに同期フレーム(Sync Frame)を送信することができる。各ノードは、以前ノードとのリンク(Link)に対する遅延時間を周期的に測定し、平均を計算できる。また、各ノードは、自身のノード内での滞留時間を計算できる。
【0040】
図2は、本開示の一実施例に係る、5Gネットワーク(Network)においてTSN時間同期化を支援するためのシナリオを示す概念図である。
【0041】
図2を参照すると、5Gネットワークを適用して、移動性を支援する工場自動化シナリオにおいて5GネットワークはTSNを支援できる。
図2を参照すると、外部TSNノードと連結された工場ネットワークのコントローラBは、3GPP網を通じて工場のアクチュエータAに命令を下すことができる。この時、3GPP網、すなわち5GSは、TSNのブリッジとして働いてアクチュエータに時間同期を提供することができる。したがって、
図2の3GPP網は
図1のTSN Node1と対応し、Acuator Aは
図1のTSN Node2と対応するものと理解されてよい。
【0042】
図3は、5GネットワークにおいてTSN時間同期化を支援する方法を示す概念図である。
【0043】
図3を参照すると、
図2のような状況で、5GネットワークがTSNを支援するための方法において、5Gネットワークは、
図1の一つのTSNブリッジ(Bridge)(TSNノード)としてモデリングされてよい。例えば、5Gネットワークにおいて、UPF(User Plane Function)、gNB、及びUEが一つのTSNノードであり、リンク遅延(Link Delay)及び滞留時間(Residence Time)を補正して同期フレーム(Sync Frame)をアップデートすることによってTSNを支援できる。そのために、5Gネットワーク内部のUPF、gNB、及びUEは、共通の5G GMに同期化していると仮定する。例えば、gNBはGPS(Global Positioning System)に連結されており、UPFはgNBとイーサネットベースのTSNを通じて連結されてgNBと同期化してよく、UEは、PHY(physical)フレーム(Frame)を送受信する過程(DL/UL同期化)によってgNBと同期化してよい。UPFは、有線網のTSNノードと連結されており、UEも有線網のTSNノードと連結されてよい。
図3の例示では、UPFに連結されたTSNノードにTSNのGMが位置するので、UPFは、以前のTSNノードから同期フレーム(Sync Frame)を受信することができる。UPFは、受信した同期フレーム(Sync Frame)の5G GMを基準とする時刻を入場時間(Ingress Time)として記録できる。UPFは、以前TSNノードとのリンク遅延(Link Delay)を周期的に計算できる。UPFは、入場時間(Ingress Time)とリンク遅延(Link Delay)を含む同期フレーム(Sync Frame)をUEに伝達できる。UEは、次のTSNノードに同期フレーム(Sync Frame)を送信する時に、5G GMを基準とする時刻を退場時間(Egress Time)とし、5Gネットワーク内での滞留した時間である滞留時間(Residence Time)を計算できる。滞留時間は、退場時間と入場時間との時間差と計算できる(Residence Time=Egress Time-Ingress Time)。UEは、滞留時間(Residence Time)とリンク遅延(Link Delay)を用いて訂正(Correction)フィールドをアップデートし、同期フレーム(Sync Frame)を次のTSNノードに送信できる。
【0044】
図4は、本開示の一実施例に係る通信システムにおいてNW-TTが同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供する方法を示す概念図である。
【0045】
図4を参照すると、NW-TTは、同期メッセージを生成し、有線ノードが接続された方向に送信できる。この時、同期メッセージのタイムスタンプ(Time Stamp)は、前記同期メッセージが生成された時刻を示すことができる。同時に、NW-TTは、
図3のようにTSN同期メッセージを受信する動作を行うことができる。ここで、
図3と同じ動作に関する説明は省略する。NW-TTは、同期メッセージが生成された時刻を入場時間(Ingress Time)フィールドに入力した後、前記同期メッセージをDS-TTに送信できる。このとき、訂正フィールド(Correction Field)に含まれるリンク遅延(Link Delay)は、0であってよい。DS-TTは、同期メッセージを5GSの外部に位置する通信ノードに送信する時刻である退場時間(Egress Time)を用いて、前記同期メッセージが5Gネットワーク内で滞留した時間である滞留時間(Residence Time)を決定できる。UEは、滞留時間(Residence Time)とリンク遅延(Link Delay)を用いて訂正(Correction)フィールドをアップデートし、同期フレームを次のTSNノードに送信できる。
【0046】
図5は、本開示の一実施例に係る通信システムにおいてDS-TTが同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供する方法を示す概念図である。
【0047】
図5を参照すると、DS-TTは同期メッセージを生成し、前記DS-TTに連結された外部ノードに送信できる。この時、同期メッセージのタイムスタンプは、前記同期メッセージが生成された時刻を示すことができる。同時に、DS-TTは、同期メッセージを外部ノードから受信するための動作を行うことができる。DS-TTの他の動作は、
図3の動作順序と逆に進行されてよい。DS-TTは、同期メッセージが生成された時刻を入場時間(Ingress Time)フィールドに入力し、NW-TTに送信することができる。このとき、訂正フィールド(Correction Field)に含まれるリンク遅延(Link Delay)は、0であってよい。NW-TTは、同期メッセージを5GSの外部に位置するノードに送信した時刻である退場時間(Egress Time)に基づいて、前記同期メッセージが5Gネットワーク内で滞留した時間である滞留時間(Residence Time)を決定できる。NW-TTは、滞留時間(Residence Time)とリンク遅延(Link Delay)に基づいて訂正フィールド(Correction Field)をアップデートし、同期フレームを次のTSNノードに送信できる。
【0048】
図6は、本開示の一実施例に係る通信システムにおいてNW-TTとDS-TTがそれぞれ同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供する方法を示す概念図である。
【0049】
NW-TTは同期メッセージを生成し、有線ノードが接続された方向に送信できる。この時、同期メッセージのタイムスタンプは、前記同期メッセージが生成された時刻を示すことができる。DS-TTは同期メッセージを生成し、DS-TTに連結された外部ノードに送信することができる。この時、同期メッセージのタイムスタンプは、前記同期メッセージが生成された時刻を示すことができる。NW-TT及びDS-TTは、
図4又は
図5で説明した方法で同期メッセージを送信することもでき、又は同期メッセージを全く送信しなくてもよい。例えば、同期メッセージが送信されない場合に、トラフィック発生が減少し、端末/装備の負荷(Load)を減少させ、電力(Power)消耗を減少させることができる。
【0050】
図7は、本開示の一実施例に係る通信システムにおいて5GSを同期化ソースとして設定するための設定(Configuration)方法を示す概念図である。
【0051】
図7を参照すると、5GSは、TSNシステムと連動する場合に、TSN AF(Application Function)がCNC(Centralized Network Configuration)サーバーと連動して管理情報(Management Information)を交換することができる。TSN AFはNW-TT及びDS-TTの管理情報(Management Information)を取得でき、NW-TT及びDS-TTに前記管理情報(Management Information)を伝達して設定(Configuration)を変更できる。上述した過程により、5GSは、
図4、
図5、又は
図6のように設定されてよい。
【0052】
5GSは、TSNシステムと連動しない場合に、TSN AFではなく別のAFが、TSN AFに対する設定(Configuration)と類似に、NW-TT及びDS-TTに対する設定(Configuration)を行うことができる。この時、AFは、NEFを経由して5GS内部ネットワークの網と連結されてよい。以下、AFはNEFを経由して連結される実施例を含んで説明する。AFのNW-TT及びDS-TTに対する設定過程により、5GSは
図4、
図5、又は
図6のように設定されてよい。特に、5GSは、TSNシステムと連動しない場合に、5GSの外部に位置するノードに同期メッセージを送信する方法をgPTPを用いる方式に固定せず、PTP(Precision Time Protocol)をイーサネット(Ethernet)メッセージで送信したり、UDP/IPメッセージで送信してもよい。
【0053】
本開示において、DS-TTは端末に具現されてよい。また、本開示において、NW-TTは、UPF、AMFなどのコアネットワークのNFエンティティに具現されてよく、
図8~
図12では、NW-TTがUPF上に具現された例を示す。
【0054】
図8は、本開示の一実施例に係る通信システムにおいてNW-TTが同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供するための信号の流れを示すフローチャートである。
【0055】
801段階で、DS-TTはPDUセッション(Session)を生成しながら、必要なTSN AF又はAF(又は、NEF(Network Exposure Function)を経由するAF)と連結を設定することができる。この時、DS-TT及びPDUセッションのパラメータは、TSN AF又はAFに伝達されてよい。
【0056】
802段階で、SMF(Session Management Function)とPCF(Policy Control Function)との間、及びPCFとTSN AF又はAFとの間に連係(Association)が設定されてよい。
【0057】
803段階で、TSN AF又はAFはDS-TTとNW-TTに対する設定(Configuration)を行うことができる。例えば、AFはNW-TTに対して、5GS又はTSN GMが同期ソースであることを表示する同期活性化(Sync Activation)に対するパラメータ及びマスターポート(Master Port)がNW-TTであることを示すパラメータを含む同期メッセージを生成するように設定できる。また、AFは、DS-TTポート及びNW-TTポートの外部送信同期メッセージの形式を、gPTP/PTPと指定できる。また、AFは、それぞれが支援される同期化ドメイン(Synchornization Domain)を指定できる。AFはPTP形式において、UDP/IPで送信される場合に、宛先(Destinamtion)IPアドレスを設定できる。
図8を参照すると、DS-TTポート及びNW-TTポートは同一のドメイン(Domain)を支援できる。また、同期メッセージの送信周期は共通してよいので、同期メッセージは、共通のタイムスタンプ(TS)周期(Period)をパラメータとして含むことができる。
【0058】
804段階で、NW-TTは同期メッセージを生成できる。803段階で指定したように、同期メッセージはgPTPメッセージ又はPTPメッセージの形式であってよい。この時、タイムスタンプ(Time Stamp)の時刻は、同期メッセージが生成される時刻を基準に、以後に生成されるタイムスタンプの時刻は、設定されたタイムスタンプ周期に基づいて決定されてよい。また、リンク遅延1(Link Delay 1)値は0に設定され、比率比1(rateRatio1)値は1に設定されてよい。NW-TTからDS-TTに送信されるgPTPメッセージに含まれる入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)は、同期メッセージが生成された時刻として設定されてよい。
【0059】
805段階で、NW-TTは外部ノードに同期メッセージを送信できる。例えば、gPTPメッセージの場合、GM(Grand Master)TS(Time Stamp)、訂正フィールド(Correction Field)は0、比率比1(rateRatio1)は1に設定されてよい。PTPメッセージは、GM TSに訂正フィールドを足した値に補正されてよい。この時、訂正フィールド値が0であるので、実際にはGM TS値のみが反映され得る。
【0060】
806段階で、NW-TTは、804段階で生成された同期メッセージを(g)PTP形式でDS-TTに送信する前に、前記同期メッセージに入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)を含めることができる。
【0061】
807段階で、NW-TTはDS-TTに同期メッセージを送信できる。同期メッセージには、GM TS、訂正フィールドが0、比率比1(rateRatio1)が1、そして入場タイムスタンプがGM TSに設定されてよい。
【0062】
808段階で、DS-TTは、NW-TTから受信した(g)PTPメッセージを外部ノードに送信する前に、滞留時間1(Residence Time 1)を決定できる。外部ノードに同期メッセージを送信する時点である退場時間(Egress Time)を基準に、滞留時間1(Residence Time 1)は、(Egress Time-Ingress Time)*rateRatio1で計算されてよい。この時、退場時間(Egress Time)及び入場時間(Ingress Time)はいずれも5GS GM基準であり、比率比1(rateRatio1)は807段階でNW-TTから送信された値であって、1でよい。そして、最終的に外部に送信される同期メッセージの入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)フィールドは削除されてよい。
【0063】
809段階で、DS-TTは同期メッセージを外部ノードに送信できる。gPTP形式の場合に、同期メッセージのGM TS、訂正フィールド値はそれぞれ、808段階で計算された滞留時間1(Residence Time 1)、比率比(rateRatio)として1を示すことができる。PTP形式の場合に、同期メッセージのGM TS及び訂正フィールド値はそれぞれ、8段階で計算された滞留時間1(Residence Time 1)を足した値にアップデートされ、タイムスタンプ(Timestamp)に反映されてよい。
【0064】
図9は、本開示の一実施例に係る通信システムにおいてDS-TTが同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供するための信号の流れを示すフローチャートである。
【0065】
901段階で、DS-TTはPDUセッションを生成し、この時、必要なTSN AF又はAF(又は、NEFを経由するAF)と連結を設定できる。この時、DS-TT及びPDUセッションのパラメータはTSN AF又はAFに伝達されてよい。
【0066】
902段階で、SMFとPCFとの間、及びPCFとTSN AF又はAFとの間の連係(Association)を設定できる。
【0067】
903段階で、TSN AF又はAFは、DS-TT及びNW-TTに対する設定を行うことができる。この時、AFは、5GS又はTSN GMが同期ソースであることを表示する同期活性化に対するパラメータ、及びMaster PortがDS-TTであることを示すパラメータを含む同期メッセージをDS-TTが生成するように設定できる。また、AFは、DS-TTポート及びNW-TTポートから外部に送信される同期メッセージの形式をgPTP/PTPと指定できる。また、AFは、それぞれが支援される同期化ドメインを指定できる。AFは、PTP形式の場合、同期メッセージがUDP/IPで送信される時に、宛先IPアドレスを設定できる。
図9を参照すると、DS-TTポート及びNW-TTポートは同一のドメインを支援できる。また、同期メッセージは共通の送信周期を有してよく、よって、共通のTS周期をパラメータとして含むことができる。
【0068】
904段階でDS-TTは同期メッセージを生成することができる。903段階で指定したように、同期メッセージはgPTPメッセージ又はPTPメッセージの形式を有してよい。この時、同期メッセージの最初のタイムスタンプ(Time Stamp)は、同期メッセージが生成される時刻を基準に、以後に生成されるタイムスタンプは、設定されたタイムスタンプ周期に基づいて決定されてよい。また、同期メッセージのリンク遅延1(Link Delay 1)値は0に設定され、比率比1(rateRatio1)値は1に設定されてよい。DS-TTからNW-TTに送信されるgPTPメッセージに含まれる入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)は、同期メッセージが生成された時刻に基づいて設定されてよい。
【0069】
905段階で、DS-TTは外部ノードに同期メッセージを送信できる。gPTPメッセージのGM TS、訂正フィールド値は0に、比率比1(rateRatio1)は1に設定されてよい。PTPメッセージのGM TSは訂正フィールドの値を足した値に補正されてよい。この時、訂正フィールド値が0であるので、GM TS値は補正前の値と同一であり得る。
【0070】
906段階で、DS-TTは、904段階で生成された同期メッセージを(g)PTP形式でNW-TTに送信する前に、入場スタンプ(Ingress Timestamp)値を設定できる。
【0071】
907段階で、DS-TTはNW-TTに同期メッセージを送信できる。同期メッセージはGM TS、訂正フィールド値が0、比率比(rateRatio)値が1、そして入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)値がGM TSと設定されてよい。
【0072】
908段階で、NW-TTは、DS-TTから受信したgPTPメッセージを外部ノードに送信する前に滞留時間1(Residence Time 1)を決定できる。例えば、外部ノードに同期メッセージが送信される時点である退場時間(Egress Time)を基準に、滞留時間1(Residence Time 1)は、(Egress Time-Ingress Time)*rateRatio1で計算されてよい。この時、退場時間(Egress Time)と入場時間(Ingress Time)はいずれも5GS GM基準であり、比率比1(rateRatio1)は、7段階でDS-TTから受信された値であって、1でよい。そして、最終的に外部に送信される同期メッセージの入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)フィールドは削除されてよい。
【0073】
909段階で、NW-TTは同期メッセージを外部ノードに送信できる。gPTP形式の場合、同期メッセージのGM TS、訂正フィールドはそれぞれ、908段階で決定された滞留時間1(Residence Time 1)、比率比1(rateRatio1)に対応する1に設定されてよい。PTP形式の場合、同期メッセージのGM TS及び訂正フィールド値は、908段階で決定された滞留時間1(Residence Time 1)を足した値にアップデートされ、タイムスタンプに反映されてよい。
【0074】
図10は、本開示の一実施例に係る通信システムにおいて端末対端末(UE-to-UE)送信区間が含まれた場合に、DS-TTが同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供するための信号の流れを示すフローチャートである。
【0075】
図10を参照すると、1001段階で、DS-TT1はPDUセッションを生成しながら、この時に必要なTSN AF又はAF(又は、NEFを経由するAF)との連結を設定できる。この時、DS-TT1及びPDUセッションのパラメータは、TSN AF又はAFに伝達されてよい。
【0076】
1002段階で、SMFとPCFとの間、そしてPCFとTSN AF又はAFとの間に連係(Association)が設定されてよい。
【0077】
1003段階で、DS-TT2はPDUセッションを生成しながら、この時に必要なTSN AF又はAFとの連結を設定できる。この時、DS-TT2及びPDUセッションのパラメータはTSN AF又はAFに伝達されてよい。
【0078】
1004段階で、SMFとPCFとの間、そしてPCFとTSN AF又はAFとの間に連係(Association)を設定できる。
【0079】
1005段階で、TSN AF又はAFは、DS-TT1及びNW-TTに対する設定(Configuration)を行うことができる。この時、AFは、DS TT1が5GS又はTSN GMが同期ソースであることを表示する同期活性化に対するパラメータ、及びマスターポートがDS-TT1であることを示すパラメータを含む同期メッセージを生成するように設定できる。また、AFは、DS-TT1ポート及びNW-TTポートから外部に送信される同期メッセージの形式をgPTP/PTPと指定できる。また、AFは、それぞれが支援される同期化ドメインをド指定できる。AFは、PTP形式の場合、同期メッセージがUDP/IPで送信される時に、宛先IPアドレスを設定できる。
図10を参照すると、DS-TT1ポート及びNW-TTポートは同一のドメインを支援できる。また、同期メッセージは共通の送信周期を有してよく、よって、共通のTS周期がパラメータとして設定されてよい。
【0080】
1006段階で、TSN AF又はAFは、DS-TT2及びNW-TTに対する設定を行うことができる。この時、AFは、DS-TT1が5GS又はTSN GMが同期ソースであることを表示する同期活性化に対するパラメータ、及びマスターポートがDS-TT1であることを示すパラメータを含む同期メッセージを生成するように設定する。また、AFは、DS-TT2ポート及びNW-TTポートから外部に送信される同期メッセージの形式をgPTP/PTPと指定できる。また、AFは、それぞれが支援される同期化ドメインを指定できる。AFは、PTP形式の場合、同期メッセージがUDP/IPで送信される時に、宛先IPアドレスを設定できる。
図10を参照すると、DS-TT2ポート及びNW-TTポートは同一のドメインを支援できる。また、同期メッセージは共通の送信周期を有してよく、よって、共通のTS周期に対するパラメータが設定されてよい。
【0081】
1007段階で、DS-TT1は同期メッセージを生成できる。1005段階で指定したように、同期メッセージはgPTPメッセージ又はPTPメッセージの形式を有してよい。この時、タイムスタンプは、生成される時刻を基準に決定されてよく、以後に生成されるタイムスタンプの時刻は、設定されたTS周期に基づいて設定されてよい。また、リンク遅延1(Link Delay 1)値は0に設定され、比率比1(rateRatio1)は1に設定される。DS-TT1からNW-TTに送信されるgPTPメッセージに含まれる入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)も、生成された時刻に基づいて設定されてよい。
【0082】
1008段階で、DS-TT1は外部ノードに同期メッセージを送信できる。gPTPメッセージのGM TS、及び訂正フィールド値は0に、比率比1(rateRatio1)値は1に設定されてよい。PTPメッセージのGM TSは訂正フィールド値を足した値に補正されてよい。このとき、訂正フィールド値が0であるので、GM TS値は補正前の値と同一であり得る。
【0083】
1009段階で、DS-TT1は、1007段階で生成された同期メッセージを(g)PTP形式でNW-TTに送信する前に、入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)を設定できる。
【0084】
1010段階で、DS-TT1はNW-TTに同期メッセージを送信できる。同期メッセージのGM TS、及び訂正フィールド値は0、比率比1(rateRatio1)値は1、そして入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)値はGM TSと設定されてよい。
【0085】
1011段階で、NW-TTは、10段階で受信した同期メッセージを変更無しでDS-TT2に送信できる。同期メッセージはGM TS値、及び訂正フィールド値は0、比率比1(rateRatio1)値は1、そして入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)値はGM TS値と設定されてよい。
【0086】
1012段階で、DS-TT2は、1011段階でNW-TTから受信したgPTPメッセージを外部ノードに送信する前に、滞留時間2(Residence Time 2)を決定できる。例えば、DS-TT2は外部ノードに同期メッセージを送信する時点であるEgress Time 2を基準に、滞留時間2(Residence Time 2)を、(Egress Time 2-Ingress Time)*rateRatio1で計算できる。この時、Egress Time 2とIngress Timeはいずれも5GS GM基準であり、rateRatio1は、1008段階でDS-TT1が設定した値であって、1でよい。そして、DS-TT2は、最終的に外部に送信する同期メッセージの入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)フィールドを削除できる。
【0087】
1012a段階で、NW-TTは、DS-TT1から受信したgPTPメッセージを外部ノードに送信する前にResidence Time 1を決定できる。NW-TTは、外部ノードに同期メッセージを送信する時点であるEgress Time 1を基準に、Residence Time 1を、(Egress Time 1-Ingress Time)*rateRatio1で計算できる。この時、Egress Time 1とIngress Timeはいずれも5GS GM基準であり、rateRatio1は1008段階でDS-TT1が設定した値であって、1でよい。そして、NW-TTは、最終的に外部に送信する同期メッセージの入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)フィールドを削除できる。
【0088】
1013段階で、DS-TT2は、同期メッセージを外部ノードに送信できる。gPTP形式の場合、同期メッセージのGM TS値、及び訂正フィールドは、1008段階で計算された滞留時間2(Residence Time 2)、比率比1(rateRatio1)に対応する1に設定されてよい。PTP形式の場合、同期メッセージのGM TS値は、訂正フィールド値である1008段階で計算された滞留時間2(Residence Time 2)を足した値にアップデートされ、タイムスタンプ(Timestamp)に反映されてよい。
【0089】
1013a段階で、NW-TTは同期メッセージを外部ノードに送信できる。gPTP形式の場合に、同期メッセージのGM TS値、及び訂正フィールド値は、1008段階で計算された滞留時間1(Residence Time 1)、及び比率比1(rateRatio1)に対応する1に設定されてよい。PTP形式の場合に、同期メッセージのGM TSは、訂正フィールド値である8段階で計算された滞留時間1(Residence Time 1)を足した値にアップデートされ、タイムスタンプ(Timestamp)に反映されてよい。
【0090】
図11は、本開示の一実施例に係る通信システムにおいてNW-TT及びDS-TTがそれぞれ同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供するための信号の流れを示すフローチャートである。
【0091】
図11を参照すると、1101段階で、DS-TTはPDUセッションを生成しながら、この時に必要なTSN AF又はAF(又は、NEFを経由するAF)と連結を設定できる。この時、DS-TT及びPDUセッションに対するパラメータは、TSN AF又はAFに伝達されてよい。
【0092】
1102段階で、SMFとPCFとの間、そしてPCFとTSN AF又はAFとの間の連係(Association)が設定されてよい。
【0093】
1103段階で、TSN AF又はAFは、DS-TTとNW-TTに対する設定を行うことができる。この時、AFは、5GS又はTSN GMが同期ソースであることを表示する同期活性化パラメータ、及びマスターポートがDS-TT及び/又はNW-TTであることを示すパラメータを含むSyncメッセージを、DS-TT及びNW-TT又はDS-TT又はNW-TTが生成するように設定できる。また、DS-TTポート及びNW-TTポートから外部に送信される同期メッセージの形式はgPTP/PTPと指定されてよい。また、同期メッセージにはそれぞれが支援される同期化ドメインが指定されてよい。PTP形式の場合、UDP/IPで送信される時に、同期メッセージには宛先IPアドレスが設定されてよい。
図11を参照すると、DS-TTポートとNW-TTポートはそれぞれ別個のドメインを支援できる。また、同期メッセージはそれぞれ別個の送信周期を有してよく、よって、それぞれのTS周期に対するパラメータを含むことができる。
【0094】
1104段階で、DS-TTは同期メッセージを生成できる。1103段階で指定したように、同期メッセージはgPTPメッセージ又はPTPメッセージの形式を有してよい。この時、タイムスタンプ(Time Stamp)に対応するTS1は、生成される時刻を基準に、以後に生成される時刻は、設定されたTS Period1に基づいて設定されてよい。また、リンク遅延1(Link Delay 1)値は0に設定され、比率比1(rateRatio1)は1に設定されてよい。DS-TTからNW-TTに送信されるgPTPメッセージに含まれる入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)も、生成された時刻に基づいて設定されてよい。
【0095】
1104a段階で、NW-TTは同期メッセージを生成できる。1103段階で指定したように、同期メッセージはgPTPメッセージ又はPTPメッセージの形式を有することができる。この時、タイムスタンプに対応するTS2は、生成される時刻を基準に、以後に生成される時刻は、設定されたTS Period2に基づいて設定されてよい。また、リンク遅延2(Link Delay 2)値は0に設定され、比率比2(rateRatio2)値は1に設定されてよい。NW-TTからDS-TTに送信されるgPTPメッセージに含まれる入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)は、生成された時刻に基づいて設定されてよい。
【0096】
1105段階で、DS-TTは外部ノードに同期メッセージを送信できる。gPTPメッセージのGM TS1値、及び訂正フィールド値は0、比率比1(rateRatio1)値は1に設定されてよい。PTPメッセージのGM TS1値は訂正フィールド値を足した値に補正されてよい。ここでも訂正フィールド値が0であるので、GM TS1値は補正前と同一であり得る。
【0097】
1105a段階で、NW-TTは外部ノードに同期メッセージを送信できる。gPTPメッセージのGM TS2値、及び訂正フィールド値は0に、比率比2(rateRatio2)の値は1に設定されてよい。PTPメッセージのGM TS2値は訂正フィールド値を足した値に補正されてよい。ここでも訂正フィールド値が0であるので、GM TS2値は補正前の値と同一であり得る。
【0098】
1106段階で、
図8の804、806、807、808段階又は
図9の904、906、907、908段階のように、gPTP形式の同期メッセージはNW-TTからDS-TTに送信されるか、又はDS-TTからNW-TTに送信されてよい。又は、gPTP形式のSyncメッセージは、NW-TTとDS-TTとの間で送信されなくてよい。同期メッセージが送信されないと、トラフィック発生が減少し、端末/装備の負荷を減少させ、電力消耗を減少させることができる。
【0099】
図12は、本開示の一実施例に係る通信システムにおいてNW-TT及びDS-TTがそれぞれ同一に設定された同期メッセージを生成し、5GSの外部に位置するノードに同期を提供するための信号の流れを示すフローチャートである。
【0100】
図12を参照すると、1201段階で、DS-TTはPDUセッションを生成しながら、この時に必要なTSN AF又はAF(又は、NEFを経由するAF)との連結を設定できる。この時、DS-TT及びPDUセッションに対するパラメータはTSN AF又はAFに伝達されてよい。
【0101】
1202段階で、SMFとPCFとの間、そしてPCFとTSN AF又はAFとの間に連係(Association)が設定されてよい。
【0102】
1203段階で、TSN AF又はAFは、DS-TTとNW-TTに対する設定を行うことができる。この時、AFは、5GS又はTSN GMが同期ソースであることを表示する同期活性化に対するパラメータ、及びマスターポートがDS-TT及びNW-TTであることを示すパラメータを含むSyncメッセージを生成するようにDS-TTとNW-TTを設定できる。また、DS-TTポート及びNW-TTポートから外部に送信される同期メッセージの形式はgPTP/PTPに指定されてよい。また、同期メッセージには同一の同期化ドメインが指定されてよい。PTP形式の場合、UDP/IPで送信される時に、同期メッセージには宛先IPアドレスが設定されてよい。
図12を参照すると、DS-TTポートとNW-TTポートはそれぞれ別個のドメインを支援できる。また、
図12を参照すると、同期メッセージは共通の送信周期を有してよく、よって、共通TS周期に対するパラメータを含むことができる。また、同期メッセージは同一のタイムスタンプを有するように初期(Initial)TSに対するパラメータを含むことができる。
【0103】
1204段階で、DS-TTは同期メッセージを生成できる。1203段階で指定したように、同期メッセージはgPTPメッセージ又はPTPメッセージの形式を有してよい。この時、タイムスタンプであるTS1は、初期(Initial)TSから始まってTS周期の時刻に基づいて生成され、以後に生成される時刻は、設定されたTS Periodに基づいて設定されてよい。又は、同期メッセージのタイムスタンプは、初期(Initial)TSに関係なく共通のTS周期に基づいて設定されてよい。また、リンク遅延1(Link Delay 1)値は0に設定され、比率比1(rateRatio1)値は1に設定されてよい。DS-TTからNW-TTに送信されるgPTPメッセージに含まれる入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)は、メッセージが生成された時刻に基づいて設定されてよい。
【0104】
1204a段階で、NW-TTは同期メッセージを生成できる。1203段階で指定したように、同期メッセージはgPTPメッセージ又はPTPメッセージの形式を有してよい。この時、タイムスタンプであるTS2は初期(Initial)TSから始まってTS周期の時刻に基づいて生成され、以後に生成される時刻は、設定されたTS Periodに基づいて設定されてよい。又は、同期メッセージのタイムスタンプは初期(Initial)TSに関係なく共通のTS周期に基づいて設定されてよい。また、リンク遅延2(Link Delay 2)値は0に設定され、比率比2(rateRatio2)は1に設定されてよい。NW-TTからDS-TTに送信されるgPTPメッセージに含まれる入場タイムスタンプ(Ingress Timestamp)は、生成された時刻に基づいて設定されてよい。
【0105】
1205段階で、DS-TTは外部ノードに同期メッセージを送信できる。gPTPメッセージの場合、GM TS1値、及び訂正フィールド値は0に、比率比1(rateRatio1)値は1に設定されてよい。PTPメッセージの場合、GM TS1は訂正フィールド値を足した値に補正されてよい。ここでも訂正フィールド値が0であるので、GM TS1値は補正前の値と同一であり得る。
【0106】
1205a段階で、NW-TTは外部ノードに同期メッセージを送信できる。gPTPメッセージのGM TS2値、及び訂正フィールド値は0に、比率比2(rateRatio2)値は1に設定されてよい。PTPメッセージのGM TS2値は訂正フィールド値を足した値に補正されてよい。ここでも訂正フィールド値が0であるので、GM TS2値は補正前の値と同一であり得る。
【0107】
1206段階で、
図8の804、806、807、808段階又は
図9の904、906、907、908段階のように、gPTP形式の同期メッセージはNW-TTからDS-TTに又はDS-TTからNW-TTに送信されてよい。又は、gPTP形式の同期メッセージはNW-TTとDS-TTとの間で送受信されなくてよい。同期メッセージが送信されないと、トラフィック発生が減少し、端末/装備の負荷を減少させ、電力消耗を減少させることができる。
【0108】
図13は、本開示の一実施例と係る端末の構成を示す図である。
【0109】
図13を参照すると、端末(UE)は、送受信部1310、制御部1320及びメモリ1330を含むことができる。端末は具現方式によってより多い追加の構成要素を有してよい。例えば、ユーザインターフェースのための表示部(display)、入力部、センサーなどの様々な付加装置をさらに含むことができる。本発明では、このような追加の構成に制約がない。
【0110】
送受信部1310は、
図1~
図12で説明されたそれぞれの実施例に基づいて基地局と無線チャネルを介して連結されてよく、基地局を介して各種ネットワーク機能装置と信号及び/又はメッセージの送受信を行うことができる。例えば、端末はDS-TTであってよい。端末が5Gネットワークと通信する場合に、送受信部1310は5G通信ネットワークと送/受信可能な装置であってよい。また、送受信部1310は、必要によって通信プロセッサを含むことができる。
【0111】
送受信部1310において通信プロセッサを含まない場合に、全ての信号及び/又はメッセージは制御部で処理されてよい。
【0112】
制御部1320は基本的な端末の動作を制御でき、以上で説明されたメッセージの受信及び記憶の制御を行うことができる。例えば、制御部1320は、以上の説明に基づいて端末の動作を制御できる。
【0113】
メモリ1330は、端末の制御に必要な各種データを記憶することができ、以上で説明した端末の各種動作のための各種命令語を記憶するための領域を有することができる。
【0114】
図14は、本開示の一実施例に係る基地局の構成を示す図である。
【0115】
図14を参照すると、基地局(base station,gNB)は、ネットワークインターフェース1410、制御部1420及びメモリ1430を含むことができる。基地局は、具現方式によってより多い追加の構成要素を有してよい。例えば、ユーザインターフェースのための表示部(display)、入力部、センサーなどの様々な付加装置をさらに含むことができる。本発明では、このような追加の構成に制約がない。
【0116】
ネットワークインターフェース1410は、
図1~
図12で説明されたそれぞれの実施例に基づいて端末と無線チャネルを介して連結されてよく、各種ネットワーク機能装置と信号及び/又はメッセージの送受信を行うことができる。基地局が5Gネットワークと通信する場合に、ネットワークインターフェース1410は5G通信ネットワークと送/受信可能な装置であってよく、送受信部と呼ぶことができる。また、ネットワークインターフェース1410は必要によって通信プロセッサを含むことができる。
【0117】
ネットワークインターフェース1410において通信プロセッサを含まない場合に、全ての信号及び/又はメッセージは制御部で処理されてよい。
【0118】
制御部1420は、基本的な基地局の動作を制御でき、以上で説明されたメッセージの受信及び記憶の制御を行うことができる。例えば、制御部1420は、以上の説明に基づいて基地局の動作を制御できる。
【0119】
メモリ1430は、基地局の制御に必要な各種データを記憶することができ、以上で説明した基地局の動作のための各種命令語を記憶するための領域を有することができる。
【0120】
図15は、本開示の一実施例に係るNF(network function)エンティティの構成を示す図である。
図15に示すNFエンティティは、前述したコアネットワークのネットワーク機能を担当するエンティティを意味するもので、AMF、SMF、UPF、PCF、TSN AFのうち少なくとも一つを含むことができ、特定NFに限定されるものではない。一方、本開示のNFエンティティのうち一つであるUPFは、
図1~
図12で説明されたそれぞれの実施例に基づく動作を行うことができる。例えば、UPFはNW-TTであってよい。
【0121】
図15を参照すると、NFエンティティは、ネットワークインターフェース1510を通じてコアネットワークの他のネットワークエンティティと通信を行うことができる。例えば、NFエンティティは、UE、gNB、又はAMF、SMF、UPF、PCF、TSN AFなどの他のNFエンティティなどと通信を行うことができる。ネットワークインターフェース1510は、各種ネットワークエンティティと信号及び/又はメッセージの送受信を行うことができ、送受信部と呼ぶことができる。
【0122】
制御部1520は、NFエンティティの動作を行うための少なくとも一つのプロセッサ又は/及びプログラムとして具現されてよい。例えば、制御部1520は、上記のNFエンティティの動作を行うことができる。
【0123】
メモリ1530は、制御部1520で必要なプログラム及び各種制御情報を記憶することができ、その他にも、本発明で説明された各情報を記憶することができる。その他のネットワークエンティティである場合にも同様に、以上で説明された動作に必要な情報を記憶することができる。
【0124】
以上で説明した構成の他にも、NFエンティティは運営者と接続のための様々なインターフェースをさらに含むことができる。本開示ではこのような追加の構成に特に制約がない。
【0125】
図16は、本開示の一実施例に係るTSNノードの構成を示す図である。
【0126】
TSNノードは、ネットワークインターフェース1610を通じてコアネットワークの他のネットワークエンティティと通信を行うことができ、送受信部と呼ぶことができる。例えば、TSNノードは、UE、gNB、又はUPF、AMF、SMF、PCF、TSN AFなどのNFエンティティなどと通信を行うことができる。
【0127】
制御部1620は、TSNノードの動作を行うための少なくとも一つのプロセッサ又は/及びプログラムとして具現されてよい。例えば、制御部1620は、上記のTSNノードの動作を行うことができる。
【0128】
メモリ1630は、制御部1620で必要なプログラム及び各種制御情報を記憶することができ、その他に、本発明で説明された各情報を記憶することができる。その他のネットワークエンティティである場合にも同様に、以上で説明された動作に必要な情報を記憶することができる。
【0129】
以上で説明した構成の他にも、TSNノードは運営者と接続のための様々なインターフェースをさらに含むことができる。以上で説明したTSNノードは、一般ネットワークのノードであってよい。本開示ではこのような追加の構成に特に制約がない。
【0130】
本発明の請求項又は明細書に記載された実施例に係る方法は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組合せの形態で具現(implemented)されてよい。
【0131】
ソフトウェアとして具現する場合に、一つ以上のプログラム(ソフトウェアモジュール)を記憶するコンピュータ可読記憶媒体が提供されてよい。コンピュータ可読記憶媒体に記憶される一つ以上のプログラムは、電子装置(device)内の一つ以上のプロセッサによって実行可能に構成される(configured for execution)。一つ以上のプログラムは、電子装置にとって本発明の請求項又は明細書に記載の実施例による方法を実行するようにする命令語(instructions)を含む。
【0132】
このようなプログラム(ソフトウェアモジュール、ソフトウェア)は、ランダムアクセスメモリ(random access memory)、フラッシュ(flash)メモリを含む不揮発性(non-volatile)メモリ、ロム(ROM:Read Only Memory)、電気的削除可能プログラム可能ロム(EEPROM:Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、磁気ディスク記憶装置(magnetic disc storage device)、コンパクトディスクロム(CD-ROM:Compact Disc-ROM)、デジタル多目的ディスク(DVDs:Digital Versatile Discs)又は他の形態の光学記憶装置、マグネチックカセット(magnetic cassette)に記憶されてよい。又は、それらの一部又は全部の組合せで構成されたメモリに記憶されてよい。また、それぞれの構成メモリは複数個含まれてもよい。
【0133】
また、前記プログラムは、インターネット(Internet)、イントラネット(Intranet)、LAN(Local Area Network)、WLAN(Wide LAN)、又はSAN(Storage Area Network)のような通信ネットワーク、又はこれらの組合せで構成された通信ネットワークを通じて接近(access)できる取り付け可能な(attachable)記憶装置(storage device)に記憶されてよい。このような記憶装置は、外部ポートを通じて、本発明の実施例を行う装置に接続することができる。また、通信ネットワーク上の別個の記憶装置が、本発明の実施例を行う装置に接続することもできる。
【0134】
上述した本発明の具体的な実施例において、本発明に含まれる構成要素は、提示された具体的な実施例によって単数又は複数で表現されている。ただし、単数又は複数の表現は、説明の便宜のために、提示した状況に応じて適宜選択されたものであり、本発明が単数又は複数の構成要素に限定されるものではなく、複数で表現された構成要素であっても単数で構成されてよく、単数で表現された構成要素であっても複数で構成されてよい。
【0135】
一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施例に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内で様々な変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は、説明された実施例に限定して定められてはならず、後述する特許請求の範囲及び該特許請求の範囲と均等なものによって定められる必要がある。
【0136】
本発明が様々な実施例として説明されたが、様々な変更及び修正が当業者にとって提案可能である。本開示内容は、添付する請求範囲の範囲内に属するそのような変更及び修正を含むように意図される。
【国際調査報告】