调度转发机制，这是5G网络支持TSN的最核心功能。5G系统作为TSN网络中的透明桥梁，由DS- TT和NW-TT提供TSN数据流的驻留和转发机制。 图23GPPR16定义的5GTSN网桥架构 Fig.2 5G TSN Bridge Architecture defined by 3GPP R16 在控制面，提出了TSN应用功能实体(TSN-AE,TSN-Application Function),与5G核心网中策 略控制功能(PCF,Policy Control Function)、会话管理功能(SMF,Session Management Function)等实体 模块的交互，实现TSN业务流关键参数在5G时钟下的修正与传递，让5G基站实现对TSN业务流 确定性时间要求的感知，实现5G网络中对于TSN业务数据的精准时延传输：另一方面，TSN-AF 与5G边界网关用户面功能实体(UPF,User Plane Function及 染端侧转换网关DS-TT交互，实现5G TSN网桥端口配置管理等功能。 35G与TSN协同传输关键技术 在3GPP提出的5GTSN桥接网络架构基础上，/本节将针对跨5G与TSN端到端确定性传输需 求，对5G与TSN协同传输面临的技术挑战进行分析，结合当前业界在该领域的研究现状，重点阐 述时间同步机理、5G超高可靠低时延连接模型、5G与TSN联合调度算法与资源映射模型等方面的 关键技术方案进行了探讨。 3.1问题与挑战 时间敏感网络要确保传输路径上所有节点都在同一时间基准上，并且能“感知”信息的传输时 间，从而确保信息在一个精礁的、确定的、可预测的时间范围内从源节点发送到目标节点。然而， TSN基于以太网架构，采用有线的方式进行信息传输，有线信道变化较小，信道特征对于信息传输 时间的影响较小，具有较的“可控性”，而5G蜂窝移动通信系统重要的特征是空口无线传输， 因此，如何在5G与S协同网络中实现强实时业务的确定性传输，面临如下的关键技术难题： 首先，如何克服无线信道时变带来的不确定性。无线信道是时变信道，并且由于无线终端的移 动特性，无线道中快衰落和慢衰落同时存在，这对数据传输的可靠性造成了极大的影响。终端移 动、无线信道变化会带来数据的丢失，并进而带来数据重传，这将对确定性低时延、低抖动等指标的 实现带来挑战。 其次，如何提升5G网络中核心网设备及基站设备的时间感知能力，实现基于精准时间的资源 调度与数据转发。传统蜂窝移动通信系统中的资源分配是基于业务优先级、队列情况等进行综合调度， 虽然也强调对实时业务传输时延的优化，但并未严苛的按照精准时间进行资源调度及数据发送。如 何在5G网络中将TSN的机制进行引入增强，成为5G与TSN协同传输面临的另一个挑战。 最后，跨5G与TSN网络的联合资源优化难题。混合工业业务环境下如何统筹跨网状态信息以 针对TSN业务进行端到端资源优化决策，实现跨网跨域的确定性调度。在当前3GPP提出的5GTSN 桥接方案中，是通过在终端和网络侧构建网关，将TSN的参数特性传递给5G网络：但对于端到端 的优化传输来说，如何让TSN中的决策节点了解5G网络信息，从而实现端到端的资源优化决策。调度转发机制，这是 5G 网络支持 TSN 的最核心功能。5G 系统作为 TSN 网络中的透明桥梁，由 DS￾TT 和 NW-TT 提供 TSN 数据流的驻留和转发机制。 图 2 3GPP R16 定义的 5G TSN 网桥架构 Fig.2 5G TSN Bridge Architecture defined by 3GPP R16 在控制面，提出了 TSN 应用功能实体(TSN-AF, TSN-Application Function)，与 5G 核心网中策 略控制功能(PCF, Policy Control Function)、会话管理功能(SMF, Session Management Function)等实体 模块的交互，实现 TSN 业务流关键参数在 5G 时钟下的修正与传递，让 5G 基站实现对 TSN 业务流 确定性时间要求的感知，实现 5G 网络中对于 TSN 业务数据的精准时延传输；另一方面，TSN-AF 与 5G 边界网关用户面功能实体(UPF, User Plane Function)及终端侧转换网关 DS-TT 交互，实现 5G TSN 网桥端口配置管理等功能。 3 5G 与 TSN 协同传输关键技术 在 3GPP 提出的 5G TSN 桥接网络架构基础上，本节将针对跨 5G 与 TSN 端到端确定性传输需 求，对 5G 与 TSN 协同传输面临的技术挑战进行分析，结合当前业界在该领域的研究现状，重点阐 述时间同步机理、5G 超高可靠低时延连接模型、5G 与 TSN 联合调度算法与资源映射模型等方面的 关键技术方案进行了探讨。 3.1 问题与挑战 时间敏感网络要确保传输路径上所有节点都在同一时间基准上，并且能“感知”信息的传输时 间，从而确保信息在一个精准的、确定的、可预测的时间范围内从源节点发送到目标节点[20]。然而， TSN 基于以太网架构，采用有线的方式进行信息传输，有线信道变化较小，信道特征对于信息传输 时间的影响较小，具有较好的“可控性”，而 5G 蜂窝移动通信系统重要的特征是空口无线传输， 因此，如何在 5G 与 TSN 协同网络中实现强实时业务的确定性传输，面临如下的关键技术难题： 首先，如何克服无线信道时变带来的不确定性。无线信道是时变信道，并且由于无线终端的移 动特性，无线信道中快衰落和慢衰落同时存在，这对数据传输的可靠性造成了极大的影响。终端移 动、无线信道变化会带来数据的丢失，并进而带来数据重传，这将对确定性低时延、低抖动等指标的 实现带来挑战。 其次，如何提升 5G 网络中核心网设备及基站设备的时间感知能力，实现基于精准时间的资源 调度与数据转发。传统蜂窝移动通信系统中的资源分配是基于业务优先级、队列情况等进行综合调度， 虽然也强调对实时业务传输时延的优化，但并未严苛的按照精准时间进行资源调度及数据发送。如 何在 5G 网络中将 TSN 的机制进行引入增强，成为 5G 与 TSN 协同传输面临的另一个挑战。 最后，跨 5G 与 TSN 网络的联合资源优化难题。混合工业业务环境下如何统筹跨网状态信息以 针对 TSN 业务进行端到端资源优化决策，实现跨网跨域的确定性调度。在当前 3GPP 提出的 5G TSN 桥接方案中，是通过在终端和网络侧构建网关，将 TSN 的参数特性传递给 5G 网络；但对于端到端 的优化传输来说，如何让 TSN 中的决策节点了解 5G 网络信息，从而实现端到端的资源优化决策。 录用稿件，非最终出版稿