通過處理分組延遲值補償時鐘頻率和相位變化的裝置和方法
【專利說明】通過處理分組延遲值補償時鐘頻率和相位變化的裝置和方法
[0001]本申請是申請日為2010年4月26日、申請號為201080012353.3、發明名稱為“通過處理分組延遲值補償時鐘頻率和相位變化的裝置和方法”的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明一般涉及計算機網絡中的分組業務的處理。更特別地，本發明針對通過處理分組延遲值補償時鐘頻率和相位變化。
【背景技術】
[0003]近年來，對于包括偽線仿真(PWE)、IP語音(VoIP)、視頻會議的計算機網絡中的實時應用和服務以及諸如H.261、H.323和IPTV的廣播、多播、選播的流式服務的傳輸的要求迅速增加。這些實時服務一般需要高度精確的定時，以確保高的服務質量。在基于諸如全球移動通信系統(GSM)、碼分多址(CDMA)、WiMAX和長期演進(LTE)的技術的無線網絡中的基站上也需要高度精確的定時。
[0004]為了確保高服務質量并有利于網絡管理，希望消除諸如開關、路由器和基站的計算機網絡設備之間的時鐘不匹配。可通過提供諸如全球定位系統(GPS)基準的各節點上的高度精確定時基準或諸如Stratum 2銣振蕩器的低質量振蕩器完成這一點，這里，在Telcordia GR-1244-C0RE中給定用于Stratum 2時鐘質量的規范。但是，同時，希望降低源自這些定時基準的每個節點部署的實際的成本。
[0005]為了降低每個節點的成本，希望在各客戶機節點上使用諸如恒溫晶體振蕩器(0CX0)或溫度控制振蕩器(TCX0)的更便宜的振蕩器。但是，0CX0和TCX0可能不能滿足Stratum 2時鐘質量要求或者對于在ITU-T G.823SEC、3GPP和IEEE 802.16e中限定的無線網絡的相應的時鐘質量要求。為了解決該問題，一個或多個時鐘服務器可通過數據網絡向各客戶機節點提供定時。各時鐘服務器可獲得從諸如全球定位系統(GPS)或與鎖定于GPS上的基本基準源的Stratum 1基準導出的定時。
[0006]限制分組網絡中的定時分布的精度的重要因素中的一種是在時鐘服務器和客戶機節點之間發送的定時分組經歷的稱為隨時間的抖動或分組延遲變化(rov)的網絡延遲中的變化。抖動的主要來源是定時分組與其它的分組業務的多路傳輸。公共因特網上的定時分布協議網絡時間協議版本4(NTPv4)的定時精度可處于10毫秒的量級；在局域網絡中，NTPv4的定時精度可更好，在幾百微秒的量級上。但是，對于Stratum 2質量定時的分布來說，常規的NTPv4的定時精度看起來是不足的。
[0007]增強分組網絡中的定時分布的精度的一種方法是，使用特定的方法以使影響在時鐘服務器和客戶機節點之間發送的定時分組的抖動最小化。為了滿足上述的時鐘質量要求，這些特定的方法一般必須超出簡單地向由互聯網工程任務組(IEFT)區分服務工作組限定的諸如加速轉送(EF)的最高優先類型的服務分配定時分組。例子是在在2007年8 月 22 日提交的 Barry et al.“Apparatus and Method of Controlled Delay PacketForwarding，”美國序列N0.11/843493中描述的受控延遲分組轉送。但是，為了滿足上述的時鐘質量要求，通過定時分組穿過的各開關和/或路由器常常必須支持這些方法中的一種或多種。
[0008]因此，希望確定如何在不對于由在時鐘服務器和客戶機節點之間發送的定時分組穿過的各開關和/或路由器上強加特定的要求的情況下，增強分組網絡中的定時分布的精度。特別地，希望確定如何通過在與定時分組相關的延遲值的客戶機節點上的處理，實現精度的這種提高。
【發明內容】
[0009]描述通過處理分組延遲值補償第一電子部件相對于第二電子部件的頻率變化和相位變化中的至少一個的裝置和方法。本發明的一個實施例包括分組延遲確定模塊、分組延遲選擇模塊、統計參數確定模塊、確認模塊和調整模塊。分組延遲確定模塊基于與第一電子部件和第二電子部件相關的時間值確定多個分組延遲值中的每一個。分組延遲選擇模塊基于第一電子部件的最大頻率漂移選擇多個分組延遲值的子集。統計參數確定模塊基于分組延遲值的子集的第一部分評價第一參數并且基于分組延遲值的子集的第二部分評價第二參數。確認模塊在分組延遲值的子集的第一部分和第二部分中的每一個包含分組延遲值的最小數量時確認第一參數和第二參數，其中，最小數量至少為2。如果第一參數和第二參數均被確認，則調整模塊基于第一參數和第二參數補償第一電子部件的頻率變化和相位變化中的至少一個。
[0010]本發明的另一實施例通過處理分組延遲值補償第一電子部件相對于第二電子部件的頻率變化。本實施例包括分組延遲確定模塊、統計參數確定模塊、定時分組損失檢測模塊、確認模塊和調整模塊。分組延遲確定模塊基于與第一電子部件和第二電子部件相關的時間值確定多個分組延遲值中的每一個。統計參數確定模塊評價分組延遲值的第一部分的第一最大值和分組延遲值的第二部分的第二最大值的，其中，分組延遲值的第一部分和第二部分中的每一個與時間窗口相關。定時分組損失檢測模塊基于時間窗口內的接收包含第一標識符的任何定時分組的失敗檢測包含第一標識符的第一定時分組的損失。當(1)分組延遲值的子集的第一部分和第二部分中的每一個包含分組延遲值的至少為2的最小數量；
(2)第一最大值和第二最大值中的每一個處于最大延遲參數的容限內；并且(3)定時分組的最小數量被檢測為時間窗口內的損失時，確認模塊確認第一最大值和第二最大值。如果第一最大值和第二最大值均被確認，則調整模塊基于第一參數和第二參數補償第一電子部件的頻率變化。
【附圖說明】
[0011]為了更好地理解本發明的本質和目的，應參照結合附圖給出的以下的詳細的描述，其中，
[0012]圖1示出根據本發明的一個實施例的包含向客戶機設備提供定時信息的時間服務器的網絡結構；
[0013]圖2示出根據本發明一個實施例的包含被在時間服務器和客戶機設備之間行進的定時分組穿過的開關設備的圖1的網絡結構的一部分；
[0014]圖3示出根據本發明的一個實施例的包含用于基于定時分組延遲值的處理的時鐘調整的模塊的客戶機設備的主要功能塊的邏輯框圖；
[0015]圖4示出根據本發明的一個實施例的與處理定時分組延遲值以補償電子部件的頻率變化和相位變化的至少一個相關的操作。
[0016]圖5示出根據本發明的一個實施例配置的裝置。
[0017]圖6示出根據本發明的另一實施例配置的裝置。
【具體實施方式】
[0018]圖1示出根據本發明的一個實施例的包括向客戶機設備101、102、103、104和105提供定時信息的時間服務器100的網絡結構。時間服務器100從主機時鐘源110獲得定時。時間服務器100可替代性地被稱為時鐘主機100。主機時鐘源110可以是諸如從全球定位系統(GPS)導出的基本基準時鐘的Stratum 1基準的時鐘源。客戶機設備101、102、103、104和105分別包括并且獲得來自本地客戶機時鐘111、112、113、114和115的定時。客戶機設備101?105可替代性地被稱為從屬機101?105。網絡管理系統130監視時間服務器100和客戶機設備101?105。網絡管理系統130可通過使用諸如簡單網絡管理協議(SNMP)的網絡管理協議與時間服務器100和客戶機設備101?105通信。網絡管理系統130產生諸如定時基準、鎖定損失和本地時鐘進入延期的與定時有關的報警通知。
[0019]本地客戶機時鐘111?115至少部分地基于由時間服務器100提供的定時信息由客戶機設備101?105調整。可以在時間服務器100和客戶機設備101?105中的一個或多個之間行進的定時分組的形式提供定時信息。這些定時分組可穿過分組網絡120、121、122、123、124、125和126中的一個或多個。
[0020]可通過使用諸如網絡時間協議(NTP)或IEEE 1588精確時間協議(PTP)的定時分布協議產生定時分組。在一個實施例中，各客戶機設備101?105可創建發送到時間服務器100、然后通過時間服務器100返回各客戶機設備101?105的定時分組。在另一實施例中，時間服務器100可創建發送到各客戶機設備101?105的定時分組中的一種或多種類型，并且，各客戶機設備可創建發送到時間服務器100的一種或多種其它類型的定時分組。
[0021]在圖1中，定時信息可在多個路徑上在時間服務器100和各客戶機設備101?105之間行進。例如，在時間服務器100和客戶機101之間行進的定時分組可一般穿過網絡120。但是，這些定時分組當在時間服務器100和客戶機101之間行進時也可穿過網絡121、123、124和122。作為替代方案，這些定時分組當在時間服務器100和客戶機101之間行進時也可穿過網絡121、123、125、126和122。如果在網絡120中存在失效，那么這些定時分組可采取這些替代性路徑中的一個或多個，這防止這些定時分組穿過網絡120。作為替代方案，響應來自網絡管理系統130的配置命令，這些定時分組可采取這些路徑中的一個或多個。
[0022]圖2示出根據本發明的一個實施例的包含由在時間服務器100和客戶機設備101、201之間行進的定時分組204A?204D穿過的開關設備200A?200N的圖1的網絡結