专利名称：在分组网上的多输入定时恢复的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及分组网，具体地说，涉及在这样的网络上恢复定时信息的方法。
背景技术：
在分组网上定时恢复专用的定时分组是由发射机的时钟进行时间标记，然后在分 组网(PSN)上发送给一个或者多个接收机。在接收机侧上，当它们抵达时，这些定时分组由 接收机时钟进行时间标记。在这二个时间戳之间的差值表示在发射机和接收机时钟之间的 相对延迟，其可用于同步二个时钟。图1是对于存在一个发射机和一个接收机的情形的实 例。在这个同步方法中的一个主要难题是定时分组经受为任何分组网所固有的分组延迟偏 差(PDV)。因此，在接收机侧上，取决于分组延迟偏差，该恢复的基准时钟将具有高电平的抖 动和漂移，其不会为许多的应用所接受，特别地，采用高质量水平的同步的传统服务。为了克服这个问题，已经建议在接收机上滤除该定时分组，使得仅仅那些经受最 小的分组延迟偏差的定时分组用于时钟恢复。通常已知的方法仅仅依赖于一个定时分组流 以将接收机与发射机同步。
发明内容
本发明的实施例涉及在分组交换网络上的新的同步方法，其在来源于相同的时钟 源的定时分组中采用空间分集，但是经由不同的网络路径到达接收机。在提出的本发明中， 对于每个流，计算和滤除在发射机和接收机之间的时间延迟以将有关定时分组的网络分组 延迟偏差的影响减到最小。基于残余误差的非线性函数和在时间延迟滤波器的输出端上对 于每个流的采样速率，加权和组合对于所有流的该滤除的时间延迟估算。以这种方式组合 的滤除的时间延迟然后经由环路滤波器和数控振荡器馈送以恢复发射机时钟。这个方法的 主要优点是对分组损害显著的性能改善和加强。在与分组网上精确的同步有关的IEEE1588标准中，除了由发射机发送给接收机 的定时分组之外，该接收机还发送定时信息(被称为延迟请求)给发射机，然后其将被中继 回到接收机(延迟响应)。定时分组交换的这个过程测量网络中用于计算在发射机和接收 机之间的绝对时间差的往返行程延迟。由接收机发送并且由发射机中继返回的定时分组还 可以被认为是定时分组的第二数据流，并且可用于改善在发射机和接收机之间的单个路径 延迟测量。因此，本发明提供一种在来源于相同的时钟源，并且经由不同的网络路径到达接 收机的定时分组流中使用空间分集在分组交换网络上用于时钟同步的方法。按照本发明，提供了一种在分组网上恢复定时信息的方法，其中接收机经不同的 路径从相同的信源接收多个分组流，包括从每个流接收定时分组；测量由定时分组对于 每个流经历的原始延迟；滤除测量的原始延迟以考虑网络分组延迟偏差，以便将滤除的延 迟提供给每个流；基于每个流的质量加权滤除的延迟；组合加权的滤除延迟以形成聚合的 延迟估算；和在接收机上从对于本地时钟聚合的延迟估算中确定频率调整。
在一个实施例中，对于每个定时分组流，计算在发射机和接收机之间的原始延迟。 该原始延迟主要地是在发射机时间戳(包括在定时分组中)和接收机时间戳之间的差值， 其在来自该发射机的每个定时分组的到达时间被记录。对于每个流，滤除该计算的时间戳 以将网络分组延迟偏差的影响减到最小。对于每个定时分组流，重新采样电路(RSC)用于从不均勻的采样速率(由于定时 分组的不规则到达)转变成均勻的采样速率。关于使用重新采样电路的另一个理由是调整 每个定时流的分组速率的差值，使得用于所有定时流的输出采样速率是相同的。使用线性组合器组合来自先前阶段的输出。使用输出残余误差的非线性函数和分 组速率的步骤计算线性组合器的系数。使该线性组合器的输出经由环路滤波器传送以计算数字控制的振荡器(DCO)的 更新值，该数字控制的振荡器(DCO)提供输出时钟。DCO的输出还用于时间戳定时分组的到 达时间。按照本发明的第二个方面，提供了一种用于在分组网上恢复定时信息的定时恢复 单元，其中接收机经不同的路径从相同的信源接收多个分组流，包括用于从每个流接收定 时分组的模块；用于测量由定时分组对于每个流经历的原始延迟的模块；用于滤除测量的 原始延迟以考虑网络分组延迟偏差，以便给每个流提供滤除的延迟的滤波器；用于基于每 个流的质量加权滤除的延迟的加权模块；用于组合加权的滤除延迟以形成聚合的延迟估算 的组合器；和用于在接收机上使用从聚合的延迟估算确定的频率调整输出本地时钟的锁相 环。本发明的实施例可以通过采用多个定时分组流提供更好的延迟估算，以及固有的 故障容忍度和对分组损害的加强，由于如果网络路径的一个路径未能提供定时分组(由于 网络拥塞、停机等等)，其它的定时路径可用于保持同步。
现将参考附图，仅通过举例的方式来更详细地描述本发明，其中图1是举例说明在分组网上用于一个发射机和一个接收机的定时恢复的高级示 意图；图2举例说明具有发送定时分组给一个接收机的相同的主基准时钟的二个发射 机的例子；和图3是对于存在二个定时流情形的本发明一个实施例的方框图。
具体实施例方式在以下的描述中，k是分组号的索引，X“k)表示用于定时分组k和定时分组流j 的发射机时间戳，Yj (k)表示用于定时分组k和定时分组流j的接收机时间戳。z“k)是在 发射机和接收机之间用于定时分组k和定时分组流j的原始延迟估算，并且Wj (k)是对于 定时分组k和定时分组流j滤除的原始延迟。图3是本发明对于仅仅存在来自相同的信源的二个定时分组流和经不同的路径 行进的特定情形的实施例的方框图，但是，应该明白，以下的描述适用于N个定时分组流的 更加常规的情形。
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对于每个流j，原始延迟(z(k))是通过从由发射机产生的相应的时间戳(Xj(k)) 中减去由时间戳电路5000产生的相应的接收机本地时间戳(~(k))计算的。对于原始延 迟可以写成以下 其中cpj(k)表示用于第K个定时分组和流j在发射机和接收机之间真实的延迟。 lj(k)表示用于在流j中的第K个定时分组由网络分组延迟偏差所引起的测量误差。该计算的原始延迟Zj(k)然后由自适应的时间延迟滤波方法1000滤除。在标题 为“Timing Recovery Over Packet Networks”并且于同一日期申请的我们共同未决的申 请中描述了一种适宜的方法，其内容通过引用并入本文中。这个滤波器将由网络分组延迟 偏差所引起的在发射机和接收机之间的时间延迟估算的误差减到最小。用于定时分组流j的模块1000的输出可以写成以下 其中Vj (k)表示在模块1000的输出端上用于第K个分组和流j的剩余的残余误差。与模块1000的输出分组速率结合的Vj(k)的变化表示模块1000对于流j的输出 质量。这取决于网络分组延迟偏差的性质和幅值，和用于每个流的定时分组速率。较高的 时间分组速率和/或较低的网络分组延迟偏差将导致模块1000更好的输出质量。网络分 组延迟偏差的统计性质在确定模块1000的输出质量方面也是非常重要的。在模块1000的输出端上应用基于残余误差和分组速率的某个非线性函数的加权 机制，以组合来自每个定时流的延迟估算来恢复发射机时钟。对于每个数据流，该定时分组可以以不同的速率到达接收机。例如，对于一个数据 流，其可以是每秒32个分组，而对于其它的数据流，其可以是每秒128个分组。即使对于所 有数据流每秒分组的平均数是相同的，取决于网络引起的分组延迟偏差，用于模块1000的 输出采样速率对于每个数据流可以是不同的。另一个问题是分组以不均勻的时间间隔到 达，因此，模块1000的输出将以与其它的数据流异步地不均勻的采样时间更新。为了考虑这些，该模块2000用于在模块1000的输出端上将对于所有定时数据流 不均勻的采样速率转换为相同的均勻采样速率。重新采样电路2000使用模块1000的输 出的线性内插，并且对于所有定时数据流以具有相同的采样速率的均勻的间隔对其重新采 样。该模块6000是时间延迟组合器，其使用重新采样电路的所有输出的加权的组合， 以形成在发射机和接收机之间最好的延迟估算。Rj(n), j = 1...N表示对应于N个定时数据流向模块6000的输入。模块6000的 输出基于以下计算 其中Qj (η)表示定时数据流j的输出质量，M(η)表示从时间V1到&在(1000)的 输出端上对于数据流j滤除的定时分组的数目，并且Vj (k)是在模块1000的输出端上的残 余误差，其基于公式(2)由以下计算 在公式(5)中，由于‘CPj(k)不是预先已知的，代之以可以使用由以下的公式给出的
估算值。其中Yj(k)是在第K个定时分组抵达的时间上的DCO更新值，并且Xj (k)是用于 第K个定时分组的发射机时间戳。
2b)在Q1. . . Qn之间找到具有最大值的那个，即 如果对于所有的j = 1. . . N，Qjmax > QjXT，其中T是阈值(例如，T = 2)，然后，设置Qjmax = 0。以上所述的过程可以重复直到所有剩余的Qj具有相互接近的值为止。使用这个 过程，具有比其它的数据流更高的残余输出误差的定时数据流将被除去。2c)基于由公式⑷给出的质量数，β j(n)由以下计算 其中N是定时数据流的总数。模块6000的输出经由环路滤波器3000传送以给DC04000提供更新值。该环路滤 波器设计可以类似于虽然环路滤波器的其它的变形同样可以使用的那个。该数控振荡器4000的频率和相位基于其输入值调整。模块5000是用于接收机的时间戳电路(TSC)，并且构成用于建议的定时恢复方法 的反馈环路。在图3中，存在对应于二个定时数据流的二个时间戳电路。通常，对于每个定 时分组数据流j，存在一个时间戳电路，其将基于DCO的输出值产生接收机时间戳值。
7其中F (η)是模块6000的输出，并且^ (η)是从时间V1到时间tn周期地计算的 加权系数，如下所述。β j (η)是基于以下在模块1000的输出端上对于每个定时数据流j基于残余误差 Vj(k)计算的，依据如下2a)首先计算
本领域技术人员应该理解，在此处给出的任何方框图代表体现本发明原理的说明 性的电路的概念图。例如，可以通过使用专用硬件，以及能够与适宜的软件结合执行软件的 硬件来提供处理器。当由处理器提供的时候，该功能可以由单个专用处理器，由单个共享处 理器，或者由多个专用处理器，其中一些可以共享来提供。此外，明确的使用该术语“处理 器”不得解释为专门地指能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括，不限于数字信号处理 器(DSP)硬件，网络处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)，用于存储软 件的只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器。其它的硬件、常规和/ 或定制的也可以包括在内。所描述的实施例采用存在于该网络之中的分集，并且与基于单个定时分组数据流 的方法相比提供改善的性能和可靠性。
权利要求
一种在分组网上恢复定时信息的方法，其中，接收机经不同的路径从相同的信源接收多个分组流，包括从每个流接收定时分组；测量由定时分组对于每个流经历的原始延迟；滤除测量的原始延迟以考虑网络分组延迟偏差，以便将滤除的延迟提供给每个流；基于每个流的质量加权滤除的延迟；组合加权的滤除延迟以形成聚合的延迟估算；和在接收机上从对于本地时钟聚合的延迟估算中确定频率调整。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述每个流的质量是通过分组延迟的变化和对于每 个流的分组速率确定的。
3.根据权利要求1的方法，其中，所述单独的流的加权是基于分组速率的非线性函数 和对于滤除的延迟估算的残余误差计算的。
4.根据权利要求1的方法，其中，所述聚合的延迟估算是按照以下的公式确定的 其中Pjfc)是加权系数。
5.根据权利要求4的方法，其中，所述加权系数按照以下的公式计算其中M(n)表示从时间tn_i到&对于流j滤除的定时分组的数目，并且是由以下 计算的残余误差
6.根据权利要求5的方法，其中，所述聚合的延迟估算经由锁相环的环路滤波器传送 以对数控振荡器提供更新，数控振荡器提供所述本地时钟。
7.根据权利要求2的方法，其中，所述滤除的定时延迟分组的流被重新采样为相同的 均勻采样速率。
8.根据权利要求1的方法，其中，所述用于每个流的定时分组使用最小统计自适应滤 波器滤除。
9.一种用于在分组网上恢复定时信息的定时恢复单元，其中，接收机经不同的路径从 相同的信源接收多个分组流，包括用于从每个流接收定时分组的模块；用于测量由定时分组对于每个流经历的原始延迟的模块；用于滤除测量的原始延迟以考虑网络分组延迟偏差，以便给每个流提供滤除的延迟的 滤波器；用于基于每个流的质量加权滤除的延迟的加权模块；用于组合加权的滤除延迟以形成聚合的延迟估算的组合器；和用于在接收机上使用从聚合的延迟估算确定的频率调整输出本地时钟的锁相环。
10.根据权利要求9的定时恢复单元，其中，所述加权模块基于分组延迟的变化和用于 每个流的分组速率确定每个流的质量。
11.根据权利要求9的定时恢复单元，其中，所述加权模块基于分组速率的非线性函数 和对于滤除的延迟估算的残余误差计算单独的流的加权。
12.根据权利要求11的定时恢复单元，其中，所述聚合的延迟估算是按照以下的公式 其中β」(η)是加权系数。
13.根据权利要求12的定时恢复单元，其中，所述加权系数按照以下的公式计算其中Μ(η)表示从时间tn_i到&对于流j滤除的定时分组的数目，并且V“k)是由以下 计算的残余误差
14.根据权利要求13的定时恢复单元，其中，所述锁相环包括用于滤除聚合的延迟估 算以对数控振荡器提供更新的环路滤波器，数控振荡器提供所述本地时钟。
15.根据权利要求9的定时恢复单元，进一步包括用于重新采样滤除的定时延迟分组 的流为相同的均勻采样速率的重新采样器。
16.根据权利要求9的定时恢复单元，进一步包括用于滤除对于每个流的定时分组的 最小统计自适应滤波器。确定的
全文摘要
本发明在分组网上恢复定时信息的方法中，接收机经不同的路径从相同的信源接收多个分组流。滤除由定时分组对于每个流经历的原始延迟以对每个流提供滤除的延迟。该滤除的延迟基于每个流的质量加权，并且随后组合加权的滤除延迟以形成聚合的延迟估算。在接收机上对于本地时钟的频率调整从聚合的延迟估算中推导出。
文档编号H04L7/00GK101895381SQ20101017926
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月21日 优先权日2009年5月22日
发明者卡姆兰·拉赫巴尔 申请人:卓联半导体有限公司