用于分组网络同步的方法和设备技术

本发明专利技术描述了一种用于在基于分组的通信网络(100)中将客户端(104)的时钟与由时间服务器(106)提供的参考时间进行同步的方法。从时间服务器(106)发送并在客户端(104)处接收分组(112)，所述分组(112)包含指示分组(112)的发送时间的至少一个时间戳。在每个分组(114)到达客户端(104)时，确定(404)到达时间，还针对第一多个分组确定(406)时间戳与到达时间之间的延迟。计算(408)这些分组的延迟的第一变化，并基于该计算，定义(410)第一观察帧，第一观察帧的大小取决于分组延迟的第一变化。第一观察帧包括与第一多个延迟相关联的第二多个延迟。此外，基于第二多个延迟来确定(412)第一代表性延迟。基于第一代表性延迟，计算(414)客户端的时钟与参考时间之间的关系，以及，基于所计算出的关系，将客户端的时钟与参考时间进行同步(416)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在基于分组的通信网络中对客户端的时钟进行同步的方法。 还描述了一种实现本专利技术的设备。
技术介绍
过去30年间，网络同步在电信中变得越来越重要。存在许多需要网络同步来保证服务质量的示例。以太网网络的引入以及将电路和分组交换架构进行组合的网络的数目的增长引入了涉及同步质量的新问题和新的技术挑战。网络同步是表示以下方式的一般概念将公共时间和频率参考分发给网络的所有节点，以对准其相应的时间和频率标度。电信网络中较差的同步对所提供的服务具有直接影响。例如，必须对数字交换设备进行同步以避免时钟滑动。这些时钟滑动对网络业务的影响取决于应用；它们通常对普通语音服务有很小影响，但对电路数据服务有较大影响。实现了时分复用(TDM)网络中的同步，从而使用物理层作为载体，分发可跟踪至主参考时钟的参考定时信号。为了通过分组网络来分发定时，开发了基于分组的方法。在这些情况下，从数据分组中提取定时信息。分组网络所引入的分组延迟变化通常是影响通信质量的关键方面。在架构基于互联网协议(IP)的UMTS陆地无线接入网(UTRAN)中，同步功能的分发是通过例如从IP分组中提取所需同步信息来执行的。在经由基于分组的方法而进行的同步分发中已知三种主要方案填充抖动缓存方法、周期性分组传输方法和延迟分组拟合方法。填充抖动缓存方法基于由以服务器分派频率接收且以接收节点时钟频率清空的输入分组来填充的软件缓存的构造。每η个样本，计算缓存的平均尺寸。如果平均尺寸高于或低于缓存边界，则相应地校正接收节点时钟。周期性分组传输方法基于服务器和客户端节点之间的周期性分组传输。根据该先验已知周期性，可以通过在每个分组到达时测量客户端处经历的时间延迟，计算客户端节点相对于服务器的频率漂移和时间偏移。填充抖动缓存方法和周期性分组传输方法基于对分组到达频率的分析。这使这两种方法对分组丢失高度敏感。事实上，分组丢失使缓存变得更短或使一个分组与下一分组之间的交织时间加倍，从而导致错误的频率校正。因此，需要高度受控的网络。还必须注意， 精度与观察时间成比例。延迟分组拟合方法依赖于在时间服务器与客户端之间测量的时间差。使用网络协议来承载时间戳，以将本地振荡器频率与精确的参考时钟进行比较。网络时间协议(NTP) 将用作在一组分布式时间服务器和客户端之间分发时间保持的示例。NTP不是延迟分组拟合方法的要求，也可以使用任何其他等效协议。NTP在互联网工程任务组(IETF)的请求评论(RFC) 1305中描述，并可以在 http //www. ietf. org/rfc/rfcl305. txt 处找到。在NTP中，从客户端向时间服务器发送时间戳消息。当发送消息时，客户端将时间 、插入该消息中。时间服务器接收该消息并将本地时间t2添加至该消息。在时间t3发送回该消息，并且客户端在t4再次接收到该消息。该消息包括三个时间戳。这样，时间服务器不需要跟踪所有节点以进行同步。客户端收集合适数目的分组，计算延迟Δ t43 = t4_t3，并在往返测量的情况下计算 At21 =，然后能够根据这两个延迟中的任一个来计算时钟的漂移和偏移。可以从测量出的延迟值导出延迟At相对于时间t的图形。根据拟合至多个延迟值的时间差线来计算时钟的漂移和偏移。存在许多可用于从测量出的延迟获得直线的方法。其中一种方法是具有相对较长收敛时间的最小二乘算法。另一种方法是可能具有较短收敛时间的最小延迟算法。还可以使用最小二乘算法和最小延迟算法的组合。在最小二乘算法的情况下，可接受的频率预测仅在长观察时间段之后才可能做出如果需要高精度，则期望长收敛时间。收敛时间取决于测量出的分组延迟的时间差。最小延迟算法利用在两个时刻接收到的两个最小延迟值，这两个时刻在时间上彼此远离。然后，通过这两个点来确定时间差线。当然，该方法的缺陷在于其精度取决于用于得到时间差线的两个点的质量。上述所有方法具有共同的缺点。它们都难以管理，并且都需要在基于分组的网络中不总是可能获得的高精度测量。高网络负载或其他干扰可能对所描述的方法的精度造成负面影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除上述缺点并提供一种用于在基于分组的通信网络中对客户端的时钟进行同步的有利方法。根据本专利技术，执行权利要求1所述的方法。此外，本专利技术体现在其他独立权利要求所述的设备和程序中。从属权利要求中描述了本专利技术的实施例。提出了一种用于在基于分组的通信网络中将客户端的时钟与由时间服务器提供的参考时间进行同步的方法。在客户端处接收从时间服务器发送的分组，每个分组包含指示分组从服务器的发送时间的至少一个时间戳。在每个分组到达客户端时，确定到达时间， 还确定时间戳与到达时间之间的延迟。当这是针对第一多个分组而执行时，计算这些分组的延迟的第一变化，并基于该计算，定义第一观察帧。第一观察帧的大小取决于分组延迟的第一变化。第一观察帧包括与第一多个延迟相关联的第二多个延迟。此外，基于第二多个延迟来确定第一代表性延迟。基于第一代表性延迟，计算客户端的时钟与参考时间之间的关系。最后，基于所计算出的关系，将客户端的时钟与参考时间进行同步。此外，本专利技术可以实现在一种用于在基于分组的通信网络中将客户端的时钟与由时间服务器提供的参考时间进行同步的设备。所述设备包括用于从时间服务器接收分组的接收机。所述分组包括时间戳。此外，所述设备包括用于确定每个分组到达客户端的到达时间的装置。所述设备还包括适于确定时间戳与每个分组的到达时间之间的延迟的处理器。 所述处理器还适于计算第一多个延迟的第一变化，并计算客户端的时钟与参考时间之间的关系。所述处理器包括适于对与第一多个延迟相关联的第一观察帧的大小进行控制的帧计算器。第一观察帧的大小取决于第一延迟变化，第一观察帧包括与第一多个延迟相关联的第二多个延迟。所述处理器还适于基于第二多个延迟来确定第一代表性延迟。所述设备还包括适于基于所计算出的客户端的时钟与参考时间之间的关系来对客户端的时钟进行同步的同步器。所述方法还可以实现在程序中，例如，所述程序存储在数据载体上或可加载至设备的处理系统中。所述设备还可以实现在客户端中，例如，所述客户端可以是电信网络中的节点。所提出的方法和设备允许有利地在基于分组的通信网络中对客户端的时钟进行同步，从而避免了现有技术提出的方法的低精度缺点。在如附图所示意的优选实施例的以下具体描述中，本专利技术的上述及其他目的、特征和优点将变得更加显而易见。附图说明图1示出了客户端-服务器同步配置。图2示出了在客户端与服务器之间交换的分组的测量延迟相对于时间段和固定大小观察帧的图形。图3示出了在客户端与服务器之间交换的分组的测量延迟相对于时间段和可变大小观察帧的图形。图4示出了所提出的方法的流程图。图fe示出了分组延迟的指数分布。图恥示出了针对指数分布用于计算观察帧的大小的函数的图形表示。图6a示出了分组延迟的正态高斯分布；图6b示出了针对正态高斯分布用于计算观察帧的大小的函数的图形表示；图7示出了适于执行所提出的方法的设备。具体实施例方式图1示出了基于分组的网络(100)中的客户端-服务器配置，基于分组的网络 (100)可以包含用于将分组从客户端转发至服务器和将分组从服务器转发至客户端的一个或多个交换机(102)。客户端-服务器配置可以用于从客本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于在基于分组的通信网络（１００）中将客户端（１０４）的时钟与由时间服务器（１０６）提供的参考时间进行同步的方法，所述方法包括以下步骤：－在客户端（１０４）处接收来自时间服务器（１０６）的分组（１１４），每个分组（１１４）包含指示分组（１１４）的发送时间的至少一个时间戳；－确定每个分组（１１４）的到达时间；－确定所述时间戳与每个分组（１１４）的到达时间之间的延迟；－计算第一多个延迟的第一延迟变化；－定义与第一多个延迟相关联的第一观察帧（３０４），其中，第一观察帧（３０４）的大小取决于第一延迟变化，第一观察帧（３０４）包括与第一多个延迟相关联的第二多个延迟；－基于第二多个延迟来确定代表性延迟；－基于代表性延迟，计算客户端（１０４）的时钟与参考时间之间的关系；以及－基于所计算出的关系，对客户端（１０４）的时钟进行同步。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在基于分组的通信网络(100)中将客户端(104)的时钟与由时间服务器 (106)提供的参考时间进行同步的方法，所述方法包括以下步骤-在客户端(104)处接收来自时间服务器(106)的分组(114)，每个分组(114)包含指示分组(114)的发送时间的至少一个时间戳；-确定每个分组(114)的到达时间；-确定所述时间戳与每个分组(114)的到达时间之间的延迟；-计算第一多个延迟的第一延迟变化；-定义与第一多个延迟相关联的第一观察帧(304)，其中，第一观察帧(304)的大小取决于第一延迟变化，第一观察帧(304)包括与第一多个延迟相关联的第二多个延迟；-基于第二多个延迟来确定代表性延迟；-基于代表性延迟，计算客户端(104)的时钟与参考时间之间的关系；以及-基于所计算出的关系，对客户端(104)的时钟进行同步。2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤-计算第三多个延迟的另一延迟变化；-定义与第三多个延迟相关联的另一观察帧(308)，其中，所述另一观察帧(308)的大小取决于所述另一延迟变化，所述另一观察帧包括与第三多个延迟相关联的第四多个延迟；-基于第四多个延迟来确定另一代表性延迟，其中，计算所述关系的步骤基于所述另一代表性延迟。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所确定的每个分组的到达时间是所述分组到达客户端(104)的到达时间。4.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，第一观察帧(304)的大小具有最小值。5.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所计算出的第一延迟变化是第一延迟的最大变化。6.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，第一多个延迟的统计分析提供延迟的分布(500)函数，第一观察帧的大小是基于所述分布函数来...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛斯米利亚诺·托斯蒂，玛蒂奥·朱利，欧德赫·维希涅夫斯基，罗萨纳·卡尔略，西蒙娜·莫洛尼，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE