[发明专利]在分组网上的定时恢复

说明书

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的定时恢复。

背景技术

同步指的是需要数字通信网的发送与接收端以相同的时钟速率工作。位于发射机节点上的网络时钟控制数据传送的速率。位于接收机上的第二网络时钟控制数据读取的速率。为了接收机恰当地译码输入数据，其时钟需要与发射机时钟同步。存在用于在网络上同步时钟的不同的方式。在某些网络配置(例如，TDM网络)中，发射机时钟信息可以直接从数据中提取，并且在接收机中使用以同步这二个时钟。由于分组网价格低廉、使用方便，许多的服务提供者在基于IP的网络上浏览传输传统服务(诸如，TDM服务)。主要的问题是如何保持与在传统网络中相同的同步水平。虽然存在用于解决这个问题的不同方法，一种潜在地与其它的(包括成本和可利用性)相比具有许多的优点的方法是使用专用定时分组的时钟同步。

图1是这个方法的实例。在发射机侧上，专用的定时分组通过发射机的时钟时间标记，然后经分组交换网络(PSN)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的时钟之间的相对延迟。这可用于同步二个时钟。这个方法的一个优点是为了同步该时钟其不需要额外的装置或者对该物理层修改，并且其广泛地可利用(只要存在IP网络)。尽管如此，这个方法具有其自己的难题。

关于这个方法的一个主要难题是定时分组经受为任何分组交换网络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，其对于许多的应用将是不可接受的，特别地，假设高质量水平同步的传统服务。

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。

美国专利No.6658025描述了一种用于滤除定时分组的方法，其中估算了用于每个定时分组的期望的到达时间，并且与实际的到达时间相比较。然后，丢弃具有离期望值最大偏差的许多的定时分组，并且剩余的定时分组用于重新计算供到达时间的新的期望值。新的计算的期望值再次用于丢弃新的定时分组系列，并且这个过程继续直到已经丢弃一定数目的定时分组为止。无论如何在这个删除过程之后其余的定时分组用于校正在发射机和接收机时钟之间的任何频偏。

同样地，美国专利No.7315546采用了一种方法，代替丢弃定时分组，其使用加权的定时分组集合同步接收机和发射机时钟。加权是基于在定时分组的期望的到达时间和实际的到达时间之间的距离计算的。以这种方式，具有离期望的延迟最大距离的定时分组给出最小的加权量。

在两个方法中，定时分组基于其接近于在发射机和接收机之间的延迟的某个初始估算被滤除。因此，以上所述的两个方法的性能高度取决于计算的期望延迟的精度。如果由于所谓的“非正常值”，即，在延迟中具有离该标准大偏差的分组，该初始估算不准确，然后所有后续的滤除过程将是错误的，并且方法将不能实现锁定。此外，两个方法使用输入定时分组的模块更新期望延迟。在发射机和接收机之间存在延迟的急剧变化，例如由于在分组网中重新路由的情形下，这将限制跟踪行为。

发明内容

本发明的实施例提供了用于经分组交换网络加强频率和相位同步的方法。最小统计自适应滤波器用于预测在发射机和接收机之间的延迟。该预测延迟然后用于仅仅选择那些在发射机上发出的定时分组，其将给出最靠近于该预测值的延迟估算。以这种方式滤除的估算的延迟然后可以经由锁相环馈送以恢复发射机时钟。

按照本发明，提供了一种经分组网恢复定时信息的方法，包括：从在发射机和接收机之间经分组网发送的定时分组中测量原始网络延迟；使用最小统计自适应滤波器经L个接收的定时分组的平稳窗口跟踪测量的时间延迟的本地最小值来预测延迟估算，其中第一变量表示经L个接收的定时分组的局部最小值，在L个接收的定时分组之后，所述第一变量被更新，并且第二变量表示在用于第一变量的当前值和在平稳窗口内的当前的定时分组之间的最小值，所述第二变量表示当前的延迟估算，和其中L的值基于在发射机和接收机之间估算的延迟偏差被自适应地改变，以改变最小统计自适应滤波器的跟踪特性；选择那些在平稳窗口内进入的定时分组，其相对于当前的延迟估算满足特定的准则；和在接收机上从对于本地时钟选择的定时分组的测量的定时延迟中确定进行频率调整。

当前的方法的优点包括对影响输出时钟的质量的非正常值定时分组的鲁棒性(robustness)、不同的网络情形的可编程的跟踪能力和更快的锁定时间。