[发明专利]调度定时分组以增强电信网络中的时间分布的装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2009年11月30日提交的美国申请No.12/628088的权益，其公开内容通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明一般涉及电信网络中的分组业务的处理。更特别地，本发明针对调度定时分组以增强电信网络中的时间分布。

背景技术

近年来，对于包括伪线仿真(PWE)、IP语音(VoIP)、视频会议的计算机网络中的实时应用和服务以及诸如H.261、H.323和IPTV的广播、多播、选播的流式服务的传输的要求迅速增加。这些实时服务一般需要高度精确的定时，以确保高的服务质量。在基于诸如全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、WiMAX和长期演进(LTE)的技术的无线网络中的基站上也需要高度精确的定时。

为了确保高服务质量并有利于网络管理，希望消除诸如开关、路由器和基站的计算机网络设备之间的时钟不匹配。可通过提供诸如全球定位系统(GPS)基准的各节点上的高度精确定时基准或诸如Stratum 2铷振荡器的低质量振荡器完成这一点，这里，在Telcordia GR-1244-CORE中给定用于Stratum 2时钟质量的规范。但是，同时，希望降低源自这些定时基准的每个节点部署导致的实际的成本。

为了降低每个节点的成本，希望在各客户机节点上使用诸如恒温晶体振荡器(OCXO)或温度控制振荡器(TCXO)的更便宜的振荡器。但是，OCXO和TCXO可能不能满足Stratum 2时钟质量要求或者对于在ITU-T G.823SEC、3GPP和IEEE 802.16e中限定的无线网络的相应的时钟质量要求。为了解决该问题，一个或多个时钟服务器可通过数据网络向各客户机节点提供定时。各时钟服务器可获得从诸如全球定位系统(GPS)或与锁定于GPS上的基本基准源的Stratum1基准导出的定时。各客户机可从该基准时钟源恢复的频率和绝对相位信息。

限制分组网络中的定时分布的精度的重要因素中的一种是在时钟服务器和客户机节点之间发送的定时分组经历的称为随时间的抖动或分组延迟变化(PDV)的网络延迟中的变化。抖动一般被视为包含分组延迟中的短期变化。经常应用于定时分组的服务质量(QoS)政策是加速转送(EF)。在EF业务和任何其它低优先级业务中，EF业务被列队并首先被传送。即使这样，定时分组也仍可经历源自定时分组与其它的定时分组或低优先级分组的多路传输产生的抖动。许多基于分组的系统使用存储并转送媒体访问技术。这些系统一般接收整个分组并且将分组列队到出口媒体访问端口。可在出口端口上传送分组之前，已处于被传送的过程中的任何先前的分组应被完全传送。在出口前列队的该过程可对于来自任何特定的客户机设备的任何特定的分组导致大的抖动。

当多个客户机基于恢复的绝对相位信息以规则的间隙传送定时分组时，这些定时分组中的许多趋于在大致相同的时间到达网络边缘，特别是在多个客户机相对接近的网络中。这些定时分组趋于在许多分组的突发中蓄积，这些分组然后可被转送到服务器(或一组服务器)。图1示出根据现有技术的定时分组从多个客户机到达服务器的例子。从八个客户机中的每一个到达服务器的定时分组100被标记为来自第一客户机的“a”、来自第二客户机的“b”，等等直到来自第八客户机的“h”。一个定时分组100在各时间间隙T上从各客户机被传送，使得，来自各客户机的一个定时分组100作为在各时间间隙T上到达服务器的定时分组的突发101的一部分到达。突发101从到达时间tarr、tarr+T和tarr+2T等中的每一个上开始到达服务器。如图1所示，在任何给定的时间间隙T上，由给定的客户机传送的定时分组100可在突发中首先、最后或在任何其它地方到达。各突发中的定时分组100的次序依赖于诸如各客户机上的相位估计的精度、各客户机上的恢复频率和由定时分组穿过的网络内的列队效果的许多因素。

各客户机上的恢复的频率和相位一般包含抖动和漂移。漂移一般被视为包含诸如十分之一秒或更大的量级的分组延迟中的长期变化。作为图1所示的定时分组的排序的突发和变化的结果，由定时分组经历的增加的抖动的结果，恢复的频率和相位中的该抖动和漂移可增加。另外，恢复的频率和相位中的增加的漂移可导致定时分组的排序的缓慢改变的变化，这可导致恢复的频率和相位的漂移的进一步增加。漂移的大小可以为毫秒的量级，这远超诸如CDMA、TD-SCDMA和LTE-FDD的无线协议的约3微秒的绝对相位精度要求。需要该基站到基站相位精度要求，以保持呼叫质量、减少干扰并避免呼叫掉线。