CN118140439A - 循环排队和转发（cqf）的输入同步 - Google Patents

循环排队和转发（cqf）的输入同步 Download PDF

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Abstract

根据实施例，第一设备在第一发送循环中发送定时标记帧(timing marker frame，TMF)。所述第一设备确定所述TMF的发送时间。所述第一设备确定所述TMF的所述发送时间与第二发送循环的开始时间之间的时间差。所述第一设备向第二设备发送指示所述时间差的相位偏移消息(phase offset message，POM)。所述第一设备在所述第一发送循环之后的发送循环中发送帧。

Description

循环排队和转发(CQF)的输入同步
优先权要求和交叉引用
本专利申请要求于2021年9月8日递交的发明名称为“循环排队和转发的输入同步(Input Synchronization for Cyclic Queueing and Forwarding)”的第63/241,937号美国临时申请的优先权，该申请的内容以引入的方式并入本文，如全文再现一般。
技术领域
本发明大体上涉及网络通信，并且在特定实施例中，涉及用于循环排队和转发(cyclic queueing and forwarding，CQF)的输入同步的方法和装置。
背景技术
如IEEE Std 802.1Q-2018附录T中定义的循环排队和转发(cyclic queueing andforwarding，CQF)是一种用于时间关键型数据包的调度技术。CQF使用双缓冲来使桥接网络中的网桥以循环方式同步传输(帧入队/出队操作)，其中，有界时延仅取决于跳数和循环时间，完全独立于网络拓扑。
发明内容
为了将接收到的数据包分配到正确的队列或bin，接收网络节点可能需要建立接收循环开始时间，使得在从该接收循环开始时间或该时间加或减循环时间的整数倍开始的接收循环期间接收到的数据包是全部由发送网络节点在相同的发送循环期间发送的数据包。
根据实施例，第一设备在第一发送循环中向第二设备发送定时标记帧(timingmarker frame，TMF)。所述第一设备确定所述TMF的发送时间。所述第一设备确定所述TMF的所述发送时间与第二发送循环的开始时间之间的时间差。所述第一设备向所述第二设备发送指示所述时间差的相位偏移消息(phase offset message，POM)。所述第一设备在所述第一发送循环之后的发送循环中向所述第二设备发送帧。
在一些实施例中，所述TMF可以指示唯一地标识所述TMF的TMF标识符(TMFidentifier，TMFID)。所述POM可以指示所述TMFID。
在一些实施例中，所述TMF的所述发送时间可以是从所述第一设备的硬件发送所述TMF的第一比特的本地时间。
在一些实施例中，所述时间差可以是所述TMF的所述发送时间减去所述第二发送循环的所述开始时间。
在一些实施例中，所述第二发送循环可以与所述第一发送循环相同，或者所述第二发送循环可以在所述第一发送循环之后，或者所述第二发送循环可以在所述第一发送循环之前。
在一些实施例中，所述第一设备上的发送循环长度和所述第二设备上的接收循环长度可以相同。
在一些实施例中，所述第一设备在所述第一发送循环之后的发送循环中发送的所有所述帧可以被所述第二设备在相同的接收循环中接收，所述第一设备与所述第二设备之间没有时间同步。
在一些实施例中，所述TMF不是所述第一设备发送的在所述第一发送循环中时间上的第一帧。
在一些实施例中，所述第一设备可以在N个发送循环中发送M个TMF，其中，M小于N。
根据实施例，第二设备在第一接收循环中接收定时标记帧(timing markerframe，TMF)。所述第二设备从所述第一设备接收指示时间差的相位偏移消息(phaseoffset message，POM)。所述第二设备确定所述TMF的接收时间。所述第二设备基于所述TMF的所述接收时间和所述POM中指示的所述时间差确定第二接收循环的开始时间。所述第二设备基于所述第二接收循环的所述开始时间，在所述第一接收循环之后的接收循环中从所述第一设备接收帧。
在一些实施例中，所述TMF可以指示唯一地标识所述TMF的TMF标识符(TMFidentifier，TMFID)。所述POM可以指示所述TMFID。
在一些实施例中，所述TMF的所述接收时间可以是所述第二设备的硬件接收所述TMF的第一比特的本地时间。
在一些实施例中，所述时间差可以是所述TMF的所述接收时间减去所述第二接收循环的所述开始时间。
在一些实施例中，所述第二接收循环可以与所述第一接收循环相同，或者所述第二接收循环可以在所述第一接收循环之后，或者所述第二接收循环可以在所述第一接收循环之前。
在一些实施例中，所述第一设备在发送所述TMF之后的发送循环中发送的所有所述帧可以被所述第二设备在相同的接收循环中接收，所述第一设备与所述第二设备之间没有时间同步。
在一些实施例中，所述TMF不是所述第二设备接收的在所述第一接收循环中时间上的第一帧。
在一些实施例中，第二设备可以在N个接收循环中接收M个TMF，其中，M小于N。
这样，本发明的实施例技术提供了相对于当前方案提高网络通信的灵活性、性能和效率的技术方案。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下面结合附图进行的描述，在附图中，
图1示出了示例性无线通信网络的示图；
图2A示出了链路延迟引起的对准问题的技术问题；
图2B示出了一些实施例提供的解决由链路延迟引起的对准问题的技术问题的目标；
图3示出了一些实施例提供的使用协议对准bin相位以确定bin时序中的有效相位差的技术方案的示图；
图4示出了应用本发明的实施例技术的效果；
图5A示出了一些实施例提供的用于CQF输入同步的方法500的流程图；
图5B示出了一些实施例提供的用于CQF输入同步的方法550的流程图；
图6是另一个示例性通信系统的示图；
图7A是示例性终端设备(end device，ED)的示图；
图7B是示例性基站的示图；
图8是示例性计算系统的框图。
具体实施方式
下文详细论述所公开实施例的结构和使用。但是，应理解，本发明提供了可以在各种具体上下文中体现的许多适用概念。所论述的具体实施例仅仅对实施例的具体结构和使用进行了说明，并不限制本发明的范围。
如IEEE Std 802.1Q附录T中定义，桥接网络中的所有网桥(如IEEE Std 802.1Q定义)都可以用于为向特定类别的数据流(“CQF流”)提供特殊服务。属于CQF流的数据包使用在网络中每个网桥的每个输出端口分配的一对缓冲区。这些缓冲区成对使用。在任何给定时刻，其中一个缓冲区处于填充状态，这表示属于将在其端口上输出的CQF流的数据包将存放在该缓冲区中。在同一时刻，另一个缓冲区处于清空状态，这表示与其它非CQF流数据包相比，来自该缓冲区的数据包将在端口上发送，并以高优先级输出。可以承载CQF流的每个网桥上的每个输出端口都有类似的一对缓冲区。这两个缓冲区的作用按配置定义的定期时间间隔互换(例如，可以发生缓冲区交换)。这种时间间隔可以称为“循环时间”。
如IEEE Std 802.1Q附录T中定义，网络中的所有网桥在循环时间中使用相同的值。此外，网桥使用一些方式(例如IEEE Std 802.1AS)来同步其时钟，以便网络中所有网桥上的所有端口在小于循环时间的一些指定容差内同时执行其缓冲区交换。在CQF的典型实现方式中，每个网桥都有一个时钟功能，该时钟功能使用一些方式使该时钟功能与其它网桥的时钟功能同步，并且该时钟功能驱动缓冲区交换机制。
任何给定的数据包都需要耗费有限量的时间从缓冲区向连接网桥的介质进行发送(发送延迟)、一些时间遍历介质长度(链路延迟)、一些时间在接收端进行接收(接收延迟)和一些时间转发到选定的输出缓冲区。因此，发送网桥必须在循环时间结束前停止发送一段时间，以便为最后发送的数据包在循环时间结束前到达下一跳的输出缓冲区留出时间。循环结束时的这种不可用时间可以被称为“死区时间”。
给定“死区时间”场景，CQF流中的每个数据包在每个循环时间中都会产生网桥到网桥的一跳。在循环时间开始时，以前填充的缓冲区成为清空缓冲区。从现在清空的缓冲区发送的每个数据包从该网桥中的输出缓冲区中穿过连接介质，进入一个相邻的接收网桥，然后到达该接收网桥上的输出端口的填充缓冲区。所有CQF流数据包在循环结束前到达适当的填充缓冲区。在当前循环时间到期时，填充缓冲区从下一个循环时间开始成为清空缓冲区，并重复该过程。网络可以采用协议和/或配置方法，以确保通过任何输出端口的CQF流数据总量不超过在减去所需的死区时间的一个循环时间期间可以物理发送的量。如果两个网桥之间的链路足够长，循环时间足够短，则链路延迟可能会导致死区时间超过循环时间，在这种情况下，可能不使用CQF。
或者，运行CQF的网络中的网络节点可以将时间关键型数据包放入分成bin的队列中，这些队列能够按定期间隔(例如，循环时间)输出。队列中的一个bin可以在任何时候用于输出，其它bin能够接收数据。多个队列可以在同一输出端口上处于活动状态，并且它们可以使用相同或不同的循环时间。
在任何一种情况下(多个队列，或具有多个bin的单个队列)，如果发送节点(例如，节点n)中的数据包在单循环时间期间从单个输出端口发送，并且它们将从下一个网络节点(例如，节点n+1)中的同一输出端口发送，则数据包必须在相同的循环时间中从下一个网络节点(例如，节点n+1)发送。在不同的循环时间中从发送节点(例如，节点n)发送的数据包不得在相同的循环时间中在下一个网络节点(例如，节点n+1)中发送。CQF发送的当前方案在所有网络设备之间使用时间同步(例如，网桥)，以确保“同一bin”的需求。需要一种新的技术方案来提高网络通信的灵活性、性能和效率。
图1是示例性通信系统100的示图。通信系统100包括接入节点110，具有覆盖区域101，为UE 120等用户设备(user equipment，UE)服务。接入节点110连接到回传网络115，回传网络115提供到服务和互联网的连接。在第一操作模式下，与UE的通信经过接入节点110。在第二操作模式下，与UE的通信不经过接入节点110，但是，接入节点110通常在满足具体条件时分配UE用于通信的资源。在第二操作模式下，UE对之间的通信发生在包括单向通信链路的侧行链路125上。在第二操作模式下，通信可以称为侧行通信。UE与接入节点对之间的通信也通过单向通信链路进行，其中，从UE 120到接入节点110的通信链路称为上行链路130，从接入节点110到UE 120的通信链路称为下行链路135。
接入节点也可以通常称为NodeB、演进NodeB(evolved NodeB，eNB)、下一代(nextgeneration，NG)NodeB(next generation NodeB，gNB)、主eNB(master eNB，MeNB)、辅助eNB(secondary eNB，SeNB)、主gNB(master gNB，MgNB)、辅助gNB(secondary gNB，SgNB)、网络控制器、控制节点、基站、接入点、发送点(transmission point，TP)、收发点(transmission-reception point，TRP)、小区、载波、宏小区、毫微微小区、微微小区等。UE也可以通常被称为移动台、移动设备、终端、用户、订户、站等。接入节点可以根据一个或多个无线通信协议提供无线接入，例如，第三代合作伙伴计划(third generationpartnership project，3GPP)长期演进(long term evolution，LTE)、高级LTE(LTEadvanced，LTE-A)、5G、5G LTE、5G NR、第六代通信技术(sixth generation，6G)、高速分组接入(high speed packet access，HSPA)、IEEE 802.11系列标准，如802.11a/b/g/n/ac/ad/ax/ay/be等。虽然可以理解，通信系统可以采用能够与多个UE通信的多个接入节点，但为了简单起见，仅示出了1个接入节点和2个UE。
运行CQF的网络中的网络节点(例如，CQF网络)将时间关键型数据包放入分成bin的队列中，这些队列能够按定期间隔(例如，循环时间)输出。每个bin对应于不同的循环时间。CQF网络中给定QoS类别的所有队列都以相同的频率(例如，相同的循环持续时间)运行，以便数据包可以基于到达时间分配到输出bin，并且不会溢出bin。
CQF网络中的每个设备都在循环时间窗口(例如，循环时间)中发送帧。如果两个帧被分配到一个发送端口的相同的窗口(例如，循环时间)，并且两个帧都要在下一跳从同一端口发送，则这两个帧必须在该下一跳在相同的窗口(例如，循环时间)中发送。这表示，这两个帧不能分成不同的窗口(例如，循环时间)。因此，发送节点(例如节点n)中对应于相同的循环时间的同一bin中的数据包需要放置在接收节点(例如，节点n+1)中的同一bin中。
CQF使用到达时间而不是帧内容将帧放入bin中。长链路会引入长的、不对称的延迟，这使得从一跳到另一跳的bin相位很难对准。图2A示出了链路延迟引起的对准问题的技术问题。在图2A中，设备A202(例如，发送器网桥)在循环时间204、206和208中发送数据包。图2A中示出的每个循环时间中都有两个数据包，仅出于说明目的。设备A 202在每个循环时间中可以发送多于或少于两个数据包。为了满足CQF发送的要求，在循环时间204中发送的数据包需要在设备B 222(例如，接收器网桥)处在相同的循环时间中接收，在循环时间206中发送的数据包需要在设备B 222处在另一个相同的循环时间中接收，并且在循环时间208中发送的数据包需要在设备B 222处在又一个相同的循环时间中接收。此外，在一个循环时间中在设备B 222处，设备B 222不能接收在两个不同的循环时间中在设备A202处发送的两个数据包。但是，由于链路延迟，在循环时间204中发送的数据包在设备B222处在循环时间224和226中接收，在循环时间206中发送的数据包在设备B 222处在循环时间226和228中接收，在循环时间208中发送的数据包在设备B 222处在循环时间228和230中接收。这种循环时间的未对准是不期望的。
当前的CQF发送方案在所有网络设备之间使用时间同步来解决上述未对准问题。因此，在当前方案中，假设驱动CQF网络中每个设备中CQF发送窗口旋转(例如，循环时间)的时钟是同步的，从某种意义上，两个不同的设备中的窗口边界之间的相位偏移是恒定的，在远小于窗口大小的公差范围内。网络设备之间的时间同步可以通过本领域已知的几种方式实现，例如使用精确时间协议(precision time protocol，PTP)或使用同步以太网(synchronous Ethernet，SynchE)。但是，要求在所有网络设备之间进行时间同步是不灵活的，并会影响网络传输的性能和效率。
从接收器的角度来看，如果在发送器的一个循环时间内从同一缓冲区发送两个CQF流数据包，并且如果这两个CQF流数据包在下一跳(例如接收器)从同一端口输出，则这两个CQF流数据包在下一跳上在一个循环时间期间从同一缓冲区输出。在当前系统中，鉴于数据包没有标记“窗口ID”(例如，循环时间ID)，接收器在其自己的时钟中只有到达时间，用于确定将传入数据包放置到哪个缓冲区。也就是说，接收器必须运行一个定时器，该定时器正好在CQF网络的循环时间运行。接收器将在一个循环时间期间接收到的所有数据包分配到同一输出缓冲区(如果两个CQF流数据包到达同一输出端口)。如果所有网桥时间同步缓冲区交换事件，则没有技术问题，因为所有接收到的数据包都会进入“填充”缓冲区。但是，当CQF网络中的网桥并不都是时间同步的(例如，由于长链路)时，当前系统可能会出现上述未对准问题。
在长链路的情况下，网桥可以在输出端口上充分利用两个以上的CQF缓冲区。也就是说，除了一个清空缓冲区之外，还可以有多于一个填充和/或保持缓冲区。当接收到CQF流数据包时，必须将其分配到端口上的一个或另一个填充缓冲区。
尽管要求所有网桥都使用完全相同的循环时间运行，但并非所有桥都必须同步缓冲区交换事件。也就是说，虽然不同的网桥中的缓冲区交换事件之间的时间差，甚至同一网桥中的不同端口之间的时间差不一定为零，但网络中任何两个端口之间的时间差需要在一定的有限公差范围内长期保持恒定。
图2B示出了一些实施例提供的解决由链路延迟引起的对准问题的技术问题的目标。在一些实施例中，可以假设设备B 222的接收器端口B2可以测量接收器端口B2与设备B222的发送端口B3和B4之间的相位差(根据CQF的性质，这些端口在相同的窗口(例如，循环时间)运行)。解决上述技术问题的目的是使设备B 222的接收器端口B2确定设备A202的发送器端口A1与设备B 222的接收器端口B2之间的相位偏移，并消除这种相位偏移。由于链路232穿过介质速度的有限，通常接近光速，从设备A 202的发送器端口A1到设备B 222的接收器端口B2的点到点链路232存在链路延迟。在长链路(例如，数百公里)中，链路延迟可以长于旋转循环时间(例如，设备A 202处的发送循环时间或设备B 222处的接收循环时间)。在一些实施例中，可以假设链路延迟是恒定的，并且实际上，链路延迟在非常严格的公差范围内。
本发明通过使接收器的循环时间与发送器的循环时间同步，从而使在发送器的相同的发送循环时间期间发送的CQF流数据包可以在接收器的接收循环时间期间被接收，从发送器的不同的发送循环时间发送的CQF流数据包可以在接收器的不同的循环时间中被接收，提供了技术问题的技术方案。换句话说，鉴于发送器和接收器长期以相同的频率操作，实施例提供了接收器调整其接收循环时间的相位以匹配发送器的发送循环时间的相位的技术，偏移量为等于链路延迟的时间，对循环时间进行取模。
图3示出了一些实施例提供的使用协议对准bin相位以确定bin时序中的有效相位差的技术方案的示图。在图3中，设备A 202(例如，发送器网桥)在循环时间314中发送定时标记帧(timing marker frame，TMF)304。TMF 304携带TMF标识符(TMF identifier，TMFID)，该TMF标识符随着每次发送而变化。换句话说，TMF中携带的TMFID唯一地标识该TMF。在发送TMF 304之后，设备A 202恢复发送时间戳306，该时间戳306是从设备A 202的硬件发送帧的第一比特的时间。IEEE Std 802.3条项90规定了一种用于完成恢复发送时间戳306的方法。IEEE Std 802.3条项90提供了“802.3发送时间戳”，针对端口的本地发送时钟，该时间戳可以在数据包发送后被检索。此时间戳报告数据包的第一比特在介质上发送的时间。
然后，设备A 202发送CQF相位偏移消息(phase offset message，POM)308。CQFPOM 308可以携带：(a)TMF 304的TMFID，(b)设备A 202的本地时间中，最近(或即将到来的)发送循环时间316的开始时间312与设备A 202确定的TMF发送时间戳306之间的时间差310([时间差310]＝[附近的循环开始时间312]–[发送时间戳306])。图3示出了最近(或即将到来的)发送循环时间(附近的发送循环时间)316，其从开始时间312(例如，缓冲区交换时间)开始，作为发送TMF 304的循环时间314之后的下一个相邻循环时间。这是为了说明目的。附近的发送循环时间316可以是与发送TMF的循环时间314相同的循环时间。附近的发送循环时间316也可以是发送TMF的循环时间314之前或之后的任何循环时间。因此，时间差310可以是有符号数。
在接收端，设备B 222(例如，接收器网桥)在循环时间334中接收TMF 304。设备B222基于IEEE Std 802.3条项90记录TMF的第一比特的到达时间(例如，接收时间戳326)，该IEEE Std 802.3条项90提供了“802.1发送时间戳”，针对端口的本地发送时钟，该时间戳与每个接收到的数据包一起报告。接收时间戳326报告设备B 222在介质上接收数据包的第一比特的时间。设备B 222还可以记录TMF 304的TMFID。
然后，设备B 222接收CQF POM 308，该CQF POM 308携带与最近记录的TMF 304匹配的TMFID。TMF 304的接收时间(例如，接收时间戳326)加上CQF POM 308中携带的(有符号)时间差310是设备B 222的本地状态时间332，其中，本地状态时间332是接收循环时间336的开始。接收循环时间336对应于由发送器(例如，设备A302)选择的用于在CQF POM中报告的附近的发送循环时间316。新的接收循环开始时间332在设备B 322的本地时间为接收器的输入门建立循环开始时间(例如，缓冲区交换时间)。
图4示出了应用本发明的实施例技术(例如图3中所示的技术)的效果。在设备A202与设备B 222之间没有时间同步的情况下，例如关于图2A描述的未对准问题可能在循环250期间发生。使用传输和处理TMF和CQF POM(图4中未示出)的技术，例如关于图3描述的技术，确定接收循环时间336的适当开始时间332。因此，设备A202在附近的发送循环时间316(从时间312开始)中发送的数据包都在接收循环时间336中被设备B 222接收。类似地，设备A202在发送循环时间318中发送的数据包都在接收循环时间338中被设备B 222接收，设备A202在发送循环时间320中发送的数据包都在接收循环时间340中被设备B 222接收，依此类推。
图5A示出了一些实施例提供的用于CQF输入同步的方法500的流程图。方法500可以由第一设备(例如，发送器设备A202)实行或执行。方法500可以由第一设备的一个或多个处理单元执行的软件的例程、子例程或模块实行或执行。方法500还可以通过第一设备的硬件、软件或硬件和软件的组合来实行或执行。对用于实行或执行方法500的软件的编码在本发明领域普通技术人员的能力范围内。方法500可以包括比所示和描述的操作更多或更少的操作，并且可以以不同的顺序实行或执行。由一个或多个处理单元执行的软件的计算机可读代码或指令可以存储在非瞬时性计算机可读介质上，例如，第一设备的存储器上。
方法500从操作502开始，其中，第一设备在第一发送循环中向第二设备发送定时标记帧(timing marker frame，TMF)。在操作504，第一设备确定TMF的发送时间。在操作506中，第一设备确定TMF的发送时间与第二发送循环的开始时间之间的时间差。在操作508，第一设备向第二设备发送指示时间差的相位偏移消息(phase offset message，POM)。在操作510，第一设备在第一发送循环之后的发送循环中向第二设备发送帧。
在一些实施例中，TMF可以指示唯一地标识TMF的TMF标识符(TMF identifier，TMFID)。POM可以指示TMFID。
在一些实施例中，TMF的发送时间可以是从第一设备的硬件发送TMF的第一比特的本地时间。
在一些实施例中，时间差可以是TMF的发送时间减去第二发送循环的开始时间。
在一些实施例中，第二发送循环可以与第一发送循环相同，或者第二发送循环可以在第一发送循环之前或之后，或者第二发送循环可以在第一发送循环之前。
在一些实施例中，第一设备上的发送循环长度和第二设备上的接收循环长度可以相同。
在一些实施例中，第一设备在第一发送循环之后的发送循环中发送的所有帧可以被第二设备在相同的接收循环中接收，第一设备与第二设备之间没有时间同步。
在一些实施例中，TMF不是第一设备发送的在第一发送循环中时间上的第一帧。
在一些实施例中，第一设备可以在N个发送循环中发送M个TMF，其中，M小于N。
图5B示出了一些实施例提供的用于CQF输入同步的方法550的流程图。方法550可以由第二设备(例如，接收器设备B 222)实行或执行。方法550可以由第二设备的一个或多个处理单元执行的例程、子例程或软件模块实行或执行。方法550还可以通过第二设备的硬件、软件或硬件和软件的组合来实行或执行。对用于实行或执行方法550的软件的编码在本发明领域普通技术人员的能力范围内。方法550可以包括比所示和描述的操作更多或更少的操作，并且可以以不同的顺序实行或执行。由一个或多个处理单元执行的软件的计算机可读代码或指令可以存储在非瞬时性计算机可读介质上，例如，第二设备的存储器上。
方法550从操作552开始，其中，第二设备在第一接收循环中接收定时标记帧(timing marker frame，TMF)。在操作554，第二设备从第一设备接收指示时间差的相位偏移消息(phase offset message，POM)。在操作556，第二设备确定TMF的接收时间。在操作558，第二设备基于TMF的接收时间和POM中指示的时间差确定第二接收循环的开始时间。在操作560，第二设备基于第二接收循环的开始时间，在第一接收循环之后的接收循环中从第一设备接收帧。
在一些实施例中，TMF可以指示唯一地标识TMF的TMF标识符(TMF identifier，TMFID)。POM可以指示TMFID。
在一些实施例中，TMF的接收时间可以是第二设备的硬件接收TMF的第一比特的本地时间。
在一些实施例中，时间差可以是TMF的接收时间减去第二接收循环的开始时间。
在一些实施例中，第二接收循环可以与第一接收循环相同，或者第二接收循环可以在第一接收循环之后，或者第二接收循环可以在第一接收循环之前。
在一些实施例中，第一设备在发送TMF之后的发送循环中发送的所有帧可以被第二设备在相同的接收循环中接收，第一设备与第二设备之间没有时间同步。
在一些实施例中，TMF不是第二设备接收的在第一接收循环中时间上的第一帧。
在一些实施例中，第二设备可以在N个接收循环中接收M个TMF，其中，M小于N。
根据实施例，给定窗口的恒定、循环性质(例如，循环时间)，接收器可以将接收到的帧分配到正确的窗口。在多CQF中，在一个端口上使用许多嵌套窗口循环时间，为相位偏移消息(phase offset message，POM)选择的时间可以是端口上最大循环的开始。没有必要确定定时标记帧(timing marker frame，TMF)的实际飞行时间，并且这种实际飞行时间可以与本发明的实施例无关。理想的情况是将发送器窗口(例如，发送循环时间)与接收器窗口(例如，接收循环时间)之间的相位差归零。
在一些实施例中，接收器从第一TMF和POM对中获知相位。如果发送器发送另外的周期性TMF和POM，则接收器可以跟踪其相位确定的准确性，从而使接收器能够采取适当的动作。如果相位漂移过大，则适当的动作可以是发出警报或将多CQF流量降级为尽力而为优先级。如果相位漂移缓慢(例如，由于长光纤中的昼夜温度变化)，则适当的动作也可以是调整相位。
在一些实施例中，TMF可以属于新协议(新的EtherType)，或是现有的合适帧，例如由精确时间协议(precision time protocol，PTP)(IEEE Std 1588、IEEE Std 802.1AS或其它)使用的帧，或由连接故障管理(connectivity fault management，CFM)(IEEE Std802.1Q条项18-22)使用的帧。
在一些实施例中，POM可以是新的协议(新的EtherType)，或者POM的信息可以作为PTP或CFM等现有定时协议中的附加信息元素添加。
在一些实施例中，网络节点可以使用多于一个CQF队列，每个CQF队列以不同的循环时间运行，每个CQF队列以不同的优先级级别运行，并且每个队列的循环时间是下一个更快队列的循环时间的整数倍。因此，一个实施例可以使用单个TMF/POM对来对准输出端口上使用的最慢循环时间，并且这个实施例也可以用于对准更快的循环。
在一些实施例中，以太网帧(可能较小)可以在POM中携带其它有用的CQF参数，包括以下中的一个或多个：每个CQF级别的优先级值、从每个优先级值到下一个优先级值的积分循环时间乘数、最慢循环的循环时间(有理数纳秒)(如IEEE Std 802.1Q-2018条项8.6.9.4.3中使用，用于调度传输)、或通过配置或实现细节允许发送器在每个优先级级别分配到一个窗口的最大比特数。
在一些实施例中，如果网桥已经同步了它们的时钟(使用例如IEEE Std 1588或IEEE Std 802.1AC)，则网桥中的发送器可以发送消息，该消息向另一个网桥中的接收器指示最近的缓冲区交换(例如，循环时间的开始)事件的绝对时间。提到的时钟同步方法(例如，IEEE Std 1588或IEEE Std 802.1AC)也可以测量每个链路的双向链路延迟。接收器可以将由同步协议计算的测量链路延迟添加到发送器提供的时间中，以计算循环时间开始的绝对时间。
理论上，通过将PTP作为时间同步协议运行并发送指示发送器窗口相对于PTP时间的相位的消息，可以获得类似的结果。但是，PTP时间以及由此得出的接收窗口定时会受到非对称链路延迟(两个方向上的延迟不相同的链路)引起的错误的影响，这是长链路的问题。相反，本发明的实施例技术不要求链路延迟是对称的。这表示长链路中不可避免的不对称性不会降低接收器将帧正确地分配到正确的窗口(例如，接收循环时间)的能力，因为实施例技术不关心链路延迟的实际值。相反，实施例技术关心发送器与接收器窗口之间的相位差(例如，发送器处的发送循环时间与接收器处的接收循环时间之间的相位差)。因此，本实施例技术不需要PTP等同步协议。实施例技术配合SynchE工作，无论节点是否使用后续步骤进行时间同步。因此，本发明的实施例技术提高了网络通信的灵活性、性能和效率。
图6是示例性通信系统600的示图。通常，系统600使多个无线或有线用户能够发送和接收数据和其它内容。系统600可以实现一种或多种信道接入方法，如码分多址(codedivision multiple access，CDMA)、时分多址(time division multiple access，TDMA)、频分多址(frequency division multiple access，FDMA)、正交FDMA(orthogonal FDMA，OFDMA)、单载波FDMA(single-carrier FDMA，SC-FDMA)或非正交多址(non-orthogonalmultiple access，NOMA)。
在该示例中，通信系统600包括电子设备(electronic device，ED)610a至610c、无线接入网(radio access network，RAN)620a和620b、核心网630、公共交换电话网络(public switched telephone network，PSTN)640、互联网650和其它网络660。虽然图6示出了一定数量的这些组件或元件，但是系统600中可以包括任何数量的这些组件或元件。
ED 610a至610c用于在系统600中操作或通信。例如，ED 610a至610c用于通过无线或有线通信信道进行发送或接收。每个ED 610a至610c表示任何合适的终端用户设备，并且可以包括如下设备(或者可以称为)：用户设备(user equipment，UE)、无线发送或接收单元(wireless transmit or receive unit，WTRU)、移动站、固定或移动用户单元、蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、智能手机、笔记本电脑、计算机、触摸板、无线传感器或消费电子设备。
这里的RAN 620a至620b分别包括基站670a至670b。每个基站670a和670b用于与ED610a至610c中的一个或多个无线连接，以便能够接入核心网630、PSTN 640、互联网650或其它网络660。例如，基站670a和670b可以包括(或是)若干众所周知的设备中的一个或多个设备，例如基站收发站(base transceiver station，BTS)、Node-B(NodeB)、演进型NodeB(evolved NodeB，eNodeB)、下一代(next generation，NG)NodeB(next generation NodeB，gNB)、家庭NodeB、家庭eNodeB、站点控制器、接入点(access point，AP)或无线路由器。ED610a至610c用于与互联网650连接和通信，并可以接入核心网630、PSTN 640或其它网络660。
在图6所示的实施例中，基站670a形成RAN 620a的一部分，该RAN 620a可以包括其它基站、元件或设备。此外，基站670b形成RAN 620b的一部分，该RAN 620b可以包括其它基站、元件或设备。每个基站670a和670b用于在特定地理区域(有时称为“小区”)内发送或接收无线信号。在一些实施例中，可以使用多入多出(multiple-input multiple-output，MIMO)技术，每个小区具有多个收发器。
基站670a和670b使用无线通信链路通过一个或多个空口690与ED 610a至610c中的一个或多个通信。空口690可以采用任何合适的无线接入技术。
可以设想，系统600可以使用多信道接入功能，包括如上所述的方案。在特定实施例中，基站和ED实现5G新空口(new radio，NR)、LTE、LTE-A或LTE-B。当然，也可以使用其它多址方案和无线协议。
RAN 620a和620b与核心网630进行通信，以向ED 610a至610c提供语音、数据、应用、基于IP的语音传输(voice over internet protocol，VoIP)或其它业务。可以理解的是，RAN 620a和620b或核心网630可以与一个或多个其它RAN(未示出)直接或间接通信。核心网630还可以用作其它网络(例如，PSTN 640、互联网650和其它网络660)的网关接入。另外，ED 610a至610c中的部分或全部ED能够使用不同的无线技术或协议通过不同的无线链路与不同的无线网络进行通信。代替无线通信(或除无线通信之外)，ED还可以通过有线通信信道与服务提供商或交换机(未示出)通信以及与互联网650通信。
虽然图6示出了通信系统的一个示例，但是可以对图6进行各种更改。例如，在任何合适配置中，通信系统600可以包括任何数量的ED、基站、网络或其它组件。
图7A和图7B示出了可以实现本发明提供的方法和指导的示例性设备。具体地，图7A示出了示例性终端设备(end device，ED)710，图7B示出了示例性基站770。这些组件可以用于系统600或任何其它合适的系统中。
如图7A所示，ED 710包括至少一个处理单元700。处理单元700实现ED 710的各种处理操作。例如，处理单元700可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理或使ED 710能够在系统600中操作的任何其它功能。处理单元700还支持上文详细描述的方法和指导。每个处理单元700包括用于执行一个或多个操作的任何合适的处理或计算设备。每个处理单元700可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路，等等。
ED 710还包括至少一个收发器702。收发器702用于对数据或其它内容进行调制，以便通过至少一个天线或网络接口控制器(network interface controller，NIC)704传输。收发器702还用于将至少一个天线704所接收的数据或其它内容解调制。每个收发器702包括用于生成进行无线或有线传输的信号或用于处理通过无线或有线方式接收的信号的任何合适的结构。每个天线704包括用于发送或接收无线或有线信号790的任何合适的结构。一个或多个收发器702可以用于ED 710，并且一个或多个天线704可以用于ED 710。尽管收发器702示出为单个功能单元，但还可以使用至少一个发送器和至少一个单独的接收器来实现。
ED 710还包括一个或多个输入/输出设备706或接口(例如与互联网650的有线接口)。输入/输出设备706有助于与网络中的用户或其它设备进行交互(网络通信)。每个输入/输出设备706包括用于向用户提供信息或从用户接收信息的任何合适的结构，例如扬声器、麦克风、小键盘、键盘、显示器或触摸屏，包括网络接口通信。
此外，ED 710包括至少一个存储器708。存储器708存储由ED 710使用、生成或收集的指令和数据。例如，存储器708可以存储由一个或多个处理单元700执行的软件或固件指令，和用于实现实施例方法的数据。每个存储器708包括任何合适的一个或多个易失性或非易失性存储和检索设备。可以使用任何合适类型的存储器，例如，随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)、只读存储器(read only memory，ROM)、硬盘、光盘、用户识别模块(subscriber identity module，SIM)卡、记忆棒、安全数码(secure digital，SD)存储卡等。
如图7B所示，基站770包括至少一个处理单元750、至少一个收发器752(包括发送器和接收器的功能)、一个或多个天线756、至少一个存储器758和一个或多个输入/输出设备或接口766。本领域技术人员理解的调度器耦合到处理单元750。调度器可以包括在基站770内或独立于基站770操作。处理单元750实现基站770的各种处理操作，例如信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理或任何其它功能。处理单元750还可以支持上文详述的方法和指导。每个处理单元750包括用于执行一个或多个操作的任何合适的处理或计算设备。每个处理单元750可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路，等等。
每个收发器752包括用于生成用于无线或有线传输到一个或多个ED或其它设备的信号的任何合适的结构。每个收发器752还包括用于处理从一个或多个ED或其它设备无线或通过有线接收到的信号的任何合适的结构。尽管发送器和接收器示出组合为收发器752，但它们可以是单独的组件。每个天线756包括用于发送或接收无线或有线信号790的任何合适的结构。虽然共用天线756在这里示出为耦合到收发器752，但一个或多个天线756可以耦合到一个或多个收发器752，从而支持单独的天线756耦合到发送器和接收器(发送器和接收器为单独的组件时)。每个存储器758包括任何合适的一个或多个易失性或非易失性存储和检索设备。每个输入/输出设备766有助于与网络中的用户或其它设备进行交互(网络通信)。每个输入/输出设备766包括用于向用户提供信息或从用户接收/提供信息的任何合适的结构，包括网络接口通信。
图8是可以用于实现本文公开的设备和方法的计算系统800的框图。例如，计算系统可以是UE、接入网(access network，AN)、移动性管理(mobility management，MM)、会话管理(session management，SM)、用户面网关(user plane gateway，UPGW)或接入层(access stratum，AS)的任何实体。特定设备可以使用所有示出的组件或仅使用这些组件的子集，且设备之间的集成程度可能不同。此外，设备可以包括组件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发送器、接收器等。计算系统800包括处理单元802。处理单元包括中央处理单元(central processing unit，CPU)814、存储器808，还可以包括与总线820连接的大容量存储设备804、视频适配器810以及I/O接口812。
总线820可以是任何类型的若干总线架构中的一个或多个，包括存储总线或内存控制器、外设总线或视频总线。CPU 814可以包括任何类型的电子数据处理器。存储器808可以包括任何类型的非瞬时性系统存储器，例如静态随机存取存储器(static randomaccess memory，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)或其组合。在一个实施例中，存储器808可以包括在开机时使用的ROM以及在执行程序时使用的存储程序和数据的DRAM。存储器808可以包括处理单元802可执行的指令。
大容量存储设备804可以包括任何类型的非瞬时性存储设备，用于存储数据、程序和其它信息并使这些数据、程序和其它信息可通过总线820访问。大容量存储设备804可以包括例如固态硬盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器或光盘驱动器中的一种或多种。
视频适配器810和I/O接口812提供接口以将外部输入和输出设备耦合到处理单元802。如图所示，输入和输出设备的示例包括耦合到视频适配器810的显示器818和耦合到I/O接口812的鼠标、键盘或打印机816。其它设备可以耦合到处理单元802，并且可以使用更多的或更少的接口卡。例如，通用串行总线(universal serial bus，USB)(未示出)等串行接口可以用于为外部设备提供接口。
处理单元802还包括一个或多个网络接口806，所述网络接口806可以包括到接入节点或不同网络的以太网电缆等有线链路，或无线链路。网络接口806可以使处理单元802通过网络与远程单元通信。例如，网络接口806可以通过一个或多个发送器/发送天线和一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。在一个实施例中，处理单元802与局域网822或广域网耦合，以与其它处理单元、互联网或远程存储设施等远程设备进行数据处理和通信。
在一些实施例中，计算系统800可以包括用于实现本发明的实施例的装置。处理单元802可以执行存储器808中存储的指令，以使装置执行本发明的实施例方法。
上述实施例的全部或部分可以通过软件、硬件、固件或其任意组合来实现。当使用软件实现时，实施例可以全部或部分以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。当计算机程序指令在计算机上加载和执行时，根据本发明的实施例生成全部或部分过程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或其它可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，也可以从计算机可读存储介质发送到另一个计算机可读存储介质。例如，计算机指令可以从网站、计算机、服务器或数据中心以有线(例如，同轴电缆、光纤或数字用户线)方式或无线(例如，红外、微波等)方式发送到另一个网站、计算机、服务器或数据中心。计算机可读非瞬时性介质包括所有类型的计算机可读介质，包括磁性存储介质、光存储介质、闪存介质和固态存储介质。
应当理解，本文中提供的实施例方法中的一个或多个步骤可以由对应的单元或模块执行。例如，信号可以由发送单元或发送模块发送。信号可以由接收单元或接收模块进行接收。信号可以由处理单元或处理模块进行处理。其它步骤可以由确定单元/模块、获取单元/模块、优先级更新单元/模块、指示单元/模块、资源选择单元/模块、资源池划分单元/模块、重评估单元/模块、抢占单元/模块、资源预留单元/模块和/或优先级映射单元/模块执行。相应的单元/模块可以是硬件、软件或其组合。例如，一个或多个单元/模块可以是集成电路，例如现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)。
尽管进行了详细的描述，但应理解，可以在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，对本文做出各种改变、替代和更改。此外，本发明的范围不希望限于本文中所描述的特定实施例，所属领域的一般技术人员将从本发明中容易了解到，过程、机器、制品、物质组成、模块、方法或步骤(包括目前存在的或以后将开发的)可以执行与本文所述的对应实施例大致相同的功能或实现与本文所述的对应实施例大致相同的效果。因此，所附权利要求范围包括这些过程、机器、制品、物质组成、模块、方法或步骤。

Claims (22)

1.一种方法，其特征在于，所述方法包括：
第一设备在第一发送循环中向第二设备发送定时标记帧(timing marker frame，TMF)；
所述第一设备确定所述TMF的发送时间；
所述第一设备确定所述TMF的所述发送时间与第二发送循环的开始时间之间的时间差；
所述第一设备向所述第二设备发送指示所述时间差的相位偏移消息(phase offsetmessage，POM)；
所述第一设备在所述第一发送循环之后的发送循环中向所述第二设备发送帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TMF指示唯一地标识所述TMF的TMF标识符(TMF identifier，TMFID)，并且所述POM指示所述TMFID。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述TMF的所述发送时间是从所述第一设备的硬件发送所述TMF的第一比特的本地时间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述时间差是所述TMF的所述发送时间减去所述第二发送循环的所述开始时间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二发送循环与所述第一发送循环相同，或者所述第二发送循环在所述第一发送循环之后，或者所述第二发送循环在所述第一发送循环之前。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一设备上的发送循环长度和所述第二设备上的接收循环长度相同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一设备在所述第一发送循环之后的发送循环中发送的所有所述帧都被所述第二设备在相同的接收循环中接收，所述第一设备与所述第二设备之间没有时间同步。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述TMF不是所述第一设备发送的在所述第一发送循环中时间上的第一帧。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一设备在N个发送循环中发送M个TMF，其中，M小于N。
10.一种方法，其特征在于，所述方法包括：
第二设备在第一接收循环中从第一设备接收定时标记帧(timing marker frame，TMF)；
所述第二设备从所述第一设备接收指示时间差的相位偏移消息(phase offsetmessage，POM)；
所述第二设备确定所述TMF的接收时间；
所述第二设备基于所述TMF的所述接收时间和所述POM中指示的所述时间差确定第二接收循环的开始时间；
所述第二设备基于所述第二接收循环的所述开始时间，在所述第一接收循环之后的接收循环中从所述第一设备接收帧。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述TMF指示唯一地标识所述TMF的TMF标识符(TMF identifier，TMFID)，并且所述POM指示所述TMFID。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述TMF的所述接收时间是所述第二设备的硬件接收所述TMF的第一比特的本地时间。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述时间差是所述TMF的所述接收时间减去所述第二接收循环的所述开始时间。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二接收循环与所述第一接收循环相同，或者所述第二接收循环在所述第一接收循环之后，或者所述第二接收循环在所述第一接收循环之前。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一设备上的发送循环长度和所述第二设备上的接收循环长度相同。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一设备在发送所述TMF之后的发送循环中发送的所有所述帧都被所述第二设备在相同的接收循环中接收，所述第一设备与所述第二设备之间没有时间同步。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述TMF不是所述第二设备接收的在所述第一接收循环中时间上的第一帧。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二设备在N个接收循环中接收M个TMF，其中，M小于N。
19.一种第一设备，其特征在于，所述第一设备包括：
非瞬时性存储器，包括指令；
一个或多个处理器，与所述非瞬时性存储器通信，其中，所述指令当由所述一个或多个处理器执行时，使所述第一设备执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
20.一种第二设备，其特征在于，所述第二设备包括：
非瞬时性存储器，包括指令；
一个或多个处理器，与所述非瞬时性存储器通信，其中，所述指令当由所述一个或多个处理器执行时，使所述第二设备执行根据权利要求10至18中任一项所述的方法。
21.一种第一设备，其特征在于，所述第一设备包括：
发送模块，用于在第一发送循环中向第二设备发送定时标记帧(timing markerframe，TMF)；
确定模块，用于确定所述TMF的发送时间，
其中，所述确定模块还包括用于确定所述TMF的所述发送时间与第二发送循环的开始时间之间的时间差的模块，
其中，所述发送模块还包括用于向所述第二设备发送指示所述时间差的相位偏移消息(phase offset message，POM)的模块，
其中，所述发送模块还包括用于在所述第一发送循环之后的发送循环中向所述第二设备发送帧的模块。
22.一种第二设备，其特征在于，所述第二设备包括：
接收模块，用于在第一接收循环中从第一设备接收定时标记帧(timing markerframe，TMF)，
其中，所述接收模块还包括用于从所述第一设备接收指示时间差的相位偏移消息(phase offset message，POM)的模块；
确定模块，用于确定所述TMF的接收时间，
其中，所述确定模块还包括用于基于所述TMF的所述接收时间和所述POM中指示的所述时间差确定第二接收循环的开始时间的模块，
其中，所述接收模块还包括用于基于所述第二接收循环的所述开始时间在所述第一接收循环之后的接收循环中从所述第一设备接收帧的模块。
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