DE102009038346A1

DE102009038346A1 - Verfahren zum Übetragen von Zeitgebungsinformation über ein Paketnetzwerk

Info

Publication number: DE102009038346A1
Application number: DE102009038346A
Authority: DE
Inventors: Gary Kanata Jin
Original assignee: Zarlink Semoconductor Inc
Current assignee: Microsemi Semiconductor ULC
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2010-03-04
Also published as: CN101662355A; FR2935571A1; US20100054283A1; US8089951B2; GB0815458D0; CN101662355B

Abstract

Eine Zeitgebungsinformation wird über ein Netzwerk gesendet, indem zeitgestempelte Pakete zwischen einem Sender und einem Empfänger verschickt werden. Die zeitgestempelten Pakete werden verwendet, um eine Abschätzung der Frequenzabweichung zwischen dem Sendertakt und dem Empfängertakt zu berechnen. Der lokale Empfängertakt wird periodisch aktualisiert, so dass er dem Sendertakt entspricht, basierend auf der Abschätzung, die bevorzugt eine Abschätzung mit kleinsten Quadraten ist. Ein Ansatz mit mehreren Fenstern wird verwendet, um die Geschwindigkeit der Aktualisierung zu erhöhen.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft die Übertragung von Zeitgebungsinformation über Paketnetzwerke und genauer ein Verfahren, bei dem Zeitstempel von dem Sender an den Empfänger geschickt werden, um die Synchronisation des Empfängers zu ermöglichen.
Hintergrund der Erfindung
Um zeitempfindliche Information, so wie Sprach- und Videodaten, über asynchrone Netzwerke zu senden, müssen bestimmte Mittel eingesetzt werden, um Zeitgebungsinformation zwischen dem sendenden und dem empfangenden Ende zu übertragen. Die Timing-over-Packet (ToP)-Technologie ermöglicht eine genaue Zeitgebung und Synchronisation, die über asynchrone Paketinfrastrukturen verteilt werden sollen, so dass es ermöglicht wird, dass Träger vertrauenswürdig zeitkritische Dienste über Paketnetzwerke unterstützen.
Ein Netzwerk, das ToP-Technologie umfasst, ist in der 1 gezeigt. Die Senderseite umfasst einen digital gesteuerten Oszillator (DCO – Digital Controlled Oscillator), der an dem Sender einen Bezug zu einem lokalen Oszillator hat. Die Mittenfrequenz (CF – Center Frequency) des DCO an der Senderseite wird durch ein digitales Wort eingestellt. Die Ausgabe des DCO hängt von der eingestellten Mittenfrequenz und der Frequenz des lokalen Oszillators auf der Senderseite ab. Ein Zeitstempel n_tx, der die Phase des Mastertaktes des DCO ist, wird an den Empfänger gesendet, der ebenso einen DCO enthält, welcher einen Bezug zu einem lokalen Oszillator bei dem Empfänger hat und auf dieselbe Mittenfrequenz CF eingestellt ist wie der Sender. Wenn jedoch die Frequenz des lokalen Oszillators am Empfänger von der Frequenz des lokalen Oszillators am Sender unterschiedlich ist, wird die Ausgabe des DCO am Empfänger von der Ausgabe des DCO am Sender unterschiedlich sein. Das Ziel ist es, die Ausgangsfrequenz des DCO am Empfänger gleich der Ausgangsfrequenz des DCO am Sender zu machen. Dies wird erreicht, indem die Mittenfrequenz des DCO beim Empfänger angepasst wird, um den Unterschied in den Frequenzen der lokalen Oszillatoren zu berücksichtigen.
Auf der Empfängerseite vergleicht der Prozessor den Zeitstempel des Senders mit einem lokal erzeugten Zeitstempel von dem DCO des Empfängers. Die Differenz im Zeitstempel, die Durchgangszeit genannt wird, wird verwendet, um die Mittenfrequenz des DCO beim Empfänger so anzupassen, dass sie mit dem Master-DCO synchronisiert ist.
Um den Einfluss auf die Datenübertragung zu minimieren, muss die Sendegeschwindigkeit für Zeitgebungspakete, d. h. Pakete mit Zeitstempelinformation, beschränkt werden, so dass sie viel kleiner ist als die Datengeschwindigkeit des Netzwerks. Um für eine genaue Aktualisierung des Empfänger-DCO zu sorgen, muss eine große Menge an Daten gesammelt werden, und bei einer geringen Sendegeschwindigkeit kann dies beträchtliche Zeit in Anspruch nehmen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung berechnet eine Abschätzung der Frequenzabweichung durch ein genaues Verfahren, so wie das Verfahren der kleinsten Quadrate oder das rekursive Verfahren der kleinsten Quadrate.
Somit wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Übertragen von Zeitgebungsinformation über ein Netzwerk zwischen einem Sender und einem Empfänger zur Verfügung gestellt, das das Erzeugen eines Taktsignals mit einem ersten digital gesteuerten Oszillator, der eine eingestellte Mittenfrequenz am Sender basierend auf einem lokalen Oszillator an dem Sender hat, das Erzeugen von Taktsignalen an dem Empfänger mit einem digital gesteuerten Oszillator, der eine eingestellte Mittenfrequenz basierend auf einem lokalen Oszillator an dem Empfänger hat, das Senden von zeitgestempelten Paketen, die von dem lokalen Sendertakt an den Empfänger abgeleitet sind, das Erzeugen von zeitgestempelten Paketen an dem Empfänger, die Zeitgebungsinformation enthalten, welche von dem lokalen Empfängertakt abgeleitet sind, das Verarbeiten der zeitgestempelten Pakete, um eine Abschätzung der Frequenzabweichung zwischen dem Sendertakt und dem Empfängertakt zu berechnen, das Anpassen der Mittenfrequenz des digital gesteuerten Oszillators am Empfänger, so dass er mit dem digital gesteuerten Oszillator am Sender synchronisiert ist, umfasst und bei dem ein Ansatz mit mehreren überlappenden Fenstern angenommen wird, bei dem Datenanpassblöcke Frequenzanpassungen aus Zeitgebungsdaten berechnen, die während überlagernden Zeitintervalle aufgelaufen sind, berechnet, und die Datenanpassblöcke abwechselnd Frequenzanpassdaten für den digital gesteuerten Oszillator am Empfänger in Zeitintervallen von T/M ausgeben, wobei T die Zeit ist, die erforderlich ist, um genug Daten zu sammeln, um eine Anpassung mit einem einzigen Anpassblock durchzuführen, und M die Anzahl der Anpassblöcke ist.
Das neue Verfahren gemäß der Erfindung erlaubt es dem lokalen Takt, den Referenztakt durch ein unbekanntes Netzwerk mit minimalem Fehler zu verfolgen. Das Verfahren der kleinsten Quadrate ist eine wirksame Lösung für eine im Allgemeinen unbekannte Verzögerungsverteilung im Netzwerk, da es sehr robust und genau ist.
Ausführungsformen der Erfindung verwenden einen Ansatz der kleinsten Quadrate mit mehreren Fenstern, um das Problem zu lösen. Mehrere überlappende Fenster werden für das Sammeln der Information verwendet. Der DCO wird aktualisiert, wenn eines der Datensammelfenster seine volle Kapazität erreicht. Die anderen Datenfenster werden abgeglichen, wenn der DCO aktualisiert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Aktualisieren der eingestellten Frequenz einen digital gesteuerten Oszillators an einem Empfänger zur Zeitgebungswiedergewinnung in einem asynchronen Paketnetzwerk zur Verfügung gestellt, die aufweist: eine Vielzahl von Datensammelblöcken zum Sammeln von Zeitgebungsdaten aus zeitgestempelten Paketen, die von einem Sender durch ein Paketnetzwerk gesendet worden sind; eine Vielzahl von Anpassungsblöcken zum Berechnen einer Abschätzung der Frequenzabweichung aus den gesammelten Zeitgebungsdaten; und einen Aktualisierer zum periodischen Aktualisieren der eingestellten Frequenz basierend auf der berechneten Abschätzung, um den digital gesteuerten Oszillator beim Empfänger mit einem digital gesteuerten Oszillator beim Sender zu synchronisieren; und wobei die Datenanpassblöcke so gestaltet sind, dass sie Frequenzanpassungen aus Zeitgebungsdaten berechnen, die während überlappender Zeitintervalle auflaufen, und die Datenanpassblöcke so gestaltet sind, dass sie abwechselnd Frequenzanpassdaten für den digital gesteuerten Oszillator am Empfänger in Zeitintervallen jeweils von T/M ausgeben, wobei T die Zeit ist, welche erforderlich ist, um genug Daten zu sammeln, so dass eine Anpassung mit einem einzigen Anpassblock vorgenommen werden kann, und M die Anzahl der Anpassblöcke ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nun in weiteren Einzelheiten lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Blockschaubild eines Timing-over-Packet-Synchronisationssystems ist;
2 ein Blockschaubild eines ToP-Prozessors ist, der eine Lösung mit kleinsten Quadraten implementiert;
3 ein Blockschaubild eines ToP-Prozessors ist, der eine Lösung mit überlappenden kleinsten Quadraten implementiert;
4 eine grafische Darstellung ist, die beim Verständnis der Datenanpassung nach einer Aktualisierung des DCO hilfreich ist; und
5 ein Blockschaubild eines ToP-Prozessors ist, der eine mehrstufige Lösung mit überlappenden kleinsten Quadraten implementiert.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Der allgemeine Ausdruck für die Zeitstempel kann ausgedrückt werden als: ntx = k·T·ftx nrx = (k·T + Δk)·frx + Φwobei n_tx und n_rx Zeitstempel von Paketen auf einer Sender- bzw. Empfängerseite sind, wobei f_tx und f_rx die jeweiligen DCO-Frequenzen sind. T ist das Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitgebungspaketen und k ist der Index. Wenn Δ_k die Netzwerkverzögerung ist und Φ die anfängliche Phasenversetzung zwischen dem DCO beim Sender und dem DCO beim Empfänger ist, dann ist die Durchgangszeit die Differenz zwischen n_tx und n_rx.
Diese Durchgangszeit kann ausgedrückt werden als: ntx – nrx = k·T·(ftx – frx) + Δk·frx + Φwobei y_k = n_tx – n_rx die Durchgangszeit ist,
die interessierende Frequenzabweichung ist (10⁶·α ist die Abweichung des lokalen Taktes in ppm), x_k = k·T·f_tx ist der Zeitstempel des Senders und ν_k = Δ_k·f_rx + Φ ist das Rauschen, das die Netzwerkverzögerung als die Quelle des Rauschens enthält. Da f_rx relativ konstant bleibt, mit nur einer geringen Änderung während eines Aktualisierens des DCO, stellt ν_k hauptsächlich die Änderung der Netzwerkverzögerung mit einem Phasenversatz dar. Diese Abschätzung kann nun reduziert werden auf yk = α·xk + νk
Um die Frequenz des DCO anzupassen, ist es wichtig, α abzuschätzen, wobei in diesem Fall die erforderliche Frequenzanpassung des DCO α·f_tx ist, welche durch den Ausdruck
gegeben ist. Es sei angenommen, dass N Datenwörter gesammelt werden, dann ist die Lösung
Ein Prozessor zum Implementieren dieser Lösung ist in der 2 gezeigt. Der DCO auf der Senderseite ist nominal auf dieselbe Mittenfrequenz CF wie der DCO auf der Empfängerseite eingestellt. Aufgrund der Unterschiede bei den Frequenzen des lokalen Oszillators bei Sender und Empfänger werden die Ausgangsfrequenzen der DCOs leicht unterschiedlich sein. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird eine nominale Mittenfrequenz CF am Empfänger vor der Eingabe in den DCO am Empfänger angepasst, so dass die Ausgangsfrequenz des DCO beim Empfänger dieselbe ist wie die Ausgangsfrequenz des DCO beim Sender.
In 2 erhält der Datensammelblock 10 die Eingaben n_tx und n_rx und gibt N, S_x, S_2x, S_xy und S_y an den DCO-Anpassblock 12 aus, wobei S_x = Σ(x_k), S_xy = Σ(x_ky_k), S_2x = Σ(x 2 / k) und S_y = Σ(y_k). Die Eingabe n_rx wird von der Eingabe n_tx mittels des Subtrahierers 14 subtrahiert, um die Differenz n_tx – n_rx abzuleiten, welche die Durchgangszeit für die zeitgestempel ten Pakete ist. Der Datensammelblock umfasst außerdem einen Zähler 16 zum Zählen der Anzahl der Datenwörter N, Verzögerungseinheiten 18 und einen Rücksetzeingang 20, ebenso wie Addierer 22 und Multiplizierer 24. Der DCO-Anpassblock gibt das Ergebnis α an einen Multiplizierer 26 aus, in dem es mit der eingestellten Mittenfrequenz (CF) im Multiplizierer 26 multipliziert wird, durch den Addierer 28 geführt wird, wobei eine Verzögerungsschaltung 30 für eine verzögerte Rückkopplung sorgt, und an den DCO als die angepasste Mittenfrequenz CF' des DCO gespeist wird.
Der Datensammelblock 10 sammelt jedes Zeitgebungspaket mit Sender-Zeitstempel und Empfänger-Zeitstempel und aktualisiert S_x, S_y, S_xy und S_2x. Die Anzahl der gesammelten Daten wird in dem Hauptzähler 32 gespeichert. Wenn der Hauptzähler 32 eine voreingestellte Zeitgrenze (T) erreicht, wird der Anpasswert für den DCO mit der Anzahl der gesammelten Daten in diesem Zeitintervall (N) berechnet. Dabei wird der Hauptzähler 32 auf Null zurückgesetzt und alle Speicher und der Datenzähler in dem Datensammelblock 10 werden auf Null zurückgesetzt.
Wenn der Netzwerkverkehr stark ist und die Netzwerkverzögerung eine große Variation zeigt, werden für eine genaue Taktabschätzung mehr Daten erforderlich, was bedeutet, dass das Aktualisieren des Taktes längere Zeit benötigt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das Zeitgebungspaket nur mit einer niedrigen Geschwindigkeit gesendet wird. Um den DCO öfter zu aktualisieren, während dieselbe Fenstergröße beibehalten wird, benutzt eine Ausführungsform der Erfindung einen neuen Ansatz mit mehreren Fenstern, der in der 3 gezeigt ist.
In der 3 gibt es zwei Datensammelblöcke 10¹ , 10² und zwei DCO-Anpassblöcke 12¹ , 12² . Wenn der Hauptzähler 32 die zeitliche Grenze erreicht, werden die beiden DCO-Anpassblöcke 10¹ , 10² Maßnahmen treffen, um Anpassungen beim DCO basierend auf der Ausgabe des 1 Bit-Zählers 34 durchzuführen, der zwischen dem Auswählen des DCO- Anpassblockes 12¹ und des DCO-Anpassblockes 12² über die Auswahleinheit 36 abwechselt. Die Datensammelblöcke 10¹ , 10² werden abwechselnd rückgesetzt.
Wenn jedes Aktualisieren des DCO ein Zeitintervall T erfordert, um eine genaue DCO-Anpassung durchzuführen, bei der genug Zeitgebungspakete gesammelt werden, kann die DCO-Anpassung mit doppelter Geschwindigkeit durchgeführt werden, d. h. in jedem Zeitintervall T/2 angepasst werden. Wenn der DCO-Anpassblock 12¹ in dem Prozess des Anpassens des DCO mittels Information, die von dem Datensammelblock 10¹ im vergangenen Zeitintervall T gesammelt worden ist, ist, sammelt der Datensammelblock 10² Information nur aus dem ersten Teil T1 = T/2 des Zeitintervalls und umgekehrt.
Wenn der DCO-Anpassblock 12¹ die DCO-Anpassung berechnet, wird der Datensammelblock 10¹ rückgesetzt werden, jedoch ist der Datensammelblock 10² auf einem halben Weg durch die Datensammlung, was bedeutet, dass er eine unterschiedliche Frequenzabweichung vor und nach diesem Zeitpunkt hat. Somit ist die Einstellung für Variablen bei dem Datensammelblock durchzuführen. Sei die Durchgangszeit und die Beziehung zum Zeitstempel des Senders yk = α·xk + νk vor der Anpassung und yk = α1·xk + νk + b,nach der Anpassung, wie es in 4 gezeigt ist.
Um die zuvor gesammelten Daten an die späteren Daten anzupassen, müssen einige Anpassungen bei S_y und S_xy vorgenommen werden (S_x und S_2x werden nicht beeinflusst).
Bei einer bekannten Anpassung des DCO, α₁ – α, sind die Anpassungen für S_y und S_xy: Sy = Sy + (α1 – α)(Sx – T1) Sxy = Sxy + (α1 – α)(S2x – T1·Sx)wobei T₁ die Zeit ist, die während des Datensammelns von S_y, S_xy, S_x und S_2x in Einheiten des Zeitstempels des Senders verstrichen ist. T₁ kann auch erhalten werden, indem man die Differenz zwischen dem größten Zeitstempelwert in S_x und dem kleinsten nimmt.
Die Blöcke 38¹ und 38² aktualisieren die jeweiligen Datensammelblöcke entsprechend.
Aus 4 ist zu sehen, dass ohne eine Kompensation die nächste Frequenzabschätzung größer sein wird als der genaue Wert, da die Phasensteigung weiter positiv ist, selbst wenn die lokale Frequenz des DCO bereits nach T₂ genau ist. Dies wird ein Phasenüberschießen hervorrufen und die abgeschätzte Frequenz schwingt über eine lange Zeitdauer um die wahren Werte herum. Oder noch schlimmer wird in einigen Fällen eine Frequenzkonvergenz niemals erreicht werden.
Ein ähnliches Schema wie das, das mit Bezug auf die 3 beschrieben worden ist, kann auf einen Ansatz mit mehreren Fenstern erweitert werden, bei dem M einander überlappende Fenster benutzt werden. Ein solches Schema, das in der 5 gezeigt ist, erhöht die Aktualisierungsgeschwindigkeit des DCO um das M-fache, während dieselbe abgeschätzte Fenstergröße für das Datensammeln beibehalten wird.
Bei der Ausführungsform, die in der 5 gezeigt ist, gibt es M Datensammelblöcke 10¹ , 10² , ... 10^M , M Datenanpassblöcke 12¹ , 12² , ..., 12^M , M variable Anpasseinheiten 38¹ , ... 38^M und einen DCO-Anpassauswahlblock 40 zum Auswählen einer Ausgabe von einem der DCO-Anpassblöcke 12¹ , 12² , ..., 12^M .
Die Ausführungsform, die in der 5 gezeigt ist, arbeitet in einer ähnlichen Weise wie die Ausführungsform, die mit Bezug auf die 3 dargestellt ist, mit der Ausnahme, dass der Auswahlblock den geeigneten Datenanpassblock 12¹ , 12² , ..., 12^M für die Ausgabe auswählt, die für das Anpassen des DCO verwendet wird.
Wenn der Hauptzähler 32 die zeitliche Grenze T/M erreicht, steuert der nachrangige Zähler 42, der einen Ausgang m hat, der von 1 bis M zählt, die Auswahl des DCO-Anpassblockes 12^m , der den DCO aktualisiert. Sein entsprechender Datensammelblock 10^m wird ebenfalls aktualisiert. Zu diesem Zeitpunkt werden alle Speicher bei der Datensammlung m rückgesetzt und weitere Datensammelblöcke aktualisieren ihr S_y und S_xy wegen der Anpassung des DCO (wie in 4 gezeigt). Bei diesem Schema wird die DCO-Anpassung auf einem Block aus Zeitgebungspaketen basieren, die in dem Zeitintervall T gesammelt worden sind. Als ein Ergebnis wird der DCO um das M-fache schneller aktualisiert werden.
Die beschriebenen Ausführungsformen stellen eine kostengünstige Implementierung der Timing-over-Packet-Technologie zur Verfügung, während sie Netzwerksynchronisation mit genauen Frequenzabschätzungen und schnellen Aktualisierungen des DCOs anbieten. Die Ausführungsformen der Erfindung bieten außerdem ein schnelles und genaues Sperren ohne Überschießen an. Das Verfahren kann auf weitere genaue Abschätzverfahren erweitert werden, so wie das rekursive Abschätzverfahren mit kleinsten Quadraten.
Es sollte von den Fachleuten verstanden werden, dass jedwede Blockschaubilder hierin konzeptuelle Ansichten von veranschaulichender Schaltung darstellen, die die Grundsätze der Erfindung verkörpern. Zum Beispiel kann ein Prozessor durch den Einsatz besonderer Hardware vorgesehen sein, ebenso wie durch Hardware, die in der Lage ist, Software auszuführen, in Verknüpfung mit geeigneter Software. Wenn sie durch einen Prozessor zur Verfügung gestellt werden, können die Funktionen von einem einzigen besonderen Prozessor, von einem einzigen gemeinsam genutzten Prozessor oder von einer Vielzahl einzelner Prozessoren, von denen einige gemeinsam genutzt werden können, bereitgestellt werden. Darüber hinaus sollte die ausdrückliche Verwendung des Ausdrucks „Prozessor" nicht so ausgelegt werden, dass sie sich ausschließlich auf Hardware bezieht, die in der Lage ist, Software auszuführen, und kann implizit ohne Beschränkung Hardware mit einem Digitalsignalprozessor (DSP – Digital Signal Processor), einen Netzwerkprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC – Application Specific Integrated Circuit), einen vor Ort programmierbaren Logikbaustein (FPGA – Field Programmable Gate Array), einen Nur-Lese-Speicher (ROM – Read Only Memory) zum Speichern von Software, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM – Random Access Memory) und nicht flüchtigen Speicher umfassen. Weitere Hardware, herkömmlich und/oder maßgeschneidert, kann auch umfasst sein.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Verfahren zum Übertragen von Zeitgebungsinformation über ein Netzwerk zwischen eine Sender und einem Empfänger, das aufweist: Erzeugen eines Taktsignals mit einem ersten digital gesteuerten Oszillator, der eine eingestellte Mittenfrequenz am Sender hat, basierend auf einem lokalen Oszillator am Sender; Erzeugen von Taktsignalen am Empfänger mit einem digital gesteuerten Oszillator, der eine eingestellte Mittenfrequenz hat, basierend auf einem lokalen Oszillator beim Empfänger; Senden zeitgestempelter Pakete, die von dem lokalen Sendertakt abgeleitet sind, an den Empfänger; Erzeugen zeitgestempelter Pakete an dem Empfänger, die Zeitgebungsinformation enthalten, welche von dem lokalen Empfängertakt abgeleitet worden sind; Verarbeiten der zeitgestempelten Pakete, um eine Abschätzung der Frequenzabweichung zwischen dem Sendertakt und dem Empfängertakt zu berechnen; Anpassen der Mittenfrequenz des digital gesteuerten Oszillators am Empfänger, so dass sie mit dem digital gesteuerten Oszillator am Sender synchronisiert ist, und wobei ein Ansatz von mehreren überlappenden Fenstern vorgenommen wird, bei dem Datenanpassblöcke Frequenzanpassungen aus Zeitgebungsdatensammlungen während überlappender Zeitintervalle berechnen und die Datenpassblöcke abwechselnd Frequenzanpassdaten für den digital gesteuerten Oszillator an dem Empfänger in Intervallen von T/M ausgeben, wobei T die Zeit ist, welche erforderlich ist, um ausreichend Daten zu sammeln, um eine Anpassung mit einem einzigen Anpassblock vorzunehmen, und M die Anzahl der Anpassblöcke ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Durchgangszeit durch das Netzwerk aus der Differenz zwischen den zeitgestempelten Paketen am Sender und den zeitgestempelten Paketen am Empfänger berechnet wird und die Abschätzung aus der Durchgangszeit berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Abschätzung eine berechnete Abschätzung mit kleinsten Quadraten ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Abschätzung eine berechnete rekursive Abschätzung mit kleinsten Quadraten ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Abschätzung α ^ mit kleinsten Quadraten entsprechend der Formel
berechnet wird, wobei x_k = k·T·f_tx, y_k = α·x_k + ν_k, in denen k ein Index ist, T das Zeitintervall zwischen aufeinander folgenden Zeitgebungspaketen ist und ν_k die Variation in der Netzwerkverzögerung plus einem Phasenversatz darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein Anpassblock nach dem Ausgaben einer Frequenzanpassung, um den lokalen Empfängertakt zu aktualisieren, zurückgesetzt wird und Variablen, die in den verbleibenden Anpassblöcken gespeichert sind, angepasst werden, um das Aktualisieren des lokalen Empfängertaktes zu kompensieren.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Kompensationsanpassungen für die Variablen S_y und S_xy, die in einem Anpassblock gespeichert sind, durch die Ausdrücke Sy = Sy + (α1 – α)(Sx – T1) Sxy = Sxy + (α1 – α)(S2x – T1·Sx)gegeben sind, wobei T₁ die Zeit ist, die während des Datensammelns von S_y, S_xy, S_x und S_2x verstrichen ist, und S_x = Σ(x_k), S_xy = Σ(x_ky_k), S_2x = Σ(x 2 / k), und S_y = Σ(y_k).
Vorrichtung zum Aktualisieren der eingestellten Frequenz eines digital gesteuerten Oszillators an einem Empfänger für die Zeitgebungswiedergewinnung in einem asynchronen Paketnetzwerk, die aufweist: eine Vielzahl von Datensammelblöcken zum Sammeln von Zeitgebungsdaten aus zeitgestempelten Paketen, die durch ein Paketnetzwerk von einem Sender gesendet werden; eine Vielzahl von Anpassblöcken zum Berechnen einer Abschätzung der Frequenzabweichung aus den gesammelten Zeitgebungsdaten; und einen Aktualisierer zum perodischen Aktualisieren der eingestellten Frequenz basierend auf der berechneten Abschätzung, um den digital gesteuerten Oszillator am Empfänger mit einem digital gesteuerten Oszillator am Sender zu synchronisieren; und wobei die Datenanpassblöcke so gestaltet sind, dass sie Frequenzanpassungen aus Zeitgebungsdaten berechnen, welche während überlappender Zeitintervalle angesammelt werden, und die Datenanpassblöcke so gestaltet sind, dass sie abwechselnd Frequenzanpassdaten für den digital gesteuerten Oszillator an dem Empfänger in zeitlichen Intervallen von T/M ausgeben, wobei T die Zeit ist, die erforderlich ist, genug Daten zu sammeln, um eine Anpassung mit einem einzigen Anpassblock vorzunehmen, und M die Anzahl der Anpassblöcke ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, weiter mit einem Hauptzähler zum Zählen einer vorbestimmten Anzahl zeitgestempelter Pakete und zum Ausgeben von Daten aus einem Anpassblock, wenn der Zähler einen voreingestellten Wert erreicht, der die Anzahl zeitgestempelter Pakete darstellt, welche erforderlich sind, um für eine gültige Aktualisierung des lokalen Oszillators zu sorgen.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, weiter mit einer Auswahleinheit zum Umschalten zwischen den Datenanpassblöcken.
Vorrichtung nach Anspruch 10, mit zweien der Datensammelblöcken und zweien der Anpassblöcken und bei der die Auswahleinheit einen 1 Bit-Zähler umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der Meine Zahl größer als 2 ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Auswahleinheit einen nachrangigen Zähler umfasst, der bis M hochzählt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei der die Datensammelblöcke zurückgesetzt werden, nachdem ihre Ausgabe verwendet worden ist, um den lokalen Oszillator zu aktualisieren, und weiter mit einer Einheit zum Ändern wenigstens einiger Variablen bei den verbleibenden Datensammelblöcken, um die unterschiedliche Frequenzabweichung zu kompensieren.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Kompensationsanpassungen für die Variablen S_y und S_xy, die in einem Anpassblock gespeichert sind, durch die Ausdrücke Sy = Sy + (α1 – α)(Sx – T1) Sxy = Sxy + (α1 – α)(S2x – T1·Sx)gegeben sind, wobei T₁ die Zeit ist, die während des Datensammelns von S_y, S_xy und S_2x verstrichen ist, und S_x = Σ(x_k), S_xy = Σ(x_ky_k), S_2x = Σ(x 2 / k), und S_y = Σ(y_k).