DE10311541A1

DE10311541A1 - Verfahren zum Erfassen von Nullpunktabweichungen zwischen zwei Uhren

Info

Publication number: DE10311541A1
Application number: DE10311541A
Authority: DE
Inventors: Anthony Walker; Craig Barrack
Original assignee: Zarlink Semiconductor VN Inc
Current assignee: Zarlink Semiconductor VN Inc
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2003-10-09
Also published as: FR2838203A1; US20030179780A1; CN1461131A

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen der Nullpunktabweichung zwischen zwei Uhren wird dargestellt. Die Vorrichtung weist eine Hardwareimplementierung einer Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung der Uhr auf. Die Bewertungseinrichtung überwacht empfangene Pakete, die einem Datenstrom zugewiesen sind, und zieht einen Zeitstempel, der durch eine Quellenuhr erzeugt worden ist, aus jedem Paket. Eine Differenz d zwischen dem herausgezogenen Zeitstempel und der lokalen Zeit wird gegen einen d_ref-Wert verglichen, um festzustellen, ob das Paket früh oder spät empfangen wurde. Auf einem vorgeschriebenen Zeitplan wird der Grad des späten und frühen Empfangens von Paketen gegen einen Toleranzwert verglichen, um festzustellen, ob eine relative Nullpunktabweichung zwischen der Schrittsteuerung der Quellenuhr und der Schrittsteuerung der lokalen Uhr vorliegt. Die Erfassung der Nullpunktabweichung zwischen den beiden Uhren bietet Unterstützung für Dienstlevelgarantien beim Bereitstellen von Daten-Streamingdiensten in paketgeschalteten Umgebungen.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft den Datentransport zwischen Datennetzwerkknoten bei der Unterstützung von Daten-Streamingdiensten und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen für die Erfassung von Nullpunktabweichungen zwischen Uhren.

Hintergrund der Erfindung

Weithin bekannte Streamingdienste umfassen: die Audiokommunikation zwischen Station und Station, auch bekannt als Telefondienst, Kommunikation unter vielen, auch bekannt als Audiokonferenz, Einweg-Wiedergabekommunikation, so wie Voice-Mail usw. Diese lang bekannten Streamingdienste werden typischerweise auf den qualitativ hochwertigen (QoS; Quality-Off-Service) Leveln zur Verfügung gestellt, die von dem öffentlichen Vermittlungstelefonnetzwerk (PSTN; Public Switched Telephone Network) geleistet werden. Das PSTN ist eine Sammlung aus Datenverbindungen und Leitungsvermittlungsknoten für spezielle Zwecke, die miteinander arbeiten, um über Schaltungen vermittelte, besondere Verbindungen zwischen Endstationen zur Verfügung zu stellen. Die hohen Level des QoS werden über das PSTN auf Kosten suboptimaler Nutzung verfügbarer Datentransportbandbreite über eine relativ teure, redundante, nicht flexible Infrastruktur bereitgestellt, wenn man mit paketgeschalteten Netzwerken vergleicht.

Paketgeschaltete Datentransportnetzwerke, im Gegensatz zu dem PSTN, sind relativ effizienter beim Ausnutzen von Datentransportbandbreite: indem die verfügbare Datenverbindungsbandbreite von mehreren Kommunikationssitzungen gemeinsam genutzt wird, wobei eine vergleichsweise ökonomische Infrastruktur benutzt wird. In ihrem Anfangsstadium wurden paketgeschaltete Datentransportnetzwerke benutzt, um Daten zu transportieren, ohne daß irgendwelche Datentransportgarantien gegeben wurden, und der Ausdruck "Best Effort"- Datentransport wurde ihnen zugeschrieben. Trotz dieses Etiketts lieferte die Nachfrage nach Best-Effort-Diensten, so wie elektronischer Post und Web-Browsing, einen solchen wesentlichen Einnahmenstrom, daß Dienste-Provider schaltungsvermittelte (Sprache) und paketgeschaltete (Daten) Dienste parallel an dieselben Kunden lieferten. Einnahmen, die aus der erfüllten Nachfrage nach Datentransportdiensten erzeugt wurden, beschleunigten die Entwicklung von fortgeschrittenen paketgeschalteten Datentransportnetzwerken, die in Rivalität zu der QoS der schaltungsvermittelten Netzwerke stehen. Streaming-Datendienste können über Datentransportnetzwerke geliefert werden, beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf: Internet-Funk (Radio-Audiostreaming), Audio/Video-Konferenz, Internet-Nachrichtensendungen (auf Anfrage Audio/Video-Wiedergabe) usw. Der Erfolg der paketgeschalteten Datentransporttechnologien, gekoppelt mit der Nachfrage nach Datendiensten ebenso wie dem Druck, die Bereitstellungskosten für Dienste zu minimieren, führte zu einem Marktanschub, um lang bekannte Daten-Streamingdienste über neuere, modernere, flexiblere Infrastruktur der paketgeschalteten Datentransportnetzwerke zu liefern.

Das Überwandern der lang bekannten Daten-Streamingdienste von über Schaltungen vermittelte Technologien zu paketgeschalteten Technologien ist nicht ohne Herausforderungen. Wesentliche Unterschiede gibt es zwischen den beiden Technologien, was das Bereitstellen von QoS-Garantien betrifft.

Ein Daten-Streamingdienst, der anbietet, daß er eine hohe QoS hat, profitiert von einer minimalen Größe an Synchronisationsstörungen (Jitter). Synchronisationsstörungen sind die Variationen in der Ankunft von Datenpaketen an einer empfangenen Station. Bei über Schaltungen vermittelnden Netzwerken wird eine besondere Verbindung zwischen Stationen eingerichtet, und daher kann eine minimale Größe an Synchronisationsstörungen leicht garantiert werden. In paketgeschalteten Datentransportnetzwerken jedoch zieht man sich Synchronisationsstörungen als einen Seiteneffekt bei der Verarbeitung von Datenpaketen zu, um die effiziente Ausnutzung der Datentransportbandbreite sicherzustellen. Hohe Werte für die Synchronisationsstörungen führen zu diskontinuierlicher Wiedergabe eines Datenstroms.

Datenstrom-Wiedergabe wird weiterhin beeinflußt durch Datenabtast- und Wiedergabe- Taktraten. Taktsignale, die beim Abtasten und Wiedergeben benutzt werden, driften typischerweise aufgrund einer Vielfalt von Faktoren, umfassend, jedoch nicht beschränkt auf: der Unfähigkeit, Toleranzen in Herstellungsprozessen zu minimieren, Temperaturvariation, Alter der Uhr usw. Im Laufe der Zeit können Diskrepanzen zwischen diesen Taktschrittraten zu Bedingungen des Daten-Überlaufens/Unterlaufens führen, die durch einen gering wahrgenommenen QoS offensichtlich werden. Ernsthafte Diskrepanzen können schließlich zu schwerem Datenverlust führen.

Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen über Schaltungen vermittelte und paketgeschaltete Datennetzwerke betrifft die Topologie der Infrastruktur. Typischerweise haben über Schaltungen vermittelte Netzwerke eine hierarchische Topologie, wohingegen paketgeschaltete Netzwerke über den größten Teil flach sind.

Bei einer Umgebung, die hierarchische Topologie zur Verfügung stellt, können Master- Taktsignale hierarchisch verteilt werden. Es ist üblich, auf Cäsium basierende Zeitreferenzen zu benutzen, da die Kosten, die beim Bereitstellen einer geringen Anzahl solcher teurer Einheiten an der Spitze der Verbindungshierarchie entstehen, über viele Dienst-Subskriptionen herabgehebelt werden können.

In einer Umgebung jedoch, die eine flache Topologie zur Verfügung stellt, ist die Verteilung der Master-Taktsignale ein Problem, das ungelöst bleibt. Die flache Topologie der paketgeschalteten Datentransportnetzwerke wird eher die Unfähigkeit zeigen, die Master-Taktsignale in effektiver Weise zu leiten. Eine Vielfalt von Master-Taktsignal-Verteilungsprotokollen ist entwickelt worden, wobei weitere noch in der Entwicklung sind.

Obwohl globale Zeitstandards vorliegen, so wie die Greenwich Mean Time, werden die Uhren, wenn einmal Uhren durch sie gesetzt sind, Abweichungen zeigen, was weitere Kalibrierungen nötig macht. Andere Lösungen umfassen die Verwendung von Zeitsignalen, die zum Beispiel von dem globalen Positionssystem (GPS) zur Verfügung gestellt werden. Solche Lösungen sind hochgradig unpraktisch in Endstationen zu implementieren, aufgrund einer Vielfalt von Faktoren, die die Kosten der Implementierung und des Einsatzes umfassen. GPS- Empfänger erfordern auch eine ungestörte Sicht eines großen Sektors des Himmels, was ernsthaft die Verwendung solcher Kommunikationsgeräte beschränken würde, wenn solche Lösungen implementiert werden.

Daher gibt es eine Notwendigkeit, Probleme anzusprechen, die mit Nullpunktabweichung von Uhren zwischen mehreren Uhren beim Unterstützen von Daten-Streamingservices auftreten.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Bewertungseinrichtung für die Uhr- Nullpunktabweichung zur Verfügung gestellt. Die Hardware-Implementierung der Bewertungseinrichtung umfaßt eine Gruppe von Komponenten. Ein Zeitstempel-Extraktor wird benutzt, um Zeitstempelwerte aus jedem empfangenen Datenpaket eines Datenstromes herauszuziehen. Eine arithmetische Einheit liefert einen Zeitdifferenzwert zwischen dem herausgezogenen Zeitstempelwert und einem gegenwärtigen lokalen Zeitwert für jedes empfangene Datenpaket. Eine Vergleichseinrichtung wird benutzt, um den Zeitdifferenzwert gegen einen Referenzzeitwert zu vergleichen, um festzustellen, ob jedes empfangene Datenpaket eines ist aus: einem früh erhaltenen Paket, einem zeitgerecht erhaltenen Paket und einem spät empfangenen Paket. Eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Bewertung der Uhr- Nullpunktabweichung wird zur Verfügung gestellt, basierend auf Angaben eines Ausmaßes von frühen und späten Ankunftszeiten von Paketen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bewerten einer Uhr- Nullpunktabweichung zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfaßt eine Abfolge von Schritten. Ein Zeitstempelwert, der von einer Quellenuhr erzeugt wird, wird stromabwärts der Quellenuhr aus jedem empfangenen Datenpaket eines überwachten Datenstromes herausgezogen. Ein Zeitdifferenzwert wird von dem herausgezogenen Zeitstempelwert und einem gegenwärtigen lokalen Zeitwert, der von einer lokalen Uhr zur Verfügung gestellt wird, abgeleitet. Eine Feststellung wird getroffen, ob jedes empfangene Datenpaket eines ist aus: einem früh empfangenen Paket, einem zeitgerecht empfangenen Paket und einem spät empfangenen Paket. Eine Bestimmung der Uhr-Nullpunktabweichung zwischen der Quellenuhr und der lokalen Uhr wird getroffen, indem Grade späten und frühen Eintreffens von Paketen gegen einen Anpassungs-Schwellenwert verglichen werden.

Die Erfassung der Nullpunktabweichung zwischen Uhren liefert Unterstützung für Dienst- Levelgarantien beim Bereitstellen von Daten-Streamingdiensten.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Schaubilder deutlicher, wobei:

Fig. 1 ein schematisches Schaubild ist, das einen Vergleich zwischen idealen und typischen Paketankunftsraten an einem Empfänger zeigt;

Fig. 2 ein schematisches Schaubild ist, welches Elemente zeigt, die eine Uhr- Nullpunktabweichungserfassung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung implementieren;

Fig. 3 ein schematisches Schaubild ist, das eine Normierungstabelle zeigt, welche gemäß einer bevorzugten Ausführungsform benutzt wird;

Fig. 4 ein weiteres schematisches Schaubild ist, das eine Normierungstabelle zeigt, welche gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung benutzt wird; und

Fig. 5 ein schematisches Schaubild ist, welches einen Vergleich zwischen idealer und korrigierter Wiedergabe gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist.

Es wird angemerkt, daß in den beigefügten Zeichnungen gleiche Merkmale gleiche Bezugsziffern tragen.

Genaue Beschreibung der Ausführungsformen

Der Gegenstand der Erfindung wird hierin mit Bezug auf Voice-over-Internet-Protokoll (VoIP)-Technologien dargestellt, welche Protokolle und Hardware umfassen, die ausgelegt sind, Audioströme in Telefonqualität abzutasten, zu erzeugen, zu transportieren und wiederzugeben. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen begrenzt; der Durchschnittsfachmann würde erkennen, daß die hierin vorgestellten Techniken benutzt werden können, um andere Datenströme zu verarbeiten.
Das Internet-Protokoll (IP) ist ein Open Systems Interconnection (OSI)-Layer3-Protokoll, das benutzt wird, um Pakete über paketgeschaltete Datennetzwerke von einem Endpunkt zum anderen zu transportieren. Die VoIP-Technologien arbeiten mit dem IP-Protokoll, um den Transport von Audioströmen in Telefonqualität von einem Ende zum anderen zur Verfügung zu stellen.
Abhängig von der VoIP-Implementierung kann der Datentransport von einem Endpunkt zum anderen über das verbindungslose Universal Datagram Protocol (UDP) der OSI Layer 4 oder das verbindungsorientierte Transport Control Protocol (TCP) zur Verfügung gestellt werden. Von sich heraus gibt das 19-Protokoll keine Garantien bezüglich der Lieferung von Datenpaketen, noch hat es Unterstützung zum Bereitstellen von Dienste-Levelgarantien. Typischerweise verwenden VoIP-Implementierungen andere Datentransportprotokolle, um Unterstützung von Dienste-Levelgarantien zur Verfügung zu stellen. Viele solcher Datentransportprotokolle sind ins Auge gefaßt worden, wobei die meisten von ihnen noch in der Entwicklung sind. Das Echtzeitprotokoll (RTP; Real Time Protocol) ist ein Beispiel eines Datentransportprotokolls, das versucht, Transport-Latenzzeiten beim Transportieren von Datenpaketen über paketgeschaltete Datentransportnetzwerke zu steuern.
Der hierin dargestellte Gegenstand wird beschrieben werden, indem Bezug auf das RTP- Protokoll genommen wird, das in Kombination mit den UDP/IP-Datentransportprotokollen benutzt wird. Die Kombination sorgt für den Transport von in RTP/UDP/IP eingekapselten Datenpaketen bei verringertem Gemeinaufwand. Weitere Kombinationen von Protokollen können benutzt werden, ohne die Erfindung zu beschränken.
Um Datenströme in Unterstützung von Echtzeitkommunikation zu transportieren, ist es für Sender- und Empfängerstationen (mit Bezug auf einen Datenstrom) wichtig, einig zu sein über Audiosignal-Abtast- und Wiedergaberaten. Beim Fehlen des Vertrauens auf ein Master- Taktsignal sorgt der Einsatz des RTP-Protokolls für cien Einschluß von Zeitstempelwerten, die mit Datenstrom-Abtastwerten in den Datenpaketen, die transportiert werden, eingekapselt sind.
Die folgenden Gesichtspunkte müssen beim Abtasten, Erzeugen, Transportieren und Wiedergeben von Sprachmustern für Telefondienste berücksichtigt werden:

- typische Telefonbesprechungen umfassen: nur Wiedergabe, wobei die empfangene Station beispielsweise nach Sprachanfragen hört, Station zu Station, wobei beide Stationen Sprachmuster erzeugen und transportieren, und Audiokonferenzen, bei denen ein Strom von Sprachmustern, der an einer der Stationen erzeugt wird, zu allen anderen teilnehmenden Stationen in der Audiokonferenz verteilt wird. Daher gibt es mehrere Taktsignalquellen;
- es ist bevorzugt, daß jede abtastende Quellenuhr einen unterschiedlichen zufällig ausgewählten Startzeitwert benutzt, von dem die Abtasttaktwerte ausgehen, um Datenverschlüsselungsangriffen vorzubeugen. Das RTP-Protokoll stellt eine Paketsequenzzahl zur Verfügung, die auch von einem zufällig erzeugten Startwert hochzählt, um Datenverschlüsselungsangriffen vorzubeugen. Verschlüsselung, wenn sie bei Kommunikationen notwendig ist, wird von einem höherschichtigen Protokoll zur Verfügung gestellt, das außerhalb des Umfangs des Gegenstandes liegt, der hierin beschrieben wird.
- Die Abtast- und Wiedergabeuhren müssen sich über eine Einheit der Zeit einigen und sich dieser bewußt sein, die verwendet wird, um Werte des Zeitstempels auszudrücken, der in dem RTP-Nachrichtenkopf transportiert wird. Der Zeitstempelwert wird typischerweise in Ausdrücken ganzzahliger Stempelintervalle oder Abtastintervalle ausgedrückt, wobei jedes Abtastintervall eine Dauer von 125 µs hat; und
- korrekte Wiedergabesynchronisation kann nur sichergestellt werden, wenn die Abtastrate und die Wiedergaberate im wesentlichen dieselbe sind (d. h. gut innerhalb von Toleranzen des menschlichen Hörsystems). Die Abtast- und Wiedergaberaten, beim Fehlen eines Mastertaktes, sind abhängig von deren jeweiligen Datenmengenraten (pacing rates).

Ein Durchschnittsfachmann würde verstehen, daß sowohl die Abtastuhr als auch die Wiedergabeuhr eine leicht unterschiedliche Datenmengenrate entwickeln kann. Die Entwicklung einer leicht unterschiedlichen Datenmengenrate durch eine Uhr wird in der Technik als Uhr- Drift oder Uhr-Nullpunktabweichung beschrieben.
Ungeachtet dessen, ob die Abtast- oder Wiedergabeuhr die leicht unterschiedliche Datenmengenrate oder Schrittrate entwickelt, ist es zweckmäßiger, die Abtastuhr als eine absolute Uhr zu betrachten, während die Wiedergabeuhr als diejenige betrachtet wird, die vom Absolutwert abweicht. Nur relative Uhr-Nullpunktabweichung ist wichtig. Das Treffen dieser Wahl reduziert jede der oben vorgestellten Telefongesprächs-Konfigurationen auf einen Kombination nur von Wiedergabe-Telefongesprächen. Eine Telefonbesprechung von Station zu Station entspricht zwei Telefonbesprechungen nur mit Wiedergabe. Bei einer Audiokonferenz können abgetastete Audiodaten so betrachtet werden, als würden sie zu jedem der anderen Teilnehmer in der Audiokonferenz in individuellen Telefonbesprechungen nur mit Wiedergabe geschickt werden.
Daher muß die Erfassung von Nullpunktabweichungen der Uhr stromabwärts der VoIP- Quellenstationen durch Vorrichtungen durchgeführt werden, welche Ausstattung in bezug auf die VoIP empfangende Station umfaßt, ist jedoch darauf nicht beschränkt.
Daher sind nur drei relevante Stücke Information an einem Datennetzwerkknoten verfügbar, der VoIP-Dienst stromabwärts einer Quelle zur Verfügung stellt:

- Die Sequenzzahl des VoIP-RTP-Datenpaketes (IP-Pakete werden nicht notwendigerweise in Abfolge transportiert);
- der Zeitstempelwert, der in dem RTP-Nachrichtenkopf gehalten wird, der repräsentativ für die relative Zeit ist, zu der die Datenmuster erzeugt wurden (ausgedrückt in Vielfachen von 125 µs); und
- der gegenwärtige Zeitwert des Datennetzwerkknotens, an dem Sprachmuster- Datenpakete empfangen werden (ausgedrückt in Vielfachen von 125 µs).

Fig. 1 ist ein Schaubild, das einen Vergleich zwischen einem idealen und einem typischen Pacing zweier Uhren relativ zueinander zeigt, wie es an einer Station beobachtet wird, welche einen Datenstrom für Echtzeit-Wiedergabe empfängt.
Fig. 1A stellt die ideale Situation dar, bei der keine wahrnehmbare relative Nullpunktabweichung zwischen der Abtast- und der Wiedergabeuhr vorliegt. Der Graph 100 zeigt eine monoton ansteigende Variation von empfangenen Zeitstempelwerten mit jedem empfangenen Paket n + i in dem Datenstrom.
Der Graph 110 ist repräsentativ für eine Variation in der Ankunftszeit zwischen empfangenen Paketen n + i eines Datenstroms, wie sie mit Uhrsignalen von 125 µs an der empfangenen Station gemessen werden. Der Graph 110 ist nicht glatt, aufgrund von Synchronisationsstörungen, die durch die Pakete n + i ausgelöst werden, während sie im Transport zwischen der Quelle und der empfangenen Station sind. Es ist möglich, wie zuvor angesprochen, daß die Pakete, die dem Strom zugewiesen sind, außerhalb ihrer Abfolge ankommen. Dies ist schematisch in dem Schaubild gezeigt, wobei das Paket n + 2 vor dem Paket n + 1 angekommen ist.
Auf einer kleinen Zeitskala überschattet die Größe der Synchronisationsstörungen die Nullpunktabweichung der Uhr, da der Variationswert der Synchronisationsstörung viel größer sein kann als der Grad der Nullpunktabweichung der Uhr. Es wird angenommen, daß die Synchronisationsstörungen durch Paketverarbeitung erzeugt werden, welche, für die stabile paketgeschaltete Datentransportausrüstung und somit paketgeschaltete Datentransportnetzwerke, einen begrenzten Mittelwert hat.
Wenn daher Ankunftszeiten von empfangenen Paketen über lange Zeit überwacht werden, können relative Variationen der Uhrschrittrate bestimmt werden. Ein laufender Mittelwert der Ankunftszeiten der Pakete n + i kann an dem Empfangsendpunkt berechnet werden. Der Graph 120 entspricht dem laufenden Mittelwert, der den Ankunftszeiten der Pakete n + i zugewiesen ist. In dem gezeigten idealen Szenario gibt es keine wahrnehmbare relative Nullpunktabweichung der Uhr, die Graphen 100 und 120 sind parallel und durch eine konstante Zeitdauer beabstandet, die mit "d_ref" markiert ist.
Fig. 1B ist repräsentativ für ein Szenario, bei dem die Quellenuhr an der Empfängerstation so wahrgenommen wird, daß sie schneller läuft, aufgrund eines wahrgenommenen schnellen Empfanges von Paketen. Ein schneller Empfang von Paketen kann durch eine schwächere Steigung des Graphes 120 im Vergleich zu der des Graphen 100 bestimmt werden. Dies natürlich kann auch durch eine tatsächlich langsam lautende Uhr hervorgerufen werden, die dem Empfangsendpunkt zugeordnet ist. Wie oben erwähnt, ungeachtet dessen, welche Uhr Nullpunktabweichung zeigt, wird angenommen, daß die Quellenuhr absolut ist, und es wird angenommen, daß die Empfängeruhr vergleichsweise langsamer läuft.
In einem solchen Fall, wenn die Empfängeruhr benutzt wird, um den Audiostrom wiederzugeben, würde die Wiedergabe eher langsam im Vergleich zu der Geschwindigkeit zu sein, mit der die Muster erzeugt wurden, und würden daher weniger Muster wiedergeben, als per Einheitszeit empfangen werden. Dies Situation kann zur Sättigung des Datenstromes und zu Überlaufbedingungen des Puffers führen. Der Zuhörer würde eine relativ langsame Wiedergabe erfahren, eingestreut mit diskontinuierlicher wechselhafter Sprache, wenn Pakete aus überlaufenen Puffern ausgestoßen werden und daher bei der Wiedergabe fehlen. Wie oben angesprochen ist das menschliche Hörsystem in gewissem Maße tolerant, jedoch können schwere Nullpunktabweichungen der Uhr zu Unbehagen führen.
Fig. 1C ist repräsentativ für ein Szenario, in dem die Quellenuhr durch das Empfängerende so wahrgenommen wird, daß sie langsam läuft, aufgrund eines wahrgenommenen langsamen Empfangs von Paketen. Ein langsamer Empfang von Paketen kann aus einer steileren Steigung des Graphen 120 im Vergleich zu der des Graphen 100 bestimmt werden. Dies kann natürlich auch durch eine tatsächlich schnell laufende Uhr hervorgerufen werden, die dem Empfängerende zugeordnet ist. Wie oben beschrieben, ungeachtet dessen wird die Quellenuhr angenommen, absolut zu sein, und für die Empfängeruhr wird angenommen, daß sie vergleichsweise schneller läuft.
Wenn in einem solchen Fall die Empfängeruhr benutzt wird, um den Audiostrom wiederzugeben, würde die Wiedergabe schnell im Vergleich zu der Geschwindigkeit sein, mit der die Datenstrommuster erzeugt wurden, und daher würde der Empfänger mehr Muster wiedergeben, als pro Einheitszeit empfangen werden. Die Situation kann zum Aushungern des Datenstromes und zu Unterlaufbedingungen des Puffers führen. Der Zuhörer würde eine relativ schnelle Wiedergabe erfahren, darin eingestreut relativ lange Perioden ungemütlicher Ruhe, wenn anschließend empfangene Pakete den Datenstrom aufholen. Das menschliche Hörsystem ist in gewissem Maße tolerant, jedoch können schwere Nullpunktabweichungen der Uhr zu Unbehagen führen.
Gemäß der Erfindung wird ein Versuch gemacht, mit der Absicht des anschließenden Korrigierens, die Nullpunktabweichung des Taktsignals zwischen der Quellenuhr und der Wiedergabeuhr zu erfassen. Die Beschreibung hierin wird sich auf das Erfassen der Nullpunktabweichung der Uhr konzentrieren, wobei sie nur Bezug auf Verfahren des Korrigierens der Nullpunktabweichung der Uhr geben wird. Das Korrigieren der Nullpunktabweichung des Taktsignals ist ein eigenes Forschungsgebiet. Verfahren und Vorrichtungen zum Erfassen der Nullpunktabweichung der Uhr werden hiernach dargestellt.
Fig. 2A ist ein schematisches Schaubild, welches Elemente zeigt, die die Erfassung der Nullpunktabweichung implementieren. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Bewertungseinrichtung 200 für die Nullpunktabweichung der Uhr, hardwaremäßig ausgelegt, zur Verfügung gestellt.
Dem Durchschnittsfachmann ist wohl bewußt, daß der laufende Mittelwert, der oben angesprochen ist, ebenso wie das Durchführen von Divisionen beim Berechnen des Mittelwertes, schwierig in Hardware zu implementieren sind. Wenn man einen laufenden Mittelwert verwendet, würde das zur Verfügung gestellte Ergebnis eine Anzeige ergeben, daß eine relative Nullpunktabweichung der Uhr vorliegt, den Typ der Nullpunktabweichung und das Ausmaß der Nullpunktabweichung der Uhr.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liefert das Implementieren eines laufenden Mittelwertes mehr Information als notwendig ist, da das Ausmaß der Nullpunktabweichung der Uhr darin enthalten ist, wenn man Angaben zur und den Typ der Nullpunktabweichung der Uhr sobald wie möglich erfaßt.
Gemäß einer beispielhaften Hardwareimplementierung der Bewertungseinrichtung 200, die hierin vorgestellt wird, wird ein relativ langes Zeitintervall, das als eine Epoche bezeichnet wird, gewählt, um die Bewertung einer Anzahl empfangener Pakete einzuschließen, damit die Synchronisationsstörungen beim Bewerten von Nullpunktabweichungen der Uhr ausgeglättet werden. Typische Sprachabtastverfahren erzeugen alle 125 µs ein Sprachmuster. Menschliche Hörtoleranzen, oben angesprochen, liegen in der Größenordnung von 1 ms. Wenn die Bewertungsepoche zu kurz ist, dann ist die Ausgabe, die von der Bewertungseinrichtung 200 zur Verfügung gestellt wird, hochgradig korreliert zu der Synchronisationsstörung und mißt sie tatsächlich. Wenn die Epochenbewertungsdauer zu lang ist, dann ist die Wiedergabe dem Unbehagen, oben angesprochen, unterworfen. Feldversuche haben gezeigt, daß Epochenzeiten von 1-2 s einen Ausgleich zwischen einer komfortablen Wiedergabe unter allgemein vorherrschenden Bedingungen ergeben, wobei die enthaltenen Rechengemeinlasten zur Erfassung der Nullpunktabweichung der Uhr minimiert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Dauer jeder Epoche gewählt werden, um QoS-Parameter zu optimieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Nullpunktabweichung der Uhr basierend auf erfaßten Diskrepanzen zwischen d_ref und berechneten Differenzen "d" zwischen dem Zeitstempelwert und der Ankunftszeit jedes empfangenen Paketes eines Datenstromes, der von der Bewertungseinrichtung 200 überwacht wird, bewertet.
Ein Paketstrom 202 wird an einer Datennetzwerkeinrichtung empfangen, welche Nullpunktabweichungen der Uhr über einen Eingangsport 204 bewertet. Der Paketstrom 202 unterscheidet sich von anderen Datenpaketen, die über den Port 204 transportiert werden, da bevorzugte Verfahren verwendet werden, die in der ebenfalls anhängigen Patentanmeldung DE 102 60 453.3 beschrieben sind, mit dem Titel Generischer Nachrichtenkopf-Parser für die Unterstützung von Paketsprachlösungen, die vom Datentransportprotokoll unabhängig sind. Der entsprechende Zeitstempelwert 208 wird aus jedem empfangenen Datenpaket in dem Strom 202 herausgezogen 206.
Ein Wiedergabe-Zeitgeber 210 stellt die gegenwärtige Wiedergabezeit 212 zur Verfügung. Die gegenwärtige Wiedergabezeit 212 kann aus einer Systemuhr 214 abgeleitet werden.
Basierend auf dem Zeitstempelwert 208 und der gegenwärtigen Wiedergabezeit 212 berechnet ein Subtrahierer 216 die Differenz d 218 für jedes empfangene Paket.
Die Hardwareimplementierung nutzt eine Gruppe von Zählern aus, wobei alle beim Anfahren auf Null zurückgesetzt werden, ebenso wie beim Ablauf (240) jeder Epoche. Die Gruppe aus Zählern umfaßt:

- einen Epochenzähler 220, dessen Überlaufbedingung das Ende einer Epoche signalisiert,
- einen Zähler 222, der dem Extraktionsschritt 206 zugewiesen ist, welcher die Gesamtanzahl von Paketen zusammenzählt, die während einer Epoche empfangen worden sind,
- einen Zähler 224, der die Anzahl von Paketen zusammenzählt, die während einer Epoche früh empfangen worden sind, und
- einen Zähler 226, der die Anzahl von Paketen zusammenzählt, die während einer Epoche spät empfangen worden sind.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Angabe der Nullpunktabweichung der Uhr abgeleitet von:

- dem Prozentanteil von Paketen, die während einer Epoche spät empfangen worden sind, normiert auf die Gesamtanzahl von empfangenen Paketen während der Epoche, und
- dem Prozentanteil von Paketen, die während einer Epoche früh empfangen worden sind, normiert auf die Gesamtanzahl von empfangenen Paketen während der Epoche.

Der Wert d (128) wird bevorzugt parallel Entscheidungsblöcken 230 und 232 zur Verfügung gestellt. Für jeden neu berechneten Wert d bestimmt der Entscheidungsblock 230 ob das entsprechende Paket früh empfangen worden ist, und der Entscheidungsblock 232 bestimmt, ob das entsprechende Paket spät empfangen worden ist.
Die Entscheidung, daß das Paket früh empfangen worden ist, das heißt d < d_ref, wird verwendet, um den Zähler 224 um 1 zu erhöhen 234. Die Entscheidung, daß das Paket spät empfangen wurde, das heißt d > d_ref, wird verwendet, um den Zähler 226 um 1 zu erhöhen 236. Pakete, die zeitgerecht angekommen (d = d_ref) tragen nur zur Gesamtzahl der Pakete bei, die während der Epoche empfangen worden sind, gezählt von dem Zähler 222.
Der Prozeß des Überprüfens von Paketen wird über die Dauer jeder Epoche fortgeführt, bis der Epochenzeitzähler 220 überläuft.
Der Wert des Zählers 222, der die Gesamtanzahl der Pakete hält, welche während der Epoche empfangen worden sind, wird als ein Index in eine Tabelle 300 benutzt. Die Tabelle 300 wird verwendet, um normierte Anpassungs-Schwellen zur Verfügung zu stellen, um eine Angabe der Nullpunktabweichung der Uhr zu erzeugen. Die Tabelle umfaßt: eine Gruppe von Werten R_0 bis R_m, die repräsentativ der Menge der Gesaml:zahl der Pakete sind, die typischerweise während einer Epoche empfangen werden, und eine dazu in bezug stehende Gruppe von Werten T_0 bis T_m-1, die repräsentativ für entsprechende normierte Anpassungs-Schwellen sind. Unterschiedliche Implementierungen können benutzt werden, wie es bei 300 in Fig. 3 und bei 400 und Fig. 4 gezeigt ist. Ein Ausgleich muß geschaffen werden zwischen der Anzahl der Tabelleneinträge in bezug auf die Implementierungskosten und die Genauigkeit der Normierung, die zur Verfügung gestellt wird.
Gemäß der Erfindung berücksichtigt die Normierung in bezug auf die Gesamtanzahl der empfangenen Pakete Zeitperioden, in denen keine Muster transportiert werden, in Verbindung mit dem überwachten Datenstrom aufgrund von Ruhe an der Ursprungsstation.
Gemäß einer bevorzugten Implementierung der Erfindung wird beim Überlaufereignis 240 der Wert des Zählers 222 parallel in eine Gruppe von Komparatoren 242 geladen. Ein Komparator 242 wird für jeden R-Eintrag in der Tabelle 300 benutzt. Jeder Komparator 242 bestimmt, ob die Gesamtanzahl von empfangenen Paketen während der gerade beendeten Epoche größer ist als der entsprechende R-Wert. Folglich wird eine sequentielle Anzahl von Komparatoren 242 einen logischen hohen Wert ausgeben, und eine verbleibende sequentielle Anzahl von Komparatoren 242 wird einen logisch niedrigen Wert ausgeben.
Die Ausgabe der Komparatoren 242 wird an eine Bank aus UND-Gattern 244 in sequentiellen Paaren gegeben. Einer der Eingänge jedes UND-Gatters 244 wird negiert, so daß nur eines der UND-Gatter 244 einen logisch hohen Wert ausgeben wird. Das UND-Gatter 244, das den logisch hohen Wert ausgibt, entspricht unmittelbar höheren und unmittelbar niedrigen R- Werten um die Gesamtanzahl von Paketen, die während der gerade abgelaufenen Epoche empfangen worden sind.
Die Ausgaben der UND-Gatter 244 werden über UND 246 mit entsprechenden T-Werten verknüpft, und die sich ergebenden Ausgaben werden über ODER 248 verknüpft. Da nur ein UND-Gatter 244 ein logisch hohes Signal ausgibt, wird der entsprechende T-Wert durch das ODER-Gatter 248 ausgegeben 250.
Gemäß einer weiteren Implementierung der Erfindung wird die Körnigkeit der Einträge in Tabelle 400 durch einzelne R-Einträge spezifiziert, deren niederwertigste Ziffern weggelassen sind. Ein Bereich einer Gesamtanzahl empfangener Pakete 222 würde einem R-Eintrag entsprechen. Wie in Fig. 2B gezeigt, würden die Komparatoren 242 die Gesamtanzahl der empfangenen Pakete direkt an einen R-Eintrag anpassen. (d. h. die höchstwertigen Ziffern der jeweiligen binären Darstellungen würden passen), daher ist die Verwendung von UND-Gattern 244 nicht notwendig.
Die Anordnung von Komparatoren, Gattern und Tabellenregistern, die in den obigen Implementierungen beschrieben worden sind, liefern den koirekten normierten T-Wert der Anpassungsschwelle in einem Taktzyklus, abgeleitet von dem Überlaufereignis 240. Der normierte Schwellenwert T (250), der der Gesamtanzahl von empfangenen Paketen für jede soeben abgelaufene Epoche entspricht, wird an zwei Entscheidungsblöcke 252 und 254 geliefert. Jeder der Entscheidungsblöcke 252/254 bestimmt 256/258, ob die Anzahl der frühspät empfangenen Pakete jeweils die Anpassungsschwelle T überschreitet.
Die Ausgaben 256 und 258 werden an einen Kompensationsblock 260 für die Nullpunktabweichung der Uhr geliefert, um die notwendigen Anpassungen beim Wiedergeben des Audiostroms durchzuführen.
Eine Kopie des Überlaufereignisses 240 wird verzögert und anschließend benutzt, um alle Zähler auf Null zu initialisieren, um die Bewertungseinrichtung 200 für die nächste Epoche bereitzumachen.
Eine Vielfalt von Kompensationstechniken kann implementiert werden, einschließlich: Anpassen der Schrittrate des Wiedergabe-Zeitgebers 210, Signalisieren an einen Wiedergabe- Stromgenerator 270, wann Muster zu dem Ausgabestrom 272 addiert oder davon fallengelassen werden, Fallenlassen/Einfügen von Paketen in einen Paketpuffer 274 usw. Die Kompensation der Nullpunktabweichungen der Uhr geht über den Umfang der vorliegenden Beschreibung hinaus und kann sogar umfassen, daß eine Rückkopplung zu der Quelle bereitgestellt wird.
Fig. 5 ist ein schematisches Schaubild, das einen Vergleich zwischen einer idealen und korrigierten Wiedergabe gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 5A ist repräsentativ für den Fall, in dem keine wahrnehmbare Nullpunktabweichung der Uhr zwischen der abtastenden Uhr und der Wiedergabeuhr vorliegt, wobei die Variationen in empfangenen Zeitstempelwerten 100 und Wiedergabezeiten 500 parallele lineare Graphen haben.
Fig. 5B ist repräsentativ für die korrigierte schnelle Wiedergabe 500 aufgrund der Nullpunktabweichung der Uhr, die angepaßt wird, entsprechend dem gezeigten Beispiel jede zweite Epoche.
Fig. 5C ist repräsentativ für korrigierte langsame Wiedergabe 500 aufgrund der Nullpunktabweichung der Uhr, die angepaßt wird, gemäß dem gezeigten Beispiel jede vierte Epoche.
Der Wert von d_ref muß bereitgestellt werden, um die oben vorgestellten Verfahren und Vorrichtungen benutzten zu können. Eine Vielzahl von Verfahren kann benutzt werden, um den Wert von d_ref abzuleiten, ohne daß man sich vom Gedanken der Erfindung entfernt.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein mittlerer d_ref-Wert aus dem ersten Paar der berechneten d-Werte erhalten. Ein einfacher Weg, einen solchen mittleren d_ref-Wert zu implementieren, ist es, 2ⁿ-Werte zu akkumulieren und die binären Darstellung des Ergebnisses n-mal zu verschieben, um die niederwertigsten Bits zu entsorgen. Es können Situationen auftreten, in denen die ausgewählten d-Werte für die Berechnung von d_ref schwer durch Synchronisationsstörungen kontaminiert sind, wobei in diesem Fall der sich ergebende d_ref-Wert ungeeignet ist. Die Berechnung von d_ref kann bei den ersten Paketen durchgeführt werden, die nach den Anpassungen der Nullpunktabweichung der Uhr empfangen werden, um eventuell auf einen d_ref-Wert einzustellen. Es muß aufgepaßt werden, daß man nicht die Bedingungen für eine positive Rückkopplung schafft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Wert von d_ref aus Ping- Zeiten zwischen der Datennetzwerkausstattung, die die Bewertung der Nullpunktabweichung der Uhr durchführt, und der Datennetzwerkausstattung, welche die Zeitstempel in die Datenpakete des überwachten Datenstroms einkapselt, bestimmt. Wieder kann die Mittelung von Ping-Zeiten ohne Division durchgeführt werden, indem n-mal binäre Darstellungen von 2ⁿ akkumulierten Stoßzeiten verschoben werden.
Wie oben angesprochen soll verstanden werden, daß obwohl die Erfindung mit Bezug auf die Verarbeitung eines Einweg-Datenstroms dargestellt worden ist, die Erfindung gleichermaßen gut auf alle Anrufszenarien anwendbar ist.
Weiter wird verstanden, daß irgendeine Anzahl von Vorrichtungen zwischen der Datenstrom- Erzeugerstation und der Wiedergabestation benutzt werden, einschließlich Datenstrommischern. In vielen Fällen stempeln die Datenstrommischer die Datenpakete erneut mit neuen Zeitstempelwerten, die durch Quellenuhren an den Mischvorrichtungen erzeugt werden. Die Erfindung braucht daher nicht notwendigerweise auf das Überwachen des Abtastens und der Wiedergabe-Taktschrittraten beschränkt zu werden und kann auch benutzt werden, um Quellenuhr-Schrittraten zu bestimmen. Die Erfindung braucht nicht notwendigerweise nur in Ausstattung implementiert zu werden, die mit einer Empfängerstation verbunden ist; ein Eingabeende von anderen Vorrichtungen, so wie Mischern, kann auch die Vorrichtung einsetzen und hierin vorgestellte Verfahren implementieren. Als solche kann die Bestimmung der Nullpunktabweichung der Uhr zwischen jeder Quellenuhr und einer lokalen Uhr durchgeführt werden, die der Bewertungseinrichtung 200 zugewiesen sind.
Die dargestellten Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft, und der Durchschnittsfachmann würde erkennen, daß Variationen bei den oben beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne daß man sich vom Gedanken der Erfindung entfernt. Der Umfang der Erfindung ist ausschließlich durch die angefügten Ansprüche definiert.
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

1. Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung von Uhren, mit

a) einem Zeitstempel-Extraktor zum Herausziehen von Zeitstempelwerten aus jedem empfangenen Datenpaket eines Datenstromes, wobei die Zeitstempelwerte von einer Quellenuhr erzeugt werden;

b) einer Arithmetikeinheit, die einen Zeitdifferenzwert zwischen dem Zeitstempelwert, der aus jedem empfangenen Datenpaket herausgezogen worden ist, und einem gegenwärtigen lokalen Zeitwert, der von einer lokalen Uhr abgeleitet wird, zur Verfügung stellt;

c) einer Vergleichseinrichtung, welche den Zeitdifferenzwert gegen einen Zeitreferenzwert vergleicht, um zu bestimmen, ob jedes empfangene Datenpaket eines ist aus: einem früh empfangenen Paket, einem zeitgerecht empfangenen Paket und einem spät empfangenen Paket; und

d) einer Einrichtung zum Bereitstellen einer Bewertung einer Nullpunktabweichung von Uhren, basierend auf Angaben über ein Ausmaß früher und später Ankünfte von Paketen.

2. Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung von Uhren nach Anspruch 1, wobei die Bewertungseinrichtung weiter aufweist:

a) einen Epochenzähler, der mit der Zeit vorrückt, wobei dessen Überlaufereignis eine Bewertungsepoche markiert;

b) einen Zähler, der eine Gesamtanzahl empfangener Pakete während der Bewertungsepoche aufaddiert; und

c) eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Anpassungsschwelle, normiert auf die Gesamtanzahl empfangener Pakete während der Bewertungsepoche.

3. Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung von Uhren nach Anspruch 2, bei der die Einrichtung zum Bereitstellen der Anpassungsschwelle weiter aufweist: eine Nachschlagetabelle mit einer Vielzahl von Einträgen für Anpassungsschwellen, wobei jeder Eintrag für Anpassungsschwellen einem Bereich der Gesamtanzahl empfangener Pakete während der Bewertungsepoche entspricht.

4. Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung von Uhren nach Anspruch 3, bei der die Nachschlagetabelle weiterhin paarige Bereichseinträge aufweist, welche jeden der Bereiche bezeichnen, die jeden der Vielzahl der Einträge für Anpassungsschwellen entspricht.

5. Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung von Uhren nach Anspruch 4, bei der die Nachschlagetabelle weiterhin einen Komparator für jeden der gepaarten Bereichseinträge aufweist, wobei der Komparator die Gesamtanzahl der empfangenen Pakete während der Bewertungsepoche mit dem Bereichseintrag vergleicht, um festzustellen, ob die Gesamtanzahl empfangener Pakete den Wert überschreitet, der durch den Bereichseintrag festgelegt ist.

6. Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung von Uhren nach Anspruch 5, bei der die Nachschlagetabelle weiterhin ein UND-Gatter für jedes der Paare der Bereichseinträge aufweist, wobei das UND-Gatter als eine erste Eingabe die Ausgabe des Komparators, die einem der gepaarten Bereichseinträge entspricht, und als eine zweite Eingabe die negierte Ausgabe des Komparators, die den anderen der gepaarten Bereichseinträge entspricht, erhält, um einen logisch hohen Wert auszugeben, wenn die Gesamtanzahl der empfangenen Pakete während der Epoche innerhalb des bezeichneten Bereiches ist, wobei die Ausgabe des UND-Gatters anschließend benutzt wird, um die entsprechende Anpassungsschwelle auszugeben.

7. Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung von Uhren nach Anspruch 3, bei der die Nachschlagetabelle weiterhin einen Bereichseintrag aufweist, der jeden der Bereiche bezeichnet, wobei jeder Bereichseintrag eine Spezifikation hält, welche nur die höchstwertigen Bits festlegt.

8. Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung von Uhren nach Anspruch 7, bei der die Nachschlagetabelle weiterhin einen Komparator für jeden der Bereichseinträge aufweist, wobei der Komparator die Gesamtanzahl empfangener Pakete während der Bewertungsepoche mit dem Bereichseintrag vergleicht, um festzustellen, ob die Gesamtanzahl empfangener Pakete gleich dem Wert ist, der durch den Bereichseintrag festgelegt ist, wobei die Ausgabe des Komparators anschließend benutzt wird, um die entsprechende Anpassungsschwelle auszugeben.

9. Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung von Uhren nach Anspruch 2, bei der die Einrichtung zum Bereitstellen der Bewertung der Nullpunktabweichung von Uhren weiter aufweist:

a) einen Zähler für spät empfangene Pakete zum Zählen von Ereignissen später Ankünfte von Paketen, um die Angabe des Ausmaßes von späten Ankünften von Paketen zur Verfügung zu stellen;

b) einen Zähler für früh empfangene Pakete zum Zählen von Ereignissen von frühen Ankünften von Paketen, um die Angabe des Ausmaßes von frühen Ankünften von Paketen zur Verfügung zu stellen; und

c) ein Paar Komparatoren für die Bewertung von. Nullpunktabweichungen, wobei jeder der Komparatoren für die Nullpunktabweichung, ausgelöst durch das Überlaufereignis, die Angabe des Ausmaßes der späten Ankunft von Paketen und das Ausmaß der frühen Ankunft von Paketen gegen die normiere Anpassungsschwelle vergleicht.

10. Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung von Uhren nach Anspruch 1, bei der die Bewertungseinrichtung für die Nullpunktabweichung der Uhr weiter eine Einrichtung zum Erzeugen des Referenzzeitwertes aufweist.

11. Verfahren zum Erfassen der Uhr-Nullpunktabweichung zwischen zwei Uhren, das die Schritte aufweist:

a) Herausziehen eines Zeitstempelwertes, der von einer Quellenuhr erzeugt wird, aus jedem empfangenen Paket eines überwachten Datenstromes stromabwärts der Quellenuhr;

b) Ableiten eines Zeitdifferenzwertes zwischen dem Zeitstempelwert und einem gegenwärtigen lokalen Zeitwert, der von einer lokalen Uhr zur Verfügung gestellt wird;

c) Bestimmen, ob jedes empfangene Datenpaket eines ist aus: einem früh empfangenen Paket, einem zeitgerecht empfangenen Paket und einem spät empfangenen Paket;

d) Feststellen, ob Uhr-Nullpunktabweichung zwischen der Quellenuhr und der lokalen Uhr vorliegt, indem Grade von späten und frühen Ankünften von Paketen gegen einen Anpaßschwellenwert verglichen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Bestimmen, ob Uhr-Nullpunktabweichung zwischen der Quellenuhr und der lokalen Uhr vorliegt, wobei das Verfahren weiter einen Schritt des Vergleichens des Grades von spät und früh empfangenen Paketen gegen einen normierten Anpaßschwellenwert umfaßt.

13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Bestimmen, ob Uhr-Nullpunktabweichung zwischen der Quellenuhr und der lokalen Uhr vorliegt, das Verfahren weiter einen Schritt aufweist des Bestimmens, mit einem vorgeschriebenen Zeitplan, ob Uhr-Nullpunktabweichung zwischen der Quellenuhr und der lokalen Uhr vorliegt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der vorgeschriebene Zeitplan Zeitdauern aufweist und beim Vergleichen der Grade von frühen und späten Ankünften von Paketen gegen die Anpaßschwelle das Verfahren einen vorangehenden Schritt des Bereitstellens der Anpaßschwelle, normiert auf eine Gesamtanzahl von I>atenpaketen, die während einer Zeitdauer empfangen wurden, aufweist.

15. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem beim Bestimmen, ob das empfangene Paket eines aus einem früh empfangenen Paket, einem zeitgerecht empfangenen Paket und einem spät empfangenen Paket ist, das Verfahren weiter einen Schritt des Vergleichens des Zeitdifferenzwertes gegen einen Referenzzeitwert aufweist.

16. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem beim Bestimmen, ob das empfangene Paket eines aus einem früh empfangenen Paket, einem zeitgerecht empfangenen Paket und einem spät empfangenen Paket ist, das Verfahren weiter die Schritte aufweist:

a) Aufaddieren einer Anzahl von frühen Ankünften von Paketen, um den Grad der fiihen Ankünfte von Paketen festzulegen; und

b) Aufaddieren einer Anzahl von späten Ankünften von Paketen, um den Grad der späten Ankünfte von Paketen festzulegen.

17. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Verfahren weiter den Schritt des Erzeugens des d_ref-Wertes aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem beim Erzeugen des Referenzzeitwertes das Verfahren weiter einen Schritt des Mitteins einer Vielzahl von Zeitdifferenzwerten aufweist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem beim Mitteln einer Vielzahl von Zeitdifferenzwerten das Verfahren weiter einen Schritt des Durchführens von Bitoperationen beim Mitteln der Vielzahl der Zeitdifferenzwerte aufweist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem beim Durchführen von Bitoperationen beim Mitteln der Vielzahl von Zeitdifferenzwerten das Verfahren weiter die Schritte aufweist:

a) Akkumulieren von 2ⁿ-Zeitdifferenzwerten in ein Register, das eine binäre Darstellung hält; und

b) n-maliges Verschieben der binären Darstellung, um die niederwertigsten Bits zu entsorgen.

21. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem beim Erzeugen des Referenzzeitwertes das Verfahren weiter einen Schritt des Mitteins einer Vielzahl von Halb-Ping-Zeiten umfaßt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem beim Mitteln einer Vielzahl von Halb-Ping-Zeiten das Verfahren weiter einen Schritt des Durchführens von Bitoperationen beim Mitteln der Vielzahl von Halb-Ping-Zeiten aufweist.

23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem beim Durchführen von Bitoperationen beim Mitteln der Vielzahl der Halb-Ping-Zeiten das Verfahren weiter Schritte aufweist:

1. Aufaddieren einer Anzahl 2ⁿ von Ping-Zeiten in ein Register, das eine binäre Darstellung hält; und

2. n + 1-maliges Verschieben der binären Darstellung, um deren niederwertigste Bits zu entsorgen.