DE112010004514B4 - Verfahren,System und Computerprogrammprodukt zum Messen einer Datenübertragung von einem ersten Gerät zu einem zweiten Gerät - Google Patents
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Abstract
Description
- Hintergrund der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Informationsverarbeitungssysteme und insbesondere ein Verfahren, ein System und ein Computerprogrammprodukt zum Messen einer Datenübertragung von einem ersten Gerät zu einem zweiten Gerät. Herkömmliche Verfahren sind zum Beispiel zum Berechnen der Zeitabweichung und verschiedener anderer Parameter potentiell ineffizient.
- Ein bekanntes System ist in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr.
2008/0226004 A1 - Ein Verfahren nach dem Stand der Technik ist in der deutschen Patentschrift
DE 31 42 115 C2 offenbart. Das darin offenbarte Verfahren umfasst das Übertragen von Daten und Taktsignalen im Duplexmodus zwischen einer ersten Datenstation (DS1) und einer zweiten Datenstation (DS2). In der Nähe der zweiten Datenstation (DS2) kann eine Testschleife (PS) von Fall zu Fall aktiviert oder deaktiviert werden. Wenn die Testschleife aktiviert ist, werden die Daten von der ersten Datenstation über zwei Übertragungswege und zurück über die Testschleife zu der ersten Datenstation übertragen. Wenn die Testschleife (PS) deaktiviert ist, werden beide Datenstationen (DS1, DS2) mit einem Taktsignal (LT2) getaktet, das in der Nähe der zweiten Datenstation (DS2) erzeugt wird. Wenn die Testschleife (PS) aktiviert ist, werden die zwei Datenstationen (DS1, DS2) mit einem Taktsignal (LT1) getaktet, das in der Nähe der ersten Datenstation (DS1) erzeugt wird. - Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Messungen von Kommunikationsmetriken zu verbessern, die Takten für zwei miteinander kommunizierende Geräte zugeordnet sind.
- Zur Beschreibung von Stichproben werden regelmäßig empirische p-Quantile, auch kurz einfach nur Quantile genannt als Kennzahl verwendet. Für jede Zahl p zwischen 0 und 1 teilt - vereinfacht dargestellt - ein empirisches p-Quantil die Stichprobe so, dass ein Anteil der Stichprobe von p kleiner als das empirische p-Quantil ist und ein Anteil von 1-p der Stichprobe größer als das empirische p-Quantil ist. Ist beispielsweise eine Stichprobe von Schuhgrößen gegeben, so ist das empirische 0,35-Quantil diejenige Schuhgröße s, so dass 35 % der Schuhgrößen in der Stichprobe kleiner s sind und 65 % größer s sind. Einige p-Quantile tragen Eigennamen. Zu ihnen gehören der Median (p= 0,5), das obere Quartil und das untere Quartil sowie die Terzile, Quintile, Dezile und die Perzentile. Durch Perzentile (lateinisch „Hundertstelwerte“), auch Prozentränge genannt, wird die Verteilung in 100 umfangsgleiche Teile zerlegt. Perzentile teilen die Verteilung also in 1-%-Segmente auf. Daher können Perzentile als Quantile betrachtet werden, bei denen 100 * p eine ganze Zahl ist. So entspricht das Quantil Q0,97 dem Perzentil P97: unterhalb dieses Punktes liegen 97 % aller Fälle der Verteilung.
- Kurze Darstellung der Erfindung
- In Reaktion auf Datenübertragungen von einem ersten Gerät zu einem zweiten Gerät werden entsprechende Phasendifferenzen zwischen einem ersten Taktgeber des ersten Geräts und einem zweiten Taktgeber des zweiten Geräts geschätzt. Eine erste mittlere Phasendifferenz wird in ein Perzentil einer ersten Teilmenge der entsprechenden Phasendifferenzen berechnet. Das Perzentil ist kleiner als 100. Eine zweite mittlere Phasendifferenz wird in ein Perzentil einer zweiten Teilmenge der entsprechenden Phasendifferenzen berechnet. Die zweite Teilmenge ist eine Modifikation der ersten Teilmenge. Die zweite mittlere Phasendifferenz wird in Reaktion auf die erste mittlere Phasendifferenz und die Modifikation berechnet.
- Figurenliste
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1 ist ein Blockdiagramm eines Systems mit einem Messgerät nach einer beispielhaften Ausführungsform. -
2A ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform des Messgeräts des Systems von1 . -
2B ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Messgeräts des Systems von1 . -
2C ist ein Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform des Messgeräts des Systems von1 . -
3A ist ein Punktdiagramm einer Paketverzögerung als eine Funktion der Zeit bei einem beispielhaften Betrieb des Systems von1 . -
3B ist ein Histogramm des Punktdiagramms von3A . -
4A ist eine grafische Darstellung der Paketverzögerung als eine Funktion der Zeit für Pakete, die während eines ersten Zeitfensters bei dem beispielhaften Betrieb des Systems von1 übertragen werden. -
4B ist eine Darstellung einer Datenstruktur, die von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete erzeugt wird, die während des ersten Zeitfensters von4A übertragen werden. -
4C ist eine Darstellung eines Ringpuffers, der von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete erzeugt wird, die während des ersten Zeitfensters von4A übertragen werden. -
5A ist eine grafische Darstellung der Paketverzögerung als eine Funktion der Zeit für Pakete, die während eines zweiten Zeitfensters bei dem beispielhaften Betrieb des Systems von1 übertragen werden. -
5B ist eine Darstellung der Datenstruktur von4B , die von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des zweiten Zeitfensters von5A übertragen werden. -
5C ist eine Darstellung des Ringpuffers von4C , der von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des zweiten Zeitfensters von5A übertragen werden. -
5D ist eine Darstellung der Datenstruktur von5B , die von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des zweiten Zeitfensters von5A übertragen werden. -
5E ist eine Darstellung des Ringpuffers von5C , der von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des zweiten Zeitfensters von5A übertragen werden. -
6A ist eine grafische Darstellung der Paketverzögerung als eine Funktion der Zeit für Pakete, die während eines dritten Zeitfensters bei dem beispielhaften Betrieb des Systems von1 übertragen werden. -
6B ist eine Darstellung der Datenstruktur von5B , die von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des dritten Zeitfensters von6A übertragen werden. -
6C ist eine Darstellung des Ringpuffers von5C , der von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des dritten Zeitfensters von6A übertragen werden. -
6D ist eine Darstellung der Datenstruktur von6B , die von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des dritten Zeitfensters von6A übertragen werden. -
6E ist eine Darstellung des Ringpuffers von6C , der von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des dritten Zeitfensters von6A übertragen werden. -
7A ist eine grafische Darstellung der Paketverzögerung als eine Funktion der Zeit für Pakete, die während eines vierten Zeitfensters bei dem beispielhaften Betrieb des Systems von1 übertragen werden. -
7B ist eine Darstellung der Datenstruktur von6B , die von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des vierten Zeitfensters von7A übertragen werden. -
7C ist eine Darstellung des Ringpuffers von6C , der von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des vierten Zeitfensters von7A übertragen werden. -
8A ist eine grafische Darstellung der Paketverzögerung als eine Funktion der Zeit für Pakete, die während eines fünften Zeitfensters bei dem beispielhaften Betrieb des Systems von1 übertragen werden. -
8B ist eine Darstellung der Datenstruktur von7B , die von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des fünften Zeitfensters von8A übertragen werden. -
8C ist eine Darstellung des Ringpuffers von7C , der von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des fünften Zeitfensters von8A übertragen werden. -
8D ist eine Darstellung der Datenstruktur von8B , die von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des fünften Zeitfensters von8A übertragen werden. -
8E ist eine Darstellung des Ringpuffers von8C , der von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des fünften Zeitfensters von8A übertragen werden. -
9A ist eine grafische Darstellung der Paketverzögerung als eine Funktion der Zeit für Pakete, die während eines sechsten Zeitfensters bei dem beispielhaften Betrieb des Systems von1 übertragen werden. -
9B ist eine Darstellung der Datenstruktur von8B , die von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des sechsten Zeitfensters von9A übertragen werden. -
9C ist eine Darstellung des Ringpuffers von8C , der von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des sechsten Zeitfensters von9A übertragen werden. -
9D ist eine Darstellung der Datenstruktur von9B , die von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des sechsten Zeitfensters von9A übertragen werden. -
9E ist eine Darstellung des Ringpuffers von9C , der von dem Messgerät des Systems von1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des sechsten Zeitfensters von9A übertragen werden. -
10 ist ein Ablaufdiagramm einer ersten Operation des Messgeräts des Systems von1 . -
11A ist ein Ablaufdiagramm eines ersten Teils einer zweiten Operation des Messgeräts des Systems von1 . -
11B ist ein Ablaufdiagramm eines zweiten Teils der zweiten Operation des Messgeräts des Systems von1 . - Detaillierte Beschreibung
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1 ist ein Blockdiagramm eines in der Regel mit100 bezeichneten Systems, das ein Paketverzögerungs-Messgerät102 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aufweist. In dem System100 gibt ein Zeitsteuer-Hauptgerät104 eine Serie von Synchronisationspaketen106 (die als Zeitsteuer-Informationen dienen) über ein paketbasiertes Netzwerk108 an ein Zeitsteuer-Nebengerät110 aus. Das Zeitsteuer-Nebengerät110 empfängt die Serie von Synchronisationspaketen106 von dem Zeitsteuer-Hauptgerät104 und synchronisiert in Reaktion darauf seine Zeit- und/oder Frequenz-Operationen mit dem Zeitsteuer-Hauptgerät104 . - Auf diese Weise arbeitet das Zeitsteuer-Hauptgerät
104 als eine Synchronisationsquelle für andere Elemente (z. B. das Zeitsteuer-Nebengerät110 ) des Systems100 . Bei einem Beispiel bilden das Zeitsteuer-Nebengerät110 und ein Datenübertragungsgerät112 gemeinsam eine Zellen-Basisstation zum synchronisierten Übertragen von Informationen zwischen dem Netzwerk108 und drahtlosen Mobiltelefonen (in1 nicht dargestellt). Die Synchronisation ist aus verschiedenen Gründen wichtig (z. B. kann durch einen Verlust der Synchronisation die Qualität des Dienstes abnehmen, wie etwa verlorengegangene Anrufe und Bitverluste). - Daher führt das Zeitsteuer-Nebengerät
110 die folgenden Schritte aus: (a) Empfangen der Pakete106 von dem Netzwerk108 und (b) in Reaktion darauf Ausgeben von Zeitsteuersignalen an das Datenübertragungsgerät112 . Das Datenübertragungsgerät112 empfängt die Zeitsteuersignale von dem Zeitsteuer-Nebengerät110 , und in Reaktion darauf synchronisiert das Datenübertragungsgerät112 seine Zeit- und/oder Frequenz-Operationen mit dem Zeitsteuer-Hauptgerät104 . Auf diese Weise ist das System100 für Protokolle geeignet, die die Uhrzeit von einem Netzwerk-Element zu einem anderen übertragen, wie etwa das Precision Time Protocol (PTP) nach IEEE 1588, und für Protokolle, die herkömmliche T1/E1-Dienste mit konstanter Bitrate (CBR) über paketisierte Netzwerke übertragen, was als „Circuit Emulation Services“ (CES) bezeichnet wird. In weiteren Beispielen ist das System100 für den webbasierten elektronischen Handel, elektronische Post, Chatten, Telefonie über Internet (VoIP), kontinuierliche Übertragung von Videodaten und Internet-Fernsehen (IPTV) geeignet. - Wie in
1 gezeigt ist, weist das Zeitsteuer-Nebengerät110 Folgendes auf: einen Taktgeber114 , einen Paket-empfangen(Pkt Rx)-Zeitstempler 116, einen Verzögerungskalkulator118 und eine Servo-Logik120 . Der Taktgeber114 (a) schätzt die aktuelle Zeit („geschätzte Zeit“) und (b) gibt periodisch Zeitsteuersignale (die die geschätzten Zeiten codieren) an das Datenübertragungsgerät112 und den Zeitstempler116 aus. Der Zeitstempler116 (a) empfängt die Zeitsteuersignale von dem Taktgeber114 , (b) empfängt die Pakete106 von dem Netzwerk108 , (c) erzeugt in Reaktion auf die Zeitsteuersignale (von dem Taktgeber114 ) und auf die Pakete106 (von dem Netzwerk108 ) entsprechende „Empfangen“-Zeitstempel für die Pakete106 und (d) gibt die „Empfangen“-Zeitstempel und die Pakete106 an den Verzögerungskalkulator118 aus. Die „Empfangen“-Zeitstempel enthalten in Verbindung mit den Paketen106 entsprechende geschätzte Zeitpunkte für den Empfang der Pakete106 durch das Zeitsteuer-Nebengerät110 von dem Netzwerk108 . - In Reaktion auf die „Empfangen“-Zeitstempel und die Pakete
106 schätzt der Verzögerungskalkulator118 die Verzögerungen zwischen (a) Zeitpunkten, zu denen das Zeitsteuer-Hauptgerät104 die Pakete106 ausgibt, und (b) Zeitpunkten, zu denen das Zeitsteuer-Nebengerät110 die Pakete106 empfängt. Der Verzögerungskalkulator118 gibt diese geschätzten Verzögerungen an die Servo-Logik120 aus. In Reaktion auf diese geschätzten Verzögerungen berechnet die Servo-Logik120 automatisch Phasendifferenzen als Zeitfehler(TE)-Werte und gibt entsprechende Rückkopplungssignale an den Taktgeber114 aus. In Reaktion auf diese Rückkopplungssignale von der Servo-Logik120 stellt der Taktgeber114 seine Zeitsteuersignale (die der Taktgeber114 an das Datenübertragungsgerät112 und an den Zeitstempler116 ausgibt) so ein, dass deren Niveau der Zeit- und/oder Frequenz-Synchronisation mit dem Zeitsteuer-Hauptgerät104 erhöht wird. -
2A ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform des Messgeräts102 . In dem Beispiel von2A gibt das Zeitsteuer-Hauptgerät104 in Verbindung mit den Paketen106 entsprechende „Gesendet“-Zeitstempel an das Netzwerk108 (und ebenso an das Messgerät102 und das Zeitsteuer-Nebengerät110 ) nach dem Einschritt-PTP-Verfahren aus. Bei dem Einschritt-PTP-Verfahren gibt das Zeitsteuer-Hauptgerät104 einen Paket-assoziierten „Gesendet“-Zeitstempel in dem Paket selbst aus. - In dem Beispiel von
2A weist das Zeitsteuer-Hauptgerät104 einen Taktgeber202 , einen Paketgenerator204 und Paket-gesendet(Pkt Tx)-Zeitstempler 206 auf. Der Taktgeber202 ermittelt die aktuelle Zeit („ermittelte Zeit“). Der Paketgenerator204 erzeugt die Pakete106 und gibt sie an den Zeitstempler206 aus. Außerdem gibt der Taktgeber202 periodisch Zeitsteuersignale (die die ermittelten Zeiten codieren) an den Zeitstempler206 aus. - Der Zeitstempler
206 (a) empfängt die Zeitsteuersignale von dem Taktgeber202 , (b) empfängt die Pakete106 von dem Paketgenerator204 und (c) erzeugt in Reaktion auf die Zeitsteuersignale (von dem Taktgeber202 ) und auf die Pakete106 (von dem Paketgenerator204 ) entsprechende „Gesendet“-Zeitstempel für die Pakete106 . In Verbindung mit den Paketen106 enthalten die „Gesendet“-Zeitstempel entsprechende ermittelte Zeitpunkte für den Empfang der Pakete106 durch den Zeitstempler206 von dem Paketgenerator204 . Der Zeitstempler206 (a) modifiziert die Pakete106 durch Einfügen (in die Pakete106 ) ihrer zugehörigen „Gesendet“-Zeitstempel und durch Aktualisieren (in den Paketen106 ) ihrer Prüfsummenwerte und (b) gibt die Pakete106 (die modifiziert worden sind) an das Netzwerk108 aus. - In dem Beispiel von
2A weist das Messgerät102 einen Taktgeber208 , einen Paket-empfangen-Zeitstempler210 , einen Verzögerungskalkulator212 , ein Leistungsüberwachungsgerät214 und Nutzerschnittstellengerät216 auf. Der Taktgeber208 (a) schätzt die aktuelle Zeit („geschätzte Zeit“) und (b) gibt periodisch Zeitsteuersignale (die die geschätzten Zeiten codieren) an den Zeitstempler210 aus. Der Zeitstempler210 (a) empfängt die Zeitsteuersignale von dem Taktgeber208 , (b) empfängt die Pakete106 von dem Netzwerk108 , (c) erzeugt in Reaktion auf die Zeitsteuersignale (von dem Taktgeber208 ) und auf die Pakete106 (von dem Netzwerk108 ) entsprechende „Empfangen“-Zeitstempel für die Pakete106 und (d) gibt die „Empfangen“-Zeitstempel und die Pakete106 an den Verzögerungskalkulator212 aus. In Verbindung mit den Paketen106 enthalten die „Empfangen“-Zeitstempel entsprechende geschätzte Zeitpunkte für den Empfang der Pakete106 durch das Messgerät102 von dem Netzwerk108 . - In Reaktion auf die „Empfangen“-Zeitstempel und die Pakete
106 (die ihre zugehörigen „Gesendet“-Zeitstempel enthalten) schätzt der Verzögerungskalkulator212 die Verzögerungen zwischen (a) Zeitpunkten, zu denen das Zeitsteuer-Hauptgerät104 die Pakete106 ausgibt, und (b) Zeitpunkten, zu denen das Messgerät102 die Pakete106 empfängt. In dem Messgerät102 von2A schätzt der Verzögerungskalkulator212 für ein Paket Pn eine entsprechende Verzögerung Dn als Tn - Rn, wobei (a) Tn ein „Gesendet“-Zeitstempel für das Paket Pn ist und (b) Rn ein „Empfangen“-Zeitstempel für das Paket Pn ist. - Der Verzögerungskalkulator
212 gibt diese geschätzten Verzögerungen an das Leistungsüberwachungsgerät214 aus. Bei einer Ausführungsform empfangen das Messgerät102 und das Zeitsteuer-Hauptgerät104 (a) Zeitsteuer-Informationen von der gleichen Zeitsteuerquelle (z. B. der Zeitsteuerquelle Satellitennavigationssystem GPS) und (b) synchronisieren ihre entsprechenden Taktgeber in Reaktion auf diese Zeitsteuer-Informationen so, dass (I) ihre geschätzten Zeitpunkte relativ genau sind (im Vergleich zueinander und im Vergleich zu dieser Zeitsteuerquelle) und (II) ebenso diese geschätzten Verzögerungen von dem Verzögerungskalkulator212 relativ genau sind. - In Reaktion auf diese geschätzten Verzögerungen von dem Verzögerungskalkulator
212 berechnet das Leistungsüberwachungsgerät214 automatisch TE-Werte. Außerdem gibt in Reaktion auf Befehle, die das Leistungsüberwachungsgerät214 von einem menschlichen Nutzer218 über das Nutzerschnittstellengerät216 empfängt, das Leistungsüberwachungsgerät214 Informationen (z. B. berechnete TE-Werte, berechnete minTDEV-, berechnete percentileTDEV- und bandTDEV-Messwerte und andere Ergebnisse von Operationen des Messgeräts102 ) über das Nutzerschnittstellengerät218 zur Anzeige an den menschlichen Nutzer218 aus. Diese Anzeige kann zum Beispiel über ein Anzeigegerät (z. B. einen herkömmlichen Flachbildschirm-Monitor) des Nutzerschnittstellengeräts216 oder über ein Druckgerät (z. B. einen herkömmlichen elektronischen Drucker oder Plotter) des Nutzerschnittstellengeräts216 erfolgen. -
2B ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Messgeräts102 . In dem Beispiel von2B gibt der Zeitstempler206 in Verbindung mit den Paketen106 entsprechende „Gesendet“-Zeitstempel an das Netzwerk108 (und ebenso an das Messgerät102 und das Zeitsteuer-Nebengerät110 ) nach einem Zweischritt-PTP-Verfahren aus. Bei dem Zweischritt-PTP-Verfahren gibt der Zeitstempler206 einen Paket-assoziierten „Gesendet“-Zeitstempel aus, nachdem der Zeitstempler206 das Paket ausgegeben hat. Der Zeitstempler206 von2B ist gegenüber dem Zeitstempler206 von2A modifiziert, da der Zeitstempler206 von2A die Pakete106 durch Einfügen (in die Pakete106 ) ihrer zugehörigen „Gesendet“-Zeitstempel modifiziert. - In dem Beispiel von
2B führt der Zeitstempler210 die folgenden Schritte aus: (a) Empfangen der Zeitsteuersignale von dem Taktgeber208 , (b) Empfangen der Pakete106 und ihrer zugehörigen „Gesendet“-Zeitstempel von dem Netzwerk108 , (c) in Reaktion auf die Zeitsteuersignale (von dem Taktgeber208 ) und auf die Pakete106 (von dem Netzwerk108 ) Erzeugen entsprechender „Empfangen“-Zeitstempel für die Pakete106 und (d) Ausgeben der „Empfangen“-Zeitstempel, der Pakete106 und ihrer zugehörigen „Gesendet“-Zeitstempel an den Verzögerungskalkulator212 . In dem Beispiel von2B assoziiert der Zeitstempler210 die Pakete106 mit ihren entsprechenden „Gesendet“-Zeitstempeln entsprechend der Sequenznummer und anderer Protokoll-Header-Felder der Pakete106 und den Zeitstempeln. -
2C ist ein Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform des Messgeräts102 . In dem Beispiel von2C assoziieren das Messgerät102 und das Zeitsteuer-Nebengerät110 entsprechende Zeitsteuer-Informationen mit den Paketen106 nach dem CES-Verfahren. Bei dem CES-Verfahren wird der Zeitraum (ΔT) zwischen den Paketen in dem Zeitsteuer-Hauptgerät104 , dem Messgerät102 und dem Zeitsteuer-Nebengerät110 vorprogrammiert (z. B. 1000 Pakete je Sekunde). - Daher wird in dem Beispiel von
2C der Zeitstempler206 aus dem Zeitsteuer-Hauptgerät104 entfernt. In diesem Beispiel führt der Paketgenerator204 die folgenden Schritte aus: (a) Empfangen der Zeitsteuersignale von dem Taktgeber202 und (b) in Reaktion auf die Zeitsteuersignale (von dem Taktgeber202 ) Erzeugen und Ausgeben der Pakete106 an das Netzwerk108 in Intervallen ΔT ohne „Gesendet“-Zeitstempel. In dem Messgerät102 von2C schätzt der Verzögerungskalkulator212 für ein Paket Pn eine entsprechende Verzögerungsänderung D+ als Rn - Rn-1 - ΔT, wobei (a) Rn ein „Empfangen“-Zeitstempel für das Paket Pn ist und (b) Rn-1 ein „Empfangen“-Zeitstempel für das Paket Pn-1 (das dem Paket Pn direkt vorangeht) ist. - Der Verzögerungskalkulator
212 gibt diese geschätzten Verzögerungsänderungen an das Leistungsüberwachungsgerät214 aus. In Reaktion auf diese geschätzten Verzögerungsänderungen berechnet das Leistungsüberwachungsgerät214 automatisch die TE-Werte. Außerdem gibt in Reaktion auf Befehle, die das Leistungsüberwachungsgerät214 von einem menschlichen Nutzer218 über das Nutzerschnittstellengerät216 empfängt, das Leistungsüberwachungsgerät214 Informationen (z. B. berechnete TE-Werte, berechnete minTDEV-, berechnete percentileTDEV- und bandTDEV-Messwerte und andere Ergebnisse von Operationen des Messgeräts102 ) über das Nutzerschnittstellengerät218 zur Anzeige an den menschlichen Nutzer218 aus. -
3A ist ein Punktdiagramm der Paketverzögerung als eine Funktion der Zeit bei einem beispielhaften Betrieb des Systems100 . In dem Beispiel von3A ist das Netzwerk108 zu30 % ausgelastet und das Zeitsteuer-Hauptgerät104 gibt die Pakete106 an das Netzwerk108 mit einer Geschwindigkeit von 1000 Paketen je Sekunde aus. Wie in3A gezeigt ist, erfahren die Pakete106 variable Verzögerungen zwischen (a) Zeitpunkten, zu denen das Zeitsteuer-Hauptgerät104 die Pakete106 an das Netzwerk108 ausgibt, und (b) Zeitpunkten, zu denen das Messgerät102 die Pakete106 von dem Netzwerk108 empfängt. -
3B ist ein Histogramm des Punktdiagramms von3A . In3B gibt die horizontale Achse die Dauer der Verzögerung an, und die vertikale Achse (die eine logarithmische Skale hat) gibt die Anzahl der Pakete106 an, die eine Verzögerung mit dieser Dauer erfahren haben. In dem Beispiel von3B sind 55 Mikrosekunden die kürzeste Verzögerungsdauer. - In Reaktion auf eine Gruppe von aufeinander folgenden Datenwerten („Fenster“) berechnet das Leistungsüberwachungsgerät
214 eine Gleitfenster-Statistik, wie etwa den Gleitfenster- Mittelwert, den Gleitfenster-Medianwert, das Gleitfenster-Minimum und das Gleitfenster-Maximum. Die Gleitfenster-Statistik ist beim Filtern und Verarbeiten von Daten praktisch. Daher führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die folgenden Schritte mehrfach aus: (a) Verschieben der Fenster über die Daten, um eine neue Gruppe von aufeinander folgenden Datenwerten zu erzeugen, und (b) Berechnen einer Gleitfenster-Statistik in Reaktion auf die neue Gruppe von aufeinander folgenden Datenwerten. - In der beispielhaften Ausführungsform berechnet das Leistungsüberwachungsgerät
214 die Gleitfenster-Statistik in Reaktion auf Verzögerungsdatenwerte (wie sie z. B. in3A gezeigt sind) von dem Verzögerungskalkulator212 innerhalb eines festgelegten Perzentils und/oder Bereiches von Perzentile. Dieses Perzentil und/oder dieser Perzentil-Bereich wird von dem menschlichen Nutzer218 über das Nutzerschnittstellengerät216 festgelegt. In der beispielhaften Ausführungsform wird das Leistungsüberwachungsgerät214 für die NetzwerkSynchronisation verwendet. - In alternativen Ausführungsformen ist das Leistungsüberwachungsgerät
214 für die Signal- und Bildverarbeitung, Finanzanalyse und ähnliche Anwendungen geeignet. In der Signal- und Bildverarbeitung ist zum Beispiel ein Gleitfenster-Mittelwert bei einem Tiefpassfilter ohne Signalrückführung (FIR) mit gleichen Gewichtungen für jeden Filterabgriff zweckmäßig. Bei der Finanzanalyse sind ein Gleitfenster-Mittelwert und eine Statistik der zurückliegenden zwölf Monate (trailing twelve months; TTM) beim Ermitteln des relativen Werts von Finanzierungsinstrumenten für Kauf- oder Verkauf-Entscheidungen zweckmäßig. - In einem Beispiel berechnet das Leistungsüberwachungsgerät
214 einen Gleitfenster-Mittelwert (d. h., es dividiert die Summe aus den Datenwerten der Fenster durch die Anzahl dieser Werte), was den Einfluss des Hochfrequenzrauschens verringern kann, das möglicherweise in der Gruppe von Datenwerten vorhanden ist. Eine Summierung von Gleitfenstern ist zur Berechnung (durch das Leistungsüberwachungsgerät214 ) der Zeitabweichung (TDEV) und verschiedener anderer Parameter zum Messen der Qualität der Netzwerksynchronisation in einem Telekommunikationsnetz (z. B. dem System100 ) zweckmäßig. Durch Berechnen der TDEV ermittelt das Leistungsüberwachungsgerät214 die Änderung der Paketverzögerung. - Bei der Berechnung der TDEV berechnet das Leistungsüberwachungsgerät
214 (als TE-Werte) Phasendifferenzen zwischen dem Taktgeber202 (des Zeitsteuer-Hauptgeräts104 ) und dem Taktgeber208 (des Paketverzögerungs-Messgeräts102 ) periodisch in einem entsprechenden regelmäßigen Intervall (z. B. mindestens einmal je Sekunde) mit einer Genauigkeit in dem Bereich von 10 Nanosekunden oder besser. In Reaktion auf die Gesamtanzahl N der TE-Werte (x1 bis xN), die von dem Leistungsüberwachungsgerät214 berechnet worden sind, berechnet das Leistungsüberwachungsgerät214 die TDEV als eine Funktion von τ, wobei τ ein Beobachtungsintervall ist, das eine Teilmenge n von aufeinander folgenden TE-Werten (in der Gesamtanzahl N der TE-Werte) umfasst, gemäß der folgenden Gleichung: - Die TDEV-Gleichung hat zwei verschachtelte Summierungen, und somit nimmt ihre Komplexität im Verhältnis zum Quadrat der Anzahl der TE-Werte zu. Die innerste Summierung (bei der n Werte, beginnend mit dem Index i = j und endend mit dem Index i = n + j - 1, summiert werden) kann als drei aufeinander folgende Gleitfenster-Summierungen wie folgt berechnet werden:
- Die Komplexität der TDEV-Berechnung kann jedoch von einer Größenordnung von N2 Operationen auf eine Größenordnung von N Operationen verringert werden, indem die Berechnung der innersten Summierung (bei der n Werte, beginnend mit dem Index i = j und endend mit dem Index i = n + j - 1, summiert werden) durch eine rekursive Berechnung [dargestellt als Ti(n)] wie folgt ersetzt wird:
- Bei einem paketbasierten Netzwerk (wie etwa dem Netzwerk
108 ) ist eine herkömmliche TDEV-Berechnung zum Messen der Qualität der Netzwerksynchronisation schwierig, da (a) Pakete eine Warteschlangen-Verzögerung (beim Übertragen über das Netzwerk) erfahren können, bei der es zu einer Paketverzögerungsänderung (PDV oder Jitter) kommt, und (b) die exakte Berechnung der TE-Werte von der Überwachung einer ausreichenden Menge von Paketen abhängig ist. In einigen Fällen erfährt eine Anzahl von Paketen keine Warteschlangen-Verzögerung (bei der Übertragung über das Netzwerk), sodass sie einen minimalen TE-Wert („Untergrenze“) erreichen und dadurch mehr exakte Zeitsteuer-Informationen übertragen. Im Gegensatz dazu erfährt eine Anzahl von Paketen eine längere Warteschlangen-Verzögerung (bei der Übertragung über das Netzwerk), sodass sie einen höheren TE-Wert erreichen und dadurch weniger exakte Zeitsteuer-Informationen übertragen. Dadurch erzielt der Taktgeber114 (des Zeitsteuer-Nebengeräts110 ) (a) ein besseres Zeitsteuerverhalten in Reaktion auf Pakete, die niedrige TE-Werte haben, und (b) ein schlechteres Zeitsteuerverhalten in Reaktion auf Pakete, die hohe TE-Werte haben - Bei einem Beispiel berechnet das Leistungsüberwachungsgerät
214 die innerste Summierung (bei der n Werte, beginnend mit dem Index i = j und endend mit dem Index i = n + j - 1, summiert werden) der TDEV-Gleichung in Reaktion auf nur den minimalen TE-Wert (von den n Werten). Daher berechnet in diesem Beispiel das Leistungsüberwachungsgerät214 eine modifizierte Variante der TDEV (minTDEV) nach der folgenden Gleichung: - Dennoch ist die Berechnung von minTDEV rauschanfälliger.
- In einem anderen Beispiel berechnet das Leistungsüberwachungsgerät
214 die innerste Summierung (bei der n Werte, beginnend mit dem Index i = j und endend mit dem Index i = n + j - 1, summiert werden) der TDEV-Gleichung in Reaktion auf nur die TE-Werte innerhalb eines festgelegten Pezentils (von den n Werten). Dieses Perzentil wird von dem menschlichen Nutzer218 über das Nutzerschnittstellengerät216 festgelegt. Wenn dieses Perzentil zum Beispiel 10 beträgt, so berechnet das Leistungsüberwachungsgerät214 die innerste Summierung der TDEV-Gleichung in Reaktion auf nur die niedrigsten 10 % der TE-Werte (von den n Werten). Auf diese Weise ist diese Variante der TDEV-Berechnung (percentileTDEV) weniger rauschanfällig (im Vergleich zu der Berechnung von minTDEV), da diese Variante in Reaktion auf mehr TE-Werte berechnet wird. - Bei einem weiteren Beispiel berechnet das Leistungsüberwachungsgerät
214 die innerste Summierung (bei der n Werte, beginnend mit dem Index i = j und endend mit dem Index i = n + j - 1, summiert werden) der TDEV-Gleichung in Reaktion auf nur die TE-Werte innerhalb eines festgelegten Perzentil-Bereichs (von den n Werten). Dieser Percentil-Bereich wird von dem menschlichen Nutzer218 über das Nutzerschnittstellengerät216 festgelegt. Wenn dieser Percentil-Bereich zum Beispiel 10 bis 90 beträgt, so berechnet das Leistungsüberwachungsgerät214 die innerste Summierung der TDEV-Gleichung in Reaktion auf alle TE-Werte (von diesen n Werten) außer (a) den niedrigsten 10 % dieser TE-Werte und (b) den höchsten 10 % dieser TE-Werte. Daher können bei dieser Variante der TDEV-Berechnung (bandTDEV) die TE-Werte in diesem Percentil-Bereich durch Sortieren der TE-Werte in der folgenden Weise identifiziert werden (wobei x'(i) ein Array von sortierten TE-Werten ist): - Somit verweist x'j(i) auf das j-te Element der sortierten TE-Werte. Zum Beispiel ist x'n(i) der minimale TE-Wert (von den n Werten). Gleichermaßen stellt x'n-1(i) den maximalen TE-Wert (von den n Werten) dar. In dem Perzentil-Bereich indiziert a den niedrigsten TE-Wert und b indiziert den höchsten TE-Wert wie folgt:
- a = Untergrenze (n L)
- b = Obergrenze (n U)
- m = (b - a) + 1
-
-
- Somit berechnet das Leistungsüberwachungsgerät
214 x'band_mean, bevor es die bandTDEV berechnet. Die bandTDEV ist als ein Maß für die Leistung des Systems100 in vielen Fällen der percentileTDEV überlegen. Darüber hinaus kann die Berechnung der bandTDEV an verschiedene Situationen angepasst werden. Zum Beispiel ist das Ergebnis der Berechnung der bandTDEV (0 % bis 100 %) gleich dem Ergebnis der Berechnung der TDEV, das Ergebnis der Berechnung der bandTDEV (0 % bis 10 %) ist gleich dem Ergebnis der Berechnung der percentileTDEV (10 %), und das Ergebnis der Berechnung der bandTDEV (0 % bis 0 %) ist gleich dem Ergebnis der Berechnung der minTDEV. - Die Messwerte für die percentileTDEV und die bandTDEV lassen sich möglicherweise nur ineffizient ermitteln, insbesondere wenn zum Identifizieren der TE-Werte in dem festgelegten Perzentil und/oder Perzentil-Bereich eine große Anzahl n von TE-Werten ineffizient sortiert wird. Dennoch kann das Leistungsüberwachungsgerät
214 dadurch, dass es x'band_mean relativ effizient berechnet, auch die percentileTDEV und die bandTDEV relativ effizient berechnen. - Für die Berechnung der percentileTDEV und der bandTDEV verschiebt das Leistungsüberwachungsgerät
214 das τ-Fenster dadurch, dass es (a) den letzten oder ältesten TE-Wert aus dem τ-Fenster entfernt und (b) den nächsten oder neuesten TE-Wert in das τ-Fenster einfügt. Nach dem Verschieben des τ-Fensters führt das Leistungsüberwachungsgerät214 eine Berechnung des aktuellen x'band_mean für das τ-Fenster dadurch aus, dass es eine entsprechende Addition zu (und/oder Subtraktion von) der Summe der Berechnung eines vorhergehenden x'band_mean durchführt. Hierzu speichert das Leistungsüberwachungsgerät214 TE-Werte (a) nach dem Perzentil in einer balancierten (oder teilbalancierten) Baumstruktur, wie etwa einer Rot-Schwarz-Baumstruktur, und (b) nach der zeitlichen Reihenfolge in einem Ringpuffer mit nur einem Zeiger. Vorteilhafterweise führt das Leistungsüberwachungsgerät214 Berechnungen der percentileTDEV und der bandTDEV mit Gleitfenstern relativ effizient mit einer Komplexität von etwa O(Nlog(N)) durch. - Die
4A bis9E zeigen eine Variante des Betriebs des Leistungsüberwachungsgeräts214 , die später in Zusammenhang mit dem Ablaufdiagramm der11A und11B erörtert wird. Bei der beispielhaften Ausführungsform führt die Servo-Logik120 (des Zeitsteuer-Nebengeräts110 von1 ) Folgendes aus: (a) die gleichen Operationen (z. B. unter anderem die gleichen Berechnungen der percentileTDEV und der bandTDEV) wie das Leistungsüberwachungsgerät214 , (b) die gleichen Operationen wie das Nutzerschnittstellengerät216 und (c) andere Operationen der Servo-Logik120 . Daher gibt der Verzögerungskalkulator118 geschätzte Verzögerungen an die Servo-Logik120 aus. In Reaktion auf diese geschätzten Verzögerungen (und in Reaktion auf von dem menschlichen Nutzer218 über das Nutzerschnittstellengerät festgelegte Perzentile und andere Parameter und entsprechend diesen) führt die Servo-Logik120 die folgenden Schritte automatisch aus: (a) Berechnen der TE-Werte, (b) Berechnen der percentileTDEV und der bandTDEV genauso relativ effizient wie das Leistungsüberwachungsgerät214 und (c) Ausgeben entsprechender Rückkopplungssignale an den Taktgeber114 . In Reaktion auf diese Rückkopplungssignale von der Servo-Logik120 stellt der Taktgeber114 seine Zeitsteuersignale (die der Taktgeber114 an das Datenübertragungsgerät112 und den Zeitstempler116 ausgibt) so ein, dass deren Niveau der Zeit- und/oder Frequenz-Synchronisation mit dem Zeitsteuer-Hauptgerät104 erhöht wird. -
4A ist eine grafische Darstellung der Paketverzögerung (oder der TE-Werte) als eine Funktion der Zeit für Pakete, die während eines ersten Zeitfensters bei dem beispielhaften Betrieb des Systems100 von1 übertragen werden. Wie in4A gezeigt ist, (a) enthält der Beispieldatensatz 17 Datenpunkte mit den entsprechenden TE-Werten 9, 3, 1, 8, 2, 8, 4, 6, 1, 6, 5, 4, 7, 6, 1, 1 und 1, (b) stellt aus Gründen der Klarheit die horizontale Achse („CB-Zeiger-Sequenz“) die Zeit in Einheiten dar, die gleich den Sequenz-Ganzzahlen 1 bis 17 dieser Datenpunkte sind, und (c) führt das Leistungsüberwachungsgerät214 eine Berechnung des aktuellen x'band_mean für ein erstes τ-Fenster („Zustand 0“) durch, das die ersten n = 12 dieser Datenpunkte enthält. - In dem Beispiel von
4A führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die Berechnung von x'band_mean in einem nutzerdefinierten Durchschnittswert-Bereich von 33 bis 67 durch. Der niedrigste TE-Wert in diesem Perzentil-Bereich ist somit der viertniedrigste TE-Wert in dem τ-Fenster, da (a) das τ-Fenster n = 12 TE-Werte hat und (b) die Untergrenze des Perzentils 33 ist. Ebenso ist der höchste TE-Wert in diesem Perzentil-Bereich der achtniedrigste TE-Wert in dem τ-Fenster, da (a) das τ-Fenster n = 12 TE-Werte hat und (b) die Obergrenze des Perzentils 67 ist. - In
4A sind die vier niedrigsten TE-Werte in dem τ-Fenster 1 (d. h. der Datenpunkt 3), 1 (d. h. der Datenpunkt 9), 2 (d. h. der Datenpunkt 5) und 3 (d. h. der Datenpunkt 2), die gemeinsam die niedrigsten 33 % der TE-Werte in dem τ-Fenster bilden. Ihre Summe ist 7, die das Leistungsüberwachungsgerät214 addiert, um eine 33-%-PSUM = 7 zu berechnen, wie in4A gezeigt ist. In diesen 33 % ist der höchste TE-Wert (d. h. der 33. Perzentilwert) 3 (d. h. der Datenpunkt 2), der in4A mit einer Strichlinie umkreist ist und dessen entsprechender Datenpunkt 2 mit einem gestrichelten Dreieck auf der horizontalen Achse von4A gekennzeichnet ist. - In
4A sind darüber hinaus die nächsten vier niedrigsten TE-Werte in dem τ-Fenster 4 (d. h. der Datenpunkt 7), 4 (d. h. der Datenpunkt 12), 5 (d. h. der Datenpunkt11 ) und 6 (d. h. der Datenpunkt 8), die gemeinsam die nächstniedrigsten 34 % der TE-Werte in dem τ-Fenster bilden. Ihre Summe ist 19, die das Leistungsüberwachungsgerät214 zu der Summe der niedrigsten 33 % der TE-Werte in dem τ-Fenster addiert, um eine „34%-67%-PSUM“ = 7 + 19 = 26 zu berechnen, wie in4A gezeigt ist. In diesen 34 % ist der höchste TE-Wert (d. h. der 67. Perzentilwert) 6 (d. h. der Datenpunkt 8), der in4A mit einer Strichlinie umkreist ist und dessen entsprechender Datenpunkt 8 mit einem gestrichelten Dreieck auf der horizontalen Achse von4A gekennzeichnet ist. - Man beachte, dass in dem Beispiel von
4A der Datenpunkt 8 einen TE-Wert von 6 hat und der Datenpunkt 10 ebenso einen TE-Wert von 6 hat. Dennoch haben diese nächstniedrigsten 34 % Platz für nur einen der Datenpunkte 8 und 10. In diesem Fall hebt das Leistungsüberwachungsgerät214 den Gleichstand dadurch auf, dass es den ältesten dieser Datenpunkte (d. h. den Datenpunkt 8) für die Aufnahme in die nächstniedrigsten 34 % auswählt. Bei alternativen Ausführungsformen hebt das Leistungsüberwachungsgerät214 den Gleichstand jedoch auf andere Weise auf (z. B. auf Grund der Position eines Datenpunkts in einem Ringpuffer oder auf Grund der Speicheradresse des Datenpunkts). - Das Leistungsüberwachungsgerät
214 berechnet eine Bereichssumme (BSUM) durch Subtrahieren der 33%-PSUM von der 34%-67%-PSUM und durch anschließendes Addieren des 33. Perzentilwerts (d. h. des Datenpunkts 2, dessen TE-Wert 3 ist). Somit berechnet das Leistungsüberwachungsgerät214 die BSUM mit 26 - 7 + 3 = 22, wie in4A gezeigt ist. -
4B ist eine Darstellung einer Datenstruktur, die von dem Messgerät102 in Reaktion auf die Pakete erzeugt wird, die während des ersten Zeitfensters von4A übertragen werden. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Datenstruktur ein Rot-Schwarz-Baum. In dem Beispiel von4B ist der Baum zumindest teilweise balanciert. In anderen Beispielen ist der Baum vollständig balanciert. - In
4B sind die roten Knoten vierseitig (nicht schattiert), und die schwarzen Knoten sind sechsseitig (schattiert). Das Leistungsüberwachungsgerät214 führt die folgenden Schritte aus: (a) Assoziieren jedes Knotens mit einem entsprechenden Datenpunkt, (b) Speichern (an diesem Knoten) der Position des entsprechenden Datenpunkts in einem Ringpuffer (der später in Zusammenhang mit4C erläutert wird), und (c) optionales Speichern (an diesem Knoten) des TE-Werts des entsprechenden Datenpunkts, wie in dem Beispiel von4B gezeigt ist, wobei die TE-Werte in Klammern gesetzt sind. - Bei der beispielhaften Ausführungsform berücksichtigt der Baum Situationen, in denen (a) mehrere Datenpunkte den gleichen TE-Wert haben können und (b) das Leistungsüberwachungsgerät
214 Knoten einfügen kann, die mit entsprechenden Datenpunkten assoziiert sind, unabhängig davon, ob die TE-Werte dieser Datenpunkte ansteigen oder abfallen. Wenn das Leistungsüberwachungsgerät214 das τ-Fenster verschiebt, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die folgenden Schritte aus: (a) Löschen (aus dem Baum) eines Knotens, der mit einem entsprechenden Datenpunkt assoziiert ist, der sich aus dem τ-Fenster heraus bewegt, (b) Einfügen (in den Baum) eines Knotens, der mit einem entsprechenden Datenpunkt assoziiert ist, der sich in das τ-Fenster hinein bewegt, und (c) Umordnen von Knoten (in dem Baum), um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten. Durch Durchqueren des Baums kann das Leistungsüberwachungsgerät214 problemlos einen nächsthöchsten TE-Wert (LUNEXT-Operation) oder einen nächstniedrigsten TE-Wert (LUPREV-Operation) in dem Baum identifizieren. Das Leistungsüberwachungsgerät214 führt die Einfüge-, Lösch-, LUNEXT-, LUPREV- und anderen Lookup-Operationen relativ effizient mit einer Komplexität von ungefähr O(log(N)) durch. -
4C ist eine Darstellung eines Ringpuffers, der von dem Messgerät102 in Reaktion auf die Pakete erzeugt wird, die während des ersten Zeitfensters von4A übertragen werden. Wie in4C gezeigt ist, sind die Positionen des Ringpuffers mit 1 bis 12 nummeriert, und das Leistungsüberwachungsgerät214 hält einen Ringpufferzeiger (CBPTR), der eine aktuelle letzte Position in dem Ringpuffer identifiziert. In dem Beispiel von4C identifiziert der CBPTR die Position Nummer 12 als die aktuell letzte Position in dem Ringpuffer. In dem Ringpuffer speichert das Leistungsüberwachungsgerät214 die n = 12 TE-Werte für das τ-Fenster in chronologischer Reihenfolge. In der beispielhaften Ausführungsform ist der Ringpuffer ein zusammenhängender Bereich von Speicherplätzen, auf den die Zeiger zugreifen. Bei alternativen Ausführungsformen ist der Ringpuffer eine ringförmig verknüpfte Liste. - Wie außerdem in
4C gezeigt ist, speichert das Leistungsüberwachungsgerät214 Datenzeiger zum Berechnen der 33%-PSUM („33 Pctile PSUM“), der 34%-67%-PSUM („67 Pctile PSUM“) und der BSUM. Das Leistungsüberwachungsgerät214 speichert zum Beispiel (a) die Position des 33. Perzentilwerts in dem Ringpuffer („33 Pctile PPTR“), die die Position Nummer 2 (TE-Wert = 3) in dem Ringpuffer in dem Beispiel von4C ist, (b) die Position des 67. Durchschnittswerts in dem Ringpuffer („67 Pctile PPTR“), die die Position Nummer 8 (TE-Wert = 6) in dem Ringpuffer in dem Beispiel von4C ist, und (c) die 33 Pctile PSUM, die 67 Pctile PSUM und die BSUM. - Für das 33. Perzentil ist das PFLAG entweder 0, 1 oder Null. Wenn das PFLAG des 33. Perzentils gleich 0 war, wurde der zuletzt gelöschte TE-Wert aus der Berechnung der 33 Pctile PSUM ausgeschlossen. Umgekehrt wurde der zuletzt gelöschte TE-Wert in die Berechnung der 33 Pctile PSUM eingeschlossen, wenn das PFLAG des 33. Perzentils gleich 1 war.
- Gleichermaßen ist für das 67. Perzentil das PFLAG entweder 0, 1 oder Null. Wenn das PFLAG des 67. Perzentils gleich 0 war, wurde der zuletzt gelöschte TE-Wert aus der Berechnung der 67 Pctile PSUM ausgeschlossen. Umgekehrt wurde der zuletzt gelöschte TE-Wert in die Berechnung der 67 Pctile PSUM eingeschlossen, wenn das PFLAG des 67. Perzentils gleich 1 war.
- Wie in
5A gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 eine aktuelle Berechnung von x'band_mean für ein zweites τ-Fenster („Zustand 1“) durch, das die Datenpunkte 2 bis 13 enthält. In dem Beispiel von5A verschiebt (wie in dem Beispiel von4A) das Leistungsüberwachungsgerät214 das τ-Fenster um einen Datenpunkt nach rechts, sodass der Datenpunkt 1 (dessen TE-Wert = 9 ist) in dem τ-Fenster durch den Datenpunkt 13 (dessen TE-Wert = 7 ist) ersetzt wird. Diese beiden TE-Werte sind größer als der 67. Perzentilwert (dessen TE-Wert an der Position Nummer 8 in dem Ringpuffer gleich 6 ist), sodass die 33 Pctile PSUM, die 67 Pctile PSUM und die BSUM durch diese Ersetzung nicht modifiziert werden. - Wie in
5B gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die folgenden Schritte aus: (a) Löschen (aus dem Baum) eines Knotens, der mit dem Datenpunkt 1 assoziiert ist, der sich aus dem τ-Fenster heraus bewegt hat, und (b) Umordnen von Knoten (in dem Baum), um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten. - Wie in
5C gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 außerdem die folgenden Schritte aus: (a) Löschen (aus dem Ringpuffer) des TE-Werts an der Position Nummer 1 (d. h. der ersetzte Datenpunkt 1, dessen TE-Wert = 9 ist), (b) Verschieben von CBPTR, um die Position Nummer 1 als die aktuell letzte Position in dem Ringpuffer zu identifizieren, (c) Löschen des PFLAG des 33. Perzentils auf 0, da der zuletzt gelöschte TE-Wert (X = 9) aus der Berechnung der 33 Pctile PSUM ausgeschlossen wurde, und (d) Löschen des PFLAG des 67. Perzentils auf 0, da der zuletzt gelöschte TE-Wert (X = 9) aus der Berechnung der 67 Pctile PSUM ausgeschlossen wurde. Der zuletzt gelöschte TE-Wert ist in5C mit X = 9 angegeben, und sein Ersatz-TE-Wert ist in5C mit Y = 7 angegeben. - Wie in
5D gezeigt ist, fügt darüber hinaus das Leistungsüberwachungsgerät214 einen Knoten (in den Baum) ein, der mit dem Datenpunkt 13 assoziiert ist, der sich in das τ-Fenster hinein bewegt hat. In dem Beispiel von5D speichert das Leistungsüberwachungsgerät214 (an diesem Knoten) (a) die Position Nummer 1 des Datenpunkts 13 in dem Ringpuffer und (b) optional dessen TE-Wert 7 (in Klammern). Wie in5E gezeigt ist, fügt das Leistungsüberwachungsgerät214 (an der Position Nummer 1 in dem Ringpuffer) den Ersatz-TE-Wert ein, der Y = 7 ist. - Wie in
6A gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 eine aktuelle Berechnung von x'band_mean für ein drittes τ-Fenster („Zustand 2“) durch, das die Datenpunkte 3 bis 14 enthält. In dem Beispiel von6A verschiebt (wie in dem Beispiel von5A) das Leistungsüberwachungsgerät214 das τ-Fenster um einen Datenpunkt nach rechts, sodass der Datenpunkt 2 (dessen TE-Wert = 3 ist) in dem τ-Fenster durch den Datenpunkt 14 (dessen TE-Wert = 6 ist) ersetzt wird. - Wie in
6B gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die folgenden Schritte aus: (a) Löschen (aus dem Baum) eines Knotens, der mit dem Datenpunkt 2 assoziiert ist, der sich aus dem τ-Fenster heraus bewegt hat, und (b) Umordnen von Knoten (in dem Baum), um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten. - Wie in
6C gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 außerdem die folgenden Schritte aus: (a) Löschen (aus dem Ringpuffer) des TE-Werts an der Position Nummer 2 (d. h. der ersetzte Datenpunkt 2, dessen TE-Wert = 3 ist), (b) Verschieben von CBPTR, um die Position Nummer 2 als die aktuell letzte Position in dem Ringpuffer zu identifizieren, (c) Setzen des PFLAG des 33. Perzentils auf 1, da der zuletzt gelöschte TE-Wert (X = 3) in die Berechnung der 33 Pctile PSUM eingeschlossen wurde, und (d) Setzen des PFLAG des 67. Perzentils auf 1, da der zuletzt gelöschte TE-Wert (X = 3) in die Berechnung der 67 Pctile PSUM eingeschlossen wurde. Der zuletzt gelöschte TE-Wert ist in6C mit X = 3 angegeben, und sein Ersatz-TE-Wert ist in6C mit Y = 6 angegeben. - Da das PFLAG des 33. Perzentils gleich 1 ist, subtrahiert das Leistungsüberwachungsgerät
214 den zuletzt gelöschten TE-Wert von der 33 Pctile PSUM, sodass sich die 33 Pctile PSUM von 7 auf 4 ändert, wie in6C gezeigt ist. Und da das PFLAG des 67. Perzentils ebenso gleich 1 ist, subtrahiert das Leistungsüberwachungsgerät214 den zuletzt gelöschten TE-Wert von der 67 Pctile PSUM, sodass sich die 67 Pctile PSUM von 26 auf 23 ändert, wie in6C gezeigt ist. - Da der zuletzt gelöschte TE-Wert als der 33. Perzentilwert an der Positionsnummer des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer gespeichert wurde, ersetzt das Leistungsüberwachungsgerät
214 den 33 Pctile PPTR durch Durchqueren des Baums von6B , um problemlos den nächstniedrigsten TE-Wert für diesen gelöschten 33. Perzentilwert zu identifizieren (LUPREV-Operation). Dieser nächstniedrigste TE-Wert ist an der Position Nummer 5 in dem Ringpuffer gleich 2, und daher ändert das Leistungsüberwachungsgerät214 den 33 Pctile PPTR auf 5, wie in6C gezeigt ist. - Wie in
6D gezeigt ist, fügt darüber hinaus das Leistungsüberwachungsgerät214 einen Knoten (in den Baum) ein, der mit dem Datenpunkt 14 assoziiert ist, der sich in das τ-Fenster hinein bewegt hat. In dem Beispiel von6D speichert das Leistungsüberwachungsgerät214 (an diesem Knoten) (a) die Position Nummer 2 des Datenpunkts 14 in dem Ringpuffer und (b) optional dessen TE-Wert 6 (in Klammern). Wie in6D gezeigt ist, ordnet das Leistungsüberwachungsgerät214 Knoten (in dem Baum) um, um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten. Ebenso fügt, wie in6E gezeigt ist, das Leistungsüberwachungsgerät214 (an der Position Nummer 2 in dem Ringpuffer) den Ersatz-TE-Wert ein, der Y = 6 ist. - Da das PFLAG des 33. Perzentils gleich 1 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 6) weder kleiner als der noch gleich dem 33. Perzentil von 3 (an der Position Nummer 2 des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von
5E) ist, durchquert das Leistungsüberwachungsgerät214 den Baum von6D , um problemlos den nächsthöchsten TE-Wert für den 33. Perzentil zu identifizieren (LUNEXT-Operation). Dieser nächsthöchste TE-Wert ist an der Position Nummer 7 in dem Ringpuffer gleich 4, und daher führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die folgenden Schritte aus: (a) Ändern des 33 Pctile PPTR auf 7, wie in6E gezeigt ist, und (b) Addieren dieses nächsthöchsten TE-Werts von 4 zu der 33 Pctile PSUM, sodass sich die 33 Pctile PSUM von 4 auf 8 ändert, wie in6E gezeigt ist. - Da das PFLAG des 67. Perzentils ebenfalls gleich 1 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 6) weder kleiner als der noch gleich dem 33. Perzentilwert von 3 (an der Position Nummer 2 des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von
5E) ist und auch nicht kleiner als der 67. Perzentilwert von 6 (an der Position Nummer 8 des 67 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von5E) ist, durchquert das Leistungsüberwachungsgerät214 den Baum von6D , um problemlos den nächsthöchsten TE-Wert für den 67. Perzentilwert zu identifizieren (LUNEXT-Operation). Dieser nächsthöchste TE-Wert ist an der Position Nummer 10 in dem Ringpuffer gleich 6, und daher führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die folgenden Schritte aus: (a) Ändern des 67 Pctile PPTR auf 10, wie in6E gezeigt ist, und (b) Addieren dieses nächsthöchsten TE-Werts von 6 zu der 67 Pctile PSUM, sodass sich die 67 Pctile PSUM von 23 auf 29 ändert, wie in6E gezeigt ist. - Das Leistungsüberwachungsgerät
214 berechnet außerdem die BSUM durch Subtrahieren der 33 Pctile PSUM von der 67 Pctile PSUM und durch anschließendes Addieren des 33. Perzentilwerts (d. h. des TE-Werts an der Positionsnummer des 33 Pctile PPTR). Somit berechnet das Leistungsüberwachungsgerät214 die BSUM mit 29 - 8 + 4 = 25, wie in6E gezeigt ist. - Man beachte, dass in dem Beispiel von
6A der Datenpunkt 7 einen TE-Wert von 4 hat und der Datenpunkt 12 ebenso einen TE-Wert von 4 hat. Dennoch haben diese niedrigsten 33 % (der TE-Werte in dem τ-Fenster) Platz für nur einen der Datenpunkte 7 und 12. In diesem Fall hebt das Leistungsüberwachungsgerät214 den Gleichstand dadurch auf, dass es den ältesten dieser Datenpunkte (d. h. den Datenpunkt 7) für die Aufnahme in die niedrigsten 33 % auswählt. - In dem Beispiel von
6A hat der Datenpunkt 8 einen TE-Wert von 6, der Datenpunkt 10 hat ebenfalls einen TE-Wert von 6, und auch der Datenpunkt 14 hat einen TE-Wert von 6. Dennoch haben die nächstniedrigsten 34 % (der TE-Werte in dem τ-Fenster) Platz für nur zwei der Datenpunkte 8, 10 und 14. In diesem Fall hebt das Leistungsüberwachungsgerät214 den Gleichstand dadurch auf, dass es die ältesten dieser Datenpunkte (d. h. die Datenpunkte 8 und 10) für die Aufnahme in die nächstniedrigsten 34 % auswählt. - Wie in
7A gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 eine aktuelle Berechnung von x'band_mean für ein viertes τ-Fenster („Zustand 3“) durch, das die Datenpunkte 4 bis 15 enthält. In dem Beispiel von7A verschiebt (wie in dem Beispiel von6A) das Leistungsüberwachungsgerät214 das τ-Fenster um einen Datenpunkt nach rechts, sodass der Datenpunkt 3 (dessen TE-Wert = 1 ist) in dem τ-Fenster durch den Datenpunkt 15 (dessen TE-Wert = 1 ist) ersetzt wird. Da die beiden TE-Werte gleich sind, werden der 33 Pctile PPTR, die 33 Pctile PSUM, der 67 Pctile PPTR, die 67 Pctile PSUM und die BSUM durch diese Ersetzung nicht modifiziert. - Wie in
7B gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die folgenden Schritte aus: (a) Löschen (aus dem Baum) eines Knotens, der mit dem Datenpunkt 3 assoziiert ist, der sich aus dem τ-Fenster heraus bewegt hat, (b) Einfügen eines Knotens (in den Baum), der mit dem Datenpunkt 15 assoziiert ist, der sich in das τ-Fenster hinein bewegt hat, und (c) Umordnen von Knoten (in dem Baum), um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten. In dem Beispiel von7B speichert das Leistungsüberwachungsgerät214 (an diesem eingefügten Knoten) (a) die Position Nummer 3 des Datenpunkts 15 in dem Ringpuffer und (b) optional dessen TE-Wert 1 (in Klammern). - Wie in
7C gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 außerdem die folgenden Schritte aus: (a) Verschieben des CBPTR, um die Position Nummer 3 als die aktuell letzte Position in dem Ringpuffer zu identifizieren, (b) Setzen des PFLAG des 33. Perzentils auf 1, da der zuletzt gelöschte TE-Wert (X = 1) in die Berechnung der 33 Pctile PSUM eingeschlossen wurde, (c) Setzen des PFLAG des 67. Perzentils auf 1, da der zuletzt gelöschte TE-Wert (X = 31) in die Berechnung der 67 Pctile PSUM eingeschlossen wurde, und (d) Einfügen des Ersatz-TE-Werts, der Y = 1 ist (an der Position Nummer 3 in dem Ringpuffer). Der zuletzt gelöschte TE-Wert ist in7C mit X = 1 angegeben, und sein Ersatz-TE-Wert ist in7C mit Y = 1 angegeben. - Wie in
8A gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 eine aktuelle Berechnung von x'band_mean für ein fünftes τ-Fenster („Zustand 4“) durch, das die Datenpunkte 5 bis 16 enthält. In dem Beispiel von8A verschiebt (wie in dem Beispiel von7A) das Leistungsüberwachungsgerät214 das τ-Fenster um einen Datenpunkt nach rechts, sodass der Datenpunkt 4 (dessen TE-Wert = 8 ist) in dem τ-Fenster durch den Datenpunkt 16 (dessen TE-Wert = 1 ist) ersetzt wird. - Wie in
8B gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die folgenden Schritte aus: (a) Löschen eines Knotens (aus dem Baum), der mit dem Datenpunkt 4 assoziiert ist, der sich aus dem τ-Fenster heraus bewegt hat, und (b) Umordnen von Knoten (in dem Baum), um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten. - Wie in
8C gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 außerdem die folgenden Schritte aus: (a) Löschen (aus dem Ringpuffer) des TE-Werts an der Position Nummer 4 (d. h., der ersetzte Datenpunkt 4, dessen TE-Wert = 8 ist), (b) Verschieben des CBPTR, um die Position Nummer 4 als die aktuell letzte Position in dem Ringpuffer zu identifizieren, (c) Löschen des PFLAG des 33. Perzentils auf 0, da der zuletzt gelöschte TE-Wert (X = 8) aus der Berechnung der 33 Pctile PSUM herausgenommen wurde, und (d) Löschen des PFLAG des 67. Perzentils auf 0, da der zuletzt gelöschte TE-Wert (X = 8) aus der Berechnung der 67 Pctile PSUM herausgenommen wurde. Der zuletzt gelöschte TE-Wert ist in8C mit X = 8 angegeben, und sein Ersatz-TE-Wert ist in8C mit Y = 1 angegeben. - Da das PFLAG des 33. Perzentils gleich 0 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 1) kleiner als der oder gleich dem 33. Perzentilwert von 4 (an der Position Nummer 7 des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer) ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät
214 die folgenden Schritte aus: (a) Subtrahieren des 33. Perzentilwerts von der 33 Pctile PSUM, sodass sich die 33 Pctile PSUM von 8 auf 4 ändert, wie in8C gezeigt ist, und (b) Durchqueren des Baums von8B , um problemlos den nächstniedrigsten TE-Wert für den 33. Perzentilwert zu identifizieren (LUPREV-Operation). Dieser nächstniedrigste TE-Wert ist an der Position Nummer 5 in dem Ringpuffer gleich 2, und daher ändert das Leistungsüberwachungsgerät214 den 33 Pctile PPTR auf 5, wie in8C gezeigt ist. - Da das PFLAG des 67. Perzentils ebenfalls gleich 0 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 1) kleiner als der oder gleich dem 67. Perzentilwert von 6 (an der Position Nummer 10 des 67 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von
7C ) ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die folgenden Schritte aus: (a) Subtrahieren des 67. Perzentilwerts von der 67 Pctile PSUM, sodass sich die 67 Pctile PSUM von 29 auf 23 ändert, wie in8C gezeigt ist, und (b) Durchqueren des Baums von8B , um problemlos den nächstniedrigsten TE-Wert für den 67. Perzentilwert zu identifizieren (LUPREV-Operation). Dieser nächstniedrigste TE-Wert ist an der Position Nummer 8 in dem Ringpuffer gleich 6, und daher ändert das Leistungsüberwachungsgerät214 den 67 Pctile PPTR auf 8, wie in8C gezeigt ist. - Wie in
8D gezeigt ist, fügt das Leistungsüberwachungsgerät214 außerdem einen Knoten (in den Baum) ein, der mit dem Datenpunkt 16 assoziiert ist, der sich in das τ-Fenster hinein bewegt hat. In dem Beispiel von8D speichert das Leistungsüberwachungsgerät214 (an diesem Knoten) (a) die Position Nummer 4 des Datenpunkts 16 in dem Ringpuffer und (b) optional dessen TE-Wert 1 (in Klammern). Wie in8D gezeigt ist, ordnet das Leistungsüberwachungsgerät214 Knoten (in dem Baum) um, um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten. - Ebenso führt das Leistungsüberwachungsgerät
214 , wie in8E gezeigt, die folgenden Schritte aus: (a) Einfügen (an der Position Nummer 4 in dem Ringpuffer) des Ersatz-TE-Werts, der Y = 1 ist, (b) Addieren des Ersatz-TE-Werts (Y = 1) zu der 33 Pctile PSUM, sodass sich die 33 Pctile PSUM von 4 auf 5 ändert, wie in8E gezeigt ist, und (c) Addieren des Ersatz-TE-Werts (Y = 1) zu der 67 Pctile PSUM, sodass sich die 67 Pctile PSUM von 23 auf 24 ändert, wie in8E gezeigt ist. - Darüber hinaus berechnet das Leistungsüberwachungsgerät
214 die BSUM durch Subtrahieren der 33 Pctile PSUM von der 67 Pctile PSUM und durch anschließendes Addieren des 33. Perzentilwerts (d. h. des TE-Werts an der Positionsnummer des 33 Pctile PPTR). Somit berechnet das Leistungsüberwachungsgerät214 die BSUM mit 24 - 5 + 2 = 21, wie in8E gezeigt ist. - Wie in
9A gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 eine aktuelle Berechnung von x'band_mean für ein sechstes τ-Fenster („Zustand 5“) durch, das die Datenpunkte 6 bis 17 enthält. In dem Beispiel von9A verschiebt (wie in dem Beispiel von8A) das Leistungsüberwachungsgerät214 das τ-Fenster um einen Datenpunkt nach rechts, sodass der Datenpunkt 5 (dessen TE-Wert = 2 ist) in dem τ-Fenster durch den Datenpunkt 17 (dessen TE-Wert = 1 ist) ersetzt wird. - Wie in
9B gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 die folgenden Schritte aus: (a) Löschen eines Knotens (aus dem Baum), der mit dem Datenpunkt 5 assoziiert ist, der sich aus dem τ-Fenster heraus bewegt hat, und (b) Umordnen von Knoten (in dem Baum), um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten. - Wie in
9C gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät214 außerdem die folgenden Schritte aus: (a) Löschen (aus dem Ringpuffer) des TE-Werts an der Position Nummer 5 (d. h., der ersetzte Datenpunkt 5, dessen TE-Wert = 2 ist), (b) Verschieben des CBPTR, um die Position Nummer 5 als die aktuell letzte Position in dem Ringpuffer zu identifizieren, (c) Setzen des PFLAG des 33. Perzentils auf 1, da der zuletzt gelöschte TE-Wert (X = 2) in die Berechnung der 33 Pctile PSUM eingeschlossen wurde, und (d) Setzen des PFLAG des 67. Perzentils auf 1, da der zuletzt gelöschte TE-Wert (X = 2) in die Berechnung der 67 Pctile PSUM eingeschlossen wurde. Der zuletzt gelöschte TE-Wert ist in9C mit X = 2 angegeben, und sein Ersatz-TE-Wert ist in9C mit Y = 1 angegeben. - Da das PFLAG des 33. Perzentils gleich 1 ist, subtrahiert das Leistungsüberwachungsgerät
214 den zuletzt gelöschten TE-Wert von der 33 Pctile PSUM, sodass sich die 33 Pctile PSUM von 5 auf 3 ändert, wie in9C gezeigt ist. Da das PFLAG des 67. Perzentils ebenfalls gleich 1 ist, subtrahiert das Leistungsüberwachungsgerät214 den zuletzt gelöschten TE-Wert von der 67 Pctile PSUM, sodass sich die 67 Pctile PSUM von 24 auf 22 ändert, wie in9C gezeigt ist. - Da der zuletzt gelöschte TE-Wert als der 33. Perzentilwert an der Positionsnummer des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer gespeichert wurde, ersetzt das Leistungsüberwachungsgerät
214 den 33 Pctile PPTR durch Durchqueren des Baums von9B , um problemlos den nächstniedrigsten TE-Wert für den 33. DPerzentilwert zu identifizieren (LUPREV-Operation). Dieser nächstniedrigste TE-Wert ist an der Position Nummer 9 in dem Ringpuffer gleich 1, und daher ändert das Leistungsüberwachungsgerät214 den 33 Pctile PPTR auf 9, wie in9C gezeigt ist. - Wie in
9D gezeigt ist, fügt das Leistungsüberwachungsgerät214 außerdem einen Knoten (in den Baum) ein, der mit dem Datenpunkt 17 assoziiert ist, der sich in das τ-Fenster hinein bewegt hat. In dem Beispiel von9D speichert das Leistungsüberwachungsgerät214 (an diesem Knoten) (a) die Position Nummer 5 des Datenpunkts 17 in dem Ringpuffer und (b) optional dessen TE-Wert 1 (in Klammern). Wie in9D gezeigt ist, ordnet das Leistungsüberwachungsgerät214 Knoten (in dem Baum) um, um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten. - Ebenso führt das Leistungsüberwachungsgerät
214 , wie in9E gezeigt, die folgenden Schritte aus: (a) Einfügen (an der Position Nummer 5 in dem Ringpuffer) des Ersatz-TE-Werts, der Y = 1 ist, (b) Addieren des Ersatz-TE-Werts (Y = 1) zu der 33 Pctile PSUM, sodass sich die 33 Pctile PSUM von 3 auf 4 ändert, wie in9E gezeigt ist, da das PFLAG des 33. Perzentils gleich 1 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 1) kleiner als der oder gleich dem 33. Perzentilwert von 2 (an der Position Nummer 5 des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von8E) ist, und (c) Addieren des Ersatz-TE-Werts (Y = 1) zu der 67 Pctile PSUM, sodass sich die 67 Pctile PSUM von 22 auf 23 ändert, wie in9E gezeigt ist, da das PFLAG des 67. Perzentils gleich 1 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 1) kleiner als der 67. Perzentilwert von 6 (an der Position Nummer 8 des 67 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von8E) ist. - Darüber hinaus berechnet das Leistungsüberwachungsgerät
214 die BSUM durch Subtrahieren der 33 Pctile PSUM von der 67 Pctile PSUM und durch anschließendes Addieren des 33. Perzentilwerts (d. h. des TE-Werts an der Positionsnummer des 33 Pctile PPTR). Somit berechnet das Leistungsüberwachungsgerät214 die BSUM mit 23 - 4 + 1 = 20, wie in9E gezeigt ist. -
10 ist ein Ablaufdiagramm einer ersten Operation des Messgeräts102 , bei der das Messgerät102 die Berechnung einer Pctile PSUM (z. B. die Berechnung der 33 Pctile PSUM) durchführt. Zunächst speichert das Leistungsüberwachungsgerät214 , beginnend mit dem ersten TE-Wert (x1) von der Gesamtanzahl N von TE-Werten, die ersten n Werte (n Daten-Abtastwerte) in dem Ringpuffer (CB). Die Operation beginnt bei einem Schritt1002 , in dem das Gerät214 den aktuell ältesten Daten-Abtastwert (X) aus dem CB liest. - Nach dem Schritt
1002 geht der Prozess mit einem Schritt1004 weiter, in dem das Gerät214 (von der Gesamtanzahl N von TE-Werten) den aktuell nächsten Daten-Abtastwert (Y) liest, den das Gerät214 noch nicht in dem CB gespeichert hat. Wenn das Gerät214 bereits alle N TE-Werte vor dem Schritt1004 gelesen (und in dem CB gespeichert) hat, geht der Prozess von dem Schritt1004 zu
einem Schritt1006 weiter, in dem der Prozess endet. Wenn hingegen das Gerät214 noch nicht alle N TE-Werte vor dem Schritt1004 gelesen (und in dem CB gespeichert) hat, geht der Prozess von dem Schritt1004 zu einem Schritt1008 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob X = Y ist (d. h., ob der Wert von X gleich dem Wert von Y ist). - Wenn X = Y ist, bleiben der aktuelle Wert der PSUM („SUM“) und der aktuelle Wert an der Position des PPTR in dem CB („P“) unverändert, und der Prozess geht von dem Schritt
1008 zu einem Schritt1010 weiter, in dem das Gerät214 SUM und P für seine Berechnungen der Gleitfenster-Statistik verwendet. Nach dem Schritt1010 kehrt der Prozess zu dem Schritt1002 zurück. - Wenn in dem Schritt
1008 X ≠ Y ist, geht der Prozess von dem Schritt1008 zu einem Schritt1012 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob X ≤ P ist (d. h., ob der Wert von X kleiner als der oder gleich dem Wert von P ist). Wenn X > P ist, bleiben SUM und P durch das Löschen von X aus dem CB unverändert, und der Prozess geht von dem Schritt1012 zu einem Schritt1014 weiter, in dem das Gerät214 X aus der Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur löscht und deren Knoten so umordnet, dass sie die herkömmlichen Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einhalten. Nach dem Schritt1014 geht der Prozess zu einem Schritt1016 weiter, in dem das Gerät214 X aus dem CB löscht. Nach dem Schritt1016 geht der Prozess zu einem Schritt1018 weiter, in dem das Gerät214 Y in den CB einfügt. Nach dem Schritt1018 geht der Prozess zu einem Schritt1020 weiter, in dem das Gerät214 Y in die Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einfügt und deren Knoten so umordnet, dass sie die herkömmlichen Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einhalten. - Nach dem Schritt
1020 geht der Prozess zu einem Schritt1022 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob Y < P ist (d. h., ob der Wert von Y kleiner als der Wert von P ist). Wenn Y ≥ P ist, bleiben SUM und P durch das Einfügen von Y in den CB unverändert, und der Prozess geht von dem Schritt1022 zu dem Schritt1010 zurück. Wenn hingegen Y < P ist, ändern sich SUM und P durch das Einfügen von Y in den CB, und der Prozess geht von dem Schritt1022 zu einem Schritt1024 weiter, in dem das Gerät214 die PSUM um den Wert von P verringert. - Nach dem Schritt
1024 geht der Prozess zu einem Schritt1026 weiter, in dem das Gerät214 die Position des PPTR so ändert, dass sie die Position des nächstniedrigsten Werts in dem CB ist. Nach dem Schritt1026 geht der Prozess zu einem Schritt1028 weiter, in dem das Gerät214 die PSUM um den Wert von Y erhöht. Nach dem Schritt1028 geht der Prozess zu dem Schritt1010 zurück. - Wenn in dem Schritt
1012 X ≤ P ist, ändern sich SUM und P durch das Löschen von X aus dem CB, und der Prozess geht von dem Schritt1012 zu einem Schritt1030 weiter, in dem das Gerät214 die PSUM um den Wert von X verringert. Nach dem Schritt1030 geht der Prozess zu einem Schritt1032 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob X = P ist (d. h., ob der Wert von Y als der Wert von P gespeichert wurde). Wenn X = P ist, geht der Prozess von dem Schritt1032 zu einem Schritt1034 weiter, in dem das Gerät214 die Position des PPTR so ändert, dass sie die Position des nächstniedrigsten Werts in dem CB ist. Wenn am Beginn der Operation in dem Schritt1034 die Position des PPTR bereits die Position des niedrigsten Werts in dem CB ist, dann ist am Ende der Operation in dem Schritt1034 PPTR = 0. Nach dem Schritt1034 geht der Prozess zu einem Schritt1036 weiter. - Wenn in dem Schritt
1032 X ≠ P ist, geht der Prozess von dem Schritt1032 zu dem Schritt1036 weiter, in dem das Gerät214 X aus der Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur löscht und deren Knoten so umordnet, dass sie die herkömmlichen Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einhalten. Nach dem Schritt1036 geht der Prozess zu einem Schritt1038 weiter, in dem das Gerät214 X aus dem CB löscht. Nach dem Schritt1038 geht der Prozess zu einem Schritt1040 weiter, in dem das Gerät214 Y in den CB einfügt. Nach dem Schritt1040 geht der Prozess zu einem Schritt1042 weiter, in dem das Gerät214 Y in die Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einfügt und deren Knoten so umordnet, dass sie die herkömmlichen Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einhalten. - Nach dem Schritt
1042 geht der Prozess zu einem Schritt1044 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob PPTR = 0 ist. Wenn PPTR = 0 ist, geht der Prozess zu einem Schritt1046 weiter, in dem das Gerät214 (a) die Position des PPTR so ändert, dass sie die Position des niedrigsten Werts in dem CB ist, und (b) die PSUM um den Wert von P erhöht. Nach dem Schritt1046 geht der Prozess zu dem Schritt1010 zurück. - Wenn in dem Schritt
1044 PPTR ≠ 0 ist, geht der Prozess von dem Schritt1044 zu einem Schritt1048 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob Y < P ist (d. h., ob der Wert von Y kleiner als der Wert von P ist). Wenn Y < P ist, geht der Prozess von dem Schritt1048 zu dem Schritt1028 zurück. Wenn hingegen Y ≥ P ist, geht der Prozess von dem Schritt1048 zu einem Schritt1050 weiter, in dem das Gerät214 die Position des PPTR so ändert, dass sie die Position des nächsthöchsten Werts in dem CB ist. Nach dem Schritt1050 geht der Prozess zu einem Schritt1052 weiter, in dem das Gerät214 die PSUM um den Wert von P erhöht. Nach dem Schritt1052 geht der Prozess zu dem Schritt1010 zurück. - Die
11A und11B (die kollektiv als „11 “ bezeichnet sind) sind Ablaufdiagramme einer zweiten Operation des Messgeräts102 , in der das Messgerät102 eine Bereichssumme zwischen zwei Niveaus von Perzentilen ermittelt.11A stellt die Schritte zum Löschen des ältesten Datenwerts aus dem Ringpuffer dar („Löschschritte“).11B stellt die Schritte zum Einfügen des neuesten Datenwerts in den Ringpuffer („Einfügeschritte“) und zum Ermitteln der Bereichssumme dar. Bei einer alternativen Ausführungsform führt das Messgerät102 die Einfügeschritte von11B aus, bevor es die Löschschritte von11A ausführt. - Zunächst speichert das Leistungsüberwachungsgerät
214 , beginnend mit dem ersten TE-Wert (x1) von der Gesamtanzahl N von TE-Werten, die ersten n Werte (n Daten-Abtastwerte) in dem Ringpuffer (CB). Die Operation beginnt bei einem Schritt1102 , in dem das Gerät214 (von der Gesamtanzahl N von TE-Werten) den aktuell nächsten Daten-Abtastwert („Y“) liest, den das Gerät214 noch nicht in dem CB gespeichert hat. Wenn das Gerät214 bereits alle N TE-Werte vor dem Schritt1102 gelesen (und in dem CB gespeichert) hat, geht der Prozess von dem Schritt1102 zu einem Schritt1104 weiter, in dem der Prozess endet. - Wenn hingegen das Gerät
214 noch nicht alle N TE-Werte vor dem Schritt1102 gelesen (und in dem CB gespeichert) hat, geht der Prozess von dem Schritt1102 zu einem Schritt1106 weiter, in dem das Gerät214 den aktuell ältesten Daten-Abtastwert („X“) aus dem CB liest. Nach dem Schritt1106 geht der Prozess zu einem Schritt1108 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob X = Y ist (d. h., ob der Wert von X gleich dem Wert von Y ist). - Wenn X = Y ist, bleiben die aktuellen Werte der Bereichssummen („BSUMs“), die aktuellen Werte der Perzentil-Summen („PSUMs“) und die aktuellen Werte an den Positionen des PPTR in dem CB („Ps“) unverändert, und der Prozess geht von dem Schritt
1108 zu einem Schritt1110 weiter, in dem das Gerät214 die BSUMs berechnet. Nach dem Schritt1110 geht der Prozess zu einem Schritt1112 weiter, in dem das Gerät214 die Berechnungen für seine Gleitfenster-Statistik in Reaktion auf die BSUMs, PSUMs und/oder Ps durchführt. Nach dem Schritt1112 geht der Prozess zu einem Schritt1114 weiter, in dem das Gerät214 den CBPTR aktualisiert, wie vorstehend in Zusammenhang mit den4A bis9E erörtert worden ist. Nach dem Schritt1114 kehrt der Prozess zu dem Schritt1102 zurück. - In dem Beispiel der
4A bis9E , die bereits vorstehend erläutert worden sind, (a) umfassen die PSUMs die 33 Pctile PSUM und die 67 PSUM, (b) umfassen die BSUMs die BSUM, die das Gerät214 durch Subtrahieren der 33 Pctile PSUM von der 67 Pctile PSUM und anschließendes Addieren des 33. Perzentilwerts berechnet, und (c) umfassen die Ps den 33. Perzentilwert (an der Position des 33 Pctile PPTR in dem CB) und den 67. Durchschnittswert (an der Position des 67 Pctile PPTR in dem CB). Darüber hinaus ist das Gerät214 auch dazu geeignet, in Reaktion auf andere Durchschnittswerte und/oder Durchschnittswert-Bereiche zu arbeiten, die von dem menschlichen Nutzer218 über das Nutzerschnittstellengerät216 festgelegt werden. - Wenn in dem Schritt
1108 X ≠ Y ist, geht der Prozess von dem Schritt1108 zu einem Schritt1116 weiter, in dem das Gerät214 ein nächstes Perzentil-Niveau auswählt, das von dem Nutzer festgelegt worden ist (nutzerdefiniert). Nach dem Schritt1116 geht der Prozess zu einem Schritt1118 weiter, in dem das Gerät214 das entsprechende PFLAG dieses Perzentils auf 0 löscht. Nach dem Schritt1118 geht der Prozess zu einem Schritt1120 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob für dieses Perzentil X ≤ P ist (d. h., ob der Wert von X kleiner als der oder gleich dem Wert von P ist). Wenn für diesen Perzentil X ≤ P ist, ändern sich die entsprechende PSUM dieses Perzentils und P durch das Löschen von X aus dem CB, und der Prozess geht von dem Schritt1120 zu einem Schritt1122 weiter, in dem das Gerät214 das entsprechende PFLAG dieses Perzentils auf 1 setzt. Nach dem Schritt1122 geht der Prozess zu einem Schritt1124 weiter, in dem das Gerät214 die entsprechende PSUM dieses Perzentils um den Wert X verringert. - Nach dem Schritt
1124 geht der Prozess zu einem Schritt1126 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob für diesen Perzentil X = P ist (d. h., ob der Wert X als der Wert P gespeichert wurde). Wenn für diesen Perzentil X = P ist, geht der Prozess von dem Schritt1126 zu einem Schritt1128 weiter, in dem das Gerät214 die Position des entsprechenden PPTR für diesen Perzentil so ändert, dass sie die Position des nächstniedrigsten Werts in dem CB ist. Wenn am Beginn der Operation in dem Schritt1128 die Position des entsprechenden PPTR für dieses Perzentil bereits die Position des niedrigsten Werts in dem CB ist, dann ist am Ende der Operation in dem Schritt1128 der entsprechende PPTR für dieses Perzentil gleich 0. Nach dem Schritt1128 geht der Prozess zu einem Schritt1130 weiter. - Wenn in dem Schritt
1126 X ≠ P für dieses Perzentil ist, geht der Prozess von dem Schritt1126 zu dem Schritt1130 weiter. - Wenn in dem Schritt
1120 X > P für dieses Perzentil ist, bleiben die entsprechende PSUM für dieses Perzentil und P durch das Löschen von X aus dem CB unverändert, und der Prozess geht von dem Schritt1120 zu dem Schritt1130 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob noch ein nächstes nutzerdefiniertes Perzentil-Niveau in den Schritten1116 bis1128 verarbeitet werden muss. Wenn noch ein nächstes nutzerdefiniertes Perzentil-Niveau in den Schritten1116 bis1128 verarbeitet werden muss, geht der Prozess zu dem Schritt1116 zurück. - Wenn hingegen alle nutzerdefinierten Perzentil-Niveaus in den Schritten
1116 bis1128 verarbeitet worden sind, geht der Prozess von dem Schritt1130 zu einem Schritt1132 weiter, in dem das Gerät214 X aus der Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur löscht und deren Knoten so umordnet, dass sie die herkömmlichen Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einhalten. Nach dem Schritt1132 geht der Prozess zu einem Schritt1134 weiter, in dem das Gerät214 X aus dem CB löscht. Nach dem Schritt1134 geht der Prozess zu einem Schritt1136 weiter, in dem das Gerät214 Y in den CB einfügt. Nach dem Schritt1136 geht der Prozess zu einem Schritt1138 weiter, in dem das Gerät214 Y in die Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einfügt und deren Knoten so umordnet, dass sie die herkömmlichen Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einhalten. - Nach dem Schritt
1138 geht der Prozess zu einem Schritt1140 weiter, in dem das Gerät214 ein nächstes nutzerdefiniertes Perzentil-Niveau auswählt. Nach dem Schritt1140 geht der Prozess zu einem Schritt1142 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob das entsprechende PFLAG für dieses Perzentil gleich 1 ist. Wenn das entsprechende PFLAG für dieses Perzentilnicht gleich 1 ist, geht der Prozess von dem Schritt1142 zu einem Schritt1144 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob für diesen Perzentil Y < P ist (d. h., ob der Wert von Y kleiner als der Wert von P ist). - Wenn Y < P ist, ändern sich die entsprechende PSUM für dieses Perzentil und P durch das Einfügen von Y in den CB, und der Prozess geht von dem Schritt
1144 zu einem Schritt1146 weiter, in dem das Gerät214 die entsprechende PSUM für dieses Perzentil um den Wert des entsprechenden P für dieses Perzentil verringert. Nach dem Schritt1146 geht der Prozess zu einem Schritt1148 weiter, in dem das Gerät214 die Position des entsprechenden PPTR für dieses Perzentil so ändert, dass sie die Position des nächstniedrigsten Werts in dem CB ist. Nach dem Schritt1148 geht der Prozess zu einem Schritt1150 weiter, in dem das Gerät214 die entsprechende PSUM für dieses Perzentil um den Wert von Y erhöht. - Nach dem Schritt
1150 geht der Prozess zu einem Schritt1152 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob noch ein nächstes nutzerdefiniertes Perzentil-Niveau in den Schritten1140 bis1162 verarbeitet werden muss. Wenn noch ein nächstes nutzerdefiniertes Perzentil-Niveau in den Schritten1140 bis1162 verarbeitet werden muss, kehrt der Prozess zu dem Schritt1140 zurück. Wenn hingegen alle nutzerdefinierten Perzentil-Niveaus in den Schritten1140 bis1162 verarbeitet worden sind, geht der Prozess von dem Schritt1152 zu dem Schritt1100 zurück. - Wenn die nutzerdefinierten Perzentil-Niveaus zum Beispiel 10, 20 und 80 sind, berechnet das Gerät
214 Folgendes: - (a) für das 10. Perzentil: die PSUM des 10. Perzentilwerts, den 10. Durchschnittswert (d. h., der größte TE-Wert von den niedrigsten 10 % der TE-Werte in dem Ringpuffer) und den PPTR des 10. Perzentilwerts (d. h., die Position des 10. Perzentilwerts in dem Ringpuffer);
- (b) für das 20. Perzentil: die PSUM des 20. Perzentilwerts, den 20. Perzentilwert (d. h., der größte TE-Wert von den niedrigsten 20 % der TE-Werte in dem Ringpuffer) und den PPTR des 20. Perzentilwerts (d. h., die Position des 20. Perzentilwerts in dem Ringpuffer); und
- (c) für das 80. Perzentil: die PSUM des 80. Perzentilwerts, den 80. Perzentilwert (d. h., der größte TE-Wert von den niedrigsten 80 % der TE-Werte in dem Ringpuffer) und den PPTR des 80. Perzentilwerts (d. h., die Position des 80. Perzentilwerts in dem Ringpuffer).
- In diesem Beispiel kann in dem Schritt
1110 das Gerät214 die folgenden einzelnen BSUMs der Perzentil-Bereiche berechnen, die von dem menschlichen Nutzer218 über das Nutzerschnittstellengerät216 gewählt werden können: - (a) die 0%-10%-BSUM, die gleich der PSUM des 10. Perzentils ist;
- (b) die 0%-20%-BSUM, die gleich der PSUM des 20. Perzentils ist;
- (c) die 0%-80%-BSUM, die gleich der PSUM des 80. Perzentils ist;
- (d) die 10%-20%-BSUM, die gleich der PSUM des 20. Perzentils minus der PSUM des 10. Perzentils plus dem 10. Perzentilwert ist;
- (e) die 10%-80%-BSUM, die gleich der PSUM des 80. Perzentils minus der PSUM des 10. Perzentils plus dem 10. Perzentilwert ist; und
- (f) die 20%-80%-BSUM, die gleich der PSUM des 80. Perzentils minus der PSUM des 20. Perzentils plus dem 20. Perzentilwert ist.
- Bei der vorstehenden Gleichung für die bandTDEV(τ) gilt Folgendes: (a) die entsprechende BSUM(i) des Perzentil-Bereichs dividiert durch das entsprechende m dieses Perzentil-Bereichs ist gleich dem entsprechenden x'band_mean(i) des Perzentil-Bereichs, und (b) das Gerät
214 berechnet die entsprechende bandTDEV(x) dieses Perzentil-Bereichs in Reaktion auf den x'band_mean(i), x'band_mean(i + n) bzw. x'band_mean(i + 2n) dieses Perzentil-Bereichs. Somit berechnet das Gerät214 die entsprechende bandTDEV(x) für diesen Perzentil-Bereich in Reaktion auf die BSUM(i), die BSUM(i + n) bzw. BSUM(i + 2n) dieses Perzentil-Bereichs. Wenn bei der beispielhaften Ausführungsform das Gerät214 das τ-Fenster verschiebt und die entsprechende BSUM(i + 2n) dieses Perzentil-Bereichs berechnet, führt das Gerät214 die folgenden Schritte aus: (a) aktuelles Speichern seines zuletzt berechneten Werts für 2n + 1 für die einzelnen BSUMs dieses Perzentil-Bereichs, also von der BSUM(i) bis zu der BSUM(i + 2n) dieses Perzentil-Bereichs, und (b) Berechnen der entsprechenden bandTDEV(τ) für diesen Perzentil-Bereich in Reaktion auf die BSUM(i), die BSUM(i + n) bzw. BSUM(i + 2n) dieses Perzentil-Bereichs ohne erneutes Berechnen der BSUM(i) und der BSUM(i + n). - Wenn in dem Schritt
1144 Y ≥ P für diesen Perzentil ist, bleiben die entsprechende PSUM dieses Perzentils und P durch das Einfügen von Y in den CB unverändert, und der Prozess geht von dem Schritt1144 zu dem Schritt1152 weiter. - Wenn in dem Schritt
1142 das entsprechende PFLAG für dieses Perzentil gleich 1 ist, geht der Prozess von dem Schritt1142 zu einem Schritt1154 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob der entsprechende PPTR für dieses Perzentil gleich 0 ist. Wenn der entsprechende PPTR für dieses Perzentil gleich 0 ist, geht der Prozess zu einem Schritt1156 weiter, in dem das Gerät214 (a) die Position des entsprechenden PPTR für dieses Perzentil so ändert, dass sie die Position des niedrigsten Werts in dem CB ist, und (b) die entsprechende PSUM für dieses Perzentil um den Wert des entsprechenden P für dieses Perzentil erhöht. Nach dem Schritt1156 geht der Prozess zu dem Schritt1152 zurück. - Wenn in dem Schritt
1154 der entsprechende PPTR für dieses Perzentil nicht gleich 0 ist, geht der Prozess von dem Schritt1154 zu einem Schritt1158 weiter, in dem das Gerät214 ermittelt, ob für dieses Perzentil Y < P ist (d. h., ob der Wert von Y kleiner als der Wert von P ist). Wenn für dieses Perzentil Y < P ist, geht der Prozess von dem Schritt1158 zu dem Schritt1150 zurück. Wenn hingegen für dieses Perzentil Y ≥ P ist, geht der Prozess von dem Schritt1158 zu einem Schritt1160 weiter, in dem das Gerät214 die Position des PPTR für dieses Perzentil so ändert, dass sie die Position des nächsthöchsten Werts in dem CB ist. Nach dem Schritt1160 geht der Prozess zu einem Schritt1162 weiter, in dem das Gerät214 die entsprechende PSUM für dieses Perzentil um den Wert des entsprechenden P für dieses Perzentil erhöht. Nach dem Schritt1162 geht der Prozess zu dem Schritt1152 zurück. - Das Gerät
102 (das das Gerät214 enthält) und das Zeitsteuer-Nebengerät110 (das die Servo-Logik120 enthält) arbeiten in Verbindung mit dem menschlichen Nutzer218 . Zum Beispiel (a) enthält das Nutzerschnittstellengerät216 Eingabevorrichtungen, wie etwa eine herkömmliche elektronische Tastatur (oder Tastenblock), eine Zeigevorrichtung (z. B. eine herkömmliche elektronische Maus, Rollkugel oder Lichtstift) und eine berührungsempfindliche Schaltung einer Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung, und (b) betätigt der Nutzer218 diese Eingabevorrichtungen so, dass sie alphanumerische Text-Informationen an das Gerät214 ausgeben, das diese alphanumerischen Text-Informationen empfängt. - Das Gerät
102 und das Zeitsteuer-Nebengerät110 arbeiten als Informationsverarbeitungssysteme, die mindestens eine entsprechende Rechenvorrichtung (z. B. einen Prozessor für digitale Signale oder Mikroprozessor) enthalten, um Befehle auszuführen und anderweitig zu verarbeiten und zusätzliche Operationen (z. B. Übertragen von Informationen) in Reaktion darauf auszuführen. Diese Geräte bestehen jeweils aus verschiedenen elektronischen Schaltungskomponenten zum Ausführen von Operationen dieser Geräte. Außerdem werden das Netzwerk108 und das übrige System100 von verschiedenen elektronischen Schaltungskomponenten zum Ausführen ihrer entsprechenden Operationen gebildet. - Zu diesen elektronischen Schaltungskomponenten gehören maschinenlesbare Medien (oder Vorrichtungen) zum Speichern von Informationen (z. B. Software-Befehle, die von dem Gerät
102 und dem Zeitsteuer-Nebengerät110 ausgeführt werden, und Daten, die von dem Gerät102 und dem Zeitsteuer-Nebengerät110 in Reaktion auf diese Befehle verarbeitet werden), wie etwa eine Festplatte, eine auswechselbare Flash-Speicherkarte und/oder andere Speichervorrichtungen [z. B. ein Speicher mit direktem Zugriff (RAM) und/oder ein Festspeicher (ROM)] oder eine nichtflüchtige Speichervorrichtung. - Zum Beispiel stehen das Zeitsteuer-Nebengerät
110 und seine maschinenlesbaren Medien hinsichtlich ihrer Struktur und Funktionalität miteinander in Beziehung, wie nachstehend dargelegt wird. In diesem Zusammenhang sind die maschinenlesbaren Medien des Zeitsteuer-Nebengeräts110 auch für die maschinenlesbaren Medien der anderen Geräte des Systems100 typisch. Die maschinenlesbaren Medien speichern (oder codieren oder zeichnen auf oder verkörpern) funktionsbeschreibendes Material (unter anderem Software und Datenstrukturen). Dieses funktionsbeschreibende Material verleiht Funktionalität, wenn es auf den maschinenlesbaren Medien codiert wird. Außerdem steht dieses funktionsbeschreibende Material hinsichtlich Struktur und Funktionalität in Beziehung zu den maschinenlesbaren Medien. - In diesem funktionsbeschreibenden Material definieren Datenstrukturen Struktur- und Funktionsbeziehungen zwischen diesen Datenstrukturen und den maschinenlesbaren Medien (und anderen Aspekten des Zeitsteuer-Nebengeräts
110 und des Systems100 ). Durch diese Beziehungen kann die Funktionalität der Datenstrukturen realisiert werden. Darüber hinaus definiert in diesem funktionsbeschreibenden Material Software (auch als „Computerprogramme“ oder „Anwendungen“ bezeichnet) Struktur- und Funktionsbeziehungen zwischen dieser Software und den maschinenlesbaren Medien (und anderen Aspekten des Zeitsteuer-Nebengeräts110 und des Systems100 ). Durch diese Beziehungen kann die Funktionalität der Software realisiert werden. - Zum Beispiel liest das Zeitsteuer-Nebengerät
110 dieses funktionsbeschreibende Material (oder greift darauf zu oder kopiert es) aus den maschinenlesbaren Medien in eine Speichervorrichtung des Zeitsteuer-Nebengeräts110 , und das Zeitsteuer-Nebengerät110 führt seine Operationen (wie bereits an anderer Stelle beschrieben) in Reaktion auf dieses Material aus, das in der Speichervorrichtung des Zeitsteuer-Nebengeräts110 gespeichert ist. Insbesondere führt das Zeitsteuer-Nebengerät110 die Verarbeitung der Software (die in einem maschinenlesbaren Medium gespeichert, codiert, aufgezeichnet oder verkörpert ist) so aus, dass diese Software das Zeitsteuer-Nebengerät110 veranlasst, auch zusätzliche Operationen (die bereits an anderer Stelle beschrieben sind) auszuführen. Somit sind die maschinenlesbaren Medien Vorrichtungen, von denen aus das Zeitsteuer-Nebengerät110 auf die Software zugreifen kann, und die Software kann von dem Zeitsteuer-Nebengerät110 so verarbeitet werden, dass sie das Zeitsteuer-Nebengerät110 veranlasst, diese zusätzlichen Operationen auszuführen. Darüber hinaus zeigt das funktionsbeschreibende Material eine funktionale Beziehung zu der Art und Weise, in der das Zeitsteuer-Nebengerät110 seine Prozesse und Operationen ausführt. - Vorstehend sind beispielhafte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden, aber in der vorstehenden Beschreibung ist eine breite Palette von Modifikationen, Änderungen und Ersetzungen denkbar, und in einigen Fällen können einige Merkmale der Ausführungsformen ohne eine entsprechende Verwendung von anderen Merkmalen verwendet werden.
Claims (28)
- System zum Messen von Datenübertragungen von einem ersten Gerät zu einem zweiten Gerät, mit: einem Messgerät zum Schätzen, in Reaktion auf die Datenübertragungen, von entsprechenden Phasendifferenzen zwischen einem ersten Taktgeber des ersten Geräts und einem zweiten Taktgeber des zweiten Geräts; zum Berechnen einer ersten mittleren Phasendifferenz in einem Perzentil einer ersten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen, wobei der Perzentil kleiner als 100 ist; und zum Berechnen einer zweiten mittleren Phasendifferenz in einem Perzentil einer zweiten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen, wobei die zweite Teilmenge eine Modifikation der ersten Teilmenge ist und die zweite mittlere Phasendifferenz in Reaktion auf die erste mittlere Phasendifferenz und die Modifikation berechnet wird.
- System nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation das Löschen einer ältesten entsprechenden Phasendifferenz und das Einfügen einer nächsten entsprechenden Phasendifferenz umfasst. - System nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät zum Berechnen der zweiten mittleren Phasendifferenz durch Ändern der Zeitfehlerwerte (TE), die zur Berechnung der zweiten mittleren Phasendifferenz verwendet werden, so dass sie sich von Zeitfehlerwerten (TE) unterscheiden, die zur Berechnung der ersten mittleren Phasendifferenz verwendet werden in Reaktion auf die Modifikation. - System nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät zum Speichern der zweiten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen entsprechend ihrer jeweiligen Perzentile in einer Baum-Datenstruktur dient, wobei die zweite mittlere Phasendifferenz in Reaktion auf die erste mittlere Phasendifferenz und mindestens eine der folgenden Phasendifferenzen berechnet wird: eine nächsthöchste entsprechende Phasendifferenz, die durch Durchqueren der Baum-Datenstruktur in Reaktion auf die Modifikation identifiziert wird; und eine nächstniedrigste entsprechende Phasendifferenz, die durch Durchqueren der Baum-Datenstruktur in Reaktion auf die Modifikation identifiziert wird. - System nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Baum-Datenstruktur zumindest teilweise balanciert ist. - System nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Baum-Datenstruktur eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur ist. - System nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät zum Ausführen der folgenden Schritte dient: Schätzen, in Reaktion auf die Datenübertragungen, von entsprechenden Verzögerungen zwischen Zeitpunkten, zu denen das erste Gerät die Datenübertragungen ausgibt, und Zeitpunkten, zu denen das zweite Gerät die Datenübertragungen empfängt; und Berechnen der entsprechenden Phasendifferenzen in Reaktion auf die einzelnen Verzögerungen. - System nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät zum Berechnen, in Reaktion auf die erste mittlere Phasendifferenz und die zweite mittlere Phasendifferenz, einer Zeitabweichung zum Messen der Qualität der Synchronisation zwischen dem ersten und dem zweiten Gerät dient. - System nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungen Pakete sind, die mit entsprechenden Zeitstempeln assoziiert sind. - System nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Perzentil ein Perzentil-Bereich zwischen einem ersten Perzentil und einem zweiten Perzentil ist, wobei der erste Perzentil größer als 0 ist und der zweite Perzentil kleiner als 100 ist. - Verfahren, das von einem Informationsverarbeitungssystem durchgeführt wird, zum Messen von Datenübertragungen von einem ersten Gerät zu einem zweiten Gerät, mit den folgenden Schritten: Schätzen, in Reaktion auf die Datenübertragungen, von entsprechenden Phasendifferenzen zwischen einem ersten Taktgeber des ersten Geräts und einem zweiten Taktgeber des zweiten Geräts; Berechnen einer ersten mittleren Phasendifferenz in einem Perzentil einer ersten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen, wobei der Perzentil kleiner als 100 ist; und Berechnen einer zweiten mittleren Phasendifferenz in einem Perzentil einer zweiten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen, wobei die zweite Teilmenge eine Modifikation der ersten Teilmenge ist und die zweite mittlere Phasendifferenz in Reaktion auf die erste mittlere Phasendifferenz und die Modifikation berechnet wird.
- Verfahren nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation das Löschen einer ältesten entsprechenden Phasendifferenz und das Einfügen einer nächsten entsprechenden Phasendifferenz umfasst. - Verfahren nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnen der zweiten mittleren Phasendifferenz den folgenden Schritte umfasst: Ändern der Zeitfehlerwerte (TE), die zur Berechnung der zweiten mittleren Phasendifferenz verwendet werden, so dass sie sich von Zeitfehlerwerten (TE) unterscheiden, die zur Berechnung der ersten mittleren Phasendifferenz verwendet werden in Reaktion auf die Modifikation. - Verfahren nach
Anspruch 11 , das weiterhin das Speichern der zweiten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen entsprechend ihrer jeweiligen Perzentile in einer Baum-Datenstruktur aufweist, wobei die zweite mittlere Phasendifferenz in Reaktion auf die erste mittlere Phasendifferenz und mindestens eine der folgenden Phasendifferenzen berechnet wird: eine nächsthöchste entsprechende Phasendifferenz, die durch Durchqueren der Baum-Datenstruktur in Reaktion auf die Modifikation identifiziert wird; und eine nächstniedrigste entsprechende Phasendifferenz, die durch Durchqueren der Baum-Datenstruktur in Reaktion auf die Modifikation identifiziert wird. - Verfahren nach
Anspruch 14 , dadurch gekennzeichnet, dass die Baum-Datenstruktur zumindest teilweise balanciert ist. - Verfahren nach
Anspruch 14 , dadurch gekennzeichnet, dass die Baum-Datenstruktur eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur ist. - Verfahren nach
Anspruch 11 , das weiterhin den folgenden Schritt aufweist: Berechnen, in Reaktion auf die erste mittlere Phasendifferenz und die zweite mittlere Phasendifferenz, einer Zeitabweichung zum Messen der Qualität der Synchronisation zwischen dem ersten und dem zweiten Gerät. - Verfahren nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungen Pakete sind, die mit entsprechenden Zeitstempeln assoziiert sind. - Verfahren nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Perzentil ein Perzentil-Bereich zwischen einem ersten Perzentil und einem zweiten Perzentil ist, wobei der erste Perzentil größer als 0 ist und der zweite Perzentil kleiner als 100 ist. - Computerprogrammprodukt zum Messen von Datenübertragungen von einem ersten Gerät zu einem zweiten Gerät, wobei das Computerprogrammprodukt ein maschinenlesbares Speichermedium mit einem damit verkörperten maschinenlesbaren Programm aufweist, wobei das maschinenlesbare Programm maschinenlesbare Befehle aufweist, die von einem Informationsverarbeitungssystem so verarbeitet werden können, dass sie das Informationsverarbeitungssystem veranlassen, die folgenden Schritte auszuführen: Schätzen, in Reaktion auf die Datenübertragungen, von entsprechenden Phasendifferenzen zwischen einem ersten Taktgeber des ersten Geräts und einem zweiten Taktgeber des zweiten Geräts; Berechnen einer ersten mittleren Phasendifferenz in einem Perzentil einer ersten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen, wobei der Perzentil kleiner als 100 ist; und Berechnen einer zweiten mittleren Phasendifferenz in einem Perzentil einer zweiten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen, wobei die zweite Teilmenge eine Modifikation der ersten Teilmenge ist und die zweite mittlere Phasendifferenz in Reaktion auf die erste mittlere Phasendifferenz und die Modifikation berechnet wird.
- Computerprogrammprodukt nach
Anspruch 20 , dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation das Löschen einer ältesten entsprechenden Phasendifferenz und das Einfügen einer nächsten entsprechenden Phasendifferenz umfasst. - Computerprogrammprodukt nach
Anspruch 20 , dadurch gekennzeichnet, dass die maschinenlesbaren Befehle so von dem Informationsverarbeitungssystem verarbeitet werden können, dass sie das Informationsverarbeitungssystem veranlassen, die zweite mittlere Phasendifferenz durch den folgenden Schritt zu berechnen: Ändern der Zeitfehlerwerte (TE), die zur Berechnung der zweiten mittleren Phasendifferenz verwendet werden, so dass sie sich von Zeitfehlerwerten (TE) unterscheiden, die zur Berechnung der ersten mittleren Phasendifferenz verwendet werdenin Reaktion auf die Modifikation. - Computerprogrammprodukt nach
Anspruch 20 , dadurch gekennzeichnet, dass die maschinenlesbaren Befehle so von dem Informationsverarbeitungssystem verarbeitet werden können, dass sie das Informationsverarbeitungssystem veranlassen, die zweite Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen entsprechend ihrer jeweiligen Perzentile in einer Baum-Datenstruktur zu speichern, wobei die zweite mittlere Phasendifferenz in Reaktion auf die erste mittlere Phasendifferenz und mindestens eine der folgenden Phasendifferenzen berechnet wird: eine nächsthöchste entsprechende Phasendifferenz, die durch Durchqueren der Baum-Datenstruktur in Reaktion auf die Modifikation identifiziert wird; und eine nächstniedrigste entsprechende Phasendifferenz, die durch Durchqueren der Baum-Datenstruktur in Reaktion auf die Modifikation identifiziert wird. - Computerprogrammprodukt nach
Anspruch 23 , dadurch gekennzeichnet, dass die Baum-Datenstruktur zumindest teilweise balanciert ist. - Computerprogrammprodukt nach
Anspruch 23 , dadurch gekennzeichnet, dass die Baum-Datenstruktur eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur ist. - Computerprogrammprodukt nach
Anspruch 20 , dadurch gekennzeichnet, dass die maschinenlesbaren Befehle so von dem Informationsverarbeitungssystem verarbeitet werden können, dass sie das Informationsverarbeitungssystem veranlassen, in Reaktion auf die erste mittlere Phasendifferenz und die zweite mittlere Phasendifferenz eine Zeitabweichung zum Messen der Qualität der Synchronisation zwischen dem ersten und dem zweiten Gerät zu berechnen. - Computerprogrammprodukt nach
Anspruch 20 , dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungen Pakete sind, die mit entsprechenden Zeitstempeln assoziiert sind. - Computerprogrammprodukt nach
Anspruch 20 , dadurch gekennzeichnet, dass der Perzentil ein Perzentil-Bereich zwischen einem ersten Perzentil und einem zweiten Perzentil ist, wobei der erste Perzentil größer als 0 ist und der zweite Perzentil kleiner als 100 ist.
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