DE112010004514T5

DE112010004514T5 - Verfahren,System und Computerprogrammprodukt zum Messen einer Datenübertragung von einem ersten Gerät zu einem zweiten Gerät

Info

Publication number: DE112010004514T5
Application number: DE112010004514T
Authority: DE
Inventors: Charles A. Webb III
Original assignee: Anue Systems Inc
Current assignee: Keysight Technologies Singapore Sales Pte Ltd
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: GB2488063A8; GB2488063B; DE112010004514B4; GB2488063A; US20120221881A1; GB201208371D0; US8750335B2; WO2011063167A1

Abstract

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 einem Durchschnittswert (percentile) einer ersten Teilmenge der entsprechenden Phasendifferenzen berechnet. Der Durchschnittswert ist kleiner als 100. Eine zweite mittlere Phasendifferenz wird in einem Durchschnittswert 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.

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.
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 einem Durchschnittswert (percentile) einer ersten Teilmenge der entsprechenden Phasendifferenzen berechnet. Der Durchschnittswert ist kleiner als 100. Eine zweite mittlere Phasendifferenz wird in einem Durchschnittswert 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines Systems mit einem Messgerät nach einer beispielhaften Ausführungsform.
2A ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform des Messgeräts des Systems von 1.
2B ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Messgeräts des Systems von 1.
2C ist ein Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform des Messgeräts des Systems von 1.
3A ist ein Punktdiagramm einer Paketverzögerung als eine Funktion der Zeit bei einem beispielhaften Betrieb des Systems von 1.
3B ist ein Histogramm des Punktdiagramms von 3A.
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 von 1 übertragen werden.
4B ist eine Darstellung einer Datenstruktur, die von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete erzeugt wird, die während des ersten Zeitfensters von 4A übertragen werden.
4C ist eine Darstellung eines Ringpuffers, der von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete erzeugt wird, die während des ersten Zeitfensters von 4A 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 von 1 übertragen werden.
5B ist eine Darstellung der Datenstruktur von 4B, die von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des zweiten Zeitfensters von 5A übertragen werden.
5C ist eine Darstellung des Ringpuffers von 4C, der von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des zweiten Zeitfensters von 5A übertragen werden.
5D ist eine Darstellung der Datenstruktur von 5B, die von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des zweiten Zeitfensters von 5A übertragen werden.
5E ist eine Darstellung des Ringpuffers von 5C, der von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des zweiten Zeitfensters von 5A 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 von 1 übertragen werden.
6B ist eine Darstellung der Datenstruktur von 5B, die von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des dritten Zeitfensters von 6A übertragen werden.
6C ist eine Darstellung des Ringpuffers von 5C, der von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des dritten Zeitfensters von 6A übertragen werden.
6D ist eine Darstellung der Datenstruktur von 6B, die von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des dritten Zeitfensters von 6A übertragen werden.
6E ist eine Darstellung des Ringpuffers von 6C, der von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des dritten Zeitfensters von 6A 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 von 1 übertragen werden.
7B ist eine Darstellung der Datenstruktur von 6B, die von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des vierten Zeitfensters von 7A übertragen werden.
7C ist eine Darstellung des Ringpuffers von 6C, der von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des vierten Zeitfensters von 7A 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 von 1 übertragen werden.
8B ist eine Darstellung der Datenstruktur von 7B, die von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des fünften Zeitfensters von 8A übertragen werden.
8C ist eine Darstellung des Ringpuffers von 7C, der von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des fünften Zeitfensters von 8A übertragen werden.
8D ist eine Darstellung der Datenstruktur von 8B, die von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des fünften Zeitfensters von 8A übertragen werden.
8E ist eine Darstellung des Ringpuffers von 8C, der von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des fünften Zeitfensters von 8A 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 von 1 übertragen werden.
9B ist eine Darstellung der Datenstruktur von 8B, die von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des sechsten Zeitfensters von 9A übertragen werden.
9C ist eine Darstellung des Ringpuffers von 8C, der von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des sechsten Zeitfensters von 9A übertragen werden.
9D ist eine Darstellung der Datenstruktur von 9B, die von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des sechsten Zeitfensters von 9A übertragen werden.
9E ist eine Darstellung des Ringpuffers von 9C, der von dem Messgerät des Systems von 1 in Reaktion auf die Pakete modifiziert wird, die während des sechsten Zeitfensters von 9A übertragen werden.
10 ist ein Ablaufdiagramm einer ersten Operation des Messgeräts des Systems von 1.
11A ist ein Ablaufdiagramm eines ersten Teils einer zweiten Operation des Messgeräts des Systems von 1.
11B ist ein Ablaufdiagramm eines zweiten Teils der zweiten Operation des Messgeräts des Systems von 1.
Detaillierte Beschreibung
1 ist ein Blockdiagramm eines in der Regel mit 100 bezeichneten Systems, das ein Paketverzögerungs-Messgerät 102 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aufweist. In dem System 100 gibt ein Zeitsteuer-Hauptgerät 104 eine Serie von Synchronisationspaketen 106 (die als Zeitsteuer-Informationen dienen) über ein paketbasiertes Netzwerk 108 an ein Zeitsteuer-Nebengerät 110 aus. Das Zeitsteuer-Nebengerät 110 empfängt die Serie von Synchronisationspaketen 106 von dem Zeitsteuer-Hauptgerät 104 und synchronisiert in Reaktion darauf seine Zeit- und/oder Frequenz-Operationen mit dem Zeitsteuer-Hauptgerät 104.
Auf diese Weise arbeitet das Zeitsteuer-Hauptgerät 104 als eine Synchronisationsquelle für andere Elemente (z. B. das Zeitsteuer-Nebengerät 110) des Systems 100. Bei einem Beispiel bilden das Zeitsteuer-Nebengerät 110 und ein Datenübertragungsgerät 112 gemeinsam eine Zellen-Basisstation zum synchronisierten Übertragen von Informationen zwischen dem Netzwerk 108 und drahtlosen Mobiltelefonen (in 1 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 Pakete 106 von dem Netzwerk 108 und (b) in Reaktion darauf Ausgeben von Zeitsteuersignalen an das Datenübertragungsgerät 112. Das Datenübertragungsgerät 112 empfängt die Zeitsteuersignale von dem Zeitsteuer-Nebengerät 110, und in Reaktion darauf synchronisiert das Datenübertragungsgerät 112 seine Zeit- und/oder Frequenz-Operationen mit dem Zeitsteuer-Hauptgerät 104. Auf diese Weise ist das System 100 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 System 100 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-Nebengerät 110 Folgendes auf: einen Taktgeber 114, einen Paket-empfangen(Pkt Rx)-Zeitstempler 116, einen Verzögerungskalkulator 118 und eine Servo-Logik 120. Der Taktgeber 114 (a) schätzt die aktuelle Zeit („geschätzte Zeit”) und (b) gibt periodisch Zeitsteuersignale (die die geschätzten Zeiten codieren) an das Datenübertragungsgerät 112 und den Zeitstempler 116 aus. Der Zeitstempler 116 (a) empfängt die Zeitsteuersignale von dem Taktgeber 114, (b) empfängt die Pakete 106 von dem Netzwerk 108, (c) erzeugt in Reaktion auf die Zeitsteuersignale (von dem Taktgeber 114) und auf die Pakete 106 (von dem Netzwerk 108) entsprechende „Empfangen”-Zeitstempel für die Pakete 106 und (d) gibt die „Empfangen”-Zeitstempel und die Pakete 106 an den Verzögerungskalkulator 118 aus. Die „Empfangen”-Zeitstempel enthalten in Verbindung mit den Paketen 106 entsprechende geschätzte Zeitpunkte für den Empfang der Pakete 106 durch das Zeitsteuer-Nebengerät 110 von dem Netzwerk 108.
In Reaktion auf die „Empfangen”-Zeitstempel und die Pakete 106 schätzt der Verzögerungskalkulator 118 die Verzögerungen zwischen (a) Zeitpunkten, zu denen das Zeitsteuer-Hauptgerät 104 die Pakete 106 ausgibt, und (b) Zeitpunkten, zu denen das Zeitsteuer-Nebengerät 110 die Pakete 106 empfängt. Der Verzögerungskalkulator 118 gibt diese geschätzten Verzögerungen an die Servo-Logik 120 aus. In Reaktion auf diese geschätzten Verzögerungen berechnet die Servo-Logik 120 automatisch Phasendifferenzen als Zeitfehler(TE)-Werte und gibt entsprechende Rückkopplungssignale an den Taktgeber 114 aus. In Reaktion auf diese Rückkopplungssignale von der Servo-Logik 120 stellt der Taktgeber 114 seine Zeitsteuersignale (die der Taktgeber 114 an das Datenübertragungsgerät 112 und an den Zeitstempler 116 ausgibt) so ein, dass deren Niveau der Zeit- und/oder Frequenz-Synchronisation mit dem Zeitsteuer-Hauptgerät 104 erhöht wird.
2A ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform des Messgeräts 102. In dem Beispiel von 2A gibt das Zeitsteuer-Hauptgerät 104 in Verbindung mit den Paketen 106 entsprechende „Gesendet”-Zeitstempel an das Netzwerk 108 (und ebenso an das Messgerät 102 und das Zeitsteuer-Nebengerät 110) nach dem Einschritt-PTP-Verfahren aus. Bei dem Einschritt-PTP-Verfahren gibt das Zeitsteuer-Hauptgerät 104 einen Paket-assoziierten „Gesendet”-Zeitstempel in dem Paket selbst aus.
In dem Beispiel von 2A weist das Zeitsteuer-Hauptgerät 104 einen Taktgeber 202, einen Paketgenerator 204 und Paket-gesendet(Pkt Tx)-Zeitstempler 206 auf. Der Taktgeber 202 ermittelt die aktuelle Zeit („ermittelte Zeit”). Der Paketgenerator 204 erzeugt die Pakete 106 und gibt sie an den Zeitstempler 206 aus. Außerdem gibt der Taktgeber 202 periodisch Zeitsteuersignale (die die ermittelten Zeiten codieren) an den Zeitstempler 206 aus.
Der Zeitstempler 206 (a) empfängt die Zeitsteuersignale von dem Taktgeber 202, (b) empfängt die Pakete 106 von dem Paketgenerator 204 und (c) erzeugt in Reaktion auf die Zeitsteuersignale (von dem Taktgeber 202) und auf die Pakete 106 (von dem Paketgenerator 204) entsprechende „Gesendet”-Zeitstempel für die Pakete 106. In Verbindung mit den Paketen 106 enthalten die „Gesendet”-Zeitstempel entsprechende ermittelte Zeitpunkte für den Empfang der Pakete 106 durch den Zeitstempler 206 von dem Paketgenerator 204. Der Zeitstempler 206 (a) modifiziert die Pakete 106 durch Einfügen (in die Pakete 106) ihrer zugehörigen „Gesendet”-Zeitstempel und durch Aktualisieren (in den Paketen 106) ihrer Prüfsummenwerte und (b) gibt die Pakete 106 (die modifiziert worden sind) an das Netzwerk 108 aus.
In dem Beispiel von 2A weist das Messgerät 102 einen Taktgeber 208, einen Paket-empfangen-Zeitstempler 210, einen Verzögerungskalkulator 212, ein Leistungsüberwachungsgerät 214 und Nutzerschnittstellengerät 216 auf. Der Taktgeber 208 (a) schätzt die aktuelle Zeit („geschätzte Zeit”) und (b) gibt periodisch Zeitsteuersignale (die die geschätzten Zeiten codieren) an den Zeitstempler 210 aus. Der Zeitstempler 210 (a) empfängt die Zeitsteuersignale von dem Taktgeber 208, (b) empfängt die Pakete 106 von dem Netzwerk 108, (c) erzeugt in Reaktion auf die Zeitsteuersignale (von dem Taktgeber 208) und auf die Pakete 106 (von dem Netzwerk 108) entsprechende „Empfangen”-Zeitstempel für die Pakete 106 und (d) gibt die „Empfangen”-Zeitstempel und die Pakete 106 an den Verzögerungskalkulator 212 aus. In Verbindung mit den Paketen 106 enthalten die „Empfangen”-Zeitstempel entsprechende geschätzte Zeitpunkte für den Empfang der Pakete 106 durch das Messgerät 102 von dem Netzwerk 108.
In Reaktion auf die „Empfangen”-Zeitstempel und die Pakete 106 (die ihre zugehörigen „Gesendet”-Zeitstempel enthalten) schätzt der Verzögerungskalkulator 212 die Verzögerungen zwischen (a) Zeitpunkten, zu denen das Zeitsteuer-Hauptgerät 104 die Pakete 106 ausgibt, und (b) Zeitpunkten, zu denen das Messgerät 102 die Pakete 106 empfängt. In dem Messgerät 102 von 2A schätzt der Verzögerungskalkulator 212 für ein Paket P_n eine entsprechende Verzögerung D_n als T_n – R_n, wobei (a) T_n ein „Gesendet”-Zeitstempel für das Paket P_n ist und (b) R_n ein „Empfangen”-Zeitstempel für das Paket P_n ist.
Der Verzögerungskalkulator 212 gibt diese geschätzten Verzögerungen an das Leistungsüberwachungsgerät 214 aus. Bei einer Ausführungsform empfangen das Messgerät 102 und das Zeitsteuer-Hauptgerät 104 (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 Verzögerungskalkulator 212 relativ genau sind.
In Reaktion auf diese geschätzten Verzögerungen von dem Verzögerungskalkulator 212 berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 automatisch TE-Werte. Außerdem gibt in Reaktion auf Befehle, die das Leistungsüberwachungsgerät 214 von einem menschlichen Nutzer 218 über das Nutzerschnittstellengerät 216 empfängt, das Leistungsüberwachungsgerät 214 Informationen (z. B. berechnete TE-Werte, berechnete minTDEV-, berechnete percentileTDEV- und bandTDEV-Messwerte und andere Ergebnisse von Operationen des Messgeräts 102) über das Nutzerschnittstellengerät 218 zur Anzeige an den menschlichen Nutzer 218 aus. Diese Anzeige kann zum Beispiel über ein Anzeigegerät (z. B. einen herkömmlichen Flachbildschirm-Monitor) des Nutzerschnittstellengeräts 216 oder über ein Druckgerät (z. B. einen herkömmlichen elektronischen Drucker oder Plotter) des Nutzerschnittstellengeräts 216 erfolgen.
2B ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Messgeräts 102. In dem Beispiel von 2B gibt der Zeitstempler 206 in Verbindung mit den Paketen 106 entsprechende „Gesendet”-Zeitstempel an das Netzwerk 108 (und ebenso an das Messgerät 102 und das Zeitsteuer-Nebengerät 110) nach einem Zweischritt-PTP-Verfahren aus. Bei dem Zweischritt-PTP-Verfahren gibt der Zeitstempler 206 einen Paket-assoziierten „Gesendet”-Zeitstempel aus, nachdem der Zeitstempler 206 das Paket ausgegeben hat. Der Zeitstempler 206 von 2B ist gegenüber dem Zeitstempler 206 von 2A modifiziert, da der Zeitstempler 206 von 2A die Pakete 106 durch Einfügen (in die Pakete 106) ihrer zugehörigen „Gesendet”-Zeitstempel modifiziert.
In dem Beispiel von 2B führt der Zeitstempler 210 die folgenden Schritte aus: (a) Empfangen der Zeitsteuersignale von dem Taktgeber 208, (b) Empfangen der Pakete 106 und ihrer zugehörigen „Gesendet”-Zeitstempel von dem Netzwerk 108, (c) in Reaktion auf die Zeitsteuersignale (von dem Taktgeber 208) und auf die Pakete 106 (von dem Netzwerk 108) Erzeugen entsprechender „Empfangen”-Zeitstempel für die Pakete 106 und (d) Ausgeben der „Empfangen”-Zeitstempel, der Pakete 106 und ihrer zugehörigen „Gesendet”-Zeitstempel an den Verzögerungskalkulator 212. In dem Beispiel von 2B assoziiert der Zeitstempler 210 die Pakete 106 mit ihren entsprechenden „Gesendet”-Zeitstempeln entsprechend der Sequenznummer und anderer Protokoll-Header-Felder der Pakete 106 und den Zeitstempeln.
2C ist ein Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform des Messgeräts 102. In dem Beispiel von 2C assoziieren das Messgerät 102 und das Zeitsteuer-Nebengerät 110 entsprechende Zeitsteuer-Informationen mit den Paketen 106 nach dem CES-Verfahren. Bei dem CES-Verfahren wird der Zeitraum (ΔT) zwischen den Paketen in dem Zeitsteuer-Hauptgerät 104, dem Messgerät 102 und dem Zeitsteuer-Nebengerät 110 vorprogrammiert (z. B. 1000 Pakete je Sekunde).
Daher wird in dem Beispiel von 2C der Zeitstempler 206 aus dem Zeitsteuer-Hauptgerät 104 entfernt. In diesem Beispiel führt der Paketgenerator 204 die folgenden Schritte aus: (a) Empfangen der Zeitsteuersignale von dem Taktgeber 202 und (b) in Reaktion auf die Zeitsteuersignale (von dem Taktgeber 202) Erzeugen und Ausgeben der Pakete 106 an das Netzwerk 108 in Intervallen ΔT ohne „Gesendet”-Zeitstempel. In dem Messgerät 102 von 2C schätzt der Verzögerungskalkulator 212 für ein Paket P_n eine entsprechende Verzögerungsänderung D+ als R_n – R_n-1 – ΔT, wobei (a) R_n ein „Empfangen”-Zeitstempel für das Paket P_n ist und (b) R_n-1 ein „Empfangen”-Zeitstempel für das Paket P_n-1 (das dem Paket P_n direkt vorangeht) ist.
Der Verzögerungskalkulator 212 gibt diese geschätzten Verzögerungsänderungen an das Leistungsüberwachungsgerät 214 aus. In Reaktion auf diese geschätzten Verzögerungsänderungen berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 automatisch die TE-Werte. Außerdem gibt in Reaktion auf Befehle, die das Leistungsüberwachungsgerät 214 von einem menschlichen Nutzer 218 über das Nutzerschnittstellengerät 216 empfängt, das Leistungsüberwachungsgerät 214 Informationen (z. B. berechnete TE-Werte, berechnete minTDEV-, berechnete percentileTDEV- und bandTDEV-Messwerte und andere Ergebnisse von Operationen des Messgeräts 102) über das Nutzerschnittstellengerät 218 zur Anzeige an den menschlichen Nutzer 218 aus.
3A ist ein Punktdiagramm der Paketverzögerung als eine Funktion der Zeit bei einem beispielhaften Betrieb des Systems 100. In dem Beispiel von 3A ist das Netzwerk 108 zu 30% ausgelastet und das Zeitsteuer-Hauptgerät 104 gibt die Pakete 106 an das Netzwerk 108 mit einer Geschwindigkeit von 1000 Paketen je Sekunde aus. Wie in 3A gezeigt ist, erfahren die Pakete 106 variable Verzögerungen zwischen (a) Zeitpunkten, zu denen das Zeitsteuer-Hauptgerät 104 die Pakete 106 an das Netzwerk 108 ausgibt, und (b) Zeitpunkten, zu denen das Messgerät 102 die Pakete 106 von dem Netzwerk 108 empfängt.
3B ist ein Histogramm des Punktdiagramms von 3A. In 3B gibt die horizontale Achse die Dauer der Verzögerung an, und die vertikale Achse (die eine logarithmische Skale hat) gibt die Anzahl der Pakete 106 an, die eine Verzögerung mit dieser Dauer erfahren haben. In dem Beispiel von 3B 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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. in 3A gezeigt sind) von dem Verzögerungskalkulator 212 innerhalb eines festgelegten Durchschnittswerts und/oder Bereiches von Durchschnittswerten. Dieser Durchschnittswert und/oder Durchschnittswert-Bereich wird von dem menschlichen Nutzer 218 über das Nutzerschnittstellengerät 216 festgelegt. In der beispielhaften Ausführungsform wird das Leistungsüberwachungsgerät 214 für die Netzwerk-Synchronisation 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 Leistungsüberwachungsgerät 214) der Zeitabweichung (TDEV) und verschiedener anderer Parameter zum Messen der Qualität der Netzwerksynchronisation in einem Telekommunikationsnetz (z. B. dem System 100) zweckmäßig. Durch Berechnen der TDEV ermittelt das Leistungsüberwachungsgerät 214 die Änderung der Paketverzögerung.
Bei der Berechnung der TDEV berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 (als TE-Werte) Phasendifferenzen zwischen dem Taktgeber 202 (des Zeitsteuer-Hauptgeräts 104) und dem Taktgeber 208 (des Paketverzögerungs-Messgeräts 102) 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 x_N), die von dem Leistungsüberwachungsgerät 214 berechnet worden sind, berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 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:
worin
und T_j+1(n) = T_j(n) + (x_3n+j – 3x_2n+j + 3x_n+j – x_i)
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 Taktgeber 114 (des Zeitsteuer-Nebengeräts 110) (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 Leistungsüberwachungsgerät 214 eine modifizierte Variante der TDEV (minTDEV) nach der folgenden Gleichung:
worin
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 Durchschnittswerts (von den n Werten). Dieser Durchschnittswert wird von dem menschlichen Nutzer 218 über das Nutzerschnittstellengerät 216 festgelegt. Wenn dieser Durchschnittswert zum Beispiel 10 beträgt, so berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Durchschnittswert-Bereichs (von den n Werten). Dieser Durchschnittswert-Bereich wird von dem menschlichen Nutzer 218 über das Nutzerschnittstellengerät 216 festgelegt. Wenn dieser Durchschnittswert-Bereich zum Beispiel 10 bis 90 beträgt, so berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Durchschnittswert-Bereich durch Sortieren der TE-Werte in der folgenden Weise identifiziert werden (wobei x'(i) ein Array von sortierten TE-Werten ist): x'(i) = sort{x_i ... x_i+n-1}.
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 Durchschnittswert-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

Der Mittelwert der TE-Werte in diesem Durchschnittswert-Bereich ist:
In Reaktion auf diesen Mittelwert berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 die bandTDEV nach der folgenden Gleichung:
Somit berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 x'_{band_mean}, bevor es die bandTDEV berechnet. Die bandTDEV ist als ein Maß für die Leistung des Systems 100 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 Durchschnittswert und/oder Durchschnittswert-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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 TE-Werte (a) nach dem Durchschnittswert 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 Berechnungen der percentileTDEV und der bandTDEV mit Gleitfenstern relativ effizient mit einer Komplexität von etwa O(Nlog(N)) durch.
Die 4A bis 9E zeigen eine Variante des Betriebs des Leistungsüberwachungsgeräts 214, die später in Zusammenhang mit dem Ablaufdiagramm der 11A und 11B erörtert wird. Bei der beispielhaften Ausführungsform führt die Servo-Logik 120 (des Zeitsteuer-Nebengeräts 110 von 1) Folgendes aus: (a) die gleichen Operationen (z. B. unter anderem die gleichen Berechnungen der percentileTDEV und der bandTDEV) wie das Leistungsüberwachungsgerät 214, (b) die gleichen Operationen wie das Nutzerschnittstellengerät 216 und (c) andere Operationen der Servo-Logik 120. Daher gibt der Verzögerungskalkulator 118 geschätzte Verzögerungen an die Servo-Logik 120 aus. In Reaktion auf diese geschätzten Verzögerungen (und in Reaktion auf von dem menschlichen Nutzer 218 über das Nutzerschnittstellengerät festgelegte Durchschnittswerte und andere Parameter und entsprechend diesen) führt die Servo-Logik 120 die folgenden Schritte automatisch aus: (a) Berechnen der TE-Werte, (b) Berechnen der percentileTDEV und der bandTDEV genauso relativ effizient wie das Leistungsüberwachungsgerät 214 und (c) Ausgeben entsprechender Rückkopplungssignale an den Taktgeber 114. In Reaktion auf diese Rückkopplungssignale von der Servo-Logik 120 stellt der Taktgeber 114 seine Zeitsteuersignale (die der Taktgeber 114 an das Datenübertragungsgerät 112 und den Zeitstempler 116 ausgibt) so ein, dass deren Niveau der Zeit- und/oder Frequenz-Synchronisation mit dem Zeitsteuer-Hauptgerät 104 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 Systems 100 von 1 übertragen werden. Wie in 4A 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 die Berechnung von x'_{band_mean} in einem nutzerdefinierten Durchschnittswert-Bereich von 33 bis 67 durch. Der niedrigste TE-Wert in diesem Durchschnittswert-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 Durchschnittswerts 33 ist. Ebenso ist der höchste TE-Wert in diesem Durchschnittswert-Bereich der achtniedrigste TE-Wert in dem τ-Fenster, da (a) das τ-Fenster n = 12 TE-Werte hat und (b) die Obergrenze des Durchschnittswerts 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 addiert, um eine 33-%-PSUM = 7 zu berechnen, wie in 4A gezeigt ist. In diesen 33% ist der höchste TE-Wert (d. h. der 33. Durchschnittswert) 3 (d. h. der Datenpunkt 2), der in 4A mit einer Strichlinie umkreist ist und dessen entsprechender Datenpunkt 2 mit einem gestrichelten Dreieck auf der horizontalen Achse von 4A 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 Datenpunkt 11) 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 in 4A gezeigt ist. In diesen 34% ist der höchste TE-Wert (d. h. der 67. Durchschnittswert) 6 (d. h. der Datenpunkt 8), der in 4A mit einer Strichlinie umkreist ist und dessen entsprechender Datenpunkt 8 mit einem gestrichelten Dreieck auf der horizontalen Achse von 4A 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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. Durchschnittswerts (d. h. des Datenpunkts 2, dessen TE-Wert 3 ist). Somit berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 die BSUM mit 26 – 7 + 3 = 22, wie in 4A gezeigt ist.
4B ist eine Darstellung einer Datenstruktur, die von dem Messgerät 102 in Reaktion auf die Pakete erzeugt wird, die während des ersten Zeitfensters von 4A übertragen werden. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Datenstruktur ein Rot-Schwarz-Baum. In dem Beispiel von 4B 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 mit 4C erläutert wird), und (c) optionales Speichern (an diesem Knoten) des TE-Werts des entsprechenden Datenpunkts, wie in dem Beispiel von 4B 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 das τ-Fenster verschiebt, führt das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 problemlos einen nächsthöchsten TE-Wert (LUNEXT-Operation) oder einen nächstniedrigsten TE-Wert (LUPREV-Operation) in dem Baum identifizieren. Das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Messgerät 102 in Reaktion auf die Pakete erzeugt wird, die während des ersten Zeitfensters von 4A übertragen werden. Wie in 4C gezeigt ist, sind die Positionen des Ringpuffers mit 1 bis 12 nummeriert, und das Leistungsüberwachungsgerät 214 hält einen Ringpufferzeiger (CBPTR), der eine aktuelle letzte Position in dem Ringpuffer identifiziert. In dem Beispiel von 4C identifiziert der CBPTR die Position Nummer 12 als die aktuell letzte Position in dem Ringpuffer. In dem Ringpuffer speichert das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 Datenzeiger zum Berechnen der 33%-PSUM („33 Pctile PSUM”), der 34%–67%-PSUM („67 Pctile PSUM”) und der BSUM. Das Leistungsüberwachungsgerät 214 speichert zum Beispiel (a) die Position des 33. Durchschnittswerts in dem Ringpuffer („33 Pctile PPTR”), die die Position Nummer 2 (TE-Wert = 3) in dem Ringpuffer in dem Beispiel von 4C 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 von 4C ist, und (c) die 33 Pctile PSUM, die 67 Pctile PSUM und die BSUM.
Für den 33. Durchschnittswert ist das PFLAG entweder 0, 1 oder Null. Wenn das PFLAG des 33. Durchschnittswerts 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. Durchschnittswerts gleich 1 war.
Gleichermaßen ist für den 67. Durchschnittswert das PFLAG entweder 0, 1 oder Null. Wenn das PFLAG des 67. Durchschnittswerts 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. Durchschnittswerts gleich 1 war.
Wie in 5A gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 von 5A verschiebt (wie in dem Beispiel von 4A) das Leistungsüberwachungsgerät 214 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. Durchschnittswert (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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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. Durchschnittswerts 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. Durchschnittswerts 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 in 5C mit X = 9 angegeben, und sein Ersatz-TE-Wert ist in 5C mit Y = 7 angegeben.
Wie in 5D gezeigt ist, fügt darüber hinaus das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 von 5D speichert das Leistungsüberwachungsgerät 214 (an diesem Knoten) (a) die Position Nummer 1 des Datenpunkts 13 in dem Ringpuffer und (b) optional dessen TE-Wert 7 (in Klammern). Wie in 5E gezeigt ist, fügt das Leistungsüberwachungsgerät 214 (an der Position Nummer 1 in dem Ringpuffer) den Ersatz-TE-Wert ein, der Y = 7 ist.
Wie in 6A gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 von 6A verschiebt (wie in dem Beispiel von 5A) das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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. Durchschnittswerts 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. Durchschnittswerts 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 in 6C mit X = 3 angegeben, und sein Ersatz-TE-Wert ist in 6C mit Y = 6 angegeben.
Da das PFLAG des 33. Durchschnittswerts 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 in 6C gezeigt ist. Und da das PFLAG des 67. Durchschnittswerts ebenso gleich 1 ist, subtrahiert das Leistungsüberwachungsgerät 214 den zuletzt gelöschten TE-Wert von der 67 Pctile PSUM, sodass sich die 67 Pctile PSUM von 26 auf 23 ändert, wie in 6C gezeigt ist.
Da der zuletzt gelöschte TE-Wert als der 33. Durchschnittswert an der Positionsnummer des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer gespeichert wurde, ersetzt das Leistungsüberwachungsgerät 214 den 33 Pctile PPTR durch Durchqueren des Baums von 6B, um problemlos den nächstniedrigsten TE-Wert für diesen gelöschten 33. Durchschnittswert zu identifizieren (LUPREV-Operation). Dieser nächstniedrigste TE-Wert ist an der Position Nummer 5 in dem Ringpuffer gleich 2, und daher ändert das Leistungsüberwachungsgerät 214 den 33 Pctile PPTR auf 5, wie in 6C gezeigt ist.
Wie in 6D gezeigt ist, fügt darüber hinaus das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 von 6D speichert das Leistungsüberwachungsgerät 214 (an diesem Knoten) (a) die Position Nummer 2 des Datenpunkts 14 in dem Ringpuffer und (b) optional dessen TE-Wert 6 (in Klammern). Wie in 6D gezeigt ist, ordnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 Knoten (in dem Baum) um, um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten. Ebenso fügt, wie in 6E gezeigt ist, das Leistungsüberwachungsgerät 214 (an der Position Nummer 2 in dem Ringpuffer) den Ersatz-TE-Wert ein, der Y = 6 ist.
Da das PFLAG des 33. Durchschnittswerts gleich 1 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 6) weder kleiner als der noch gleich dem 33. Durchschnittswert von 3 (an der Position Nummer 2 des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von 5E) ist, durchquert das Leistungsüberwachungsgerät 214 den Baum von 6D, um problemlos den nächsthöchsten TE-Wert für den 33. Durchschnittswert zu identifizieren (LUNEXT-Operation). Dieser nächsthöchste TE-Wert ist an der Position Nummer 7 in dem Ringpuffer gleich 4, und daher führt das Leistungsüberwachungsgerät 214 die folgenden Schritte aus: (a) Ändern des 33 Pctile PPTR auf 7, wie in 6E 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 in 6E gezeigt ist.
Da das PFLAG des 67. Durchschnittswerts ebenfalls gleich 1 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 6) weder kleiner als der noch gleich dem 33. Durchschnittswert von 3 (an der Position Nummer 2 des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von 5E) ist und auch nicht kleiner als der 67. Durchschnittswert von 6 (an der Position Nummer 8 des 67 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von 5E) ist, durchquert das Leistungsüberwachungsgerät 214 den Baum von 6D, um problemlos den nächsthöchsten TE-Wert für den 67. Durchschnittswert zu identifizieren (LUNEXT-Operation). Dieser nächsthöchste TE-Wert ist an der Position Nummer 10 in dem Ringpuffer gleich 6, und daher führt das Leistungsüberwachungsgerät 214 die folgenden Schritte aus: (a) Ändern des 67 Pctile PPTR auf 10, wie in 6E 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 in 6E 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. Durchschnittswerts (d. h. des TE-Werts an der Positionsnummer des 33 Pctile PPTR). Somit berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 die BSUM mit 29 – 8 + 4 = 25, wie in 6E 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 von 7A verschiebt (wie in dem Beispiel von 6A) das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 von 7B speichert das Leistungsüberwachungsgerät 214 (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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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. Durchschnittswerts 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. Durchschnittswerts 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 in 7C mit X = 1 angegeben, und sein Ersatz-TE-Wert ist in 7C mit Y = 1 angegeben.
Wie in 8A gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 von 8A verschiebt (wie in dem Beispiel von 7A) das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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. Durchschnittswerts 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. Durchschnittswerts 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 in 8C mit X = 8 angegeben, und sein Ersatz-TE-Wert ist in 8C mit Y = 1 angegeben.
Da das PFLAG des 33. Durchschnittswerts gleich 0 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 1) kleiner als der oder gleich dem 33. Durchschnittswert 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. Durchschnittswerts von der 33 Pctile PSUM, sodass sich die 33 Pctile PSUM von 8 auf 4 ändert, wie in 8C gezeigt ist, und (b) Durchqueren des Baums von 8B, um problemlos den nächstniedrigsten TE-Wert für den 33. Durchschnittswert zu identifizieren (LUPREV-Operation). Dieser nächstniedrigste TE-Wert ist an der Position Nummer 5 in dem Ringpuffer gleich 2, und daher ändert das Leistungsüberwachungsgerät 214 den 33 Pctile PPTR auf 5, wie in 8C gezeigt ist.
Da das PFLAG des 67. Durchschnittswerts ebenfalls gleich 0 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 1) kleiner als der oder gleich dem 67. Durchschnittswert von 6 (an der Position Nummer 10 des 67 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von 7C) ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät 214 die folgenden Schritte aus: (a) Subtrahieren des 67. Durchschnittswerts von der 67 Pctile PSUM, sodass sich die 67 Pctile PSUM von 29 auf 23 ändert, wie in 8C gezeigt ist, und (b) Durchqueren des Baums von 8B, um problemlos den nächstniedrigsten TE-Wert für den 67. Durchschnittswert zu identifizieren (LUPREV-Operation). Dieser nächstniedrigste TE-Wert ist an der Position Nummer 8 in dem Ringpuffer gleich 6, und daher ändert das Leistungsüberwachungsgerät 214 den 67 Pctile PPTR auf 8, wie in 8C gezeigt ist.
Wie in 8D gezeigt ist, fügt das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 von 8D speichert das Leistungsüberwachungsgerät 214 (an diesem Knoten) (a) die Position Nummer 4 des Datenpunkts 16 in dem Ringpuffer und (b) optional dessen TE-Wert 1 (in Klammern). Wie in 8D gezeigt ist, ordnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 Knoten (in dem Baum) um, um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten.
Ebenso führt das Leistungsüberwachungsgerät 214, wie in 8E 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 in 8E 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 in 8E 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. Durchschnittswerts (d. h. des TE-Werts an der Positionsnummer des 33 Pctile PPTR). Somit berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 die BSUM mit 24 – 5 + 2 = 21, wie in 8E gezeigt ist.
Wie in 9A gezeigt ist, führt das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 von 9A verschiebt (wie in dem Beispiel von 8A) das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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 Leistungsüberwachungsgerät 214 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. Durchschnittswerts 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. Durchschnittswerts 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 in 9C mit X = 2 angegeben, und sein Ersatz-TE-Wert ist in 9C mit Y = 1 angegeben.
Da das PFLAG des 33. Durchschnittswerts 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 in 9C gezeigt ist. Da das PFLAG des 67. Durchschnittswerts ebenfalls gleich 1 ist, subtrahiert das Leistungsüberwachungsgerät 214 den zuletzt gelöschten TE-Wert von der 67 Pctile PSUM, sodass sich die 67 Pctile PSUM von 24 auf 22 ändert, wie in 9C gezeigt ist.
Da der zuletzt gelöschte TE-Wert als der 33. Durchschnittswert an der Positionsnummer des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer gespeichert wurde, ersetzt das Leistungsüberwachungsgerät 214 den 33 Pctile PPTR durch Durchqueren des Baums von 9B, um problemlos den nächstniedrigsten TE-Wert für den 33. Durchschnittswert zu identifizieren (LUPREV-Operation). Dieser nächstniedrigste TE-Wert ist an der Position Nummer 9 in dem Ringpuffer gleich 1, und daher ändert das Leistungsüberwachungsgerät 214 den 33 Pctile PPTR auf 9, wie in 9C gezeigt ist.
Wie in 9D gezeigt ist, fügt das Leistungsüberwachungsgerät 214 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 von 9D speichert das Leistungsüberwachungsgerät 214 (an diesem Knoten) (a) die Position Nummer 5 des Datenpunkts 17 in dem Ringpuffer und (b) optional dessen TE-Wert 1 (in Klammern). Wie in 9D gezeigt ist, ordnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 Knoten (in dem Baum) um, um herkömmliche Regeln für eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur einzuhalten.
Ebenso führt das Leistungsüberwachungsgerät 214, wie in 9E 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 in 9E gezeigt ist, da das PFLAG des 33. Durchschnittswerts gleich 1 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 1) kleiner als der oder gleich dem 33. Durchschnittswert von 2 (an der Position Nummer 5 des 33 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von 8E) 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 in 9E gezeigt ist, da das PFLAG des 67. Durchschnittswerts gleich 1 ist und da der Ersatz-TE-Wert (Y = 1) kleiner als der 67. Durchschnittswert von 6 (an der Position Nummer 8 des 67 Pctile PPTR in dem Ringpuffer von 8E) 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. Durchschnittswerts (d. h. des TE-Werts an der Positionsnummer des 33 Pctile PPTR). Somit berechnet das Leistungsüberwachungsgerät 214 die BSUM mit 23 – 4 + 1 = 20, wie in 9E gezeigt ist.
10 ist ein Ablaufdiagramm einer ersten Operation des Messgeräts 102, bei der das Messgerät 102 die Berechnung einer Pctile PSUM (z. B. die Berechnung der 33 Pctile PSUM) durchführt. Zunächst speichert das Leistungsüberwachungsgerät 214, beginnend mit dem ersten TE-Wert (x_i) von der Gesamtanzahl N von TE-Werten, die ersten n Werte (n Daten-Abtastwerte) in dem Ringpuffer (CB). Die Operation beginnt bei einem Schritt 1002, in dem das Gerät 214 den aktuell ältesten Daten-Abtastwert (X) aus dem CB liest.
Nach dem Schritt 1002 geht der Prozess mit einem Schritt 1004 weiter, in dem das Gerät 214 (von der Gesamtanzahl N von TE-Werten) den aktuell nächsten Daten-Abtastwert (Y) liest, den das Gerät 214 noch nicht in dem CB gespeichert hat. Wenn das Gerät 214 bereits alle N TE-Werte vor dem Schritt 1004 gelesen (und in dem CB gespeichert) hat, geht der Prozess von dem Schritt 1004 zu einem Schritt 1006 weiter, in dem der Prozess endet. Wenn hingegen das Gerät 214 noch nicht alle N TE-Werte vor dem Schritt 1004 gelesen (und in dem CB gespeichert) hat, geht der Prozess von dem Schritt 1004 zu einem Schritt 1008 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1010 weiter, in dem das Gerät 214 SUM und P für seine Berechnungen der Gleitfenster-Statistik verwendet. Nach dem Schritt 1010 kehrt der Prozess zu dem Schritt 1002 zurück.
Wenn in dem Schritt 1008 X ≠ Y ist, geht der Prozess von dem Schritt 1008 zu einem Schritt 1012 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1012 zu einem Schritt 1014 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1014 geht der Prozess zu einem Schritt 1016 weiter, in dem das Gerät 214 X aus dem CB löscht. Nach dem Schritt 1016 geht der Prozess zu einem Schritt 1018 weiter, in dem das Gerät 214 Y in den CB einfügt. Nach dem Schritt 1018 geht der Prozess zu einem Schritt 1020 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1022 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1022 zu dem Schritt 1010 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 Schritt 1022 zu einem Schritt 1024 weiter, in dem das Gerät 214 die PSUM um den Wert von P verringert.
Nach dem Schritt 1024 geht der Prozess zu einem Schritt 1026 weiter, in dem das Gerät 214 die Position des PPTR so ändert, dass sie die Position des nächstniedrigsten Werts in dem CB ist. Nach dem Schritt 1026 geht der Prozess zu einem Schritt 1028 weiter, in dem das Gerät 214 die PSUM um den Wert von Y erhöht. Nach dem Schritt 1028 geht der Prozess zu dem Schritt 1010 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 Schritt 1012 zu einem Schritt 1030 weiter, in dem das Gerät 214 die PSUM um den Wert von X verringert. Nach dem Schritt 1030 geht der Prozess zu einem Schritt 1032 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1032 zu einem Schritt 1034 weiter, in dem das Gerät 214 die Position des PPTR so ändert, dass sie die Position des nächstniedrigsten Werts in dem CB ist. Wenn am Beginn der Operation in dem Schritt 1034 die Position des PPTR bereits die Position des niedrigsten Werts in dem CB ist, dann ist am Ende der Operation in dem Schritt 1034 PPTR = 0. Nach dem Schritt 1034 geht der Prozess zu einem Schritt 1036 weiter.
Wenn in dem Schritt 1032 X ≠ P ist, geht der Prozess von dem Schritt 1032 zu dem Schritt 1036 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1036 geht der Prozess zu einem Schritt 1038 weiter, in dem das Gerät 214 X aus dem CB löscht. Nach dem Schritt 1038 geht der Prozess zu einem Schritt 1040 weiter, in dem das Gerät 214 Y in den CB einfügt. Nach dem Schritt 1040 geht der Prozess zu einem Schritt 1042 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1044 weiter, in dem das Gerät 214 ermittelt, ob PPTR = 0 ist. Wenn PPTR = 0 ist, geht der Prozess zu einem Schritt 1046 weiter, in dem das Gerät 214 (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 Schritt 1046 geht der Prozess zu dem Schritt 1010 zurück.
Wenn in dem Schritt 1044 PPTR ≠ 0 ist, geht der Prozess von dem Schritt 1044 zu einem Schritt 1048 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1048 zu dem Schritt 1028 zurück. Wenn hingegen Y ≥ P ist, geht der Prozess von dem Schritt 1048 zu einem Schritt 1050 weiter, in dem das Gerät 214 die Position des PPTR so ändert, dass sie die Position des nächsthöchsten Werts in dem CB ist. Nach dem Schritt 1050 geht der Prozess zu einem Schritt 1052 weiter, in dem das Gerät 214 die PSUM um den Wert von P erhöht. Nach dem Schritt 1052 geht der Prozess zu dem Schritt 1010 zurück.
Die 11A und 11B (die kollektiv als „11” bezeichnet sind) sind Ablaufdiagramme einer zweiten Operation des Messgeräts 102, in der das Messgerät 102 eine Bereichssumme zwischen zwei Niveaus von Durchschnittswerten 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 Messgerät 102 die Einfügeschritte von 11B aus, bevor es die Löschschritte von 11A ausführt.
Zunächst speichert das Leistungsüberwachungsgerät 214, beginnend mit dem ersten TE-Wert (x_i) von der Gesamtanzahl N von TE-Werten, die ersten n Werte (n Daten-Abtastwerte) in dem Ringpuffer (CB). Die Operation beginnt bei einem Schritt 1102, in dem das Gerät 214 (von der Gesamtanzahl N von TE-Werten) den aktuell nächsten Daten-Abtastwert („Y”) liest, den das Gerät 214 noch nicht in dem CB gespeichert hat. Wenn das Gerät 214 bereits alle N TE-Werte vor dem Schritt 1102 gelesen (und in dem CB gespeichert) hat, geht der Prozess von dem Schritt 1102 zu einem Schritt 1104 weiter, in dem der Prozess endet.
Wenn hingegen das Gerät 214 noch nicht alle N TE-Werte vor dem Schritt 1102 gelesen (und in dem CB gespeichert) hat, geht der Prozess von dem Schritt 1102 zu einem Schritt 1106 weiter, in dem das Gerät 214 den aktuell ältesten Daten-Abtastwert („X”) aus dem CB liest. Nach dem Schritt 1106 geht der Prozess zu einem Schritt 1108 weiter, in dem das Gerät 214 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 Durchschnittswert-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 Schritt 1110 weiter, in dem das Gerät 214 die BSUMs berechnet. Nach dem Schritt 1110 geht der Prozess zu einem Schritt 1112 weiter, in dem das Gerät 214 die Berechnungen für seine Gleitfenster-Statistik in Reaktion auf die BSUMs, PSUMs und/oder Ps durchführt. Nach dem Schritt geht der Prozess zu einem Schritt 1114 weiter, in dem das Gerät 214 den CBPTR aktualisiert, wie vorstehend in Zusammenhang mit den 4A bis 9E erörtert worden ist. Nach dem Schritt 1114 kehrt der Prozess zu dem Schritt 1102 zurück.
In dem Beispiel der 4A bis 9E, 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 Gerät 214 durch Subtrahieren der 33 Pctile PSUM von der 67 Pctile PSUM und anschließendes Addieren des 33. Durchschnittswerts berechnet, und (c) umfassen die Ps den 33. Durchschnittswert (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 Gerät 214 auch dazu geeignet, in Reaktion auf andere Durchschnittswerte und/oder Durchschnittswert-Bereiche zu arbeiten, die von dem menschlichen Nutzer 218 über das Nutzerschnittstellengerät 216 festgelegt werden.
Wenn in dem Schritt 1108 X ≠ Y ist, geht der Prozess von dem Schritt 1108 zu einem Schritt 1116 weiter, in dem das Gerät 214 ein nächstes Durchschnittswert-Niveau auswählt, das von dem Nutzer festgelegt worden ist (nutzerdefiniert). Nach dem Schritt 1116 geht der Prozess zu einem Schritt 1118 weiter, in dem das Gerät 214 das entsprechende PFLAG dieses Durchschnittswerts auf 0 löscht. Nach dem Schritt 1118 geht der Prozess zu einem Schritt 1120 weiter, in dem das Gerät 214 ermittelt, ob für diesen Durchschnittswert X ≤ P ist (d. h., ob der Wert von X kleiner als der oder gleich dem Wert von P ist). Wenn für diesen Durchschnittswert X ≤ P ist, ändern sich die entsprechende PSUM dieses Durchschnittswerts und P durch das Löschen von X aus dem CB, und der Prozess geht von dem Schritt 1120 zu einem Schritt 1122 weiter, in dem das Gerät 214 das entsprechende PFLAG dieses Durchschnittswerts auf 1 setzt. Nach dem Schritt 1122 geht der Prozess zu einem Schritt 1124 weiter, in dem das Gerät 214 die entsprechende PSUM dieses Durchschnittswerts um den Wert X verringert.
Nach dem Schritt 1124 geht der Prozess zu einem Schritt 1126 weiter, in dem das Gerät 214 ermittelt, ob für diesen Durchschnittswert X = P ist (d. h., ob der Wert X als der Wert P gespeichert wurde). Wenn für diesen Durchschnittswert X = P ist, geht der Prozess von dem Schritt 1126 zu einem Schritt 1128 weiter, in dem das Gerät 214 die Position des entsprechenden PPTR für diesen Durchschnittswert so ändert, dass sie die Position des nächstniedrigsten Werts in dem CB ist. Wenn am Beginn der Operation in dem Schritt 1128 die Position des entsprechenden PPTR für diesen Durchschnittswert bereits die Position des niedrigsten Werts in dem CB ist, dann ist am Ende der Operation in dem Schritt 1128 der entsprechende PPTR für diesen Durchschnittswert gleich 0. Nach dem Schritt 1128 geht der Prozess zu einem Schritt 1130 weiter.
Wenn in dem Schritt 1126 X ≠ P für diesen Durchschnittswert ist, geht der Prozess von dem Schritt 1126 zu dem Schritt 1130 weiter.
Wenn in dem Schritt 1120 X > P für diesen Durchschnittswert ist, bleiben die entsprechende PSUM für diesen Durchschnittswert und P durch das Löschen von X aus dem CB unverändert, und der Prozess geht von dem Schritt 1120 zu dem Schritt 1130 weiter, in dem das Gerät 214 ermittelt, ob noch ein nächstes nutzerdefiniertes Durchschnittswert-Niveau in den Schritten 1116 bis 1128 verarbeitet werden muss. Wenn noch ein nächstes nutzerdefiniertes Durchschnittswert-Niveau in den Schritten 1116 bis 1128 verarbeitet werden muss, geht der Prozess zu dem Schritt 1116 zurück.
Wenn hingegen alle nutzerdefinierten Durchschnittswert-Niveaus in den Schritten 1116 bis 1128 verarbeitet worden sind, geht der Prozess von dem Schritt 1130 zu einem Schritt 1132 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1132 geht der Prozess zu einem Schritt 1134 weiter, in dem das Gerät 214 X aus dem CB löscht. Nach dem Schritt 1134 geht der Prozess zu einem Schritt 1136 weiter, in dem das Gerät 214 Y in den CB einfügt. Nach dem Schritt 1136 geht der Prozess zu einem Schritt 1138 weiter, in dem das Gerät 214 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 Schritt 1140 weiter, in dem das Gerät 214 ein nächstes nutzerdefiniertes Durchschnittswert-Niveau auswählt. Nach dem Schritt 1140 geht der Prozess zu einem Schritt 1142 weiter, in dem das Gerät 214 ermittelt, ob das entsprechende PFLAG für diesen Durchschnittswert gleich 1 ist. Wenn das entsprechende PFLAG für diesen Durchschnittswert nicht gleich 1 ist, geht der Prozess von dem Schritt 1142 zu einem Schritt 1144 weiter, in dem das Gerät 214 ermittelt, ob für diesen Durchschnittswert 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 diesen Durchschnittswerts und P durch das Einfügen von Y in den CB, und der Prozess geht von dem Schritt 1144 zu einem Schritt 1146 weiter, in dem das Gerät 214 die entsprechende PSUM für diesen Durchschnittswert um den Wert des entsprechenden P für diesen Durchschnittswert verringert. Nach dem Schritt 1146 geht der Prozess zu einem Schritt 1148 weiter, in dem das Gerät 214 die Position des entsprechenden PPTR für diesen Durchschnittswert so ändert, dass sie die Position des nächstniedrigsten Werts in dem CB ist. Nach dem Schritt 1148 geht der Prozess zu einem Schritt 1150 weiter, in dem das Gerät 214 die entsprechende PSUM für diesen Durchschnittswert um den Wert von Y erhöht.
Nach dem Schritt 1150 geht der Prozess zu einem Schritt 1152 weiter, in dem das Gerät 214 ermittelt, ob noch ein nächstes nutzerdefiniertes Durchschnittswert-Niveau in den Schritten 1140 bis 1162 verarbeitet werden muss. Wenn noch ein nächstes nutzerdefiniertes Durchschnittswert-Niveau in den Schritten 1140 bis 1162 verarbeitet werden muss, kehrt der Prozess zu dem Schritt 1140 zurück. Wenn hingegen alle nutzerdefinierten Durchschnittswert-Niveaus in den Schritten 1140 bis 1162 verarbeitet worden sind, geht der Prozess von dem Schritt 1152 zu dem Schritt 1100 zurück.
Wenn die nutzerdefinierten Durchschnittswert-Niveaus zum Beispiel 10, 20 und 80 sind, berechnet das Gerät 214 Folgendes:

(a) für den 10. Durchschnittswert: die PSUM des 10. Durchschnittswerts, den 10. Durchschnittswert (d. h., der größte TE-Wert von den niedrigsten 10% der TE-Werte in dem Ringpuffer) und den PPTR des 10. Durchschnittswerts (d. h., die Position des 10. Durchschnittswerts in dem Ringpuffer);
(b) für den 20. Durchschnittswert: die PSUM des 20. Durchschnittswerts, den 20. Durchschnittswert (d. h., der größte TE-Wert von den niedrigsten 20% der TE-Werte in dem Ringpuffer) und den PPTR des 20. Durchschnittswerts (d. h., die Position des 20. Durchschnittswerts in dem Ringpuffer); und
(c) für den 80. Durchschnittswert: die PSUM des 80. Durchschnittswerts, den 80. Durchschnittswert (d. h., der größte TE-Wert von den niedrigsten 80% der TE-Werte in dem Ringpuffer) und den PPTR des 80. Durchschnittswerts (d. h., die Position des 80. Durchschnittswerts in dem Ringpuffer).

In diesem Beispiel kann in dem Schritt 1110 das Gerät 214 die folgenden einzelnen BSUMs der Durchschnittswert-Bereiche berechnen, die von dem menschlichen Nutzer 218 über das Nutzerschnittstellengerät 216 gewählt werden können:

(a) die 0%–10%-BSUM, die gleich der PSUM des 10. Durchschnittswerts ist;
(b) die 0%–20%-BSUM, die gleich der PSUM des 20. Durchschnittswerts ist;
(c) die 0%–80%-BSUM, die gleich der PSUM des 80. Durchschnittswerts ist;
(d) die 10%–20%-BSUM, die gleich der PSUM des 20. Durchschnittswerts minus der PSUM des 10. Durchschnittswerts plus dem 10. Durchschnittswert ist;
(e) die 10%–80%-BSUM, die gleich der PSUM des 80. Durchschnittswerts minus der PSUM des 10. Durchschnittswerts plus dem 10. Durchschnittswert ist; und
(f) die 20%–80%-BSUM, die gleich der PSUM des 80. Durchschnittswerts minus der PSUM des 20. Durchschnittswerts plus dem 20. Durchschnittswert ist.

Bei der vorstehenden Gleichung für die bandTDEV(τ) gilt Folgendes: (a) die entsprechende BSUM(i) des Durchschnittswert-Bereichs dividiert durch das entsprechende m dieses Durchschnittswert-Bereichs ist gleich dem entsprechenden x'_{bana_mean}(i) des Durchschnittswert-Bereichs, und (b) das Gerät 214 berechnet die entsprechende bandTDEV(τ) dieses Durchschnittswert-Bereichs in Reaktion auf den x'_{bana_mean}(i), x'_{bana_mean}(i + n) bzw. x'_{bana_mean}(i + 2n) dieses Durchschnittswert-Bereichs. Somit berechnet das Gerät 214 die entsprechende bandTDEV(τ) für diesen Durchschnittswert-Bereich in Reaktion auf die BSUM(i), die BSUM(i + n) bzw. BSUM(i + 2n) dieses Durchschnittswert-Bereichs. Wenn bei der beispielhaften Ausführungsform das Gerät 214 das τ-Fenster verschiebt und die entsprechende BSUM(i + 2n) dieses Durchschnittswert-Bereichs berechnet, führt das Gerät 214 die folgenden Schritte aus: (a) aktuelles Speichern seines zuletzt berechneten Werts für 2n + 1 für die einzelnen BSUMs dieses Durchschnittswert-Bereichs, also von der BSUM(i) bis zu der BSUM(i + 2n) dieses Durchschnittswert-Bereichs, und (b) Berechnen der entsprechenden bandTDEV(τ) für diesen Durchschnittswert-Bereich in Reaktion auf die BSUM(i), die BSUM(i + n) bzw. BSUM(i + 2n) dieses Durchschnittswert-Bereichs ohne erneutes Berechnen der BSUM(i) und der BSUM(i + n).
Wenn in dem Schritt 1144 Y ≥ P für diesen Durchschnittswert ist, bleiben die entsprechende PSUM dieses Durchschnittswerts und P durch das Einfügen von Y in den CB unverändert, und der Prozess geht von dem Schritt 1144 zu dem Schritt 1152 weiter.
Wenn in dem Schritt 1142 das entsprechende PFLAG für diesen Durchschnittswert gleich 1 ist, geht der Prozess von dem Schritt 1142 zu einem Schritt 1154 weiter, in dem das Gerät 214 ermittelt, ob der entsprechende PPTR für diesen Durchschnittswert gleich 0 ist. Wenn der entsprechende PPTR für diesen Durchschnittswert gleich 0 ist, geht der Prozess zu einem Schritt 1156 weiter, in dem das Gerät 214 (a) die Position des entsprechenden PPTR für diesen Durchschnittswert so ändert, dass sie die Position des niedrigsten Werts in dem CB ist, und (b) die entsprechende PSUM für diesen Durchschnittswert um den Wert des entsprechenden P für diesen Durchschnittswert erhöht. Nach dem Schritt 1156 geht der Prozess zu dem Schritt 1152 zurück.
Wenn in dem Schritt 1154 der entsprechende PPTR für diesen Durchschnittswert nicht gleich 0 ist, geht der Prozess von dem Schritt 1154 zu einem Schritt 1158 weiter, in dem das Gerät 214 ermittelt, ob für diesen Durchschnittswert Y < P ist (d. h., ob der Wert von Y kleiner als der Wert von P ist). Wenn für diesen Durchschnittswert Y < P ist, geht der Prozess von dem Schritt 1158 zu dem Schritt 1150 zurück. Wenn hingegen für diesen Durchschnittswert Y ≥ P ist, geht der Prozess von dem Schritt 1158 zu einem Schritt 1160 weiter, in dem das Gerät 214 die Position des PPTR für diesen Durchschnittswert so ändert, dass sie die Position des nächsthöchsten Werts in dem CB ist. Nach dem Schritt 1160 geht der Prozess zu einem Schritt 1162 weiter, in dem das Gerät 214 die entsprechende PSUM für diesen Durchschnittswert um den Wert des entsprechenden P für diesen Durchschnittswert erhöht. Nach dem Schritt 1162 geht der Prozess zu dem Schritt 1152 zurück.
Das Gerät 102 (das das Gerät 214 enthält) und das Zeitsteuer-Nebengerät 110 (das die Servo-Logik 120 enthält) arbeiten in Verbindung mit dem menschlichen Nutzer 218. Zum Beispiel (a) enthält das Nutzerschnittstellengerät 216 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 Nutzer 218 diese Eingabevorrichtungen so, dass sie alphanumerische Text-Informationen an das Gerät 214 ausgeben, das diese alphanumerischen Text-Informationen empfängt.
Das Gerät 102 und das Zeitsteuer-Nebengerät 110 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 Netzwerk 108 und das übrige System 100 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-Nebengerät 110 ausgeführt werden, und Daten, die von dem Gerät 102 und dem Zeitsteuer-Nebengerät 110 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-Nebengeräts 110 auch für die maschinenlesbaren Medien der anderen Geräte des Systems 100 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 m 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 Systems 100). 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-Nebengeräts 110 und des Systems 100). 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-Nebengeräts 110, und das Zeitsteuer-Nebengerät 110 führt seine Operationen (wie bereits an anderer Stelle beschrieben) in Reaktion auf dieses Material aus, das in der Speichervorrichtung des Zeitsteuer-Nebengeräts 110 gespeichert ist. Insbesondere führt das Zeitsteuer-Nebengerät 110 die Verarbeitung der Software (die in einem maschinenlesbaren Medium gespeichert, codiert, aufgezeichnet oder verkörpert ist) so aus, dass diese Software das Zeitsteuer-Nebengerät 110 veranlasst, auch zusätzliche Operationen (die bereits an anderer Stelle beschrieben sind) auszuführen. Somit sind die maschinenlesbaren Medien Vorrichtungen, von denen aus das Zeitsteuer-Nebengerät 110 auf die Software zugreifen kann, und die Software kann von dem Zeitsteuer-Nebengerät 110 so verarbeitet werden, dass sie das Zeitsteuer-Nebengerät 110 veranlasst, diese zusätzlichen Operationen auszuführen. Darüber hinaus zeigt das funktionsbeschreibende Material eine funktionale Beziehung zu der Art und Weise, in der das Zeitsteuer-Nebengerät 110 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 1588 [0040]

Claims

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 Durchschnittswert einer ersten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen, wobei der Durchschnittswert kleiner als 100 ist; und zum Berechnen einer zweiten mittleren Phasendifferenz in einem Durchschnittswert 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 mindestens einen der folgenden Schritte dient: Subtrahieren von der ersten mittleren Phasendifferenz in Reaktion auf die Modifikation und Addieren zu der ersten mittleren Phasendifferenz 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 Durchschnittswerte 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 Durchschnittswert ein Durchschnittswert-Bereich zwischen einem ersten Durchschnittswert und einem zweiten Durchschnittswert ist, wobei der erste Durchschnittswert größer als 0 ist und der zweite Durchschnittswert 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 Durchschnittswert einer ersten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen, wobei der Durchschnittswert kleiner als 100 ist; und Berechnen einer zweiten mittleren Phasendifferenz in einem Durchschnittswert 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 mindestens einen der folgenden Schritte umfasst: Subtrahieren von der ersten mittleren Phasendifferenz in Reaktion auf die Modifikation und Addieren zu der ersten mittleren Phasendifferenz in Reaktion auf die Modifikation.
Verfahren nach Anspruch 11, das weiterhin das Speichern der zweiten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen entsprechend ihrer jeweiligen Durchschnittswerte 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, dadurch gekennzeichnet, dass das Schätzen die folgenden Schritte umfasst: 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.
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 Durchschnittswert ein Durchschnittswert-Bereich zwischen einem ersten Durchschnittswert und einem zweiten Durchschnittswert ist, wobei der erste Durchschnittswert größer als 0 ist und der zweite Durchschnittswert 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 Durchschnittswert einer ersten Teilmenge der einzelnen Phasendifferenzen, wobei der Durchschnittswert kleiner als 100 ist; und Berechnen einer zweiten mittleren Phasendifferenz in einem Durchschnittswert 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 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation das Löschen einer ältesten entsprechenden Phasendifferenz und das Einfügen einer nächsten entsprechenden Phasendifferenz umfasst.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die maschinenlesbaren Befehle so von dem Informationsverarbeitungssystem verarbeitet werden können, dass sie das Informationsverarbeitungssystem veranlassen, die zweite mittlere Phasendifferenz durch mindestens einen der folgenden Schritte zu berechnen: Subtrahieren von der ersten mittleren Phasendifferenz in Reaktion auf die Modifikation und Addieren zu der ersten mittleren Phasendifferenz in Reaktion auf die Modifikation.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 21, 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 Durchschnittswerte 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 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Baum-Datenstruktur zumindest teilweise balanciert ist.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Baum-Datenstruktur eine Rot-Schwarz-Baum-Datenstruktur ist.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die maschinenlesbaren Befehle so von dem Informationsverarbeitungssystem verarbeitet werden können, dass sie das Informationsverarbeitungssystem veranlassen, die folgenden Schritte auszuführen: 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.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 21, 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 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungen Pakete sind, die mit entsprechenden Zeitstempeln assoziiert sind.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschnittswert ein Durchschnittswert-Bereich zwischen einem ersten Durchschnittswert und einem zweiten Durchschnittswert ist, wobei der erste Durchschnittswert größer als 0 ist und der zweite Durchschnittswert kleiner als 100 ist.