TWI410101B - 隨機網路上之訊息同步化 - Google Patents

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TWI410101B
TWI410101B TW094129643A TW94129643A TWI410101B TW I410101 B TWI410101 B TW I410101B TW 094129643 A TW094129643 A TW 094129643A TW 94129643 A TW94129643 A TW 94129643A TW I410101 B TWI410101 B TW I410101B
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Description

隨機網路上之訊息同步化
本發明相關於網路通訊。
通訊在一些通訊系統中，元件需要在操作時調整傳送參數，像是資料速率或封包大小等。在可能的情形中，連接到多個可變位元速率編碼器(例如，在以MPEG為基礎的視訊傳送系統中)之多工器可能被配置以指派編碼器以特定的速率傳送資料。例如，傳送固定的位元速率串流到預定者之多工器可以指派編碼器以符合被編碼信號的複雜度的位元速率傳送信號，同時確保每個獨立編碼器位元速率之總和不會超過該多工器所必須提供之固定的位元速率。在這種情形中，很重要的是當編碼器被要求改變傳送參數時使得由多個編碼器所傳送的被改變過參數之資料可以一併多工處理。例如，如果一個編碼器不能降低一個訊框之編碼資料的位元速率，在固定位元速率輸出串流中可能會有超過多工器可以替換的位元到達該訊框的多工器。在高精準度同步化被需求的上述系統中，一般使用決定性的連結(例如，經由固定的或可預測之延遲所連接)用於通訊，使得訊息可以使用決定延遲而被同步化。
在通訊系統中的元件可以使用隨機(未決定)網路(例如，使用網際網路協定而以封包為基礎的網路)而連結。在隨機網路上訊息傳送之間的延遲及訊息的接收一般為隨機的變數，所以訊息同步化係困難的。一般可以決定延遲之上限及下限。在一些隨機網路上，延遲之上限會是無限的(例如，封包會遺失且不會到達該封包之目的地)，及在其他隨機網路上延遲的上限會是有限的。
在本發明一個層面中，提出用於介於區域元件及遠端元件間通訊的方法，其中區域元件使用非決定性通訊連結連接到遠端元件。區域元件之區域時脈與遠端元件之遠端時脈在最大差距值之內係同步化的。來自於遠端元件之速率訊息在區域端被接收，該速率訊息包括第一時間標記。當區域時脈之時間實質上符合於使用第一時間標記所決定之時間時，區域元件之資料速率使用該速率訊息而被調整。資料訊息從區域元件使用調整過之資料速率而被送到遠端元件，該資料訊息包括用於處理在該資料訊息中之資料時使用之第二時間標記。
特別之實施例可能包括一或多種以下之特色。複雜度訊息從區域元件被傳送到遠端元件，而速率訊息係利使用該複雜度訊息所產生。調整資料速率包括使用鎖相迴路決定區域時脈的第一時間或統計上地估計區域時脈的第一時間。使用第一時間標記所決定之時間更進一步使用相關於資料連結延遲及/或關於介於區域時脈與遠端時脈之間差距值的資訊而決定。關於差距值之資訊包括關於最大差距值之資訊，該資訊可以包括最大正差距值及最大負差距值。關於通訊連結延遲之資訊包括關於介於區域元件與遠端元件間最大通訊連結延遲之資訊，該資訊可以包括從遠端元件到區域元件的延遲資訊及從區域元件到遠端元件的延遲資訊。
第一時間標記包括關於通訊連結延遲之資訊及介於區域時脈與遠端時脈間差距值之資訊。第二時間標記包括關於通訊連結延遲之資訊及/或關於介於區域時脈與遠端時脈間差距值之資訊。調整資料速率包括查詢包含於速率訊息內之速率資訊。速率訊息被暫存直到區域時脈的第一時間實質上符合於使用第一時間標記所決定之時間。
在另一個觀點，提出一種介於區域元件及遠端元件之間通訊的方法，其中區域元件使用非決定性通訊連結連接到遠端元件，及區域元件之區域時脈與遠端元件之遠端時脈在最大差距值之內同步化。速率訊息從區域元件被送到遠端元件。速率訊息包括被遠端元件所使用之第一時間標記，以在遠端時脈的第一時間實質上匹配於利用第一時間標記所決定的時間時，使用包含於該速率訊息中的資料速率送出資料訊息到區域元件。時脈資料訊息於區域元件端收到，其中該資料訊息包括第二時間標記。包含在資料訊息中之資料使用第二時間標記被處理。
特別之實施例可能包括一或多種以下之特色。來自於遠端元件之複雜度訊息被接收，及使用該複雜度訊息產生速率訊息。包含在資料訊息中之資料係當區域時脈之第二時間實質上符合於使用第二時間標記所決定之時間時產生時脈。使用第二時間標記所決定之時間更進一步使用關於通訊連結延遲之資訊及/或關於介於區域時脈與遠端時脈間差距值之資訊所決定。關於差距值之資訊包括關於最大差距值之資訊，該資訊可以包括與最大正差距值與最大負差距值有關的資訊。
關於通訊連結延遲之資訊包括介於區域元件與遠端元件間最大通訊連結延遲之資訊，該資訊可以包括關於從遠端元件到區域元件之資訊及關於從區域元件到遠端元件之資訊。第二時間標記包括關於通訊連結延遲之資訊及/或關於介於區域時脈與遠端時脈間差距值之資訊。第一時間標記包括關於通訊連結延遲之資訊及/或關於介於區域時脈與遠端時脈間差距值之資訊。處理包含在資料訊息內之資料包括暫存該資料訊息直到區域時脈之時間實質上符合於使用第二時間標記所決定之時間。
在本發明另一項層面中，提出一種介於區域元件及遠端元件間通訊之方法。提供一種從區域元件連接到遠端元件之非決定性通訊連結。區域元件之區域時脈與遠端元件之遠端時脈在最大差距值之內係同步化。速率訊息從遠端元件被送到區域元件，該速率訊息包括第一時間標記。當區域時脈之第一時間實質上符合於使用該第一時間標記所決定之時間、關於通訊連結延遲之資訊及關於最大差距值之時，區域元件之資料速率使用該速率訊息而被調整。資料訊息在第一時間使用調整過之資料速率從區域元件被送到遠端元件，其中該資料訊息包括第二時間標記。當遠端時脈之第二時間實質上符合於使用第二時間標記所決定之時間、關於通訊連結延遲之實訊及關於最大差距值之資訊時，處理包含在資料訊息中之資料。
特定實施例可能包括一或多種以下之特徵。區域元件係編碼器而遠端元件係多工器。複雜度訊息從區域元件被傳送到遠端元件，其中速率訊息使用該複雜度訊息而產生。
在本發明之其中一項層面，提出一種使用非決定性通訊連結連接到遠端元件之區域元件。該區域元件包括用於在最大差距值之內同步化區域元件之區域時脈與遠端元件之遠端時脈之方法及用於使用來自於遠端元件之速率訊息調整區域元件之資料速率之方法。區域元件也包括保證由區域元件送到遠端元件之訊息將在時間內到達遠端元件以被遠端元件處理之方法。
特定實施例可能包括一或多種以下之特徵。用於同步化之方法包括鎖相迴圈，用於同步化之方法包括統計上的預測，用於調整之方法包括速率調整單元，用於保證之方法包括時間標記元件。
在另一個層面中，提出一種包含有輸出組合單元之多工器，該多工器組合資料形成輸出串流。當區域時脈之時間實質上符合於使用該時間標記所決定之時間時，輸入單元收到包含有資料與時間標記之資料訊息及提供該資料到輸出組合單元。速率控制單元送出具有時間標記之速率訊息到遠端元件，該速率訊息包括關於未來資料訊息之資料速率的資訊。
特定實施例可能包括一或多種以下之特徵。速率控制單元使用關於未來資料訊息之複雜度的資訊產生速率訊息。速率控制單元使用區域時脈之時間的資訊為速率訊息標記時間。輸入單元使用關於通訊連結延遲之資訊及/或關於介於區域時脈與遠端時脈間差距值之資訊提供輸出組合單元資料。
在另一個層面中，提出一種包含有同步化單元之編碼器，該同步化單元在最大差距值內同步化編碼器時脈與遠端時脈。傳送器標上時間及以某一資料速率傳送質料訊息及速率調整單元根據對應之速率訊息調整資料速率，當編碼器時脈之時間實質上符合於使用對應速率訊息中之時間標記所決定之時間。
特定實施例可能包括一或多種以下之特徵。同步化單元包括鎖相迴路，傳送器使用關於編碼器時脈之時間資訊為資料訊息標記時間，速率調整單原始用關於通訊連結延遲之資訊及/或關於最大差距值之資訊調整資料速率，傳送器傳送具有時間標記之複雜度訊息，該複雜度訊息被用於產生對應之速率訊息。
實施例可以包括一或多種以下之優點。揭示可以使用以允許在隨機網路上準確的同步化訊息之方法及設備。設計用於決定性之網路上通訊的系統或元件可以配置以允許在隨機網路上通訊，在通訊系統中之元件可以放置在遠端而不需要直接連接到需要之通訊連結。在通訊系統中元件間之連結可以被動態的改變而不需要重新繞線。備份裝置的小部分可以被使用在通訊系統中，因為通訊可以被動態地改變且是非常有彈性的。訊息傳送時間的變動可以被維持的很小，甚至當使用具有大延遲及/或在延遲上有大變動的隨機網路。
提出本發明之一或多個實施例之細節在此隨著圖式及以下之實施方式。其他本發明之特徵、目的及優點將在實施方式、圖式及申請專利範圍中彰顯。
第1圖說明通訊系統100，其中多個編碼器110(1)－110(n)使用網路120(1)－120(n)連接到多工器130。編碼器110(1)－110(n)可以是，例如，用於傳送時接收及編碼輸入信號105(1)－105(n)之音頻訊號或視訊訊號編碼器。編碼器110(1)－110(n)典型地可以多種位元速率編碼及傳送資料。編碼器所使用編碼信號之位元速率可以依據，例如，信號的複雜度、輸出頻道所能獲得之頻寬或被編碼信號所要求或需求之品質而有所不同。
編碼器110(1)－110(n)在網路120(1)－120(n)上傳送編碼過之資料到多工器130。網路120(1)－120(n)可以是具有變動傳送延遲之隨機網路(例如，網際通訊協定(IP)網路))。在一個實施例中，網路120(1)－120(n)係同樣網路之一部分。
多工器130接收來自於編碼器110(1)－110(n)的已編碼過之資料及組合這些編碼之資料形成單一的輸出串流135，該串流可以是一固定位元速率串流。多工器130典型地具有用於輸出串流135之目標位元速率，該速率可以被限制住，例如，被用於傳送輸出串流135的頻道頻寬或被接收輸出串流135裝置所限制住。多工器130可以提供編碼器110(1)－110(n)所需之速率訊息，該訊息指派每個對應之編碼器以特定之位元速率傳送已編碼之資料。多工器130可以決定指派編碼器以何種速率傳送資料，根據，例如，依據來自該編碼器已編碼資料過去的歷史紀錄、由編碼器所提供之複雜度訊息或由使用者輸入。來自編碼器的複雜度訊息可以包括用於在給定品質等級下編碼該輸入訊號的所需求之位元速率的估計。複雜度訊息也可以包括關於目前輸入信號的一個統計資料或一組統計資料，或未來輸入訊號而多工器可使用以配置該編碼器位元速率。
多工器130可以配置位元速率到編碼器110(1)－110(n)用以最佳化來自於編碼器110(1)－110(n)之信號的品質，同時確保輸出信號135在要求之位元速率內。多工器130可以以事先定義之速率或低於標準之區間傳送速率訊息到編碼器110(1)－110(n)。如果多工器130傳送速率訊息到編碼器110(1)－110(n)，編碼器110(1)－110(n)將被要求改變位元速率使得來自於編碼器110(1)－110(n)的編碼資料可以使用新的位元速率並及時傳送到達多工器130而被一起放置在輸出串流135之內。如果來自於編碼器之已編碼資料以舊的位元速率傳送與來自於編碼器之已編碼資料以新的位元速率傳送一起多工進行，輸出串流135可能被低估(傳送之位元將少於可獲得之位元)或可能被高估(傳送之位元將多於可獲得之位元)。
第2圖說明一編碼器/多工器對200，編碼器210及多工器230藉由網路220而連接。多工器230典型地連接到多個編碼器，但為了清楚在此僅呈現一個編碼器210。網路220可以是單一網路或可以是包含有多個獨立網路。編碼器210包括有傳送器212、接收器214、編碼單元215及速率調整單元217。多工器230包括輸入單元232、速率控制單元234及輸出組合單元238。
編碼器210接收輸入信號205(例如，未壓縮之類比或數位音頻訊號、視訊訊號或資料)、使用編碼單元215編碼該輸入信號205及使用傳送器212傳送已編碼之資料訊息222。資料訊息222典型地隨著不同的位元速率而被編碼及，例如，可以是資料的串流或一系列離散的資料封包。呈現在這個實施例中，編碼器時間(例如，藉由編碼器時脈216所指定)使用鎖相迴路(PLL)218與多工器時脈236在最大差距值內係同步化的。PLL 218會使用編碼器時脈216作為基礎頻率及關於多工器時脈236時間的資訊(例如，包含在以下討論的速率訊息時間標記內或在分開的時間訊息內)作為同步化的頻率參考。在另一個實施例中，編碼器時間基礎會使用統計方法取代使用PLL 218而與多工器時脈236進行同步化。一個上述之統計方法使用觀察網路延遲用以預測未來的行為及估計封包到達的時間。另一種可以選擇的，不同的網路時間協定可以被使用於同步化。
在一個實施例中，編碼器210會傳送複雜度訊息224到速率控制單元234，及速率控制單元234會傳送速率訊息226到編碼器210，告知編碼器210應該使用以產生資料訊息222之位元速率。速率調整單元217會處理速率訊息226及指派編碼單元215使用新的速率編碼輸入訊號205。複雜度訊息224會指出如何容易地編碼單元215可以編碼在輸入信號205的資訊。複雜度訊息224會明白地陳述位元速率或再給定之品質等級所需要用以編碼輸入訊號205的位元數目。複雜度訊息224會包括一或多個關於輸入信號205的統計資料(例如，範例變異係數或平均值)及/或關於輸入信號205的知覺資訊。複雜度訊號224也會包括時間標記，該標記包括，例如，關於在複雜度訊號224被送出時的時間資訊(例如，由PLL 218所指出之時間)。複雜度訊息時間標記能被藉由傳送器212加入該複雜度訊息224及會包含關有多工器230應該處理及/或使用複雜度訊息224的時間資訊。多工器230會以設定好之速率(例如，每秒32次)處理來自多個編碼器的複雜度訊息。例如，多工器230會處理在給定時間內(由多工器時脈236所指定)到達的所有複雜度訊息而不需要注意對於所有的編碼器其複雜度訊息是否可得到的。對於編碼器如果複雜度訊號是不可獲得的，對於該編碼器最後一次的複雜度訊號會被再使用。在一個實施例中，複雜度訊號224沒有被使用，而速率資訊會根據，例如，資料訊息222的歷史為基礎而被決定。
第4A圖呈現出一舉例說明之複雜度訊息400的格式，包括欄位405－430。每個欄位可以是，例如，32位元無號整數。欄位405係複雜度訊息400之時間標記，及欄位410係複雜度數值，兩者都在之前討論過。欄位415描述與複雜度訊息400相關的標碼器識別符(例如，在第2圖中的編碼器210)。欄位420定義在送出複雜度訊息400之前編碼器所收到的最新速率訊息。欄位425及430分別指出該編碼器能傳送之最小速率及最大速率。
再次參考到第2圖，速率控制單元234送出速率訊息226到編碼器210。速率訊息226會包括關於位元速率的資訊及/或編碼器210應該使用於編碼輸入信號205的位元數目及在未來傳送資料訊息222。在一個實施例中，多工器230會送出廣播速率訊息到多個編碼器，及該廣播速率訊息會包括用於每個編碼器的個別位元速率或所有的編碼器應該使用的單一位元速率。速率訊息226包括會含有關於多工器時脈236時間資訊的時間標記。例如，該速率訊息時間標記會由速率控制單元234產生及會指出速率控制單元234傳送該速率訊息226的時間(由多工器時脈236所指出)。該速率訊息時間標記會包含關於編碼器210應該處理及/或使用速率訊息226的時間。
第4B圖呈現出一舉例說明之速率訊息450的格式，包括欄位455－470。欄位455係速率訊息450的時間標記，及欄位460係用於編碼器(例如，第2圖中的編碼器210)的新速率，兩者都在之前討論過。欄位465描述應該用於處理速率訊息450的編碼器識別符。欄位470係速率訊息450的數目。例如，速率訊息可以被循序的標上數目。
再次參考到第2圖，編碼器210使用來自速率訊息226的速率資訊傳送資料訊息222。更特別的是，接收器214暫存速率訊息226及在特定的時間(例如，當PLL 218所指出之時間符合於包含在速率訊息226之時間標記中的時間時)提供速率訊息226給速率調整單元217。速率調整單元217使用來自於速率訊息226的速率資訊調整編碼單元215的速率。編碼單元215使用調整過的速率將輸入信號205進行編碼，及傳送器212在資料訊息222中傳送編碼過之信號到多工器230。資料訊息222會包括有，例如，資料訊息222被送出的時間(例如，由PLL 218所指出之時間)資訊的時間標記。時間標記可藉由傳送器212產生及加入到資料訊息222中。
編碼器210會包括用於儲存來自於資料訊息226之資料資訊的資料佇列(沒有呈現)及在已決定的延遲後使用該速率資訊用以未來的傳輸(例如，資料訊息222)。該資料佇列可以補償編碼器/多工器對200間之來回的延遲使得，例如，複雜度訊息可以對於資料的一部份(例如，輸入信號205的一段)而產生、該複雜度訊息會從編碼器被送到多工器、對應之速率訊息會從多工器被送到編碼器，及編碼器會使用該速率訊息傳送資料對應的部份。藉由使用速率佇列，編碼器210可以送出對應於資料部份的複雜度訊息及可以處理一或多個資料額外的部份，同時等待用於對應資料第一部份的速率訊息。
多工器230接收資料訊息222及多工傳輸包含於資料訊息222之資料及來自於其他編碼器的資料。在一個實施例中，輸入單元232會接收資料訊息222及在特定的時間(例如，當多工器時脈236所指出之時間符合於包含在資料訊息222中時間標記之時間時)提供資料訊息222給輸出組合單元238。如果所有的編碼器都已經回應由多工器230所送出之速率訊息，輸出組合單元238會組合來自於所有編碼器的資料形成多工器輸出串流235。輸出串流235可以係固定位元速率串流及可以係，例如，在通訊連結(例如，衛星連結)上傳送給終端使用者或給處理裝置。
速率控制單元234送出速率訊息226的時間及輸出組合單元238收到資料訊息222的時間之間的關係典型地係很重要的。例如，如果”速率迴圈”沒有適當地同步化，低估或高估會發生在多工器上。速率迴圈的同步化會被兩種不確定性所影響：(i)由PLL 218所指出的時間及由多工器時脈236所指出的時間之間的差距值及(ii)網路220延遲的變動。介於編碼器210所指出的時間及多工器230所指出之時間之間的差距值典型地會被最大正及負差距值所限制住，該差距值會根據PLL 218之設計及可以係對稱的。網路220的延遲典型地也會被限制住。例如，網路220會提供服務之保證的品質，網路220在特定量(最大延遲)的時間內以某種(高)機率傳送資料。
當由PLL 218指出之時間與多工器時脈236指出之時間在最大差距值(例如，在最大正與負差距值之內)內已經被同步化，關於最大差距值與最大網路延遲之資訊會被用以保證對時間敏感之訊息在時間內從一個元件(多工器或編碼器)被送到另一個元件並被收到之元件處理。例如，在一個實施例中，速率訊息以該速率訊息送出時(由多工器時脈236所指定)之時間(time mux )、加上從多工器到編碼器之間的最大網路延遲(delay mux,enc )、再加上最大正差距值(offset max＋ )作為時間標記，其中正差距值為由PLL 218所指出之時間領先於多工器時脈236所指出之時間的量。速率訊息由編碼器所收到時(time enc )的時間(現在由PLL 218所指出)係相等或少於該時間標記所指出之時間，允許編碼器在該時間標記所指出之時間處理該速率訊息。
在一個實施例中，從編碼器210送到多工器230的資料訊息以資料訊息送出時(由PLL 218所指出)的時間(time enc )、加上從編碼器到多工器的最大網路延遲(delay mux,enc )、再加上最大負差距值(offset max－ )作為時間標記，其中負差距值為由PLL 218所指出之時間落後於多工器時脈236所指出之時間的量。速率訊息由編碼器所收到時(time enc )的時間(現在由PLL 218所指出)係相等或少於該時間標記所指出之時間，允許多工器230在由時間標記所指出之時間放置資料到輸出串流235。當在多工器230與編碼器210間傳送時，用於最大差距值及最大網路延遲的調整，允許接收元件在時間內接收訊息並處理訊息，當接收元件指出的時間符合於該訊息的時間標記時。
編碼器時間基礎(例如，PLL 218的)最大差距值典型地係大於在高效能通訊系統中訊息傳遞時間所能允許的誤差值。然而，編碼器時間基礎的差距值在此描述之來往傳送中被取消。因為該差距值被取消，非常準確的系統時間可以達到。例如，如果多工器230在時間t 傳送訊息速率並預期該資料來自編碼器210而在時間t ＋constant ＋error 到達，其中error ＝±50μs，所需之時間準確度可以被達到，甚至編碼器時間基礎的最大差距值或網路延遲中的變動為±50ms。
被描述之時間標記系統提供介於編碼器210及多工器230之間的常數來往延遲。例如，介於當多工器230送出速率訊號與當多工器230放置具有符合位元速率的資料到輸出串流235之間的延遲為一常數：delay mau,enc ＋offset max＋ ＋delay processing ＋delay enc,mux ＋offset max－ ，其中delay processing 為介於當編碼器210處理速率訊號與當編碼器210傳使用來自速率訊息的速率資訊傳送資料之間已決定的延遲。在一個實施例中，其他已決定之延遲也會被提出。因為介於每個編碼器與多工器230之間的延遲會為常數，多工器230會送出速率訊息到所有編碼器及同時地接收來自於實質上所要求之速率的編碼器之資料、允許多工器230組合來自於所有編碼器之資料形成常數位元速率輸出串流235而不會產生低估或高估。
一種可能的時間標記系統已描述於前文，但是其他系統係可能的。例如，傳送訊息的元件可以隨著訊息被送出時標記該訊息的時間，該時間可使用傳送元件的時間基礎所指出，及接收元件可以進行調整，根據最大差距值與最大網路延遲，已決定該訊息應該被處理的時間，該時間可使用接收元件的時間基礎所指出。在一個實施例中，多工器或編碼器其中之一可以調整所有用於最大差距值與最大網路延遲的時間標記。在一個實施例中，時間標記可以包括關於接收元件應該處理該訊息的時間，以傳送元件的時間基底呈現，用已取代，或與關於該訊息被傳送的時間資訊一起使用。在一個實施例中，額外常數或變數可以被加入用於通訊系統中處理延遲或其他延遲的計算中。
參考到第2圖與第3圖，第三圖說明用於在隨機網路上同步訊息的方法300。編碼器(例如，編碼器210)的時間係在最大差距值(步驟310)內與多工器(例如，多工器230)的時間為同步化的。這些時間會使用，例如，PLL、網路時間協定的變化、統計方法、在決定性網路(例如，公用電話系統)上之通訊或全球定位系統(GPS)信號而進行同步化。一當編碼器時間與多工器時間同步化，在正常操作下編碼器時間典型地將與多工器時間保持在最大差距值之內。如果介於編碼器時間與多工器時間之間的差距值超過最大差距值，時間會被重新同步化。
在編碼器輸入端的部分包含有關於信號負雜度的資訊的複雜度訊息會可選擇性地被傳送到多工器(步驟320)。如果複雜度訊息被傳送，複雜度訊息可能使得多工器得以做出關於其後的速率配置更好的決定。多工器傳送包含有時間標記之速率訊息到編碼器(步驟330)，會包括關於未來資料應該傳送的資訊。在一個包括有複雜度訊息的實施例中，速率資訊其後會被使用於來自於該複雜度訊息產生的資料。速率訊息時間標器會被編碼器使用以在適當時間處理速率訊息。速率訊息間標記也會被使用於維持編碼器時間與多工器時間之間的同步化。
編碼器接收速率訊息及調整輸出編碼資料的資料速率(步驟340)。例如，編碼器可以調整輸出資料速率，藉由調整使用於編碼器輸入信號的壓縮等級或藉由編碼方法的複雜度變化。編碼器可以改變輸出資料速率，當編碼器時間符合使用速率訊息時間標記所決定之時間時，或編碼器可以放置對應的資料速率到佇列中，當編碼器時間符合包含在速率訊息時間標記中的時間時。在一個實施例中，速率訊息時間標記包括關於速率訊息何時被送出的資訊，及編碼器處理該速率訊息的時間，該時間由該速率訊息送出的時間並加入網路延遲與最大差距值所決定。在另一個實施例，速率訊息時間標記包括編碼器應該處理該速率訊息的時間。在這個實施例中，時間標器會包括關於網路延遲及最大差距值的資訊。
編碼器使用調整過的資料速率傳送包括有時間標記的資料訊息到多工器(步驟350)。多工器接收及處理包含於該資料訊息之資料(步驟360)。多工器會使用資料訊息時間標記已決定何時放置來自於資料訊息的資料到輸出串流中。在一個實施例中，來自於多個具有相似的時間標記(例如，藉由個別的編碼器在相似的時間傳送)之編碼器的資料訊息會一起被放置在輸出串流。在另一個實施例，時間標記包括關於網路延遲與最大差距值的資訊及指出某個多工器時間多工器應該處理在輸出串流中對應的資料。在另一個實施例中，時間標記指出資料訊息被送出的時間，及多工器使用該時間標記及關於網路延遲及最大差距值的資訊已決定何時將資料放入輸出串流。
雖然方法300使用一個多工器與一個編碼器以文字進行描述，方法300可以被使用於許多元件在隨機網路上通訊之情況。另外，雖然速率訊息與資料訊息在本描述中被使用以舉例說明，許多類型的訊息可以被使用在方法300的同步化。
本發明的一些實施例已經被描述。然而需要被瞭解的是不同的修改可能被使用而不離開本發明的精神與範圍。例如，時間基礎同步化及/或時間標記可以藉由分開的元件而完成。例如，PLL 218及時間標記方法(例如，用於增加時間標記到資料封包的暫存器)可以由編碼器210分離。傳統的編碼器可以稍後被修改用於隨機網路之介面。在一個實施例中，速率控制(速率控制單元234)並不為多工器230實際地一部份。速率控制單元234可以，例如，使用網路220或分開的通訊連結與多工器230通訊。因此，其他實施例係在以下申請專利的範圍之中。
100．．．通訊系統
105(1)、105(n)．．．輸入信號
110(1)、110(n)．．．編碼器
120(1)、120(n)．．．網路
130．．．多工器
135．．．輸出串流
200．．．一編碼器/多工器對
205．．．輸入信號
210．．．編碼器
212．．．傳送器
214．．．接受器
215．．．編碼單元
216．．．時脈
217．．．速率調整單元
218．．．鎖相迴路
220．．．網路
222．．．資料訊息
224．．．複雜度訊息
226．．．速率訊息
230．．．多工器
232．．．輸入單元
234．．．速率控制單元
235．．．多工器輸出串流
236．．．多工器時脈
238．．．輸出組合單元
300．．．處理流程
310、320、330、340、350、360．．．步驟
400．．．複雜度訊息
405．．．欄位：時間標記
410．．．欄位：複雜度數值
415．．．欄位：編碼器標識符
420．．．欄位：最後之速率訊息
425．．．欄位：最小速率
430．．．欄位：最大速率
450．．．速率訊息
455．．．欄位：時間標記
460．．．欄位：編碼器之新速率
465．．．欄位：編碼器標識符
470．．．欄位：速率訊息編號
第1圖係一通訊系統之方塊圖。
第2圖係一編碼器與多工器之方塊圖。
第3圖係用於同步化訊息之處理流程圖。
第4A圖說明複雜度訊息的格式。
第4B圖說明速率訊息的格式。
在不同圖式中相似的參考符號意指相似之元件。
310、320、330、340、350、360．．．步驟

Claims (42)

  1. 一種介於區域元件與遠端元件間通訊之方法，包括：在區域元件端接受來自於遠端元件之速率訊息，該速率訊息包括第一時間標記；當區域時脈之第一時間實質上符合於使用第一時間標記所決定之時間的時候，使用該速率訊息來調整該區域元件之編碼器資料速率；以及由區域元件在第一時間使用調整過之編碼器資料速率傳送資料訊息到遠端元件，該資料訊息包括第二時間標記，以用於在資料訊息中處理資料。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，更進一步包括：由區域元件傳送複雜度訊息到遠端元件，其中速率訊息係使用該複雜度訊息所產生。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中調整該資料速率包括使用鎖相迴路決定區域時脈之第一時間。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中調整資料速率包括統計地估計區域時脈的第一時間。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中使用第一時間標記決定之時間更進一步地使用至少一個關於通訊連結延遲之資訊及關於介於區域時脈與遠端時脈間差距值的資訊而決定。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中關於介於區域時脈與遠端時脈之間的差距值之資訊包括有介於區域時脈與遠端時脈間最大差距值的資訊。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中關於介於區域時脈與遠端時脈間最大差距值之資訊包括有最大正差距值與最大負差距值之資訊。
  8. 如申請專利範圍第5項之方法，其中關於通訊連結延遲之資訊包括介於區域元件與遠端元件間之最大通訊連結延遲。
  9. 如申請專利範圍第5項之方法，其中關於通訊連結延遲之資訊包括來自遠端元件到區域元件之通訊連結延遲及關於區域元件到遠端元件之通訊連結延遲之資訊。
  10. 如申請專利範圍第5項之方法，其中第一時間標記包括至少一個關於通訊連結延遲之資訊及關於介於區域時脈與遠端時脈之差距值的資訊。
  11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中第二時間標記包括至少一個關於通訊連結延遲之資訊及關於區域時脈與遠端時脈間之差距值的資訊。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中調整資料速率包括查詢包含在速率訊息中之資訊。
  13. 如申請專利範圍第1項之方法，更進一步包括：緩衝儲存資料訊息直到區域時脈之第一時間實質上符合於使用第一時間標記所決定之時間。
  14. 一種介於區域元件與遠端元件間通訊之方法，區域元件使用非決定性通訊連結連接到遠端元件，區域元件之區域時脈與遠端元件之遠端時脈在最大差距值之內同步，該方法包括： 當遠端時脈之第一時間實質上符合於使用第一時間標記決定之時間時，從區域元件送出速率訊息到遠端元件，該速率訊息包括第一時間標記，其由遠端元件用於送出速率訊息到使用資料速率之區域元件，該資料速率包含在速率訊息之內；在區域元件端接受資料訊息，該資料訊息包括第二時間標記；及使用第二時間標記處理包含在資料訊息之內的資料。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，更進一步包括：接收來自於遠端元件之複雜度訊息；及使用該複雜度訊息產生速率訊息。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，其中處理包含在資料訊息中之資料包括當區域時脈之第二時間實質上相符於使用第二時間標記決定之時間時，處理包含在資料訊息中之資料。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中使用第二時間標記決定之時間更進一步地使用至少一個關於通訊連結延遲之資訊及關於介於區域時脈與遠端時脈之資訊而決定。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中關於介於區域時脈與遠端時脈間之差距值的資訊包括關於介於區域時脈與遠端時脈間最大差距值之資訊。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中關於介於區域時脈與遠端時脈間最大差距值之資訊包含關於最大正差距值與最大負差距值之資訊。
  20. 如申請專利範圍第17項之方法，其中關於通訊連結延遲之資訊包含關於介於區域元件與遠端元件間最大通訊連結延遲之資訊。
  21. 如申請專利範圍第17項之方法，其中關於通訊連結延遲之資訊包括關於從遠端元件到區域元件之通訊連結延遲資訊及從區域元件到遠端元件之通訊連結延遲資訊。
  22. 如申請專利範圍第17項之方法，其中第二時間標記包括至少一個關於通訊連結延遲之資訊及關於介於區域時脈與遠端時脈間差距值的資訊。
  23. 如申請專利範圍第14項之方法，其中第一時間標記包括至少一個關於通訊連結延遲之資訊及關於區域時脈與遠端時脈間差距值的資訊。
  24. 如申請專利範圍第14項之方法，其中處理包含於資料訊息中之資料包括緩衝儲存資料訊息直到區域時脈之第二時間實質上符合於使用第二時間標記所決定之時間時。
  25. 一種介於區域元件與遠端元件之間通訊的方法，該方法包括：提供非決定性通訊連結，其連接區域元件至遠端元件；在最大差距值之內將區域元件之區域時脈與遠端元件之遠端時脈同步化；由遠端元件送出速率訊息到區域元件，該速率訊息包括第一時間標記；當區域時脈之第一時間實質上符合於使用第一時間標記、關於通訊連結延遲之資訊，及關於最大差距值之資訊 而決定之時間時，使用該速率訊息調整區域元件之資料速率；在第一時間使用調整過之資料速率從區域元件送出資料訊息到遠端元件，該資料訊息包括第二時間標記；及當遠端時脈之第二時間標記實質上相符於使用第二時間標記、關於通訊連結延遲之資訊，及關於最大差距值之資訊而決定之時間時，處理包含於資料訊息之資料。
  26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中區域元件為編碼器及遠端元件為多工器。
  27. 如申請專利範圍第25項之方法，更進一步包括：從區域元件傳送複雜度訊息到遠端元件，其中資料訊息係使用複雜度訊息所產生。
  28. 一種區域元件，該區域元件使用非決定性通訊連結連接到遠端元件，該區域元件包括：用於將區域元件之區域時脈與遠端元件之遠端時脈於最大差距值之內同步化之手段；用於使用來自於遠端元件之速率訊息調整區域元件之資料速率之手段；及用於保證由區域元件送至遠端元件之資料訊息將及時到達遠端元件以便由遠端元件處理之手段。
  29. 如申請專利範圍第28項之區域元件，其中用於同步化之手段包括鎖相迴路。
  30. 如申請專利範圍第28項之區域元件，其中用於同步化之手段包括統計性估計。
  31. 如申請專利範圍第28項之區域元件，其中用於調整之手段包括速率調整單元。
  32. 如申請專利範圍第28項之區域元件，其中用於發送之手段包括時間標記元件。
  33. 一種多工器，包括：一個輸出組合單元，可操作將資料組合成為輸出串流；一個輸入單元，可操作用以接收包含有資料及時間標記之資料訊息及當區域時脈實質上相符於使用時間標記所決定之時間時，用以提供該資料給輸出組合單元；及一個速率控制單元，可操作用以送出時間標記速率訊息給遠端元件，該速率訊息包括關於未來資料訊息的資料速率。
  34. 如申請專利範圍第33項之多工器，其中速率控制單元使用關於未來資料訊息的複雜度產生速率訊息。
  35. 如申請專利範圍第33項之多工器，其中速率控制單元將使用關於區域時脈之資訊的速率訊息標上時間標記。
  36. 如申請專利範圍第33項之多工器，其中輸入單元使用至少一個關於通訊連結延遲之資訊及關於介於區域時脈與遠端時脈之差距值的資訊以提供資料到輸出組合單元。
  37. 如申請專利範圍第33項之多工器，其中該未來資料訊息的資料速率係基於所接收資料訊息之一資料速率所決定的一調整過的資料速率。
  38. 一種介於區域元件與遠端元件間通訊之系統，包括：一編碼器，包括： 一個同步化單元，可操作用以將編碼器時脈與遠端時脈在最大差距值之內同步化；一個傳送器，可操作用以將時間標記及以一編碼器資料速率傳送資料訊息；及一個速率調整單元，當編碼器時脈之時間實質上符合於使用在速率訊息中的時間標記所決定之時間時，可操作用以根據一速率訊息來調整該編碼器資料速率。
  39. 如申請專利範圍第38項之系統，其中同步化單元包括鎖相迴路。
  40. 如申請專利範圍第38項之系統，其中傳送器使用關於編碼器時脈的資訊為資料訊息標上時間標記。
  41. 如申請專利範圍第38項之系統，其中速率調整單元使用至少一個關於通訊連結延遲的資訊及關於最大差距值的資訊調整資料速率。
  42. 如申請專利範圍第38項之系統，其中傳送器傳送時間標記之複雜度訊息，該訊息被使用以產生該速率訊息。
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