用于估计通信时延的方法和系统技术方案

描述了用于测量第一设备和第二设备之间的通信时延的方法，第一设备具有第一本地时钟，第二设备具有第二本地时钟，这些设备被互连到网络以用于数字通信，方法包括：在设备之间发送上游通信和下游通信，并使用所述本地时钟测量上游发送时间(τ1)、上游接收时间(τ2)、下游发送时间(τ3)和下游接收时间(τ4)；将第一测量延迟(y1)计算为τ2‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于估计通信时延的方法和系统
[0001]本申请要求于2020年2月7日提交的SE申请号2050133
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4的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0002]本专利技术涉及一种用于估计通信时延(latency)(特别是第一网络连接(network
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connected)的通信设备和第二网络连接的通信设备之间的通信时延，每个网络连接的通信设备具有其相应的独立设备时钟)的方法、系统和计算机软件产品。

技术介绍

[0003]本专利技术适用于诸如互联网的数字通信网络的监控、维护和操作领域。
[0004]在这样的网络中，连接的设备彼此通信。在这样的通信中，不可避免地存在时延。这种时延是双向发生的，换言之，对于两个连接的设备之间的任何特定往返通信，都涉及两个时延延迟(delay)。
[0005]在许多情况下，能够准确地估计这些时延是很重要的。例如，可能希望自动监控系统能够接收两个特定的连接的设备之间的通信时延已经增加的早期警告，以便能够快速采取适当的动作。在其他一些示例中，在规划和/或开发网络设计或者实现联网系统解决方案时，准确的时延信息构成有用的输入，因为此类时延可能会以各种方式影响性能，需要考虑这些方式才能达到令人满意的性能。
[0006]还可能希望同步两个设备的相应本地时钟，以用于改进的互操作性或需要准确时间同步的基于网络的特定任务。
[0007]存在多种已知的测量通信时延的方法，通常使用在所讨论的连接的设备之间所发送的专用探测消息。这引入了附加的网络业务，这是不期望的。
[0008]通常，每个连接的设备都有其自己的内部系统时钟，一般不会在连接的设备之间同步。换言之，每个设备都无法知道不同设备的系统时钟是否对当前时间有准确或相同的感觉。这使测量此类连接的设备之间的通信时延的过程变得复杂。
[0009]此外，不同连接的设备之间的通信时延通常会随着时间而变化和波动，这不仅是由于设备的各种系统时钟的不同属性，而且还由于通信网络的性质。例如，通信路径通常会以不可预测的方式涉及附加的连接的设备，并且通信可能会在没有通知、并且超出所讨论的设备的操作员的控制范围的情况下被重新路由到不同的路径。另外，整体网络负载可以随着时间而波动。

技术实现思路

[0010]因此，希望能够实现对一对网络连接的设备之间的当前通信时延的准确测量，包括上游和下游，这在所述不可预测且变化的网络和通信条件下提供可靠的测量结果。
[0011]本专利技术解决上面描述的问题。
[0012]因此，本专利技术涉及一种用于测量第一设备和第二设备之间的通信时延的方法，该
第一设备具有在第一设备本地的第一时钟，该第二设备具有在第二设备本地的第二时钟，该第一设备和该第二设备两者被连接到数字通信网络以用于数字通信，其中该方法包括以下步骤：a)发送从第一设备到第二设备的第一通信，使用第一时钟测量第一通信发送时间，并且使用第二时钟测量第一通信接收时间；b)发送从第二设备到第一设备的第二通信，使用第二时钟测量第二通信发送时间，并且使用第一时钟测量第二通信接收时间；c)计算作为第一通信接收时间和第一通信发送时间之间的差的第一测量延迟，并且计算作为第二通信接收时间和第二通信发送时间之间的差的第二测量延迟；d)将所述第一测量延迟和所述第二测量延迟提供给递归滤波器函数，该递归滤波器函数被布置为基于所述第一测量延迟、所述第二测量延迟、先前由所述递归滤波器函数估计的第一时延的值和先前由所述递归滤波器函数估计的第二时延的值来估计第一时延和第二时延，以及e)从步骤a迭代。
[0013]此外，本专利技术涉及一种用于测量第一设备和第二设备之间的通信时延的系统，该第一设备具有在第一设备本地的第一时钟，该第二设备具有在第二设备本地的第二时钟，该第一设备和该第二设备两者被连接到数字通信网络以用于数字通信，该系统包括递归滤波器部件，其中该系统被布置为迭代地：接收或记录对使用第一时钟测量的第一通信发送时间和使用第二时钟测量的第一通信接收时间的测量，该测量是关于从第一设备发送到第二设备的第一通信进行的；接收或记录对使用第二时钟测量的第二通信发送时间和使用第一时钟测量的第二通信接收时间的测量，该测量是关于从第二设备发送到第一设备的第二通信进行的；计算作为第一通信接收时间和第一通信发送时间之间的差的第一测量延迟，并且计算作为第二通信接收时间和第二通信发送时间之间的差的第二测量延迟；以及使用递归滤波器部件基于所述第一测量延迟、所述第二测量延迟、先前由所述递归滤波器部件估计的第一时延的值和先前由所述递归滤波器部件估计的第二时延的值来估计第一时延和第二时延。
[0014]此外，本专利技术涉及一种用于测量第一设备和第二设备之间的通信时延的计算机软件产品，该第一设备具有在第一设备本地的第一时钟，该第二设备具有在第二设备本地的第二时钟，该第一设备和该第二设备两者被连接到数字通信网络以用于数字通信，该计算机软件产品被布置为当在一个或多个计算机处理器上被执行时执行以下步骤：a)接收或记录对使用第一时钟测量的第一通信发送时间和使用第二时钟测量的第一通信接收时间的测量，该测量是关于从第一设备发送到第二设备的第一通信进行的；b)接收或记录对使用第二时钟测量的第二通信发送时间和使用第一时钟测量的第二通信接收时间的测量，该测量是关于从第二设备发送到第一设备的第二通信进行的；c)计算作为第一通信接收时间和第一通信发送时间之间的差的第一测量延迟，并且计算作为第二通信接收时间和第二通信发送时间之间的差的第二测量延迟；d)使用递归滤波器函数基于所述第一测量延迟、所述第二测量延迟、先前由所述递归滤波器函数估计的第一时延的值和先前由所述递归滤波器函数估计的第二时延的值来估计第一时延和第二时延；以及e)从步骤a迭代。
[0015]在下文中，将参考本专利技术的示例性实施例和附图详细描述本专利技术。
附图说明
[0016]图1图示了根据本专利技术的系统，适合于执行根据本专利技术的方法；
[0017]图2图示了根据本专利技术的方法执行的测量；以及
[0018]图3是图示根据本专利技术的方法的流程图。
具体实施方式
[0019]图1图示了根据本专利技术的系统100，其用于测量第一设备100和第二设备120之间的通信时延。
[0020]第一设备100和第二设备120两者被连接到数字通信网络10，以用于所述设备110、120之间的数字通信。网络10可以是互联网，但也可以是本地网络，诸如虚拟或物理专用网络或者互联网的任何明确定义的子部分。设备110、120中的每个设备可以是相应的硬件设备，其本身可以是独立的或分布式的，视情况而定。然而，优选地，第一设备110和第二设备120都布置有至少一个相应的明确定义的端口113、123用于入站通信和至少一个明确定义的端口112、122用于出站通信。对于两个设备110、120，其入站端口113、123可以与出站端口112、122相同。对于两个设备110、120，所述入站/出站端口可以是硬件端口，诸如有线或无线通信接口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量第一设备和第二设备之间的通信时延的方法，所述第一设备具有在所述第一设备本地的第一时钟，所述第二设备具有在所述第二设备本地的第二时钟，所述第一设备和所述第二设备两者被连接到数字通信网络以用于数字通信，其中所述方法包括以下步骤：a)发送从所述第一设备到所述第二设备的第一通信，使用所述第一时钟测量第一通信发送时间(τ1)，并且使用所述第二时钟测量第一通信接收时间(τ2)；b)发送从所述第二设备到所述第一设备的第二通信，使用所述第二时钟测量第二通信发送时间(τ3)，并且使用所述第一时钟测量第二通信接收时间(τ4)；c)计算作为所述第一通信接收时间(τ2)和所述第一通信发送时间(τ1)之间的差的第一测量延迟(y1)，并且计算作为所述第二通信接收时间(τ4)和所述第二通信发送时间(τ3)之间的差的第二测量延迟(y2)；d)将所述第一测量延迟(y1)和所述第二测量延迟(y2)提供给递归滤波器函数，所述递归滤波器函数被布置为基于所述第一测量延迟(y1)、所述第二测量延迟(y2)、先前由所述递归滤波器函数估计的第一时延(d1)的值和先前由所述递归滤波器函数估计的第二时延(d2)的值来估计所述第一时延(d1)和所述第二时延(d2)，以及e)从步骤a迭代。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述递归滤波器函数被布置为：假设所述第一时延(d1)和所述第二时延(d2)之间的差(δ)在所述方法的单次迭代的步骤a)和b)中是恒定的。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述递归滤波器函数被布置为：除了可能的随机项之外，假设所述第一时延(d1)和所述第二时延(d2)之间的差(δ)随着迭代而减小，或者为零。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述递归滤波器函数被布置为：假设所述第一时钟和所述第二时钟之间的时间偏移(O)在所述方法的单次迭代的步骤a)和b)中是恒定的。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述递归滤波器函数被布置为：假设所述第二时钟与相对于所述第一时钟的恒定或可变的偏移漂移(T)相关联。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述递归滤波器函数包括在步骤d)中所执行的所述估计中被使用的卡尔曼滤波器。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法还包括确定关于估计的所述第一时延(d1)和/或所述第二时延(d2)的残差值，或者确定关于估计的所述第一时延(d1)和所述第二时延(d2)的总和的残差值。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：基于估计的所述第一时延(d1)和所述第二时延(d2)，计算相对于所述第一时钟的估计的当前第二时钟偏移(O)和漂移(T)。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中步骤a)至步骤c)在预定的采样时间段内被迭代，并且其中此后步骤d)使用作为所述第一测量延迟(y1)的最短的第一测量延迟和作为所述第二测量延迟(y2)的最短的第二测量延迟而被执行，或者备选地使用来自步骤c)迭代的所述第一测量延迟和所述第二测量延迟而被执行，来自步骤c)迭代的所述第一测量延迟和所述第二测量延迟与作为第一测量延迟(y1)的第一测量延迟和作为第二测量延
迟(y2)的第二测量延迟的最小总和相关联。10.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤d)中，样本时间戳被提供给所述递归滤波器函数，所述样本时间戳是相对于预定采样时间段而不是相对于被提供给所述递归滤波器函数的所述第一测量延迟(y1)或所述第二测量延迟(y2)的测量时间而被确定的。11.根据权利要求9或10...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：瞻博网络公司，
类型：发明
国别省市：