CN102684805B - 用于控制时钟信号发生器的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于控制时钟信号发生器的方法和设备。用于控制时钟信号发生器的设备包括处理器(101)，该处理器用于基于诸如时间戳的定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的控制量，其中基于第一时钟信号将接收时刻表达为时间值，并且根据第二时钟信号传送定时消息。该处理器还计算控制量的加权和，并且用加权和控制时钟信号发生器，以使第一时钟信号和第二时钟信号同步。控制量可以表示例如观察到的相位误差的经滤波的值、对应于最小观察到的传输延时的相位误差以及对应于延时分布的给定部分的相位误差。使用相互不同的控制量的加权和提高了对定时消息的信息内容的利用。

Description

用于控制时钟信号发生器的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于控制时钟信号发生器，以生成与基准时钟信号同步的时钟信号的方法和控制设备。而且，本发明涉及用于控制时钟信号发生器，以生成与基准时钟信号同步的时钟信号的计算机程序。而且，本发明涉及数据传输网络的网元，例如路由器或交换机。

背景技术

数据传输网络包括经由网元间的数据传输链路相互通信的网元，诸如路由器、交换机和终端设备。在许多数据传输网络中，有这样的需要：在数据传输网络的各种网元处适用的时钟信号之间实现相位或至少频率同步。网元可以被配置成构成主从对，以在数据传输网络内分发相位或至少频率信息。每一个从网元控制其时钟信号发生器，使得在对应的主网元处适用的基准时钟信号基于从主网元传输到从网元的定时消息，在从网元中再生。定时消息可以是由协议数据单元“PDU”包含的时间戳，该协议数据单元可以是例如数据分组或数据帧。每一个时间戳指示在包含讨论中的时间戳的相应协议数据单元的传送时刻的瞬时时间值，其中时间值基于在主网元处可用的基准时钟信号。定时消息可以是这样的定时分组，传送该定时分组，使得两个连续定时分组的传送时刻之间的时间间隔是恒定的，或当用在主网元处可用的基准时钟信号测量时该时间间隔是已知的。还可能的是，指示一个或多个定时消息的传送时刻的一个或多个时间戳在该一个或多个定时消息之后传送的一个或多个数据分组中被传输。还可能的是，指示在基准时钟信号和再生时钟信号之间的相位或至少频率差的定时信息不仅从自主网元传输到从网元的、例如时间戳或定时分组的定时消息得到，而且从在相反方向上自从网元传输到主网元的定时消息得到。然而，对自从网元传输到主网元的定时消息的使用需要自主网元到从网元的另外数据传输。

例如时间戳或定时分组的定时消息可以在从网元处从多个主网元，即从多个定时源接收，多个定时源中的每一个具有自己的基准时钟信号。US2008/0049743教导基于作为频率稳定度的指标的阿伦方差(Allan Variance)估计量来在不同的定时源之间作出选择。然而，US2008/0049743没有教导用于提高对单个定时消息流的信息内容的利用的任何技术解决方案。

发明内容

下面展示了简化的发明内容，以提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解。发明内容不是本发明的详尽概述。其既不意在识别本发明的关键性或决定性元素，也不描述本发明的范围。作为本发明的示例性实施例的更加详细的描述的前序，下面的发明内容仅仅以简化形式展示了本发明的一些概念。

根据本发明的第一方面，提供了用于控制时钟信号发生器的新方法。该方法包括：

-基于定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的控制量，接收时刻基于第一时钟信号被表达为时间值，并且定时消息根据第二时钟信号被传送，

-计算该至少两个控制量的加权和，并且

-用控制量的加权和控制时钟信号发生器，以在第一时钟信号和第二时钟信号之间实现同步。

该至少两个相互不同的控制量以相互不同的方式来形成。该至少两个控制量的第一个可以例如但不必是由在时窗内接收的所有定时消息的接收时刻所指示的相位误差的平均值，该所有定时消息例如是时间戳或定时分组，该时窗可以是滑动或步进时窗。该至少两个控制量的第二个可以例如但不必是由特定定时消息的接收时刻所指示的相位误差，该特定定时消息与从在滑动或步进时窗内接收的定时消息之中的最小数据传输延时有关，即该控制量是从由在滑动或步进时窗内接收的定时消息所指示的相位误差之中选择的、作为有符号值的最小相位误差。该至少两个控制量的第三个可以例如但不必是由最近定时消息所指示的相位误差，该最近定时消息与数据传输延时的概率分布的预先确定部分有关。概率分布的预先确定部分可以表示例如这样的传输延时的变化范围的子范围，以致所有定时消息的某一部分，例如，p％，与比所述子范围的上限更小的传输延时有关，并且定时消息的剩余部分，例如100–p％，与比上限更大或相等的传输延时有关，或以致所有定时消息的第一部分，例如q₁％与比所述子范围的下限更小的传输延时有关，并且所有定时消息的第二部分，例如q₂％与比所述子范围的上限更大的传输延时有关，例如q₁％...100–q₂％段带(band)。与定时消息有关的相位误差可以是在相应定时消息的接收时刻和为该定时消息确定的理想接收时刻之间的差值，其中理想接收时刻可以是恒定相位偏移与定时消息所载送的时间戳值的和，或理想接收时刻可以以相等时间间隔在时间上被分隔，使得在任何两个连续的理想接收时刻之间的时差是预先确定的常量。在一些应用中，还可能的是，将连续定时消息的到达间隔时间用作控制量中的一个或多个的基础，其中到达间隔时间用在接收端处可用的时钟信号测量。

使用以不同方式从定时消息的接收时刻得到的控制量的加权和提高了对单个定时消息流的信息内容的利用。

根据本发明的有利、非限制实施例的方法包括下面的动作，以进一步优化对上述信息内容的利用：

-为控制量中的每一个测量噪音量，每一个噪音量指示在相关控制量中的波动量，并且

-基于噪音量来确定加权和的权重，使得更大的权重对应于更小的噪音量，并且更小的权重对应于更大的噪音量。

根据本发明的第二方面，提供了用于控制时钟信号发生器的新的控制设备。该控制设备包括处理器，该处理器被配置为：

-基于定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的控制量，接收时刻被表达为基于第一时钟信号的时间值，并且定时消息根据第二时钟信号被传送，

-计算该至少两个控制量的加权和，并且

-用控制量的加权和控制时钟信号发生器，以在第一时钟信号和第二时钟信号之间实现同步。

控制设备可以是数据传输网络的网元的一部分，网元例如是路由器或交换机。还可能的是，控制设备是连接到网元的独立装置。

根据本发明的第三方面，提供了新的网元，其包括用于连接到数据传输网络的至少一个出站端口和至少一个入站端口、可控制的时钟信号发生器以及处理器，该处理器被配置为：

-基于定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的控制量，接收时刻被表达为基于第一时钟信号的时间值，并且定时消息根据第二时钟信号被传送，

-计算该至少两个控制量的加权和，并且

-用控制量的加权和控制时钟信号发生器，以在第一时钟信号和第二时钟信号之间实现同步。

第一时钟信号可以是用被控制的时钟信号发生器生成的时钟信号，并且第二时钟信号可以是在将定时消息传送给该网元的另一个网元处适用的基准时钟信号。还可能的是，定时消息在相反方向上从该网元传送到另一个网元。在这种情况下，第二时钟信号是用被控制的时钟信号发生器生成的时钟信号，第一时钟信号是在接收定时消息的另一个网元处适用的基准时钟信号，并且该网元被配置成接收关于被表达为基于第一时钟信号的时间值的定时消息的接收时刻的信息，在这种情况下，第一时钟信号即基准时钟信号。可以将上述原则进行组合，使得存在从另一个网元到该网元的第一定时消息流，并且在相反方向上从该网元到另一个网元的第二定时消息流。可以为上述第一定时消息流和第二定时消息流两者均形成控制量，可以计算所有控制量的加权和，并且可以用所有控制量的加权和控制时钟信号发生器。还可能的是，网元从多个其他网元接收定时消息和/或传送定时消息到多个其他网元，其他网元中的每一个具有自己的基准时钟信号。在这种情况下，可以应用上述原则，使得为所有定时消息流形成控制量，计算所有控制量的加权和，并且用所有控制量的加权和控制时钟信号发生器。

根据本发明的第四方面，提供了用于控制时钟信号发生器的新的计算机程序。该计算机程序包括计算机可执行的指令，其用于控制可编程处理器：

-基于定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的控制量，接收时刻被表达为基于第一时钟信号的时间值，并且定时消息根据第二时钟信号被传送，

-计算该至少两个控制量的加权和，并且

-用控制量的加权和控制时钟信号发生器，以在第一时钟信号和第二时钟信号之间实现同步。

根据本发明的计算机程序产品包括编码有根据本发明的计算机程序的非易失性计算机可读介质，例如光盘(“CD”)。

当结合附图阅读时，关于构造和操作方法两者的本发明的各种示例性实施例以及其另外目的和优势将从下面的特定示例性实施例的描述最佳地理解。

动词“包括”在本文献中用作开放式限制，其既不排除也不要求另外未列举的特征的存在。除非另外明确说明，在从属权利要求中列举的特征可相互自由组合。

附图说明

在下面参考附图更加详细地说明了本发明的示例性实施例和其优点，其中：

图1示出了包括网元的示例性数据传输***的示意图，该网元具有根据本发明的实施例的用于控制时钟信号发生器的控制设备，

图2示出了包括网元的示例性数据传输***的示意图，该网元具有根据本发明的实施例的用于控制时钟信号发生器的控制设备，以及

图3示出了根据本发明的实施例的用于控制时钟信号发生器的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了包括网元102和网元109的示例性数据传输***的示意图。网元102和109经由数据传输网络113相互连接，数据传输网络113可以包括经由数据传输链路相互连接到彼此的多个其他网元。每一个网元可以是例如网际协议(“IP”)路由器、以太网交换机和/或多协议标签交换(“MPLS”)交换机。网元102包括被布置为生成时钟信号110的可控制的时钟信号发生器108。网元102包括计数器114，该计数器114被布置为生成表示在网元102处适用的时钟时间的信号115。网元102包括处理***118，该处理***118用于执行与使用的例如IP、以太网和/或MPLS的数据传输协议有关的控制和转发平面操作。此外，网元102包括用于连接到数据传输网络113的至少一个入站端口105和至少一个出站端口104。网元109包括被布置为生成基准时钟信号112的时钟信号发生器111。网元109包括计数器116，该计数器116被布置为生成表示在网元109处适用的时钟时间的信号117。网元109包括处理***119，该处理***119用于执行与使用的数据传输协议有关的控制和转发平面操作。此外，网元109包括用于连接到数据传输网络113的至少一个入站端口120和至少一个出站端口121。

网元102包括根据本发明的实施例的用于控制时钟信号发生器108的控制设备103。控制设备103包括处理器101，该处理器101被配置成基于定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的控制量122，其中基于第一时钟信号将接收时刻表达为时间值，并且根据第二时钟信号传送定时消息。处理器101进一步被配置成计算该至少两个控制量的加权和123，并且用控制量的加权和控制时钟信号发生器108，以在第一时钟信号和第二时钟信号之间实现同步。处理器101优选地进一步被配置成执行对加权和的滤波124和/或针对加权和的其他信号处理操作，作为对时钟信号发生器108的控制的一部分。

在示例性情况下，网元109被布置为经由数据传输网络113将定时消息传送给网元102。在这种情况下，上述第一时钟信号是时钟信号110，并且表达定时消息的接收时刻的上述时间值由信号115在该定时消息的接收时间的瞬时值表达。根据其传送定时消息的上述第二时钟信号是基准时钟信号112。

在另一个示例性情况下，网元102被布置为经由数据传输网络113将定时消息传送给网元109。在这种情况下，上述第一时钟信号是时钟信号112，并且表达定时消息的接收时刻的上述时间值由信号117在该定时消息的接收时间的瞬时值表达。根据其传送定时消息的上述第二时钟信号是时钟信号110。在这种情况下，有这样的需要：将关于表达定时消息的接收时刻的时间值的信息从网元109传输到网元102。

可以将在上述示例性情况中说明的原则进行组合，使得存在从网元109到网元102的第一定时消息流130，并且还存在在相反方向上从网元102到网元109的第二定时消息流131。在这种情况下，控制设备103的处理器101被配置成执行以下动作：为向控制设备传输并且根据时钟信号112传送的第一定时消息流形成控制量，并且还为在相反方向上传输并且根据时钟信号110传送的第二定时消息流形成控制量。该处理器被配置成计算所有控制量的加权和，并且用所有控制量的加权和控制时钟信号发生器108。

在本发明的实施例中，控制设备103的处理器101被配置成基于定时消息的接收时刻来计算相位误差指标，并且基于相位误差指标来形成控制量，其中每一个相位误差指标是在相应定时消息的接收时刻和该定时消息的理想接收时刻之间的差值。给定定时消息的理想接收时刻可以定义为例如恒定相位偏移与该定时消息载送的时间戳值的和，其中该时间戳值是基于第二时钟信号的在该定时消息的传送时刻的瞬时时间值。在定时消息以恒定或预先确定速率发送的情况下，不必使用时间戳，而是基于第一时钟信号并且以恒定或预先确定时间间隔被分隔的时间值可以用作理想接收时刻。在本发明的另一个实施例中，控制设备103的处理器101被配置成计算连续定时消息的到达间隔时间，并且将计算的到达间隔时间用作控制量中的一个或多个的基础，其中利用第一时钟信号，即在接收端处可用的时钟信号来测量到达间隔时间。

在下面描述了从定时消息的接收时刻得到控制量122的不同示例性方式。使用以不同方式从定时消息的接收时刻得到的控制量的加权和123提高了对定时消息的信息内容的利用。

在本发明的实施例中，控制设备103的处理器101被配置成用数字滤波器对由在时间上连续的相位误差指标构成的信号进行滤波，该数字滤波器可以是例如有限脉冲响应滤波器(“FIR”)或无限脉冲响应滤波器(“IIR”)或其组合。数字滤波器的输出量可以用作控制量中的一个。可能的是，通过使用相互不同的数字滤波器来得到两个或多个控制量。

在本发明的实施例中，控制设备103的处理器101被配置成从预先确定数量的连续接收的定时消息之中选择具有作为有符号值的最小相位误差指标、从而具有在网元102和109之间的最小估计传输延时的定时消息。最小相位误差指标可以用作控制量中的一个。将最小的相位误差指标用作控制量中的一个的优势是，使该控制量几乎摆脱由与在对应的定时消息的路线上的网元有关的随机排队延时引起的干扰。如果相位误差指标与经历了在网元102和109之间的最小可能传输延时的这样的定时消息有关，则使控制量完全摆脱排队延时干扰。

在本发明的实施例中，相位误差指标的变化范围被布置为包括一个或多个子范围，并且子范围中的每一个与作为控制量中的一个的特定于子范围(sub-range specific)的控制量有关。控制设备的处理器101被配置成关于每一个定时消息，确定相应相位误差指标是否属于子范围中的任何一个。相位误差指标用于响应于相位误差指标属于对应的子范围的情况而形成特定于适当子范围的控制量。如此的相位误差指标可以用作特定于子范围的控制量，或其可以用作例如数字滤波的数据处理操作的输入量，该数据处理操作的输出量是特定于子范围的控制量。子范围可以是相互不重叠的，在这种情况下，每一个相位误差指标可以属于子范围中的至多一个，或者，子范围中的两个或多个可以是重叠的，在这种情况下，可能的是，一些相位误差指标属于两个或甚至更多子范围。

在本发明的实施例中，存在两个相互不相重叠的子范围，并且设置在所述子范围之间的限值，使得定时消息的预先确定部分具有小于该限值的相位误差指标，且定时消息的剩余部分具有大于或等于限值的相位误差指标。小于限值的相位误差指标可以用作控制量中的一个。当限值增加时，相位误差指标的更大部分满足小于限值的条件，从而更频繁地更新控制量的值，但是，另一方面，控制量包含由与在对应的定时消息的路线上的网元有关的随机排队延时引起的更多干扰。在上述两种观点之间的折衷可以通过选择适当的限值来实现。可能的是，通过使用相互不同的限值来得到两个或更多的控制量。

在本发明的实施例中，调整所述子范围之间的上述限值，使得具有小于限值的相位误差指标的定时消息表示所有定时消息的固定部分，例如5％。处理器110可以被布置为例如根据以下算法以自适应方式确定限值：

步骤1：借助数字p(<1)指示固定部分，

步骤2：为限值R设置初始值R₀，

步骤3：等待下一定时消息，

步骤4：如果相位误差指标>R_old，则根据规则R＝R_old+pε，或如果相位误差指标<R_old，则根据规则R_old–(1–p)ε，对限值R进行更新，其中ε是步长>0，以及

步骤5：回到步骤3。

为了说明上述算法，假设相位误差指标以概率r仍低于限值R，以及以概率1–r超过限值R。现在，更新的限值的预期值是

R+(1–r)pε–r(1–p)ε＝R+(p–r)ε. (1)

从等式(1)，可以看到，如果太大份额的相位误差指标落在限值R之下，即r>p，则限值R减少。相应地，如果太小份额的相位误差指标落在限值R之下，即r<p，则限值R增加。限值的改变率可以借助步长ε调整。步长ε的适当值可以例如通过进行试验找到。

在本发明的另一个实施例中，确定在所述子范围之间的上述限值，使得从与在观察间隔期间接收的定时消息有关的相位误差指标之中选择作为有符号值的最小相位误差指标，然后限值是所选择的最小相位误差指标加上添加的预先确定的常量。

在本发明的实施例中，如果作为有符号值的相位误差指标小于已存储的最小值，则用接收到的定时消息的相位误差指标替换已存储的最小值。在所述子范围之间的上述限值是已存储的最小值加上添加的预先确定的常量。

在本发明的实施例中，相位误差指标的变化范围被布置为包括子范围，使得定时消息的第一预先确定部分具有小于子范围的下限的相位误差指标，且定时消息的第二预先确定部分具有大于子范围的上限的相位误差指标。在较小限制和上限之间的段带上的相位误差指标可以用作控制量中的一个。可能的是，通过使用许多相互不相重叠的子范围来得到两个或多个控制量。

在根据本发明的实施例的控制设备中，处理器101进一步被配置成：

-为控制量中的每一个测量噪音量，每一个噪音量指示在相关控制量中的波动量，并且

-基于噪音量来确定加权和的权重，使得更大的权重对应于更小的噪音量，并且更小的权重对应于更大的噪音量。

控制量的噪音量例如可以通过对控制量进行高通滤波并且通过计算经高通滤波的控制量的幂，例如均方根“RMS”来测量。控制量c_k的权重w_k例如可以定义为：

$w_k=\frac{\frac{1}{n_k}}{\underset{i=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}\frac{1}{n_i}},---\left(2\right)$

其中n_i是控制量c_i的噪音量，N是控制量的数量，并且i和k是在范围1...N内的整数。如可以从等式(2)看到的，权重的和是一。

在图1中所图示的示例性情况下，控制设备103是网元102的一部分。还可能的是，控制设备是连接到网元的独立装置。控制设备的处理器101可以包括：一个或多个可编程处理器单元、一个或多个诸如专用集成电路“ASIC”的专用硬件电路、一个或多个诸如现场可编程门阵列“FPGA”的现场可编程逻辑电路、或这些的组合。

图2示出了包括网元202、209和229的示例性数据传输***的示意图。网元209和229经由数据传输网络213连接到网元202，数据传输网络213可以包括经由数据传输链路相互连接到彼此的多个其他网元。每一个网元可以是例如网际协议(“IP”)路由器、以太网交换机和/或多协议标签交换(“MPLS”)交换机。网元202包括被布置为生成时钟信号210的可控制的时钟信号发生器208。网元202包括计数器214，该计数器214被布置为生成表示在网元202处适用的时钟时间的信号215。网元202包括处理***218，该处理***218用于执行与使用的例如IP、以太网和/或MPLS的数据传输协议有关的控制和转发平面操作。此外，网元202包括用于连接到数据传输网络213的一个或多个入站端口205、207和一个或多个出站端口204、206。网元209和229被布置为从可以是例如主基准时钟源“PRC”的基准时钟源211接收基准时钟信号。网元209和229包括计数器216和236，该计数器216和236被布置为生成表示分别在网元209和229处适用的时钟时间的信号217和237。网元209和229包括处理***219和239，该处理***219和239用于执行与使用的数据传输协议有关的控制和转发平面操作。此外，网元209和229中的每一个包括用于连接到数据传输网络213的至少一个入站端口和至少一个出站端口。

网元209被布置为经由数据传输网络213将第一定时消息传送给网元202，并且网元229被布置为经由数据传输网络213将第二定时消息传送给网元202。根据从基准时钟源211接收的时钟信号从网元209和229传送第一定时消息和第二定时消息。网元202被布置为经由数据传输网络213将第三定时消息传送给网元209并且将第四定时消息传送给网元229。根据时钟信号210从网元202传送第三定时消息和第四定时消息。

网元209被布置为经由数据传输网络213将表达第三定时消息在网元209处的接收时刻的信息传输给网元202。表达第三定时消息的接收时刻的信息包括信号217在第三定时消息的接收时间的瞬时值。相对地，网元229被布置为经由数据传输网络213将表达第四定时消息在网元229处的接收时刻的信息传输给网元202。表达第四定时消息的接收时刻的信息包括信号237在第四定时消息的接收时间的瞬时值。

网元202包括根据本发明的实施例的用于控制时钟信号发生器208的控制设备203。控制设备203包括处理器201，该处理器201被配置成基于第一定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的第一控制量，其中第一定时消息的接收时刻由信号215在第一定时消息的接收时间的瞬时值表达。处理器201被配置成基于第二定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的第二控制量，其中第二定时消息的接收时刻由信号215在第二定时消息的接收时间的瞬时值表达。处理器201被配置成基于第三定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的第三控制量，并且基于第四定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的第四控制量。处理器201进一步被配置成计算该第一、第二、第三和第四控制量的加权和223，并且用控制量的加权和控制时钟信号发生器208，以在时钟信号210和基准时钟源211提供的基准时钟信号之间实现同步。处理器201优选地进一步被配置成执行对加权和的滤波224和/或针对加权和的其他信号处理操作，作为对时钟信号发生器208的控制的一部分。

在根据本发明的实施例的控制设备中，处理器201进一步被配置成：

-为第一、第二、第三和第四控制量中的每一个测量噪音量，每一个噪音量指示在相关控制量中的波动量，并且

-基于噪音量来确定加权和的权重，使得更大的权重对应于更小的噪音量，并且更小的权重对应于更大的噪音量。

图3示出了根据本发明的实施例的用于控制时钟信号发生器的方法的流程图。该方法包括：

-在阶段301，基于单个网元传送的定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的控制量，基于第一时钟信号将接收时刻表达为时间值，并且根据第二时钟信号传送定时消息，

-在阶段302，计算至少两个控制量的加权和，并且

-在阶段303，用控制量的加权和控制时钟信号发生器，以在第一时钟信号和第二时钟信号之间实现同步。

根据本发明的实施例的方法进一步包括：

-在阶段304，为控制量中的每一个测量噪音量，每一个噪音量指示在相关控制量中的波动量，并且

-在阶段305，基于噪音量来确定或调整加权和的权重，使得更大的权重对应于更小的噪音量，并且更小的权重对应于更大的噪音量。

在根据本发明的实施例的方法中，第一时钟信号用被控制的时钟信号发生器来生成，并且第二时钟信号是在传送定时消息的网元处适用的基准时钟信号。

在根据本发明的另一个实施例的方法中，第二时钟信号用被控制的时钟信号发生器来生成，并且该方法进一步包括：传送定时消息，并且接收关于定时消息的接收时刻的信息，基于第一时钟信号将该接收时刻表达为时间值，该第一时钟信号是在接收定时消息的另一个网元处适用的基准时钟信号。

根据本发明的实施例的方法包括执行：为根据第二时钟信号自主网元传送到从元件的定时消息流形成控制量，并且还为根据由被控制的时钟信号发生器产生的第一时钟信号在相反方向上自从网元传送到主网元的另一个定时消息流形成控制量。该方法进一步包括：计算所有控制量的加权和，并且用所有控制量的加权和控制时钟信号发生器。

根据本发明的实施例的方法包括执行：为在从网元和多个主网元之间传输的多个定时消息流中的每一个形成控制量。该方法进一步包括：计算所有控制量的加权和，并且用所有控制量的加权和控制时钟信号发生器。

根据本发明的实施例的方法包括：基于定时消息的接收时刻来计算相位误差指标，并且基于相位误差指标来形成控制量，其中每一个相位误差指标是在相应定时消息的接收时刻和该定时消息的理想接收时刻之间的差值。例如，恒定相位偏移与每一个定时消息所载送的时间戳值的和可以用作该定时消息的理想接收时刻。在定时消息以恒定或预先确定速率发送的情况下，不必使用时间戳，而是基于第一时钟信号并且以恒定或预先确定时间间隔被分隔的时间值可以用作理想接收时刻。

根据本发明的实施例的方法包括：用数字滤波器对由在时间上连续的相位误差指标构成的信号进行滤波。数字滤波器的输出量表示控制量中的一个。

根据本发明的实施例的方法包括：从预先确定数量的连续接收的定时消息之中选择具有作为有符号值的最小相位误差指标、从而具有最小估计传输延时的定时消息，并且将该最小相位误差指标用作控制量中的一个。

在根据本发明的实施例的方法中，相位误差指标的变化范围包括一个或多个子范围，子范围中的每一个与作为控制量中的一个的特定于子范围的控制量有关。该方法包括：关于每一个定时消息，确定相应相位误差指标是否属于子范围中的任何一个，并且响应于相位误差指标属于对应的子范围的情况而使用该相位误差指标来形成特定于适当子范围的控制量。

在根据本发明的实施例的方法中，子范围中的一个是这样的子范围：其使得定时消息的预先确定部分具有小于子范围的上限的相位误差指标，并且定时消息的剩余部分具有大于或等于上限的相位误差指标。

在根据本发明的实施例的方法中，子范围中的一个是这样的子范围：其使得定时消息的第一预先确定部分具有小于子范围的下限的相位误差指标，并且定时消息的第二预先确定部分具有大于子范围的上限的相位误差指标。

根据本发明的实施例的计算机程序包括用于控制可编程处理器来控制时钟信号发生器的软件模块。该软件模块包括计算机可执行的指令，该计算机可执行的指令用于控制该可编程处理器：

-基于单个网元传送的定时消息的接收时刻，形成至少两个相互不同的控制量，基于第一时钟信号将接收时刻表达为时间值，并且根据第二时钟信号传送定时消息，

-计算该至少两个控制量的加权和，并且

-用控制量的加权和控制时钟信号发生器，以在第一时钟信号和第二时钟信号之间实现同步。

该软件模块可以是例如用适当的编程语言生成的子程序和功能。

根据本发明的实施例的计算机程序产品包括编码有上述软件模块的非易失性计算机可读介质，例如光盘(“CD”)。

根据本发明的实施例的信号被编码成载送定义根据本发明的实施例的计算机程序的信息。

在上面给出的描述中提供的具体示例不应当被解释为限制。因此，本发明不仅仅限于上述实施例，许多变型是可能的。

Claims (32)

1.一种用于控制时钟信号发生器的控制设备，所述控制设备包括处理器(101、201)，所述处理器用于基于定时消息的接收时刻来形成控制量，所述接收时刻表达为基于第一时钟信号的时间值，并且所述定时消息根据第二时钟信号被传送，其特征是：所述处理器进一步被配置成：

-基于所述定时消息的所述接收时刻，形成至少一个另外的控制量，所述控制量和所述至少一个另外的控制量是以相互不同的方式形成的，

-计算所述控制量和所述至少一个另外的控制量的加权和，并且

-用这些控制量的所述加权和控制所述时钟信号发生器，以在所述第一时钟信号和所述第二时钟信号之间实现同步。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述处理器进一步被配置成：

-为控制量中的每一个测量噪音量，每一个噪音量指示在相关控制量中的波动量，并且

-基于所述噪音量来确定所述加权和的权重，使得更大的权重对应于更小的噪音量，并且更小的权重对应于更大的噪音量。

3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其中所述处理器被配置成：基于所述定时消息的接收时刻来计算相位误差指标，并且基于所述相位误差指标来形成控制量，每一个相位误差指标是在相应定时消息的接收时刻和该定时消息的理想接收时刻之间的差值。

4.根据权利要求3所述的控制设备，其中恒定相位偏移与每一个定时消息所载送的时间戳值的和是该定时消息的所述理想接收时刻。

5.根据权利要求3所述的控制设备，其中所述定时消息的所述理想接收时刻以相等时间间隔在时间上被分隔，使得在任何两个连续的理想接收时刻之间的时差是恒定的。

6.根据权利要求3所述的控制设备，其中所述处理器被配置成：用数字滤波器对由在时间上连续的相位误差指标构成的信号进行滤波，所述数字滤波器的输出量表示这些控制量中的一个。

7.根据权利要求3所述的控制设备，其中所述处理器被配置成：从预先确定数量的连续接收的定时消息之中选择具有作为有符号值的最小相位误差指标、从而具有最小估计的传输延时的定时消息，并且将所述最小相位误差指标用作这些控制量中的一个。

8.根据权利要求3所述的控制设备，其中所述相位误差指标的变化范围被布置为包括一个或多个子范围，所述子范围中的每一个与作为这些控制量中的一个的特定于子范围的控制量有关，并且所述处理器被配置成：关于每一个定时消息，确定相应相位误差指标是否属于所述子范围中的任何一个，并且响应于所述相位误差指标属于对应的子范围的情况而使用所述相位误差指标来形成特定于适当子范围的控制量。

9.根据权利要求8所述的控制设备，其中所述一个或多个子范围中的一个是这样的子范围：其使得所述定时消息的预先确定部分具有小于所述子范围的上限的相位误差指标，并且所述定时消息的剩余部分具有大于或等于所述上限的相位误差指标。

10.根据权利要求8所述的控制设备，其中所述一个或多个子范围中的一个是这样的子范围：其使得所述定时消息的第一预先确定部分具有小于所述子范围的下限的相位误差指标，并且所述定时消息的第二预先确定部分具有大于所述子范围的上限的相位误差指标。

11.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述处理器被配置成执行下述动作：为向所述控制设备传输并且根据所述第二时钟信号传送的定时消息流(130)形成控制量，并且还为在相反方向上传输并且根据用所述时钟信号发生器产生的所述第一时钟信号传送的另一个定时消息流(131)形成控制量，并且其中所述处理器被配置成：计算所有控制量的加权和，并且用所有控制量的所述加权和控制所述时钟信号发生器。

12.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述处理器被配置成执行以下动作：为多个定时消息流中的每一个形成控制量，并且其中所述处理器被配置成：计算所有控制量的加权和，并且用所有控制量的所述加权和控制所述时钟信号发生器。

13.一种网元(102、202)，包括：

-用于连接到数据传输网络的至少一个出站端口(104、204、206)和至少一个入站端口(105、205、207)，以及

-可控制的时钟信号发生器(108、208)，

其特征是：所述网元进一步包括根据权利要求1的用于控制所述时钟信号发生器的控制设备(103、203)。

14.根据权利要求13所述的网元，其中所述网元被配置成接收所述定时消息，并且所述定时消息的所述接收时刻被表达为基于所述时钟信号发生器产生的时钟信号的时间值。

15.根据权利要求13所述的网元，其中所述网元被配置成：根据所述时钟信号发生器产生的时钟信号传送所述定时消息，并且接收关于被表达为基于在接收所述定时消息的另一个网元处适用的基准时钟信号的时间值的所述定时消息的所述接收时刻的信息。

16.根据权利要求13所述的网元，其中所述控制设备被配置成执行以下动作：为根据基准时钟信号从另一个网元传送到所述网元的定时消息流形成控制量，并且还为根据所述时钟信号发生器产生的时钟信号在相反方向上从所述网元传送给所述另一个网元的另一个定时消息流形成控制量，并且其中所述控制设备被配置成：计算所有控制量的加权和，并且用所有控制量的所述加权和控制所述时钟信号发生器。

17.根据权利要求13所述的网元，其中所述控制设备被配置成执行以下动作：为在所述网络设备和多个其他网络设备之间传输的多个定时消息流中的每一个形成控制量，并且其中所述控制设备被配置成：计算所有控制量的加权和，并且用所有控制量的所述加权和控制所述时钟信号发生器。

18.根据权利要求13所述的网元，其中所述网元是以下中的至少一个：网际协议(“IP”)路由器、以太网交换机、多协议标签交换(“MPLS”)交换机。

19.一种用于控制时钟信号发生器的方法，所述方法包括：基于定时消息的接收时刻来形成(301)控制量，所述接收时刻被表达为基于第一时钟信号的时间值，并且所述定时消息根据第二时钟信号被传送，其特征是：所述方法进一步包括：

-基于所述定时消息的所述接收时刻，形成(301)至少一个另外的控制量，所述控制量和所述至少一个另外的控制量是以相互不同的方式形成的，

-计算(302)所述控制量和所述至少一个另外的控制量的加权和，并且

-用这些控制量的所述加权和控制(303)所述时钟信号发生器，以在所述第一时钟信号和所述第二时钟信号之间实现同步。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法进一步包括：

-为这些控制量中的每一个测量(304)噪音量，每一个噪音量指示在相关控制量中的波动量，并且

-基于所述噪音量来确定(305)所述加权和的权重，使得更大的权重对应于更小的噪音量，并且更小的权重对应于更大的噪音量。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述第一时钟信号用所述时钟信号发生器来生成，并且所述第二时钟信号是在传送所述定时消息的网元处适用的基准时钟信号。

22.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述第二时钟信号用所述时钟信号发生器来生成，并且所述方法进一步包括：传送所述定时消息，并且接收关于被表达为基于所述第一时钟信号的时间值的所述定时消息的所述接收时刻的信息，所述第一时钟信号为在接收所述定时消息的另一个网元处适用的基准时钟信号。

23.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述方法包括执行以下动作：为根据所述第二时钟信号自主网元传送到从网元的定时消息流形成控制量，并且还为根据所述时钟信号发生器产生的所述第一时钟信号在相反方向上自所述从网元传送到所述主网元的另一个定时消息流形成控制量，并且其中所述方法包括：计算所有控制量的加权和，并且用所有控制量的所述加权和控制所述时钟信号发生器。

24.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法包括执行以下动作：为在从网元和多个主网元之间传输的多个定时消息流中的每一个形成控制量，并且其中所述方法包括：计算所有控制量的加权和，并且用所有控制量的所述加权和控制所述时钟信号发生器。

25.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法包括：基于所述定时消息的所述接收时刻来计算相位误差指标，并且基于所述相位误差指标来形成控制量，每一个相位误差指标是在相应定时消息的所述接收时刻和该定时消息的理想接收时刻之间的差值。

26.根据权利要求25所述的方法，其中恒定相位偏移与每一个定时消息所载送的时间戳值的和是该定时消息的所述理想接收时刻。

27.根据权利要求25所述的方法，其中所述定时消息的所述理想接收时刻以相等时间间隔在时间上被分隔，使得在任何两个连续的理想接收时刻之间的时差是恒定的。

28.根据权利要求25所述的方法，其中所述方法包括：用数字滤波器对由在时间上连续的相位误差指标构成的信号进行滤波，所述数字滤波器的输出量表示这些控制量中的一个。

29.根据权利要求25所述的方法，其中所述方法包括：从预先确定数量的连续接收的定时消息之中选择具有作为有符号值的最小相位误差指标、从而具有最小估计的传输延时的定时消息，并且将所述最小相位误差指标用作这些控制量中的一个。

30.根据权利要求25所述的方法，其中所述相位误差指标的变化范围包括一个或多个子范围，所述子范围中的每一个与作为这些控制量中的一个的特定于子范围的控制量有关，并且所述方法包括：关于每一个定时消息，确定相应相位误差指标是否属于所述子范围中的任何一个，并且响应于所述相位误差指标属于对应的子范围的情况而使用所述相位误差指标来形成特定于适当子范围的控制量。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述一个或多个子范围中的一个是这样的子范围：其使得所述定时消息的预先确定部分具有小于所述子范围的上限的相位误差指标，并且所述定时消息的剩余部分具有大于或等于所述上限的相位误差指标。

32.根据权利要求30所述的方法，其中所述一个或多个子范围中的一个是这样的子范围：其使得所述定时消息的第一预先确定部分具有小于所述子范围的下限的相位误差指标，并且所述定时消息的第二预先确定部分具有大于所述子范围的上限的相位误差指标。