CN1430371A - 相关数据流间相对时序调整的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种相关数据流间相对时序调整的方法，包括：1.判断数据流1当前帧是否为调整帧；如果不是，则转步骤7；2.周期性读出数据流2当前对应数据帧的实际位置Xr；3.计算在当前时刻数据流2对应数据帧的目标位置Xw；4.计算对应数据流2数据帧的实际位置与目标位置之间的差距Xd＝Xr－Xw；5.判断是否需要对数据流2的帧位置进行调整，若需要，则继续以下步骤。否则转去处理其他任务；6.根据数据流2对应的帧目标位置调整数据流2的时序；7.结束本次调整，转去处理其他任务，直到下一个调整周期重复步骤2。本发明适用于时延相对固定的***中，可以避免使用复杂的消息应答机制，且不用改变***接口和装置，方法灵活，通用性强，调整效果也很好。

Description

相关数据流间相对时序调整的方法

技术领域：

本发明涉及无线通讯领域，具体涉及无线通讯领域中相关数据流间相对时序调整的方法。

背景技术：

目前，无线通讯、移动通讯越来越多的应用在经济领域的各个方面，同时也再不断地渗入到社会生活的各个角落，其技术或是在引导着需求、或是被社会需求所引导，一直在高速向前发展着。在无线通讯领域中，一个普遍存在的情况是：基于不同的接口有着不同的数据流，这些数据流的数据速率、成帧格式是不同的，但其数据是相关联的，存在一定的对应关系。例如数据流1的数据经过处理，可以转换为数据流2；反之数据流2的数据经过处理也可转换为数据流1。由于数据流的数据之间存在特定的对应关系，所以其相对时序关系就很重要了，如果不对相关数据流的相对时序关系进行适当的调整，就可能会导致数据处理的延时较大甚至丢失数据。

对相关数据流间相对时序进行调整的方法一般是以一个数据流的某个时钟信号如帧同步信号为基准，调整另一个相关数据流对应的时序。对一个数据流的时序进行调整的方法有多种，如可以通过改变***时钟频率的方法调整，或是通过在数据流中***、删除若干码字从而改变其时序。专利申请号96190265《用于在通信***中对帧进行调整的方法和***》中提出了一种方法，该方法使用经过修改的帧结构，并且利用缩短的同步码字来使帧提前。但由于在很多无线通讯***中***的时钟、数据流的数据帧格式是有规范要求的，不可以随意改动，所以该方法并不切合实际。另外一种常用的对数据流时序进行调整的方法是反馈法，专利申请号99800340《发射时隙的时序控制》就是采用的这种方法，即接收方通过测量数据的实际延时，发送消息通知发送方进行相应调整。这种方法多用于数据延时不确定情况，调整方法比较复杂，且要加入相应的延时测量机制和消息传递机制。若数据流的帧对应关系和数据处理转换时间变化较小，即数据时延相对固定的，采用这种时序调整方法无疑会大大增加***的复杂度，并降低***的稳定性。

发明内容：

本发明的目的是克服现有相关数据流间相对时序调整方法的缺陷，提出一种实现简单、能有效提高调整准确度，并降低实现复杂度的调整相关数据流间相对时序关系的方法。

本发明的核心思想是：通过以数据流1的帧同步信号为基准，调整数据流2对应的时序，即调整数据流2与数据流1帧的相对位置来改变其相对时序，使相关数据的对应关系达到目标位置。给出的是两个相关数据流间相对时序关系的调整，仅是为了叙述方便，但很显然，本方法并不局限于两个数据流之间的调整，也可以适用于多个相关数据流间相对时序关系的调整。

本发明提出的相关数据流间相对时序调整的方法，包括以下步骤：

1.判断数据流1当前帧是否为调整帧；如果不是，则转步骤7

2.以数据流1帧的某时钟信号为基准，周期性的在其某一固定帧时刻读出数据流2当前对应数据帧的实际位置Xr，

3.根据数据处理转换所需的时间以及相关数据帧的对应关系，计算在当前时刻数据流2对应数据帧的目标位置Xw，

4.根据步骤2、3得到的结果，计算对应数据流2数据帧的实际位置与目标位置之间的差距Xd＝Xr-Xw，

5.根据数据帧实际位置与目标位置之间的差距Xd是否超过一定的阈值来判断是否需要对数据流2的帧位置进行调整，若需要，则继续以下步骤。否则转去处理其他任务，直到下一个调整周期重复步骤2，

6.根据数据流2对应的帧目标位置调整数据流2的时序，

7.结束本次调整，转去处理其他任务，直到下一个调整周期重复步骤2。所述的步骤5中，进一步包括以下步骤：

(1)判断是否是上行时序，如果不是，则转步骤(4)；

(2)判断数据流2数据帧的实际位置与目标位置之间的差距Xd，若Xd＞0，

   则转至步骤6；

(3)判断Xd与***允许最大数据延时Th之和，若Xd+TH＜0，则转步骤

   6；否则转至步骤7；

(4)判断数据流2数据帧的实际位置与目标位置之间的差距Xd，若Xd＜0，

   则转至步骤6；

(5)判断Xd与***允许最大数据延时Th之和，若Xd+TH＞0，则转步骤

   6；否则转至步骤7。

附图说明：

图1是两个数据流之间理想对应关系示意图。

图2是数据流2发送/接收缓冲区指针目标位置示意图。

图3是相关数据流相对时序关系调整方法的流程图。

图4是数据流2帧相对于数据流1帧实际位置与目标位置的示意图。

具体实施方式：

为更好描述本发明内容，下面以一实施例进行具体说明，但显然本发明并不局限于此实施例。

图1是数据流1和数据流2帧数据之间的一种理想对应关系的示意图。其中1a为数据流1的帧同步信号表示每帧开始的时刻，以虚线短箭头标识。而1b为数据流2每帧开始的时刻，以实线长箭头标识。

在本实施例中，***存在两个接口，接口1的数据流称作数据流1，接口2的数据流称作数据流2。为叙述方便，定义下行方向为数据流从接口2流向接口1的方向，即数据流2的数据经处理(例如编码交织等)转换形成数据流1；而上行方向为数据流从接口1流向接口2的方向，即数据流1的数据经过处理转换形成数据流2。数据流1与数据流2的成帧格式不同，帧速率也不同，但其存在一定的对应关系。如图1所示的实施例中数据流1和数据流2帧数据之间的对应关系为：在时间关系上数据流1每13帧对应与数据流2的3帧，在图1中数据流1的各帧以13帧为周期分别标识为0-11以及x，其中数据流1的第x帧数据有特殊作用，与数据流2的数据无关，这里不做描述。数据流2的1帧数据对应于数据流1的4帧数据，这4帧数据称为一个数据块，这里数据流1的帧0-3、4-7以及8-11分别为一个数据块。

在下行方向，***接收数据流2的一帧数据，经处理转换形成数据流1的一个数据块进行发送。***对一帧数据进行处理转换所需的时间是相对固定的，数据流1的各数据块的开始发送时间在***中也是固定的。因此，若数据流2的这帧数据被***过早接收，则其等待处理转换的时间或处理转换结束后等待发送的时间就会较长，使数据延时相对较大；而若***接收数据流2的数据帧过晚，则会导致在数据流1相应的数据块应该开始发送时，数据流2的这帧数据还来不及完成处理转换而延迟到数据流1的下一个数据块再发送甚至丢失数据帧，这种情况是最坏的。因此，有必要对数据流2相对于数据流1的时序进行适当的调整也就是调整数据流2与数据流1数据帧的相对位置以达到一种理想对应关系，使得在下行数据处理转换时间足够的前提下数据的延时尽可能小。在本实施例中，调整这两个数据流之间的相对时序就转换为以数据流1的帧同步信号为基准，调整数据流2的数据帧接收/发送时序。

图1示例是数据流1和数据流2数据帧之间的一种理想对应关系：在下行方向，数据流2的一帧数据分别在对应数据流1第3、7、x帧时被接收，经过处理转换分别在数据流1的下一帧开始的四帧即一个数据块上发送。从图1中可看到，在对应数据流1第7帧位置处所接收到数据流2的数据帧距离其完成处理转换在数据流1的第8帧(相应数据块的第1帧)开始发送的位置最短，也就是说所留的下行数据处理时间最短。因此只要满足在数据流1第7帧位置处下行数据处理时间足够且数据延时最小则其他帧的下行数据处理时间也自然能保证。定义数据流1的帧周期为T1，数据流2帧周期为T2。下行数据处理所需时间为t1，t1在特定的***中是相对固定的。这里设***在数据流1第7帧处接收到数据流2的数据帧的时刻为Tr，下行数据经过处理转换后在数据流1的第8帧开始发送的时刻为Ta(Ta在***中是周期性固定的时刻，是以数据流1的帧同步信号为基准的)，则数据流2数据帧接收到的时刻Tr应该提前于Ta时刻的时间间隔为t1，即下行数据处理所需时间。如前所述，若Ta-Tr＞t1，则会加大数据的延时，但若Ta-Tr＜t1，则会带来更大的延时甚至丢失数据。因此数据流2数据帧接收到的时刻Tr可以在允许的数据延时范围内适当提前，但不可以落后。定义在不包括下行数据处理所需时间t1情况下，***允许的数据延时最大为Th，则数据流2数据帧接收到的时刻Tr应满足以下的算式：t1≤Ta-Tr≤t1+Th。

在本实施例中，***采用双缓冲区buffer来接收数据流2的数据，即接收缓冲区大小为2个数据流2数据帧的大小，帧数据连续并循环地写入接收缓冲区中，接收指针为指向接收缓冲区当前数据写入位置的地址。当接收指针指向接收缓冲区半满或全满位置时，认为已经收到了数据流2的一帧数据从而产生接收中断，通知***开始对这帧数据进行下行处理转换。因此，调整数据流2的接收时序就是调整其接收中断到达的时刻，也就是调整接收指针指向接收缓冲区半满或全满位置的时刻。当调整接收指针使其提前于原来位置，则接收指针指向接收缓冲区半满或全满位置的时刻就会延迟到达，即接收中断就会滞后到达，反之，调整接收指针使其落后于原来位置，则接收中断就会提前产生。

上面所述是下行方向的情况。实际上，上行方向也存在对数据流2相对数据流1的时序调整的问题，否则也可能造成较大的时延，两者原理上是一致的。数据流2的发送缓冲区的设置与接收缓冲区一样，指针调整原理也相同，这里就不重复了。上行方向上，***接收数据流1的一个数据块，对其处理转换后形成数据流2的一帧数据发送。调整数据流2上行时序的原则是使数据流1的数据块接收后经过上行处理转换，尽可能快地以数据流2的数据帧格式发送出去。与下行略有区别，一方面数据流2的发送中断到达应是在上行数据处理结束之后，另一方面数据处理完之后应能立即被发送出去，因此要调整发送中断到达的位置为上行数据处理刚好结束的时候。从图1示例中可以看到，相对于数据流1的第3帧帧同步信号，数据流2的数据帧发送中断到达的时刻是最早的，即该时刻落后于上行数据处理结束的时间应为最短，因此只要这帧的上行处理时间够用则其他时刻处理时间也足够。定义上行数据处理所需时间为t2，数据流2的数据帧开始发送的时刻(即数据流2发送中断产生的时刻)为Ts，在第3帧数据流1的数据块接收完成的时刻为Tb(Tb在***中是周期性固定的时刻，是以数据流1的帧同步信号为基准的)，则数据流2的发送中断到达的时刻Ts应落后于Tb时刻t2时间。与下行方向不同的是数据流2数据帧发送中断到达的时刻Ts可以在允许的数据延时范围内适当落后，但不可以提前。在不包括上行数据处理所需时间t2情况下，***允许的数据延时最大为Th，则数据流2数据帧开始发送的时刻Ts应满足以下的算式：t2≤Ts-Tb≤t2+Th。

数据流2的发送/接收缓冲区指针目标位置的示意图如图2所示，其中图2中指针A指向的位置表示数据流2接收/发送中断到达时刻，指针1表示在某时刻接收指针目标位置，X表示对应于指针1所指位置，距离接收中断位置的长度；指针2表示在某时刻数据流2发送指针的目标位置，Y表示对应于指针2所指位置，距离发送中断位置的长度。设数据流1每帧周期为T1，帧长为L1，数据流2帧周期为T2，帧长为L2，在下行方向，如前所述，数据流2接收中断到达的时刻Tr应提前于数据流1相关数据块开始发送的时刻Ta到达的时间为下行数据处理转换所需的时间t1，那么在Ta时刻数据流2接收指针的目标位置应落后于接收中断位置的长度应为x＝L2×t1/T2。同理，在上行方向，数据流2的发送中断到达的时刻Ts应落后于数据流1的数据块接收完成的时刻Tb时刻的时间为上行数据处理所需时间t2。那么在时刻Tb，数据流2发送指针的目标位置应提前于发送中断位置的长度应为y＝L2×t2/T2。这样，在t时刻接收指针的目标位置就应为：X+L2×(t-Ta)/T2；发送指针的目标位置应为L2-Y+L2×(t-Tb)/T2，需要指出的是时刻Ta、Tb、t均是以数据流1的帧同步信号为基准的。

图3所示为相关数据流相对时序关系调整方法的流程图。图中步骤30表示数据流1每帧处理的开始。根据数据流1和2之间的对应关系，以数据流1的若干帧为一个调整周期(在所举实施例中一个调整周期为13帧)，定义其中某固定帧M为调整帧。步骤31，***判断数据流1的当前帧是否为调整帧，若不是调整帧，则转至步骤39，即本帧不作调整，处理其他任务；若当前帧是调整帧，则继续步骤32，读取数据流2当前对应的帧实际位置Xr(如图4所示)，实施例中为读出数据流2的发送/接收指针的当前位置。步骤33计算数据流2当前对应的帧目标位置Xw(如图4所示)，实施例中为计算当前时刻发送/接收指针的目标位置，计算方法如前所述。然后步骤34计算数据流2帧实际位置与目标位置的差距Xd＝Xr-Xw。接下来分别调整上行、下行时序，步骤351为上行方向调整，由于在上行方向数据流2的帧可以适当落后，但不可提前，因此步骤361若Xd＞0，则说明数据流2实际位置比目标位置提前，这种情况需要对数据流2相对于数据流1的位置做调整，转至步骤38；若Xd＜0，但在步骤371中若Xd+TH＜0，则说明数据流2实际位置比目标位置落后较多，也需要调整；否则就结束本次调整处理其他任务，转至步骤39。步骤352开始为下行方向处理，步骤与上行方向调整类似，但不同的是数据流2的帧可以适当提前，但不可落后，这里具体步骤就不再重复。步骤38则根据数据流2当前的目标位置进行调整，步骤39结束本次调整，转去处理其他任务，直到数据流1的下一帧处理开始，重复本流程。

在图4中，3a为在时序调整前相对于数据流1的帧M位置，实际的数据流2位置，Xr为对应数据流1帧M位置，数据流2实际位置与数据流2本帧帧头之间的距离；3b为相对于数据流1的帧M位置的目标数据流2位置，Xw对应数据流1帧M位置，数据流2目标位置与数据流2本帧帧头之间的距离。

本发明提出的相关数据流间相对时序调整的方法，适用于时延相对固定的***中，通过调整数据流2与数据流1帧的相对位置来改变其相对时序，使相关数据的对应关系达到目标位置。这种方法可以避免使用复杂的消息应答机制，且不用改变***接口和装置，方法灵活，通用性强，调整效果也很好。

Claims (3)

1、相关数据流间相对时序调整的方法，包括以下步骤：

步骤1：判断数据流1当前帧是否为调整帧；如果不是，则转步骤7；

步骤2：以数据流1帧的某时钟信号为基准，周期性的在其某一固定帧时刻读出数据流2当前对应数据帧的实际位置Xr：

步骤3：根据数据处理转换所需的时间以及相关数据帧的对应关系，计算在当前时刻数据流2对应数据帧的目标位置Xw；

步骤4：根据步骤2、3得到的结果，计算对应数据流2数据帧的实际位置与目标位置之间的差距Xd＝Xr-Xw；

步骤5：根据数据帧实际位置与目标位置之间的差距Xd是否超过一定的阈值来判断是否需要对数据流2的帧位置进行调整，若需要，则继续以下步骤。否则转去处理其他任务，直到下一个调整周期重复步骤2；

步骤6：根据数据流2对应的帧目标位置调整数据流2的时序；

步骤7：结束本次调整，处理其他任务，直到下一个调整周期重复步骤2。

2、如权利要求1所述的相关数据流间相对时序调整的方法，其特征在于，所述的步骤5中，包括以下步骤：

(1)判断是否是上行时序，如果不是，则转步骤(4)；

(2)判断数据流2数据帧的实际位置与目标位置之间的差距Xd，若Xd＞0，

   则转至步骤6；

(3)判断Xd与***允许最大数据延时Th之和，若Xd+TH＜0，则转步骤

   6；否则转至步骤7；

(4)判断数据流2数据帧的实际位置与目标位置之间的差距Xd，若Xd＜0，

   则转至步骤6；

(5)判断Xd与***允许最大数据延时Th之和，若Xd+TH＞0，则转步骤

   6；否则转至步骤7。

3、如权利要求1所述的相关数据流间相对时序调整的方法，其特征在于，所述的步骤6中，调整数据流2的接收时序是调整接收指针指向接收缓冲区半满或全满位置的时刻。

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