本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種用于估算在電信網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)分組的往返時(shí)間(RTT)值的方法。在從開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始的第一時(shí)間段(206)期間，通過(guò)使用自初始化增長(zhǎng)記憶多項(xiàng)式(EMP)濾波器(16)對(duì)RTT采樣(12)的周期性序列進(jìn)行濾波來(lái)生成估算RTT值(14)，在第一時(shí)間段結(jié)束后的第一切換時(shí)刻之后，通過(guò)使用衰減記憶多項(xiàng)式(FMP)濾波器(18)對(duì)RTT采樣進(jìn)行濾波來(lái)生成估算RTT值。通過(guò)比較FMP估算誤差和EMP估算誤差來(lái)確定第一切換時(shí)刻，其中FMP估算誤差是FMP濾波器的輸出與RTT采樣之差，而EMP估算誤差是EMP濾波器的輸出和RTT采樣之差，并且當(dāng)FMP估算誤差變?yōu)榈扔诨蛐∮贓MP估算誤差時(shí)，觸發(fā)第一切換時(shí)刻。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】專利技術(shù)的領(lǐng)域本專利技術(shù)涉及電信網(wǎng)絡(luò)中的往返時(shí)間估算，尤其涉及用于估算分組交換電信網(wǎng)絡(luò)中的往返時(shí)間的系統(tǒng)和方法。專利技術(shù)的背景互聯(lián)網(wǎng)日益用來(lái)傳輸視頻點(diǎn)播、視頻電話和視頻會(huì)議等應(yīng)用所產(chǎn)生的大量多媒體數(shù)據(jù)。在例如互聯(lián)網(wǎng)的分組交換電信網(wǎng)絡(luò)上可靠地傳輸視頻需要嚴(yán)格的帶寬要求以及低延遲及低丟包要求。目前，互聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層中不具有支持這些要求的任何特定功能。相反，在協(xié)議棧的應(yīng)用層或在協(xié)議棧的傳輸層的傳輸控制協(xié)議(TCP)中提供業(yè)務(wù)質(zhì)量功能。TCP包括有在網(wǎng)絡(luò)層的頂部執(zhí)行的算法，這種算法通過(guò)基于丟包率和在傳輸期間 數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)的往返時(shí)間(RTT)調(diào)整傳輸速率來(lái)控制網(wǎng)絡(luò)擁塞。因此，為了控制網(wǎng)絡(luò)擁塞，具有對(duì)往返時(shí)間的精確估算是重要的。其它控制實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的協(xié)議也利用RTT估算。往返時(shí)間是發(fā)送分組和接收對(duì)分組的應(yīng)答之間所經(jīng)過(guò)的時(shí)間段。利用將分組從信號(hào)源發(fā)送到目的地并追蹤對(duì)這些分組的傳輸?shù)膮f(xié)議能夠獲得各個(gè)單獨(dú)的RTT采樣。雖然設(shè)計(jì)這樣的協(xié)議相當(dāng)簡(jiǎn)單，但因?yàn)楦鞣N不同的噪聲源的緣故，例如發(fā)送方和接收方的時(shí)鐘之間在同步上存在差異的緣故，各個(gè)單獨(dú)的采樣的精度不是實(shí)際RTT的非常好的表示。大多數(shù)業(yè)務(wù)控制器使用對(duì)未來(lái)值的預(yù)測(cè)，而不是直接使用采樣值，這是由于預(yù)測(cè)的值給出優(yōu)于采樣值的結(jié)果。利用采樣值的噪聲和非線性特征預(yù)測(cè)往返時(shí)間是復(fù)雜的。目前，TCP通過(guò)對(duì)連接上發(fā)送的分組的特性進(jìn)行采樣并利用數(shù)字濾波器將這些采樣平均為“平滑的”往返時(shí)間估計(jì)值來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的往返時(shí)間。TCP中所使用的數(shù)字濾波器屬于零價(jià)衰減記憶多項(xiàng)式(FMP)濾波器的家族。FMP濾波器基于先前值的加權(quán)序列和先前估算值來(lái)產(chǎn)生估算值。FMP濾波器不是自初始化的，因此在啟動(dòng)TCP連接時(shí)預(yù)測(cè)的值受濾波器的初始輸入的影響很大。TCP濾波器的啟動(dòng)瞬變特性使得TCP濾波器產(chǎn)生的初始估計(jì)不準(zhǔn)確。在K. iacobsson,H. Hialmarsson,N. Moller and K. H. TohansonRound-Trip TimeEstimation in Communication Networks Using Adaptive Kalman Filtering，，，Κ —RoyalInstitute of Technology. , 2004中，介紹了利用累積和(CUSUM)變化檢測(cè)方案來(lái)檢測(cè)平均RTT的突然變化的自適應(yīng)Kalman(卡爾曼)濾波器。雖然該濾波器糾正了 TCP濾波器的啟動(dòng)問(wèn)題，但它引入了其它挑戰(zhàn)，例如在線確定漂移和當(dāng)平均RTT的變化發(fā)生時(shí)可能檢測(cè)不到變化。專利技術(shù)的目的本專利技術(shù)的目的是提供一種，該系統(tǒng)和方法相當(dāng)簡(jiǎn)單且至少部分地消除了前面提到的一些缺點(diǎn)。在本申請(qǐng)文件中，術(shù)語(yǔ)“衰減記十乙多J頁(yè)式(Fading Memory Polynomial)濾波器(簡(jiǎn)稱FMP濾波器)”指以具有恒定采樣間隔的一連串采樣作為其輸入、其輸出是用常數(shù)加權(quán)的最新輸入采樣的函數(shù)以及用逐漸較小的值對(duì)最新輸入采樣之前的采樣進(jìn)行加權(quán)的任何濾波器。術(shù)語(yǔ)“增長(zhǎng)記憶多項(xiàng)式(ExpandinR Memory Polynomial)濾波器(簡(jiǎn)稱EMP濾波器)”指以具有恒定采樣間隔的一連串采樣作為其輸入以及其輸出是基于利用最小二乘誤差將預(yù)定價(jià)的多項(xiàng)式擬合到一定數(shù)量的輸入采樣的任何濾波器。術(shù)語(yǔ)“組合多項(xiàng)式濾波器”指包括FMP濾波器和EMP濾波器兩者的濾波器；以及術(shù)語(yǔ)“往返時(shí)間(RTT) ”是發(fā)送數(shù)據(jù)分組和接收對(duì)數(shù)據(jù)分組的應(yīng)答之間所經(jīng)過(guò)的時(shí)間間隔。專利技術(shù)的概述根據(jù)本專利技術(shù)，提供一種用于估算在電信網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)分組的往返時(shí)間(RTT)值的方法，在該方法中以周期性的間隔獲取RTT采樣序列，該方法包括在從開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始的第一時(shí)間段期間，通過(guò)使用自初始化增長(zhǎng)記憶多項(xiàng)式(EMP)濾波器對(duì)RTT采樣進(jìn)行濾波來(lái)生成估算RTT值；以及在第一時(shí)間段結(jié)束后的第一切換時(shí)刻之后，通過(guò)使用衰減記憶多項(xiàng)式(FMP)濾波器對(duì)RTT采樣進(jìn)行濾波來(lái)生成估算RTT值。本專利技術(shù)的其它特征保證FMP濾波器在第一時(shí)間段期間在后臺(tái)運(yùn)行并產(chǎn)生FMP估算誤差，所述FMP估算誤差為FMP濾波器的輸出和RTT采樣之差；保證將FMP估算誤差不斷地 與EMP估算誤差進(jìn)行比較，所述EMP估算誤差為EMP濾波器的輸出與RTT采樣之差；以及保證當(dāng)FMP估算誤差變?yōu)榈扔诨蛐∮贓MP估算誤差時(shí)，觸發(fā)第一切換時(shí)刻。本專利技術(shù)的另一些特征保證在具有EMP濾波器模式和FMP濾波器模式的一個(gè)組合多項(xiàng)式濾波器中實(shí)現(xiàn)EMP濾波器和FMP濾波器；保證利用相似的濾波器結(jié)構(gòu)但不同的濾波器加權(quán)值組來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波器模式；以及保證組合多項(xiàng)式濾波器通過(guò)改變?yōu)V波器加權(quán)值從EMP模式切換到FMP模式。根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，在切換時(shí)刻之后，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠郑肍MP濾波器對(duì)RTT采樣進(jìn)行濾波。根據(jù)本專利技術(shù)的第二方面，該方法包括在切換時(shí)刻之后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠制陂g，不斷地比較FMP估算誤差和EMP估算誤差，并根據(jù)哪個(gè)濾波器產(chǎn)生最小誤差而從一個(gè)濾波器適應(yīng)性地切換到另一個(gè)濾波器。在TCP應(yīng)用中，可以使用零價(jià)EMP和FMP濾波器。在其它應(yīng)用中，例如在網(wǎng)絡(luò)控制器要求估算RTT值更接近RTT采樣時(shí)，可以使用最高至四價(jià)的EMP和FMP濾波器。本專利技術(shù)應(yīng)用到一種用于估算在電信網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)分組的往返時(shí)間(RTT)值的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中以周期性的間隔獲取RTT采樣序列，該系統(tǒng)包括通過(guò)對(duì)RTT采樣進(jìn)行濾波生成估算RTT值的組合多項(xiàng)式濾波器，該組合多項(xiàng)式濾波器具有可交替選擇的增長(zhǎng)記憶多項(xiàng)式(EMP)濾波器模式和衰減記憶多項(xiàng)式(FMP)濾波器模式，其中在從開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始而在第一切換時(shí)刻結(jié)束的第一時(shí)間段期間選擇EMP模式，而在第一切換時(shí)刻選擇FMP模式。本專利技術(shù)的其它特征保證通過(guò)相同的濾波器結(jié)構(gòu)但不同的濾波器加權(quán)值組來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波器模式，從而使組合多項(xiàng)式濾波器通過(guò)改變?yōu)V波器加權(quán)值可操作地從EMP濾波器模式切換到FMP濾波器模式。本專利技術(shù)的另一些特征保證FMP濾波器模式在第一時(shí)間段期間在后臺(tái)運(yùn)行并用于產(chǎn)生FMP估算誤差，所述FMP估算誤差為FMP濾波器模式的輸出和RTT采樣之差；保證將FMP估算誤差不斷地與EMP估算誤差進(jìn)行比較，所述EMP估算誤差為EMP濾波器模式的輸出與RTT采樣之差；以及保證當(dāng)FMP估算誤差變?yōu)榈扔诨蛐∮贓MP估算誤差時(shí)，觸發(fā)第一切換時(shí)刻。在一個(gè)實(shí)施例中，在第一切換時(shí)刻之后，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠郑ㄟ^(guò)利用FMP濾波器對(duì)RTT采樣進(jìn)行濾波來(lái)生成估算RTT值。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第一切換時(shí)刻之后，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠郑粩嗟乇容^FMP估算誤差和EMP估算誤差，且系統(tǒng)配置為根據(jù)哪個(gè)濾波器模式產(chǎn)生最小估算誤差而在FMP濾波器模式和EMP濾波器模式之間適應(yīng)性地切換。本專利技術(shù)的系統(tǒng)可具有零價(jià)組合多項(xiàng)式濾波器，以及可被用于傳輸控制協(xié)議(TCP)應(yīng)用中的RTT估算。附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明在附圖中圖I為在本專利技術(shù)的方法和系統(tǒng)中使用的組合多項(xiàng)式濾波器的示意圖； 圖2為在評(píng)估本專利技術(shù)的組合多項(xiàng)式濾波器時(shí)使用的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖；圖3為顯示測(cè)量的RTT采樣和由本專利技術(shù)的零價(jià)組合多項(xiàng)式濾波器和現(xiàn)有技術(shù)的TCP濾波器產(chǎn)生的估算RTT值的圖表；圖4A為顯示測(cè)量的RTT采樣和由三價(jià)組合EMP/FMP濾波器產(chǎn)生的估算RTT值的圖表；以及圖4B為顯示在用圖4A中的估算RTT值代替測(cè)量本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2010.02.26 ZA 2010/014001.一種用于估算在電信網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)分組的往返時(shí)間(RTT)值的方法，在所述方法中以周期性的間隔獲取RTT采樣序列(12)，所述方法包括在從開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)始的第一時(shí)間段(206)內(nèi)，通過(guò)使用自初始化增長(zhǎng)記憶多項(xiàng)式(EMP)濾波器(16)對(duì)所述RTT采樣進(jìn)行濾波來(lái)生成估算RTT值(14);以及在第一時(shí)間段結(jié)束后的第一切換時(shí)刻之后，通過(guò)使用衰減記憶多項(xiàng)式(FMP)濾波器(18)對(duì)所述RTT采樣進(jìn)行濾波來(lái)生成估算RTT值。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在第一時(shí)間段期間FMP濾波器在后臺(tái)運(yùn)行并用于產(chǎn)生FMP估算誤差，所述FMP估算誤差為FMP濾波器的輸出和RTT采樣之差；將FMP估算誤差不斷地與EMP估算誤差進(jìn)行比較，所述EMP估算誤差為EMP濾波器的輸出與RTT采樣之差；以及當(dāng)FMP估算誤差變?yōu)榈扔诨蛐∮贓MP估算誤差時(shí)，觸發(fā)第一切換時(shí)刻。3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中在具有EMP濾波器模式和FMP濾波器模式的一個(gè)組合多項(xiàng)式濾波器(10)中實(shí)現(xiàn)EMP濾波器和FMP濾波器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中利用相似的濾波器結(jié)構(gòu)但不同的濾波器加權(quán)值組來(lái)實(shí)現(xiàn)所述濾波器模式，從而使所述組合多項(xiàng)式濾波器能夠通過(guò)改變?yōu)V波器加權(quán)值而從EMP模式切換到FMP模式。5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的方法，其中在第一切換時(shí)刻之后，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠郑ㄟ^(guò)利用FMP濾波器對(duì)RTT采樣進(jìn)行濾波來(lái)產(chǎn)生估算RTT值。6.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的方法，其中在切換時(shí)刻之后，所述方法包括，對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膭徲嗖糠郑粩嗟乇容^FMP估算誤差和EMP估算誤差，并根據(jù)哪個(gè)濾波器產(chǎn)生最小估算誤差而在兩者之間適應(yīng)性地切換。7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任一項(xiàng)所述的方法，其中EMP濾波器和FMP濾波器被選擇為具有相同的多項(xiàng)式價(jià)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述多...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蓋伊阿蘭·盧西勞佐迪，諾曼·莫瑞森，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：開(kāi)普敦大學(xué)，
類型：
國(guó)別省市：
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