网络频宽测量方法
【专利摘要】一种网络频宽测量方法包括如下步骤。精确时间协议从属装置遵循精确时间协议，与精确时间协议服务器交换消息。精确时间协议从属装置依据与消息相关的时间信息，同步从属时钟与精确时间协议服务器的主时钟。精确时间协议从属装置依据与消息相关的时间信息与大小信息，计算至少一网络频宽。
【专利说明】网络频宽测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量方法，且特别是一种网络频宽测量方法。
【背景技术】
[0002]网络服务的品质与网络频宽息息相关。传统网络频宽测量方式有几种。举例来说，一种网络频宽测量方式是架设档案传输协议(File Transfer Protocol, FTP)服务器来传送数据以计算网络频宽。然而，大多传统网络频宽测量方式都产生不必要的额外流量并占用宝贵的网络频宽，因此，如何在不产生额外流量及不增设额外服务器的前提下测量网络频宽，即成为一个相当重要的课题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种网络频宽测量方法以解决现有技术存在的上述问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明提供了一种网络频宽测量方法，其中，包括:
[0005]遵循一精确时间协议，与一精确时间协议服务器交换多个消息；
[0006]依据与该多个消息相关的时间信息，同步一从属时钟与该精确时间协议服务器的一主时钟；以及
[0007]依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算至少一网络频宽。
[0008]上述的网络频宽测量方法，其中，该依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算该至少一网络频宽的步骤包括:
[0009]依据与该多个消息中的多个接收消息相关的时间信息与大小信息，计算一网络下行频宽，其中该多个接收消息包括至少100个接收消息。
[0010]上述的网络频宽测量方法，其中，该依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算该至少一网络频宽的步骤包含有:
[0011]依据与该多个消息中的多个传送消息相关的时间信息与大小信息，计算一网络上行频宽，其中该多个传送消息包括至少100个传送消息。
[0012]上述的网络频宽测量方法，其中，该方法由一毫微微蜂巢式基地台或一被动光纤网络装置所执行。
[0013]上述的网络频宽测量方法，其中，还包括:
[0014]依据该至少一网络频宽调整一射频发射功率的大小。
[0015]为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种网络频宽测量方法，其中，包括:
[0016]遵循一精确时间协议，与一精确时间协议从属装置交换多个消息；以及
[0017]依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算至少一网络频宽。
[0018]上述的网络频宽测量方法，其中，该依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算该至少一网络频宽的步骤包括:
[0019]依据与该多个消息中的多个传送消息相关的时间信息与大小信息，计算一网络下行频宽，其中该多个传送消息包括至少100个传送消息。
[0020]上述的网络频宽测量方法，其中，该依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算该至少一网络频宽的步骤包含有:
[0021]依据与该多个消息中的多个接收消息的相关时间信息与大小信息，计算一网络上行频宽，其中该多个接收消息包括至少100个接收消息。
[0022]上述的网络频宽测量方法，其中，还包括:
[0023]依据该至少一网络频宽，通知该精确时间协议从属装置调整该精确时间协议从属装置的一射频发射功率的大小。
[0024]上述的网络频宽测量方法，其中，该精确时间协议从属装置为一毫微微蜂巢式基地台或一被动光纤网络装置。
[0025]本发明的技术效果在于:
[0026]本发明的网络频宽测量方法，藉由精确时间协议的交换消息即能即时地计算精确时间协议服务器与精确时间协议从属装置间的网络频宽。如此一来，将不需要额外地架设档案传输协议服务器来传送数据。此外，由于精确时间协议消息是依规定收发的，因此只是使用既有的封包，不需额外占用其它的网络频宽，即可动态地计算出网络频宽。
[0027]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为精确时间协议从属装置、核心网络及网际网络的示意图；
[0029]图2为精确时间协议服务器与精确时间协议从属装置交换消息的示意图；
[0030]图3为精确时间协议从属装置执行网络频宽测量方法的流程图；
[0031]图4为精确时间协议服务器执行网络频宽测量方法的流程图。
[0032]11、15精确时间协议从属装置
[0033]12核心网络
[0034]13网际网络
[0035]14a、14b、14c、14d、14e 手机
[0036]31 ?33、41 ?42 步骤
[0037]121安全闸道器
[0038]122精确时间协议服务器
[0039]123封包网络闸道器
[0040]Cm主时钟
[0041]Cs从属时钟
[0042]tl、t2、t3、t4 时间
[0043]Sync同步封包
[0044]Follow_Up 跟随封包
[0045]Delay_Req延迟请求封包
[0046]Delay_Resp延迟响应封包
【具体实施方式】[0047]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0048]第一实施例
[0049]请参照图1，图1为精确时间协议从属装置、核心网络及网际网络的示意图。核心网络12连接精确时间协议从属装置11及网际网络13。精确时间协议从属装置11例如为毫微微蜂巢式基地台(Femtocell)或被动光纤网络(Passive Optical Network, PON)装置。核心网络12包括安全闸道器(Security Gateway, SeGff) 121、精确时间协议服务器122及封包网络闸道器(Packet Data Node Gateway，PGW) 123。精确时间协议从属装置11及精确时间协议服务器122连接至安全闸道器121，且精确时间协议服务器122及安全闸道器121经封包网络闸道器123连接至网际网络13。请注意，本文所述任一 〃连接〃可为直接或间接连接。
[0050]请同时参照图2及图3，图2为精确时间协议服务器与精确时间协议从属装置交换消息的示意图，图3为精确时间协议从属装置执行网络频宽测量方法的流程图。首先如步骤31所示，精确时间协议从属装置11遵循精确时间协议(Precision TimeProtocol, PTP)，与精确时间协议服务器122交换消息。前述消息例如为同步封包Sync、跟随封包Follow_Up、延迟请求封包Delay_Req及延迟响应封包Delay_Resp。步骤31可包含多次图2所示的消息交换。接着如步骤32所示，精确时间协议从属装置11依据与消息相关的时间信息，同步从属时钟(slave clock) Cs与精确时间协议服务器122的主时钟(masterclock) Cm，亦即视需求调整从属时钟Cs的时间，以确保从属时钟Cs的时间可以相同于或非常近似于主时钟Cm的时间。跟着如步骤33所示，精确时间协议从属装置11依据与消息相关的时间信息与大小信息，计算网络频宽。
[0051 ] 进一步来说，为了同步从属时钟Cs与主时钟Cm，精确时间协议从属装置11与精确时间协议服务器122交换同步封包Sync、跟随封包Follow_Up、延迟请求封包Delay_Req及延迟响应封包Delay_Resp。首先,精确时间协议服务器122于时间tl发出同步封包Sync,且精确时间协议从属装置11于时间t2接收同步封包Sync。时间协议服务器122还可于同步封包Sync发出后接着发出跟随封包Follow_Up。同步封包Sync及跟随封包Follow_Up可包括记录时间tl的时间戳记。
[0052]接着，精确时间协议从属装置11于时间t3发出延迟请求封包Delay_Req，且时间协议服务器122于时间t4接收延迟请求封包Delay_Req。延迟请求封包Delay_Req可包括记录时间t2及t3的时间戳记。时间协议服务器122于时间t4接收延迟请求封包Delay_Req后，将回应地发出延迟响应封包Delay_Resp至精确时间协议从属装置11。延迟响应封包Delay_ReSp可包括记录时间tl及t4的时间戳记。精确时间协议从属装置11与精确时间协议服务器122之间藉由周期性地交换同步封包Sync、跟随封包FolloW_Up、延迟请求封包Delay_Req及延迟响应封包Delay_Resp,以同步从属时钟Cs与主时钟Cm。
[0053]另外，精确时间协议从属装置11可依据与消息中的接收消息(亦即精确时间协议从属装置11从精确时间协议服务器122所接收到的一或多个PTP消息)的时间信息与大小信息，计算网络下行频宽。精确时间协议从属装置11的接收消息例如为同步封包Sync、跟随封包Fol1wJJp及延迟响应封包Delay_Resp。以同步封包Sync为例,接收消息的时间信息指发出同步封包Sync的时间tl及接收同步封包Sync的时间t2,而接收消息的大小信息指同步封包Sync的封包大小(Packet Size)。同步封包Sync的传递时间DS=t2_tl。精确时间协议从属装置11依据传递时间DS与同步封包Sync的大小SPZ计算网络下行频宽DBW。网络下行频宽DBW=SPZ/DS。
[0054]为了进一步提高精确度及降低瞬间封包突发(packet burst)所导致的误判，可累积N次有效取样并去除差异过大的取样后，再进行网络下行频宽DBW的计算。举例来说，网络下行频宽。其中，SPZ(i)表示第i个列入计算的接收封包的大小，DS(i)表示第i个列入计算的接收封包的传递时间，且N可大于等于100。
[0055]相似地，精确时间协议从属装置11可依据与消息中的传送消息(亦即精确时间协议从属装置11传送给精确时间协议服务器122的多个PTP消息)的相关时间信息与大小信息，计算网络上行频宽。精确时间协议从属装置11的传送消息例如是指延迟请求封包Delay_Req。传送消息的时间信息指发出延迟请求封包Delay_Req的时间t3及接收延迟请求封包Delay_Req的时间t4,而传送消息的大小信息指延迟请求封包Delay_Req的封包大小。
[0056]延迟请求封包Delay_Req的传递时间DD=t4_t3。精确时间协议从属装置11依据传递时间DD与延迟请求封包Delay_Req的大小DPZ计算网络上行频宽UBW。网络上行频宽UBW=DPZ/DD。为了进一步提高精确度及降低瞬间封包突发所导致的误判，可累积M次有效取样并去除差异过大的取样后，再进行网络上行频宽UBW的计算。举例来说，网络上行频宽。其中,DPZ(j)表示第j个列入计算的传送封包的大小，DD(j)表示第j个列入计算的传送封包的传递时间，且M可大于等于100。
[0057]计算出上行及/或下行频宽后，精确时间协议从属装置11可根据网络频宽动态地调整其射频发射功率(radio frequency transmission power)的大小。举例来说，精确时间协议服务器122与精确时间协议从属装置11之间的下行频宽为4M。当手机14a、手机14b、手机14c及手机14d已经由精确时间协议从属装置11上网，且手机14a、手机14b、手机14c及手机14d所使用的下行频宽各为IM时，因以下行频宽已不充裕，精确时间协议从属装置11可对应地降低其发射功率，以避免因其他手机加入而经由精确时间协议从属装置11上网，所导致的网络壅塞问题。
[0058]第二实施例
[0059]请同时参照图2及图4，图4为精确时间协议服务器执行网络频宽测量方法的流程图。首先如步骤41所示，精确时间协议服务器122遵循精确时间协议，与精确时间协议从属装置11交换消息。步骤41是为了协助精确时间协议从属装置11调整其从属时钟Cs的时间，精确时间协议服务器122本身并不需藉由步骤41调整其主时钟Cm的时间。接着如步骤42所示，精确时间协议服务器122依据与消息相关的时间信息与大小信息，计算网络频宽。
[0060]精确时间协议服务器122可根据网络频宽，通知精确时间协议从属装置11调整其发射功率的大小。举例来说，精确时间协议服务器122与精确时间协议从属装置11之间的下行频宽为4M。当手机14a、手机14b、手机14c及手机14d已经由精确时间协议从属装置11上网，且手机14a、手机14b、手机14c及手机14d使用的下行频宽各为IM时,精确时间协议服务器122可以通知精确时间协议从属装置11降低其发射功率，并通知与精确时间协议从属装置11临近的精确时间协议从属装置15增加其发射功率。如此一来，手机14e可由较不壅塞的精确时间协议从属装置15上网，进而提供更好的网络服务品质。[0061]精确时间协议服务器122可依据与消息中的传送消息(亦即精确时间协议服务器122传送给精确时间协议从属装置11的一或多个PTP消息)的相关时间信息与大小信息，计算网络下行频宽。传送消息例如为同步封包Sync、跟随封包FolloW_Up、及延迟响应封包Delay_Resp。以同步封包Sync为例,传送消息的时间信息指发出同步封包Sync的时间tl及接收同步封包Sync的时间t2,而传送消息的大小信息指同步封包Sync的封包大小。同步封包Sync的传递时间DS=t2-tl。精确时间协议服务器122依据传递时间DS与同步封包Sync的大小SPZ计算网络下行频宽DBW。网络下行频宽DBW=SPZ/DS。
[0062]为了进一步提高精确度及降低瞬间封包突发所导致的误判，可累积P次有效取样并去除差异过大的取样后，再进行网络下行频宽DBW的计算。网络下行频宽。其中，SPZ(k)表示第k个列入计算的传送封包的大小，DS (k)表示第k个列入计算的传送封包的传递时间，且P可大于等于100。
[0063]相似地，精确时间协议服务器122可依据与消息中的接收消息(亦即精确时间协议服务器122自精确时间协议从属装置11接收到的一或多个PTP消息)相关的时间信息与大小信息，计算网络上行频宽。精确时间协议服务器122的接收消息例如是指延迟请求封包Delay_Req。接收消息的时间信息指发出延迟请求封包Delay_Req的时间t3及接收延迟请求封包Delay_Req的时间t4,而接收消息的大小信息指延迟请求封包Delay_Req的封包大小。
[0064]延迟请求封包Delay_Req的传递时间DD=t4_t3。精确时间协议服务器122依据传递时间DD与延迟请求封包Delay_Req的大小DPZ计算网络上行频宽UBW。网络上行频宽UBW=DPZ/DD0
[0065]为了进一步提高精确度及降低瞬间封包突发所导致的误判，可累积Q次有效取样并去除差异过大的取样后，再进行网络上行频宽UBW的计算。网络上行频宽。其中，DPZ(I)表示第I个列入计算的接收封包的大小，DD(I)表示第I个列入计算的接收封包的传递时间，且Q可大于等于100。
[0066]相似前文所述的，精确时间协议服务器122可根据网络频宽，通知精确时间协议从属装置11调整其发射功率的大小。
[0067]前述实施例所载的网络频宽测量方法，藉由精确时间协议的交换消息即能即时地计算精确时间协议服务器与精确时间协议从属装置间的网络频宽。如此一来，将不需要额外地架设档案传输协议服务器来传送数据。此外，由于精确时间协议消息是依规定收发的，因此前述实施例只是使用既有的封包，不需额外占用其它的网络频宽，即可动态地计算出网络频宽。
[0068]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种网络频宽测量方法，其特征在于，包括: 遵循一精确时间协议，与一精确时间协议服务器交换多个消息； 依据与该多个消息相关的时间信息，同步一从属时钟与该精确时间协议服务器的一主时钟；以及 依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算至少一网络频宽。
2.如权利要求1所述的网络频宽测量方法，其特征在于，该依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算该至少一网络频宽的步骤包括: 依据与该多个消息中的多个接收消息相关的时间信息与大小信息，计算一网络下行频宽，其中该多个接收消息包括至少100个接收消息。
3.如权利要求1所述的网络频宽测量方法，其特征在于，该依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算该至少一网络频宽的步骤包含有: 依据与该多个消息中的多个传送消息相关的时间信息与大小信息，计算一网络上行频宽，其中该多个传送消息包括至少100个传送消息。
4.如权利要求1所述的网络频宽测量方法，其特征在于，该方法由一毫微微蜂巢式基地台或一被动光纤网络装置所执行。
5.如权利要求1所述的网络频宽测量方法，其特征在于，还包括: 依据该至少一网络频宽调整一射频发射功率的大小。
6.一种网络频宽测量方法，其特征在于，包括: 遵循一精确时间协议，与一精确时间协议从属装置交换多个消息；以及 依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算至少一网络频宽。
7.如权利要求6所述的网络频宽测量方法，其特征在于，该依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算该至少一网络频宽的步骤包括: 依据与该多个消息中的多个传送消息相关的时间信息与大小信息，计算一网络下行频宽，其中该多个传送消息包括至少100个传送消息。
8.如权利要求6所述的网络频宽测量方法，其特征在于，该依据与该多个消息相关的时间信息与大小信息，计算该至少一网络频宽的步骤包含有: 依据与该多个消息中的多个接收消息的相关时间信息与大小信息，计算一网络上行频宽，其中该多个接收消息包括至少100个接收消息。
9.如权利要求6所述的网络频宽测量方法，其特征在于，还包括: 依据该至少一网络频宽，通知该精确时间协议从属装置调整该精确时间协议从属装置的一射频发射功率的大小。
10.如权利要求6所述的网络频宽测量方法，其特征在于，该精确时间协议从属装置为一毫微微蜂巢式基地台或一被动光纤网络装置。
【文档编号】H04L12/26GK103532792SQ201310512423
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】连家豪 申请人:中怡(苏州)科技有限公司, 中磊电子股份有限公司