(57)【要約】【課題】同期パケットを利用して時計部の時刻修正を行う際に、同期パケットが受ける遅延変動の影響を低減する。【解決手段】ジッタ量算出部１０５は、隣接する２つの同期パケットの受信時刻、送信時刻に基づいて、ジッタ量を計算する。遅延時間推定部１１０は、ジッタ量に基づいて、同期パケットの遅延時間Ｔｄを推定する。例えば、累積ジッタ量の最小値が予め測定されて決定された遅延時間の最小値となるように、この累積ジッタ量をシフト処理して、同期パケットの各サンプルの遅延時間Ｔｄを得る。時刻修正部１１１は、この遅延時間Ｔｄに基づいて同期パケットの送信時刻を補正して補正時刻を得、時計部１０９の時刻をこの補正時刻で書き換えて修正する。推定遅延時間Ｔｄは同期パケットの遅延変動分を含むため、補正時刻で修正された時計部の時刻は遅延変動の影響が低減されたものとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時刻情報を出力する時計部と、
送信装置から非同期ネットワークを介して送られてくる、送信時刻情報を含む同期パケットを受信する同期パケット受信部と、
上記同期パケット受信部で受信された隣接する２つの同期パケットの受信時刻間の差分である第１の差分と、該２つの同期パケットの送信時刻間の差分である第２の差分との差分をジッタ量として算出するジッタ量算出部と、
上記ジッタ量算出部で算出されたジッタ量に基づいて、上記同期パケットの遅延時間を得る遅延時間推定部と、
上記遅延時間推定部で得られた同期パケットの遅延時間に基づいて、上記同期パケット受信部で受信された同期パケットの送信時刻を補正して補正時刻を得、上記時計部の時刻を該補正時刻で書き換えて修正する時刻修正部と
を備える受信装置。
【請求項２】
上記遅延時間推定部は、
上記ジッタ量算出部で算出されたジッタ量を累積加算してジッタ量の累積加算値を得る累積加算部と、
上記累積加算部で得られたジッタ量の累積加算値の最小値を検出する最小値検出部と、
上記最小値検出部で検出された最小値が遅延時間の最小値となるように、上記累積加算部で得られたジッタ量の累積加算値をシフトして、上記同期パケットの遅延時間を得るシフト部を有する
請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
上記遅延時間推定部は、上記累積加算部で得られたジッタ量の累積加算値が上記最小値検出部で検出された最小値である期間を有効とし、その他の期間を無効とする判定信号を出力する推定有効判定部をさらに有し、
上記時刻修正部は、上記推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間において、上記時計部の時刻を上記補正時刻で書き換えて修正する
請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
上記遅延時間推定部は、上記ジッタ量算出部で算出されたジッタ量の少なくとも最小値に基づいて、該ジッタ量の最小値範囲を設定する設定部と、上記ジッタ量算出部で算出されたジッタ量が上記設定部で設定された上記最小値範囲にある期間を有効とし、その他の期間を無効とする判定信号を出力する推定有効判定部をさらに有し、
上記時刻修正部は、上記推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間において、上記時計部の時刻を上記補正時刻で書き換えて修正する
請求項２に記載の受信装置。
【請求項５】
上記シフト部で用いられる上記遅延時間の最小値は、予め測定されて決定された固定値である
請求項２に記載の受信装置。
【請求項６】
上記シフト部で用いられる上記遅延時間の最小値は、遅延時間測定部により測定されて決定された変動値である
請求項２に記載の受信装置。
【請求項７】
上記遅延時間測定部は、遅延要求パケットを上記送信装置に送信した時刻である第１の時刻と、上記送信装置から上記遅延要求パケットの送信に対応して受信された遅延応答パケットに含まれる時刻情報で示される、上記送信装置が上記遅延要求パケットを受信した時刻である第２の時刻との差分を遅延時間として、該遅延時間の最小値を上記遅延時間の最小値とする
請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
上述遅延時間推定部は、予め測定されて決定された固定値である遅延時間の最小値または遅延時間測定部により測定されて決定された変動値である遅延時間の最小値を選択的に取り出すスイッチ部を備え、
上記シフト部で用いられる上記遅延時間の最小値は、上記スイッチ部で取り出された遅延時間の最小値である
請求項２に記載の受信装置。
【請求項９】
上記遅延時間推定部は、
上記ジッタ量算出部で算出されたジッタ量を累積加算してジッタ量の累積加算値を得る累積加算部と、
上記累積加算部で得られたジッタ量の累積加算値の最小値を検出する最小値検出部と、
上記累積加算部で得られたジッタ量の累積加算値が上記最小値検出部で検出された最小値である期間を有効とし、その他の期間を無効とする判定信号を出力する推定有効判定部と、
少なくとも、上記推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間で、遅延時間の最小値を上記同期パケットの遅延時間とする出力部を有し、
上記時刻修正部は、上記推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間において、上記時計部の時刻を上記補正時刻で書き換えて修正する
請求項１に記載の受信装置。
【請求項１０】
上記出力部で用いられる上記遅延時間の最小値は、予め測定されて決定された固定値である
請求項９に記載の受信装置。
【請求項１１】
上記出力部で用いられる上記遅延時間の最小値は、遅延時間測定部により測定されて決定された変動値である
請求項９に記載の受信装置。
【請求項１２】
上記遅延時間推定部は、予め測定されて決定された固定値である遅延時間の最小値または遅延時間測定部により測定されて決定された変動値である遅延時間の最小値を選択的に取り出すスイッチ部を備え、
上記出力部で用いられる上記遅延時間の最小値は、上記スイッチ部で取り出された遅延時間の最小値である
請求項９に記載の受信装置。
【請求項１３】
上記遅延時間推定部は、
上記ジッタ量算出部で算出されたジッタ量の少なくとも最小値に基づいて、該ジッタ量の最小値範囲を設定する設定部と、
上記ジッタ量算出部で算出されたジッタ量が上記設定部で設定された上記最小値範囲にある期間を有効とし、その他の期間を無効とする判定信号を出力する推定有効判定部と、
少なくとも、上記推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間で、遅延時間の最小値を上記同期パケットの遅延時間とする出力部を有し、
上記時刻修正部は、上記推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間において、上記時計部の時刻を上記補正時刻で書き換えて修正する
請求項１に記載の受信装置。
【請求項１４】
上記出力部で用いられる上記遅延時間の最小値は、予め測定されて決定された固定値である
請求項１３に記載の受信装置。
【請求項１５】
上記出力部で用いられる上記遅延時間の最小値は、遅延時間測定部により測定されて決定された変動値である
請求項１３に記載の受信装置。
【請求項１６】
上述遅延時間推定部は、予め測定されて決定された固定値である遅延時間の最小値または遅延時間測定部により測定されて決定された変動値である遅延時間の最小値を選択的に取り出すスイッチ部を備え、
上記出力部で用いられる上記遅延時間の最小値は、上記スイッチ部で取り出された遅延時間の最小値である
請求項１３に記載の受信装置。
【請求項１７】
時刻情報を出力する時計部と備える受信装置の時刻修正方法であって、
送信装置から非同期ネットワークを介して送られてくる、送信時刻情報を含む同期パケットを受信する同期パケット受信ステップと、
上記同期パケット受信ステップで受信された隣接する２つの同期パケットの受信時刻間の差分である第１の差分と、該２つの同期パケットの送信時刻間の差分である第２の差分との差分をジッタ量として算出するジッタ量算出ステップと、
上記ジッタ量算出ステップで算出されたジッタ量に基づいて、上記同期パケットの遅延時間を得る遅延時間推定ステップと、
上記遅延時間推定ステップで得られた同期パケットの遅延時間に基づいて、上記同期パケット受信部で受信された同期パケットの送信時刻を補正して補正時刻を得、上記時計部の時刻を該補正時刻で書き換えて修正する時刻修正ステップと
を有する受信装置における時刻修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、受信装置および受信装置の時刻修正方法に関し、詳しくは、送信装置から非同期ネットワークを介して送られてくる同期パケットを利用して時計部の時刻修正を行う受信装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、時刻情報を出力する時計部を備える受信装置にあって、この時計部の時刻を、送信装置から非同期ネットワークを介して送られてくる同期パケットを利用して修正することが知られている。
【０００３】
図１７は、従来の受信装置４００の構成例を示している。なお、図１７は、特許文献１に記載の受信機の時刻同期に該当する箇所を要約して示している。この受信装置４００においては、送信装置から送信時刻情報を含む同期パケットをＬＡＮ（Local Area Network）経由で受信し、時計部（カウンタ）の値を、この送信時刻情報で示される時刻（カウンタ値）に書換えることで、送信装置側と時刻が同期するよう制御するものである。
【０００４】
この受信装置４００は、ネットワークインタフェース４０１と、同期パケット受信部４０２と、受信時刻記録部４０３と、時刻情報記録部４０４を有している。また、受信装置４００は、ジッタ量算出部４０５と、誤差算出部＆ＤＡＣ４０６と、クロック発生部４０７と、時計部４０９と、カウンタ４０８を有している。
【０００５】
時計部４０９は時刻情報を出力する。この時計部４０９は、クロック発生部４０７で発生されるクロックＣＬＫによりカウントアップされるカウンタにより構成されている。カウンタ４０８は、上述の時計部４０９を構成するカウンタと同様のカウンタであり、クロック発生部４０７で発生されるクロックＣＬＫによりカウントアップされる。
【０００６】
同期パケット受信部４０２は、ネットワークインタフェース４０１を通じて、図示しない送信装置から非同期ネットワークであるＬＡＮを介して送られてくる同期パケットを受信する。図１８は、同期パケットの構成例を示している。この同期パケットは、イーサネットフレームヘッダと、これに続くＩＰデータグラムヘッダと、ＵＤＰヘッダと、タイムスタンプデータと、その他のデータと、ＣＲＣ（エラー検査のための巡回冗長コード）とを有する。ここで、タイムスタンプデータは、当該同期パケットの送信時刻を示す情報である。
【０００７】
受信時刻記録部４０３は、同期パケット受信部４０２で同期パケットが受信された時点における、カウンタ４０８のカウンタ値を受信時刻として記録する。時刻情報記録部４０４は、同期パケット受信部４０２で受信された同期パケットに含まれるタイムスタンプデータで示される送信時刻を記録する。
【０００８】
ジッタ量算出部４０５は、同期パケット受信部４０２で受信された隣接する２つの同期パケットの受信時刻および送信時刻に基づいて、ジッタ量を計算する。つまり、ジッタ量算出部４０５は、受信時刻間の差分である第１の差分と、送信時刻間の差分である第２の差分との差分を、ジッタ量として算出する。
【０００９】
ここで、受信時刻をｔ（１）、ｔ（２）、・・・とし、送信時刻をｓ（１）、ｓ（２）、・・・とする。ただし、（）内の数字は同期パケットのサンプル番号を表している。例えば、ある同期パケットに係る受信時刻をｔ（ａ）、送信時刻をｓ（ａ）とし、次の同期パケットの受信時刻をｔ（ｂ）、送信時刻をｓ（ｂ）とする。このとき、ジッタ量算出部４０５は、以下の（１）式により、ジッタ量を算出する
ジッタ量＝ｔ（ｂ）−ｔ（ａ）―（ｓ（ｂ）−ｓ（ａ））      ・・・（１）
【００１０】
誤差算出部＆ＤＡＣ４０６は、ジッタ量算出部４０５で算出されたジッタ量に適切なフィルタ処理を行った後、量子化、アナログ値変換およびローパスフィルタ処理の順で処理して誤差電圧ＶＣを生成する。そして、誤差算出部＆ＤＡＣ４０６は、この誤差電圧ＶＣをクロック発生部４０７にクロック周波数の制御電圧として供給する。
【００１１】
クロック発生部４０７は、上述したように、時計部４０９およびカウンタ４０８に供給されるクロックＣＬＫを発生する。このクロック発生部４０７は、例えば、ＶＣＸＯ等の電圧可変型の水晶発振器を用いて構成されている。
【００１２】
図１７に示す受信装置４００における時刻同期動作を説明する。
ネットワークインタフェース４０１を通じて送信装置からＬＡＮを介して送られてくる同期パケット（図１８参照）が同期パケット受信部４０２により受信されるとき、受信時刻記録部４０３では、カウンタ４０８のカウンタ値が受信時刻として記録される。また、このとき、時刻情報記録部４０４では、受信された同期パケットに含まれるタイムスタンプデータで示される送信時刻が記録される。
【００１３】
ジッタ量算出部４０５では、受信時刻記録部４０３で記録されている受信時刻および時刻情報記録部４０４で記録されている送信時刻が使用され、隣接する２つの同期パケットの受信時刻および送信時刻に基づいて、上述の（１）式によりジッタ量が算出される。このジッタ量は、ネットワーク上での同期パケットの遅延時間変動の影響を受けない状況下では、送信側と受信側のクロック周波数の誤差を表す。また、このジッタ量は、ネットワーク上での同期パケットの遅延時間変動の影響を受ける状況下では、送信側と受信側のクロック周波数の誤差と遅延時間変動の影響が合わさったものを表す。
【００１４】
ジッタ量算出部４０５で算出されたジッタ量は誤差算出部＆ＤＡＣ４０６に供給される。この誤差算出部＆ＤＡＣ４０６では、このジッタ量に適切なフィルタ処理が行われた後、量子化、アナログ値変換およびローパスフィルタ処理が順に行われて、誤差電圧ＶＣが生成される。この誤差電圧ＶＣはクロック発生部４０７に供給され、クロック発生部４０７で発生されるクロックＣＬＫの周波数が制御される。ここで、カウンタ４０８、受信時刻記録部４０３、ジッタ量算出部４０５、誤差算出部＆ＤＡＣ４０６およびクロック発生部４０７により、周波数ロックループが構成されている。
【００１５】
また、上述したようにクロック発生部４０７で発生されるクロックＣＬＫの周波数が周波数ロックループにより制御されている状態で、時計部４０９の時刻（カウンタ値）の修正が行われる。つまり、同期パケット受信部４０２で同期パケットが受信されるとき、時計部４０９の時刻（カウンタ値）が、その同期パケットのタイムスタンプデータで示される送信時刻（カウンタ値）に書き換えられる。これにより、時計部４０９の時刻（カウンタ値）は、図示しない送信装置の時計部の時刻（カウンタ値）に同期するように制御される。なお、時計部４０９の時刻（カウンタ値）の情報は、例えば、図示していない同期信号発生部に供給され、受信装置側と送信装置側の同期信号を同位相にするために利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−３０４８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
図１７に示す受信装置４００においては、クロック周波数誤差と同期パケットの遅延時間変動の両方に対処するように上述の周波数ロックループを適切に設計し、遅延時間変動の影響を低減することで、クロック周波数の同期は達成可能である。
【００１８】
しかし、時計部４０９の時刻（カウンタ値）それ自体を、受信された同期パケットのタイムスタンプデータで示される送信時刻（カウンタ値）に書き換える時刻同期の処理には、遅延時間変動の影響が含まれたままである。したがって、時計部４０９の時刻（カウンタ値）の情報で位相が制御される上述の同期信号には、遅延時間変動分に相当する変動が含まれることになる。
【００１９】
受信装置４００において同期パケットの遅延時間が計測できれば、時計部４０９の時刻（カウンタ値）を書き換える際に、その計測値に相当する値で、同期パケットのタイムスタンプデータで示される送信時刻ｓ（１）、ｓ（２）、・・・を補正することが可能になる。しかし、遅延時間を計測するためには送信装置側と全く同じ動作をしている時計部（カウンタ）が既に受信装置４００に存在していることが必要で、時刻同期という課題の解決にはならない。別の方法で遅延時間を推定する手段が必要である。
【００２０】
この発明の目的は、同期パケットを利用して時計部の時刻修正を行う際に、同期パケットが受ける遅延変動の影響を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明の概念は、
時刻情報を出力する時計部と、
送信装置から非同期ネットワークを介して送られてくる、送信時刻情報を含む同期パケットを受信する同期パケット受信部と、
上記同期パケット受信部で受信された隣接する２つの同期パケットの受信時刻間の差分である第１の差分と、該２つの同期パケットの送信時刻間の差分である第２の差分との差分をジッタ量として算出するジッタ量算出部と、
上記ジッタ量算出部で算出されたジッタ量に基づいて、上記同期パケットの遅延時間を得る遅延時間推定部と、
上記遅延時間推定部で得られた同期パケットの遅延時間に基づいて、上記同期パケット受信部で受信された同期パケットの送信時刻を補正して補正時刻を得、上記時計部の時刻を該補正時刻で書き換えて修正する時刻修正部と
を備える受信装置にある。
【００２２】
この発明において、ジッタ量に基づいて、同期パケットの遅延時間が推定される。例えば、ジッタ量が累積加算されてジッタ量の累積加算値が得られ、このジッタ量の累積加算値の最小値が遅延時間の最小値となるようにこのジッタ量の累積加算値がシフトされて、同期パケットの遅延時間が得られる。ここで、遅延時間の最小値は、予め測定されて決定された固定値、あるいは遅延測定部により測定されて決定された変動値とされる。この推定された同期パケットの遅延時間に基づいて、この同期パケットの送信時刻が補正されて補正時刻が得られる。そして、時計部の時刻は、この補正時刻で書き換えられて修正される。
【００２３】
このようにジッタ量に基づいて推定された同期パケットの遅延時間は、遅延変動分を含むものとなる。そのため、この推定遅延時間で補正されて得られた補正時刻は、遅延時間の変動分をも含めて補正された時刻となる。したがって、この補正時刻で書き換えられて修正された時計部の時刻は、同期パケットが受ける遅延変動の影響が低減されたものとなり、送信装置側の時計部の時刻に高い精度で同期したものとなる。
【００２４】
この発明において、例えば、遅延時間推定部は、累積加算部で得られたジッタ量の累積加算値が最小値検出部で検出された最小値である期間を有効とし、その他の期間を無効とする判定信号を出力する推定有効判定部をさらに有し、時刻修正部は、推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間において、時計部の時刻を補正時刻で書き換えて修正する、ようにしてもよい。
【００２５】
非同期ネットワークを介して送られてくる同期パケットの遅延時間には、固定分と変動分が含まれる。ジッタ量の累積加算値が最小値である期間は、同期パケットの遅延時間として固定分のみが含まれている安定状態であり、同期パケットの遅延時間は遅延時間の最小値となる。そのため、この期間において時計部の時刻を補正時刻で書き換えて修正することにより、より精度の高い時刻修正を行うことが可能となる。
【００２６】
また、この発明において、例えば、遅延時間推定部は、ジッタ量算出部で算出されたジッタ量の少なくとも最小値に基づいて、このジッタ量の最小値範囲を設定する設定部と、ジッタ量算出部で算出されたジッタ量が設定部で設定された最小値範囲にある期間を有効とし、その他の期間を無効とする判定信号を出力する推定有効判定部をさらに有し、時刻修正部は、推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間において、時計部の時刻を補正時刻で書き換えて修正する、ようにしてもよい。
【００２７】
非同期ネットワークを介して送られてくる同期パケットの遅延時間には、固定分と変動分が含まれる。ジッタ量が最小値範囲にある期間は、同期パケットの遅延時間の変動分が小さいほぼ安定した状態となる。そのため、この期間において時計部の時刻を補正時刻で書き換えて修正することにより、より精度の高い時刻修正を行うことが可能となる。
【００２８】
また、この発明において、例えば、遅延時間推定部は、ジッタ量算出部で算出されたジッタ量を累積加算してジッタ量の累積加算値を得る累積加算部と、この累積加算部で得られたジッタ量の累積加算値の最小値を検出する最小値検出部と、累積加算部で得られたジッタ量の累積加算値が最小値検出部で検出された最小値である期間を有効とし、その他の期間を無効とする判定信号を出力する推定有効判定部と、少なくとも、推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間で、遅延時間の最小値を同期パケットの遅延時間とする出力部を有し、時刻修正部は、推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間において、時計部の時刻を補正時刻で書き換えて修正する、ようにしてもよい。
【００２９】
非同期ネットワークを介して送られてくる同期パケットの遅延時間には、固定分と変動分が含まれる。ジッタ量の累積加算値が最小値である期間は、同期パケットの遅延時間として固定分のみが含まれている安定状態であり、同期パケットの遅延時間は遅延時間の最小値となる。そのため、この期間において時計部の時刻を補正時刻で書き換えて修正することにより、より精度の高い時刻修正を行うことが可能となる。
【００３０】
また、この発明において、例えば、遅延時間推定部は、ジッタ量算出部で算出されたジッタ量の少なくとも最小値に基づいて、このジッタ量の最小値範囲を設定する設定部と、ジッタ量算出部で算出されたジッタ量が設定部で設定された最小値範囲にある期間を有効とし、その他の期間を無効とする判定信号を出力する推定有効判定部と、少なくとも、推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間で、遅延時間の最小値を同期パケットの遅延時間とする出力部を有し、時刻修正部は、推定有効判定部から出力される判定信号により有効とされる期間において、時計部の時刻を補正時刻で書き換えて修正する、ようにしてもよい。
【００３１】
非同期ネットワークを介して送られてくる同期パケットの遅延時間には、固定分と変動分が含まれる。ジッタ量が最小値範囲にある期間は、同期パケットの遅延時間の変動分が小さいほぼ安定した状態となる。そのため、この期間において時計部の時刻を補正時刻で書き換えて修正することにより、より精度の高い時刻修正を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
この発明によれば、同期パケットを利用して時計部の時刻修正を行う際に、ジッタ量に基づいて同期パケットの遅延時間を推定し、その推定値により送信時刻を補正して時刻修正を行うものであり、同期パケットが受ける遅延変動の影響を低減でき、送信装置側との高精度の時刻同期が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の第１の実施の形態としての受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】同期パケットの遅延時間の性質を説明するための図である。
【図３】送信側と受信側の時計のオフセット（offset）が０になった状態におけるジッタ量、累積ジッタ量および遅延時間の関係の一例を示す図である。
【図４】遅延時間の最小値を計測するための遅延時間測定システムの構成例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における遅延時間推定部の構成例を示すブロック図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態としての受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】第２の実施の形態における遅延時間推定部の構成例を示すブロック図である。
【図８】第２の実施の形態における遅延時間推定部の他の構成例を示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態における遅延時間推定部の他の構成例を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態における遅延時間推定部の他の構成例を示すブロック図である。
【図１１】この発明の第３の実施の形態としての受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】この発明の第４の実施の形態としての受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】ＰＴＰメッセージを説明するための図である。
【図１４】第４の実施の形態における遅延時間推定部の構成例を示すブロック図である。
【図１５】第４の実施の形態における遅延時間推定部の他の構成例を示すブロック図である。
【図１６】第４の実施の形態における遅延時間推定部の他の構成例を示すブロック図である。
【図１７】従来の受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１８】送信装置側から受信装置側に送信される同期パケットの構成例を示す部である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．変形例
【００３５】
＜１．第１の実施の形態＞
［受信装置の構成例］
図１は、この発明の第１の実施の形態としての受信装置１００Ａの構成例を示している。なお、図１に示す受信装置１００Ａでは、説明を簡単にするため、時刻同期に該当する箇所だけを示している。
【００３６】
この受信装置１００Ａは、ネットワークインタフェース１０１と、同期パケット受信部１０２と、受信時刻記録部１０３と、時刻情報記録部１０４を有している。また、受信装置１００Ａは、ジッタ量算出部１０５と、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６と、クロック発生部１０７と、時計部（カウンタ）１０９と、カウンタ１０８と、遅延時間推定部１１０と、時刻修正部１１１を有している。
【００３７】
時計部１０９は時刻情報を出力する。この時計部１０９は、クロック発生部１０７で発生されるクロックＣＬＫによりカウントアップされるカウンタにより構成されている。この時計部１０９の時刻情報（カウンタ値）は、例えば、図示しない同期信号発生部に供給され、受信装置側と送信装置側の同期信号を同位相にするために利用される。カウンタ１０８は、上述の時計部１０９を構成するカウンタと同様のカウンタであり、クロック発生部１０７で発生されるクロックＣＬＫによりカウントアップされる。
【００３８】
同期パケット受信部１０２は、ネットワークインタフェース１０１を通じて、図示しない送信装置から非同期ネットワークであるＬＡＮ（Local Area Network）を介して送られてくる同期パケット（図１８参照）を受信する。
【００３９】
受信時刻記録部１０３は、同期パケット受信部１０２で同期パケットが受信された時点における、カウンタ１０８のカウンタ値を受信時刻として記録する。時刻情報記録部１０４は、同期パケット受信部１０２で受信された同期パケットに含まれるタイムスタンプデータで示される送信時刻を記録する。
【００４０】
ジッタ量算出部１０５は、同期パケット受信部１０２で受信された隣接する２つの同期パケットの受信時刻および送信時刻に基づいて、ジッタ量を計算する。つまり、ジッタ量算出部１０５は、受信時刻間の差分である第１の差分と、送信時刻間の差分である第２の差分との差分を、ジッタ量として算出する。
【００４１】
ここで、受信時刻をｔ（１）、ｔ（２）、・・・とし、送信時刻をｓ（１）、ｓ（２）、・・・とする。ただし、（）内の数字は、同期パケットのサンプル番号を表している。例えば、ある同期パケットの受信時刻をｔ（ａ）、送信時刻をｓ（ａ）とし、次の同期パケットの受信時刻をｔ（ｂ）、送信時刻をｓ（ｂ）とする。このとき、ジッタ量算出部１０５は、以下の（２）式により、ジッタ量を算出する。
ジッタ量＝ｔ（ｂ）−ｔ（ａ）―（ｓ（ｂ）−ｓ（ａ））      ・・・（２）
【００４２】
誤差算出部＆ＤＡＣ１０６は、ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量に適切なフィルタ処理を行った後、量子化、アナログ値変換およびローパスフィルタ処理の順で処理して誤差電圧ＶＣを生成する。そして、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６は、この誤差電圧ＶＣをクロック発生部１０７にクロック周波数の制御電圧として供給する。
【００４３】
クロック発生部１０７は、上述したように、時計部１０９およびカウンタ１０８に供給されるクロックＣＬＫを発生する。このクロック発生部１０７は、例えば、ＶＣＸＯ等の電圧可変型の水晶発振器を用いて構成されている。
【００４４】
遅延時間推定部１１０は、ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量に基づいて、同期パケットの遅延時間Ｔｄを得る。この遅延時間推定部１１０の詳細については、後述する。
【００４５】
時刻修正部１１１は、遅延時間推定部１１０で得られた同期パケットの遅延時間Ｔｄに基づいて、同期パケット受信部１０２で受信された同期パケットに含まれるタイムスタンプデータで示される送信時刻を補正して補正時刻を得る。この場合、時刻修正部１１１は、ある同期パケットの送信時刻に対し、当該送信時刻に対応して遅延時間推定部１１０で得られた遅延時間Ｔｄを加算して補正時刻を求める。また、時刻修正部１１１は、時刻部１０９の時刻（カウンタ値）を、上述の補正時刻（カウンタ値）で書き換えることで、修正する。
【００４６】
［遅延時間推定の原理］
図１の受信装置１００Ａにおける遅延時間推定部１１０における遅延時間推定の原理について説明する。
【００４７】
同期パケットの遅延時間Δ(1)、Δ(2)、・・・の性質について、図２を参照して説明する。ただし、（）内の数字は、同期パケットのサンプル番号を表している。なお、ネットワーク上で発生する遅延時間はＬＡＮケーブル長、スイッチ等のネットワーク構成、同期パケットサイズに依存するが、図２では、全てスイッチによるものとして簡略化してある。
【００４８】
同期パケットとそれ以外のパケット、例えば映像信号パケットがスイッチの同一出力ポートから送信されるように構成されたネットワークでは、同期パケットの送出は、他のパケットの送出と重ならない場合にはそのまますぐに実行される。しかし、他のパケットの送出と重なる場合には先送りされ、その出力待ち時間は他のパケットの送出に要する時間に依存し、一定ではない。そのため、一定の通過遅延だけでなく、以下の（３）式で表される遅延変動が受信側で観測されることになる。
【００４９】
ｔ(1)−ｓ(1)＝Δ(1)＋offset(1)
ｔ(2)−ｓ(2)＝Δ(2)＋offset(2)
ｔ(3)−ｓ(3)＝Δ(3)＋offset(3)
ｔ(4)−ｓ(4)＝Δ(4)＋offset(4)
・・・
・・・（３）
【００５０】
送信側と受信側の時計はその値（＝時刻）も進み方（＝１秒の長さ）も違うため、offset(1)、offset(2)、offset(3)、offset(4)、・・・は異なる値をとる。しかし、一定の条件のもとでoffset(1)≒offset(2)≒offset(3)≒offset(4)≒・・・が満足されたとすれば、以下の（４）式で表されるジッタ量が受信側で観測されることになる。一定の条件とは、クロック周波数の周波数ロックが時刻同期に先行して達成される、または、サンプル毎のoffsetの違いが十分に小さくなる程度に短い時間間隔で同期パケットが生成されるなどの条件である。
【００５１】
ｔ(2)−ｓ(2)−（ｔ(1)−ｓ(1)）＝Δ(2)−Δ(1)
ｔ(3)−ｓ(3)−（ｔ(2)−ｓ(2)）＝Δ(3)−Δ(2)
ｔ(4)−ｓ(4)−（ｔ(3)−ｓ(3)）＝Δ(4)−Δ(3)
・・・
・・・（４）
【００５２】
上述の（４）式で表されるジッタ量を累積加算すると、以下の（５）式となる。
｛ｔ(2)−ｓ(2)−（ｔ(1)−ｓ(1)）｝＋｛ｔ(3)−ｓ(3)−（ｔ(2)−ｓ(2)）｝
＝｛Δ(2)−Δ(1)｝＋｛Δ(3)−Δ(2)｝
＝Δ(3)−Δ(1)
｛ｔ(2)−ｓ(2)−（ｔ(1)−ｓ(1)）｝＋｛ｔ(3)−ｓ(3)−（ｔ(2)−ｓ(2)）｝
＋｛ｔ(4)−ｓ(4)−（ｔ(3)−ｓ(3)）｝
＝｛Δ(2)−Δ(1)｝＋｛Δ(3)−Δ(2)｝＋｛Δ(4)−Δ(3)｝
＝Δ(4)−Δ(1)
・・・
・・・（５）
【００５３】
この（５）式から明らかなように、ジッタ量の累積加算により、以下の（６）式で表すように、Δ(1)だけシフトしたサンプル毎の遅延時間の変動が得られることになる。
【数１】
2010232845.tif 000003
【００５４】
Δ(1)のシフト量を補正することで遅延時間が得られる。しかし、Δ(1)を計測するには、送信装置側と全く同じ動作をしている時計部（カウンタ）が既に受信装置１００Ａに存在していることが必要であることから、できない。したがって、このシフト量に相当する補正量は別の手段から推定する必要がある。
【００５５】
同期パケットの送出は、他のパケットの送出と重ならない場合にはそのまますぐに実行されると前記したが、これは対象とするネットワーク構成と同期パケットの仕様を定めると、遅延時間の最小値が一定値となる状況が存在することを意味する。したがって、別途計測した遅延時間の最小値を記録し、上述の（６）式の最小値が当該別途計測した遅延時間の最小値となるように、この（６）式の値を補正することで、遅延時間を推定することが可能となる。
【００５６】
ここで、別途計測する遅延時間の最小値というのは、同期パケットのみが送受信されている状態における遅延時間に該当するので、適切な計測装置にて事前に計ることは容易である。全ての同期パケット、もしくはかなり多くの割合の同期パケットが出力待ちとなるような高負荷状態では前記推定は困難であるが、そうでない限り前記推定手法は有効である。
【００５７】
ジッタ量の累積は、累積するサンプル数の上限Ｎを定めΔ(N)までの推定を繰返すことで推定誤差が累積される影響を小さくすることができる。また、パケット記載のＩＤ番号やシーケンス番号の不連続により同期パケットの欠落を検出した時点で累積をリセットすることも、誤差の累積を避けるために有効である。
【００５８】
図３は、送信側と受信側の時計のオフセット（offset）が０になった状態におけるジッタ量、累積ジッタ量および遅延時間の関係の一例を示している。受信側で計測可能なジッタ量はＡ＝０マイクロ秒を中心に同期パケットのサンプル毎に変動している。このジッタ量を累積した累積ジッタ量は、最小値Ｂをとり、最小値Ｃの遅延時間がシフトしたものと同じように変動している。この例では、Ｂ＝−５マイクロ秒、Ｃ＝＋４マイクロ秒程度であるため、全サンプルにおいて累積ジッタ量を＋９マイクロ秒だけ補正することで、サンプル毎の遅延時間を推定できることを示している。
【００５９】
［遅延時間測定システムの構成例］
図４は、上述した遅延時間の最小値を計測するための遅延時間測定システム３００の構成例を示している。この遅延時間測定システム３００は、スイッチ３段構成でＬＡＮを構成した例であり、市販品のネットワーク測定器（パケットジェネレータ）により、遅延時間の測定を行う。
【００６０】
送信機を接続するスイッチポートにパケットジェネレータのポート１が接続され、同期パケット類似のパケットにタイムスタンプが設定されて周期的に送信される。受信機群１、受信機群２、受信機群３では、遅延時間が異なるため、各スイッチのスイッチポートはパケットジェネレータのポート２、ポート３、ポート４に接続され、同期パケット類似のパケットが受信される。
【００６１】
パケットジェネレータでは、パケット受信時刻とそのパケットに記載されたタイムスタンプ値との差分である遅延時間が算出されて出力される。上述の同期パケット類似のパケットのみが通信されている状態で測定すれば、出力される遅延時間は、上述した遅延時間の最小値となる。この例では、個別の受信機がどの受信機群に属するかで、設定すべき遅延時間の最小値（遅延最小値）が選択される。
【００６２】
［遅延時間推定部の構成例］
図５は、上述の遅延時間推定の原理を利用した遅延時間推定部１１０の構成例を示している。この遅延時間推定部１１０は、累積加算部２０１と、最小値検出部２０２と、シフト量算出部２０３と、シフト演算部２０４を有している。
【００６３】
累積加算部２０１は、ジッタ量算出部１０５（図１参照）で算出されたジッタ量を累積加算して、累積ジッタ量（ジッタ量の累積加算値）を得る。最小値検出部２０２は、累積加算部２０１で得られる累積ジッタ量の最小値を検出する。
【００６４】
シフト量算出部２０３は、最小値検出部２０２で検出された累積ジッタ量の最小値と、予め測定されて決定された遅延時間の最小値（遅延最小値）との差分を算出し、シフト量を算出する。この遅延最小値は固定値である。ここで、図３の関係例の場合、累積ジッタ量の最小値はＢ値、遅延最小値はＣ値であり、シフト量として、（Ｃ−Ｂ）が算出される。
【００６５】
シフト演算部２０４は、累積加算部２０１で得られる各サンプルの累積ジッタ量に、シフト量算出部２０３で算出されたシフト量を加算する。この場合、シフト演算部２０４では、全サンプルにおいて累積ジッタ量がシフト量だけ補正され、各サンプルの遅延時間（推定遅延時間）が得られる。
【００６６】
図５の遅延時間推定部１１０の動作を説明する。ジッタ量算出部１０５（図１参照）で算出されたジッタ量は累積加算部２０１に供給される。この累積加算部２０１では、各サンプルのジッタ量が累積加算されて累積ジッタ量（ジッタ量の累積加算値）が得られる。この累積ジッタ量は、最小値検出部２０２およびシフト演算部２０４に供給される。
【００６７】
最小値演算部２０２では、累積加算部２０１で得られる累積ジッタ量の最小値が検出される。この累積ジッタ量の最小値は、シフト量算出部２０３に供給される。このシフト量算出部２０３では、累積ジッタ量の最小値と、遅延最小値（固定値）との差分が算出され、シフト量が算出される。
【００６８】
シフト量算出部２０３で算出されたシフト量は、シフト演算部２０４に供給される。このシフト演算部２０４では、累積加算部２０１で得られる各サンプルの累積ジッタ量に、シフト量算出部２０３で算出されたシフト量が加算される。これにより、シフト演算部２０４では、全サンプルにおいて累積ジッタ量がシフト量だけ補正され、各サンプルの遅延時間（推定遅延時間）Ｔｄが得られる。
【００６９】
［受信装置の動作］
図１に示す受信装置１００Ａにおける時刻同期動作を説明する。
ネットワークインタフェース１０１を通じて送信装置からＬＡＮを介して送られてくる同期パケット（図１８参照）が同期パケット受信部１０２により受信されるとき、受信時刻記録部１０３では、カウンタ値１０８のカウンタ値が受信時刻として記録される。また、このとき、時刻情報記録部１０４では、同期パケットに含まれるタイムスタンプデータで示される送信時刻が記録される。
【００７０】
ジッタ量算出部１０５では、受信時刻記録部１０３で記録されている受信時刻および時刻情報記録部１０４で記録されている送信時刻が使用され、隣接する２つの同期パケットの受信時刻および送信時刻に基づいて、上述の（２）式によりジッタ量が算出される。このジッタ量は、ネットワーク上での同期パケットの遅延時間変動の影響を受けない状況下では、送信側と受信側のクロック周波数の誤差を表す。また、このジッタ量は、ネットワーク上での同期パケットの遅延時間変動の影響を受ける状況下では、送信側と受信側のクロック周波数の誤差と遅延時間変動の影響が合わさったものを表す。
【００７１】
ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量は誤差算出部＆ＤＡＣ１０６に供給される。この誤差算出部＆ＤＡＣ１０６では、このジッタ量に適切なフィルタ処理が行われた後、量子化、アナログ値変換およびローパスフィルタ処理が順に行われて、誤差電圧ＶＣが生成される。この誤差電圧ＶＣはクロック発生部１０７に供給され、クロック発生部１０７で発生されるクロックＣＬＫの周波数が制御される。ここで、カウンタ１０８、受信時刻記録部１０３、ジッタ量算出部１０５、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６およびクロック発生部１０７により、周波数ロックループを構成されている。
【００７２】
また、ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量は遅延時間推定部１１０に供給される。この遅延時間推定部１１０では、ジッタ量に基づいて、同期パケット受信部１０２で受信される同期パケットの各サンプルの遅延時間Ｔｄが得られる。この遅延時間Ｔｄは、送信装置から送信された同期パケットが同期パケット受信部１０２で受信されるまでの時間である。
【００７３】
遅延時間推定部１１０で得られた同期パケットの遅延時間Ｔｄは、時刻修正部１１１に供給される。この時刻修正部１１１では、同期パケット受信部１０２で受信された同期パケットに含まれるタイムスタンプデータで示される送信時刻に、遅延時間推定部１１０で推定された当該同期パケットの遅延時間Ｔｄが加算されて補正時刻が求められる。そして、この時刻修正部１１１により時計部１０９の時刻（カウンタ値）が補正時刻（カウンタ値）で書き換えられ、時計部１０９の時刻が送信装置側の時計部の時刻と同期するように制御される。
【００７４】
なお、遅延時間推定部１１０による遅延時間Ｔｄの推定処理、時刻修正部１１１による時計部１０９の時刻修正処理は、受信装置１００Ａが起動し、上述の周波数ロックループで周波数ロック状態となった後に行われる。この周波数ロック状態では、offset(1)＝offset(2)＝offset(3)＝offset(4)＝・・・の状況に到達する。この周波数ロック状態の累積ジッタ量は、上述の遅延時間推定の原理で説明したように、同期パケットのサンプル毎の遅延変動を表すものとなる（（６）式参照）。
【００７５】
周波数ロックしていない状況では、offset(1)＜offset(2)＜offset(3)＜offset(4)＜・・・となるか、あるいはoffset(1)＞offset(2)＞offset(3)＞offset(4)＞・・・となる。そのため、遅延時間推定部１１０で得られた遅延時間Ｔｄの値もどちらかの傾向により大きく変化していくことになる。周波数ロック状態にあるか否かは、例えば、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６の出力を観測することで判断でき、これにより、時刻書き換えが有効となる開始時点を決定することが可能である。
【００７６】
図１に示す受信装置１００Ａにおいては、遅延時間推定部１１０でジッタ量に基づいて推定された同期パケットの遅延時間Ｔｄは、遅延変動分を含むものとなる。そのため、時刻修正部１１１で得られる補正時刻は、遅延時間の変動分をも含めて補正された時刻となる。したがって、この補正時刻で書き換えられて修正された時計部１０９の時刻は、同期パケットが受ける遅延変動の影響が低減されたものとなり、送信装置側の時計部の時刻に高い精度で同期したものとなる。
【００７７】
＜２．第２の実施の形態＞
［受信装置の構成例］
図６は、この発明の第２の実施の形態としての受信装置１００Ｂの構成例を示している。なお、図２に示す受信装置１００Ｂでも、上述の図１に示す受信装置１００Ａと同様に、説明を簡単にするため、時刻同期に該当する箇所だけを示している。この図６において、図１と対応する部分には同一符号付し、その詳細説明は省略する。
【００７８】
この受信装置１００Ｂは、ネットワークインタフェース１０１と、同期パケット受信部１０２と、受信時刻記録部１０３と、時刻情報記録部１０４を有している。また、受信装置１００Ｂは、ジッタ量算出部１０５と、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６と、クロック発生部１０７と、時計部（カウンタ）１０９と、カウンタ１０８と、遅延時間推定部１１２と、時刻修正部１１３を有している。
【００７９】
この受信装置１００Ｂは、図１に示す受信装置１００Ａにおいて、遅延時間推定部１１０、時刻修正部１１１が、遅延時間推定部１１２、時刻修正部１１３に置き換えられた構成となっている。詳細説明は省略するが、この受信装置１００Ｂのその他は、図１に示す受信装置１００Ａと同様に構成されている。
【００８０】
遅延時間推定部１１２は、ジッタ量算出部１０５で算出さされたジッタ量に基づいて、同期パケットの遅延時間Ｔｄを得る。また、この遅延時間推定部１１２は、有効／無効の判定信号Ｓｊを出力する。この遅延時間推定部１１２の詳細については、後述する。
【００８１】
時刻修正部１１３は、遅延時間推定部１１２から出力される有効／無効の判定信号Ｓｊにより有効とされる期間において、補正時刻算出処理および時刻修正処理を行う。この補正時刻算出および時刻修正の処理自体は、図１の受信装置１００Ａの時刻修正部１１１が行う処理と同じである。しかし、これらの処理を有効／無効の判定信号Ｓｊにより有効とされる期間で行う点で、時刻修正部１１３は、時刻修正部１１１と異なっている。
【００８２】
時刻修正部１１３は、補正時刻算出処理では、遅延時間推定部１１２で推定された同期パケットの遅延時間Ｔｄに基づいて、同期パケット受信部１０２で受信された同期パケットに含まれるタイムスタンプデータで示される送信時刻を補正して補正時刻を得る。この場合、時刻修正部１１３は、ある同期パケットの送信時刻に対し、当該送信時刻に対応して遅延時間推定部１１２で推定された遅延時間Ｔｄを加算して補正時刻を求める。また、時刻修正部１１３は、時刻部１０９の時刻（カウンタ値）を、上述の補正時刻（カウンタ値）で書き換えることで、修正する。
【００８３】
［遅延時間推定部の構成例］
図７の遅延時間推定部１１２Ａは、図６の受信装置１００Ｂにおける遅延時間推定部１１２の構成例を示している。この図７において、図５と対応する部分には同一符号を付して示している。
【００８４】
この遅延時間推定部１１２Ａは、累積加算部２０１と、最小値検出部２０２と、シフト量算出部２０３と、シフト演算部２０４と、推定有効判定部２０５を有している。この遅延時間推定部１１２Ａは、図５に示す遅延時間推定部１１０に、推定有効判定部２０５が付加された構成となっている。ここでは、この推定有効判定部２０５について説明し、その他の部分についての説明は省略する。
【００８５】
推定有効判定部２０５は、最小値検出部２０２で検出された最小値に基づいて、累積加算部２０１で得られたジッタ量の累積加算値（累積ジッタ量）が最小値である期間を判定する。そして、推定有効判定部２０５は、ジッタ量の累積加算値（累積ジッタ量）が最小値である期間を有効とし、その他の期間を無効とする有効／無効の判定信号Ｓｊを出力する。
【００８６】
図７の遅延時間推定部１１２Ａの動作を説明する。ジッタ量算出部１０５（図６参照）で算出されたジッタ量は累積加算部２０１に供給される。この累積加算部２０１では、同期パケットの各サンプルのジッタ量が累積加算されて累積ジッタ量が得られる。この累積ジッタ量は、最小値検出部２０２およびシフト演算部２０４に供給される。
【００８７】
最小値演算部２０２では、累積加算部２０１で得られる累積ジッタ量の最小値が検出される。この累積ジッタ量の最小値は、シフト量算出部２０３に供給される。このシフト量算出部２０３では、累積ジッタ量の最小値と、遅延最小値との差分が算出され、シフト量が算出される。
【００８８】
シフト量算出部２０３で算出されたシフト量は、シフト演算部２０４に供給される。このシフト演算部２０４では、累積加算部２０１で得られる各サンプルの累積ジッタ量に、シフト量算出部２０３で算出されたシフト量が加算される。これにより、シフト演算部２０４では、全サンプルにおいて累積ジッタ量がシフト量だけ補正され、各サンプルの遅延時間（推定遅延時間）Ｔｄが得られる。
【００８９】
また、累積加算部２０１で得られた累積ジッタ量および最小値検出部２０２で検出された累積ジッタ量の最小値は、推定有効判定部２０５に供給される。推定有効判定部２０５では、最小値検出部２０２で検出された最小値に基づいて、累積加算部２０１で得られた累積ジッタ量が最小値である期間が判定される。そして、推定有効判定部２０５では、累積ジッタ量が最小値である期間を有効とし、その他の期間を無効とする有効／無効の判定信号Ｓｊが出力される。
【００９０】
なお、図７に示す遅延時間推定部１１２Ａにおいて、推定有効判定部２０５では、累積加算部２０１で得られた累積ジッタ量が最小値である期間を有効としている。しかし、累積ジッタ量が最小値にある期間だけでなく、この累積ジッタ量が最小値から一定範囲にある期間をも含めて有効としてもよい。
【００９１】
また、図７に示す遅延時間推定部１１２Ａにおいて、シフト量算出部２０３では、上述したように、累積ジッタ量の最小値と遅延最小値との差分がシフト量として算出される。そのため、累積ジッタ量が最小値である、有効／無効の判定信号Ｓｊにより有効とされる期間では、シフト演算部２０４からは遅延最小値が、遅延時間Ｔｄとして出力される。
【００９２】
上述したように、時刻修正部１１３では、有効／無効の判定信号Ｓｊにより有効とされる期間において、補正時刻算出処理および時刻修正処理が行われる。そのため、遅延時間推定部１１２で得られる遅延時間Ｔｄは、少なくとも、累積ジッタ量が最小値である、有効／無効の判定信号Ｓｊにより有効とされる期間で遅延最小値になっていればよい。
【００９３】
図８の遅延時間推定部１１２Ｂは、以上のことを考慮した、図６の受信装置１００Ｂにおける遅延時間推定部１１２の他の構成例を示している。この図８において、図７と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００９４】
この遅延時間推定部１１２Ｂは、最小値検出部２０２と、推定有効判定部２０５と、出力部２０６を有している。この遅延時間推定部１１２Ｂにおいて、有効／無効の判定信号Ｓｊを出力する部分の構成は、図７に示す遅延時間推定部１１２Ａと同様である。
【００９５】
この遅延時間推定部１１２Ｂにおいて、出力部２０６は、予め測定されて決定された遅延最小値を遅延時間信号Ｔｄとして出力する。出力部２０６には、推定有効判定部２０５から出力される有効／無効の判定信号Ｓｊが制御信号として供給され、この出力部２０６からは、有効／無効の判定信号Ｓｊにより有効とされる期間で、遅延最小値が遅延信号Ｔｄとして出力される。
【００９６】
なお、この図８の遅延時間推定部１１２Ｂにおいて、有効／無効の判定信号Ｓｊにより出力制御がなされる出力部２０６を省略し、遅延最小値を遅延信号Ｔｄとして常に出力する構成も考えられる。
【００９７】
図９の遅延時間推定部１１２Ｃは、図６の受信装置１００Ｂにおける遅延時間推定部１１２の他の構成例を示している。この図９において、図５と対応する部分には同一符号を付して示している。
【００９８】
この遅延時間推定部１１２Ａは、累積加算部２０１と、最小値検出部２０２と、シフト量算出部２０３と、シフト演算部２０４と、最小値検出部２０６と、最小値範囲設定部２０８と、推定有効判定部２０９を有している。この遅延時間推定部１１２Ｃは、図５に示す遅延時間推定部１１０に、最小値検出部２０６、最小値範囲設定部２０８および推定有効判定部２０９が付加された構成となっている。ここでは、この最小値検出部２０６、最小値範囲設定部２０８および推定有効判定部２０９について説明し、その他の部分についての説明は省略する。
【００９９】
最小値検出部２０６は、ジッタ量算出部１０５（図６参照）で算出されたジッタ量の最小値を検出する。最小値範囲設定部２０８は、最小値検出部２０７で検出された最小値と、予め設定された最小値範囲に基づいて、ジッタ量の最小値範囲を設定する。この場合、最小値範囲設定部２０８では、例えば、最小値検出部２０７で検出された最小値を−Ｍマイクロ秒とするとき、このジッタ量の最大値を＋Ｍマイクロ秒と推定して、ジッタ変動幅＋２Ｍを求める。
【０１００】
予め設定される最小値範囲は、例えば、ジッタ変動幅に対する比率αで与えられる。この場合、最小値範囲設定部２０８は、上述したように求められたジッタ変動幅＋２Ｍと、比率αを用いて、−２Ｍ＊α以上で＋２Ｍ＊α以下の範囲を、最小値範囲として設定する。なお、上述したようにジッタ量の最小値を検出する他に、実際にジッタ量の最大値をも検出して、これらからジッタ変動幅を算出するようにしてもよい。
【０１０１】
推定有効判断部２０９は、ジッタ量が最小値範囲設定部２０８で設定された最小値範囲にある期間を判定する。そして、推定有効判定部２０９は、ジッタ量が最小値範囲にある期間を有効とし、その他の期間を無効とする有効／無効の判定信号Ｓｊを出力する。
【０１０２】
図９の遅延時間推定部１１２Ｃの動作を説明する。ジッタ量算出部１０５（図６参照）で算出されたジッタ量は累積加算部２０１に供給される。この累積加算部２０１では、各サンプルのジッタ量が累積加算されて累積ジッタ量が得られる。この累積ジッタ量は、最小値検出部２０２およびシフト演算部２０４に供給される。
【０１０３】
最小値演算部２０２では、累積加算部２０１で得られる累積ジッタ量の最小値が検出される。この累積ジッタ量の最小値は、シフト量算出部２０３に供給される。このシフト量算出部２０３では、累積ジッタ量の最小値と、予め設定された遅延最小値との差分が算出され、シフト量が算出される。
【０１０４】
シフト量算出部２０３で算出されたシフト量は、シフト演算部２０４に供給される。このシフト演算部２０４では、累積加算部２０１で得られる各サンプルの累積ジッタ量に、シフト量算出部２０３で算出されたシフト量が加算される。これにより、シフト演算部２０４では、全サンプルにおいて累積ジッタ量がシフト量だけ補正され、各サンプルの遅延時間（推定遅延時間）Ｔｄが得られる。
【０１０５】
また、ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量は最小値検出部２０７および推定有効判定部２０９に供給される。最小値検出部２０６は、ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量の最小値が検出される。このジッタ量の最小値は最小値範囲設定部２０８に供給される。最小値範囲設定部では、最小値検出部２０７で検出された最小値と、予め設定された最小値範囲（比率α）に基づいて、ジッタ量の最小値範囲が設定される。
【０１０６】
最小値範囲設定部２０８で設定された最小値範囲は、推定有効判定部２０９に供給される。推定有効判定部２０９では、最小値範囲設定部２０８で設定された最小値範囲に基づいて、ジッタ量が最小値範囲にある期間が判定される。そして、推定有効判定部２０９では、ジッタ量が最小値範囲にある期間を有効とし、その他の期間を無効とする有効／無効の判定信号Ｓｊが出力される。
【０１０７】
なお、上述したようにシフト量算出部２０３では、累積ジッタ量の最小値と、予め測定されて決定された遅延最小値との差分がシフト量として算出される。そのため、累積ジッタ量が最小値である期間では、シフト演算部２０４からは遅延最小値が遅延時間Ｔｄとして出力される。このように、累積ジッタ量が最小値である期間は、図３より明らかなように、ジッタ量はほぼゼロであり、上述の有効／無効の判定信号Ｓｊにより有効とされる期間に対応する。
【０１０８】
上述したように、時刻修正部１１３では、有効／無効の判定信号Ｓｊにより有効とされる期間において、補正時刻算出処理および時刻修正処理が行われる。そのため、遅延時間推定部１１２で得られる遅延時間Ｔｄは、少なくとも、ジッタ量が最小値範囲にあり、有効／無効の判定信号Ｓｊにより有効とされる期間で遅延最小値になっていればよい。
【０１０９】
図１０の遅延時間推定部１１２Ｄは、以上のことを考慮した、図６の受信装置１００Ｂにおける遅延時間推定部１１２の他の構成例を示している。この図１０において、図９と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【０１１０】
この遅延時間推定部１１２Ｄは、最小値検出部２０７と、最小値範囲設定部２０８と、推定有効判定部２０９と、出力部２１０を有している。この遅延時間推定部１１２Ｄにおいて、有効／無効の判定信号Ｓｊを出力する部分の構成は、図９に示す遅延時間推定部１１２Ｃと同様である。
【０１１１】
この遅延時間推定部１１２Ｄにおいて、出力部２１０は、予め測定されて決定された遅延最小値を遅延時間信号Ｔｄとして出力する。出力部２１０には、推定有効判定部２０９から出力される有効／無効の判定信号Ｓｊが制御信号として供給され、この出力部２１０からは、有効／無効の判定信号Ｓｊにより有効とされる期間で、遅延最小値が遅延信号Ｔｄとして出力される。
【０１１２】
なお、この図１０の遅延時間推定部１１２Ｄにおいて、有効／無効の判定信号Ｓｊにより出力制御がなされる出力部２１０を省略し、遅延最小値を遅延信号Ｔｄとして常に出力する構成も考えられる。
【０１１３】
［受信装置の動作］
図６に示す受信装置１００Ｂにおける時刻同期動作を説明する。なお、カウンタ１０８、受信時刻記録部１０３、ジッタ量算出部１０５、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６およびクロック発生部１０７により構成される周波数ロックループによるクロックＣＬＫの周波数制御に関しては、図６に示す受信装置１００Ａと同様である。
【０１１４】
ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量は遅延時間推定部１１２に供給される。この遅延時間推定部１１２では、ジッタ量に基づいて、同期パケット受信部１０２で受信される同期パケットの遅延時間Ｔｄが推定される。この遅延時間Ｔｄは、この同期パケットが送信装置から送信された同期パケットが同期パケット受信部１０２で受信されるまでの時間である。
【０１１５】
また、遅延時間推定部１１２では、ジッタ量に基づいて、有効／無効の判定信号Ｓｊが出力される。例えば、この有効／無効の判定信号Ｓｊは、ジッタ量の累積加算値が最小値である期間を有効とし、その他の期間を無効とする。また、例えば、この有効／無効の判定信号Ｓｊは、ジッタ量が最小値範囲にある期間を有効とし、その他の期間を無効とする。
【０１１６】
遅延時間推定部１１２で推定された同期パケットの遅延時間Ｔｄは、時刻修正部１１３に供給される。また、遅延時間推定部１１２から出力された有効／無効の判定信号Ｓｊは、時刻修正部１１３に供給される。この時刻修正部１１３では、判定信号Ｓｊにより有効とされる期間において、補正時刻算出処理および時刻修正処理が行われる。
【０１１７】
補正時刻算出処理では、同期パケット受信部１０２で受信された同期パケットに含まれるタイムスタンプデータで示される送信時刻に、遅延時間Ｔｄが加算されて補正時刻が求められる。時刻修正処理では、時計部１０９の時刻（カウンタ値）が補正時刻（カウンタ値）で書き換えられ、時計部１０９の時刻が送信装置側の時計部の時刻と同期するように制御される。
【０１１８】
図６に示す受信装置１００Ｂにおいて、遅延時間推定部１１２でジッタ量に基づいて推定された同期パケットの遅延時間Ｔｄは、遅延変動分を含むものとなる。そのため、時刻修正部１１３で得られる補正時刻は、遅延時間の変動分をも含めて補正された時刻となる。したがって、この補正時刻で書き換えられて修正された時計部１０９の時刻は、同期パケットが受ける遅延変動の影響が低減されたものとなり、送信装置側の時計部の時刻に高い精度で同期したものとなる。
【０１１９】
また、図６に示す受信装置１００Ｂにおいて、例えば、遅延時間推定部１１２（１１２Ａ，１１２Ｂ）では、ジッタ累積値が最小値である期間を有効とし、その他の期間を無効とする判定信号Ｓｊが、推定有効判定部２０５より出力される。そして、時刻修正部１１３では、この判定信号Ｓｊにより有効とされる期間において、時計部１０９の時刻が補正時刻で書き換えられて修正される。
【０１２０】
非同期ネットワークであるＬＡＮを介して送られてくる同期パケットの遅延時間には、固定分と変動分が含まれる。ジッタ量の累積加算値が最小値である期間は、同期パケットの遅延時間として固定分のみが含まれている安定状態にあり、同期パケットの遅延時間は遅延時間の最小値となる。そのため、上述したように、判定信号Ｓｊにより有効とされる期間において、時計部１０９の時刻を補正時刻で書き換えて修正することにより、より精度の高い時刻修正を行うことができる。
【０１２１】
また、図６に示す受信装置１００Ｂにおいて、例えば、遅延時間推定部１１２（１１２Ｃ，１１２Ｄ）では、ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量の少なくとも最小値に基づいてジッタ量の最小値範囲が設定される。そして、ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量が最小値範囲にある期間を有効とし、その他の期間を無効とする判定信号Ｓｊが、推定有効判定部２０９より出力される。そして、時刻修正部１１３では、この判定信号Ｓｊにより有効とされる期間において、時計部１０９の時刻が補正時刻で書き換えられて修正される。
【０１２２】
非同期ネットワークであるＬＡＮを介して送られてくる同期パケットの遅延時間には、固定分と変動分が含まれる。ジッタ量の最小値範囲にある期間は、同期パケットの遅延時間として変動分が小さいほぼ安定した状態となる。そのため、上述したように、判定信号Ｓｊにより有効とされる期間において、時計部１０９の時刻を補正時刻で書き換えて修正することにより、より精度の高い時刻修正を行うことができる。
【０１２３】
＜３．第３の実施の形態＞
［受信装置の構成例］
図１１は、この発明の第３の実施の形態としての受信装置１００Ｃの構成例を示している。なお、図１１に示す受信装置１００Ｃでも、上述の図１、図６に示す受信装置１００Ａ，１００Ｂと同様に、説明を簡単にするため、時刻同期に該当する箇所だけを示している。この図１１において、図１と対応する部分には同一符号付し、その詳細説明は省略する。
【０１２４】
この受信装置１００Ｃは、ネットワークインタフェース１０１と、同期パケット受信部１０２と、受信時刻記録部１０３と、時刻情報記録部１０４を有している。また、受信装置１００Ｃは、ジッタ量算出部１０５と、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６と、クロック発生部１０７と、時計部（カウンタ）１１４と、遅延時間推定部１１０と、時刻修正部１１１を有している。この受信装置１００Ｃは、図１に示す受信装置１００Ａにおいて、時計部（カウンタ）１０９およびカウンタ１０８の部分が、時計部（カウンタ）１１４に置き換わっただけである。
【０１２５】
図１に示す受信装置１００Ａでは、受信時刻記録部１０３は、同期パケット受信部１０２で同期パケットが受信された時点におけるカウンタ１０８のカウンタ値を受信時刻として記録する。しかし、この受信装置１００Ｃでは、受信時刻記録部１０３は、同期パケット受信部１０２で同期パケットが受信された時点における時計部（カウンタ）１１４のカウンタ値を受信時刻として記録する。また、この受信装置１００Ｃでは、時計部（カウンタ）１１４、受信時刻記録部１０３、ジッタ量算出部１０５、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６およびクロック発生部１０７により、周波数ロックループが構成されている。
【０１２６】
この受信装置１００Ｃのその他の構成および動作については、図１に示す受信装置１００Ａと同様である。この受信装置１００Ｃにおいても、受信装置１００Ａと同様の効果を得ることができる。また、この受信装置１００Ｃにあっては、時計部（カウンタ）１１４が周波数ロックループを構成するカウンタを兼用するので、構成が簡単となる。
【０１２７】
なお、上述の図６に示す受信装置１００Ｂも、この受信装置１００Ｃと同様に構成できる。すなわち、図６に示す受信装置１００Ｂにおいて、時計部（カウンタ）１０９およびカウンタ１０８の部分を、受信装置１００Ｃと同様に、時計部（カウンタ）１１４で置き換えればよい。
【０１２８】
＜４．第４の実施の形態＞
［受信装置の構成例］
図１２は、この発明の第４の実施の形態としての受信装置１００Ｄの構成例を示している。なお、図１２に示す受信装置１００Ｄでも、上述の図１、図６、図１１に示す受信装置１００Ａ〜１００Ｃと同様に、説明を簡単にするため、時刻同期に該当する箇所だけを示している。この図１２において、図１、図１１と対応する部分には同一符号付し、適宜、その詳細説明は省略する。
【０１２９】
この受信装置１００Ｄは、ＩＥＥＥ１５８８  ＰＴＰ（Precision TimeProtocol）搭載の受信装置である。このＩＥＥＥ１５８８  ＰＴＰでは、４つのメッセージタイプのパケット構成とその利用手順を定めているが、その実装方法までは定めていない。したがって、受信装置の構成として種々のタイプが考えられるが、ここでは時計部の時刻同期とクロック周波数のロック機能を有するタイプで説明する。
【０１３０】
ここで、図１３を参照して、ＰＴＰメッセージについて説明する。このＰＴＰメッセージとしては、同期化（Sync）メッセージ、フォローアップ（Follow-up）メッセージ、遅延要求（Delay-request）メッセージ、および遅延応答（Delay-response）メッセージがある。
【０１３１】
同期化メッセージは、マスタ（送信装置）が、時刻同期化の動作を開始するために、スレーブ（受信装置）に送信する。フォローアップメッセージは、同期化メッセージを送信した後に、マスタが、時刻情報を送信するために、スレーブに送信する。従って、このフォローアップメッセージは、マスタにおける同期化メッセージの送信時刻ｔ１を示す時刻情報が含まれている。図１３において、ｔ２は、スレーブにおける同期化メッセージの受信時刻を示している。
【０１３２】
遅延要求メッセージは、マスタからフォローアップメッセージを受信した後に、遅延応答メッセージを要求するために、スレーブがマスタ送信する。遅延応答メッセージは、スレーブから遅延要求メッセージを受信した後に、その応答として、マスタがスレーブに送信する。従って、この遅延応答メッセージには、マスタにおける遅延要求メッセージの受信時刻ｔ４を示す時刻情報が含まれている。図１３において、ｔ３は、スレーブにおける遅延要求メッセージの送信時刻を示している。
【０１３３】
図１２に示すように、受信装置１００Ｄは、ネットワークインタフェース１０１と、同期パケット受信部１０２と、受信時刻記録部１０３と、時刻情報記録部１０４と、ジッタ量算出部１０５と、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６と、クロック発生部１０７を有している。また、この受信装置１００Ｄは、時刻修正部１１１と、時計部（カウンタ）１１５と、遅延時間推定部１１６と、時刻情報パケット受信部１１７と、遅延要求パケット送信部１１８と、遅延応答パケット受信部１１９と、遅延時間算出部１２０を有している。
【０１３４】
時計部１１５は時刻情報を出力する。この時計部１１５は、クロック発生部１０７で発生されるクロックＣＬＫによりカウントアップされる、ＰＴＰで規定する時刻同期用カウンタにより構成されている。この時刻同期用カウンタは、秒単位カウンタと、なの秒単位カウンタの二つから構成され、秒単位カウンタのカウンタ値はエポックタイムからの累積秒を表すようにされている。この時計部１１５の時刻情報（カウンタ値）は、例えば、図示しない同期信号発生部に供給され、受信装置側と送信装置側の同期信号を同位相にするために利用される。
【０１３５】
同期パケット受信部１０２は、ネットワークインタフェース１０１を通じて、図示しない送信装置から非同期ネットワークであるＬＡＮを介して送られてくる同期化（Sync）メッセージパケットを受信する。受信時刻記録部１０３は、同期パケット受信部１０２で同期化メッセージパケットが受信された時点における、時計部１１５のカウンタ値（ナノ秒単位のカウンタ値）を受信時刻として記録する。
【０１３６】
時刻情報パケット受信部１１７は、ネットワークインタフェース１０１を通じて、図示しない送信装置から非同期ネットワークであるＬＡＮを介して送られてくるフォローアップ（Follow-up）メッセージパケットを受信する。時刻情報記録部１０４は、時刻情報パケット受信部１１７で受信されたフォローアップメッセージパケットに含まれる時刻情報で示される、上述の同期化メッセージパケットの送信時刻を記録する。
【０１３７】
ジッタ量算出部１０５は、同期パケット受信部１０２で受信された隣接する２つの同期化メッセージパケットの受信時刻と、その送信時刻に基づいて、ジッタ量を計算する。つまり、ジッタ量算出部１０５は、受信時刻間の差分である第１の差分と、送信時刻間の差分である第２の差分との差分を、ジッタ量として算出する。
【０１３８】
ここで、同期パケット受信部１０２で受信された同期化メッセージパケットの受信時刻をｔ（１）、ｔ（２）、・・・とする。また、時刻情報パケット受信部１１７で受信されたフォローアップメッセージパケットに含まれる時刻情報で示される、同期化メッセージパケットの送信時刻をｓ（１）、ｓ（２）、・・・とする。ただし、（）内の数字は、同期化メッセージパケットのサンプル番号を表している。例えば、ある同期化メッセージパケットの受信時刻をｔ（ａ）、送信時刻をｓ（ａ）とし、次の同期メッセージパケットの受信時刻をｔ（ｂ）、送信時刻をｓ（ｂ）とする。このとき、ジッタ量算出部１０５は、以下の（７）式により、ジッタ量を算出する。なお、この（７）式は、上述の（２）式に対応している。
ジッタ量＝ｔ（ｂ）−ｔ（ａ）―（ｓ（ｂ）−ｓ（ａ））      ・・・（７）
【０１３９】
誤差算出部＆ＤＡＣ１０６は、ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量に適切なフィルタ処理を行った後、量子化、アナログ値変換およびローパスフィルタ処理の順で処理して誤差電圧ＶＣを生成する。そして、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６は、この誤差電圧ＶＣをクロック発生部１０７にクロック周波数の制御電圧として供給する。クロック発生部１０７は、上述したように、時計部１１５に供給されるクロックＣＬＫを発生する。このクロック発生部１０７は、例えば、ＶＣＸＯ等の電圧可変型の水晶発振器を用いて構成されている。
【０１４０】
遅延時間推定部１１６は、ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量、遅延時間算出部１２０で算出された遅延時間ＤＬに基づいて、同期パケット（同期化メッセージパケット）の遅延時間Ｔｄを推定する。この遅延時間推定部１１６の詳細については、後述する。
【０１４１】
時刻修正部１１１は、遅延時間推定部１１６で推定された同期パケットの遅延時間Ｔｄに基づいて、時刻情報パケット受信部１１７で受信されたフォローアップメッセージパケットに含まれる時刻情報で示される送信時刻を補正して補正時刻を得る。この場合、時刻修正部１１１は、ある同期化メッセージパケットの送信時刻に対し、当該送信時刻に対応して遅延時間推定部１１６で推定された遅延時間Ｔｄを加算して補正時刻を求める。また、時刻修正部１１１は、時刻部１１５の時刻（カウンタ値）を、上述の補正時刻（カウンタ値）で書き換えることで、修正する。
【０１４２】
遅延要求パケット送信部１１８は、遅延要求（Delay-request）メッセージパケットを、ネットワークインタフェース１０１を通じ、非同期ネットワークであるＬＡＮを介して、図示しない送信装置に送信する。また、遅延応答パケット受信部１１９は、ネットワークインタフェース１０１を通じて、図示しない送信装置から非同期ネットワークであるＬＡＮを介して送られてくる遅延応答メッセージパケットを受信する。
【０１４３】
遅延時間算出部１２０は、遅延要求パケット送信部１１８における遅延要求メッセージパケットの送信時刻と、遅延応答パケット受信部１１９で受信された遅延応答メッセージパケットに含まれている時刻情報で示される時刻に基づいて、遅延時間ＤＬを算出する。遅延応答メッセージパケットに含まれている時刻情報で示される時刻は、上述したように、遅延要求パケット送信部１１８から送信された遅延要求メッセージパケットが、送信装置で受信された受信時刻である。
【０１４４】
遅延時間算出部１２０は、遅延要求メッセージパケットの送信時刻をｔ３とし、この遅延要求メッセージパケットの送信装置における受信時刻をｔ４とするとき、遅延時間ＤＬを、ｔ４−ｔ３の演算により求める。なお、この遅延時間ＤＬは、受信装置から送信装置の方向におけるネットワーク遅延量である、ここでは、この遅延時間ＤＬが、送信装置から受信装置の方向におけるネットワーク遅延量と同じであると仮定して、時刻補正に利用する。ここで、遅延要求パケット送信部１１８、遅延応答パケット受信部および遅延時間算出部１２０は、遅延時間測定部を構成している。
【０１４５】
［遅延時間推定部の構成例］
図１４の遅延時間推定部１１６は、図１２の受信装置１００Ｄにおける遅延時間推定部１１６の構成例を示している。この図１４において、図５と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明は省略する。この遅延時間推定部１１６Ａは、累積加算部２０１と、最小値検出部２０２と、シフト量算出部２０３と、シフト演算部２０４と、最小値検出部２１１と、スイッチ部２１２，２１３を有している。
【０１４６】
累積加算部２０１は、ジッタ量算出部１０５（図１２参照）で算出されたジッタ量を累積加算して、累積ジッタ量（ジッタ量の累積加算値）を得る。この累積ジッタ量は、上述の遅延時間推定の原理で説明したように、同期パケット（同期化メッセージパケット）のサンプル毎の時間変動を表すものとなる。最小値検出部２０２は、累積加算部２０１で得られる累積ジッタ量の最小値を検出する。
【０１４７】
シフト量算出部２０３は、最小値検出部２０２で検出された累積ジッタ量の最小値と、スイッチ部２１２から供給される遅延最小値との差分を算出し、シフト量を算出する。ここで、シフト量算出部２０３は、累積ジッタ量の最小値をＢ値、遅延最小値をＣ値とするとき、シフト量として、（Ｃ−Ｂ）を算出する（図３参照）。
【０１４８】
シフト演算部２０４は、累積加算部２０１で得られる各サンプルの累積ジッタ量に、シフト量算出部２０３で算出されたシフト量を加算する。この場合、シフト演算部２０４では、全サンプルにおいて累積ジッタ量がシフト量だけ補正され、同期パケット（同期化メッセージパケット）の各サンプルの遅延時間（推定遅延時間）が得られる。
【０１４９】
最小値検出部２１１は、遅延時間算出部１２０（図１２参照）で算出された遅延時間ＤＬの最小値を検出する。ここで、最小値検出部２１１は、一定数のサンプ毎に遅延時間ＤＬの最小値を検出していき、遅延時間ＤＬの最小値を順次更新する。ここで、遅延時間ＤＬは、遅延時間測定部で測定されて決定された遅延時間の最小値（変動値）を構成している。
【０１５０】
スイッチ部２１２は、図示しないユーザ操作部によるユーザの選択操作に基づくスイッチ制御（ＳＷ制御）により、ｃ入力側あるいはｄ入力側に入力された遅延時間の最小値（遅延最小値）を選択的に取り出し、シフト量算出部２０３に供給する。このスイッチ部２１２のｃ入力側には、予め測定されて決定された遅延時間の最小値（固定値）が入力される。また、このスイッチ部２１２のｄ入力側には、最小値検出部２１１で検出された、遅延時間算出部１２０で検出された遅延時間ＤＬの最小値（変動値）が入力される。
【０１５１】
スイッチ部２１３は、図示しないユーザ操作部によるユーザの選択操作に基づくスイッチ制御（ＳＷ制御）により、ａ入力側あるいはｂ入力側に入力された遅延時間を選択的に取り出し、遅延時間Ｔｄとして出力する。このスイッチ部２１３のａ入力側には、シフト演算部２０４で得られた、同期パケット（同期化メッセージパケット）の各サンプルの遅延時間（推定遅延時間）が入力される。また、スイッチ部２１３のｂ入力側には、遅延時間算出部１２０で算出された、同期パケット（同期化メッセージパケット）の各サンプルの遅延時間ＤＬが入力される。
【０１５２】
図１４に示す遅延時間推定部１１６の動作を説明する。
最初に、スイッチ部２１３でｂ入力側が選択されている状態について説明する。この状態は、例えば、ＰＴＰの一般的な機能だけで時刻同期の精度が十分となる利用目的の場合に用いられる。この状態では、遅延時間算出部１２０（図１２参照）で算出された同期パケット（同期化メッセージパケット）の各サンプルの遅延時間ＤＬが、スイッチ部２１３を通じて、遅延時間Ｔｄとして出力される。
【０１５３】
次に、スイッチ部２１２でａ入力側が選択されている状態について説明する。この状態は、例えば、ＰＴＰの一般的な機能だけで得られる精度以上の時刻同期精度を必要とする利用目的の場合に用いられる。例えば、受信装置から送信装置へのネットワーク遅延と、送信装置から受信装置へのネットワーク遅延とが異なる場合である。また、例えば、同期化（Sync）メッセージパケットとその後の遅延要求（Delay-request）メッセージパケットのネットワーク遅延が変化している場合である。
【０１５４】
この状態は、さらに、スイッチ部２１２でｃ入力側が選択されている第１の状態と、スイッチ部２１２でｄ入力側が選択されている第２の状態に分けられる。
【０１５５】
第１の状態は、例えば、遅延最小値（固定値）を計測した際のネットワーク構成とネットワーク構成が同じ場合に用いられる。一方、第２の状態は、例えば、遅延最小値（固定値）を計測した際のネットワーク構成が異なった場合に用いられる。ネットワーク構成が異なる場合としては、例えばＬＡＮケーブルのケーブル長が大きく変わってしまったような場合が考えられる。
【０１５６】
第１の状態、すなわち、スイッチ部２１２でａ入力側が選択され、かつスイッチ部２１２でｃ入力側が選択された状態を説明する。この状態は、上述の図５に示す遅延時間推定部１１０の状態と同様の状態である。
【０１５７】
すなわち、ジッタ量算出部１０５（図１２参照）で算出されたジッタ量は累積加算部２０１に供給される。この累積加算部２０１では、各サンプルのジッタ量が累積加算されて累積ジッタ量（ジッタ量の累積加算値）が得られる。この累積ジッタ量は、最小値検出部２０２およびシフト演算部２０４に供給される。
【０１５８】
最小値検出部２０２では、累積加算部２０１で得られる累積ジッタ量の最小値が検出される。この累積ジッタ量の最小値は、シフト量算出部２０３に供給される。このシフト量算出部２０３では、累積ジッタ量の最小値と、スイッチ部２１２を通じて供給される遅延最小値（固定値）との差分が算出され、シフト量が算出される。
【０１５９】
シフト量算出部２０３で算出されたシフト量は、シフト演算部２０４に供給される。このシフト演算部２０４では、累積加算部２０１で得られる各サンプルの累積ジッタ量に、シフト量算出部２０３で算出されたシフト量が加算される。
【０１６０】
これにより、このシフト演算部２０４では、同期パケット（同期化メッセージパケット）の各サンプルの累積ジッタ量がシフト量だけ補正されて遅延時間（推定遅延時間）が得られる。このようにシフト演算部２０４で得られた同期パケット（同期化メッセージパケット）各サンプルの遅延時間は、スイッチ部２１３を通じて、遅延時間Ｔｄとして出力される。
【０１６１】
次に、第２の状態、すなわち、スイッチ部２１２でａ入力側が選択され、かつスイッチ部２１２でｄ入力側が選択された状態を説明する。
【０１６２】
すなわち、ジッタ量算出部１０５（図１２参照）で算出されたジッタ量は累積加算部２０１に供給される。この累積加算部２０１では、各サンプルのジッタ量が累積加算されて累積ジッタ量（ジッタ量の累積加算値）が得られる。この累積ジッタ量は、最小値検出部２０２およびシフト演算部２０４に供給される。最小値検出部２０２では、累積加算部２０１で得られる累積ジッタ量の最小値が検出される。この累積ジッタ量の最小値は、シフト量算出部２０３に供給される。
【０１６３】
また、遅延時間算出部１２０（図１２参照）で算出された遅延時間ＤＬは最小値検出部２１１に供給される。この最小値検出部２１１では、遅延時間算出部１２０で算出された遅延時間ＤＬの最小値が、一定数のサンプ毎に、検出される。この遅延時間ＤＬの最小値は、スイッチ部２１２を通じてシフト量算出部２０３に供給される。シフト量算出部２０３では、累積ジッタ量の最小値と、遅延時間ＤＬの最小値（変動値）との差分が算出され、シフト量が算出される。
【０１６４】
シフト量算出部２０３で算出されたシフト量は、シフト演算部２０４に供給される。このシフト演算部２０４では、累積加算部２０１で得られる各サンプルの累積ジッタ量に、シフト量算出部２０３で算出されたシフト量が加算される。これにより、このシフト演算部２０４では、同期パケット（同期化メッセージパケット）の各サンプルの累積ジッタ量がシフト量だけ補正されて遅延時間（推定遅延時間）が得られる。このようにシフト演算部２０４で得られた同期パケット（同期化メッセージパケット）各サンプルの遅延時間は、スイッチ部２１３を通じて、遅延時間Ｔｄとして出力される。
【０１６５】
［受信装置の動作］
図１２に示す受信装置１００Ｄにおける時刻同期動作を説明する。
【０１６６】
同期パケット受信部１０２によりネットワークインタフェース１０１を通じて送信装置からＬＡＮを介して送られてくる同期化（Sync）メッセージパケットが受信されるとき、受信時刻記録部１０３では、時計部１１５のカウンタ値が受信時刻として記録される。また、時刻情報パケット受信部１１７でフォローアップ（Follow-up）メッセージパケットが受信されるとき、時刻情報記録部１０４では、このパケットに含まれる時刻情報で示される送信時刻が記録される。
【０１６７】
ジッタ量算出部１０５では、受信時刻記録部１０３で記録されている受信時刻および時刻情報記録部１０４で記録されている送信時刻が使用され、隣接する２つの同期化メッセージパケットの受信時刻および送信時刻に基づいて、（７）式によりジッタ量が算出される。このジッタ量は、ネットワーク上での同期パケットの遅延時間変動の影響を受けない状況下では、送信側と受信側のクロック周波数の誤差を表す。また、このジッタ量は、ネットワーク上での同期パケットの遅延時間変動の影響を受ける状況下では、送信側と受信側のクロック周波数の誤差と遅延時間変動の影響が合わさったものを表す。
【０１６８】
ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量は、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６および遅延時間推定部１１６に供給される。誤差算出部＆ＤＡＣ１０６では、このジッタ量に適切なフィルタ処理が行われた後、量子化、アナログ値変換およびローパスフィルタ処理が順に行われて、誤差電圧ＶＣが生成される。この誤差電圧ＶＣはクロック発生部１０７に供給され、クロック発生部１０７で発生されるクロックＣＬＫの周波数が制御される。ここで、時計部（カウンタ）１１５、受信時刻記録部１０３、ジッタ量算出部１０５、誤差算出部＆ＤＡＣ１０６およびクロック発生部１０７により、周波数ロックループが構成されている。
【０１６９】
遅延要求パケット送信部１１８により、遅延要求（Delay-request）メッセージパケットが、ネットワークインタフェース１０１を通じ、非同期ネットワークであるＬＡＮを介して、図示しない送信装置に送信される。この場合、この遅延要求パケット送信部１１８では、時計部１１５のカウンタ値が送信時刻として記録される。また、遅延応答パケット受信部１１９によりネットワークインタフェース１０１を通じて送信装置からＬＡＮを介して送られてくる遅延応答（Delay-response）メッセージパケットが受信される。この場合、この遅延応答パケット受信部１１９では、遅延応答メッセージパケットに含まれる時刻情報で示される受信時刻が記録される。
【０１７０】
遅延時間算出部１２０では、遅延要求パケット送信部１１８に記録された送信時刻ｔ３と、遅延応答パケット受信部１１９に記録された受信時刻ｔ４に基づいて、遅延時間ＤＬ（＝ｔ４−ｔ３）が算出される。このように、遅延時間算出部１２０で算出された遅延時間ＤＬは、遅延時間推定部１１６に供給される。
【０１７１】
この遅延時間推定部１１６では、ジッタ量算出部１０５で算出されたジッタ量、遅延時間算出部１２０で算出された遅延時間ＤＬに基づいて、同期パケット（同期化メッセージパケット）の遅延時間Ｔｄが推定される（図１４参照）。この遅延時間Ｔｄは、送信装置から送信された同期パケット（同期化メッセージパケット）が同期パケット受信部１０２で受信されるまでの時間である。
【０１７２】
遅延時間推定部１１６で推定された同期パケットの遅延時間Ｔｄは、時刻修正部１１１に供給される。この時刻修正部１１１では、時刻情報パケット受信部１１７で受信されたフォローアップメッセージパケットの時刻情報で示される送信時刻に、遅延時間推定部１１６で推定された同期パケットの遅延時間Ｔｄが加算されて補正時刻が求められる。そして、この時刻修正部１１１により時計部１１５の時刻（カウンタ値）が補正時刻（カウンタ値）で書き換えられ、時計部１１５の時刻が送信装置側の時計部の時刻と同期するように制御される。
【０１７３】
なお、遅延時間推定部１１６のスイッチ部２１３でａ入力側が選択されている場合、遅延時間推定部１１６による遅延時間Ｔｄの推定処理、時刻修正部１１１による時計部１１５の時刻修正処理は、周波数ロック状態となった後に行われる。この周波数ロック状態では、offset(1)＝offset(2)＝offset(3)＝offset(4)＝・・・の状況に到達する。この状態の累積ジッタ量は、上述の遅延時間推定の原理で説明したように、同期パケットのサンプル毎の遅延変動を表すものとなる（（６）式参照）。
【０１７４】
図１２に示す受信装置１００Ｄにおいては、遅延時間推定部１１６で推定された同期パケットの遅延時間Ｔｄは、遅延変動分を含むものとなる。そのため、時刻修正部１１１で得られる補正時刻は、遅延時間の変動分をも含めて補正された時刻となる。したがって、この補正時刻で書き換えられて修正された時計部１１５の時刻は、同期パケット（同期メッセージパケット）が受ける遅延変動の影響が低減されたものとなり、送信装置側の時計部の時刻に高い精度で同期したものとなる。
【０１７５】
＜５．変形例＞
なお、上述の第４の実施の形態の遅延時間推定部１１６の部分を、第２の実施の形態の遅延時間推定部１１２と同様に、遅延時間Ｔｄの他に、有効／無効の判定信号Ｓｊをも出力する構成としてもよい。その場合、時刻修正部１１１では、判定信号Ｓｊにより有効とされる期間において、補正時刻算出処理および時刻修正処理が行われることになる。
【０１７６】
図１５に示す遅延時間推定部１１６Ｂは、図１４に示す遅延時間推定部１１６を、上述の図８に示す遅延時間推定部１１２Ｂと同様の構成にしたものである。詳細説明は省略するが、この図１５において、図１４、図８と対応する部分には同一符号を付して示している。
【０１７７】
また、図１６に示す遅延時間推定部１１６Ｃは、図１４に示す遅延時間推定部１１６を、上述の図１０に示す遅延時間推定部１１２Ｄと同様の構成にしたものである。詳細説明は省略するが、この図１６において、図１４、図１０と対応する部分には同一符号を付して示している。
【０１７８】
また、上述では、遅延時間測定部として、第４の実施の形態でＰＴＰプロトコルの遅延要求メッセージパケットの送信時刻および受信時刻を利用して遅延時間ＤＬを算出する構成を示した。しかし、この発明において、遅延時間測定部の構成はこの構成に限定されるものではなく、その他の構成であってもよい。例えば、同期メッセージパケットの送信時刻および受信時刻を利用して遅延時間を算出する構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
この発明は、同期パケットを利用して時計部の時刻修正を行う際に、同期パケットが受ける遅延変動の影響を低減できる。したがって、この発明は、例えば、複数のビデオカメラの時刻同期化が必要なカメラシステム、制御機器と非制御機器との時刻同期化が必要な制御システム等に適用できる。
【符号の説明】
【０１８０】
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ・・・受信装置
１０１・・・ネットワークインタフェース
１０２・・・同期パケット受信部
１０３・・・受信時刻記録部
１０４・・・時刻情報記録部
１０５・・・ジッタ量算出部
１０６・・・誤差算出部＆ＤＡＣ
１０７・・・クロック発生部
１０８・・・カウンタ
１０９，１１４，１１５・・・時計部（カウンタ）
１１０，１１２，１１２Ａ〜１１２Ｄ，１１６，１１６Ｂ，１１６Ｃ・・・遅延時間推定部
１１１，１１３・・・時刻修正部
１１７・・・時刻情報パケット受信部
１１８・・・遅延要求パケット送信部
１１９・・・遅延応答パケット受信部
１２０・・・遅延時間算出部
２０１・・・累積加算部
２０２，２０７・・・最小値検出部
２０３・・・シフト量算出部
２０４・・・シフト演算部
２０５，２０９・・・推定有効判定部
２０６，２１０・・・出力部
２０８・・・最小値範囲設定部
３００・・・遅延時間測定システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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