(57)【要約】  【課題】  同期パケットを送信する送信時刻を示す時間情報の精度を向上させる同期装置を提供する。  【解決手段】  ＩＰネットワーク１０１を介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置１１０は、同期パケットを生成する同期パケット生成部１１３と、同期パケットを送信するＦＩＦＯ１１５と、同期パケットを所定の転送クロックに従ってＦＩＦＯ１１５に転送するメモリ１１６と、ＦＩＦＯ１１５から同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部１１４とを備えている。同期パケット生成部１１３は、転送クロックに同期させて、同期パケットを生成する。【選択図】  図１
2014212488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置であって、
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、
前記同期パケットを送信する送信部と、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部と、
を備え、
前記同期パケット生成部は、前記転送クロックに同期させて、前記同期パケットを生成することを特徴とする同期装置。
【請求項２】
前記同期パケット生成部は、前記転送クロックの立ち上がりの直前のタイミングで前記同期パケットを生成することを特徴とする請求項１に記載の同期装置。
【請求項３】
ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置であって、
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、
前記同期パケットを送信する送信部と、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部と、
を備え、
前記時刻情報決定部は、前記同期パケット生成部が前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と前記転送クロックとの位相差に基づいて補正することを特徴とする同期装置。
【請求項４】
前記時刻情報決定部は、前記同期パケット生成部が前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻に前記転送クロックの次の立ち上がりまでの時間を加えることで補正することを特徴とする請求項３に記載の同期装置。
【請求項５】
前記時刻情報生成部は、前記送信部のキュー残数に基づいて前記時刻情報を決定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の同期装置。
【請求項６】
ＳＦＮにより放送を行う無線通信基地局であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の同期装置。
【請求項７】
複数の同期装置を備え、前記複数の同期装置の間でＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで、前記複数の同期装置の同期を確立する同期システムであって、
前記同期装置は、
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、
前記同期パケットを送信する送信部と、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部と、
を備え、
前記同期パケット生成部は、前記転送クロックに同期させて、前記同期パケットを生成することを特徴とする同期システム。
【請求項８】
複数の同期装置を備え、前記複数の同期装置の間でＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで、前記複数の同期装置の同期を確立する同期システムであって、
前記同期装置は、
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、
前記同期パケットを送信する送信部と、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部と、
を備え、
前記時刻情報決定部は、前記同期パケット生成部が前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と前記転送クロックとの位相差に基づいて補正することを特徴とする同期システム。
【請求項９】
ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期方法であって、
前記同期パケットを生成する同期パケット生成ステップと、
前記同期パケットを送信する送信ステップと、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信ステップのために転送する転送ステップと、
前記送信ステップにおいて前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定ステップと、
を備え、
前記同期パケット生成ステップは、前記転送クロックに同期させて、前記同期パケットを生成することを特徴とする同期方法。
【請求項１０】
ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期方法であって、
前記同期パケットを生成する同期パケット生成ステップと、
前記同期パケットを送信する送信ステップと、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信ステップのために転送する転送ステップと、
前記送信ステップにおいて前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定ステップと、
を備え、
前記時刻情報決定ステップは、前記同期パケット生成ステップにて前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と前記転送クロックとの位相差に基づいて補正することを特徴とする同期方法。
【請求項１１】
ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置のコンピュータを、
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部、
前記同期パケットを送信する送信部、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部、及び
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部として機能させ、
前記同期パケット生成部は、前記転送クロックに同期させて、前記同期パケットを生成することを特徴とする同期プログラム。
【請求項１２】
ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置のコンピュータを、
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部、
前記同期パケットを送信する送信部、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部、及び
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部として機能させ、
前記時刻情報決定部は、前記同期パケット生成部が前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と前記転送クロックとの位相差に基づいて補正することを特徴とする同期プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置、同期システム、同期プログラム、及び同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アナログテレビの電波空き帯域であるＶＨＦ(Very-High Frequency)−ｌｏｗ帯やＵＨＦ帯（Ultra-High Frequency）の地上波デジタル放送における未使用チャネルを利用した放送システムが提案されている。このような放送システムは、例えば防災及び被災時のための放送システムとして有用であり、すでに一部地域で実証実験が行われている。
【０００３】
このような放送システムでは、ＩＰネットワークで接続された複数の無線基地局を設置してカバーエリアを重複させることで、広域をカバーしている。この場合に、複数の無線基地局で同一の周波数を用いるＳＦＮ（Single Frequency Network）を採用すると、周波数利用効率の観点から有利である。
【０００４】
ＳＦＮは、例えば警察無線などの無線システムで実用化されている。しかしながら、ＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial）のようなＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調を用いる放送システムでは、基地局間同期のわずかなずれがあるだけでも、サブチャネル間の符号間干渉が起こってしまうため、無線基地局間の精密な同期が要求される。
【０００５】
上記のようにＩＰネットワークで接続された複数の無線基地局でＳＦＮにより広帯域をカバーする放送システムでは、一の無線基地局をマスター装置とし、他の無線基地局をスレーブ装置として、複数の無線基地局を同期させる。同期を確立する方式として、放送中継方式があるが、この方式では回り込みキャンセラが必要となり、コスト高となる。また、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いる方式もあるが、この方式ではＧＰＳ電波を受信可能な場所に無線基地局を設置しなければならないという制約がある。
【０００６】
よって、ＩＰネットワークを用いて安価に無線基地局間の同期を実現することが望ましい。ＩＰネットワークを介して接続されたマスター装置とスレーブ装置との間で、ＰＴＰ（Precision Time Protocol）等の手法で同期を確立する場合には、マスター装置とスレーブ装置との間で同期パケットが送受信される。
【０００７】
図７は、ＰＴＰによる時刻同期の一例の原理を説明する図である。マスター装置１０２は、スレーブ装置１０３に同期メッセージを送信し（Ｓ７１）、その送信時刻ｔ1を記録して、フォローアップメッセージによって、その記録した送信時刻ｔ1をスレーブ装置１０３に通知する（Ｓ７２）。この送信時刻ｔ1は、マスター装置１０２のクロックで計測した同期メッセージの送信時刻である。スレーブ装置１０３では、同期メッセージを受信した時刻を記録する。この受信時刻ｔ2は、スレーブ装置１０３のクロックで計測した同期メッセージの受信時刻である。また、スレーブ装置１０３は、フォローアップメッセージを受信すると、送信時刻ｔ1を記録する。
【０００８】
次に、スレーブ装置１０３は、マスター装置１０２に遅延要求メッセージを送信する（Ｓ７３）。このとき、スレーブ装置１０３は、遅延要求メッセージの送信時刻ｔ3を記録して、この送信時刻ｔ3を遅延要求メッセージに含めて送信する。この送信時刻ｔ3は、スレーブ装置１０３のクロックで計測した遅延要求メッセージの送信時刻である。マスター装置１０２は、この遅延要求メッセージを受信すると、受信時刻ｔ4を記録して、遅延応答メッセージによって、記録した受信時刻ｔ4をスレーブ装置１０３に通知する。この受信時刻ｔ4は、マスター装置１０２のクロックで計測した遅延要求メッセージの受信時刻である。
【０００９】
マスター装置１０２とスレーブ装置１０３との間の伝送遅延時間が対称であるという前提条件をおくと、以下の式（１）及び（２）が成り立つ。
Ｄ＋Ｏ＝ｔ2−ｔ1    ・・・（１）
Ｄ−Ｏ＝ｔ4−ｔ3    ・・・（２）
ここで、Ｄはマスター装置１０２とスレーブ装置１０３との間の伝送遅延時間である。また、Ｏは、マスター装置１０２のクロックとスレーブ装置１０３のクロックとのずれ（オフセット）であり、スレーブ装置１０３のクロックが進んでいるときに正の値になる。
【００１０】
式（１）及び（２）から、伝送遅延時間Ｄ及びオフセットＯは、以下の式（３）及び（４）によって求めることができる。
Ｄ＝（（ｔ2−ｔ1）＋（ｔ4−ｔ3））／２    ・・・（３）
Ｏ＝（（ｔ2−ｔ1）−（ｔ4−ｔ3））／２    ・・・（４）
【００１１】
このように、ＰＴＰによる時刻同期の処理においては、記録した同期メッセージや遅延要求メッセージの送信時間をＩＰパケットに入れ込む処理が含まれる。
【００１２】
図８は、ＰＴＰによる周波数同期の一例の原理を説明する図である。マスター装置１０２は、スレーブ装置１０３に同期メッセージを送信し（Ｓ８１）、その送信時刻ｔ1を記録して、フォローアップメッセージによって、記録した送信時刻ｔ1をスレーブ装置１０３に通知する（Ｓ８２）。この送信時刻ｔ1は、マスター装置のクロックで計測した同期メッセージの送信時刻である。スレーブ装置１０３では、同期メッセージの受信時刻ｔ2を記録する。この受信時刻ｔ2は、スレーブ装置１０３のクロックで計測した同期メッセージの受信時刻である。また、スレーブ装置１０３は、フォローアップメッセージを受信すると、送信時刻ｔ1を記録する。
【００１３】
所定の時間後に、マスター装置１０２は、再びスレーブ装置１０３に同期メッセージを送信し（Ｓ８３）、その送信時刻ｔ1´を記録して、フォローアップメッセージによって、記録した送信時刻ｔ1´をスレーブ装置１０３に通知する（Ｓ８４）。この送信時刻ｔ1´は、マスター装置のクロックで計測した同期メッセージの送信時刻である。スレーブ装置１０３では、同期メッセージの受信時刻ｔ2´を記録する。この受信時刻ｔ2´は、スレーブ装置１０３のクロックで計測した同期メッセージの受信時刻である。また、スレーブ装置１０３は、フォローアップメッセージを受信すると、送信時刻ｔ1´を記録する。
【００１４】
スレーブ装置１０３は、記録された同期メッセージ送信時刻ｔ1、ｔ1´、及び同期メッセージ受信時刻ｔ2、ｔ2´を用いて、ｔ1´−ｔ1＝ｔ2´−ｔ2となるようにクロック周波数を調整する。このように、ＰＴＰによる周波数同期の処理においては、記録した同期メッセージの送信時間をＩＰパケットに入れ込む処理が含まれる。
【００１５】
上記のように、時刻同期においても周波数同期においても、同期パケットを送信する送信時刻を正確に記録することが、精密な同期を確立する上で重要になる。しかしながら、従来より、同期パケットを送信する送信時刻を正確に記録できないという課題がある。
【００１６】
図９は、この課題を説明する図である。図９に示すように、同期パケットを送信する同期装置１３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３１とイーサーコントローラ１３２を備えている。また、ＣＰＵ１３１は同期パケット生成部１３２と時刻情報決定部１３２を備えている。同期パケット生成部１３２は、ＣＰＵ１３１のカーネルである。なお、イーサーコントローラ１３２は光通信コントローラであってもよい。
【００１７】
イーサーコントローラ１３２は、ＦＩＦＯ（First-In-First-Out）１３５を備えている。時刻情報決定部１３４が、同期パケット生成部１３３にて同期パケットが生成されて出力される時点で時刻情報（送信時刻の情報）を決定しても、イーサーコントローラ１３２のＦＩＦＯ１３５の詰まり具合で実際にネットワークに出力される時刻が、時刻情報が示す送信時刻からずれてしまう。
【００１８】
ＩＰネットワークを介してスレーブ装置のクロックをマスター装置のクロックに同期させる際の精度を向上させる技術として、特許文献１に記載の同期装置が提案されている。
【００１９】
図１０は、この従来の同期装置によって同期の精度を向上させるための構成を示すブロック図である。同期パケットを送信する同期装置１４０は、ＣＰＵ１４１とイーサーコントローラ１４２を備えている。また、ＣＰＵ１４１は同期パケット生成部１４３と時刻情報決定部１４４を備えている。パケット生成部１４３は、ＣＰＵ１４１のカーネルである。イーサーコントローラ１４２は、ＦＩＦＯ（First-In-First-Out）１４５を備えている。
【００２０】
この同期装置１４０は、ＩＰネットワークでの同期を想定しており、ＣＰＵ１４１の時刻情報決定部１４４は、ＦＩＦＯ１４５における送信キューの状態を監視し、キュー残数に応じた遅延時間を予め予測して、同期パケット生成部１４３からＦＩＦＯ１４５に同期パケットを渡す際に時刻補正をして時刻情報を決定している。これによって、ＦＩＦＯ１４５のキュー残数分の時間をキャンセルすることで、時刻情報の精度を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２０１０−１３５８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、上記の従来の技術を改良し、同期パケットを送信する送信時刻を示す時間情報の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の同期装置は、ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置であって、前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、前記同期パケットを送信する送信部と、前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、前記同期パケット生成部は、前記転送クロックに同期させて、前記同期パケットを生成する構成を有している。
【００２４】
本発明の別の態様の同期装置は、ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置であって、前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、前記同期パケットを送信する送信部と、前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、前記時刻情報決定部は、前記同期パケット生成部が前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と前記転送クロックとの位相差に基づいて補正する構成を有している。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、同期装置内における同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の同期装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態の同期装置を含む同期システムの全体構成図
【図３】本発明の同期装置内における同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれの問題を説明する図
【図４】本発明の第１の実施の形態の同期パケットの生成タイミングを示す図
【図５】本発明の第２の実施の形態の同期装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第２の実施の形態の同期パケットの生成時刻の補正方法を説明する図
【図７】ＰＴＰによる時刻同期の一例の原理を説明する図
【図８】ＰＴＰによる周波数同期の一例の原理を説明する図
【図９】同期パケットを送信する送信時刻を正確に記録できないという課題を説明する図
【図１０】従来の同期システムの構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態の同期装置について、図面を参照しながら説明する。なお、
本発明における同期装置は、周波数同期装置であってもよく時刻同期装置であってもよく、周波数および時刻同期装置であってもよい。また、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。
【００２８】
本発明の第１の実施の形態の同期装置は、ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置であって、同期パケットを生成する同期パケット生成部と、同期パケットを送信する送信部と、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部と、送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、同期パケット生成部は、転送クロックに同期させて、同期パケットを生成する。
【００２９】
この構成により、同期パケット生成部は、転送部の転送クロックに同期させて同期パケットを生成するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。
【００３０】
同期パケット生成部は、転送クロックの立ち上がりの直前のタイミングで同期パケットを生成してよい。この構成により、同期パケットが生成されると転送部から直ちに送信部に転送されるので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれをなくすことができる。
【００３１】
本発明の第２の実施の形態の同期装置は、ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置であって、同期パケットを生成する同期パケット生成部と、同期パケットを送信する送信部と、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部と、送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、時刻情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正する。
【００３２】
この構成によれば、時間情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。
【００３３】
時刻情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻に転送クロックの次の立ち上がりまでの時間を加えることで補正してよい。この構成により、同期パケットの生成時刻が、実際に転送部から転送される時刻に補正されるので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれをなくすことができる。
【００３４】
第１及び第２の実施の形態の同期装置において、時刻情報生成部は、送信部のキュー残数に基づいて時刻情報を決定してよい。この構成によれば、時刻情報を正確な送信時刻とすることができる。
【００３５】
第１及び第２の実施の形態の同期装置は、ＳＦＮにより放送を行う無線通信基地局であってよい。この構成により、ＩＳＤＢ−ＴのようなＯＦＤＭ変調を用いる放送システムの無線通信基地局に適用された場合にも、ＳＦＮによる放送を高品質なものとすることができる。
【００３６】
本発明の第１の実施の形態の同期システムは、複数の同期装置を備え、複数の同期装置の間でＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで、複数の同期装置の同期を確立する同期システムであって、同期装置は、同期パケットを生成する同期パケット生成部と、同期パケットを送信する送信部と、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部と、送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、同期パケット生成部は、転送クロックに同期させて、同期パケットを生成する。
【００３７】
この構成によっても、同期パケット生成部は、転送部の転送クロックに同期させて同期パケットを生成するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。
【００３８】
本発明の第２の実施の形態の同期システムは、複数の同期装置を備え、複数の同期装置の間でＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで、複数の同期装置の同期を確立する同期システムであって、同期装置は、同期パケットを生成する同期パケット生成部と、同期パケットを送信する送信部と、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部と、送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、時刻情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正する。
【００３９】
この構成によっても、時間情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。
【００４０】
本発明の第１の実施の形態の同期方法は、ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期方法であって、同期パケットを生成する同期パケット生成ステップと、同期パケットを送信する送信ステップと、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信ステップのために転送する転送ステップと、送信ステップにおいて同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定ステップとを備え、同期パケット生成ステップは、転送クロックに同期させて、同期パケットを生成する。
【００４１】
この構成によっても、同期パケット生成ステップは、転送ステップにおける転送クロックに同期させて同期パケットを生成するので、同期パケット生成ステップと転送ステップとの間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。
【００４２】
本発明の第２の実施の形態の同期方法は、ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期方法であって、同期パケットを生成する同期パケット生成ステップと、同期パケットを送信する送信ステップと、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信ステップのために転送する転送ステップと、送信ステップにおいて同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定ステップとを備え、時刻情報決定ステップは、同期パケット生成ステップにて同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正する。
【００４３】
この構成によっても、時間情報決定ステップは、同期パケット生成ステップにて同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正するので、同期パケット生成ステップと転送ステップとの間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。
【００４４】
本発明の第１の実施の形態の同期プログラムは、ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置のコンピュータを、同期パケットを生成する同期パケット生成部、同期パケットを送信する送信部、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部、及び送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部として機能させる。ここで、同期パケット生成部は、転送クロックに同期させて、同期パケットを生成する。
【００４５】
この構成によっても、同期パケット生成部は、転送部の転送クロックに同期させて同期パケットを生成するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。
【００４６】
本発明の第２の実施の形態の同期プログラムは、ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置のコンピュータを、同期パケットを生成する同期パケット生成部、同期パケットを送信する送信部、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部、及び送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部として機能させる。ここで、時刻情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正する。
【００４７】
この構成によっても、時間情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。
【００４８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００４９】
図２は、本発明の実施の形態の同期装置を含む同期システムの全体構成図である。図２の例では、同期を確立すべき同期装置が無線基地局であり、ＩＰネットワーク１０１を介して通信可能に接続された複数の無線基地局１０２、１０３、１０３で放送システムが構成されている。図２の例では、３つの無線基地局のみが示されているが、放送システム１００は、より多くの無線基地局を含むものであってよい。
【００５０】
放送信号（コンテンツ信号、制御信号等）は、ＩＰネットワーク１０１を介して各無線基地局１０２、１０３、１０３に送信される。各無線基地局１０２、１０３、１０３は、送信装置として、放送信号を無線送信する。図示しない放送受信端末は、近くの無線基地局からの放送信号を受信して放送コンテンツを再生する。
【００５１】
各無線基地局１０２、１０３、１０３は、互いに重複するカバーエリアを有する。また、各無線基地局１０２、１０３、１０３は、同一の周波数ｆ１を用いたＳＦＮにより放送を行う。複数の無線基地局１０２、１０３、１０３はいずれも同期装置に該当するが、無線基地局１０２、１０３、１０３のうち、１つの無線基地局１０２は同期確立においてマスター装置となり、他の無線基地局１０３は同期確立においてスレーブ装置となる。各スレーブ装置１０３が、マスター装置１０２と同期を合わせる（同調する）ことで、放送システム１００全体の同期が実現する。
【００５２】
図１は、本発明の第１の実施の形態の同期装置の構成を示すブロック図である。同期装置１１０は、ＩＰネットワークを介して接続された他の同期装置と同期を確立するための同期処理を行う。上記で説明したように、ＩＰネットワークを介して同期すべき同期装置の間で同期メッセージ、遅延要求メッセージ等の同期パケットを送受信することで、同期が実現される。
【００５３】
同期装置１１０は、ＣＰＵ１１１及びイーサーコントローラ１１２を備えている。図１では、ＣＰＵ１１１が備える同期パケット生成部１１３及び時刻情報決定部１１４の他に、メモリ１１６が示されており、イーサーコントローラ１１２が備えるＦＩＦＯ１１５が示されている。同期パケット生成部１１３は、ＣＰＵ１１１のカーネルである。同期装置１１０の機能は、第１の実施の形態の同期プログラムがコンピュータによって実行されることで実現される。
【００５４】
従来の技術と同様に、ＣＰＵ１１１から同期パケットが転送命令とともに出力されるときに、時刻情報が決定される。この同期パケットは、いったんメモリ１１６に格納されて、メモリ１１６からイーサーコントローラ１１２のＦＩＦＯ１１５に転送される。すなわち、メモリ１１６は、同期パケット生成部１１３から出力された同期パケットをＦＩＦＯ１１５に転送するためにこの同期パケットを一時的に保存する。このメモリ１１６は、上記の転送部に相当し、ＦＩＦＯ１１５は上記の送信部に相当する。
【００５５】
一般的にＣＰＵ１１１のコアクロックの周波数は、転送クロックの周波数と比較して相当に大きい。例えば、ＣＰＵ１１１のコアクロックの周波数は数千ＭＨｚ等であるのに対して、メモリ１１６の周波数は２４ＭＨｚ等である（もちろん、これらの周波数の値は一例であって、同期装置の仕様によって様々な値をとり得る）。よって、同期パケットが同期パケット生成部１１３にて生成されて出力されるときに時刻情報決定部１１４がそのときの時刻をもって時刻情報を決定したとしても、転送クロック周期分の誤差が発生してしまう。
【００５６】
図３はこの問題を説明する図である。同期パケットａ、同期パケットｂが同期パケット生成部１１３から出力される時刻が時刻情報決定部１１４にてｔa、ｔbと記録されていたとしても、メモリ１１６の転送クロックの周期が、ｔx、ｔyである場合には、同期パケットａ、同期パケットｂがＦＩＦＯ１１５に転送されるタイミングは、いずれも時刻ｔxとなってしまう。
【００５７】
そこで、第１の実施の形態の同期装置１１０において、ＣＰＵ１１１の同期パケット生成部１１３は、メモリ１１６の転送クロックに同期させて同期パケットを生成してメモリ１１６に出力する。
【００５８】
図４は、第１の実施の形態の同期パケットの生成タイミングを示す図である。同期パケット生成部１１３は、メモリ１１６の転送クロックが立ち上がる直前で同期パケットを生成して、メモリ１１６に格納して転送命令を出す。このために、メモリ１１６の転送クロックが同期パケット生成部１１３にも入力される構成とする。同期パケット生成部１１３で同期パケットが生成されたときに、時刻情報決定部１１４がその時刻を記録するが、その時刻は、実際にメモリ１１６からＦＩＦＯ１１５に転送される時刻と一致することになる。
【００５９】
本実施の形態では、さらに、時刻情報決定部１１４は、従来の技術のようにＦＩＦＯ１１５のキュー残数に基づいて時刻の補正を行う。具体的には、時刻情報決定部１１４は、ＦＩＦＯ１１５からキュー残数の情報を取得して、同期パケット生成部１１３で同期パケットが生成された時刻にキュー残数に応じた時刻を加えて時刻情報を決定する。これにより、同期パケットによる同期を従来の技術より正確に行うことができる。
【００６０】
図５は、第２の実施の形態の同期装置の構成を示すブロック図である。同期装置１２０は、ＩＰネットワークを介して接続された他の同期装置と同期を確立するための同期処理を行う。同期装置１２０は、第１の実施の形態の同期装置１１０と同様に、ＣＰＵ１２１及びイーサーコントローラ１２２を備えている。
【００６１】
また、ＣＰＵ１２１は、同期パケット生成部１２３、時刻情報決定部１２４、メモリ１２６を備え、イーサーコントローラ１２２は、ＦＩＦＯ１２５を備えている。同期パケット生成部１２３は、ＣＰＵ１２１のカーネルである。本実施の形態の同期装置１２０の機能も、本実施の形態の同期プログラムがコンピュータで実行されることによって実現される。
【００６２】
本実施の形態では、時刻情報決定部１２４にメモリ１２６の転送クロックが入力される。同期パケット生成部１２３で同期パケットが生成されると、時刻情報決定部１２４は、その生成時刻を、その生成時刻のメモリ１２６の転送クロックの立ち上がりからの位相差に従って補正する。
【００６３】
図６は、第２の実施の形態の同期パケットの生成時刻の補正方法を説明する図である。時刻情報決定部１１４は、同期パケット生成部１２３で時刻ｔaに同期パケットａが生成されると、その生成時刻ｔaを記録して、メモリ１２６の転送クロックの周期Ｔから、メモリ１１６の直近の転送クロックの立ち上がりから時刻ｔaまでの経過時間Ｔ1を引いて、次の転送クロックの立ち上がりまでの時刻Ｔ2を算出し、同期パケットａが生成された時刻をｔa＋Ｔ2と補正する。
【００６４】
本実施の形態でも、さらに、時刻情報決定部１２４は、従来の技術のようにＦＩＦＯ１２５のキュー残数に基づいて時刻の補正を行う。具体的には、時刻情報決定部１２４は、ＦＩＦＯ１２５からキュー残数の情報を取得して、上記のようにして補正された時刻ｔa＋Ｔ2にキュー残数に応じた時刻を加えて時刻情報を決定する。これにより、同期パケットによる同期を従来の技術より正確に行うことができる。
【００６５】
即ち、時刻情報決定部１２４は、同期パケットの実際の生成時刻から、メモリ１１６の転送クロックによるずれを補償する補正時間と、ＦＩＦＯ１１５によるキュー残数によるずれを補償する補正時間とを加えた時刻をその同期パケットの時刻情報とするので、同期パケットによる同期を従来の技術より正確に行うことができる。
【００６６】
以上のように、第１及び第２の実施の形態の同期装置は、いずれも装置内におけるクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。これによって、ＩＰネットワーク１０１を介して互いに通信可能に接続された、互いにカバーエリアの重複する複数の無線基地局でＳＦＮにより放送を行う場合に、その複数の無線基地局の１つをマスター装置として他をスレーブ装置としてスレーブ装置をマスター装置に同期させる場合に、精密な同期がとれ、ＳＦＮによる放送を高品質で提供できる。
【００６７】
なお、上記の同期パケットは、ＩＰネットワークを介した同期装置の同期確立のために、その送信時刻が記録されるパケットであればよく、例えばＰＴＰによる時刻同期のためにマスター装置からスレーブ装置に送信される同期メッセージや、スレーブ装置からマスター装置に送信される遅延要求メッセージであってよく、また、ＰＴＰによる周波数同期のためにマスター装置からスレーブ装置に送信される同期メッセージであってよい。同期パケットの時刻情報は、当該同期パケットに含まれてもよいし、他の同期パケットによって他の同期装置に送信されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができるという効果を有し、ＩＰネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置等として有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１０１  ＩＰネットワーク
１０２  マスター装置
１０３  スレーブ装置
１１０  同期装置
１１１  ＣＰＵ
１１２  イーサーコントローラ
１１３  同期パケット生成部
１１４  時刻情報決定部
１１５  ＦＩＦＯ
１１６  メモリ
１２０  同期装置
１２１  ＣＰＵ
１２２  イーサーコントローラ
１２３  同期パケット生成部
１２４  時刻情報決定部
１２５  ＦＩＦＯ
１２６  メモリ
１３０  同期装置
１３１  ＣＰＵ
１３２  イーサーコントローラ
１３３  同期パケット生成部
１３４  時刻情報決定部
１３５  ＦＩＦＯ
１４０  同期装置
１４１  ＣＰＵ
１４２  イーサーコントローラ
１４３  同期パケット生成部
１４４  時刻情報決定部
１４５  ＦＩＦＯ
【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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