(57)【要約】【課題】本発明は、天候の変化や受信装置の設置場所に依存せず、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を定常的に安定して監視することを目的とする。【解決手段】送信装置１から受信装置２宛の先行パケット（例えば、Ｋ番目のパケット）及び後続パケット（例えば、Ｎ番目のパケット）について、送信装置１が計測した送信時刻ＴＫ、ＴＮの間隔及び受信装置２が計測した受信時刻ＴＫ’、ＴＮ’の間隔についての差分が、周波数同期が完全に確立された場合の差分である０からどの程度ずれるかを、周波数同期精度として計測する。また、クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値より劣化したとき、その旨の情報を生成する。なお、送信装置１での先行パケット（例えば、Ｋ番目のパケット）の送信から受信装置２での後続パケット（例えば、Ｎ番目のパケット）の受信まで、送信装置１及び受信装置２間の伝搬遅延は略一定である。【選択図】図３
2014060637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置から受信装置宛のパケットについて、前記送信装置が計測した送信時刻の情報及び前記受信装置が計測した受信時刻の情報を取得する送受信時刻情報取得部と、
前記パケットのうち先行パケット及び後続パケットについて、前記送信時刻の間隔及び前記受信時刻の間隔についての差分が０から隔てる度合を算出することにより、前記送信装置が参照する送信クロック及び前記受信装置が参照する受信クロックについて、クロック周波数の同期精度を計測する周波数同期精度計測部と、
を備えることを特徴とする周波数同期精度監視装置。
【請求項２】
前記クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値より劣化したとき、その旨の情報を生成する周波数同期精度劣化情報生成部、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の周波数同期精度監視装置。
【請求項３】
前記送信装置での前記先行パケットの送信から前記受信装置での前記後続パケットの受信まで、前記送信装置及び前記受信装置間の伝搬遅延が略一定であることを特徴とする請求項１又は２に記載の周波数同期精度監視装置。
【請求項４】
前記送信クロックを参照することにより、前記パケットの送信時刻を計測し、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を送信する送信装置と、
前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を受信し、前記受信クロックを参照することにより、前記パケットの受信時刻を計測する受信装置と、
請求項１から３のいずれかに記載の周波数同期精度監視装置と、
を備えることを特徴とする送受信システム。
【請求項５】
送信装置から受信装置宛のパケットについて、前記送信装置が計測した送信時刻の情報及び前記受信装置が計測した受信時刻の情報を取得する送受信時刻情報取得ステップと、
前記パケットのうち先行パケット及び後続パケットについて、前記送信時刻の間隔及び前記受信時刻の間隔についての差分が０から隔てる度合を算出することにより、前記送信装置が参照する送信クロック及び前記受信装置が参照する受信クロックについて、クロック周波数の同期精度を計測する周波数同期精度計測ステップと、
を順に備えることを特徴とする周波数同期精度監視方法。
【請求項６】
前記クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値より劣化したとき、その旨の情報を生成する周波数同期精度劣化情報生成ステップ、を前記周波数同期精度計測ステップの後にさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の周波数同期精度監視方法。
【請求項７】
前記送信装置での前記先行パケットの送信から前記受信装置での前記後続パケットの受信まで、前記送信装置及び前記受信装置間の伝搬遅延が略一定であることを特徴とする請求項５又は６に記載の周波数同期精度監視方法。
【請求項８】
前記送信装置が、前記送信クロックを参照することにより、前記パケットの送信時刻を計測し、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を送信する送信ステップと、
前記受信装置が、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を受信し、前記受信クロックを参照することにより、前記パケットの受信時刻を計測する受信ステップと、
請求項５から７のいずれかに記載の周波数同期精度監視方法と、
を順に備えることを特徴とする送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置のクロック周波数及び送信装置のクロック周波数の間で、同期精度が劣化しているかどうかを監視する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信装置及び受信装置の間でデータ信号のみを伝送しクロック信号を伝送しない場合、受信装置において送信装置の内部クロックに同期したクロックを得るには、例えば公知のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路を用いて、送信信号からクロックを抽出する必要がある。従来技術のＰＬＬ回路Ｐの構成を図１に示す。
【０００３】
位相比較器Ｃは、データ列及び分周されたクロックの間で位相比較を行い位相誤差を検出して、位相誤差に比例したパルス幅の誤差信号を出力する。フィルタＦは、位相誤差に比例したパルス幅の誤差信号を平坦化し、位相誤差の大きさに比例した振幅を有する制御信号を出力する。ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）回路Ｖは、入力される制御信号に応じて、出力するクロックの周波数及び位相を調整する。分周器Ｄは、出力されるクロックに対して、位相比較に適切な周波数にまで逓倍するなどして、周波数の変更を行う。分周器Ｄより出力されたクロックは、再度位相比較器Ｃに入力され、データ列との間で位相比較される。
【０００４】
これらの一連のループにより、受信装置のクロックの周波数及び位相を、入力されるデータ信号の周波数及び位相に同期させる。このように、公知のＰＬＬ回路Ｐによる周波数同期によって、送信装置の内部クロックに受信装置のクロックを同期できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２８８０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、例えば、ＶＣＯ回路Ｖや位相比較器Ｃに含まれるトランジスタの性能の低下といった、経年劣化等により生じるデバイスの性能劣化により、ＰＬＬ回路Ｐにより再生された受信装置のクロックの周波数が、送信装置の内部クロックの周波数からずれることが考えられる。従来技術のＶＣＯ回路Ｖの制御方法を図２に示す。
【０００７】
ＶＣＯ回路Ｖの出力周波数は、ＶＣＯ回路Ｖの制御電圧に対して、例えば図２に示すように、ある特性によって一意に定められる。ＶＣＯ回路Ｖの制御電圧は、位相比較器ＣやフィルタＦによって主に定められ、ある一定の範囲でしか変化させることができない。
【０００８】
デバイスの経年劣化などがない正常な場合には、所望のＶＣＯ回路Ｖの出力周波数に対応するＶＣＯ回路Ｖの制御電圧が、ＶＣＯ回路Ｖの制御電圧の調整可能な範囲に含まれるため、位相比較器Ｃ及びフィルタＦによって制御電圧を適切に調整する（例えば図２の場合は、点Ａの条件で動作させる）ことで、所望の周波数がＰＬＬ回路Ｐから出力される。
【０００９】
しかしながら、例えば、ＶＣＯ回路Ｖ内のトランジスタの性能が劣化する場合、ＶＣＯ回路Ｖの出力周波数のＶＣＯ回路Ｖの制御電圧に対する特性が変化する可能性がある。
【００１０】
ここで、所望のＶＣＯ回路Ｖの出力周波数に対応するＶＣＯ回路Ｖの制御電圧が、ＶＣＯ回路Ｖの制御電圧の調整可能な範囲にある場合（例えば図２の第１の異常時の場合）、ＰＬＬ回路Ｐのフィードバックループにより負帰還がかかるため、所望のＶＣＯ回路Ｖの出力周波数が出力される（例えば図２の場合は、点Ｂの条件で動作させる）。
【００１１】
しかし、大幅なデバイスの性能劣化などにより、所望のＶＣＯ回路Ｖの出力周波数に対応するＶＣＯ回路Ｖの制御電圧が、ＶＣＯ回路Ｖの制御電圧の調整可能な範囲になくなる場合（例えば図２の第２の異常時の場合）、ＰＬＬ回路Ｐのフィードバックループにより負帰還をかけても、制御電圧の調整可能な範囲を超えて制御電圧を調整することはできないため、所望のＶＣＯ回路Ｖの出力周波数が出力されず、周波数ずれが生じてしまい、ＶＣＯ回路Ｖの出力周波数の同期精度が劣化する懸念がある。
【００１２】
このようなデバイスの性能劣化などによって劣化する可能性がある周波数同期に対しては、２つのクロックの間の周波数同期精度を監視する一つの方法として、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を測定する方法がある。
【００１３】
２つのクロックの間の周波数同期精度を算出する方法として、例えば２つのクロックのＭＴＩＥ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ  Ｅｒｒｏｒ）を測定し、その値から周波数同期精度を算出する方法がある（特許文献１）。
【００１４】
ＴＩＥ（Ｔｉｍｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ  Ｅｒｒｏｒ）は、２つのクロックの立ち上りエッジの間の位相差を表しており、ある測定時間において、ＴＩＥの最大変動量をＭＴＩＥとして表す。測定時間Ｔにおいて、ＭＴＩＥがＡという値であったときに、測定時間Ｔにおける周波数同期精度は、Ａ／Ｔであると評価できる（例えば、測定時間Ｔが１００秒でＭＴＩＥが１ｎｓであった場合、周波数同期精度は１×１０−１１と算出できる）。
【００１５】
この方法で送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を受信装置内で評価することを考えた場合には、ＭＴＩＥ測定において受信装置のクロックとの比較対象となる、送信装置の内部クロックに同期した別のクロック、或いは、時間的な周波数安定性が送信装置の内部クロックと同等以上のクロックが、受信装置内で必要である。
【００１６】
時間的な周波数安定性が送信装置の内部クロックと同等以上のクロックとして、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が提供する、共通世界時（ＵＴＣ：Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｉｍｅ）に同期したクロックを用いることも考えられる。この場合には、受信装置において、ＧＰＳ信号のレシーバを設置し、ＧＰＳ信号を受信する必要がある。
【００１７】
しかしながら、ＧＰＳ信号のレシーバの受信状況は、天候の変化例えば落雷の影響などにより劣化する可能があり、定常的に安定して周波数同期精度の監視を行うことは難しいという課題がある。また、受信装置を地下などに設置する必要があり、ＧＰＳ信号のレシーバをＧＰＳ信号の受信可能な環境に設置することが難しい場合、ＵＴＣに同期したクロックが得られず、周波数同期精度の監視を行うことは難しいという課題がある。
【００１８】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、天候の変化や受信装置の設置場所に依存せず、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を定常的に安定して監視することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、送信装置から受信装置宛の先行パケット及び後続パケットについて、送信装置が計測した送信時刻の間隔及び受信装置が計測した受信時刻の間隔についての差分が、周波数同期が完全に確立された場合の差分である０からどの程度ずれるかを、周波数同期精度として計測することとした。
【００２０】
具体的には、本発明は、送信装置から受信装置宛のパケットについて、前記送信装置が計測した送信時刻の情報及び前記受信装置が計測した受信時刻の情報を取得する送受信時刻情報取得部と、前記パケットのうち先行パケット及び後続パケットについて、前記送信時刻の間隔及び前記受信時刻の間隔についての差分が０から隔てる度合を算出することにより、前記送信装置が参照する送信クロック及び前記受信装置が参照する受信クロックについて、クロック周波数の同期精度を計測する周波数同期精度計測部と、を備えることを特徴とする周波数同期精度監視装置である。
【００２１】
また、本発明は、前記送信クロックを参照することにより、前記パケットの送信時刻を計測し、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を送信する送信装置と、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を受信し、前記受信クロックを参照することにより、前記パケットの受信時刻を計測する受信装置と、上記の周波数同期精度監視装置と、を備えることを特徴とする送受信システムである。
【００２２】
また、本発明は、送信装置から受信装置宛のパケットについて、前記送信装置が計測した送信時刻の情報及び前記受信装置が計測した受信時刻の情報を取得する送受信時刻情報取得ステップと、前記パケットのうち先行パケット及び後続パケットについて、前記送信時刻の間隔及び前記受信時刻の間隔についての差分が０から隔てる度合を算出することにより、前記送信装置が参照する送信クロック及び前記受信装置が参照する受信クロックについて、クロック周波数の同期精度を計測する周波数同期精度計測ステップと、を順に備えることを特徴とする周波数同期精度監視方法である。
【００２３】
また、本発明は、前記送信装置が、前記送信クロックを参照することにより、前記パケットの送信時刻を計測し、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を送信する送信ステップと、前記受信装置が、前記パケット及び前記パケットの送信時刻の情報を受信し、前記受信クロックを参照することにより、前記パケットの受信時刻を計測する受信ステップと、上記の周波数同期精度監視方法と、を順に備えることを特徴とする送受信方法である。
【００２４】
この構成によれば、天候の変化や受信装置の設置場所に依存せず、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を定常的に安定して監視することができる。
【００２５】
また、本発明は、前記クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値より劣化したとき、その旨の情報を生成する周波数同期精度劣化情報生成部、をさらに備えることを特徴とする周波数同期精度監視装置である。
【００２６】
また、本発明は、前記クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値より劣化したとき、その旨の情報を生成する周波数同期精度劣化情報生成ステップ、を前記周波数同期精度計測ステップの後にさらに備えることを特徴とする周波数同期精度監視方法である。
【００２７】
この構成によれば、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度が劣化したことを、送信装置や受信装置やこれらの管理装置などに報知することができる。
【００２８】
また、本発明は、前記送信装置での前記先行パケットの送信から前記受信装置での前記後続パケットの受信まで、前記送信装置及び前記受信装置間の伝搬遅延が略一定であることを特徴とする周波数同期精度監視装置である。
【００２９】
また、本発明は、前記送信装置での前記先行パケットの送信から前記受信装置での前記後続パケットの受信まで、前記送信装置及び前記受信装置間の伝搬遅延が略一定であることを特徴とする周波数同期精度監視方法である。
【００３０】
この構成によれば、算出される差分は、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数のずれに起因するものであり、送信装置及び受信装置間の伝搬遅延の時間変動に起因するものでない。よって、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を、さらに定常的に安定して監視することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、天候の変化や受信装置の設置場所に依存せず、送信装置及び受信装置のクロックの間の周波数同期精度を定常的に安定して監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来技術のＰＬＬ回路の構成を示す図である。
【図２】従来技術のＶＣＯの制御方法を示す図である。
【図３】本発明の周波数同期精度の計測方法を示す図である。
【図４】本発明の第１の受信装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の受信装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の送信処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の受信処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の受信処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３４】
（周波数同期精度の計測方法）
本発明の周波数同期精度の計測方法を図３に示す。送信装置１は、受信装置２に、パケット及びタイムスタンプを送信する。送信装置１及び受信装置２のクロックの周波数は、それぞれｆ１及びｆ２である。周波数ｆ２が周波数ｆ１と等しければ、受信装置２は送信装置１との間で周波数同期を確立できている。周波数ｆ２が周波数ｆ１と大きく異なるならば、受信装置２は送信装置１との間で周波数同期を確立できていない。
【００３５】
Ｋを、１以上Ｎ−１以下（Ｎについては後述）の整数とする。まず、送信装置１は、Ｋ番目のパケットの送信時に、周波数ｆ１のクロックを参照してＫ番目のパケットの送信時刻ＴＫを計測し、Ｋ番目のパケットの送信時刻ＴＫの情報をタイムスタンプとして受信装置２に送信する。次に、受信装置２は、Ｋ番目のパケットの受信時に、Ｋ番目のパケットの送信時刻ＴＫの情報をタイムスタンプとして送信装置１から受信し、周波数ｆ２のクロックを参照してＫ番目のパケットの受信時刻ＴＫ’を計測し、Ｋ番目のパケットの受信時刻ＴＫ’の情報をタイムスタンプとして打刻する。
【００３６】
送信装置１が受信装置２にＮ番目のパケット及びタイムスタンプを送信したとき、受信装置２が送信装置１との間で周波数同期を確立できているかどうか、監視する場合を考える。ここで、周波数同期を確立できている場合と周波数同期を確立できていない場合で、計測されたパケットの受信時刻は異なる。つまり、ＴＫ’（ｆ１＝ｆ２）≠ＴＫ’（ｆ１〜ｆ２）であり、ＴＮ’（ｆ１＝ｆ２）≠ＴＮ’（ｆ１〜ｆ２）である。ただし、１番目のパケットについては、Ｔ１’（ｆ１＝ｆ２）＝Ｔ１’（ｆ１〜ｆ２）とする。
【００３７】
送信装置１及び受信装置２間の伝搬遅延の時間変動がないときには、受信装置２でのＫ番目及びＮ番目のパケットの受信間隔は、送信装置１でのＫ番目及びＮ番目のパケットの送信間隔と等しいはずである。送信装置１及び受信装置２間の伝搬遅延の時間変動がない場合として、送信装置１及び受信装置２の間にスイッチやルータを介さない場合などがあり、例えば、送信装置１がＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）であり、受信装置２がＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）である、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を適用する場合などがある。ＰＯＮは、温度の時間変動以外の要因では、伝搬遅延の時間変動が小さい。
【００３８】
すると、周波数同期を確立できている場合は、受信装置２で計測されたＴＫ’（ｆ１＝ｆ２）及びＴＮ’（ｆ１＝ｆ２）の間隔は、送信装置１で計測されたＴＫ及びＴＮの間隔と等しいはずである。しかし、周波数同期を確立できていない場合は、受信装置２で計測されたＴＫ’（ｆ１〜ｆ２）及びＴＮ’（ｆ１〜ｆ２）の間隔は、送信装置１で計測されたＴＫ及びＴＮの間隔と異なってしまう。つまり、受信装置２で計測されたＴＫ’（ｆ１〜ｆ２）及びＴＮ’（ｆ１〜ｆ２）の間隔が送信装置１で計測されたＴＫ及びＴＮの間隔と異なる度合が、周波数同期を確立できていない度合に対応する。
【００３９】
周波数同期を確立できていない度合として、周波数差の割合（ｆ２−ｆ１）／ｆ１、周波数差ｆ２−ｆ１、位相差２πｆ１｛（ＴＮ’−ＴＫ’）−（ＴＮ−ＴＫ）｝、などがあげられる。ここで、周波数ｆ１は１／（ＴＮ−ＴＫ）に比例して、周波数ｆ２は１／（ＴＮ’−ＴＫ’）に比例する。よって、周波数差の割合は、（ｆ２−ｆ１）／ｆ１＝（ＴＮ−ＴＫ）／（ＴＮ’−ＴＫ’）−１と算出することができる。そして、周波数差ｆ２−ｆ１は、送信側の周波数ｆ１が既知であれば、周波数差の割合（ｆ２−ｆ１）／ｆ１に対して、周波数ｆ１を乗算することにより、算出することができる。
【００４０】
以上では、送信装置１及び受信装置２間において、周波数差の割合、周波数差、位相差及び伝搬遅延の時間変動がないと説明した。しかし、周波数同期を確立できているかどうかを過誤なく判断することができる程度に、送信装置１及び受信装置２間の伝搬遅延の時間変動があってもよい。そこで、送信装置１及び受信装置２間の伝搬遅延の時間変動がどの程度あってもよいのかを説明する。
【００４１】
周波数同期を確立できているかどうかを判断するため、周波数同期を確立できていない度合に対して、判断閾値を事前設定している。ここでは、周波数同期を確立できていない度合として周波数差の割合（ｆ２−ｆ１）／ｆ１を考える。ここで、周波数差の割合（ｆ２−ｆ１）／ｆ１は、正又は負のいずれもとりうる。そこで、周波数差の割合の絶対値｜（ｆ２−ｆ１）／ｆ１｜に対して、判断閾値としてｔ（＞０）を選ぶ。
【００４２】
Ｋ番目及びＮ番目のパケットについて、伝搬遅延の時間変動ＴＶ’を考慮しないときには、周波数差の割合（ｆ２−ｆ１）／ｆ１は、（ＴＮ−ＴＫ）／（ＴＮ’−ＴＫ’）−１と算出される。Ｋ番目及びＮ番目のパケットについて、伝搬遅延の時間変動ＴＶ’を考慮するときには、周波数差の割合（ｆ２−ｆ１）／ｆ１は、（ＴＮ−ＴＫ）／（ＴＮ’−ＴＫ’−ＴＶ’）−１と算出される。ただし、ＴＶ’の符号は、伝搬遅延が大きくなる場合に正であり、伝搬遅延が小さくなる場合に負とする。
【００４３】
ここで、伝搬遅延の時間変動ＴＶ’を考慮しないときには、算出された周波数差の割合（ｆ２−ｆ１）／ｆ１が周波数同期が確立された場合の０であるが、伝搬遅延の時間変動ＴＶ’を考慮するときには、周波数差の割合の絶対値｜（ｆ２−ｆ１）／ｆ１｜が判断閾値ｔ（＞０）を超えるための、ＴＶ’の条件を考える。つまり、伝搬遅延の時間変動ＴＶ’を考慮しないときには、周波数同期を確立できていると判断するが、伝搬遅延の時間変動ＴＶ’を考慮するときには、周波数同期を確立できていないと判断するための、ＴＶ’の条件を考える。
【００４４】
（ＴＮ−ＴＫ）／（ＴＮ’−ＴＫ’）−１＝０及び｜（ＴＮ−ＴＫ）／（ＴＮ’−ＴＫ’−ＴＶ’）−１｜＞ｔが成立している。すると、ＴＶ’＞０の場合には、ＴＶ’＞｛ｔ／（１＋ｔ）｝（ＴＮ−ＴＫ）〜ｔ（ＴＮ−ＴＫ）となる。そして、ＴＶ’＜０の場合には、ＴＶ’＜−｛ｔ／（１−ｔ）｝（ＴＮ−ＴＫ）〜−ｔ（ＴＮ−ＴＫ）となる。ここで、ｔ＜＜１と仮定した。これにより、周波数同期を確立できているかどうかを過誤なく判断するためには、送信装置１及び受信装置２間の伝搬遅延の時間変動ＴＶ’は、ないに越したことはないが、その絶対値がｔ（ＴＮ−ＴＫ）程度以下であればよい。
【００４５】
以上では、変数Ｋ、Ｎの値を用いることにより、周波数同期精度を監視すると説明した。しかし、変数Ｋ、Ｎの値を必ずしも用いることなく、周波数同期精度を監視してもよい。つまり、周波数同期精度の監視においては、送信装置１で計測された送信時刻Ｔと、受信装置２で打刻された受信時刻Ｔ’が、受信装置２において１対１にひも付けられていれば十分である。そして、受信装置２においてパケットを受信した際に、送信装置１で計測された送信時刻Ｔと、受信装置２で打刻された受信時刻Ｔ’を、受信装置２において一括して保管するなどにより、変数Ｋ、Ｎを用いずともひも付けることが可能である。
【００４６】
以上では、送信装置１及び受信装置２のカウンタの示す値に相関がない状態を例にとって説明した。しかし、送信装置１のカウンタ値を送付した際に、受信装置２のカウンタ値を送信装置１のカウンタ値に一致させる場合にも、本発明は実施可能である。両者のカウンタ値の差分のみが必要であり、両者のカウンタ値そのものは必要でない。
【００４７】
（受信装置の構成）
本発明の第１の受信装置の構成を、図４に示す。本発明の第２の受信装置の構成を、図５に示す。第１の受信装置２は、データ読み取り２１、タイムスタンプ読み取り部２２、タイムスタンプ保持部２３、クロック抽出部２４、カウンタ２５、タイムスタンプ生成部２６及び周波数差検出部２７から構成される。第２の受信装置２は、データ読み取り２１、タイムスタンプ読み取り部２２、内部クロック２８、カウンタ２５、タイムスタンプ生成部２６及び周波数差検出部２７から構成される。
【００４８】
第１の受信装置２及び第２の受信装置２では、タイムスタンプ読み取り部２２及びタイムスタンプ生成部２６が、送受信時刻情報取得部に相当する。当該構成要素は、送信装置１から受信装置２宛のパケットについて、送信装置１が計測した送信時刻Ｔの情報及び受信装置２が計測した受信時刻Ｔ’の情報を取得する。
【００４９】
第１の受信装置２及び第２の受信装置２では、周波数差検出部２７が、周波数同期精度計測部に相当する。当該構成要素は、受信パケットのうち先行パケット（例えば、図３のＫ番目のパケット）及び後続パケット（例えば、図３のＮ番目のパケット）について、送信時刻ＴＮ、ＴＫの間隔及び受信時刻ＴＮ’、ＴＫ’の間隔についての差分が０から隔てる度合を算出することにより、送信装置１が参照する送信クロック及び受信装置２が参照する受信クロックについて、クロック周波数の同期精度を計測する。
【００５０】
第１の受信装置２及び第２の受信装置２では、周波数差検出部２７が、周波数同期精度劣化情報生成部に相当する。当該構成要素は、クロック周波数の同期精度が事前設定された精度閾値（例えば、図３の判断閾値ｔ）より劣化したとき、その旨の情報を生成する。
【００５１】
上述のように、送信装置１での先行パケット（例えば、図３のＫ番目のパケット）の送信から受信装置２での後続パケット（例えば、図３のＮ番目のパケット）の受信まで、送信装置１及び受信装置２間の伝搬遅延の時間変動ＴＶ’の絶対値は、ｔ（ＴＮ−ＴＫ）程度以下であり、送信装置１及び受信装置２間の伝搬遅延は、略一定である。
【００５２】
タイムスタンプ読み取り部２２、タイムスタンプ生成部２６及び周波数差検出部２７は、周波数同期精度監視装置を構成する。この周波数同期精度監視装置は、図４及び図５のように、受信装置２内に備えてもよく、変形例として、受信装置２外に備えてもよい。
【００５３】
次に、第１の受信装置２の詳細について説明する。データ読み取り部２１は、送信装置１から送信されたデータ信号を入力され、送信装置１から送信されたデータを読み取り、受信装置２外部へと出力する。タイムスタンプ読み取り部２２は、送信装置１から送信されたタイムスタンプを入力され、送信装置１から送信されたタイムスタンプ値ＴＫを読み取り、タイムスタンプ保持部２３へと出力する。また、タイムスタンプ読み取り部２２は、送信装置１から送信されたタイムスタンプ値ＴＫを受信した際に、タイムスタンプ生成の制御信号をタイムスタンプ生成部２６へと出力する。
【００５４】
タイムスタンプ生成部２６は、カウンタ２５より得られたローカルの時刻に基づいて、タイムスタンプ値ＴＫ’を生成し、タイムスタンプ保持部２３へと出力する。タイムスタンプ保持部２３は、これまでの送信装置１及び受信装置２におけるタイムスタンプ値を保持し、必要に応じて周波数差検出部２７にタイムスタンプ値を出力する。
【００５５】
周波数差検出部２７は、タイムスタンプ保持部２３より出力されたタイムスタンプ値の組み合わせに基づいて、周波数差の割合、周波数差、位相差といった周波数同期精度が劣化したかどうかを判断するために必要な値を算出する。また、周波数差検出部２７は、あらかじめ定められた閾値と比較することで、周波数同期精度が劣化したかどうかを判定し、周波数誤差及び同期精度劣化情報を受信装置２外部へと出力する。
【００５６】
ここで、タイムスタンプ生成部２６へローカルの時刻を送付するカウンタ２５の動作クロックは、クロック抽出部２４より得られたクロックを用いる。例えば、クロック抽出部２４は、送信装置１より送付されたデータ信号或いはタイムスタンプに対して、ＰＬＬ回路などにより周波数同期したクロックを再生し、カウンタ２５へと送付する。または、クロック抽出部２４は、データ信号或いはタイムスタンプに対して周波数同期したクロックの周波数がカウンタ２５に出力すべきクロックの周波数と異なる場合は、逓倍器或いは分周器等を用いることで、カウンタ２５に出力すべきクロックの周波数をデータ信号或いはタイムスタンプに対して周波数同期したクロックの周波数に変換してもよい。
【００５７】
なお、クロック抽出部２４の周波数が安定してから、クロック周波数の同期監視をスタートするのが望ましい。例えば、ＰＬＬ回路によってクロック抽出する場合には、ＰＬＬ回路内のフィルタによってクロックが安定するまでの時間を設計することができる（例えば、数十ｍｓ程度）。クロックが安定する時間に比べて十分長い時間待機することで、受信装置２の内部のクロックを安定させることができる。
【００５８】
次に、第２の受信装置２の詳細について説明する。第２の受信装置２が第１の受信装置２と異なる点は、カウンタ２５に送付するクロックを生成する部分が、クロック抽出部２４ではなく、内部クロック２８となっている点である。
【００５９】
例えば、内部クロック２８として、恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ：Ｏｖｅｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｘｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を用いることが考えられる。内部クロック２８により得られたクロックは、クロック抽出部２４により得られたクロックよりも周波数同期精度は落ちるが、ある程度の精度で周波数の同期は可能である。
【００６０】
内部クロック２８の場合も、クロック抽出部２４と同様に、周波数が安定してからクロック周波数の同期監視をスタートさせるのが望ましい。例えば、ＯＣＸＯの場合、恒温槽が温まることで出力クロックが安定するため、恒温槽を温めるのにかかる時間に比べて十分長い時間待機することで、受信装置２の内部のクロックを安定させることができる。
【００６１】
このような受信装置２によれば、データ信号は伝送されるがクロック信号は伝送されない送受信装置間で、クロック周波数の同期精度の監視及び修正の際に、送受信装置間のクロックの再生方法の差異によるジッタの影響を受けずにすむ。
【００６２】
（送信処理の内容）
本発明の送信処理のフローチャートを図６に示す。送信装置１は、変数Ｋに対して１を代入し（ステップＳ１）、ある時間待機してから（ステップＳ２）、タイムスタンプの送付を行い（ステップＳ３）、ＫにＫ＋１を代入する（ステップＳ４）ことを繰り返す。
【００６３】
ここで、待機時間は、タイムスタンプの送信間隔に相当するパラメータであり、固定の時間でもよいし、ランダムな時間でもよい。また、Ｋは、送信スタートから該当のタイムスタンプを送出するときまでの、送出した全タイムスタンプ数に相当する。
【００６４】
（受信処理の内容）
本発明の第１の受信処理のフローチャートを図７に示す。タイムスタンプ生成部２６は、変数Ｋに対して１を代入し（ステップＳ１１）、送信装置１からのタイムスタンプを受信するまで待機する（ステップＳ１２）。ここで、Ｋは、受信スタートから該当のタイムスタンプを受信するときまでの、受信した全タイムスタンプ数に相当する。送信装置１及び受信装置２を同時にスタートし、送信されたタイムスタンプがロスなく全て受信された場合には、送信装置１及び受信装置２で管理するＫの値は一致する。
【００６５】
タイムスタンプ読み取り部２２は、送信装置１からタイムスタンプＴ１を受信し、タイムスタンプ生成部２６は、受信装置２でのタイムスタンプＴ１’を打刻し、Ｔ１及びＴ１’が保存される（ステップＳ１３）。タイムスタンプ生成部２６は、ＫにＫ＋１を代入し（ステップＳ１４）、送信装置１からのタイムスタンプを受信するまで待機する（ステップＳ１５）。タイムスタンプ読み取り部２２は、送信装置１からタイムスタンプＴＫを受信し、タイムスタンプ生成部２６は、受信装置２でのタイムスタンプＴＫ’を打刻し、ＴＫ及びＴＫ’が保存される（ステップＳ１６）。
【００６６】
周波数差検出部２７は、ＴＫ＋１’、ＴＫ’、ＴＫ＋１、ＴＫに基づいて、送信装置１及び受信装置２のクロックについて、周波数差の割合又は周波数差を計算して報知する（ステップＳ１７、Ｓ１８）。そして、周波数差検出部２７は、計算した周波数差の割合又は周波数差が、周波数差の割合の閾値（例えば、５×１０−８など）又は周波数差の閾値（例えば、５Ｈｚなど）と比較して小さいかどうかの判定を行う（ステップＳ１９）。
【００６７】
周波数差検出部２７は、計算した周波数差の割合又は周波数差が周波数差の割合の閾値又は周波数差の閾値と比較して小さい場合には（ステップＳ１９においてＹＥＳ）、周波数同期精度が劣化していないと判断する。タイムスタンプ生成部２６は、ＫにＫ＋１を代入して（ステップＳ１４）、次のタイムスタンプを受信するまで再び待機する。
【００６８】
周波数差検出部２７は、計算した周波数差の割合又は周波数差が周波数差の割合の閾値又は周波数差の閾値と比較して大きい場合には（ステップＳ１９においてＮＯ）、周波数同期精度が劣化したと判断し（ステップＳ２０）、受信装置２外部に周波数同期精度が劣化したことを通知し（ステップＳ２１）、受信処理を終了する。
【００６９】
本発明の第２の受信処理のフローチャートを図８に示す。第２の受信処理が第１の受信処理と異なる点は、周波数同期精度が劣化した際に、その旨を受信装置２外部に通知し、その後受信処理を終了せず、継続的に監視を行う点にある。これにより、一度周波数同期精度が劣化した場合でも、その後周波数同期精度を継続的に監視することができる。
【００７０】
このような受信処理によれば、データ信号は伝送されるがクロック信号は伝送されない送受信装置間で、クロック周波数の同期精度の監視及び修正の際に、送受信装置間のクロックの再生方法の差異によるジッタの影響を受けずにすむ。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係る周波数同期精度監視装置、送受信システム、周波数同期精度監視方法及び送受信方法は、一般に、送受信信号にクロック信号が含まれない送受信装置に適用することができ、特に、送受信装置間の伝搬遅延の時間変動が小さい通信システム（例えば、スイッチやルータを介さない通信システムやＰＯＮ）に適用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
Ｐ：ＰＬＬ回路
Ｃ：位相比較器
Ｆ：フィルタ
Ｖ：ＶＣＯ回路
Ｄ：分周器
１：送信装置
２：受信装置
２１：データ読み取り部
２２：タイムスタンプ読み取り部
２３：タイムスタンプ保持部
２４：クロック抽出部
２５：カウンタ
２６：タイムスタンプ生成部
２７：周波数差検出部
２８：内部クロック
【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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