(57)【要約】【課題】時報送信ジッタを小さくすることが可能な通信装置を得る。【解決手段】クロック信号発生部と、クロック信号の周期のｎ１（ｎ１＞１は定数の自然数）倍の所定周期で時刻情報を更新する時計と、時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成部と、送信部と、送信部に対して、送信指示を行う制御部とを備える。フレーム生成部は、生成したフレームを、順次、送信部に送る。制御部は、時刻情報が更新されてからクロック信号の周期をｎ２（ｎ２は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、フレームの送信を指示する。【選択図】図１
2006217573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の周期性を有する信号を生成する信号生成手段と、
前記一定の周期のｎ１（ｎ１＞１は定数の自然数）倍の所定周期で時刻情報を更新する時刻更新手段と、
前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成手段と、
前記フレーム生成手段が生成したフレームを、順次、他の通信装置へ送信する送信手段と、
前記送信手段に対して、前記他の通信装置へのフレームの送信指示を行う制御手段とを備え、
前記フレーム生成手段は、生成したフレームを、順次、前記送信手段に送り、
前記制御手段は、前記時刻情報が更新されてから前記信号の周期をｎ２（ｎ２は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
一定の周期性を有する信号を生成する信号生成手段と、
前記一定の周期よりも大きな所定周期で時刻情報を更新する時刻更新手段と、
前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成手段と、
前記フレーム生成手段が生成したフレームを、順次、他の通信装置へ送信する送信手段と、
前記送信手段に対して、前記他の通信装置へのフレームの送信指示を行う制御手段とを備え、
前記フレーム生成手段は、生成したフレームを、順次、前記送信手段に送り、
前記送信指示の直前に前記時刻情報が更新された時刻を送信指示直前時刻とすると、前記制御手段は、前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の開始時刻および前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の次の周期の開始時刻の何れか一方の時刻、または、前記両開始時刻のうち前記送信指示直前時刻に近い方の時刻から、前記信号の周期をｎ３（ｎ３は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示することを特徴とする通信装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記フレーム生成手段に対して、フレームの生成を指示する生成指示手段と、
前記送信指示を行う送信指示信号を発生する指示信号発生手段とを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の通信装置。
【請求項４】
前記制御手段は、さらに、他の通信装置から送られてきたフレームを受信中か否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段によりフレームを受信中であると判断された場合には、前記指示信号発生手段は、前記送信指示信号の発生を停止することを特徴とする請求項３記載の通信装置。
【請求項５】
前記制御手段は、さらに、前記判定手段によりフレームの受信が終了したと判定された時刻から、送信指示信号の発生時刻までの時間を調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項４記載の通信装置。
【請求項６】
前記送信指示信号の発生から、フレームの送信までに一定の時間が必要とされる場合、
前記判定手段によりフレームの受信が終了したと判定された時刻から、送信指示信号を発生させるまでの時間を待機時間とすると、
前記調整手段は、前記フレームの受信が終了したと判定された時刻から、前記待機時間と前記一定の時間とが経過した後の時刻が、前記判定手段によりフレームの受信が終了したと判定された時刻から、第１の時間経過後であって、かつ、第２の時間経過前の時刻となるように、前記待機時間を調整することを特徴とする請求項５記載の通信装置。
【請求項７】
前記信号生成手段、時刻更新手段、フレーム生成手段、および制御手段は、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従ったＭＡＣ層であって、
前記送信手段は、前記規格に従った物理層であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の通信装置。
【請求項８】
所定周期で更新された時刻情報をサンプリングして得られた情報を時報情報とすると、前記時報情報を含めたフレームを他の通信装置へ送信する通信装置であって、
前記フレームのうち任意の２つのフレームを第１のフレームと第２のフレームとし、
前記第１のフレームに含まれる時報情報で示される時刻と、前記第２のフレームに含まれる時報情報で示される時刻との差分を第１の差分とし、
前記第１のフレームが他の通信装置に送信され始める時刻と、前記第２のフレームが他の通信装置に送信され始める時刻との差分を第２の差分とし、
前記第１の差分と第２の差分との差分を資料とすると、
前記資料の標準偏差を前記所定周期で除して得られた値が、０．１４４３３７６未満であることを特徴とする通信装置。
【請求項９】
所定周期で更新された時刻情報をサンプリングして得られた情報を時報情報とすると、前記時報情報を含めたフレームを他の通信装置へ送信する通信装置であって、
前記フレームが他の通信装置に送信され始める時刻と、該フレームに含まれる時報情報が更新された時刻との差分を資料とすると、
前記資料の標準偏差を前記所定周期で除して得られた値が、０．１４４３３７６未満であることを特徴とする通信装置
【請求項１０】
ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従ったＭＡＣ層を有しており、
前記ＭＡＣ層で生成されるビーコンフレームが、ＴＢＴＴ時刻に他の通信装置に送信されない場合であって、かつ、前記ビーコンフレームの伝送速度が一定である場合に、前記資料の標準偏差を前記所定周期で除して得られた値が、０．１４４３３７６未満となることを特徴とする請求項８または９に記載の通信装置。
【請求項１１】
無線ＬＡＮのアクセスポイントであることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の通信装置。
【請求項１２】
フレームの送信指示を受けた送信手段が、フレーム生成手段が生成したフレームを、他の通信装置へ送信する通信方法であって、
一定の周期性を有する信号を生成する信号生成ステップと、
前記一定の周期のｎ１（ｎ１＞１は定数の自然数）倍の所定周期で時刻情報を更新する時刻更新ステップと、
前記時刻情報が更新されてから前記信号の周期をｎ２（ｎ２は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する指示ステップと、
前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成ステップと、
前記フレーム生成手段が生成したフレームを順次受け付け、前記フレームを他の通信装置へ順次送信する送信ステップとを備えることを特徴とする通信方法。
【請求項１３】
フレームの送信指示を受けた送信手段が、フレーム生成手段が生成したフレームを、他の通信装置へ送信する通信方法であって、
一定の周期性を有する信号を生成する信号生成ステップと、
前記一定の周期よりも大きな所定周期で時刻情報を更新する時刻更新ステップと、
前記フレームの送信指示の直前に前記時刻情報が更新された時刻を送信指示直前時刻とすると、前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の開始時刻および前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の次の周期の開始時刻の何れか一方の時刻、または、前記両開始時刻のうち前記送信指示直前時刻に近い方の時刻から、前記信号の周期をｎ３（ｎ３は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する指示ステップと、
前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成ステップと、
前記フレーム生成手段が生成したフレームを順次受け付け、前記フレームを他の通信装置へ順次送信する送信ステップとを備えることを特徴とする通信方法。
【請求項１４】
請求項１から１１の何れか１項に記載の通信装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期を必要とするフレームを送信する通信装置、通信方法、プログラム、および、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の端末装置を備えた通信ネットワークが知られている。図１３は、このような通信ネットワークの概略構成を示した図である。同図に示すとおり、通信ネットワーク７０は、端末装置７１、端末装置７２、および端末装置７３を備えている。また、端末装置７１は通信装置８１を、端末装置７２は通信装置８２を、端末装置７３は通信装置８３を、それぞれ備えている。なお、以下では、端末装置７１が送信側の装置として機能し、端末装置（７２・７３）が受信側の装置として機能しているとして説明する。また、以下では、説明の便宜上、端末装置７１がＡＰ（Access Point）として機能し、端末装置７２および７３がＳＴＡ（Station）として機能している場合を説明する。
【０００３】
ここで、上記データが、映像データや音声データ等の実時間性の保証が要求されるストリームデータである場合、各通信装置８１〜８３内の各時計が互いに同期（高い精度で同期）している必要がある。また、通信装置８１から通信装置（８２・８３）へのデータの送信に際しては、データ送信が確実に行われたか否かを確認するため、上記同期が必要となる。さらに、通信装置８１からは上記データがフレーム形式で送信されるが、連続するフレーム間には時間的な制約があるため、上記同期が必要となる。
【０００４】
しかしながら、通常、図１４に示すとおり、通信装置の時計の進み度合いは、いわゆる標準時を常に示す時計（以下、標準時計と称する）の進み度合いよりも、速かったり、または、遅かったりする。このため、時間の経過と共に、各通信装置の時計の時刻と標準時計の時刻とのずれ量が大きくなる。また、通信装置の時計の進み度合いは、通常、各通信装置８１〜８３により異なる。それゆえ、図１５に示すとおり、通信装置間では時刻が相違してしまう。
【０００５】
したがって、上記のような通信ネットワーク７０においては、各通信装置８１〜８３の各時計の時刻を定期的に合わせる必要がある。なお、以下では、「端末装置の時計」と記した場合には、端末装置内の通信装置の時計を示すものとする。
【０００６】
時計の時刻を合わせる方法としては、通信装置の時計の時刻を、ある一つの通信装置の時計の時刻に合わせる方法が挙げられる。例えばＩＥＥＥ８０２．１１（非特許文献１）の規格に従った無線ＬＡＮ（Local Area Network）の場合には、この方法が採られている。具体的には、この無線ＬＡＮでは、図１６に示すとおり、ネットワーク上のＳＴＡの各時計の時刻を、ＡＰ（端末装置）の時計の時刻に合わせている。
【０００７】
また、時計の時刻を合わせる他の方法としては、図１７に示すとおり、データを受信する端末装置Ｃ（図１３においては端末装置７２・７３に対応）の時計の時刻を、データを送信する端末装置Ｂ（図１３においては端末装置７１に対応）の時計の時刻に合わせる方法が挙げられる。
【０００８】
ところで、図１７において、端末装置Ａから端末装置Ｂに対して同期が必要となるデータが送られる場合を考慮すると、端末装置Ｂの時計の時刻を端末装置Ａの時計の時刻に合わせる必要がある。ここで、端末装置Ｂの時計が一つしかないとすると、端末装置Ｃの時計の時刻を端末装置Ａの時計の時刻に間接的に合わせることとなる。それゆえ、この場合には、端末装置Ｃと端末装置Ｂとの間では、精度の高い時刻の同期を実現することが難しい。このため、端末装置Ｂは、端末装置Ａ用の時計と端末装置Ｃ用の時計とを設けることが好ましい。
【０００９】
いずれにしても、上述した両方法においては、ある端末装置の時計の時刻を、他の端末装置の時計の時刻に合わせることとなる。そこで、以下に、このように、ある端末装置の時計の時刻を他の端末装置の時計の時刻に合わせる方法について、具体的に説明する。
【００１０】
図１８は、通信装置８１から、通信路ｒを介して、通信装置８２へデータが送信される場合を示している。さらに、通信装置８２の時計の時刻を、通信装置８１の時刻に合わせる場合の構成を示している。また、通信装置８１は、時計１０１、フレーム生成部１０２、および変調部１０３を備え、通信装置８２は、復調部１１１、フレーム解析部１１２、および同期化部１１３を備えている。また、同期化部１１３は、時計１１４を備えている。
【００１１】
通信装置８１の時計１０１は、一定周期（Ｔｓ）毎に、時計１０１内に備えられたレジスタに記憶された時刻情報を更新する。なお、以下では、この時刻情報で示される時刻を、時報更新時刻と称する。また、Ｔｓを、時刻情報更新周期と称する。
【００１２】
フレーム生成部１０２は、時計１０１の時刻（詳しくは、レジスタ内の時刻情報）をサンプリングする。なお、以下では、上記サンプリングした時刻情報を時報データと称する。そして、フレーム生成部１０２は、該時報データ、ヘッダ、および通信装置８１の上位（具体的には、通信装置８１を除いた端末装置７１）から送られてきたデータ（以下、上位データ）を合わせて、フレームｆを作成する。このフレームｆは、変調部１０３に送られて、変調される。その後、変調されたフレームｆは、通信路ｒを介して、通信装置８２の復調部１１１に送られる。なお、説明の便宜上、受信側の通信装置８２に送られたフレームをフレームｆ′と表記する。
【００１３】
復調部１１１では、上記変調されたフレームｆ′が復調される。そして、復調されたフレームｆ′は、フレーム解析部１１２に送られる。フレーム解析部１１２では、フレームｆ′が解析され、上位データおよび時報データが抽出される。そして、フレーム解析部１１２は、上位データを通信装置８２の上位（具体的には、通信装置８２を除いた端末装置７２）へ送る。また、フレーム解析部１１２は、上記時報データを同期化部１１３へ送る。そして、同期化部１１３は、フレーム解析部１１２から送られた時報データを用いて、時計１１４の時刻を更新する。この時刻の更新の方法としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１で用いられる図１９に示すとおりの、直接、時報データを用いて更新する方法（第１の更新方法）が挙げられる。
【００１４】
なお、図１８の例においては、時報データと上位データとが同一のフレームに含まれる構成を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ＴＧｅの規格に示されているように、上位データを含まない時報用の非データフレームを用いる構成であってもよい。
【００１５】
ここで、上記第１の更新方法を用いた場合の具体例を、図２０に基づいて説明する。同図に示す３つの横軸は、通信装置８１の時計１０１の時刻を示している。つまり、同図は、時計１０１の時刻を基準とした表記をしている。また、時刻ｔ１〜ｔ６は、フレーム生成部１０２によりサンプリングが行われた時刻（以下、サンプリング時刻と称する）を示している。この時刻ｔｎが時刻データとして、フレームｆｎに含められる（ｎ：１〜６の自然数）。また、各フレームｆ１〜ｆ６は、通信装置８２で受信される。なお、同図においては、通信装置８２で受信されたフレームを、フレームｆ１〜ｆ６に対応付けて、それぞれフレームｆ１′〜ｆ６′として記している。
【００１６】
また、通信装置８２の同期化部１１３では、時刻ｔｎ′において、フレームｆｎ′に含まれた時報データを用いて時計１１４を更新する。このため、通信装置８１において時刻ｔｎでサンプリングすることにより得られた時報データに示された時刻（つまりｔｎ）が、時刻ｔｎ′において通信装置８２の時計１１４の時刻となる。つまり、ｔｎの時刻（通信装置８１の時計１０１の時刻）においては、時計１０１の時刻がｔｎであるのに対し、時計１１４の時刻はｔｎ′となる。なお、以下では、時刻ｔｎ′を時計更新時刻と称する。
【００１７】
また、同図においては、ｄ１〜ｄ６は、それぞれ、各サンプリング時刻と、各サンプリング時刻に対応する時計更新時刻との差分（遅延時間）を示している。つまり、ｄｎは、ｔｎ′からｔｎを差し引いた値を示している（ｎ：１〜６の自然数）。
【００１８】
ところで、同図に示すとおり、上記差分（ｄ１〜ｄ６）には、ばらつきが生じる。その理由としては、（１）通信路ｒにおける通信時間の相違、（２）送信側の通信装置８１でのフレーム生成処理に要する時間の相違、（３）変調部１０３における変調処理に要するの時間の相違、（４）受信側の通信装置８２でのフレーム解析処理に要する時間の相違、（５）復調部１１１における復調処理に要する時間の相違等が挙げられる。
【００１９】
また、同図の破線は、通信装置８１の時計１０１の進み度合いと、通信装置８２の時計１１４の進み度合いとが同一であると仮定した場合を示している。この場合には、時計１０１の時刻と時計１１４の時刻との差分は、時刻ｔｎ′からｔｎ＋１′の間で、一定値であるｄｎとなる。したがって、ジッタ（つまり、時計１０１と時計１１４との差分の変動幅）は、｜ｄ２−ｄ４｜となる（同図のジッタ１）。なお、以下では、単に「ジッタ」と記載した場合には、時計１０１と時計１１４との差分の変動幅を示すものとする。
【００２０】
一方、上記各破線に対応した実線は、時計１１４の進み度合いが時計１０１の進み度合いよりも遅い場合を示している。この場合には、時刻ｔ５′直前における両時計の時刻の差分をｄ４′とすると、ジッタは、｜ｄ２−ｄ４′｜となる（同図のジッタ２）。つまり、この場合には、両時計の時刻の進み度合いが同一である場合よりも、ジッタの値が大きくなる。また、時計１１４の進み度合いが時計１０１の進み度合いよりも速い場合も同様に、両時計の時刻の進み度合いが同一である場合よりも、ジッタの値が大きくなる。
【００２１】
このように、受信側の時計１１４の進み度合いと、送信側の時計１０１の進み度合いとが異なると、ジッタの値が大きくなる。
【００２２】
なお、上記（２）および（３）で示した時間の相違は、それぞれ、変調部１０３にフレームｆが入力される時に時報データをフレームに入れることにより、フレームが変調部１０３に入ってから通信路ｒに送信されるまでの時間を一定とすることにより、なくすることができる。また、上記（４）および（５）で示した時間の相違は、復調処理時間およびフレームの解析に要する時間を時計の更新の際に考慮することにより、なくすることができる。
【００２３】
ところで、ＩＥＥＥ８０２．１１の無線ＬＡＮにおいて、図１９に基づいた方法（第１の更新方法）を用いた場合、ジッタは、４μｓ〜１０μｓとなる。しかしながら、通信装置８１・８２間で送信されるデータの種類によっては、上記ジッタの値は大きすぎる場合がある。例えばＭＰＥＧ２（Motion Picture Expert Group 2）のストリームデータを送信する場合には、ジッタが５００ｎｓを超えると、受信側の端末装置７１で再生される映像や音声の品質が劣化してしまう。さらにＩＥＥＥ１３９４の規格に規定されるアイソクロノス用データを伝送する場合、要求されるジッタは１００ｎｓである。
【００２４】
そこで、ジッタを小さくするため、上記第１の更新方法とは別の方法を採る必要がある。この方法としては、ＰＬＬ回路（Phase Locked Loop）を用いて時刻を更新する方法（第２の更新方法）が挙げられる。図２１は、同期化部１１３が、このＰＬＬ回路を含んだ構成を示した図である。
【００２５】
ＰＬＬ回路を備えた構成では、図２２の実線で示したとおり、制御開始から一定時間が経過すると、時計１０１の時刻と時計１１４の時刻との差分は、比較的小さい値の範囲内で安定する。また、同図では、破線は、ＰＬＬ回路を備えていない場合における、時計１０１の時刻と時計１１４の時刻との差分を示している。そして、ＰＬＬ回路を備える場合には、同図に示すとおり、上記一定時間経過後に関するジッタは、ＰＬＬ回路を備えない構成と比較して小さくなる。
【００２６】
ところで、図２１に示したＫＰ（比例要素）およびＫＩ（積分要素）の値は、ジッタの精度（つまり、時計１０１と時計１１４との差分の変動幅の少なさ度合い）や安定に要する時間に影響する。例えば、図２３において細線（細い方の実線）で示すとおり、ＫＰとＫＩとの値を大きくした場合には、安定に要する時間（図中の０からＴＦ）は短いが、ＴＦ時間経過後のジッタに関しては精度が低い。つまり、ジッタが或る程度大きくなる。一方、ＫＰとＫＩとの値を小さくした場合には、同図において破線で示すとおり、ジッタの精度は高いが、安定に要する時間（図中の０からＴＬ）は長くなってしまう。
【００２７】
そこで、ＰＬＬ回路を用いる場合には、ＫＰとＫＩとを時間をパラメータとして制御する方法が採られている。具体的には、制御開始時には、ＫＰとＫＩとの値を大きくし、ＫＰとＫＩとの値を段階的に小さい値に切り替えていく。同図においては、時刻ＴＧ１と時刻ＴＧ２とにおいて、ＫＰとＫＩとを小さくしている。これにより、同図の太線で示すとおり、時刻ＴＬよりも早い時刻ＴＭにおいて、時計１０１と時計１１４との差分を安定させることができる。言い換えると、時刻ＴＬよりも早い時刻ＴＭにおいて、精度の高いジッタを達成することができる。
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１１（１９９９年１月）
【非特許文献２】ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１１ｅ  Ｄｒａｆｔ１１（２００４年１０月）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、ＫＰとＫＩとの制御を行っても、短時間内には、ジッタを所定の値まで小さくすることができない。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従った場合、数百ｎｓのジッタを達成するのに、数十分も要してしまう。
【００２９】
このように、ＰＬＬ回路を用いても短時間内にジッタを所定の値まで小さくできない要因は、時報頻度と時報送信ジッタとにある。まず、時報頻度について説明する。
【００３０】
受信側の通信装置８２の同期化部１１４にＰＬＬ回路が備えられている場合、時報頻度を高くする（つまり時報データが含まれたフレームの頻度を高くする）すると、ＫＰおよびＫＩの切り替えを頻繁に行うことができる。このため、上記安定に要する時間を短くできる。それゆえ、時報頻度を高くすることが好ましい。しかしながら、時報データが含まれたフレームの頻度を高くすることは、それだけ無線帯域におけるオーバヘッドが大きくなることになり、好ましくない場合もある。
【００３１】
次に、時報送信ジッタについて説明する。
【００３２】
時報送信ジッタは、時報データが含まれたフレームが変調部１０３から通信路ｒに出力され始める時刻と、該フレームに含まれる時報データが更新された時刻との差の変動幅で表される。つまり、上記両時刻の差の最大値と、両時刻の差の最小値との差分の絶対値が時報送信ジッタである。
【００３３】
また、時刻情報は一定周期（Ｔｓ）で更新されるため、時報送信ジッタは、時報データが含まれたフレームが変調部１０３から通信路ｒに出力され始める時刻と、該フレームが変調部１０３に対して入力され始めた時刻の直前の時報更新時刻との差の変動幅としても捉えることができる。
【００３４】
ここで、変調部１０３における処理時間の誤差等の、変調部１０３にフレームが入力され始めた後に変調部１０３内の処理で生じる処理時間の誤差を０と仮定した場合における、上記時報送信ジッタの大きさについて説明する。
【００３５】
通常、上記時報データが含まれたフレームが変調部１０３に入力され始めた時刻と、該時刻の直前の時報更新時刻（以下、直前の時報更新時刻と称する）との差（つまり遅延時間）は、一定とならない。つまり、図２４に示すとおり、フレーム１に関する遅延時間Ｔｄ１と、フレーム２に関する遅延時間Ｔｄ２と、フレーム３に関する遅延時間Ｔｄ３とは、必ずしも一致しない。このため、最大の遅延時間をＴｄｍａｘと、最小の遅延時間をＴｄｍｉｎとすると、フレーム生成部１０２から変調部１０３への時報データを含んだフレームの送信に関して、Ｔｄｍａｘ−Ｔｄｍｉｎで示される変動幅が生ずることとなる。したがって、この場合、Ｔｄｍａｘ−Ｔｄｍｉｎで示される変動幅が時報送信ジッタとなる。
【００３６】
なお、フレーム作成部１０２から変調部１０３の間には、インターフェイス（図示せず）が存在するため、フレーム作成部１０２から出力されたフレームは、所定時間経過後、変調部１０３に入力され始める。ただし、上記所定時間は、一定の時間であるため、時報送信ジッタには影響を及ぼさないので、以下では、当該時間を考慮せずに説明を行うこととする。また、以下では、説明の便宜上、変調部１０３にフレームが入力され始めた後に変調部１０３内の処理で生じる処理時間の誤差を０と仮定した場合について説明する。
【００３７】
ここで、時報送信ジッタが大きくなると、上述したジッタ（時計１０１と時計１１４との差分の変動幅）が大きくなると共に、上述した安定に要する時間が長くなってしまう。このため、時報送信ジッタを小さくすることが好ましい。
【００３８】
ＩＥＥＥ８０２．１１では上記のＴｄｍａｘ−Ｔｄｍｉｎの時報送信ジッタは上記時刻情報更新周期（Ｔｓ）であり、これを小さくする一つの方法は、Ｔｓを小さく（例えば、１０ｎｓ）することである。しかしながら、この場合、上記規格に従った従来の装置との間で互換性が保てなくなる。このため、ＩＥＥＥ８０２．１１ではＴｓを小さくすることは現実的ではない。
【００３９】
したがって、従来の装置との互換性を保ちつつ、短時間内にジッタを所定の値まで小さくするためには、時報送信ジッタを別の方法で小さくすることが必要となる。
【００４０】
ところで、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格においては、時報データは、ビーコンフレームに含まれる。なお、ビーコンフレームは、上述した上位データが含まれないフレームである。以下では、ビーコンフレームをビーコンと記載する。
【００４１】
ＡＰ（ここでは通信装置８１を含んだ端末装置７１とする）は、ビーコンを、全てのＳＴＡに対してブロードキャストする。そして、ビーコンを受けた全てのＳＴＡは、ビーコンに含まれた時報データを用いて、ＳＴＡ内の時計の時刻を合わせる。また、上記規格においては、ビーコンは、通常１００ｍｓ程度の周期で、フレーム生成部１０２から変調部１０３を介して通信路ｒに送信される。さらに、ＡＰの時計（ここでは時計１０１）は、１μｓ毎に、時計１０１内に備えられたレジスタに対して時刻情報を更新する。つまり、Ｔｓ＝１μｓとなっている。図２５は、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格の場合における、図２４に対応した図である。同図では、フレームの替わりにビーコンを示し、上述したとおり、Ｔｓを１μｓとしている。
【００４２】
また、通常、フレーム生成部１０２に用いられるクロック信号の周期（以下、クロック周期）は、１μｓ／Ｎ（Ｎは２以上の整数）である。さらに、時計１０１に関しても、このクロック信号に同期して、１μｓ毎に上記時刻情報を更新している。このため、Ｎ個のクロック毎に、上記レジスタの時刻情報が更新される。
【００４３】
ところで、図２６（ａ）に示すとおり、連続して送信されるビーコンに関し、変調部１０３に入力される時刻の差（時間差）を、常に、１μｓ×Ｋ（Ｋは正の整数）とすることができれば、時報送信ジッタを０とできる。しかしながら、現実には、上記時間差を、常に１μｓ×Ｋに保つことはできない。以下、この理由を説明する。
【００４４】
複数の端末装置が通信路にフレームを送信し、複数のフレームが通信路に存在することとなった場合には、何れのフレームも正確に伝送されなくなる。そこで、ＩＥＥＥ８０２．１１では、ある端末装置がフレーム（ビーコンを含む）を送信している場合には、このフレームの伝送が完了するまでは、他の端末装置はフレームを送信できない構成としている。
【００４５】
このため、図２６（ｂ）に示すとおり、ＳＴＡ（ここでは端末装置７１以外の他の端末装置）が送信したフレームのために、ＡＰ（つまり端末装置７１）は、ビーコン２を、ビーコン１から所定の間隔（１μｓ×Ｋ）で送信することができなくなる。その結果、上述したように、通信装置８１では、上記時間差を、常に１μｓ×Ｋに保つことはできなくなる。
【００４６】
ところで、上記のような場合には、ＡＰは、少なくとも、上記ＳＴＡによるフレームの伝送が終了するまでの時間（同図のＴＥ）、ビーコン２の送信を待つこととなる。さらに、フレームとフレーム（ビーコンを含む）との間隔も、所定時間空ける必要がある。ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従った物理層（ここでは変調部１０３および復調部１１１）を用いて通信を行う場合には、この所定時間として、２５±０．９μｓの範囲内の一つの時間が規定されている。また、上記所定時間は、ＰＩＦＳ（Point Coordination Function Interframe Space）と呼ばれている。
【００４７】
次に、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格において、実際に生じうる時報送信ジッタの大きさについて説明する。
【００４８】
図２７は、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従った、一般的なＡＰの通信装置の構成を示した図である。以下では、通信装置８１が、同図に示す構成を有しているものとして説明する。つまり、通信装置８１が、図１８に示した、時計１０１、フレーム生成部１０２、および変調部１０３以外に、少なくとも制御部１０４および復調部１０５を備えているものとして説明する。また、ここでは、上記所定時間を、２５μｓとして説明する。また、フレーム生成部１０２に用いられるクロック信号が、制御部１０４においても用いられているものとする。
【００４９】
制御部１０４は、内部で、ＴＸ＿ＢＥＡＣＯＮ信号を発生する。また、このＴＸ＿ＢＥＡＣＯＮ信号は、図２８に示すとおり、通常はＯＦＦレベル状態であって、所定のタイミングでＯＮレベル状態となるパルス波である。
【００５０】
また、制御部１０４は、さらに、内部でＷＡＩＴ信号およびＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号を発生する。さらに、制御部１０４は、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号を変調部１０３に送る。なお、ＷＡＩＴ信号はレベル信号であり、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号はパルス波である。ＷＡＩＴ信号がＯＮレベル状態となる場合、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号がＯＮレベル状態となる場合については、後述する。
【００５１】
復調部１０５は、内部でＣＣＡ（Clear Channel Assessment）信号を生成し、このＣＣＡ信号を制御部１０４に送る。また、復調部１０５は、通信路ｒにフレームが存在している間（つまり、復調部１０５がフレームを受信している間）、ＣＣＡ信号をＯＮレベル状態とする。そして、ＯＮレベル状態のＣＣＡ信号を制御部１０４が受け付けている間、制御部１０４は、変調部１０３に対する、ビーコンの変調開始指示を出せない。
【００５２】
また、復調部１０５がフレームを受信しなくなると、ＣＣＡ信号はＯＦＦになり、これを認識した制御部１０４は内部で一定時間（２５μｓ−ＴＰ）にわたり上記ＷＡＩＴ信号をＯＮレベル状態とする。なお、上記ＴＰは、変調部１０３がビーコンの変調処理を開始してから、変調したビーコンを通信路ｒに出力し始めるまでの時間である。
【００５３】
制御部１０４は、上記ＷＡＩＴ信号がＯＮレベル状態からＯＦＦレベル状態へとなった時点で、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号をＯＮレベル状態とする。そして、変調部１０３が、制御部１０４から、ＯＮレベル状態のＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号を受けた場合、変調処理を開始する。そして、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号がＯＮレベル状態となってから、ＴＰ時間経過後、変調されたビーコンが通信路ｒに対して出力される。これにより、復調部１０５がフレームを受信し終わった後、さらに２５μｓ経過すると、ビーコンが通信路に対して出力される。
【００５４】
なお、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号により変調部１０３は変調処理の開始を行うが、実際に、フレームデータを変調部１０３に受け渡すのはＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号がＯＦＦに戻り、かつ、ある期間が経過してからであり、この期間は変調部１０３の実装に依存する。よって、制御部１０４は変調部１０３へのデータの受け渡しを開始するまでに、制御部１０４はフレーム生成部１０２に対してビーコンの生成指示を送る必要がある。しかしながら、この生成指示を出せるタイミングの期間は比較的に長いため実装方法が多様に渡ること、および、生成指示を出すタイミングが時報送信ジッタに影響を及ぼさないため、生成指示を出すタイミングについての説明は省略する。
【００５５】
なお、上記のように、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号がＯＮレベル状態となってからＴＰ時間時間経過後に、変調されたビーコンが送信されるように設定されているのは、プリアンブルの生成処理を含めた変調処理に時間を要するためである。
【００５６】
ここで、図２８に示すように、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号がＯＮレベル状態となるまでの、制御部１０４における処理フローを図２９に基づいて説明する。なお、同図においては、各信号のＯＮレベル状態を１として、ＯＦＦレベル状態を０として表記している。
【００５７】
まず、制御部１０４により、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号を、ＯＦＦレベル状態とする（Ｓ９１）。Ｓ９１の後は、制御部１０４により、ＴＸ＿ＢＥＡＣＯＮ信号が、ＯＮレベル状態か否かが判断される（Ｓ９２）。Ｓ９２において、ＯＮレベル状態でない場合には、再度、Ｓ９２に戻る。一方、Ｓ９２において、ＯＮレベル状態である場合には、制御部１０４により、ＣＣＡ信号がＯＦＦレベル状態であって、かつ、ＷＡＩＴ信号がＯＦＦレベル状態であるか否かが判断される（Ｓ９３）。
【００５８】
そして、Ｓ９３において、両信号のうち、少なくとも１つの信号がＯＮレベル状態であると判断された場合には、再度、Ｓ９３に戻る。一方、Ｓ９３において、両信号が、ＯＦＦレベル状態であると判断された場合には、一定時間、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号をＯＮレベル状態とし、その後、同信号をＯＦＦレベル状態とする（Ｓ９４）。さらに、Ｓ９４の後は、再度、Ｓ９２に戻る。以上で、一連の処理を終了する。
【００５９】
ところで、ＩＥＥＥ８０２．１１では、上記ＴＰは、一定の時間である。また、上述したＰＩＦＳとしては、２５±０．９μｓの範囲内の固定された値が用いられる（この例では、２５μｓ）。さらに、ＣＣＡ信号がＯＦＦレベル状態となるタイミングは、フレーム（ビーコン含む）の送信環境等により変化するものである。それゆえ、ＯＦＦレベル状態となる時刻と、ＯＦＦレベル状態となる直前の時報更新時刻との時間差は、一定ではない。
【００６０】
したがって、ビーコンが変調部１０３から通信路ｒに出力される時刻と、上述した直前の時報更新時刻との差は、常には一定とならない。
【００６１】
また、図２５においても示したとおり、ビーコンが変調部１０３に入力される時刻と、上記直前の時報更新時刻との差（遅延時間）は、一定とならない。
【００６２】
そして、この遅延時間の最小値は０となる。一方、制御部１０４、フレーム生成部１０２のクロック周期は、１μｓ／Ｎであるため、上記遅延時間の最大値は、（１μｓ／Ｎ）×（Ｎ−１）となる。つまり、クロック周期の（Ｎ−１）倍となる。したがって、最大で、クロック周期×（Ｎ−１）の時報送信ジッタが生じてしまう。
【００６３】
以上のように、時報データが、上位データを含んだフレームで送られる場合であっても、あるいは、ビーコンに含まれて送られる場合であっても、時報送信ジッタは必ず生じるものであり、時報データを送る側の通信装置を長く稼動させれば、必ず、時報送信ジッタはクロック周期×（Ｎ−１）になる。
【００６４】
また、上述したように、従来のように時報送信ジッタが大きいと、短時間内には上記ジッタを小さくすることはできない。このため、ＭＰＥＧ２等のストリームデータを扱う場合、受信側の端末装置７２において高品位な映像や音声を再生するためには、時報送信ジッタを小さくする必要がある。
【００６５】
しかしながら、ＩＥＥＥ８０２.１１の規格に限らず、現在では、時報送信ジッタを小さくすることは試みられていない。
【００６６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、時報送信ジッタを小さくすることが可能な通信装置、通信方法、プログラム、および、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００６７】
本発明に係る通信装置は、上記の課題を解決するため、一定の周期性を有する信号を生成する信号生成手段と、前記一定の周期のｎ１（ｎ１＞１は定数の自然数）倍の所定周期で時刻情報を更新する時刻更新手段と、前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成手段と、前記フレーム生成手段が生成したフレームを、順次、他の通信装置へ送信する送信手段と、前記送信手段に対して、前記他の通信装置へのフレームの送信指示を行う制御手段とを備え、前記フレーム生成手段は、生成したフレームを、順次、前記送信手段に送り、前記制御手段は、前記時刻情報が更新されてから前記信号の周期をｎ２（ｎ２は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示することを特徴としている。
【００６８】
上記の構成によれば、信号生成手段により、一定の周期性を有する信号が生成される。また、時刻更新手段により、前記一定の周期のｎ１（ｎ１＞１は定数の自然数）倍の所定周期で時刻情報が更新される。さらに、フレーム生成手段により、時刻情報が含まれたフレームが生成され、送信手段により、このフレームが、順次、他の通信装置へ送ることができる。
【００６９】
また、上記の構成によれば、前記時刻更新手段および前記制御手段は、前記信号生成手段が生成した信号に同期して、前記フレームの送信の指示を、前記時刻情報が更新されてから前記信号の周期をｎ２（ｎ２は定数の自然数）倍した時間が経過した後に行う。したがって、例えばＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従ったＭＡＣ層で生じる時報送信ジッタを０とすることができる。
【００７０】
その結果、従来生じていた時報送信ジッタよりも、時報送信ジッタを小さくすることが可能となる通信装置を提供することが可能となるという効果を奏する。
【００７１】
また、本発明に係る通信装置は、上記の課題を解決するため、一定の周期性を有する信号を生成する信号生成手段と、前記一定の周期よりも大きな所定周期で時刻情報を更新する時刻更新手段と、前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成手段と、前記フレーム生成手段が生成したフレームを、順次、他の通信装置へ送信する送信手段と、前記送信手段に対して、前記他の通信装置へのフレームの送信指示を行う制御手段とを備え、前記フレーム生成手段は、生成したフレームを、順次、前記送信手段に送り、前記送信指示の直前に前記時刻情報が更新された時刻を送信指示直前時刻とすると、前記制御手段は、前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の開始時刻および前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の次の周期の開始時刻の何れか一方の時刻、または、前記両開始時刻のうち前記送信指示直前時刻に近い方の時刻から、前記信号の周期をｎ３（ｎ３は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示することを特徴としている。
【００７２】
上記の構成によれば、前記時刻更新手段および前記制御手段は、前記信号生成手段が生成した信号に同期していない場合に対応することができる。この場合、時刻更新手段により、前記一定の周期よりも大きな所定周期で時刻情報が更新される。
【００７３】
また、制御手段は、送信手段へのフレームの送信指示を、この送信指示の直前に時刻情報が更新された時刻を送信指示直前時刻とすると、前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の開始時刻および前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の次の周期の開始時刻の何れか一方の時刻、または、前記両開始時刻のうち前記送信指示直前時刻に近い方の時刻から、前記信号の周期をｎ３（ｎ３は定数の自然数）倍した時間が経過した後に行う。
【００７４】
それゆえ、フレームの送信指示の時刻と、この送信指示の直前に時刻情報が更新された時刻との差（時間）の変動幅を、常に、上記信号の一周期以内とすることができる。また、時刻情報は、所定周期で更新される。
【００７５】
このため、フレームの送信指示の時刻と、該フレームに含まれる時報データが更新された時刻との差の変動幅も、常に、上記信号の一周期以内とすることができる。
【００７６】
また、生成したフレームは、フレーム生成手段により、順次、送信手段に送られる。さらに、フレーム生成手段から出力されたフレームが、送信手段へ入力され始めるまでの時間は、各フレームで同じである。
【００７７】
それゆえ、時刻情報が含まれたフレームが送信手段から他の装置へと出力され始める時刻と、該フレームに含まれる時報データが更新された時刻との差の変動幅（つまり、時報送信ジッタ）も、常に、上記信号の一周期以内となる。また、上記信号の一周期は、従来生じていた時報送信ジッタの上限値である上記時刻情報の更新周期（つまり所定周期）よりも小さい。
【００７８】
したがって、従来生じていた時報送信ジッタよりも、時報送信ジッタを小さくすることが可能となる通信装置を提供することが可能となるという効果を奏する。
【００７９】
また、本発明に係る通信装置は、上記の通信装置において、前記制御手段は、前記フレーム生成手段に対して、フレームの生成を指示する生成指示手段と、前記送信指示を行う送信指示信号を発生する指示信号発生手段とを備えていることを特徴としている。
【００８０】
上記の構成によれば、指示信号発生手段により、前記送信手段に対して、前記他の通信装置へのフレームの送信を指示する送信指示信号を発生することができる。さらに、生成指示手段により、前記送信指示信号に基づいて、前記フレーム生成手段に前記指示を行うことができる。
【００８１】
また、本発明に係る通信装置は、上記の通信装置において、前記制御手段は、さらに、他の通信装置から送られてきたフレームを受信中か否かを判定する判定手段を備え、前記判定手段によりフレームを受信中であると判断された場合には、前記指示信号発生手段は、前記送信指示信号の発生を停止することを特徴としている。
【００８２】
上記の構成によれば、判定手段により、他の通信装置から送られてきたフレームを受信中か否かを判定することができる。また、フレームを受信中であると判断された場合には、前記指示信号発生手段は、前記送信指示信号の発生を停止できる。
【００８３】
したがって、フレームを受信中は、自装置からフレームの送信を停止することができるという効果を奏する。
【００８４】
また、本発明に係る通信装置は、上記の通信装置において、前記制御手段は、さらに、前記判定手段によりフレームの受信が終了したと判定された時刻から、送信指示信号の発生時刻までの時間を調整する調整手段を備えることを特徴としている。
【００８５】
上記の構成によれば、調整手段により、前記判定手段によりフレームの受信が終了したと判定された時刻から、送信指示信号の発生時刻までの時間を調整することができる。
【００８６】
それゆえ、送信指示信号の発生タイミングを制御することができる。
【００８７】
したがって、前記指示のタイミングを制御することが可能となるという効果を奏する。
【００８８】
また、本発明に係る通信装置は、上記の通信装置において、前記送信指示信号の発生から、フレームの送信までに一定の時間が必要とされる場合、前記判定手段によりフレームの受信が終了したと判定された時刻から、送信指示信号を発生させるまでの時間を待機時間とすると、前記調整手段は、前記フレームの受信が終了したと判定された時刻から、前記待機時間と前記一定の時間とが経過した後の時刻が、前記判定手段によりフレームの受信が終了したと判定された時刻から、第１の時間経過後であって、かつ、第２の時間経過前の時刻となるように、前記待機時間を調整することを特徴としている。
【００８９】
上記の構成によれば、前記送信指示信号の発生から、前記次のフレームの送信までに一定の時間が必要とされる場合であっても、前記調整手段により、前記フレームの受信が終了したと判定された時刻から、前記待機時間と前記一定の時間とが経過した後の時刻が、前記判定手段によりフレームの受信が終了したと判定された時刻から、第１の時間経過後であって、かつ、第２の時間経過前の時刻となるように、前記待機時間が調整される。
【００９０】
したがって、フレームの受信が終了したと判定された後、第１の時間経過後であって、かつ、第２の時間経過前に、前記フレームの次のフレームを送信する通信規格下においても、本通信装置を適用することができるという効果を奏する。
【００９１】
また、本発明に係る通信装置は、上記の通信装置において、前記信号生成手段、時刻更新手段、フレーム生成手段、および制御手段は、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従ったＭＡＣ層であって、前記送信手段は、前記規格に従った物理層であることを特徴としている。
【００９２】
上記の構成によれば、前記信号生成手段、時刻更新手段、フレーム生成手段、および制御手段は、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従ったＭＡＣ層であって、前記送信手段は、前記規格に従った物理層である。
【００９３】
したがって、本通信装置を、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従った装置として利用することができるという効果を奏する。
【００９４】
また、本発明に係る通信装置は、上記の課題を解決するために、所定周期で更新された時刻情報をサンプリングして得られた情報を時報情報とすると、前記時報情報を含めたフレームを他の通信装置へ送信する通信装置であって、前記フレームのうち任意の２つのフレームを第１のフレームと第２のフレームとし、前記第１のフレームに含まれる時報情報で示される時刻と、前記第２のフレームに含まれる時報情報で示される時刻との差分を第１の差分とし、前記第１のフレームが他の通信装置に送信され始める時刻と、前記第２のフレームが他の通信装置に送信され始める時刻との差分を第２の差分とし、前記第１の差分と第２の差分との差分を資料とすると、前記資料の標準偏差を前記所定周期で除して得られた値が、０．１４４３３７６未満であることを特徴としている。
【００９５】
上記の構成によれば、上記資料の最大値と最小値との差が時報送信ジッタに該当する。
【００９６】
また、他の通信装置との間で生じる時報送信ジッタが、図１２のように前記所定周期の半分であって、かつ、時報送信ジッタの分布が一様分布であると仮定した場合、上記差の標準偏差は前記所定周期の０．１４４３３７６となる。この関係が成り立つことを以下で詳細に説明する。
【００９７】
まず、図１２のＸが時報送信ジッタであり、２Ｘが所定周期である。時報送信ジッタＸの範囲はａからｂまでである。この場合、一様分布の標準偏差は以下の式
一様分布の標準偏差＝(ｂ−ａ)/(２√３)＝Ｘ/(２√３)
で表される。ここで、上式を所定周期（２Ｘ）でさらに除すると、以下の式
一様分布の標準偏差/２Ｘ＝Ｘ/(２√３)/２Ｘ＝１/(４√３)＝０．１４４３３７６
で表すように、上記差の標準偏差は前記所定周期の０．１４４３３７６となる関係が成り立つ。
【００９８】
したがって、上記所定周期の半分未満の時報送信ジッタが必要とされる場合、概ね、このジッタを実現できる値にまで、時報送信ジッタを抑えることができるという効果を奏する。
【００９９】
また、本発明に係る通信装置は、上記の課題を解決するために、所定周期で更新された時刻情報をサンプリングして得られた情報を時報情報とすると、前記時報情報を含めたフレームを他の通信装置へ送信する通信装置であって、前記フレームが他の通信装置に送信され始める時刻と、該フレームに含まれる時報情報が更新された時刻との差分を資料とすると、前記資料の標準偏差を前記所定周期で除して得られた値が、０．１４４３３７６未満であることを特徴としている。
【０１００】
上記の構成によれば、上記資料の最大値と最小値との差が時報送信ジッタに該当する。
【０１０１】
また、他の通信装置との間で生じる時報送信ジッタが、前記所定周期の半分であって、かつ、時報送信ジッタの分布が一様分布であると仮定した場合、上記差の標準偏差は前記所定周期の０．１４４３３７６となる。
【０１０２】
したがって、上記所定周期の半分未満の時報送信ジッタが必要とされる場合、概ね、このジッタを実現できる値にまで、時報送信ジッタを抑えることができるという効果を奏する。
【０１０３】
また、本発明に係る通信装置は、上記の通信装置において、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従ったＭＡＣ層を有しており、前記ＭＡＣ層で生成されるビーコンフレームが、ＴＢＴＴ時刻に他の通信装置に送信されない場合であって、かつ、前記ビーコンフレームの伝送速度が一定である場合に、前記資料の標準偏差を前記所定周期で除して得られた値が、０．１４４３３７６未満となることを特徴としている。
【０１０４】
上記の構成によれば、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格において、ビーコンフレームが所定のタイミングで送信できない場合であっても、上述したジッタを実現できる値にまで、時報送信ジッタを抑えることができるという効果を奏する。
【０１０５】
また、本発明に係る通信装置は、上記の通信装置において、無線ＬＡＮのアクセスポイント（ＡＰ）であることを特徴としている。
【０１０６】
上記の構成によれば、無線ＬＡＮのＡＰに対して、従来生じていた時報送信ジッタよりも、時報送信ジッタを小さくすることが可能となる通信装置を提供することが可能となるという効果を奏する。
【０１０７】
また、本発明に係る通信方法は、上記の課題を解決するために、フレームの送信指示を受けた送信手段が、フレーム生成手段が生成したフレームを、他の通信装置へ送信する通信方法であって、一定の周期性を有する信号を生成する信号生成ステップと、前記一定の周期のｎ１（ｎ１＞１は定数の自然数）倍の所定周期で時刻情報を更新する時刻更新ステップと、前記時刻情報が更新されてから前記信号の周期をｎ２（ｎ２は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する指示ステップと、前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成ステップと、前記フレーム生成手段が生成したフレームを順次受け付け、前記フレームを他の通信装置へ順次送信する送信ステップとを備えることを特徴としている。
【０１０８】
上記の方法によれば、上述した通信装置と同様に、フレームの送信の指示を、前記時刻情報が更新されてから前記信号の周期をｎ２（ｎ２は定数の自然数）倍した時間が経過した後に行う。したがって、例えばＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従ったＭＡＣ層で生じる時報送信ジッタを０とすることができる。
【０１０９】
したがって、従来生じていた時報送信ジッタよりも、時報送信ジッタを小さくすることが可能となる通信方法を提供することが可能となるという効果を奏する。
【０１１０】
また、本発明に係る通信方法は、上記の課題を解決するために、フレームの送信指示を受けた送信手段が、フレーム生成手段が生成したフレームを、他の通信装置へ送信する通信方法であって、一定の周期性を有する信号を生成する信号生成ステップと、前記一定の周期よりも大きな所定周期で時刻情報を更新する時刻更新ステップと、前記フレームの送信指示の直前に前記時刻情報が更新された時刻を送信指示直前時刻とすると、前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の開始時刻および前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の次の周期の開始時刻の何れか一方の時刻、または、前記両開始時刻のうち前記送信指示直前時刻に近い方の時刻から、前記信号の周期をｎ３（ｎ３は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する指示ステップと、前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成ステップと、前記フレーム生成手段が生成したフレームを順次受け付け、前記フレームを他の通信装置へ順次送信する送信ステップとを備えることを特徴としている。
【０１１１】
上記の方法によれば、上述した通信装置と同様に、フレームの送信指示の時刻と、この送信指示の直前に時刻情報が更新された時刻との差（時間）の変動幅を、常に、上記信号の一周期以内とすることができる。
【０１１２】
したがって、従来生じていた時報送信ジッタよりも、時報送信ジッタを小さくすることが可能となる通信方法を提供することが可能となるという効果を奏する。
【０１１３】
また、本発明に係るプログラムは、上記の課題を解決するために、上記通信装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムであることを特徴としている。
【０１１４】
したがって、上記プログラムをコンピュータシステムにロードすることによって、上記通信装置をユーザに提供することが可能となるという効果を奏する。
【０１１５】
また、本発明に係る記録媒体は、上記の課題を解決するために、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴としている。
【０１１６】
したがって、上記記録媒体に記録されているプログラムをコンピュータシステムにロードすることによって、上記通信装置をユーザに提供することが可能となるという効果を奏する。
【発明の効果】
【０１１７】
本発明に係る通信装置は、以上のように、一定の周期性を有する信号を生成する信号生成手段と、前記一定の周期のｎ１（ｎ１＞１は定数の自然数）倍の所定周期で時刻情報を更新する時刻更新手段と、前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成手段と、前記フレーム生成手段が生成したフレームを、順次、他の通信装置へ送信する送信手段と、前記送信手段に対して、前記他の通信装置へのフレームの送信指示を行う制御手段とを備え、前記フレーム生成手段は、生成したフレームを、順次、前記送信手段に送り、前記制御手段は、前記時刻情報が更新されてから前記信号の周期をｎ２（ｎ２は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する構成である。
【０１１８】
したがって、従来生じていた時報送信ジッタよりも、時報送信ジッタを小さくすることが可能となる通信装置を提供することが可能となるという効果を奏する。
【０１１９】
本発明に係る通信装置は、以上のように、一定の周期性を有する信号を生成する信号生成手段と、前記一定の周期よりも大きな所定周期で時刻情報を更新する時刻更新手段と、前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成手段と、前記フレーム生成手段が生成したフレームを、順次、他の通信装置へ送信する送信手段と、前記送信手段に対して、前記他の通信装置へのフレームの送信指示を行う制御手段とを備え、前記フレーム生成手段は、生成したフレームを、順次、前記送信手段に送り、前記送信指示の直前に前記時刻情報が更新された時刻を送信指示直前時刻とすると、前記制御手段は、前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の開始時刻および前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の次の周期の開始時刻の何れか一方の時刻、または、前記両開始時刻のうち前記送信指示直前時刻に近い方の時刻から、前記信号の周期をｎ３（ｎ３は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する構成である。
【０１２０】
したがって、従来生じていた時報送信ジッタよりも、時報送信ジッタを小さくすることが可能となる通信装置を提供することが可能となるという効果を奏する。
【０１２１】
また、本発明に係る通信装置は、以上のように、所定周期で更新された時刻情報をサンプリングして得られた情報を時報情報とすると、前記時報情報を含めたフレームを他の通信装置へ送信する通信装置であって、前記フレームのうち任意の２つのフレームを第１のフレームと第２のフレームとし、前記第１のフレームに含まれる時報情報で示される時刻と、前記第２のフレームに含まれる時報情報で示される時刻との差分を第１の差分とし、前記第１のフレームが他の通信装置に送信され始める時刻と、前記第２のフレームが他の通信装置に送信され始める時刻との差分を第２の差分とし、前記第１の差分と第２の差分との差分を資料とすると、前記資料の標準偏差を前記所定周期で除して得られた値が、０．１４４３３７６未満である構成である。
【０１２２】
したがって、上記所定周期の半分未満の時報送信ジッタが必要とされる場合、概ね、この時報送信ジッタを実現できる値にまで、時報送信ジッタを抑えることができるという効果を奏する。
【０１２３】
また、本発明に係る通信装置は、以上のように、所定周期で更新された時刻情報をサンプリングして得られた情報を時報情報とすると、前記時報情報を含めたフレームを他の通信装置へ送信する通信装置であって、前記フレームが他の通信装置に送信され始める時刻と、該フレームに含まれる時報情報が更新された時刻との差分を資料とすると、前記資料の標準偏差を前記所定周期で除して得られた値が、０．１４４３３７６未満であることを特徴としている。
【０１２４】
したがって、上記所定周期の半分未満の時報送信ジッタが必要とされる場合、概ね、この時報送信ジッタを実現できる値にまで、時報送信ジッタを抑えることができるという効果を奏する。
【０１２５】
また、本発明に係る通信方法は、以上のように、フレームの送信指示を受けた送信手段が、フレーム生成手段が生成したフレームを、他の通信装置へ送信する通信方法であって、一定の周期性を有する信号を生成する信号生成ステップと、前記一定の周期のｎ１（ｎ１＞１は定数の自然数）倍の所定周期で時刻情報を更新する時刻更新ステップと、前記時刻情報が更新されてから前記信号の周期をｎ２（ｎ２は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する指示ステップと、前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成ステップと、前記フレーム生成手段が生成したフレームを順次受け付け、前記フレームを他の通信装置へ順次送信する送信ステップとを備える方法である。
【０１２６】
したがって、従来生じていた時報送信ジッタよりも、時報送信ジッタを小さくすることが可能となる通信方法を提供することが可能となるという効果を奏する。
【０１２７】
また、本発明に係る通信方法は、以上のように、フレームの送信指示を受けた送信手段が、フレーム生成手段が生成したフレームを、他の通信装置へ送信する通信方法であって、一定の周期性を有する信号を生成する信号生成ステップと、前記一定の周期よりも大きな所定周期で時刻情報を更新する時刻更新ステップと、前記フレームの送信指示の直前に前記時刻情報が更新された時刻を送信指示直前時刻とすると、前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の開始時刻および前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の次の周期の開始時刻の何れか一方の時刻、または、前記両開始時刻のうち前記送信指示直前時刻に近い方の時刻から、前記信号の周期をｎ３（ｎ３は定数の自然数）倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する指示ステップと、前記時刻情報を取得し、該時刻情報を含めてフレームを生成するフレーム生成ステップと、前記フレーム生成手段が生成したフレームを順次受け付け、前記フレームを他の通信装置へ順次送信する送信ステップとを備える方法である。
【０１２８】
したがって、従来生じていた時報送信ジッタよりも、時報送信ジッタを小さくすることが可能となる通信方法を提供することが可能となるという効果を奏する。
【０１２９】
また、本発明に係るプログラムは、以上のように、上記通信装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【０１３０】
したがって、上記プログラムをコンピュータシステムにロードすることによって、上記通信装置をユーザに提供することが可能となるという効果を奏する。
【０１３１】
また、本発明に係る記録媒体は、以上のように、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【０１３２】
したがって、上記記録媒体に記録されているプログラムをコンピュータシステムにロードすることによって、上記通信装置をユーザに提供することが可能となるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１３３】
本発明の一実施形態について図１ないし図１２に基づいて説明すると以下の通りである。
【０１３４】
図３は、本発明の実施の形態に係る通信装置１の概略構成を示した図である。
【０１３５】
通信装置１は、送信側の通信装置としても、受信側の通信装置としても機能するものである。そして、同図に示すとおり、クロック信号発生部（信号生成手段）１１、クロック信号発生部１２、時計（時刻更新手段）１３、フレーム生成部（フレーム生成手段）１４、変調部（送信手段）１５、復調部１６、フレーム解析部１７、同期化部１８、および、制御部（制御手段）１９を備えている。また、制御部１９は、図４に示すとおり、判定部（判定手段）２１、変調指示部（指示信号発生手段）２２、生成指示部（生成指示手段）２３、および、時間調整部（調整手段）２４を備えている。また、同期化部１８は、時計３１を備えている。
【０１３６】
クロック信号発生部１１は、少なくとも、各部（１３、１４、１７〜１９）の動作の歩調を合わせるために使用される、一定の周期性を有する信号（以下、クロック信号）を生成する。そして、クロック信号発生部１１は、生成したクロック信号を、時計１３、フレーム生成部１４、フレーム解析部１７、同期化部１８、および、制御部１９に送る。このため、上記各部においては、一つのクロック信号の周期に基づいたタイミングで各処理がなされる。なお、以下では、クロック信号の周期をＴ１とする。
【０１３７】
クロック信号発生部１２は、変調部１５および復調部１６の動作の歩調を合わせるために使用される、一定の周期性を有する信号（クロック信号）を生成する。そして、クロック信号発生部１２は、生成したクロック信号を、変調部１５および復調部１６に送る。このため、変調部１５においては、一つのクロック信号の周期に基づいたタイミングで各処理がなされる。なお、以下では、説明の便宜上、クロック信号発生部１２で発生するクロック信号の周期を、クロック信号発生部１２で発生するクロック信号の周期と同じＴ１とする。
【０１３８】
また、以下では、説明の便宜上、両クロック信号発生部（１１・１２）で発生するクロック信号は、互いに完全に同期しているものとして説明する。つまり、あたかも１つのクロック信号の周期に基づいたタイミングで、各部（１３〜１９）における処理がなされているとして説明する。
【０１３９】
時計１３は、上記クロック信号に基づいて、一定周期（Ｔ２）に、時計１３内に備えられたレジスタに記憶された時刻情報を更新する。さらに、時計１３は、上記時刻情報を更新したことをパルス波として示した信号を、制御部１９に送る。なお、以下では、この時刻情報で示される時刻を、時報更新時刻と称する。また、Ｔ２を、時刻情報更新周期と称する。さらに、Ｔ２＝Ｎ×Ｔ１（Ｎ：定数の自然数）とする。つまり、従来と同じように、Ｎ回分のクロック周期が経過すると、時刻情報が更新される構成とする。なお、上一定周期（Ｔ２）が、特許請求の範囲に記載の所定周期に該当する。
【０１４０】
フレーム生成部１４は、時計１３の時刻（詳しくは、レジスタ内の時刻情報）をサンプリングする。なお、以下では、上記サンプリングした時刻情報を時報データと称する。そして、フレーム生成部１４は、ヘッダ、時報データ、および通信装置１の上位（具体的には、通信装置１に接続されている端末装置）から送られてきたデータ（以下、上位データ）を合わせて、データフレームであるフレームＦを生成する。
【０１４１】
この生成されたフレームＦは、変調部１５に送られて、変調される。その後、変調されたフレームＦは、通信路Ｒを介して、他の通信装置（図示せず）の復調部に送られる。ただし、フレーム生成部１４が、上記時報データを必要としないフレームを作成する場合には、フレーム生成部１４は、時計１３の時刻をサンプリングすることなく、ヘッダおよび上記データを含んだフレームを作成する。なお、以下では、フレームと記載した場合は、時報データを含んだフレームのことを指すこととする。
【０１４２】
ここで、フレーム生成部１４がフレームを生成するタイミングは、制御部１９により制御される。また、フレームを変調部１５に受け渡しをする際、制御部１９はまず変調部１５に変調を開始するための変調指示を送る。これについては後述する。そして、この後、実際に、フレーム生成部１４から変調部１５にデータが渡されるが、この受け渡しまでにフレーム生成部１４はフレームの生成を開始している必要がある。このため、制御部１９はこれに間に合うようにフレーム生成部１４にフレーム生成の指示を出す必要がある。
【０１４３】
なお、このフレーム生成の指示を出すタイミングは時報送信ジッタに影響を及ぼさない。また、このフレーム生成の指示を出せるタイミングの期間は比較的に長いため実装方法は多様に渡る。よって、このフレーム生成の指示を出すタイミングは本発明の範囲外となるが、本実施の形態の説明においては、制御部１９がこの指示を、変調を開始するための変調指示の後に出すと仮定する。なお、詳細は後述する。
【０１４４】
さらに、フレーム生成部１４から変調部１５の間には、インターフェイス（図示せず）が存在するため、フレーム生成部１４から出力されたフレームは、所定時間経過後、変調部１５に入力され始める。ただし、この所定時間は一定時間であるため、時報送信ジッタには影響を及ぼさないので、以下では、当該時間を考慮せずに（つまり、０とみなして）説明を行うこととする。
【０１４５】
変調部１５は、フレーム生成部１４が生成したフレームを受け付けると共に、該フレームに対して変調処理を行う。また、変調部１５は、変調処理において、プリアンブルの生成処理も行う。さらに、変調部１５は、変調したフレームを、通信路Ｒに対して出力する。ここで、上記変調処理の開始のタイミングは、制御部１９により制御される。この制御については後述する。さらに、変調部１５で行われる他の処理については、順次後述する。
【０１４６】
復調部１６は、他の通信装置から送られてきた変調されたフレームを受信する。そして、復調部１６は、受信したフレームを復調すると共に、復調したフレーム（つまりフレームＦ′）を、フレーム解析部１７に送る。
【０１４７】
また、復調部１６は、内部でＣＣＡ（Clear Channel Assessment）信号を生成し、このＣＣＡ信号を制御部１９に送る。また、復調部１６は、通信路Ｒにフレームが存在している間（つまり、復調部１６がフレームを受信している間）、ＣＣＡ信号をＯＮレベル状態とする。
【０１４８】
フレーム解析部１７では、フレームＦ′が解析され、上位データおよび時報データが抽出される。そして、フレーム解析部１７は、上位データを通信装置１の上位の装置へ送る。また、フレーム解析部１７は、上記時報データを同期化部１８へ送る。なお、フレームＦ′に時報データが含まれていない場合には、上記時報データの送信は行われない。
【０１４９】
同期化部１８は、フレーム解析部１７から送られた時報データを受け付ける。さらに、同期化部１８は、上記時報データを用いて、時計３１の時刻を更新する。
【０１５０】
制御部１９は、通信装置１全体の制御を行う。
【０１５１】
制御部１９は、クロック信号発生部１１からクロック信号を受信すると共に、時計１３から時刻情報を更新したことをパルス波として示した信号を取得する。また、制御部１９は、復調部１６からＣＣＡ信号を受け付ける。そして、制御部１９の判定部２１が、ＣＣＡ信号のレベル状態を判断する。そして、判定部２１が、ＣＣＡ信号のレベル状態がＯＦＦレベルの状態であると判定した場合、判定部２１は、変調指示部２２に対して、変調許可を示す信号を送る。
【０１５２】
変調指示部２２は、上記変調許可を示す信号を判定部２１から受け取った場合、所定のタイミングで、変調部１５に対してフレームの変調指示を行う。ここで、変調部１５が、上記フレームの変調指示を受けた場合、変調部１５は、図５に示すとおり、変調処理を開始し、所定の時間（Ｔｕとする）経過後に、この変調したフレームの通信路Ｒに対する出力を開始する。なお、上記変調指示が、特許請求の範囲に記載の送信指示に該当する。なお、上記Ｔｕが、特許請求の範囲に記載の一定の時間に該当する。
【０１５３】
そして、上記期間が経過して、復調部１６からＯＦＦレベル状態のＣＣＡ信号を受け付けた場合、変調指示部２２は、可変時間であって、フレーム毎に決定される時間（以下、ＴＡ時間）経過した後、変調部１５に対して上記変調指示を行う。このフレーム毎に決定される時間（ＴＡ）の調整を、時間調整部２４が行う。なお、このＴＡが、特許請求の範囲に記載の待機時間に該当する。
【０１５４】
ところで、本実施の形態では、変調部１５が変調指示を受けてから、制御部１９の生成指示部２３がフレームの生成指示を出す。このため、変調指示が出される時刻と、この変調指示に基づくフレーム生成指示が出される時刻とは、クロック周期のＫ１倍（Ｋ１は定数の自然数）ずれることとなる。さらに、このずれ（以下、ＴＢ時間）は本事例では一定である。したがって、変調指示部２２から変調指示が出された後、ＴＡ時間とＴＢ時間とを足し合わせた時間が経過した後に、生成指示部２３は上記フレームの生成指示を出すこととなる。なお、この時刻を、フレームの生成開始時刻と称する。つまり、ここでは、フレームの生成指示と同時に、フレームの生成が開始されるものとする。なお、上述したように、上記フレームの生成指示を出す方法は一例であり、他の方法を用いたとしても時報送信ジッタに影響はない。
【０１５５】
また、フレーム生成部１４は、フレームの生成指示を受け付けると、上述したように、時計１３の時刻情報を取得して、時刻情報を時報データとしてフレームに含める。この時刻情報の取得は、フレームの生成指示を受け付けた後、クロック周期のＫ２（Ｋ２は定数の自然数）倍（以下、ＴＣ時間）後に行われる。さらに、少なくとも時報データが含まれるフレームは、同じフォーマットを有しており、時報データが格納されるビットの位置は、フレーム内で定まっている。なお、ＴＣは一定であることが好ましく、ＩＥＥＥ８０２．１１の場合、変調部１５に毎回同じ伝送速度を用いた場合、ＴＣは規格上一定になる。
【０１５６】
ここで、制御部１９の時間調整部２４は、上記ＴＡを調整して、図６に示すとおり、フレームの生成開始時刻（つまり、本実施の形態では、変調部１５へのフレームの送信開始時刻である）を、前記フレームの生成開始時刻の直前の時報更新時刻（以下、直前の時報更新時刻と称する）から、前記クロック周期をＫ３（Ｋ３は定数の自然数）倍した時間（一定時間であり、図中のＴｖ）が経過した後に設定する。
【０１５７】
さらに、Ｔｕが一定であるため、Ｔｖ＋Ｔｕも一定となる。また、ＴＣも一定である。したがって、上記のようにフレームの生成開始時刻を設定すると、時報データを含んだ任意の２つフレームに関し、以下の関係が成立する。
【０１５８】
つまり、連続するフレーム、さらには任意の２つのフレームに関し、各フレームが変調部１５から通信路Ｒに出力される時刻（以下、出力開始時刻）の差が、Ｃｉ×Ｎ×Ｔ１となり、かつ、各フレームに含まれる時報データで示される時刻の差も、Ｃｉ×Ｎ×Ｔ１となる（Ｃｉは、フレームの組み合わせ毎に定まる自然数）。図７は、上記ＴＡを制御した場合における、各時報データを含んだ各フレームの通信路Ｒへの出力状況を示している。
【０１５９】
したがって、復調部１６が他の通信装置から送られてきたフレームを処理しているために、上記時報データを含んだフレームを送信できない場合であっても、常に、上記の関係を保つことができる。
【０１６０】
ここで、具体的には、例えば、ＴＡを、ＣＣＡ信号がＯＦＦレベル状態となった時刻から、該時刻の直後の時報更新時刻までの時間とすればよい。また、これに限られず、ＣＣＡ信号がＯＦＦレベル状態となった時刻から、該時刻の直後の時報更新時刻に、クロック数の所定倍の時間を加えた時刻までとしてもよい。
【０１６１】
以上により、上記時報データが含まれたフレームの送信を変調部１５に指示した時刻と、該時刻の直前の時報更新時刻（直前の時報更新時刻）との差が一定であるため、従来生じていた、クロック周期×（Ｎ−１）の時報送信ジッタを理論的には０とできる。さらに、新しいフレーム形式も必要がないため、従来のシステムとの互換性を保つこともできる。
【０１６２】
しかしながら、変調部１５では、図示していないＲＦ（Radio Frequency）部での処理に関し、処理時間に差が生じることがある。また、上記クロック信号の間隔が、該クロック信号を生成する発振回路の発振の揺れにより、所定の間隔からずれることがある。また、フレーム生成部１４に用いられるクロック信号と、変調部１５に用いられるクロック信号とを異なる発振回路で発生させる構成であるため、フレーム生成部１４で生成されたフレームが変調部１５に入力されてから、該フレームの処理が開始されるまでの時間に差が生じる。図８は、このような場合における、各時報データを含んだ各フレームの通信路Ｒへの出力状況を示している。
【０１６３】
以上の理由により、現実には、時報送信ジッタを完全に０とすることはできない。
【０１６４】
しかしながら、任意の２つのフレームに関し、各フレームが変調部１５から通信路Ｒに出力される時刻の差（第１の差分）と、各フレームに含まれる時報データで示される時刻の差（第２の差分）との差分を資料とすると、通信装置１では、この資料の標準偏差を前記所定周期で除して得られた値を０．１４４３３７６未満にすることができる。
【０１６５】
また、フレームが他の通信装置に送信され始める時刻と、該フレームに含まれる時報情報が更新された時刻との差分を資料と定義した場合にも、上記と同様に、資料の標準偏差を前記所定周期で除して得られた値を０．１４４３３７６未満にできる。
【０１６６】
また、他の通信装置との間で生じるジッタが、前記所定周期の半分であって、かつ、時報送信ジッタの分布が一様分布であると仮定した場合、上記差の標準偏差は前記所定周期の０．１４４３３７６となる。
【０１６７】
この関係が成り立つことを以下で詳細に説明する。
【０１６８】
まず、図１２のＸが時報送信ジッタであり、２Ｘが所定周期である。時報送信ジッタＸの範囲はａからｂまでである。この場合、一様分布の標準偏差は以下の式
一様分布の標準偏差＝(ｂ−ａ)/(２√３)＝Ｘ/(２√３)
で表される。ここで、上式を所定周期（２Ｘ）でさらに除すると、以下の式
一様分布の標準偏差/２Ｘ＝Ｘ/(２√３)/２Ｘ＝１/(４√３)＝０．１４４３３７６
で表すように、上記差の標準偏差は前記所定周期の０．１４４３３７６となる関係が成り立つ。
【０１６９】
ところで、通常、通信装置１は半導体のＬＳＩ（Large Scale Integration）のワンチップに実装されるため、ＬＳＩの内部にある通信装置１を実装するハードウエア構成とそこに含まれるソフトウエアとを解析することはできない。しかしながら、ＬＳＩの入力・出力端子からはフレーム情報を監視することができ、上述した、（資料の標準偏差）／（時報の精度＝１μｓ）＜０．１４４３３７６となっていることを確認することができる。
【０１７０】
（実施例）
通信装置１を、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格に従った無線ＬＡＮの環境下で使用可能な構成にした場合について説明する。
【０１７１】
この場合には、クロック信号発生部１１、クロック信号発生部１２、時計１３、フレーム生成部１４、フレーム解析部１７、同期化部１８、および、制御部１９、が、ＭＡＣ（Media Access Control）層に該当する。また、変調部１５および復調部１６が、物理層に該当する。
【０１７２】
また、時報データは、ビーコンフレーム（以下、ビーコン）に含まれる。つまり、通常のデータフレームには、時報データは含まれない。そこで、以下では、フレーム生成部１４が、データフレーム以外にも、ビーコンを生成するものとして説明する。また、上述した、時報データを含んだフレームの生成等に伴う制御部１９の各処理を、以下では、ビーコンの生成に伴う処理で行うものとする。なお、ビーコンも特許請求の範囲に記載のフレームに該当する。
【０１７３】
また、上記規格では、上記Ｔ２は１μｓであり、ビーコンの周期（ＴＢＴＴ（Target Beacon Transmission Time））は、約１００ｍｓである。
【０１７４】
制御部１９は、内部で、ＴＸ＿ＢＥＡＣＯＮ信号を発生する。また、このＴＸ＿ＢＥＡＣＯＮ信号は、図９に示すとおり、通常はＯＦＦレベル状態であって、所定のタイミングでＯＮレベル状態となるパルス波である。そして、このＴＸ＿ＢＥＡＣＯＮ信号がＯＦＦレベル状態からＯＮレベル状態に切り替わった時刻が、フレーム生成部１０２に対してビーコンの生成指示を送るべき時刻を示している。
【０１７５】
また、制御部１９は、さらに、同図に示すとおり、内部でＷＡＩＴ信号およびＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号を発生する。また、上記ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号は、制御部１９の変調指示部２２で発生される。さらに、変調指示部２２は、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号を変調部１０３に送る。なお、ＷＡＩＴはレベル信号であり、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号はパルス波である。ＷＡＩＴ信号がＯＮレベル状態となる場合、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号がＯＮレベル状態となる場合については、後述する。このＯＮレベル状態のＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号が、変調指示に該当する。
【０１７６】
さらに、制御部１９は、上述したように、時計１３から時刻情報を更新したことをパルス波として示した信号（ＵＰ＿ＴＩＭＥＳＴＡＭＰ信号）を受け取る。なお、図９に示すとおり、時刻情報が更新された時刻が、ＵＰ＿ＴＩＭＥＳＴＡＭＰ信号がＯＮレベル状態となった時刻に対応している。
【０１７７】
復調部１６は、上述したように、内部でＣＣＡ信号を生成し、このＣＣＡ信号を制御部１９に送る。また、復調部１６は、通信路Ｒにフレームが存在している間（つまり、復調部１６がフレームを受信している間）、ＣＣＡ信号をＯＮレベル状態とする。そして、ＯＮレベル状態のＣＣＡ信号を制御部１９が受け付けている間、制御部１９の変調指示部２２は、変調部１５に対する、ビーコンの変調開始指示を出せない。
【０１７８】
また、復調部１６がフレームを受信しなくなると、ＯＮレベル状態のＣＣＡ信号が制御部１９に送られなくなるが、制御部１９は、内部で、Ｔｗ時間（一定時間）にわたり上記ＷＡＩＴ信号をＯＮレベル状態とする。
【０１７９】
そして、上記Ｔｗ時間経過後に、ＷＡＩＴ信号がＯＦＦレベル状態となる。ここで、従来であれば、この時点で制御部がＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号をＯＮレベル状態とするが、本実施例では、さらに、Ｔａ時間経過するのを待って、制御部１９の変調指示部２２がＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号をＯＮレベル状態とする。なお、同図においては、ＷＡＩＴ信号がＯＦＦレベル状態となってから、次にＯＮレベル状態のＵＰ＿ＴＩＭＥＳＴＡＭＰ信号を取得するまでの時間を、上記Ｔａと設定した例を示している。
【０１８０】
また、Ｔａは、これに限定されず、ＷＡＩＴ信号がＯＦＦレベル状態となってから、次にＯＮレベル状態のＵＰ＿ＴＩＭＥＳＴＡＭＰ信号を取得するまでの時間に、さらに一定時間を加えた時間としてもよい。なお、ＯＮレベル状態のＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号が、特許請求の範囲に記載の送信指示信号に該当する。
【０１８１】
そして、さらに、上記Ｔｕ時間経過してから、変調されたビーコンが、通信路Ｒに対して出力される。したがって、ＣＣＡ信号がＯＦＦレベル状態となってから、Ｔｗ＋Ｔａ＋Ｔｕ（＝Ｔｚ）で示される時間の経過後に、変調されたビーコンが、通信路Ｒに対して出力される。また、ここでは、Ｔｗ＋Ｔａが上述したＴＡに該当する。
【０１８２】
ところで、ＩＥＥＥ８０２．１１では、上記Ｔｚ（つまりＰＩＦＳ）は、２５±０．９μｓの範囲内にする必要がある。そして、ここでは、Ｔａを０≦Ｔａ＜Ｔ２となる範囲内で変更可能な可変時間とする。このため、Ｔｗの設定可能な最大値は、２５．９μｓ−（Ｔａの上限値（＝１μｓ））−Ｔｕ＝２４．９μｓ−Ｔｕとなり、最小値は、２４．１＋（Ｔａの最小値（＝０））−Ｔｕ＝２４．１−Ｔｕとなる。したがって、この最大値と最小値との間の何れかの値をＴｗとしておけば、Ｔａを上記の範囲内で変化させたとしても、上記Ｔｚを、２５±０．９μｓの範囲内にできる。
【０１８３】
なお、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号により変調部１５は変調処理の開始を行うが、実際に、フレームデータを変調部１５に受け渡すのはＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号がＯＦＦに戻り、かつ、ある期間が経過してからであり、この期間は変調部の実装に依存する。よって、制御部１９は変調部１５へのデータの受け渡しを開始するまでにフレーム生成部１０２に対してビーコンの生成指示を送る必要がある。
【０１８４】
ここで、このフレーム生成の指示を出すタイミングは時報送信ジッタに影響を及ぼさない。また、このフレーム生成の指示を出せるタイミングの期間は比較的に長いため実装方法は多様に渡る。よって、このフレーム生成の指示を出すタイミングは本発明の範囲外となるが、本実施例の説明においては、制御部１９がこの指示を、変調を開始するための変調指示の後に出すと仮定する。なお、詳細は後述する。
【０１８５】
また、制御部１９は、上記Ｔａ時間が経過し、さらに、上述したＴＢ時間が経過した後、フレームの生成指示をフレーム生成部１４に対して行うこととなる。なお、Ｔａの調整は、時間調整部２４が行うこととなる。なお、２４．１μｓおよび２５．９μｓが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の第１の時間および第２の時間に該当する。
【０１８６】
このように、本実施例では、ＰＩＦＳが一定の幅を有していることに着目し、ビーコン毎にＴａを変えて（言い換えると、ＴＡを変化させて）、ビーコンの変調開始指示時刻（つまり、本実施の形態では、変調部１５へのビーコンの送信開始時刻である）を、前記ビーコンの変調開始指示時刻の直前の時報更新時刻（直前の時報更新時刻）から、前記クロック周期をＫ３倍した時間が経過した後に設定する。つまり、図１０に示すように、ビーコンが変調部１５に入力され始める時刻と、その時刻の直前の時報更新時刻との差を、何れのビーコンに関しても、同じ値とする。
【０１８７】
これにより、連続するフレーム、さらには任意の２つのビーコンに関し、各ビーコンが変調部１５から通信路Ｒに出力される時刻（出力開始時刻）の差が、Ｃｉ×Ｎ×Ｔ１となり、かつ、各ビーコンに含まれる時報データで示される時刻の差も、Ｃｉ×Ｎ×Ｔ１となる。
【０１８８】
この関係は、復調部１６が他の通信装置から送られてきたフレームを処理しているために、上記時報データを含んだフレームを送信できない場合であっても、常に保たれる。
【０１８９】
ここで、具体的には、例えば、Ｔａを、ＣＣＡ信号がＯＦＦレベル状態となった時刻から、該時刻の直後の時報更新時刻までの時間とすればよい。また、これに限られず、ＣＣＡ信号がＯＦＦレベル状態となった時刻から、該時刻の直後の時報更新時刻に、クロック数の所定倍の時間を加えた時刻までとしてもよい。
【０１９０】
以上により、上記時報データが含まれたビーコンが変調部１５に入力され始めた時刻と、該時刻の直前の時報更新時刻（直前の時報更新時刻）との差が一定となるため、従来生じていた、クロック周期×（Ｎ−１）の時報送信ジッタを理論的には０とできる。
【０１９１】
しかしながら、上述したように、現実には、時報送信ジッタを完全に０とすることはできず、僅かな値の時報送信ジッタが生じることとなる。しかしながら、この時報送信ジッタは非常に小さいため、この時報送信ジッタに起因して発生するジッタも小さくできる。
【０１９２】
具体的には、受信側の通信装置で、従来技術で説明したＰＬＬ回路を用いて時計の調整を行う構成の場合には、送信側の装置として本実施例の通信装置１を用いることにより、最初のビーコンの送信時から少なくとも５秒経過すれば、その後に生じるジッタを１００ｎｓ程度にすることができる。
【０１９３】
このため、従来と比較すると、非常に短い時間で、所望とするジッタのレベルを達成できる。
【０１９４】
さらに、ビーコンのフレーム形式変更なども必要がないため、従来のシステムとの互換性を保つこともできる。
【０１９５】
次に、図９に示すようにＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号がＯＮレベル状態となるまでの、制御部１９における処理フローを図１１に基づいて説明する。なお、同図においては、各信号のＯＮレベル状態を１として、ＯＦＦレベル状態を０として表記している。
【０１９６】
まず、制御部１９により、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号を、ＯＦＦレベル状態とする（Ｓ１）。Ｓ１の後は、制御部１９により、ＴＸ＿ＢＥＡＣＯＮ信号が、ＯＮレベル状態か否かが判断される（Ｓ２）。Ｓ２において、ＯＮレベル状態でない場合には、再度、Ｓ２に戻る。一方、Ｓ２において、ＯＮレベル状態である場合には、制御部１９により、ＣＣＡ信号がＯＦＦレベル状態であって、かつ、ＷＡＩＴ信号がＯＦＦレベル状態であるか否かが判断される（Ｓ３）。
【０１９７】
そして、Ｓ３において、両信号のうち、少なくとも１つの信号がＯＮレベル状態であると判断された場合には、再度、Ｓ３に戻る。一方、Ｓ３において、両信号が、ＯＦＦレベル状態であると判断された場合には、制御部１９は、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号をＯＮ状態とするのを、Ｔａ時間待つ（Ｓ４）。そして、Ｓ４の後は、ＴＸ＿ＳＴＡＲＴ信号をＯＮレベル状態とし、その後、同信号をＯＦＦレベル状態とする（Ｓ５）。さらに、Ｓ５の後は、再度、Ｓ２に戻る。以上で、一連の処理を終了する。
【０１９８】
ところで、上記の実施の形態においては、少なくとも、各部（１１、１２、１４〜１７）は、クロック信号発生部１１で発生された同一のクロック信号に基づいて動作した。つまり、図１に示すように、時報更新時刻と、制御部１９におけるクロック信号のパルスの立ち上がり時刻とが、一致している。このような場合、時刻情報が更新された時刻から上記Ｋ３倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する構成とすればよい。なお、このＫ３が、特許請求の範囲に記載のｎ２（ｎ２は定数の自然数）に該当する。
【０１９９】
しかしながら、これに限定されず、時計１３と、フレーム生成部１４および制御部１９とが、それぞれ、異なるクロック信号発生部が発生するクロック信号に基づいて動作する構成も考えられる。
【０２００】
この場合には、両クロック信号の周期が同一であっても、図２に示すとおり、パルスの立ち上がり時刻が、完全に一致せず、僅かにずれ（Ｔｒ）が生じる場合がある。このような場合には、時報更新時刻と、制御部１９における上記クロック信号のパルスの立ち上がり時刻とが、一致しない。
【０２０１】
したがって、このような場合には、フレームの送信指示の直前に前記時刻情報が更新された時刻を送信指示直前時刻とすると、制御部１９の変調指示部２２が、この送信指示直前時刻が含まれるクロック信号の周期の開始時刻および前記送信指示直前時刻が含まれる前記信号の周期の次の周期の開始時刻の何れか一方の時刻から、上記クロック信号の周期を上記Ｋ３倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する構成とすればよい。なお、このＫ３が、特許請求の範囲に記載のｎ３（ｎ３は定数の自然数）に該当する。
【０２０２】
あるいは、変調指示部２２が、上記の両開始時刻のうち前記送信指示直前時刻に近い方の時刻から、上記クロック信号の周期を上記Ｋ３倍した時間が経過した後に、前記フレームの送信を指示する構成とすればよい。
【０２０３】
また、両クロック信号の周期が異なる場合であっても、同様の構成とすればよい。
【０２０４】
なお、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格において、変調部１５からの２つのビーコンの送信開始時刻との差を、これらビーコンに含まれている時報データで示される時刻の差と同じにするためには、上述したように、フレーム生成部１４から変調部１５への送信時間と、変調部１５に入力されてから通信路Ｒへ出力されるまでの処理時間とを、一定としておく必要がある。つまり、物理層の伝送速度を一定としておく必要がある。
【０２０５】
また、端末装置が、通信装置１を内蔵することにより、端末装置で通信装置１の機能を利用することができる。この端末装置に適した装置としては、例えば、ホームシアターなどのサラウンドシステム、無線ＬＡＮのＡＰ端末、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）プレヤー、ＤＶＤレコーダ、ＨＤＤレコーダ等の動画再生装置や、ＢＳ／ＣＳチューナ等の放送受信装置が挙げられる。
【０２０６】
また、上記の通信装置１は同期化部１８を備えたが、必ずしも、この同期化部１８が必要となるわけではない。同期化部１８が必要となるのは、時計の時刻を合わせる方法が、図１７に示した方法であり、かつ、通信装置１が同期を必要とするデータを他の通信装置から受信する場合のみである。例えば、本実施例のようにビーコンを対象としているＩＥＥＥ８０２．１１では、ＡＰは時計１３を持ち、同期部１８と時計３１とを持たず、ＳＴＡは逆に時計１３を持たず、同期部１８と時計３１とを持つ。
【０２０７】
また、上述したＴＸ＿ＢＥＡＣＯＮ信号は、一定周期で発生させてもよいし、あるいは、時報データを含むフレームが変調部から出力された後、一定時間経過に発生させる構成としてもよい。
【０２０８】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２０９】
なお、上記実施形態の通信装置１の制御部１９の各部や各処理ステップは、ＣＰＵなどの演算手段が、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭなどの記憶手段に記憶されたプログラムを実行し、キーボードなどの入力手段、ディスプレイなどの出力手段、あるいは、インターフェイス回路などの通信手段を制御することにより実現することができる。したがって、これらの手段を有するコンピュータが、上記プログラムを記録した記録媒体を読み取り、当該プログラムを実行するだけで、本実施形態の通信装置の各種機能および各種処理を実現することができる。また、上記プログラムをリムーバブルな記録媒体に記録することにより、任意のコンピュータ上で上記の各種機能および各種処理を実現することができる。
【０２１０】
この記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理を行うために図示しないメモリ、例えばＲＯＭのようなものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することにより読取り可能なプログラムメディアであっても良い。
【０２１１】
また、何れの場合でも、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行される構成であることが好ましい。さらに、プログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であることが好ましい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。
【０２１２】
また、上記プログラムメディアとしては、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等のディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する記録媒体等がある。
【０２１３】
また、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する記録媒体であることが好ましい。
【０２１４】
さらに、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０２１５】
時報送信ジッタを小さくできるため、小さなジッタが要求されるデータ通信を行う必要がある通信装置や、通信装置を備える端末装置等の様々な通信機器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２１６】
【図１】時報更新時刻と、変調指示時刻およびフレーム送信指示時刻との関係を示した図である。
【図２】時計用のクロック信号と制御部用のクロック信号との間にタイミングのずれがある場合における、時報更新時刻と、変調指示時刻およびフレーム送信指示時刻との関係を示した図である。
【図３】本実施の形態に係る通信装置の概略構成を示した図である。
【図４】上記通信装置の制御部の構成を示した図である。
【図５】フレームがフレーム生成部から変調部に入力された時刻と、変調部から通信路にフレームが出力される時間差を示した図である。
【図６】フレーム生成開始時刻と、生成開始時刻の直前の時報更新時刻との時間差を示した図である。
【図７】任意の２つのフレームに関し、各フレームが変調部から通信路に出力される時刻の差が、時刻情報の更新周期の倍数であることを示した図である。
【図８】任意の２つのビーコンに関し、各フレームが変調部から通信路に出力される時刻の差が、時刻情報の更新周期の倍数であることを示した図である。
【図９】上記制御部が受け付ける信号、制御部内で発生する信号、および、変調部から出力される信号についての切り替わりのタイミングを示したタイミングチャートである。
【図１０】変調部へのビーコンの入力開始時刻と、該時刻の直前の時報更新時刻との時間差が一定となることを示した図である。
【図１１】上記制御部で行われる信号処理のフローを示したフローチャートである。
【図１２】時報送信ジッタが所定周期の半分であって、かつ、時報送信ジッタの分布が一様分布である場合を説明する図である。
【図１３】従来技術に関するものであって、通信装置を備えた端末装置からなる通信ネットワークを示した図である。
【図１４】上記通信装置に含まれる時計の時刻の進み度合いと、標準時の進み度合いとの関係を示した図である。
【図１５】上記通信装置間で行われる、時刻情報の交換を示した図である。
【図１６】ステーション（ＳＴＡ）の各時計の時刻を、アクセスポイント（ＡＰ）の時計の時刻に合わせる方式を示した図である。
【図１７】端末装置の時計の時刻を、他の端末装置の時計の時刻に合わせる方式を示した図である。
【図１８】送信側の通信装置および受信側の通信装置の概略構成と、送受信されるフレームの形式とを示した図である。
【図１９】受信側の時計の時刻の更新を、直接、時報データを用いて行う方法を示した図である。
【図２０】送信側の通信装置と受信側の通信装置との間で生じるジッタを示した図である。
【図２１】通信装置の同期化部に備えられるＰＬＬ回路の構成を示した図である。
【図２２】上記同期化部がＰＬＬ回路を備えている場合と備えていない場合とのそれぞれで生じるジッタの大きさを示した図である。
【図２３】上記ＰＬＬの比例要素および積分要素を変えた場合の、ジッタと安定に要する時間との関係を示したグラフである。
【図２４】通信装置の変調部へのフレームの入力開始時刻と、該時刻の直前の時報更新時刻との時間差が一定とならないことを示した図である。
【図２５】通信装置の変調部へのビーコンの入力開始時刻と、該時刻の直前の時報更新時刻との時間差が一定とならないことを示した図である。
【図２６】（ａ）は、連続して送信されるビーコンに関し、変調部に入力される時刻の差を、時報更新の間隔の自然数倍とした場合を示した図であり、（ｂ）は、通信装置がフレームを受信しているため、前のビーコンの送信時刻から上記間隔の自然数倍経過後に、次のビーコンを遅れない場合を示した図である。
【図２７】他の通信装置の概略構成を示した図である。
【図２８】上記他の通信装置の制御部が受け付ける信号、制御部内で発生する信号、および、変調部から出力される信号についての切り替わりのタイミングを示したタイミングチャートである。
【図２９】上記他の通信装置の制御部で行われる信号処理のフローを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０２１７】
１    通信装置
１１  クロック信号発生部（信号生成手段）
１２  クロック信号発生部
１３  時計（時刻更新手段）
１４  フレーム生成部（フレーム生成手段）
１５  変調部（送信手段）
１６  復調部
１７  フレーム解析部
１８  同期化部
１９  制御部（制御手段）
２１  判定部（判定手段）
２２  変調指示部（指示信号発生手段）
２３  生成指示部（生成指示手段）
２４  時間調整部（調整手段）
３１  時計
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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