(57)【要約】【課題】複数の通信装置が通信を行う通信システムを構成する通信装置において、時刻検知を各通信装置において同時に行うこと無く、各通信装置の装置時刻を同期する。【解決手段】通信システムは、第１の装置時刻を計時する上位時計１１１と、第１の装置時刻と第１の参照時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知部１１３と、検知された第１の装置時刻と第１の参照時刻とを非クロックマスタへ送信する送信部１２３とを備えたクロックマスタである通信装置１００と、第２の装置時刻を計時する上位時計２１１と、第１の参照時刻に同期している第２の参照時刻と第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知部２１４と、第１の装置時刻と第１の参照時刻とを受信する受信部２２３と、第２の装置時刻と第２の参照時刻と第１の装置時刻と第１の参照時刻とに基づき上位時計２１１を調整する調整部２１４とを備えた非クロックマスタである通信装置２００とで構成されている。【選択図】図１
2008064474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロックマスタである時計装置において、
自装置の時刻である第１の装置時刻を計時する第１の装置時刻計時手段と、
非クロックマスタの参照する第２の参照時刻と同期している第１の参照時刻と、前記第１の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第１の時刻検知手段と、
検知された前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを、前記非クロックマスタへ送信する送信手段と
を備えたことを特徴とする時計装置。
【請求項２】
前記第１の参照時刻を計時する第１の参照時刻計時手段を備え、
前記第１の時刻検知手段は、
前記第１の参照時刻計時手段から第１の参照時刻を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の時計装置。
【請求項３】
前記第１の時刻検知手段は、
前記第１の参照時刻を検知してから、前記第１の装置時刻を検知することを特徴とする請求項１に記載の時計装置。
【請求項４】
前記第１の時刻検知手段は、
前記時刻検知処理を、予め決められた処理実行予定時刻に行うことを特徴とする請求項１に記載の時計装置。
【請求項５】
前記時刻検知処理は、周期的な前記処理実行予定時刻に行われることを特徴とする請求項４に記載の時計装置。
【請求項６】
前記第１の時刻検知手段は、
前記時刻検知処理を行った後、前記時刻検知処理を次に行うまでの待機時間と、
前記時刻検知処理を最後に行った時刻と
から、前記時刻検知処理を次に行う前記処理実行予定時刻を求めることを特徴とする請求項４または５に記載の時計装置。
【請求項７】
前記第１の時刻検知手段は、
前記第１の装置時刻、
前記第１の参照時刻、または
他の時刻情報
のうち少なくとも一つの時刻を定期的に求め、
求めた該時刻が、
前記処理実行予定時刻に等しい
または
前記処理実行予定時刻より遅い
時刻になると、
前記時刻検知処理を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の時計装置。
【請求項８】
前記送信手段は、
前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが所定値を超える場合は、
前記第１の参照時刻および前記第１の装置時刻を前記非クロックマスタに送信し、
前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが前記所定値以下の場合は、
前記第１の参照時刻と前記第１の装置時刻との差分を前記非クロックマスタに送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の時計装置。
【請求項９】
クロックマスタの第１の装置時刻と自装置の時刻である第２の装置時刻とを同期する、非クロックマスタである時計装置において、
前記第２の装置時刻を計時する第２の装置時刻計時手段と、
クロックマスタの参照する第１の参照時刻に同期している第２の参照時刻と、前記第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第２の時刻検知手段と、
クロックマスタから送信された、前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを受信する受信手段と、
検知された、前記第２の装置時刻および前記第２の参照時刻と、
受信された、前記第１の装置時刻および前記第１の参照時刻と
に基づいて、前記第２の装置時刻を調整する時刻調整手段と
を備えたことを特徴とする時計装置。
【請求項１０】
前記時刻調整手段は、前記第２の装置時刻計時手段の調整を、以下の式、
調整値＝（第２の装置時刻−第１の装置時刻）−（第２の参照時刻−第１の参照時刻）
により求まる調整値により行うことを特徴とする請求項９に記載の時計装置。
【請求項１１】
前記時刻調整手段は、
前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが所定値を超える場合は、
前記第２の装置時刻計時手段の現在時刻として、受信された前記第１の装置時刻を設定し、
前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが前記所定値以下の場合は、
ずれの度合いに応じて前記装置時刻計時手段の計時速度を速めるか遅らせる度合いを調整する
ことを特徴とする請求項９に記載の時計装置。
【請求項１２】
前記第２の参照時刻を計時する第２の参照時刻計時手段を備え、
前記第２の時刻検知手段は、
前記第２の参照時刻計時手段から第２の参照時刻を検知する
たことを特徴とする請求項９に記載の時計装置。
【請求項１３】
前記第２の時刻検知手段は、
前記第２の参照時刻を検知してから、前記第２の装置時刻を検知することを特徴とする請求項９に記載の時計装置。
【請求項１４】
前記第２の時刻検知手段は、
前記時刻検知処理を、予め決められた処理実行予定時刻に行うことを特徴とする請求項９に記載の時計装置。
【請求項１５】
前記処理実行予定時刻は、周期的であることを特徴とする請求項１４に記載の時計装置。
【請求項１６】
前記第２の時刻検知手段は、
前記時刻検知処理を行った後、前記時刻検知処理を次に行うまでの待機時間と、
前記時刻検知処理を最後に行った時刻と
から、前記時刻検知処理を次に行う前記処理実行予定時刻を求めることを特徴とする請求項１４または１５に記載の時計装置。
【請求項１７】
前記第２の時刻検知手段は、
前記第２の装置時刻、
前記第２の参照時刻、または
他の時刻情報
のうち少なくとも一つの時刻を定期的に求め、
求めた該時刻が、
前記処理実行予定時刻に等しい
または
前記処理実行予定時刻より遅い
時刻になると、
前記時刻検知処理を行うことを特徴とする請求項１４または１５に記載の時計装置。
【請求項１８】
前記受信手段は、
前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが所定値を超える場合は、
前記第１の参照時刻および前記第１の装置時刻を前記クロックマスタから受信し、
前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが前記所定値以下の場合は、
前記第１の参照時刻と前記第１の装置時刻との差分を前記クロックマスタから受信する
ことを特徴とする請求項９に記載の時計装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の時計装置と
請求項９に記載の時計装置と
を含んで構成されることを特徴とする時計システム。
【請求項２０】
前記第１の参照時刻および前記第２の参照時刻は、
同一の外部時計が表す時刻であることを特徴とする請求項１９に記載の時計システム。
【請求項２１】
クロックマスタの時刻である第１の装置時刻と、非クロックマスタの時刻である第２の装置時刻とを同期させる同期方法において、
クロックマスタである時計装置において実行される、
第１の装置時刻計時手段が、前記第１の装置時刻を計時する第１の装置時刻計時ステップと、
第１の時刻検知手段が、非クロックマスタの参照する第２の参照時刻と同期している第１の参照時刻と、前記第１の装置時刻とをほぼ同時に検知する第１の時刻検知ステップと、
送信手段が、検知された前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを、前記非クロックマスタへ送信する送信ステップと、
非クロックマスタである時計装置において実行される、
第２の装置時刻計時手段が、前記第２の装置時刻を計時する第２の装置時刻計時ステップと、
第２の時刻検知手段が、前記第２の参照時刻と、前記第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する第２の時刻検知ステップと、
受信手段が、前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを受信する受信ステップと、
時刻調整手段が、
検知された、前記第２の装置時刻および前記第２の参照時刻と、
受信された、前記第１の装置時刻および前記第１の参照時刻と
に基づいて、前記第２の装置時刻を調整する時刻調整ステップと
を含んだことを特徴とする時計装置の同期方法。
【請求項２２】
請求項１から１８のいずれか一項に記載の時計装置の各手段として、コンピュータを機能させるための時計装置制御プログラム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の時計装置制御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、時計装置間において時刻の同期を行う、時計装置、時計システム、時計装置制御プログラム、および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６は、このような通信ネットワークの一例を示した図である。同図では、通信ネットワーク４０は、端末装置１、端末装置２、および端末装置３から構成されている。また、端末装置１は通信装置１０を、端末装置２は通信装置２０を、端末装置３は通信装置３０を、それぞれ備えている。
【０００３】
端末装置１が端末装置２および端末装置３に対し、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を送信する状況を考える。各通信装置１０・２０・３０は、映像データや音声データを再生する際に参照する時計を持っているが、その時計の時刻は、水晶発信器の持つ精度の範囲内で揺らぐのが普通である。
【０００４】
仮に水晶発信器の発振周波数がその公称値を持つときの時刻の刻み具合を標準時刻と呼ぶ場合、図７に示すとおり、通信装置１０・２０・３０が持つ時計の時刻の実際の刻み具合は、標準時刻の刻み具合よりも、速かったり、または、遅かったりする。また、通信装置１０・２０・３０の時計の時刻の刻み具合は、通常、各通信装置１０・２０・３０によりそれぞれ異なる。それゆえ、図８に示すとおり、各通信装置１０・２０・３０間では、装置の時刻が相違してしまう。
【０００５】
なお、これらの端末装置１・２・３は、映像データや音声データを扱うＡＶ（Audio Visual）機器であっても良く、例えば通信ネットワークに対応した、音響機器、テレビ受像器、ホームシアター、プロジェクタなどである。
【０００６】
しかしながら、各端末装置１・２・３間で装置の時刻が異なると不都合が生じる場合がある。例えば、ある動画コンテンツを再生する際に、その動画コンテンツを保存している通信装置１０から、映像データを通信装置２０に対してリアルタイムに伝送して再生し、音声データを通信装置３０に対してリアルタイムに伝送して再生する状況を考えると、通信装置２０の時刻と通信装置３０の時刻とをお互いに高い精度で同期させる必要があることは明らかである。
【０００７】
これを実現するための具体的な方法として、通信装置２０の時刻と通信装置３０の時刻との双方を通信装置１０の時刻に対して同期させる方法、通信装置３０の時刻を通信装置２０の時刻に対して同期させる方法、通信装置２０の時刻を通信装置３０の時刻に対して同期させる方法、などが考えられる。
【０００８】
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。
【０００９】
また、通信装置の通信機能は、通常、複数の層（プロトコルスタック）により実現されている。それぞれの層は、別個独立した時計を持つ場合がある。例えば、図９に示すように、通信装置１０および通信装置２０は、上位層１１・２１および下位層１２・２２の二つの層を備え、それぞれの層に時計が設けられている。
【００１０】
下位層１２・２２の時計と上位層１１・２１の時計とは、別の目的に用いられているため、通常お互いに同期していないが、同じ層にある時計同士は同期している必要がある。つまり、上位層１１の時計と上位層２１の時計とは、互いに同期している必要があり、下位層１２の時計と下位層２２の時計とも、互いに同期している必要があるが、上位層１１の時計と下位層１２の時計とは、通常同期していない。
【００１１】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従った無線ＬＡＮ（Local Area Network）上において、上位層同士が互いに同期を取る方法としては、特許文献１に開示された技術がある。なお、この技術では、無線ＬＡＮ層が下位層となる。上位層は、上位層独自の時計を備えており、その時計を互いに同期させる方法として、一つの通信装置を、上位層レベルにおけるクロックマスタとする方法を採用している。
【００１２】
図１０に示すように、クロックマスタは、定期的に自局時計をサンプリングし、サンプリングにより取得した時刻を、同期用のマルチキャストフレーム（フレームの識別子情報をｎと記す）に入れ、時刻を共有したい他の通信装置に対し、送信する。
【００１３】
クロックマスタは、自局が同期用マルチキャストフレームの最後尾部を送信または受信した瞬間のタイミングを知ることができ、その瞬間における上位層の時計の時刻（ｔＴＸ［ｎ］と記す）を記録する。
【００１４】
また、非クロックマスタである他の通信装置は、同フレームの最後尾部を受信した瞬間のタイミングを知ることができ、その瞬間における上位層の時計の時刻（ｔＲＸ［ｎ］と記す）を記録する。
【００１５】
なお、無線ＬＡＮ層が、上記のフレームの最後尾部を送信または受信したタイミングを上位層に対して精度良く通知出来るように、通信装置を設計しておく必要がある。
【００１６】
クロックマスタは、自局が前回送付した同期用のマルチキャストフレームの識別子情報ｎと時刻ｔＴＸ［ｎ］とを、次の同期用マルチキャストフレーム（フレームの識別子情報はｎ+１）に入れ、非クロックマスタに対し、送信する。
【００１７】
非クロックマスタは、識別子情報が（ｎ+１）である同期用マルチキャストフレームを受信した際に、その中に埋め込まれている時刻ｔＴＸ［ｎ］と、自局が保持している時刻ｔＲＸ［ｎ］とを比較することにより、識別子情報がｎである同期用マルチキャストフレームを送信または受信した瞬間における両局の上位層の時計の時刻を比較することが出来る。
【００１８】
マルチキャストフレームは、送達確認（ＡＣＫ）を伴わない手法で送信されるので、両局が同フレームを送信または受信した時刻は、ほぼ同じであると想定出来る。従って、この二つの時刻の比較により、非クロックマスタ局は、自局の時計の時刻がクロックマスタの時計の時刻に対して早いか遅いかを知ることができ、それをもとに自局の時計の時刻をクロックマスタの時計の時刻に合わせる調整を行うことが出来る。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０１７２１７９号明細書（２００３年９月１１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、特許文献１において開示された同期方式をＩＥＥＥ８０２．１１ｅに用いる場合、無線ＬＡＮ層においてマルチキャストフレームを送信出来る通信装置は、中央局であるＡＰ（Access Point）に限定されている。
【００２０】
このため、クロックマスタがＡＰでは無い場合、クロックマスタは、まず最初に同期用マルチキャストフレームをＡＰに伝送し、次にＡＰは受信したフレームを全局に対し、マルチキャストし直す必要があった。つまり、通信は二回に分けて行うことになり、そのための帯域が無駄になるという課題がある。
【００２１】
また、特許文献１の同期方式を用いた場合、下位層であるＭＡＣ層では、この方式で用いる特殊なマルチキャストフレームを、他のフレームから区別して即時に上位層に知らせる機能が要求される。従って、ＭＡＣ層は、この特殊なマルチキャストフレームを認識する必要がある。
【００２２】
ところで、ネットワークＡＶ機器は、複数のブロックから構成されていて、ネットワークＡＶ機器の上位層に接続されているブロックとしては、例えば下位層とＡＶ層がある。ＡＶ層は、例えばＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）などＡＶの処理を行う層である。各ブロックの技術は異なるため、各ブロックは、通常、別々のメーカにより作成される。
【００２３】
このため、特許文献１の同期方式を実現する場合、上位層は、他のメーカにより作成された下位層を使うが、この下位層は、特許文献１の同期方式に対応した下位層である必要がある。
【００２４】
しかしながら、唯一この機能を実現する可能性があるＭＡＣ層は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ準拠のチップセットである。しかし、この機能はＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格ではオプションのため、実現される可能性は低い。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ以外の標準規格ではこの機能は定義されていないため、例えばＰＬＣ（Power Line Communication）などで実現される可能性は無いに等しい。
【００２５】
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、複数の時計装置が通信を行う時計システムを構成する時計装置において、時刻検知を各時計装置において同時に行うこと無く、各時計装置の装置時刻を同期することが出来る時計装置、時計システム、同期方法、時計装置制御プログラム、および時計装置制御プログラムを記録した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】
【００２６】
（Ａ）本発明に係る時計装置は、上記の課題を解決するために、クロックマスタである時計装置において、自装置の時刻である第１の装置時刻を計時する第１の装置時刻計時手段と、非クロックマスタの参照する第２の参照時刻と同期している第１の参照時刻と、前記第１の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第１の時刻検知手段と、検知された前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを、前記非クロックマスタへ送信する送信手段とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
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、クロックマスタの第１の装置時刻と自装置の時刻である第２の装置時刻とを同期する、非クロックマスタである時計装置において、前記第２の装置時刻を計時する第２の装置時刻計時手段と、クロックマスタの参照する第１の参照時刻に同期している第２の参照時刻と、前記第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第２の時刻検知手段と、クロックマスタから送信された、前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを受信する受信手段と、検知された、前記第２の装置時刻および前記第２の参照時刻と、受信された、前記第１の装置時刻および前記第１の参照時刻とに基づいて、前記第２の装置時刻を調整する時刻調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明に係る時計システムは、上記の課題を解決するために、クロックマスタである時計装置であって、自装置の時刻である第１の装置時刻を計時する第１の装置時刻計時手段と、非クロックマスタの参照する第２の参照時刻と同期している第１の参照時刻と、前記第１の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第１の時刻検知手段と、検知された前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを、前記非クロックマスタへ送信する送信手段とを備えた時計装置と、クロックマスタの第１の装置時刻と自装置の時刻である第２の装置時刻とを同期する、非クロックマスタである時計装置であって、前記第２の装置時刻を計時する第２の装置時刻計時手段と、クロックマスタの参照する第１の参照時刻に同期している第２の参照時刻と、前記第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第２の時刻検知手段と、クロックマスタから送信された、前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを受信する受信手段と、検知された、前記第２の装置時刻および前記第２の参照時刻と、受信された、前記第１の装置時刻および前記第１の参照時刻とに基づいて、前記第２の装置時刻を調整する時刻調整手段とを備えた時計装置とを含んで構成されることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明に係る時計装置の同期方法は、上記の課題を解決するために、クロックマスタの時刻である第１の装置時刻と、非クロックマスタの時刻である第２の装置時刻とを同期させる同期方法において、クロックマスタである時計装置において実行される、第１の装置時刻計時手段が、前記第１の装置時刻を計時する第１の装置時刻計時ステップと、第１の時刻検知手段が、非クロックマスタの参照する第２の参照時刻と同期している第１の参照時刻と、前記第１の装置時刻とをほぼ同時に検知する第１の時刻検知ステップと、送信手段が、検知された前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを、前記非クロックマスタへ送信する送信ステップと、非クロックマスタである時計装置において実行される、第２の装置時刻計時手段が、前記第２の装置時刻を計時する第２の装置時刻計時ステップと、第２の時刻検知手段が、前記第２の参照時刻と、前記第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する第２の時刻検知ステップと、受信手段が、前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを受信する受信ステップと、時刻調整手段が、検知された、前記第２の装置時刻および前記第２の参照時刻と、受信された、前記第１の装置時刻および前記第１の参照時刻とに基づいて、前記第２の装置時刻を調整する時刻調整ステップとを含んだことを特徴とする。
【００３０】
クロックマスタは、第１の装置時刻計時手段、第１の時刻検知手段、および送信手段から構成されている。第１の時刻検知手段が、第１の装置時刻計時手段が表す第１の装置時刻と第１の参照時刻とをほぼ同時に検知する。第１の時刻検知手段は、検知した両方の時刻を、送信手段を介して非クロックマスタに伝送する。
【００３１】
非クロックマスタは、第２の装置時刻計時手段、第２の時刻検知手段、受信手段、および時刻調整手段から構成されている。第２の時刻検知手段は、第２の装置時刻計時手段が表す第２の装置時刻と第２の参照時刻とをほぼ同時に検知する。また、受信手段は、クロックマスタにより送信された第１の装置時刻および第１の参照時刻を受信する。
【００３２】
ここで、ほぼ同時とは、第１の装置時刻と第１の参照時刻との検知が完全に同時に行われる場合と、第２の装置時刻と第２の参照時刻との検知が完全に同時に行われる場合と、一方の時刻を検知した直後に他方の時刻を検知する、検知時刻に微小なずれがある場合とを含んでいる。
【００３３】
上記の構成または方法において、時刻調整手段は、受信された、第１の装置時刻および第１の参照時刻と、検知された、第２の装置時刻および第２の参照時刻とを用いて、第２の装置時刻計時手段の時刻の調整を行う。なお、第１の参照時刻と第２の参照時刻とは同期している。
【００３４】
当該構成においては、第１の参照時刻を検知するタイミングと第１の装置時刻を検知するタイミングとを対応させ、第２の参照時刻を検知するタイミングと第２の装置時刻を検知するタイミングとを対応させている。
【００３５】
なお、第１の参照時刻を検知するタイミングと第１の装置時刻を検知するタイミングとは同時であることが理想的であるが、システムにより多少ずれが生じる場合がある。
【００３６】
ここで、第１の装置時刻の検知タイミングと第２の装置時刻の検知タイミングとの時間差は、第１の参照時刻の検知タイミングと第２の参照時刻の検知タイミングとの時間差ＴＤに近い値になる。
【００３７】
従って、第１の装置時刻と第２の装置時刻とは同時に検知されないが、時間差ＴＤを、検知した第１の装置時刻および第２の装置時刻に反映することにより、第１の装置時刻と第２の装置時刻とを同時に検知する、特許文献１に記載の従来技術と同様の結果を得ることが出来る。
【００３８】
上記の構成によれば、第１の装置時刻と第２の装置時刻との同期には、第２の参照時刻と第１の参照時刻との差を用いるので、上記従来技術とは異なり、第１の装置時刻と第２の装置時刻とを同時に検知する必要が無いという効果を奏する。
【００３９】
そして、第１の装置時刻と第２の装置時刻とを同時に検知する必要が無いので、上記従来技術の同期方式において同時サンプリングを行うために用いられたマルチキャストフレームが不要になるという効果も奏する。
【００４０】
さらに、マルチキャストフレームが不要、すなわち、第１の装置時刻および第１の参照時刻をクロックマスタから非クロックマスタへ伝送するために使用するフレームは、マルチキャストフレームである必要は無いので、伝送方式にＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格を用いた場合でも、第１の装置時刻および第１の参照時刻を、ユニキャストフレームを用いて伝送することが出来る。
【００４１】
すなわち、ＡＰを介して二回に分けて伝送する従来方式とは異なり、ＡＰを通さずに一回で伝送することが出来るので、非クロックマスタが一台の場合、本発明に係る同期方式は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に準拠した無線ＬＡＮにおいて、より少ない帯域を利用して同期を行うことが出来るという効果を奏する。
【００４２】
（Ｂ）また、本発明の時計装置では、上記構成に加えて、前記時刻調整手段は、前記第２の装置時刻計時手段の調整を、以下の式、
調整値＝（第２の装置時刻−第１の装置時刻）−（第２の参照時刻−第１の参照時刻）
により求まる調整値により行うことを特徴とする。
【００４３】
上記の構成によれば、時刻調整手段は、第１の装置時刻、第２の装置時刻、第１の参照時刻、および第２の参照時刻の４つの時刻情報を取得するので、第２の装置時刻計時手段の調整を上記の式に基づき一意に求められる調整値により調整することが出来るという効果を奏する。
【００４４】
（Ｃ）また、本発明の時計装置では、上記構成に加えて、前記時刻調整手段は、前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが所定値を超える場合は、前記第２の装置時刻計時手段の現在時刻として、受信された前記第１の装置時刻を設定し、前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが前記所定値以下の場合は、ずれの度合いに応じて前記装置時刻計時手段の計時速度を速めるか遅らせる度合いを調整することを特徴とする。
【００４５】
当該構成において、時刻調整手段は、第１の装置時刻と第２の装置時刻とのずれが所定値を超えている場合、クロックマスタと非クロックマスタとの同期が外れていると判断し、クロックマスタに対して、第１の装置時刻および第１の参照時刻を送るように通知する。時刻調整手段は、受信した第１の参照時刻と第１の装置時刻とを用いて、第２の装置時刻計時手段の現在あるべき時刻を求め、求めた現在時刻を第２の装置時刻計時手段に直接設定する。
【００４６】
また、時刻調整手段は、第１の装置時刻と第２の装置時刻とのずれが前記所定値以下の場合、クロックマスタと非クロックマスタとの同期がとれていると判断し、クロックマスタに対して、検知した第１の参照時刻と第１の装置時刻との差分を送るように通知する。時刻調整手段は、受信した差分を用いて、第２の装置時刻計時手段の進み具合を微調整する。
【００４７】
上記の構成によれば、第１の装置時刻と第２の装置時刻との同期が外れている場合には、第１の装置時刻を第２の装置時刻計時手段に直接設定するので、同期を素早く行うことが出来るという効果を奏する。
【００４８】
また、第１の装置時刻と第２の装置時刻とが同期している場合には、第２の装置時刻計時手段の計時速度を速めたり遅めたりして微調整し同期を保つことが出来るという効果を奏する。
【００４９】
（Ｄ）また、本発明の時計装置は、上記構成に加えて、前記第１の参照時刻を計時する第１の参照時刻計時手段を備え、前記第１の時刻検知手段は、前記第１の参照時刻計時手段から第１の参照時刻を検知することを特徴とする。また、前記第２の参照時刻を計時する第２の参照時刻計時手段を備え、前記第２の時刻検知手段は、前記第２の参照時刻計時手段から第２の参照時刻を検知するたことを特徴とする。
【００５０】
当該構成において、本発明の同期技術を用いて非クロックマスタをクロックマスタに同期させるためには、クロックマスタの第１の参照時刻計時手段と非クロックマスタの第２の参照時刻計時手段とが同期している必要がある。下位層となる、無線ＬＡＮ、ＰＬＣ、またはイーサネット（登録商標）の規格では、それぞれの局において、同期した時計を有することが、その規格上に規定されている。従って、第１の装置時刻計時手段および第２の装置時刻計時手段を上位層の時計とした場合、第１の参照時刻計時手段および第２の参照時刻計時手段として、下位層の規格上の時計を利用することが出来る。
【００５１】
この場合、第１の参照時刻と第１の装置時刻との検知を行う第１の時刻検知手段と、第２の参照時刻と第２の装置時刻との検知を行う第２の時刻検知手段とは、第１および第２の装置時刻計時手段と同じ上位層に備えられるため、上位層から第１および第２の参照時刻計時手段の時刻を検知する機能が必要となる。第１および第２の参照時刻は、通常、例えばＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バスなどを介して上位層から参照出来るので、本発明に係る同期方式では、下位層には新たな機能備える必要が無い。
【００５２】
これに対して、上記従来技術では、同期用の特殊なマルチキャストフレームを下位層が認識し、そのフレームの最後尾部分が送受信された時刻を上位層に知らせる機能が必要となる。この機能に対応した標準技術は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に規定されているが、この機能は規格上オプションとしての取り扱いであるため、この機能を実装した、無線ＬＡＮのチップセットは少ないと思われる。
【００５３】
上記の構成によれば、下位層に新たな機能備える必要が無いので、無線ＬＡＮ、ＰＬＣ、またはイーサネット（登録商標）など、幅広い種類の下位層を利用することが出来るという効果を奏する。
【００５４】
（Ｅ）また、本発明の時計装置では、上記構成に加えて、前記送信手段は、前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが所定値を超える場合は、前記第１の参照時刻および前記第１の装置時刻を前記非クロックマスタに送信し、前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが前記所定値以下の場合は、前記第１の参照時刻と前記第１の装置時刻との差分を前記非クロックマスタに送信することを特徴とする。また、前記受信手段は、前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが所定値を超える場合は、前記第１の参照時刻および前記第１の装置時刻を前記クロックマスタから受信し、前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが前記所定値以下の場合は、前記第１の参照時刻と前記第１の装置時刻との差分を前記クロックマスタから受信することを特徴とする。
【００５５】
当該構成において、時刻調整手段は、第１の装置時刻と第２の装置時刻とのずれが所定値を超えている場合、クロックマスタと非クロックマスタとの同期が外れていると判断し、クロックマスタに対して、第１の装置時刻および第１の参照時刻を送信手段を介して送るように通知する。時刻調整手段は、受信手段を介して受信した第１の参照時刻と第１の装置時刻とを用いて、第２の装置時刻計時手段の現在あるべき時刻を求め、求めた現在時刻を第２の装置時刻計時手段に直接設定する。
【００５６】
また、時刻調整手段は、第１の装置時刻と第２の装置時刻とのずれが前記所定値以下の場合、クロックマスタと非クロックマスタとの同期がとれていると判断し、クロックマスタに対して、検知した第１の参照時刻と第１の装置時刻との差分を送るように送信手段を介して通知する。時刻調整手段は、受信手段を介して受信した差分を用いて、第２の装置時刻計時手段の進み具合を微調整する。
【００５７】
上記の構成によれば、同期が取れている場合、伝送する情報は第１の参照時刻と第１の装置時刻との差分情報であるため、伝送する情報量を少なくすることが出来るという効果を奏する。
【００５８】
（Ｆ）また、本発明の時計装置では、上記構成に加えて、前記第１の時刻検知手段は、前記第１の参照時刻を検知してから、前記第１の装置時刻を検知することを特徴とする。また、前記第２の時刻検知手段は、前記第２の参照時刻を検知してから、前記第２の装置時刻を検知することを特徴とする。
【００５９】
当該構成において、第１の時刻検知手段が、上位層にある第１の装置時刻計時手段から第１の装置時刻を検知し、下位層から第１の参照時刻を検知し、第２の時刻検知手段が、上位層にある第２の装置時刻計時手段から第２の装置時刻を検知し、下位層から第２の参照時刻を検知する。しかし、例えば、上位層と下位層が別々のハードウェア（チップ）上において実装されている場合には、上位層にある第１の時刻検知手段は、両方のチップを結ぶＰＣＩバスを介して、別のチップ上にある第１の参照情報を検知し、上位層にある第２の時刻検知手段は、両方のチップを結ぶＰＣＩバスを介して、別のチップ上にある第２の参照情報を検知する。この場合、より検知に時間がかかり、その検知に要する時間も定まらない、第１および第２の参照時刻の検知を、検知に時間がかからず、検知に要する時間も一定である、第１および第２の装置時刻の検知よりも先に行う。
【００６０】
上記の構成によれば、一定せずかつ時間のかかる第１の参照時間の検知を終えた直後に、一定した微小時間で行える第１の装置時刻の検知を行い、一定せずかつ時間のかかる第２の参照時間の検知を終えた直後に、一定した微小時間で行える第２の装置時刻の検知を行うので、参照時刻の検知と装置時刻の検知のタイミングのずれを少なくし、ずれの揺らぎを防止することが出来るという効果を奏する。
【００６１】
（Ｇ）また、本発明の時計装置では、上記構成に加えて、前記第１の時刻検知手段は、前記時刻検知処理を、予め決められた処理実行予定時刻に行うことを特徴とする。また、前記第２の時刻検知手段は、前記時刻検知処理を、予め決められた処理実行予定時刻に行うことを特徴とする。
【００６２】
当該構成において、クロックマスタと非クロックマスタとにおいて、同時刻に時刻検知処理を行うよう、処理実行予定時刻を予め決めておく。第２の装置時刻計時手段の調整は、第２の装置時刻−第１の装置時刻−（第２の参照時刻−第１の参照時刻）の式により求まる値により行われるので、同時刻に時刻検知処理を行うと、上記式の、（第２の参照時刻−第１の参照時刻）の部分の値をが小さくなり、誤差要因が減少する。
【００６３】
上記の構成によれば、クロックマスタと非クロックマスタとにおいて、予め決められた時刻に同時に時刻検知処理を行い、誤差要因が減少するので、クロックマスタと非クロックマスタとの同期精度を向上させることが出来るという効果を奏する。
【００６４】
（Ｈ）また、本発明の時計装置では、上記構成に加えて、前記時刻検知処理は、周期的な前記処理実行予定時刻に行われることを特徴とする。
【００６５】
当該構成において、例えばインターバルを定めて、周期的に時刻検知処理を行う。
【００６６】
上記の構成によれば、定めたインターバルにより時刻検知処理を開始すればよいので、時刻検知処理を開始する処理実行予定時刻の制御が容易になるという効果を奏する。
【００６７】
（Ｉ）また、本発明の時計装置では、上記構成に加えて、前記第１の時刻検知手段は、前記時刻検知処理を行った後、前記時刻検知処理を次に行うまでの待機時間と、前記時刻検知処理を最後に行った時刻とから、前記時刻検知処理を次に行う前記処理実行予定時刻を求めることを特徴とする。また、前記第２の時刻検知手段は、前記時刻検知処理を行った後、前記時刻検知処理を次に行うまでの待機時間と、前記時刻検知処理を最後に行った時刻とから、前記時刻検知処理を次に行う前記処理実行予定時刻を求めることを特徴とする。
【００６８】
上記の構成によれば、次に時刻検知処理を行う処理実行予定時刻を、時刻検知処理を最後に行った時刻に待機時間を加算することで求めるので、簡単に次の時刻検知処理を行う時刻を決めることが出来るという効果を奏する。
【００６９】
（Ｊ）また、本発明の時計装置では、上記構成に加えて、前記第１の時刻検知手段は、前記第１の装置時刻、前記第１の参照時刻、または他の時刻情報のうち少なくとも一つの時刻を定期的に求め、求めた該時刻が、前記処理実行予定時刻に等しいまたは前記処理実行予定時刻より遅い時刻になると、前記時刻検知処理を行うことを特徴とする。また、前記第２の時刻検知手段は、前記第２の装置時刻、前記第２の参照時刻、または他の時刻情報のうち少なくとも一つの時刻を定期的に求め、求めた該時刻が、前記処理実行予定時刻に等しいまたは前記処理実行予定時刻より遅い時刻になると、前記時刻検知処理を行うことを特徴とする。
【００７０】
当該構成において、時刻検知手段は、予め決められた処理実行予定時刻になると、時刻検知処理を行う。
【００７１】
上記の構成によれば、例えばＯＳ（Operating System）に指定された時間を待つ機能が無い場合でも定期的に時刻を求めるので、次の時刻検知処理を行う処理実行予定時刻を決定することが出来るという効果を奏する。
【００７２】
（Ｋ）また、本発明の時計システムでは、上記構成に加えて、前記第１の参照時刻および前記第２の参照時刻は、同一の外部時計が表す時刻であることを特徴とする。
【００７３】
上記の構成によれば、例えば電波時計やＧＰＳの同期方式で伝送される時刻情報を第１および第２の参照時刻とすることが出来るので、時計装置の外部にある時計の時刻情報を用いて時計装置同士を同期することが出来るという効果を奏する。
【００７４】
（Ｌ）ところで、上記時計装置は、ハードウェアで実現してもよいし、プログラムをコンピュータに実行させることによって実現してもよい。具体的には、本発明に係るプログラムは、少なくとも上述した第１および第２の時刻検知手段・時刻調整手段としてコンピュータを動作させる時計装置制御プログラムであり、本発明に係る記録媒体には、当該時計装置制御プログラムが記録されている。
【００７５】
この時計装置制御プログラムがコンピュータによって実行されると、当該コンピュータは、上記時計装置として動作する。従って、上記時計装置と同様に、第１の装置時刻と第２の装置時刻との同期には、第２の参照時刻と第１の参照時刻との差を用いるので、上記従来技術とは異なり、第１の装置時刻と第２の装置時刻とを同時に検知する必要が無いという効果を奏する。そして、第１の装置時刻と第２の装置時刻とを同時に検知する必要が無いので、上記従来技術の同期方式において同時サンプリングを行うために用いられたマルチキャストフレームが不要になるという効果も奏する。さらに、ＡＰを介して二回に分けて伝送する従来方式とは異なり、ＡＰを通さずに一回で伝送することが出来るので、非クロックマスタが一台の場合、本発明に係る同期方式は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に準拠した無線ＬＡＮにおいて、より少ない帯域を利用して同期を行うことが出来るという効果を奏する。
【発明の効果】
【００７６】
本発明に係る時計装置は、以上のように、自装置の時刻である第１の装置時刻を計時する第１の装置時刻計時手段と、非クロックマスタの参照する第２の参照時刻と同期している第１の参照時刻と、前記第１の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第１の時刻検知手段と、検知された前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを、前記非クロックマスタへ送信する送信手段とを備えたことを特徴とする。
【００７７】
また、本発明に係る時計装置は、以上のように、前記第２の装置時刻を計時する第２の装置時刻計時手段と、クロックマスタの参照する第１の参照時刻に同期している第２の参照時刻と、前記第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第２の時刻検知手段と、クロックマスタから送信された、前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを受信する受信手段と、検知された、前記第２の装置時刻および前記第２の参照時刻と、受信された、前記第１の装置時刻および前記第１の参照時刻とに基づいて、前記第２の装置時刻を調整する時刻調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００７８】
また、本発明に係る時計システムは、以上のように、クロックマスタである時計装置であって、自装置の時刻である第１の装置時刻を計時する第１の装置時刻計時手段と、非クロックマスタの参照する第２の参照時刻と同期している第１の参照時刻と、前記第１の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第１の時刻検知手段と、検知された前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを、前記非クロックマスタへ送信する送信手段とを備えた時計装置と、クロックマスタの第１の装置時刻と自装置の時刻である第２の装置時刻とを同期する、非クロックマスタである時計装置であって、前記第２の装置時刻を計時する第２の装置時刻計時手段と、クロックマスタの参照する第１の参照時刻に同期している第２の参照時刻と、前記第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第２の時刻検知手段と、クロックマスタから送信された、前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを受信する受信手段と、検知された、前記第２の装置時刻および前記第２の参照時刻と、受信された、前記第１の装置時刻および前記第１の参照時刻とに基づいて、前記第２の装置時刻を調整する時刻調整手段とを備えた時計装置とを含んで構成されることを特徴とする。
【００７９】
また、本発明に係る時計装置の同期方法は、以上のように、クロックマスタの時刻である第１の装置時刻と、非クロックマスタの時刻である第２の装置時刻とを同期させる同期方法において、クロックマスタである時計装置において実行される、第１の装置時刻計時手段が、前記第１の装置時刻を計時する第１の装置時刻計時ステップと、第１の時刻検知手段が、非クロックマスタの参照する第２の参照時刻と同期している第１の参照時刻と、前記第１の装置時刻とをほぼ同時に検知する第１の時刻検知ステップと、送信手段が、検知された前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを、前記非クロックマスタへ送信する送信ステップと、非クロックマスタである時計装置において実行される、第２の装置時刻計時手段が、前記第２の装置時刻を計時する第２の装置時刻計時ステップと、第２の時刻検知手段が、前記第２の参照時刻と、前記第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する第２の時刻検知ステップと、受信手段が、前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを受信する受信ステップと、時刻調整手段が、検知された、前記第２の装置時刻および前記第２の参照時刻と、受信された、前記第１の装置時刻および前記第１の参照時刻とに基づいて、前記第２の装置時刻を調整する時刻調整ステップとを含んだことを特徴とする。
【００８０】
それ故、第１の装置時刻と第２の装置時刻との同期には、第２の参照時刻と第１の参照時刻との差を用いるので、上記従来技術とは異なり、第１の装置時刻と第２の装置時刻とを同時に検知する必要が無いという効果を奏する。そして、第１の装置時刻と第２の装置時刻とを同時に検知する必要が無いので、上記従来技術の同期方式において同時サンプリングを行うために用いられたマルチキャストフレームが不要になるという効果も奏する。さらに、ＡＰを介して二回に分けて伝送する従来方式とは異なり、ＡＰを通さずに一回で伝送することが出来るので、非クロックマスタが一台の場合、本発明に係る同期方式は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に準拠した無線ＬＡＮにおいて、より少ない帯域を利用して同期を行うことが出来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】
【００８１】
＜本発明の概要について＞
本発明の概要を図１を用いて説明する。通信装置１００（時計装置）がクロックマスタの通信装置であり、通信装置２００（時計装置）が非クロックマスタの通信装置である。通信装置１００と通信装置２００とは、動画コンテンツの伝送および再生など、両装置間において時刻を同期させて行わなければならない処理を行う。
【００８２】
通信装置１００は、上位時計１１１（第１の装置時刻計時手段）、時刻検知部１１３（第１の時刻検知手段）、および送信部１２３（送信手段）から構成されている。時刻検知部１１３が、上位時計１１１が表す第１の装置時刻と第１の参照時刻とを検知する。検知された両方の時刻は、検知時刻情報として、送信部１２３を介して通信装置２００に伝送される。
【００８３】
通信装置２００は、上位時計２１１（第２の装置時刻計時手段）、時刻検知部２１３（第２の時刻検知手段）、受信部２２３（受信手段）、および調整部２１４（時刻調整手段）から構成されている。時刻検知部２１３は、上位時計２１１が表す第２の装置時刻と第２の参照時刻とを検知する。また、受信部２２３は、通信装置１００により送信された検知時刻情報を受信する。
【００８４】
上記の構成において、調整部２１４は、検知時刻情報と、検知された第２の装置時刻および第２の参照時刻とを用いて、上位時計２１１の調整を行う。なお、第１の参照時刻と第２の参照時刻とは同期している。
【００８５】
当該構成においては、図２に示すように、第１の参照時刻を検知するタイミングと第１の装置時刻を検知するタイミングとを対応させ、第２の参照時刻を検知するタイミングと第２の装置時刻を検知するタイミングとを対応させている。
【００８６】
なお、第１の参照時刻を検知するタイミングと第１の装置時刻を検知するタイミングとは同時であることが理想的であるが、システムにより多少ずれが生じる場合がある。図２においては、このずれをＤ１により示している。同様に、第２の参照時刻を検知するタイミングと第２の装置時刻を検知するタイミングとにもシステムにより多少のずれＤ２が生じる場合がある。
【００８７】
ここで、第１の参照時刻の検知タイミングと第２の参照時刻の検知タイミングとの時間差をＴＤとすると、第１の装置時刻を検知した時点と第２の装置時刻を検知した時点との差もＴＤに近い値になる。
【００８８】
従って、第１の装置時刻と第２の装置時刻とは同時に検知されないが、時間差ＴＤを、検知した第１の装置時刻および第２の装置時刻に反映することにより、第１の装置時刻と第２の装置時刻とを同時に検知する従来技術と同様の結果を得ることが出来る。
【００８９】
具体的な事例として、検知された第１の参照時刻が１１００μｓ、第１の装置時刻が３３０μｓ、第２の参照時刻が１００５μｓ、第２の装置時刻が２２０μｓとすると、第２の参照時刻と第１の参照時刻との差は、１００５μｓ−１１００μｓ＝−９５μｓである。
【００９０】
この差を、例えば第１の装置時刻に反映すると、３３０μｓ−９５μｓ＝２２５μｓとなり、上位時計２１１を調整する場合には、この２２５μｓと、第２の装置時刻（２２０μｓ）とを比較（差分は２２０μｓ−２２５μｓ＝−５μｓ）し、その差分の量に応じて上位時計２１１の調整を行う。
【００９１】
これに対し、従来技術では、非クロックマスタは、クロックマスタの時計の時刻ｔＴＸ［ｎ］と自局の時計の時刻ｔＲＸ［ｎ］との２つの情報を用いて自局の時計の調整を行う。非クロックマスタの時計の同期精度を悪化させないため、上記の２つの情報を同時にサンプリング（検知）する必要がある。このため、マルチキャストフレームを用い、マルチキャストフレームの最後尾部を送信または受信した時点を基準点とし、クロックマスタおよび非クロックマスタそれぞれにおいて同時に、自局の時計の時刻をサンプリングしている。
【００９２】
しかし、同時にサンプリングする場合でも、実際には、図１１に示すように、フレームの伝送時間の違いやフレームの処理時間の違いのため、サンプリングする時点に多少ずれが生じる。
【００９３】
伝送時間の違いは、無線の伝送路では電波が送信側から受信側に辿り着くまでに複数個所で反射するために発生する。例えば、人間が動いた場合、電波の反射パターンが変わり、人間の居る場所や動きによって伝送時間に違いが生じる。
【００９４】
また、クロックマスタの下位層は、送信したマルチキャストフレームの最後尾部の基準点を上位層に知らせる必要があり、非クロックマスタの下位層は、受信したマルチキャストフレームの最後尾部の基準点を上位層に知らせる必要があるが、送信と受信とでは処理が異なるため、それぞれの下位層がマルチキャストフレームの送受信処理を開始してから最後尾部を認識して上位層に知らせるまでのフレーム処理時間に違いが生じる。
【００９５】
また、上記従来技術の同期方式をＩＥＥＥ８０２．１１ｅに用いた場合であり、かつクロックマスタがＡＰではない場合、同期用のマルチキャストフレームを、クロックマスタからＡＰへの伝送と、ＡＰから非クロックマスタへの伝送との二回に分けて伝送する必要がある。
【００９６】
上記の構成によれば、第１の装置時刻と第２の装置時刻との同期には、第２の参照時刻と第１の参照時刻との差を用いるので、上記従来技術とは異なり、第１の装置時刻と第２の装置時刻とを同時に検知する必要が無い。
【００９７】
そして、第１の装置時刻と第２の装置時刻とを同時に検知する必要が無いので、上記従来技術の同期方式において同時サンプリングを行うために用いられたマルチキャストフレームが不要になる。
【００９８】
さらに、マルチキャストフレームが不要、すなわち、検知時刻情報をクロックマスタから非クロックマスタへ伝送するために使用するフレームは、マルチキャストフレームである必要は無いので、伝送方式にＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格を用いた場合でも、検知時刻情報を、ユニキャストフレームを用いて伝送することが出来る。
【００９９】
ＡＰを介して二回に分けて伝送する従来方式とは異なり、ＡＰを通さずに一回で伝送することが出来るので、非クロックマスタが一台の場合、本発明に係る同期方式は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に準拠した無線ＬＡＮにおいて、より少ない帯域を利用して同期を行うことが出来る。
【０１００】
なお、特に映像伝送の場合、家庭内における映像サーバからの映像伝送が期待される。この場合、一対一の伝送、つまり非クロックマスタが一台の場合が想定されるので、非クロックマスタが一台の場合に同期に利用する帯域を、従来技術に較べより少なく出来る本発明は有用である。
【０１０１】
〔第１の実施形態〕
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。
【０１０２】
＜通信システム４００の構成について＞
図３において、本実施形態に係る通信システム４００の概略構成を示す。通信システム４００は、通信装置１００および通信装置２００を含んで構成され、通信装置１００および通信装置２００は、互いにネットワーク３００を介して時刻情報を伝送する際に通信するように接続されている。
【０１０３】
＜通信装置１００・２００の構成について＞
通信装置１００および通信装置２００は、それぞれ、通信を行うためのプロトコルスタックとして、上位層１１０・２１０および下位層１２０・２２０を備え、上位層１１０と上位層２１０とは、下位層１２０・２２０およびネットワーク３００を介して、通信を行う。なお、下位層１２０・２２０が、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、ＰＬＣなどのＭＡＣ層に相当する。
【０１０４】
＜参照時刻を下位時計１２１・２２１から取得する構成について＞
本実施形態では、参照時刻の取得先として、通信装置１００の下位層１２０は、参照時刻を提供する下位時計１２１を備え、通信装置２００の下位層２２０は、参照時刻を提供する下位時計２２１を備えている場合について説明を行う。
【０１０５】
通信装置１００の上位層１１０は、上位時計１１１、時刻検知部１１３、および上位サンプラ１１２（第１の時刻検知手段）を備え、下位層１２０は、下位時計１２１（第１の参照時刻計時手段）、下位サンプラ１２２（第１の時刻検知手段）、および通信部１２３を備えている。
【０１０６】
通信装置２００の上位層２１０は、上位時計２１１、時刻検知部２１３、上位サンプラ２１２（第１の時刻検知手段）、および調整部２１４（時刻調整手段）を備え、下位層２２０は、下位時計２２１（第２の参照時刻計時手段）、下位サンプラ２２２（第２の時刻検知手段）、および通信部２２３を備えている。
【０１０７】
ここで、下位時計１２１と下位時計２２１とは、互いに同期が取れているとする。
【０１０８】
例えば、下位層がＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠している場合、下位時計１２１と下位時計２２１とは、ＴＳＦ（Timing  Synchronization  Function）により同期することが出来る。すなわち、下位時計１２１を通信装置１００の無線ＬＡＮ層のＴＳＦ  Ｔｉｍｅｒとし、下位時計２２１を通信装置２００の無線ＬＡＮ層のＴＳＦ  Ｔｉｍｅｒとすることである。従って、通信装置１００の無線ＬＡＮ層のＴＳＦ  Ｔｉｍｅｒ（下位時計１２１）と通信装置２００の無線ＬＡＮ層のＴＳＦ  Ｔｉｍｅｒ（下位時計２２１）とは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従い、同期されている。下位層が、有線ＬＡＮやＰＬＣであった場合も、同様に、下位時計１２１と下位時計２２１とは、規格により時計同士の同期が保証されている。
【０１０９】
通信装置１００の時刻検知部１１３は、上位時計１１１の時刻ｔＨＴＸ（第１の装置時刻）と、下位時計１２１の時刻ｔＬＴＸ（第１の参照時刻）とを検知する。検知された時刻ｔＨＴＸおよび時刻ｔＬＴＸは、通信部１２３を介して、通信装置２００に送信される。
【０１１０】
なお、時刻検知部１１３は、下位時計１２１の時刻ｔＬＴＸを検知する際、最初に下位サンプラ１２２に検知要求を出す。次に、下位サンプラ１２２が、下位時計１２１の時刻ｔＬＴＸをサンプリングし、サンプリングした時刻ｔＬＴＸを時刻検知部１１３に渡す。
【０１１１】
同様に、時刻検知部１１３は、上位時計１１１の時刻ｔＨＴＸを検知する際、最初に上位サンプラ１１２に検知要求を出す。次に、上位サンプラ１１２が、上位時計１１１の時刻ｔＨＴＸをサンプリングし、サンプリングした時刻ｔＨＴＸを時刻検知部１１３に渡す。
【０１１２】
通信装置２００の時刻検知部２１３は、上位時計２１１の時刻ｔＨＲＸ（第２の装置時刻）と、下位時計２２１の時刻ｔＬＲＸ（第２の参照時刻）とを検知する。受信部２２３は、通信装置１００により送信された検知時刻情報を受信する。調整部２１４は、時刻ｔＨＲＸ、時刻ｔＬＲＸ、および検知時刻情報を用いて、上位時計２１１の時刻調整を行う。
【０１１３】
なお、時刻検知部２１３は、下位時計２２１の時刻ｔＬＲＸを検知する際、最初に下位サンプラ２２２に検知要求を出す。次に、下位サンプラ２２２は、下位時計２２１の時刻ｔＬＲＸをサンプリングし、サンプリングした時刻ｔＬＲＸを時刻検知部２１３に渡す。
【０１１４】
同様に、時刻検知部２１３は、上位時計２１１の時刻ｔＨＲＸを検知する際、最初に上位サンプラ２１２に検知要求を出す。次に、上位サンプラー２１２は、上位時計２１１の時刻ｔＨＲＸをサンプリングし、サンプリングした時刻ｔＨＲＸを時刻検知部２１３に渡す。
【０１１５】
＜上位時計２１１の調整について＞
なお、上位時計２１１を調整するために、通常、調整部２１４には、ＰＬＬ（Phase  Locked  Loop）が用いられる。
【０１１６】
ＰＬＬを用いて調整を行う際に、例えば、通信装置２００の初期化時のように、上位時計１１１の時刻と上位時計２１１の時刻との差分（ずれ）が所定値ＴＨを超えている場合は同期が外れていると判断されるので、上位時計２１１の時刻を時間をかけて微調整するのではなく、上位時計１１１の時刻を上位時計２１１の時刻として設定する必要がある。なお、所定値ＴＨは目的とする同期精度より大きい値に設定する。
【０１１７】
また、上位時計２１１の時刻と上位時計１１１の時刻との差分が所定値ＴＨ以下の場合は同期が取れていると判断されるので、同期を保つために、ＰＬＬを用いて、上位時計２１１の進行速度を順次調整する。
【０１１８】
すなわち、上位時計１１１と上位時計２１１とが、同じ時点において表す時刻の差分を用いてＰＬＬの調整を行うことが理想的である。
【０１１９】
しかしながら、本システムでは、上位時計１１１の時刻と上位時計２１１の時刻とは、図２に示すように、同時にはサンプリングされず、サンプリングの時点がずれてしまう。そのため、このずれＴＤを補償するために、同期が取れている下位時計１２１の時刻ｔＬＴＸと下位時計２２１の時刻ｔＬＲＸとを利用する。
【０１２０】
このため、ＰＬＬの調整は、以下の数式（１）を用いて求められた、上位時計１１１・２１１の時刻のずれに対して、下位時計１２１・２２１の時刻のずれの差分をとることにより行う：
ＰＬＬ調整値  ＝  ｔＨＲＸ−ｔＨＴＸ−（ｔＬＲＸ−ｔＬＴＸ）          （１）
なお、数式（１）の（ｔＬＲＸ−ｔＬＴＸ）部分が、図２に示すＴＤを表している。
【０１２１】
上記の数式（１）は、以下の数式（２）に示す形に書き換えることが出来る：
ＰＬＬ調整値  ＝  ｔＨＲＸ−ｔＬＲＸ―（ｔＨＴＸ−ｔＬＴＸ）          （２）
上記の数式（２）において、（ｔＨＴＸ−ｔＬＴＸ）の部分は、時刻検知部１１３が検知した、参照時刻ｔＬＴＸと装置時刻ｔＨＴＸとの差分を表している。
【０１２２】
すなわち、クロックマスタである通信装置１００が、時刻検知部１１３が検知した、参照時刻ｔＬＴＸと装置時刻ｔＨＴＸとの差分を、非クロックマスタである通信装置２００に伝送するだけで、通信装置２００は、上位時計２１１の時刻を調整することが出来る。
【０１２３】
ただし、この場合、上位時計１１１の時刻と上位時計２１１の時刻との差分が所定値ＴＨより大きい場合は同期が外れていると判断されるので、上位時計１１１の時刻を上位時計２１１の時刻として設定する必要がある。そのため、参照時刻ｔＬＴＸおよび装置時刻ｔＨＴＸの両方を非クロックマスタに伝送する必要がある。
【０１２４】
このため、非クロックマスタの調整部２１４およびクロックマスタの時刻検知部１１３はそれぞれ、上位時計２１１が上位時計１１１に対し、同期が取れている状態であるか否かを知っておく必要がある。
【０１２５】
初期状態では、調整部２１４および時刻検知部１１３は、同期が外れている状態であると認識する。
【０１２６】
クロックマスタは、同期が外れている場合、非クロックマスタに対して参照時刻ｔＬＴＸと装置時刻ｔＨＴＸとの両方を伝送する。同期が取れている場合は、参照時刻ｔＬＴＸと装置時刻ｔＨＴＸとの差分を伝送する。
【０１２７】
非クロックマスタは、同期が外れている場合、参照時刻ｔＬＴＸおよび装置時刻ｔＨＴＸを受信し、上位時計１１１の時刻を上位時計２１１の時刻として設定する。この設定により、上位時計２１１は同期状態に入るので、調整部２１４は、同期状態である旨をクロックマスタに通知する。
【０１２８】
一方、非クロックマスタの同期が取れている状態の場合、非クロックマスタは、参照時刻ｔＬＴＸと装置時刻ｔＨＴＸとの差分を受信し、ＰＬＬの調整値を求める。
【０１２９】
ＰＬＬ調整値が所定値ＴＨを超えた場合は、同期が外れたと判断される。調整部２１４は、同期が外れた状態に入り、この旨をクロックマスタに通知する。
【０１３０】
ＰＬＬ調整値が所定値ＴＨ以下の場合、調整部２１４は、同期が取れている状態であると判断し、ＰＬＬの調整を行う。
【０１３１】
非クロックマスタは、同期状態をクロックマスタに通知するため、図示しない送信部を備え、また、クロックマスタは、図示しない受信部を備える。そして、非クロックマスタの調整部２１４が上述のように同期状態をクロックマスタに通知する必要があると判断した場合、この旨を非クロックマスタの送信部を介してクロックマスタに通知する。クロックマスタの受信部はこの通知を受信し、時刻検知部１１３に知らせる。時刻検知部１１３は、通知の内容に応じて同期状態を更新する。
【０１３２】
＜時刻検知処理について＞
なお、時刻検知部１１３が上位時計１１１の時刻と下位時計１２１の時刻とを検知する際、これら２つの検知を行う時点は、互いに対応している必要がある。
【０１３３】
つまり、クロックマスタである通信装置１００において、上位時計１１１の時刻と下位時計１２１の時刻とを同時に検知するか、または、上位時計１１１の時刻を検知する直前か直後に下位時計１２１の時刻を検知することが重要である。
【０１３４】
非クロックマスタである通信装置２００においても同様に、時刻検知部２１３が上位時計２１１の時刻を検知する時点と、下位時計２２１の時刻を検知する時点とが対応している必要がある。
【０１３５】
これは、時刻検知部１１３が、上位時計１１１の時刻を検知した時点と下位時計１２１の時刻を検知した時点との時間差、または、時刻検知部２１３が、上位時計２１１の時刻を検知した時点と下位時計２２１の時刻を検知した時点との時間差が大きくなると、上位時計２１１の、上位時計１１１に対する同期精度が悪化するためである。
【０１３６】
よって、時刻検知部１１３が上位時計１１１の時刻と下位時計１２１の時刻とを同時に検知し、時刻検知部２１３が上位時計２１１の時刻と下位時計２２１の時刻とを同時に検知することが理想的である。以下の説明においては、この二つの時刻を同時に検知する処理を、時刻検知処理と呼ぶ。
【０１３７】
１つのメーカが、通信装置１００および通信装置２００のシステム全体を設計するのであれば、上述の時刻検知処理をハードウエアを用いて行うことにより、２つの時刻を同時に検知出来るように全体を設計する事は可能である。
【０１３８】
しかし、下位層１２０・２２０と上位層１１０・２１０とは、別のメーカにより設計されるのが通常であり、メーカ同士が設計を合わせない限り、２つの時刻を同時に検知出来るように最適化された設計とはならない可能性がある。よって、このような場合には、時刻検知処理において、２つの時刻を同時に検知することは困難になる。
【０１３９】
このような場合でも、時刻検知部１１３は、上位時計１１１の時刻と下位時計１２１の時刻とを検知する時間差を小さくし、時刻検知部２１３は、上位時計２１１の時刻と下位時計２２１の時刻とを検知する時間差を小さくすることが望ましい。
【０１４０】
一方、有線ＬＡＮカードまたは無線ＬＡＮカードなどに実装されている下位層１２０・２２０が、通信装置１００・２００の本体等に実装されている上位層１１０・２１０とデータ交換を行うためには、通常、ＰＣＩカードインタフェースまたはそれと同等なインタフェースが用いられる。
【０１４１】
上位層１１０・２１０に位置する時刻検知部１１３・２１３が、これらのインタフェースを用いて、下位層１２０・２２０に位置する下位サンプラ１２２・２２２の内部レジスタを読み出すためには、まず最初に下位サンプラ１２２・２２２に対して読み出し要求を出す。次に、下位サンプラ１２２・２２２は、読み出し要求に応じて、内部レジスタから読み出した情報を返す。
【０１４２】
しかしながら、有線ＬＡＮカードや無線ＬＡＮカードは、通常、様々な処理を行っているため、時刻検知部１１３・２１３からの要求に応じるまでには時間か掛かる。さらに、この要求に応じるまでの時間が、毎回同じであるとは限らない。
【０１４３】
よって、時刻検知部１１３が、まず上位時計１１１の時刻を検知し、次に下位時計１２１の時刻を検知する場合、これら２つの時刻を検知する時点の時間差は毎回変わるので、上位時計２１１の、上位時計１１１に対する同期精度が悪化する。
【０１４４】
それに対し、最初に下位時計１２１の時刻を検知し、次に上位時計１１１の時刻を検知する場合、上位時計１１１および時刻検知部１１３は、同じ上位層１１０内において設計されるため、時刻検知部１１３が、上位時計１１１の時刻の検知要求を出してから、時刻が時刻検知部１１３に返されるまでの時間のずれを小さくすることは容易なので、上位時計１１１の時刻の検知に掛かる時間は一定となる。
【０１４５】
従って、これら２つの時刻を検知する時点の時間差は一定になるので、上位時計２１１の、上位時計１１１に対する同期精度を向上させることが出来る。
【０１４６】
非クロックマスタである通信装置２００においても同様に、時刻検知部２１３が、最初に下位時計２２１の時刻を検知し、次に上位時計２１１の時刻を検知することにより、上位時計２１１の、上位時計１１１に対する同期精度を向上させることが出来る。
【０１４７】
なお、下位時計を検知する時刻と上位時計を検知する時刻との差を毎回固定（例えば５秒）とする場合などが考えられるが、この場合でも、下位時計および上位時計の計時速度は変化するため、同期の精度が悪くなるので、この方法は好ましくない。
【０１４８】
例えば、下位時計を検知する時刻と上位時計を検知する時刻の差が１００ｍｓとする。ここで、クロックマスタでは、最初には下位時計と上位時計との計時速度の差が０ｐｐｍであるとし、ｔＨＴＸ−ｔＬＴＸ＝  Ｔ１  とする。次に、調整により、下位時計と上位時計の計時速度の差が２０ｐｐｍになると、ｔＨＴＸ−ｔＬＴＸ＝  Ｔ１＋２μｓになる。このように、２μｓのジッタが発生する。非クロックマスタでも同様である。
【０１４９】
従って、下位時計を検知する時刻と上位時計を検知する時刻との差を小さくすることにより、同期精度の悪化を避けることができる。
【０１５０】
＜上位時計２１１の時刻調整手順について＞
図４において、調整部２１４が、上述の手順を用いて上位時計２１１の時刻調整を行う処理のシーケンスを示し、以下にその説明を行う。
【０１５１】
クロックマスタである通信装置１００側の時刻検知処理として、時刻検知部１１３は、最初に、Ｔ１の時点において、下位層１２０の下位サンプラ１２２に対し、下位時計１２１の時刻ｔＬＴＸを求める要求を出す。
【０１５２】
次に、下位サンプラ１２２が、Ｔ２の時点において、時刻検知部１１３の要求に応じ、この時点で、時刻検知部１１３は、時刻ｔＬＴＸを取得する。
【０１５３】
直後のＴ３の時点において、時刻検知部１１３は、上位サンプラ１１２に対し、上位時計１１１の時刻ｔＨＴＸの検知要求を出す。従って、時刻検知部１１３は、Ｔ２の時点とほぼ同じ時点であるＴ３の時点において、時刻ｔＨＴＸを取得することが出来る。
【０１５４】
同様に、非クロックマスタである通信装置２００側の時刻検知処理として、時刻検知部２１３は、最初に、Ｔ４の時点において、下位層２２０の下位サンプラ２２２に対し、下位時計２２１の時刻ｔＬＲＸを求める要求を出す。
【０１５５】
次に、下位サンプラ２２２が、Ｔ５の時点において、時刻検知部２１３の要求に応じ、この時点で、時刻検知部２１３は、時刻ｔＬＲＸを取得する。
【０１５６】
直後のＴ６の時点において、時刻検知部２１３は、上位サンプラ２１２に対し、上位時計２１１の時刻ｔＨＲＸの検知要求を出す。従って、時刻検知部２１３は、Ｔ５の時点とほぼ同じ時点であるＴ６の時点において、時刻ｔＨＲＸを取得することが出来る。
【０１５７】
なお、時刻検知部１１３が、下位サンプラ１２２に対し時刻ｔＬＴＸの検知要求を出すＴ１の時点と、時刻検知部２１３が、下位サンプラ２２２に対し時刻ｔＬＲＸの検知要求を出すＴ４の時点とは、どちらが先であっても構わない。Ｔ１がＴ４より先でも良いし、Ｔ４がＴ１より先で良いし、Ｔ１とＴ４とが同時でも良い。
【０１５８】
なお、Ｔ２の時点とＴ１の時点との時間差である、ずれＤ１に関して、Ｄ１の絶対値はｔＬＴＸの検知要求の周期に対し、比較的大きくても良い。
【０１５９】
例えば、通信装置１００の時刻検知部１１３がＴ１の時点において時刻ｔＬＴＸの検知要求を出してから、次の周期、つまり時刻検知部１１３がＴ１’の時点において時刻ｔＬＴＸの検知要求を出すまでの時間間隔が１００ｍｓである場合、Ｄ１は、数ｍｓ程度であっても良い。また、Ｔ５の時点とＴ４の時点の時間差であるＤ４についても同様である。
【０１６０】
また、Ｔ３の時点とＴ２の時点との時間差である、ずれＤ２は、上記の例であれば、Ｔ１とＴ１’との時間間隔である１００ｍｓに比べ、数オーダ小さいことが望ましいく、これは通常、可能である。また、Ｔ６の時点とＴ５の時点との時間差である、ずれＤ５に関しても、同様である。
【０１６１】
図４に示すシーケンス図においては、次に、送信部１２３が、通信装置１００の時刻検知部１１３により検知された時刻ｔＨＴＸおよび時刻ｔＬＴＸを、Ｔ７の時点において、通信装置２００に送信する。
【０１６２】
次に、通信装置２００の受信部２２３が、Ｔ８の時点において、通信装置１００から送信された、時刻ｔＨＴＸおよび時刻ｔＬＴＸを受信する。
【０１６３】
次に、調整部２１４が、Ｔ９の時点において、時刻検知部２１３により検知された時刻ｔＨＲＸおよび時刻ｔＬＲＸと、受信部２２３により受信された時刻ｔＨＴＸおよび時刻ｔＬＴＸとを用いて、数式（１）または（２）に示す演算を行い、演算結果に基づいて、ＰＬＬの調整、すなわち上位時計２１１の調整を行う。
【０１６４】
＜各通信装置１００・２００における時刻検知処理のタイミングについて＞
本実施形態では、下位時計１２１・２２１同士が同期している前提において、上位時計１１１・２１１同士の同期を行うことが目的であるので、図９に示す例と同じく、上位時計１１１・２１１同士、そして下位時計１２１・２２１同士は、同期しているが、下位時計１２１と上位時計１１１、また下位時計２２１と上位時計２１１とは、通常、同期していない。
【０１６５】
このため、時間が経過するほど、下位時計１２１の表す時刻と上位時計１１１の表す時刻とのずれ、また下位時計２２１の表す時刻と上位時計２１１の表す時刻とのずれは大きくなる。
【０１６６】
例えば、下位時計１２１が下位層のクロックマスタの時計であり、下位時計１２１と上位時計１１１との精度の差が２０ｐｐｍである場合、下位時計１２１の時刻と上位時計１１１の時刻とは１０ｍｓ毎に０．２μｓずれる。ここで、下位時計２２１は非クロックマスタの時計であり、上位時計２１１も非クロックマスタの時計であるため、長期的な平均では下位時計２２１と上位時計２１１の精度の差も２０ｐｐｍである。
【０１６７】
一方、従来方式ではクロックマスタの上位時計と非クロックマスタの上位時計の時刻を同時に検知していたことに対し、本発明では上位時計１１１の時刻ｔＨＴＸと上位時計２１１の時刻ｔＨＲＸとを同時には検知しない。しかし、下位時計１２１の時刻ｔＬＴＸとと下位時計２２１の時刻ｔＬＲＸとを反映することにより、時刻ｔＨＴＸと時刻ｔＨＲＸとを同時に検知したことと同じ結果とすることが出来る。
【０１６８】
しかしながら、以上のように、下位時計１２１・２２１および上位時計１１１・１２１の精度に差があるため、時刻ｔＬＴＸと時刻ｔＨＴＸとを検知する時刻と、時刻ｔＬＲＸと時刻ｔＨＲＸとを検知する時刻との差が大き過ぎる場合、上位時計２１１の調整に用いられる情報の誤差も大きくなり、同期精度が悪くなる。
【０１６９】
例えば、下位時計１２１と上位時計１１１との精度の差が２０ｐｐｍであり、ｔＬＲＸ−ｔＬＴＸ＝１０ｍｓの場合、ｔＨＲＸ−ｔＨＴＸ＝１０ｍｓ＋０．２μｓとなり、０．２μｓの誤差が追加される。ｔＬＲＸ−ｔＬＴＸ＝３０ｍｓの場合、ｔＨＲＸ−ｔＨＴＸ＝３０ｍｓ＋０．６μｓになり、０．６μｓの誤差が追加される。
【０１７０】
従って、上位時計２１１に対するＰＬＬを、ＰＬＬ調整値ｔＨＲＸ−ｔＨＴＸ−（ｔＬＲＸ−ｔＬＴＸ）により調整することから、ｔＬＲＸ−ｔＬＴＸを小さくすることにより、上位時計２１１の同期精度を良くすることが出来る。
【０１７１】
すなわち、同期の精度を劣化させないためには、時刻ｔＬＴＸの検知要求を出すＴ１の時点と、時刻ｔＬＲＸの検知要求を出すＴ４の時点との時間差を小さくすることが望ましい。
【０１７２】
なお、Ｔ１’−Ｔ１、すなわち、通信装置１００において時刻検知処理を行ってから次に行うまでの時間は、通信装置１００において時刻検知処理を行い、検知時刻情報を通信装置２００まで伝送し、通信装置２００において上位時計２１１の時刻を調整するまでの時間より大きくすることが望ましい。
【０１７３】
このＴ１とＴ４との時間差を小さくするには、Ｔ１（Ｔ１’）およびＴ４（Ｔ４’）の時刻、すなわち、通信装置１００・２００において時刻検知処理を開始する時刻を、通信装置１００の時刻検知部１１３と通信装置２００の時刻検知部２１３とが、予め決めておけばよい。時刻を予め決めるには、例えばインターバルを定めて周期的に時刻検知処理を行うことにより、時刻検知処理を開始する時刻の制御が容易になる。
【０１７４】
但し、Ｔ１およびＴ４のタイミングの差を小さくすることは、時刻ｔＨＴＸと時刻ｔＨＲＸとを同時に検知する意味にはならない。これは、ずれＤ１およびずれＤ４は、同期精度と比較して大きなずれとなるためである。
【０１７５】
＜時刻検知部１１３・２１３が予め決められた時刻を認識する方法について＞
ここで、時刻検知部１１３・２１３がハードウェアにより実装されており、かつ上位時計１１１・２１１と時刻検知部１１３・２１３とが直接接続されている場合、時刻検知部１１３・２１３は、上位時計１１１・２１１の信号を直接受け取ることが出来る、すなわち、時刻検知部１１３・２１３は、上位時計１１１・２１１の時刻を、常に知ることが、出来る。
【０１７６】
この場合、時刻検知部１１３・２１３は、上記の予め決められた時刻、つまり次に時刻ｔＬＴＸまたは時刻ｔＬＲＸの検知要求を出す時刻に至ったことを、その時点で知ることが出来る。
【０１７７】
一方、時刻検知部１１３・２１３がソフトウェアにより実装されている場合、ソフトウェアにより実現される機能ブロックである時刻検知部１１３・２１３は、ハードウェアである上位時計１１１・２１１とは直接接続されていないので、上位時計１１１・２１１の時刻を、常に知ることは、出来ない。
【０１７８】
このような場合、次に時刻ｔＬＴＸまたは時刻ｔＬＲＸの検知要求を出す時刻が予め決っていても、時刻検知部１１３・２１３は、その時刻に至ったことをその時点では認識できない。そのため、時刻検知部１１３・２１３は、他の方法によりその時刻に至ったことを認識する必要がある。
【０１７９】
他の方法としては、ＯＳの時計を利用することが出来る。ＯＳの時計は、上位時計１１１・２１１、下位時計１２１・２２１、または別の時計であっても良いが、上位時計１１１・２１１が時刻検知部１１３・２１３と同じ上位層１１０・２１０に位置することから、上位時計１１１・２１１をＯＳの時計とし、基準として予め決められた時刻を判断する方が望ましい。
【０１８０】
また、以上のように、時刻検知部１１３・２１３による時刻検知処理がソフトウェアにより行われる場合、ＯＳの時計が予め決まった時刻に至ったこと認識する方法は複数ある。それらの詳細は後述する。
【０１８１】
なお、ＯＳは複数の処理を同時並行して行っている可能性が高いため、リアルタイムＯＳを除き、予め決められた時刻に、正確に時刻ｔＬＴＸの検知要求または時刻ｔＬＲＸの検知要求を出すことが出来ない。ソフトウェアにより処理を行う場合、決められた時刻に対し、実際に処理を開始するまでには数ｍｓのずれが生じる。
【０１８２】
ＯＳにより、指定された時間を待つ機能、すなわちタイマ割り込み処理機能を有するＯＳがある。タイマ割り込み処理機能を有する場合、時刻検知部１１３・２１３は、最後に時刻検知処理を行った時点から、次に時刻ｔＬＴＸまたは時刻ｔＬＲＸの検知要求を出すまでの待機時間を計算し、この待機時間だけ時刻検知処理を待つ。
【０１８３】
例えば、時刻検知部１１３・２１３が時刻ｔＬＴＸまたは時刻ｔＬＲＸの検知要求を出す際に時刻を判断する基準として上位時計１１１・２１１を用いる場合、時刻ｔＨＴＸまたは時刻ｔＨＲＸを検知してから、次に時刻ｔＬＴＸまたは時刻ｔＬＲＸの検知要求を出すまでの待機時間は、上位時計１１１・２１１における時刻に基づき計算する。
【０１８４】
一方、ＯＳにタイマ割り込み処理機能が無い場合、例えば、定期的に、基準として決められた時計の時刻を読み、この時刻が、時刻ｔＬＴＸまたは時刻ｔＬＲＸの検知要求を出す時刻に、等しいかまたはより遅ければ、時刻ｔＬＴＸまたは時刻ｔＬＲＸの検知要求を出すようにすれば良い。
【０１８５】
＜ずれ等の数値の具体例について＞
なお、具体的な数値の例を以下に示す。同期の周期が１００ｍｓ程度であり、数百ｎｓの同期精度を達成するためには、ずれ等を以下に示す値以下に抑えることが望ましい：
１．Ｔ１およびＴ４のジッタ：１０ｍｓ以下
２．Ｄ１およびＤ４のずれ：１０ｍｓ以下
３．Ｄ２およびＤ５のずれ：数μｓ以下
なお、上記ジッタとは、時刻ｔＬＴＸまたは時刻ｔＬＲＸの検知要求を出す処理に関して、予め決められている要求を出す時刻と、実際に要求が出された時刻とのずれのことである。
【０１８６】
上記３つの条件は、現在の技術水準において、いずれも問題なく達成可能である。
【０１８７】
上記の値を満足することにより、時刻ｔＬＴＸを取得した時点（Ｔ２＝Ｔ１＋Ｄ１）と時刻ｔＬＲＸを取得した時点（Ｔ５＝Ｔ４＋Ｄ４）との時間差を２０ｍｓ以下に抑えることが出来る。
【０１８８】
下位時計１２１と上位時計１１１とは、または下位時計２２１と上位時計２１１とは同期していないため、この二つの時計の精度の差が２０ｐｐｍの場合、Ｔ２とＴ５の時間差が２０ｍｓ以下であれば、下位時計１２１・２２１と上位時計１１１・２１１との精度の誤差（ずれ）は、０．４μｓ以下となる。この０．４μｓ以下のずれにＤ２およびＤ５の数μｓのずれと、上位時計１１１の時刻と上位時計２１１の時刻との誤差とが加算され、ＰＬＬの調整に入力される誤差になる。ＰＬＬはこの誤差を小さくし、上位時計１１１の時刻と上位時計２１１の時刻との誤差を数百ｎｓ程度に抑えることが出来る。
【０１８９】
〔第２の実施形態〕
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本実施の形態の説明では、第１の実施形態と異なる部分のみを説明する。
【０１９０】
＜通信システム４００ｂの構成について＞
図５において、本実施形態に係る通信システム４００ｂの概略構成を示す。通信システム４００ｂは、通信装置１００ｂ、通信装置２００ｂ、および通信装置５００を含んで構成され、通信装置１００ｂ、通信装置２００ｂ、および通信装置５００は、互いにネットワーク３００を介して通信接続されている。
【０１９１】
第１の実施形態では、下位時計１２１・２２１が参照時刻を提供したが、本実施形態では、通信装置５００が、通信装置１００ｂおよび通信装置２００ｂに対して参照時刻を送信することにより提供する。
【０１９２】
ここで送信された参照時刻のうち、通信部１２３ｂが受信したものが時刻ｔＬＴＸとなり、通信部２２３ｂが受信したものが時刻ｔＬＲＸとなる。これらの参照時刻は、両方とも通信装置５００内部の時計５２１（外部時計）の時刻を検知した値である。
【０１９３】
通信装置５００は、例えば、電波時計の電波の送信局に備えられている時刻サーバやＧＰＳ電波を発信するＧＰＳ衛星に備えられている時刻サーバである。通信装置５００が通信装置１００ｂおよび通信装置２００ｂ２と通信する伝送方式と、通信装置１００ｂと通信装置２００ｂ２とが通信する伝送方式とは、同じである必要はない。
【０１９４】
こうすると例えば、通信装置１００ｂと通信装置２００ｂとが通信に用いる伝送方式を有線ＬＡＮや無線ＬＡＮにすることにより、通信装置１００ｂと通信装置２００ｂとは高速にデータ交換を行うことが出来る。よって、本実施形態では、通信装置５００が通信装置１００ｂおよび通信装置２００ｂにデータを送信する際に用いる伝送方式と、通信装置１００ｂと通信装置２００ｂとが通信する際に用いる伝送方式とは別とする。
【０１９５】
なお、通信装置５００が通信装置１００ｂおよび通信装置２００ｂにデータを送信する方式がブロードキャストあるいはマルチキャストである場合、時刻ｔＬＴＸおよび時刻ｔＬＲＸは、同じ値であっても良い。
【０１９６】
＜参照時刻を通信装置５００から取得する構成について＞
通信装置１００ｂおよび通信装置２００ｂは、両方とも下位層１２０ｂ・２２０ｂおよび上位層１１０・２１０により通信を行う。
【０１９７】
通信装置１００ｂの上位層１１０は、上位時計１１１、時刻検知部１１３、上位サンプラ１１２を備え、下位層１２０ｂは、通信部１２３ｂ（送信手段）を備えている。
【０１９８】
通信装置２００ｂの上位層２１０は、上位時計２１１、時刻検知部２１３、上位サンプラ２１、調整部２１４を備え、下位層２２０ｂは、通信部２２３ｂ（受信手段）を備えている。
【０１９９】
通信装置１００ｂの時刻検知部１１３は、上位時計１１１の時刻ｔＨＴＸと通信装置５００から受信した時刻ｔＬＴＸとの両方の時刻を検知する。検知した時刻は、検知時刻情報として、通信部１２３ｂを介して通信装置２００ｂに送信される。なお、通信装置５００から送信された参照時刻は、通信部１２３ｂにより受信され、時刻ｔＬＴＸとして、時刻検知部１１３に渡される。時刻検知部１１３が上位時計１１１の時刻を検知する際、最初に上位サンプラ１１２に要求を出す。次に、上位サンプラ１１２が、上位時計１１１の時刻をサンプリングし、時刻ｔＨＴＸを時刻検知部１１３に渡す。
【０２００】
通信装置２００ｂの時刻検知部２１３は、上位時計２１１の時刻ｔＨＲＸと通信装置５００から受信した時刻ｔＬＲＸとの両方の時刻を検知する。通信部２２３ｂは、通信装置１００ｂが送信した検知時刻情報を受信し、調整部２１４に渡す。調整部２１４は、これらの時刻情報を用いて、上位時計２１０の時刻調整を行う。なお、通信装置５００から送信された参照時刻は、通信部２２３ｂにより受信され、時刻ｔＬＲＸとして、時刻検知部２１３に渡される。時刻検知部２１３が上位時計２１１の時刻を検知する際、最初に上位サンプラ２１２に要求を出す。次に、上位サンプラ２１２は、上位時計２１１の時刻をサンプリングし、時刻ｔＬＲＸを時刻検知部２１３に渡す。
【０２０１】
＜補足事項＞
本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。
【０２０２】
最後に、通信装置１００・２００の各ブロック、特に時刻検知部１１３・２１３および調整部２１４は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０２０３】
すなわち、通信装置１００・２００・１００ｂ・２００ｂは、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである通信装置１００・２００・１００ｂ・２００ｂの制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記通信装置１００・２００・１００ｂ・２００ｂに供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０２０４】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることが出来る。
【０２０５】
また、通信装置１００・２００・１００ｂ・２００ｂを通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０２０６】
本発明は、複数の時計装置が通信を行う時計システムを構成する時計装置において、時刻検知を各時計装置において同時に行うこと無く、各時計装置の装置時刻を同期することが出来るので、通信ネットワークに対応した、音響機器、テレビ受像器、ホームシアター、プロジェクタなどにも好適に使用出来る。
【図面の簡単な説明】
【０２０７】
【図１】本発明の基本的な概念を示す図である。
【図２】本発明における時刻検知タイミングのずれを説明するタイミングチャートである。
【図３】第１の実施形態における通信システムの概略構成を示す機能ブロック図である。
【図４】第１の実施形態における時刻同期の手順を示すタイミングチャートである。
【図５】第２の実施形態における通信システムの概略構成を示す機能ブロック図である。
【図６】従来技術における通信システムの概略図である。
【図７】時間経過と時刻のずれの関係を示すグラフである。
【図８】従来技術における通信システムの時刻のずれを示す図である。
【図９】通信装置の上位層および下位層同士の同期に関する関係を示す図である。
【図１０】従来技術における時刻同期の手順を示す図である。
【図１１】従来技術における時刻検知タイミングのずれを説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０２０８】
１００    通信装置（時計装置）
１００ｂ  通信装置（時計装置）
１１１    上位時計（第１の装置時刻計時手段）
１１２    上位サンプラ（第１の時刻検知手段）
１１３    時刻検知部（第１の時刻検知手段）
１２１    下位時計（第１の参照時刻計時手段）
１２２    下位サンプラ（第１の時刻検知手段）
１２３    送信部（送信手段）
１２３ｂ  送信部（送信手段）
２００    通信装置（時計装置）
２００ｂ  通信装置（時計装置）
２１１    上位時計（第２の装置時刻計時手段）
２１２    上位サンプラ（第２の時刻検知手段）
２１３    時刻検知部（第２の時刻検知手段）
２１４    調整部（時刻調整手段）
２２１    下位時計（第２の参照時刻計時手段）
２２２    下位サンプラ（第２の時刻検知手段）
２２３    受信部（受信手段）
２２３ｂ  受信部（受信手段）
４００    通信システム（時計システム）
４００ｂ  通信システム（時計システム）
５２１    時計（外部時計）
【図１】
2008064474.tif 000003
【図２】
2008064474.tif 000004
【図３】
2008064474.tif 000005
【図４】
2008064474.tif 000006
【図５】
2008064474.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008064474.tif 000009
【図８】
2008064474.tif 000010
【図９】
2008064474.tif 000011
【図１０】
2008064474.tif 000012
【図１１】
2008064474.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月8日(2007.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロックマスタである時計装置において、
自装置の時刻である第１の装置時刻を計時する第１の装置時刻計時手段と、
非クロックマスタの参照する第２の参照時刻と同期している第１の参照時刻と、前記第１の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第１の時刻検知手段と、
検知された前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを、前記非クロックマスタへ送信する送信手段と
を備えたことを特徴とする時計装置。
【請求項２】
前記第１の参照時刻を計時する第１の参照時刻計時手段を備え、
前記第１の時刻検知手段は、
前記第１の参照時刻計時手段から第１の参照時刻を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の時計装置。
【請求項３】
前記第１の時刻検知手段は、
前記第１の参照時刻を検知してから、前記第１の装置時刻を検知することを特徴とする請求項１に記載の時計装置。
【請求項４】
前記第１の時刻検知手段は、
前記時刻検知処理を、予め決められた処理実行予定時刻に行うことを特徴とする請求項１に記載の時計装置。
【請求項５】
前記時刻検知処理は、周期的な前記処理実行予定時刻に行われることを特徴とする請求項４に記載の時計装置。
【請求項６】
前記第１の時刻検知手段は、
前記時刻検知処理を行った後、前記時刻検知処理を次に行うまでの待機時間と、
前記時刻検知処理を最後に行った時刻と
から、前記時刻検知処理を次に行う前記処理実行予定時刻を求めることを特徴とする請求項４または５に記載の時計装置。
【請求項７】
前記第１の時刻検知手段は、
前記第１の装置時刻、
前記第１の参照時刻、または
他の時刻情報
のうち少なくとも一つの時刻を定期的に求め、
求めた該時刻が、
前記処理実行予定時刻に等しい
または
前記処理実行予定時刻より遅い
時刻になると、
前記時刻検知処理を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の時計装置。
【請求項８】
クロックマスタの第１の装置時刻と自装置の時刻である第２の装置時刻とを同期する、非クロックマスタである時計装置において、
前記第２の装置時刻を計時する第２の装置時刻計時手段と、
クロックマスタの参照する第１の参照時刻に同期している第２の参照時刻と、前記第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する時刻検知処理を行う第２の時刻検知手段と、
クロックマスタから送信された、前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを受信する受信手段と、
検知された、前記第２の装置時刻および前記第２の参照時刻と、
受信された、前記第１の装置時刻および前記第１の参照時刻と
に基づいて、前記第２の装置時刻を調整する時刻調整手段と
を備えたことを特徴とする時計装置。
【請求項９】
前記時刻調整手段は、前記第２の装置時刻計時手段の調整を、以下の式、
調整値＝（第２の装置時刻−第１の装置時刻）−（第２の参照時刻−第１の参照時刻）
により求まる調整値により行うことを特徴とする請求項８に記載の時計装置。
【請求項１０】
前記時刻調整手段は、
前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが所定値を超える場合は、
前記第２の装置時刻計時手段に設定された現在時刻を、受信された前記第１の装置時刻で設定し、
前記第１の装置時刻と前記第２の装置時刻とのずれが前記所定値以下の場合は、
ずれの度合いに応じて前記装置時刻計時手段の計時速度を速めるか遅らせる度合いを調整する
ことを特徴とする請求項８に記載の時計装置。
【請求項１１】
前記第２の参照時刻を計時する第２の参照時刻計時手段を備え、
前記第２の時刻検知手段は、
前記第２の参照時刻計時手段から第２の参照時刻を検知する
たことを特徴とする請求項８に記載の時計装置。
【請求項１２】
前記第２の時刻検知手段は、
前記第２の参照時刻を検知してから、前記第２の装置時刻を検知することを特徴とする請求項８に記載の時計装置。
【請求項１３】
前記第２の時刻検知手段は、
前記時刻検知処理を、予め決められた処理実行予定時刻に行うことを特徴とする請求項８に記載の時計装置。
【請求項１４】
前記処理実行予定時刻は、周期的であることを特徴とする請求項１３に記載の時計装置。
【請求項１５】
前記第２の時刻検知手段は、
前記時刻検知処理を行った後、前記時刻検知処理を次に行うまでの待機時間と、
前記時刻検知処理を最後に行った時刻と
から、前記時刻検知処理を次に行う前記処理実行予定時刻を求めることを特徴とする請求項１３または１４に記載の時計装置。
【請求項１６】
前記第２の時刻検知手段は、
前記第２の装置時刻、
前記第２の参照時刻、または
他の時刻情報
のうち少なくとも一つの時刻を定期的に求め、
求めた該時刻が、
前記処理実行予定時刻に等しい
または
前記処理実行予定時刻より遅い
時刻になると、
前記時刻検知処理を行うことを特徴とする請求項１３または１４に記載の時計装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の時計装置と
請求項８に記載の時計装置と
を含んで構成されることを特徴とする時計システム。
【請求項１８】
前記第１の参照時刻および前記第２の参照時刻は、
同一の外部時計が表す時刻であることを特徴とする請求項１７に記載の時計システム。
【請求項１９】
クロックマスタの時刻である第１の装置時刻と、非クロックマスタの時刻である第２の装置時刻とを同期させる同期方法において、
クロックマスタである時計装置において実行される、
第１の装置時刻計時手段が、前記第１の装置時刻を計時する第１の装置時刻計時ステップと、
第１の時刻検知手段が、非クロックマスタの参照する第２の参照時刻と同期している第１の参照時刻と、前記第１の装置時刻とをほぼ同時に検知する第１の時刻検知ステップと、
送信手段が、検知された前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを、前記非クロックマスタへ送信する送信ステップと、
非クロックマスタである時計装置において実行される、
第２の装置時刻計時手段が、前記第２の装置時刻を計時する第２の装置時刻計時ステップと、
第２の時刻検知手段が、前記第２の参照時刻と、前記第２の装置時刻とをほぼ同時に検知する第２の時刻検知ステップと、
受信手段が、前記第１の装置時刻と前記第１の参照時刻とを受信する受信ステップと、
時刻調整手段が、
検知された、前記第２の装置時刻および前記第２の参照時刻と、
受信された、前記第１の装置時刻および前記第１の参照時刻と
に基づいて、前記第２の装置時刻を調整する時刻調整ステップと
を含んだことを特徴とする時計装置の同期方法。
【請求項２０】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の時計装置の各手段として、コンピュータを機能させるための時計装置制御プログラム。
【請求項２１】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の時計装置を備えたことを特徴とする通信装置。