(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信回線で結ばれ互いに通信可能な複数の通信局から選択された第１通信局（Ａ）の送信機（Ｘ）から送信され第２通信局（Ｂ）で受信される時刻情報と第２通信局（Ｂ）の送信機（Ｙ）から送信され第１通信局（Ａ）で受信される時刻情報間との時刻のずれを互いに検出する方法であって、各通信局はそれぞれの時刻で刻時するものとするとき、
第１通信局から第２通信局への送信時刻情報（ＴXA）、第２通信局から第１通信局への送信時刻情報（ＴYB）、第１通信局が送信し第２通信局が受信し第２通信局で刻時された受信時刻（ＴXB）、および、第２通信局が送信し第１通信局が受信し第１通信局で刻時された受信時刻（ＴYA）と、について、
未定の時刻情報の場合の送信は、所定の空情報を送信するものとして、
（１）第１通信局が、ＴXAとＴYAとを送信し、その送信時刻ＴXAを記録するステップと、
（２）第２通信局が、上記ＴXAとＴYAとを受信し、その受信時刻ＴXBを計測し記録するステップと、
（３）第２通信局が、上記ＴXBとＴYBとを送信し、その送信時刻ＴYBを記録するステップと、
（４）第１通信局が、上記ＴXBとＴYBとを受信し、その受信時刻ＴYAを計測し記録するステップと、
を含むプロセスにおいて、上記ＴXA、ＴXB、ＴYA、およびＴYBのそれぞれの値が入力された組について、
上記第１通信局と第２通信局間の伝送時間を上記ＴXBまでのＴXAからの増分（ΔＴXB-A）と上記ＴYAまでのＴYBからの増分（ΔＴYA-B）との相加平均から各通信局で導くか、上記第１通信局と第２通信局間の時刻のずれを上記伝送時間から上記増分（ΔＴXB-A）を差し引いて求めるかまたは上記増分（ΔＴYA-B）から上記伝送時間を差し引いて求めることを含むことを特徴とする通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項２】
通信回線で結ばれ互いに通信可能な複数の通信局から選択された第１通信局（Ａ）の送信機（Ｘ）から送信され第２通信局（Ｂ）で受信される時刻情報と第２通信局（Ｂ）の送信機（Ｙ）から送信され第１通信局（Ａ）で受信される時刻情報間との時刻のずれを互いに検出する方法であって、各通信局はそれぞれの時刻で刻時するものとするとき、
第１通信局から第２通信局への送信時刻情報（ＴXA）、第２通信局から第１通信局への送信時刻情報（ＴYB）、第１通信局が送信し第２通信局が受信し第２通信局で刻時された受信時刻（ＴXB）、および、第２通信局が送信し第１通信局が受信し第１通信局で刻時された受信時刻（ＴYA）と、について、
未定の時刻情報の場合の送信は、所定の空情報を送信するものとして、
（１）第１通信局が、同期信号を送信し、その同期信号の送信時刻ＴXAを記録するステップと、
（２）第２通信局が、上記同期信号と上記ＴXAを受信し、その同期信号の受信時刻ＴXBを記録するステップと、
（３）第２通信局が、同期信号と上記ＴXBを送信し、その同期信号の送信時刻ＴYBを記録するステップと、
（４）第１通信局が、上記同期信号と上記ＴXBとを受信し、その同期信号の受信時刻ＴYAを記録するステップと、
（５）第１通信局が、少なくとも上記ＴXAとＴYAとを送信するステップと、
（６）第２通信局が、少なくとも上記ＴXAとＴYAとを受信するステップと、
（７）第２通信局が、少なくとも上記ＴYBを送信するステップと、
（８）第１通信局が、少なくとも上記ＴYBを受信するステップと、
を含むプロセスにおいて、上記ＴXA、ＴXB、ＴYA、およびＴYBのそれぞれの値が入力された組について、
上記第１通信局と第２通信局間の伝送時間を上記ＴXBまでのＴXAからの増分（ΔＴXB-A）と上記ＴYAまでのＴYBからの増分（ΔＴYA-B）との相加平均から各通信局で導くか、上記第１通信局と第２通信局間の時刻のずれを上記伝送時間から上記増分（ΔＴXB-A）を差し引いて求めるかまたは上記増分（ΔＴYA-B）から上記伝送時間を差し引いて求めることを含むことを特徴とする通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項３】
第１通信局から第２通信局への上記送信時刻情報（ＴXA）と第２通信局から第１通信局への上記送信時刻情報（ＴYB）は、それぞれ、それぞれの送信端からの反射信号を受信して計測したものであることを特徴とする請求項２に記載の通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項４】
第１通信局（Ａ）の送信機（Ｘ）から送信され第２通信局（Ｂ）で受信される時刻情報はクロックＡで生成され第２通信局（Ｂ）の送信機（Ｙ）から送信され第１通信局（Ａ）で受信される時刻情報はクロックＢで生成されるときのクロックＡとクロックＢとのずれを互いに検出する場合で、
上記の第１通信局から第２通信局への送信時刻情報（ＴXA）、第２通信局から第１通信局への送信時刻情報（ＴYB）、第１通信局が送信し第２通信局が受信し第２通信局で刻時された受信時刻（ＴXB）、および、第２通信局が送信し第１通信局が受信し第１通信局で刻時された受信時刻（ＴYA）は、各々、上記クロックＡとクロックＢが位相同期した状態の情報であることを特徴とする請求項２あるいは請求項３に記載の通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項５】
通信回線で結ばれ互いに通信可能な複数の通信局から選択された第１通信局（Ａ）の送信機（Ｘ）から送信され第２通信局（Ｂ）で受信される時刻情報を生成するクロックＡと第２通信局（Ｂ）の送信機（Ｙ）から送信され第１通信局（Ａ）で受信される時刻情報を生成するクロックＢとの間のクロックの位相におけるずれを互いに検出する方法であって、各通信局はそれぞれの時刻で刻時するものとするとき、
第１通信局から送信され該第１通信局のクロックＸ信号に同期した第１通信局信号を第２通信局が受信し、
第２通信局から送信された該第２通信局のクロックＹ信号に同期した第２通信局信号を第１通信局が受信するものとし、
第１通信局信号と第２通信局信号との位相差は、所定の同一周波数に変換された状態における位相差である場合に、
（１）第１通信局は、第１通信局信号を送信し、送信した該第１通信局信号を受信して、
受信した第１通信局信号と第１通信局のクロックＡ信号との位相差（ΦXA）を測定し、
（２）第２通信局は、上記第１通信局信号を受信して、その受信した第１通信局信号と第２通信局のクロックＢ信号との位相差（ΦXB）を測定し、
（３）第２通信局は、上記第２通信局信号と上記位相差（ΦXB）を送信し、送信した該第２通信局信号を受信して、受信した第２通信局信号と第２通信局のクロックＢ信号との位相差（ΦYB）を測定し、
（４）第１通信局は、上記第２通信局信号と上記位相差（ΦXB）とを受信して、受信した上記第２通信局信号と上記第１通信局信号との位相差（ΦYA）を測定し、
（５）第１通信局は、上記第１通信局信号と上記位相差（ΦXA）と位相差（ΦYA）を送信し、送信した該第１通信局信号を受信し、
（６）第２通信局は、上記第１通信局信号と上記位相差（ΦXA）と位相差（ΦYA）とのうち、少なくとも上記位相差（ΦXA）と上記位相差（ΦYA）を受信し、
（７）第２通信局は、少なくとも上記位相差（ΦYB）を送信し、
（８）第１通信局は、少なくとも上記位相差（ΦYB）を受信し、
上記位相差（ΦXB）から上記位相差（ΦXA）を減じた位相差ΦXと、上記位相差（ΦYA）から上記位相差（ΦYB）を減じた位相差ΦYについて、上記第１通信局と第２通信局間の位相差を位相差ΦXとΦYの相加平均から導き、上記第１通信局の時刻からの第２通信局の時刻のずれによる位相差を位相差ΦXと−ΦYとの相加平均から導くことを含むことを特徴とする通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項６】
第１通信局から第２通信局へ送信する上記位相差（ΦXA）と第２通信局から第１通信局への送信する上記位相差（ΦYB）は、それぞれ、それぞれの送信端からの反射信号を受信して計測したものであることを特徴とする請求項５に記載の通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項７】
上記位相差の測定において、位相差は、所定の時刻を起点としてアンラップされた値であることを特徴とする請求項５あるいは６に記載の通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項８】
上記第１通信局あるいは第２通信局において、それぞれの受信点から位相差測定点までに発生するオフセット位相差については、受信した位相差を該オフセット位相差で補正することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項９】
第１通信局から送信され該第１通信局のクロックＸ信号に同期した第１通信局信号を第２通信局が受信し、
第２通信局から送信された該第２通信局のクロックＹ信号に同期した第２通信局信号を第１通信局が受信し、
第１通信局信号と第２通信局信号との位相差は、所定の同一周波数に変換された状態における位相差であり、
（１）第１通信局は、第１通信局信号を送信し、
（２）第２通信局は、上記第１通信局信号を受信して、その受信した第１通信局信号と第２通信局のクロックＢ信号との位相差（ΦXB）を測定し、
（３）第２通信局は、上記第２通信局信号と上記位相差（ΦXB）を送信し、
（４）第１通信局は、上記第２通信局信号と上記位相差（ΦXB）とを受信して、受信した上記第２通信局信号と上記第１通信局信号との位相差（ΦYA）を測定し、
（５）第１通信局は、上記第１通信局信号と位相差（ΦYA）を送信する場合で、
上記第１通信局と第２通信局間の通信は無線通信であって、上記第１通信局信号または第２通信局信号は、上記位相差ΦXBまたはΦYAを含む情報で変調された搬送波であることを特徴とする請求項５から８のいずれか１つに記載の通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項１０】
上記第１通信局と第２通信局間の無線通信は、単一の周波数チャネルを用いて時分割方式で行うことを特徴とする請求項９に記載の通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項１１】
上記第１通信局と第２通信局間の無線通信は、上記第１通信局から第２通信局への下り通信の周波数チャネルと上記第２通信局から第１通信局への上り通信の周波数チャネルは異なるものであり、上記下り通信と上り通信とは部分的に重なる時間帯で行うことを特徴とする請求項９に記載の通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項１２】
上記複数の通信局間の同期ずれ検出は、所定の第１通信局との時刻同期の完了した第２通信局を所定の第１通信局とともに第１通信局群に分類し、時刻同期が未完の通信局群を第２通信局群に分類するもので、上記第２通信局群から選択した通信局が、
（１）上記第１通信局群に属する通信局と通信可能であるときは、選択した上記通信局を上記第２通信局群から上記第１通信局群へ分類を移し、
（２）上記第１通信局群に属する通信局と通信可能でないときは、上記第２通信局群から新たな新第２通信局を選択して上記（１）に戻る、
という操作を上記第２通信局群に分類される通信局がなくなるまで行って時刻同期の順序を決定する方法で実現可能な順序について、
該順序にしたがって、第１通信局と第２通信局の対について通信局間の時刻同期を順次行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の通信局間の同期ずれ検出方法。
【請求項１３】
上記複数の通信局間の同期ずれ検出は、
所定の第１通信局との通信可能であることが判明した通信局を該第１通信局とともに第１通信局候補群に分類し、通信可能であることが判明していない通信局を第２通信局候補群に分類し、
上記第２通信局候補群から選択された新通信局について、
（１）上記第１通信局候補群に属する通信局と通信可能であるときは、選択した上記通信局を上記第２通信局候補群から上記第１通信局候補群へ分類を移し、
（２）上記第１通信局候補群に属する通信局と通信可能でないときは、上記第２通信局候補群から新たな新通信局を選択して上記（１）に戻る、
という操作を、上記第２通信局候補群に分類される通信局がなくなるまで行って通信局間の同期ずれ検出方法を適用するための通信局の対の順序を決定する方法で実現可能な順序の１つを選択し、
第１通信局から第２通信局としてその選択された順序に従って選択された通信局への通信を順次行い、該順序が完了した場合には、最後の第２通信局から第１通信局への通信を上記の順序を逆に行うことで上記複数の通信局間の同期ずれ検出を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の通信局間の同期ずれ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信回線で結ばれ互いに通信可能な複数の通信局の時刻を合わせるための通信局間の同期ずれ検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに離れた位置にある時計の時刻を合わせる複数の方法がすでに知られている。例えば、引用文献１（特開２００６−２９２６７７号公報）に記載のように、互いに離れた位置にある時計の精密時刻比較としては、
１）ＧＰＳコモンビュー（Common View）方式（比較精度  数十ｎｓ〜数ｎｓ）、
２）ＧＰＳ搬送波位相方式（比較精度  数ｎｓ〜数百ｐｓ）、
３）衛星双方向方式（比較精度  サブｎｓ）、
などが知られている。
しかし、これらの方式を実現するための装置は、一般の使用者が携帯可能である程には小型軽量化されたものではない。また、衛星を用いているため、衛星が見通せる環境が必要である。さらに、時刻信号として数ＭＨｚ程度のスペクトル拡散信号を使用するため、複雑な構成のスペクトル拡散用モデムを必要とし、また数ＭＨｚ以上の広帯域の通信回線が必要になる。
【０００３】
また、衛星を使わない例としては、特許文献２（特開２０１５−１５２３０８号広報）に記載の様に、疑似雑音信号で変調して同期信号として送信し、受信部では、受信した信号から復調用の信号を得て、相関処理を行って変調時の時刻を得るものがある。
【０００４】
また、ネットワーク上の分散クロックの同期をとる公知技術として、ＩＥＥＥ１５８８規格によるプロトコルの規定がある。これは、スレーブ・クロックをマスター・クロックのペースに合うように調整するものである。順方向（マスターからスレーブ）経路と逆方向（スレーブからマスター）経路での通信遅延の測定について、マスター、スレーブ各２回の送信と２回の受信をエンドツーエンド（End to End）で行うものである。メッセージ（Sync、Followup、DelayReq、DelayRespの４つ）の受信と送信時におけるタイムスタンプ（ローカル時間の記録）については、ソフトウェア・タイムスタンプやハードウェア・タイムスタンプを用いる。
【０００５】
この規格で用いられる手順例を図１６に示す。（１）マスター側でTm1時に現在のローカル・システム時間（ソフトウェア・タイムスタンプTm1を読み取り、その時間をSyncメッセージに挿入して送信する。このメッセージはその後のTm1’時にマスター側から送信されるが、その時間がハードウェア・タイムスタンプとなる。このメッセージがスレーブ側に到着するのはTs1’時（スレーブ側ローカル時間）であり、少し遅れてTs1時にスレーブ側ソフトウェアがそれを受信し、ハードウェア・タイムスタンプを読み取り、Ts1’を取得する。
【０００６】
Tmsをマスター側とスレーブ側のクロック間の時間差とすると、通信遅延がなければ、Ts1’は（Tm1’＋ Tms）の値と等しくなる。
【０００７】
（イ）Syncメッセージが送信された後、マスター側ソフトウェアがタイム・スタンプ・ユニットからSyncメッセージの発信時間Tm1’を読み取る。
（ロ）それ（Tm1'）をFollowupメッセージに挿入して、Tm2時にその送信を行う。このメッセージは、スレーブ側ソフトウェアがTs2時に受信する。この時点で、スレーブ側ソフトウェアには、2つの時間情報Ts1'（Sync受信時間）とTm1'（Sync送信時間）が揃い、マスターとスレーブ間の経路遅延Tmsdは数1で求められる。
【０００８】
【数１】
0006674171.tif 000002
【０００９】
（ハ）スレーブ側がDelayReqメッセージを送信すると、それに対してマスター側がDelayRespメッセージを返す。図３に示すように、これらのメッセージにより、スレーブ側からマスター側への通信経路の遅延を計算できる。スレーブ側ソフトウェアは、Ts3時に現在のローカル・システム時間を読み取り、それをDelayReqメッセージに挿入して送信する。そのメッセージが送信された後、スレーブ側ソフトウェアはタイムスタンプを読み取り、メッセージの発信時間Ts3'を取得し、マスター側からの応答を待つ。
DelayReqメッセージは、Tm3'時にマスター側に到着し、Tm3時にマスター側ソフトウェアで処理される。次に、ソフトウェアはタイムスタンプを読み取って受信時間Tm3'を取得する。
（ニ）その時間値（Tm3'）をDelayRespメッセージに挿入して、Tm4時にスレーブ側に送信する。スレーブ側ソフトウェアはTs4時にDelayRespメッセージを受信すると、時間情報のTm3'を抽出する。
【００１０】
スレーブ側では、数２によってスレーブからマスターまでの通信遅延Tsmdを計算する。
【００１１】
【数２】
0006674171.tif 000003
【００１２】
数１と数２には、未知の変数であるマスターとスレーブの時間差Tmsがあり、TmsdとTsmdを個々に求めることはできない。そこで、ここでは通信経路が対称的であるする。
【００１３】
【数３】
0006674171.tif 000004
【００１４】
数１と数２を加算することによって、以下の式を得る。
【００１５】
【数４】
0006674171.tif 000005
【００１６】
この計算はスレーブ側で実行する。つまり、スレーブ側では、（Ａ）マスター側のFollowupメッセージからTm1'、（Ｂ）受信タイムスタンプからTs1'、（Ｃ）送信タイムスタンプからTs3'、および（Ｄ）マスター側のDelayRespメッセージからTm3'を得る。
【００１７】
上記のように通信経路遅延Tdが得られるので、スレーブ側とマスター側の時間差は次の様に計算することができる。
【００１８】
【数５】
0006674171.tif 000006
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００６−２９２６７７号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５２３０８号公報
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Gerstenhaber, Michael O’Sullivan, “IEEE 1588およびBLACKFIN組込みプロセッサを使用したデバイス・クロック同期”, Analog Dialogue 43-11, November (2009), www.analog.com/jp/analogdialogue
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明では、通信可能な第１通信局と第２通信局での送受信の時刻を互いに伝送し、時刻のずれをこれら双方の通信局で同時にそれぞれ算出する。また、第１通信局と第２通信局間で、クロック信号に同期した信号を送受信し、受信信号と自らのクロック信号との位相差を互いに伝送し、位相のずれをこれら双方の通信局で同時にそれぞれ算出する。
この特徴は、上記特許文献や非特許文献に開示されたものあるいはその他の公知技術とは明らかに異なるものである。
算出された時刻のずれや位相のずれを用いて、クロック信号周波数を位相の領域で合わせることが可能であるが、補正値として用いることもできる。複数の時計を用いて互いに伝送し、時刻のずれをこれら双方の通信局で同時にそれぞれ算出する。複数の時計を用いるがマスター時計を設定しない超分散型の時計を実現するためには、時刻や位相をロックするのではなく、所定の方法で算出された中央値までの時計のずれや位相差の情報を補正値として用いることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の通信局間の同期ずれ検出方法は、
通信回線で結ばれ互いに通信可能な複数の通信局から選択された第１通信局（Ａ）の送信機（Ｘ）から送信され第２通信局（Ｂ）で受信される時刻情報と第２通信局（Ｂ）の送信機（Ｙ）から送信され第１通信局（Ａ）で受信される時刻情報間との時刻のずれを互いに検出する方法であって、各通信局はそれぞれの時刻で刻時するものとするとき、
第１通信局から第２通信局への送信時刻情報（ＴXA）、第２通信局から第１通信局への送信時刻情報（ＴYB）、第１通信局が送信し第２通信局が受信し第２通信局で刻時された受信時刻（ＴXB）、および、第２通信局が送信し第１通信局が受信し第１通信局で刻時された受信時刻（ＴYA）と、について、
未定の時刻情報の場合の送信は、所定の空情報を送信するものとして、
（イ１）第１通信局が、ＴXAとＴYAとを送信し、その送信時刻ＴXAを記録するステップと、
（イ２）第２通信局が、上記ＴXAとＴYAとを受信し、その受信時刻ＴXBを計測し記録するステップと、
（イ３）第２通信局が、上記ＴXBとＴYBとを送信し、その送信時刻ＴYBを記録するステップと、
（イ４）第１通信局が、上記ＴXBとＴYBとを受信し、その受信時刻ＴYAを計測し記録するステップと、
を含むプロセスにおいて、上記ＴXA、ＴXB、ＴYA、およびＴYBのそれぞれの値が入力された組について、
上記第１通信局と第２通信局間の伝送時間を上記ＴXBまでのＴXAからの増分（ΔＴXB-A）と上記ＴYAまでのＴYBからの増分（ΔＴYA-B）との相加平均から各通信局で導くか、上記第１通信局と第２通信局間の時刻のずれを上記伝送時間から上記増分（ΔＴXB-A）を差
し引いて求めるかまたは上記増分（ΔＴYA-B）から上記伝送時間を差し引いて求めることを含むものである。
【００２３】
また、上記の（イ１）から（イ４）の手順の代わりに、次の手順に沿うものであってもよい。
（ロ１）第１通信局が、同期信号を送信し、その同期信号の送信時刻ＴXAを記録するステップと、
（ロ２）第２通信局が、上記同期信号と上記ＴXAを受信し、その同期信号の受信時刻ＴXBを記録するステップと、
（ロ３）第２通信局が、同期信号と上記ＴXBを送信し、その同期信号の送信時刻ＴYBを記録するステップと、
（ロ４）第１通信局が、上記同期信号と上記ＴXBとを受信し、その同期信号の受信時刻ＴYAを記録するステップと、
（ロ５）第１通信局が、少なくとも上記ＴXAとＴYAとを送信するステップと、
（ロ６）第２通信局が、少なくとも上記ＴXAとＴYAとを受信するステップと、
（ロ７）第２通信局が、少なくとも上記ＴYBを送信するステップと、
（ロ８）第１通信局が、少なくとも上記ＴYBを受信するステップと、を含むプロセスにおいて、上記ＴXA、ＴXB、ＴYA、およびＴYBのそれぞれの値が入力された組について、上記第１通信局と第２通信局間の伝送時間を上記ＴXBまでのＴXAからの増分（ΔＴXB-A）と上記ＴYAまでのＴYBからの増分（ΔＴYA-B）との相加平均から各通信局で導くか、上記第１通信局と第２通信局間の時刻のずれを上記伝送時間から上記増分（ΔＴXB-A）を差し引いて求めるかまたは上記増分（ΔＴYA-B）から上記伝送時間を差し引いて求めることを含むものである。
【００２４】
また、第１通信局から第２通信局への上記送信時刻情報（ＴXA）と第２通信局から第１通信局への上記送信時刻情報（ＴYB）は、それぞれ、それぞれの送信端からの反射信号を受信して計測したものである。
【００２５】
また、第１通信局（Ａ）の送信機（Ｘ）から送信され第２通信局（Ｂ）で受信される時刻情報はクロックＡで生成され第２通信局（Ｂ）の送信機（Ｙ）から送信され第１通信局（Ａ）で受信される時刻情報はクロックＢで生成されるときのクロックＡとクロックＢとのずれを互いに検出する場合で、上記の第１通信局から第２通信局への送信時刻情報（ＴXA）、第２通信局から第１通信局への送信時刻情報（ＴYB）、第１通信局が送信し第２通信局が受信し第２通信局で刻時された受信時刻（ＴXB）、および、第２通信局が送信し第１通信局が受信し第１通信局で刻時された受信時刻（ＴYA）は、各々、上記クロックＡとクロックＢが位相同期した状態の情報である。
【００２６】
また、上記の（イ１）から（イ４）の手順の代わりに、次の手順に沿うものであってもよい。
但し、第１通信局が送信する送信時刻情報（ＴXA）を第１通信局から送信される同期信号として用い、第２通信局が送信する送信時刻情報（ＴYB）を第２通信局から送信される同期信号として用いる場合である。
（ハ１）第１通信局が、送信予定時刻のＴXAを送信し、その送信時刻ＴXAを記録するステップと、
（ハ２）第２通信局が、上記ＴXAを受信し、その受信時刻ＴXBを記録するステップと、
（ハ３）第２通信局が、上記ＴXBとその送信時刻予定時刻のＴYBとを送信し、そのＴXBの送信時刻ＴYBを記録するステップと、
（ハ４）第１通信局が、上記ＴXBとＴYBとを受信し、その受信時刻ＴYAを記録するステップと、
（ハ５）第１通信局が、少なくともＴYAを送信するステップと、
（ハ６）第２通信局が、少なくとも上記ＴYAを受信するステップと、
とを含むプロセスにおいて、上記ＴXA、ＴXB、ＴYA、およびＴYBのそれぞれの値が入力された組について、
上記第１通信局と第２通信局間の伝送時間を上記ＴXBまでのＴXAからの増分（ΔＴXB-A）と上記ＴYAまでのＴYBからの増分（ΔＴYA-B）との相加平均から各通信局で導くか、
上記第１通信局と第２通信局間の時刻のずれを上記伝送時間から上記増分（ΔＴXB-A）を差し引いて求めるかまたは上記増分（ΔＴYA-B）から上記時刻のずれを差し引いて求めることを含むものである。
【００２７】
また、本発明の通信局間の同期ずれ検出方法は、
通信回線で結ばれ互いに通信可能な複数の通信局から選択された第１通信局（Ａ）の送信機（Ｘ）から送信され第２通信局（Ｂ）で受信される時刻情報と第２通信局（Ｂ）の送信機（Ｙ）から送信され第１通信局（Ａ）で受信される時刻情報間との時刻のずれを互いに検出する方法であって、各通信局はそれぞれの時刻で刻時するものとするとき、
第１通信局から送信され該第１通信局のクロックＸ信号に同期した第１通信局信号を第２通信局が受信し、
第２通信局から送信された該第２通信局のクロックＹ信号に同期した第２通信局信号を第１通信局が受信するものとし、
第１通信局信号と第２通信局信号との位相差は、所定の同一周波数に変換された状態における位相差である場合に、
（ニ１）第１通信局は、第１通信局信号を送信し、送信した該第１通信局信号を受信して、受信した第１通信局信号と第１通信局信号のクロックＡ信号との位相差（Φ１XA）を測定し、
（ニ２）第２通信局は、上記第１通信局信号を受信して、その受信した第１通信局信号と第２通信局のクロックＢ信号との位相差（Φ１XB）を測定し、
（ニ３）第２通信局は、上記第２通信局信号と上記位相差（Φ１XB）を送信し、送信した該第２通信局信号を受信して、受信した第２通信局信号と第２通信局のクロックＢ信号との位相差（Φ１YB）を測定し、
（ニ４）第１通信局は、上記第２通信局信号と上記位相差（Φ１XB）とを受信して、受信した上記第２通信局信号と上記第１通信局のクロックＡ信号との位相差（Φ１YA）を測定し、
（ニ５）第１通信局は、上記第１通信局信号と上記位相差（Φ１XA）と位相差（Φ１YA）を送信し、送信した該第１通信局信号を受信し、
（ニ６）第２通信局は、上記第１通信局信号と上記位相差（Φ１XA）と位相差（Φ１YA）とを受信して、受信した該第１通信局信号と第２通信局のクロックＢ信号との位相差（Φ２XB）を測定し、
（ニ７）第２通信局は、少なくとも位相差（Φ１YB）を送信し、
（ニ８）第１通信局は、少なくとも上記位相差（Φ１YB）を受信し、
上記位相差（Φ１XB）から上記位相差（Φ１XA）を減じた位相差ΦXと、
上記位相差（Φ１YA）から上記位相差（Φ１YB）を減じた位相差ΦYについて、上記第１通信局と第２通信局間の伝送位相差を位相差ΦXとΦYの相加平均から導き、上記第１通信局の時刻からの第２通信局の時刻のずれによる位相差を位相差ΦXと−ΦYとの相加平均から導くことを含むものである。
【００２８】
また、第１通信局から第２通信局へ送信する上記位相差（ΦXA）と第２通信局から第１通信局への送信する上記位相差（ΦYB）は、それぞれ、それぞれの送信端からの反射信号を受信して計測したものである。
【００２９】
また、上記位相差の測定において、位相差は、所定の時刻を起点としてアンラップされた値である。
【００３０】
また、上記（ニ１）から（ニ８）までの手順の代わりに、次の手順に沿うものであってもよい。
但し、クロックＸはクロックＡに同期した信号であるかクロックＡの分岐信号から生成された信号であって、第１通信局が送信した第１通信局信号について、受信した第１通信局信号と第１通信局のクロックＡ信号との位相差が所定の位相差（ΦA）であり、また、クロックＹはクロックＢに同期した信号であるかクロックＢの分岐信号から生成された信号であって、第２通信局が送信した第２通信局のクロックＢ信号について、受信した第２通信局信号と第２通信局信号との位相差が所定の位相差（ΦB）であるとする。
（ホ１）第１通信局は、第１通信局信号と位相差（ΦA）とを送信し、
（ホ２）第２通信局は、上記第１通信局信号と位相差（ΦA）とを受信して受信した第１通信局信号と第２通信局信号との位相差（Φ１XB）を測定し、
（ホ３）第２通信局は、上記第２通信局信号と位相差（ΦB）と上記位相差（Φ１XB）とを送信し、
（ホ４）第１通信局は、上記第２通信局信号と位相差（ΦB）と上記位相差（Φ１XB）とを受信して、受信した上記第２通信局信号と上記第１通信局信号との位相差（Φ１YA）を測定し、
（ホ５）第１通信局は、少なくとも上記位相差（Φ１YA）を送信し、
（ホ６）第２通信局は、少なくとも上記位相差（Φ１YA）を受信し、
上記位相差（Φ１XB）から上記位相差（ΦA）を減じた位相差ΦXと、
上記位相差（Φ１YA）から上記位相差（ΦB）を減じた位相差ΦYとについて、上記第１通信局と第２通信局間の位相差をΦXと位相差ΦYの相加平均から導き、上記第１通信局の時刻からの第２通信局の時刻のずれによる位相差を位相差ΦXと−ΦYとの相加平均から導くことを含むものである。
【００３１】
上記第１通信局あるいは第２通信局において、それぞれの受信点から位相差測定点までに発生するオフセット位相差については、受信した位相差を該オフセット位相差で補正することが望ましい。
【００３２】
上記第１通信局と第２通信局間の通信は無線通信であって、上記第１通信局信号または第２通信局信号は、位相差ΦXBまたはΦYAを含む情報で変調された搬送波であってもよい。
【００３３】
上記第１通信局と第２通信局間の無線通信は、単一の周波数チャネルを用いて時分割方式で行うことができる。
【００３４】
上記第１通信局と第２通信局間の無線通信は、上記第１通信局から第２通信局への下り通信の周波数チャネルと上記第２通信局から第１通信局への上り通信の周波数チャネルは異なるものであり、上記下り通信と上り通信とは部分的に重なる時間帯で行うことができる。
【００３５】
上記第１通信局と第２通信局はそれぞれ、上記第１通信局あるいは第２通信局の所定の時点に換算された時点から始まるクロック信号の累積位相を記録し、
それぞれの累積位相の２πラジアンを法とする商を時刻とし、
上記第１通信局は該第１通信局の上記時刻（ＴXB）と上記位相差（ΦXB）とを含む情報を送信し、第２通信局は該第２通信局の上記時刻（ＴYA）と上記位相差（ΦYA）とを含む情報を送信し、
上記第１通信局は、第１通信局の上記時刻（ＴXB）と受信した時刻（ＴYA）の相加平均から求めた位相の蓄積データにおける推移で、上記位相差を補正し、あるいは、時刻（ＴXB）と時刻（−ＴYA）の相加平均で第１通信局の上記時刻のずれを補正し、
上記第２通信局は、第２通信局の上記時刻（ＴYA）と受信した上記時刻（ＴXB）の相加平均から求めた位相の蓄積データにおける推移で、上記位相差を補正し、あるいは、時刻（ＴYA）と時刻（−ＴXB）の相加平均から第２通信局の上記時刻のずれを補正する、
ことを含むものであってもよい。
【００３６】
上記複数の通信局間の同期ずれ検出は、所定の第１通信局との同期ずれ検出の完了した第２通信局を所定の第１通信局とともに第１通信局群に分類し、同期ずれ検出が未完の通信局群を第２通信局群に分類するもので、上記第２通信局群から選択した通信局が、
（ヘ１）上記第１通信局群に属する通信局と通信可能であるときは、選択した上記通信局を上記第２通信局群から上記第１通信局群へ分類を移し、
（ヘ２）上記第１通信局群に属する通信局と通信可能でないときは、上記第２通信局群から新たな新第２通信局を選択して上記（ヘ１）に戻る、
という操作を上記第２通信局群に分類される通信局がなくなるまで行って同期ずれ検出の順序を決定する方法で実現可能な順序について、
該順序にしたがって、第１通信局と第２通信局の対について通信局間の同期ずれ検出を順次行うことで、直列状に連なる３以上の複数の通信局間での通信局間の同期ずれ検出ができる。
【００３７】
上記複数の通信局間の同期ずれ検出は、
所定の第１通信局との通信可能であることが判明した通信局を該第１通信局とともに第１通信局候補群に分類し、通信可能であることが判明していない通信局を第２通信局候補群に分類し、
上記第２通信局候補群から選択された新通信局について、
（ト１）上記第１通信局候補群に属する通信局と通信可能であるときは、選択した上記通信局を上記第２通信局候補群から上記第１通信局候補群へ分類を移し、
（ト２）上記第１通信局候補群に属する通信局と通信可能でないときは、上記第２通信局候補群から新たな新通信局を選択して上記（ト１）に戻る、
という操作を、上記第２通信局候補群に分類される通信局がなくなるまで行って通信局間の同期ずれ検出方法を適用するための通信局の対の順序を決定する方法で実現可能な順序の１つを選択し、
第１通信局から第２通信局としてその選択された順序に従って選択された通信局への通信を順次行い、該順序が完了した場合には、最後の第２通信局から第１通信局への通信を上記の順序を逆に行う。
これによって、１つの通信局に対して複数の通信局との同期ずれの検出をほぼ同時に行うことができる。つまり、まず通信を行う順序を決定し、１回の同期ずれ検出操作の間に第１通信局を固定して第２通信局を順次切り替えることを行う。この方法で、並列条に連なる３以上の複数の通信局間での通信局間の同期ずれ検出がほぼ同時にできる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明では通信可能な第１通信局と第２通信局での送受信の時刻を互いに伝送し、時刻のずれをこれら双方の通信局で同時にそれぞれ算出する。また同様に、第１通信局と第２通信局間でクロック信号に同期した信号に加えて、受信信号と自らのクロック信号との位相差を、互いに伝送し、位相のずれをこれら双方の通信局で同時にそれぞれ算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（Φ）は位相に関し、（ｔ）は時刻に関し本発明を適用する装置構成例を示すブロック図で、無線通信局Ａの構成例であり、クロックＡを生成する周波数発生器（１）を自律発振動作させる。
【図２】（Φ）は位相に関し、（ｔ）は時刻に関し本発明を適用する装置構成例を示すブロック図で、無線通信局Ｂの構成例であり、図１の無線通信局ＡのクロックＡを生成する周波数発生器（１）にクロックＢを生成する周波数発生器（１）を位相同期させて動作させる。
【図３】（Φ）は位相に関し、（ｔ）は時刻に関し通信局Ａの構成例を示すブロック図で、アンテナおよび受信復調手段を、自局の仮基準局からの電波を受信するためのものと、相手局からの電波を受信するためのものとに分けたものである。
【図４】（Φ）は位相に関し、（ｔ）は時刻に関し通信局Ｂの構成例を示すブロック図で、アンテナおよび受信復調手段を、自局の仮基準局からの電波を受信するためのものと、相手局からの電波を受信するためのものとに分けたものである。
【図５】（Φ）は位相に関し、（ｔ）は時刻に関し通信局Ａの装置構成例を示すブロック図で、送受信アンテナに共用のものを用い、クロックＸの代わりにクロックＡを用いたものである。
【図６】（Φ）は位相に関し、（ｔ）は時刻に関し通信局Ｂの装置構成例を示すブロック図で、送受信アンテナに共用のものを用いたものである。
【図７】図１、２または図３、４の上記の装置構成に本発明の通信局間の同期ずれ検出方法を時刻について適用する手順を示すタイムチャートである。
【図８】図１、２または図３、４の上記の装置構成に本発明の通信局間の同期ずれ検出方法を位相差について適用する手順を示すタイムチャートである。
【図９】図５、６の上記の装置構成に本発明の通信局間の同期ずれ検出方法を時刻について適用する手順を示すタイムチャートである。
【図１０】図５、６の上記の装置構成に本発明の通信局間の同期ずれ検出方法を位相差について適用する手順を示すタイムチャートである。
【図１１】実施例５で、位相と時刻のずれを同時に検出するための通信局Ａの構成例を示すブロック図である。
【図１２】実施例５で、２つの周波数を用いて、位相と時刻のずれを同時に検出するための通信局Ａの構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１１や図１２の装置構成を用いた場合の、位相と時刻のずれを同時に検出するためタイムチャートである。
【図１４】実施例６における通信局Ａのブロック図を示す。この構成では、クロックＸとクロックＡとを共用のものとし、送信アンテナと受信アンテナとに共用のアンテナを用い、アンテナからの反射波が受信復調手段に入力されることを用いて、第１通信局から第２通信局への送信時のタイムスタンプを得る。
【図１５】実施例６で、図１４の装置構成を用いた場合の、位相と時刻のずれを同時に検出するためタイムチャートである。
【図１６】公知技術である、ＩＥＥＥ１５８８規格によるプロトコルの規定に従った手順例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。
【００４１】
以下の実施例は、複数の通信局から選択された２つの通信局についての通信局間の同期ずれ検出方法について先ず示し、次いで、この検出方法を３以上の複数のものに拡張する例について示す。
また、以下の記載における時刻とは、デジタル情報として記録される時刻（以降、カウンター時刻）、または、累積位相から導かれる時刻（以降、位相時刻）を意味する。ここで、位相時刻とは次のものである。つまり、クロック信号の所定の時点からの累積位相は、２πラジアンの倍数部分と、２πラジアン以下の位相部分を合わせたものであるが、その倍数を部分のみを位相時刻とする。また、以下の記載において位相および位相差については、領域を２πラジアン以下に限定している。このため、例えば通信経路のノイズの影響によりカウンター時刻情報が正しく伝達されなかった場合や位相差のアンラッピングが不適切に行われた場合に、上記カウンター時刻と位相時刻の間にずれが生じる。
【実施例１】
【００４２】
図１と２のそれぞれのブロック図に本発明を適用する装置構成例を示す。その（Φ）は位相に関し、（ｔ）は時刻に関する構成例である。図１（Φ）、（ｔ）の構成例の各無線通信局Ａでは、クロックＸを生成する周波数発生器（２）と受信復調手段（４）に入力しクロックＡを生成する周波数発生器（１）とは互いに自律した周波数発生器の構成例であり、図２（Φ）、（ｔ）の各無線通信局Ｂでは、通信局ＡのクロックＡを生成する周波数発生器（１）に、受信復調手段（４）を介してクロックＢを生成する周波数発生器（１）を位相同期させつつ動作させる構成例である。なお、通信局ＡとＢの送受信は、同一周波数を用いて行うが、これは、コンピュータ７の管理下での時分割制御によって行う。
つまり、通信局ＡとＢは、基本的に同じ回路構成であるが、外部信号によって、周波数発生器（１）の他局への同期を切替えたものである。本発明は、通信局Ｂは、通信局の周波数発生器（１）への同期設定でも非同期設定でも適応することができる。
この構成例は無線通信によるものであるが、以下に説明する信号を伝送できる環境であれば、本発明を適用することが可能であり、電線や光ファイバーなどの有線通信の場合でも容易に適用することができる。
【００４３】
図１では、アンテナ１２を通して入力された電波に含まれるクロックＸ信号と周波数発生器（１）のクロックＡとが受信復調手段（４）で混合され、その位相差が搬送波位相受信時刻取得手段（６）で計測される。計測結果がコンピュータ（７）に入力される。このコンピュータ（７）には、受信復調手段（４）で復調された通信局Ｂ側からの情報が受信情報取得手段（５）を介して入力される。この情報は、時刻情報や位相情報であり、上記の同期設定や非同期設定の情報も含まれる場合がある。図１の例では、この同期設定や非同期設定の情報は、コンピュータ（７）から、制御器２０に供給される。また、同期をとるための帰還信号は間欠的なものであるため、個々の帰還信号の間は、コンピュータ（７）からの制御を行う。この制御は、帰還信号が無くなる間は制御信号を維持する制御やＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Derivative Control）などの非線形制御でもよい。また、コンピュータ（７）は送信機（３Ｘ）からの送信を制御し共通周波数における時分割通信を実現する。コンピュータ（７）は、さらに、送信機（３Ｘ）からの送信内容や送信時間に関する制御や、位相や位相差の累積を含めて同期ずれ検出に必要なデータ蓄積やデータ処理も行う。
【００４４】
図２は、通信局Ｂの構成例を示す図で、（Φ）は位相に関し、（ｔ）は時刻に関する構成例である。上記の様に、通信局Ａと異なる点は、通信局Ａの周波数発生器（１）に自局（通信局Ｂ）の周波数発生器（１）のクロックを同期させている点である。
【００４５】
図３、４は、時分割動作を避けるための構成例で２つの周波数を用いる。（Φ）は位相に関し、（ｔ）は時刻に関する構成例である。つまり、アンテナおよび受信復調手段を、自局の仮基準局からの電波を受信するためのものと、相手局からの電波を受信するためのものとに分けたもので、図３は通信局Ａの図４は通信局Ｂの構成例を示す。
この構成例の利点は、送受信を同時に行うことができるため、図１、２の構成の場合に比べて、特にアンテナ位置が変動している場合に伝送時間および時刻ずれをより正確に計測できる上、時刻ずれの検出をより頻繁に行うことができ、より詳細な情報を取得できる点にある。
【００４６】
図７は、上記図１、２および図３、４の装置構成に本発明の通信局間の同期ずれ検出方法を時刻について適用する手順を示すタイムチャートである。但し、本実施例１では、図１、２および図３、４において、位相については（Φ）図を時刻については（ｔ）図を参照するものとする。
まず、通信回線で結ばれ互いに通信可能な複数の通信局から選択された第１通信局（つまりクロックＸに同期した信号で送信する通信局Ａ）の時刻（つまりクロックＡによる時刻）と第２通信局（つまりクロックＹに同期した信号で送信する通信局Ｂ）の時刻（つまりクロックＢによる時刻）間での時刻のずれを互いに検出する方法であって、各通信局はそれぞれの時刻で刻時するものとする。
第１通信局から第２通信局への送信時刻情報（ＴXA）、第２通信局から第１通信局への送信時刻情報（ＴYB）、第１通信局が送信し第２通信局が受信し第２通信局で刻時された受信時刻（ＴXB）、および、第２通信局が送信し第１通信局が受信し第１通信局で刻時された受信時刻（ＴYA）と、について、未定の時刻情報の場合の送信は、所定の空情報を送信するものとする。この場合の各局の送信時刻情報は、自局の送信機（３）から送信された信号を自局の受信復調手段（４、４Ｘまたは４Ｙ）で受信した受信時刻である。
【００４７】
（１）第１通信局が図７のＳＡ１の時点で同期信号を送信し、ＲＡ１の時点で受信してその同期信号の送信時刻Ｔ１XAを記録する。Ａ１は、この時点での通信局Ａのコンピュータ（７）に設けられたレジスタＡの内容を示す。
（２）第２通信局が、ＲＢ１に上記同期信号を受信し、その同期信号の受信時刻Ｔ１XBを記録する。Ｂ１は、この時点での通信局Ｂのコンピュータ（７）に設けられたレジスタＢの内容を示す。
（３）第２通信局が、ＳＢ１に同期信号と上記Ｔ１XBを送信し、ＲＢ２に受信してその同期信号の送信時刻Ｔ１YBを記録する。Ｂ２は、この時点でのレジスタＢの内容を示す。
（４）第１通信局が、ＲＡ２に上記同期信号と上記Ｔ１XBとを受信し、その同期信号の受信時刻Ｔ１YAを記録する。Ａ２は、この時点でのレジスタＡの内容を示す。
（５）第１通信局が、ＳＡ２に、同期信号とＴ１XAとＴ１YAのうち、少なくとも上記Ｔ１XAとＴ１YAとを送信する。Ａ３に受信した結果得られるレジスタＡの内容を示す。
（６）第２通信局が、ＲＢ３に、上記同期信号とＴ１XAとＴ１YAのうち、少なくとも上記Ｔ１XAとＴ１YAとを受信する。Ｂ３は、この時点でのレジスタＢの内容を示す。
（７）第２通信局が、ＳＢ２に少なくとも上記Ｔ１YBを送信する。
（８）第１通信局が、ＲＡ４に少なくとも上記Ｔ１YBを受信する。Ａ４は、この時点でのレジスタＡの内容を示す。
【００４８】
この手順を含むプロセスにおいて、上記Ｔ１XA、Ｔ１XB、Ｔ１YA、およびＴ１YBのそれぞれの値が入力された組について、上記第１通信局と第２通信局間の信号の伝送時間（Ｔｐ）を上記Ｔ１XBまでのＴ１XAからの増分（ΔＴXＢ−Ａ）と上記Ｔ１YAまでのＴ１YBからの増分（ΔＴYＡ−Ｂ）との相加平均から各通信局で導く。つまり、
【００４９】
【数６】
0006674171.tif 000007
【００５０】
上記第１通信局と第２通信局間の時刻のずれ（Ｔｃ）を上記伝送時間（Ｔｐ）から上記増分（ΔＴXＢ−Ａ）を差し引いて求めるかまたは上記増分（ΔＴYＡ−Ｂ）から伝送時間（Ｔｐ）を差し引いて求める。つまり、
Ｔｃ＝Ｔｐ−（Ｔ１XB−Ｔ１XA）＝（Ｔ１YA−Ｔ１YB）−Ｔｐ、であり、次の様にも書ける。
【００５１】
【数７】
0006674171.tif 000008
【実施例２】
【００５２】
図８は、上記図１、２および図３、４の装置構成に本発明の通信局間の同期ずれ検出方法を位相について適用する手順を示すタイムチャート例である。これは、時刻クロックの位相におけるずれを、通信回線で結ばれ互いに通信可能な複数の通信局から選択された第１通信局（Ａ）と第２通信局（Ｂ）間で互いに検出する方法の例である。
【００５３】
この実施例においても、各通信局はそれぞれの時刻で刻時するものとする。また、第１通信局から送信され該第１通信局のクロックＸに同期した信号で伝送される第１通信局信号を第２通信局が受信し、第２通信局から送信された該第２通信局のクロック信号（Ｙ）に同期した信号で伝送される第２通信局信号を第１通信局が受信するものとする。第１通信局信号と第２通信局信号との位相差は、所定の同一周波数に変換された状態における位相差である。この場合の各局の送信位相差情報は、自局の送信機（３Ｘ、３Ｙ）から送信された信号を自局の受信復調手段（４、４Ｘあるいは４Ｙ）で受信して、自局のクロックＡあるいはクロックＢの位相と比較した位相差である。
【００５４】
（１）第１通信局は、図８のＳＡ１の時点で第１通信局信号を送信し、ＲＡ１の時点で送信した該第１通信局信号を受信して、受信した第１通信局信号の送信機Ｘと第１通信局信号のクロックＡとの位相差（Φ１XA）を測定し記録する。Ａ１は、この時点での通信局Ａのコンピュータ（７）に設けられたレジスタＡの内容を示す。
（２）第２通信局は、ＲＢ１に上記第１通信局信号を受信して、その受信した第１通信局信号と第２通信局信号のクロックＢとの位相差（Φ１XB）を測定し記録する。Ｂ１は、この時点での通信局Ｂのコンピュータ（７）に設けられたレジスタＢの内容を示す。
（３）第２通信局は、ＳＢ１に上記第２通信局信号と上記位相差（Φ１XB）を送信し、送信した該第２通信局信号をＲＢ２に受信して、受信した第２通信局信号と第２通信局信号のクロックＢとの位相差（Φ１YB）を測定し記録する。Ｂ２は、この時点でのレジスタＢの内容を示す。
（４）第１通信局は、ＲＡ２に上記第２通信局信号と上記位相差（Φ１XB）とを受信して、受信した上記第２通信局信号と上記第１通信局信号のクロックＡとの位相差（Φ１YA）を測定し記録する。Ａ２は、この時点でのレジスタＡの内容を示す。
（５）第１通信局は、ＳＡ２に上記第１通信局信号と上記位相差（Φ１XA）と位相差（Φ１YA）を送信し、ＲＡ３に送信した該第１通信局信号を受信する。ＲＡ３に受信した結果得られるレジスタＡの内容をＡ３示す。
（６）第２通信局は、ＲＢ３に上記第１通信局信号と上記位相差（Φ１XA）と位相差（Φ１YA）とのうち、少なくとも上記位相差（Φ１XA）と位相差（Φ１YA）を受信する。Ｂ３は、この時点でのレジスタＢの内容を示す。
（７）第２通信局は、ＳＢ２に少なくとも位相差（Φ１YB）を送信する。
（８）第１通信局は、少なくとも上記位相差（Φ１YB）を受信する。Ａ４は、この時点でのレジスタＡの内容を示す。
【００５５】
上記位相差（Φ１XB）から上記位相差（Φ１XA）を減じた位相差ΦXと、
上記位相差（Φ１YA）から上記位相差（Φ１YB）を減じた位相差ΦYについて、上記第１通信局と第２通信局間の伝送位相差（Φｐ）を位相差ΦXとΦYの相加平均から導く。つまり、
【００５６】
【数８】
0006674171.tif 000009
【００５７】
また、上記第１通信局の時刻からの第２通信局の時刻のずれによる位相差（Φｃ）を位相差ΦXと−ΦYとの相加平均から導く。つまり、
【００５８】
【数９】
0006674171.tif 000010
【００５９】
因みに、図１あるいは図３において、送信機３Ｘに入力される位相データは図８のＡ４であり、搬送波位相受信時刻取得手段６と受信情報取得手段５から出力される位相データは図８のＲＡ４に受信したものである。同様に、図２あるいは図４において、送信機３Ｘに入力される位相データは図８のＢ３であり、搬送波位相受信時刻取得手段６と受信情報取得手段５から出力される位相データは図８のＲＢ３に受信したものである。
【実施例３】
【００６０】
送受信アンテナに共用のものを用いた装置構成例を図５と６に示す。この構成は、通信局Ａの上記クロックＸの代わりにクロックＡを用いるか上記クロックＡに同期した信号かを用いる例であり、通信局Ｂでも、上記クロックＹの代わりにクロックＢか上記クロックＢに同期した信号かを用いる。また、送信アンテナと受信アンテナとに共用のアンテナ１３を用い、方向性結合器で、受信と送信を分ける。このようなアンテナ系の場合、僅かなインピーダンス整合のずれから、アンテナからの反射波が受信復調手段４に入力される。本実施例では、この反射波を用いて、送信のタイムスタンプを得るものである。つまり、第１通信局から第２通信局への上記送信時刻情報（ＴXA）と第２通信局から第１通信局への上記送信時刻情報（ＴYB）は、それぞれ、それぞれのアンテナからの反射信号を受信して計測する。
【００６１】
同軸ケーブルや光ファイバー等の有線伝送の場合で十分な強度の反射信号が得られない場合は、その伝送路上に発信端として、伝送インピーダンスが不連続な点を設けることで送受信信号用の反射点とし、それを通過する時点の位相や時刻のずれを検出することができるようになる。
【００６２】
この構成の利点は、電波伝搬経路を完全に一致させることができるので、同期ずれを検出する際の仮定である通信局Ａ、Ｂ間の往復の電波伝搬時間を同じとする条件を実現できることである。また、この実施例では、通信局Ａ、Ｂをそれぞれマスター、スレーブとし、通信局Ｂの時計やクロックを通信局Ａのものに合わせる設定としている。
【００６３】
図５は通信局Ａの例であり、図５（Φ）は位相に関し、図５（ｔ）は時刻に関した構成例である。アンテナ（１３）と方向性結合器（１４）を通して入力された電波に含まれるクロック信号と周波数発生器（１）のクロックＡとが受信復調手段（４）で混合され、その位相差が搬送波位相取得手段（６）で計測される。この例では、クロックＡは、自律発振によるものである。搬送波位相受信時刻取得手段（６）の出力はコンピュータ（７）に入力される。このコンピュータ（７）には、受信復調手段（４）で復調された通信局Ｂ側からの情報も入力される。この情報は、時刻情報や位相情報であり、上記の同期設定や非同期設定の情報も含まれる場合がある。図５の例では、この同期設定や非同期設定の情報は、受信復調手段（４）から、受信情報取得手段（５）、コンピュータ（７）および制御器（２０）に供給される。コンピュータ（７）は、送信機（３Ｘ）からの送信を制御し共通周波数での双方向通信を実現する。また、送信機（３Ｘ）からの送信内容や送信時間に関する制御や同期ずれ検出に必要なデータ蓄積やデータ処理も行う。送信機（３Ｘ）からの信号は、周波数発生器（１）のクロックを基にした信号であり、方向性結合器（１４）とアンテナ（１３）を通じて送信される。
【００６４】
図６は通信局Ｂの例であり、図５の構成と異なる点は、周波数発生器（１）のクロックＢは、自律発振によるものでなく、上記通信局Ａの累積位相に同期する様にコンピュータ（７）に制御されたものである。この同期は、時間や位相に同期する場合がある。
【００６５】
この様に、アンテナからの反射波の時刻を測定して送信時刻とする場合は、実施例２の手順に沿うことで本発明の目的を達成することができる。
【００６６】
次に、通信局Ａと通信局Ｂからの送信は、指定した時刻と所定の時間差の予定時刻に送信する例を示す。つまり、送信時刻の送信予定時刻からのずれが無視できる場合であり、アンテナからの反射信号を受信して送信時刻を計測する必要が無い場合である。
図９は、送信時刻として送信予定時刻を用いる場合の、図５と図６の通信局Ａと通信局Ｂとの同期ずれの検出を行って同期制御するための手順を示すタイムチャートである。これに従って、通信回線で結ばれ互いに通信可能な複数の通信局から選択された第１通信局の時刻（クロックＡ）と第２通信局の時刻（クロックＢ）間での時刻のずれを互いに検出する。各通信局はそれぞれの時刻で刻時するものとする。
【００６７】
第１通信局から第２通信局への送信時刻情報（ＴXA）、第２通信局から第１通信局への送信時刻情報（ＴYB）、第１通信局が送信し第２通信局が受信し第２通信局で刻時された受信時刻（ＴXB）、および、第２通信局が送信し第１通信局が受信し第１通信局で刻時された受信時刻（ＴYA）と、について、未定の時刻情報の場合の送信は、所定の空情報を送信するものとする。
また、第１通信局が送信する送信時刻情報（ＴXA）を第１通信局から送信される同期信号として用い、第２通信局が送信する送信時刻情報（ＴYB）を第２通信局から送信される同期信号として用いるものとする。
【００６８】
（１）第１通信局が、図９のＳＡ１の時点で送信予定時刻のＴ１XAを送信し、その送信時刻Ｔ１XAを記録する。Ａ１は、この時点での通信局Ａのコンピュータ（７）に設けられたレジスタＡの内容を示す。
（２）第２通信局が、ＲＢ１の時点で上記Ｔ１XAを受信し、その受信時刻Ｔ１XBを記録する。Ｂ１は、この時点での通信局Ｂのコンピュータ（７）に設けられたレジスタＢの内容を示す。
（３）第２通信局が、ＳＢ１に上記Ｔ１XBとその送信時刻予定時刻のＴ１YBとを送信し、そのＴ１XBの送信時刻Ｔ１YBを記録する。
（４）第１通信局が、ＲＡ１に上記Ｔ１XBとＴ１YBとを受信し、その受信時刻Ｔ１YAを記録する。Ａ１には、この時点でのレジスタＡの内容を示す。
（５）第１通信局が、ＳＡ２に、Ｔ２XAとＴ１YAのうち、少なくともＴ１YAを送信する。
（６）第２通信局が、ＲＢ２に少なくとも上記Ｔ１YAを受信する。Ｂ２にこの時点でのレジスタＢの内容を示す。
【００６９】
この手順を含むプロセスにおいて、上記Ｔ１XA、Ｔ１XB、Ｔ１YA、およびＴ１YBのそれぞれの値が入力された組について、上記第１通信局と第２通信局間の伝送時間（Ｔｐ）を上記Ｔ１XBまでのＴ１XAからの増分（ΔＴXB-A）と上記Ｔ１YAまでのＴ１YBからの増分（ΔＴYA-B）との相加平均から各通信局で導く。つまり、
【００７０】
【数１０】
0006674171.tif 000011
【００７１】
また、上記第１通信局と第２通信局間の時刻のずれ（Ｔｃ）を上記伝送時間から上記増分（ΔＴXB-A）を差し引いて求めるかまたは上記増分（ΔＴYA-B）から上記時刻のずれを差し引いて求める。つまり、
Ｔｃ＝Ｔｐ−（Ｔ１XB−Ｔ１XA）＝（Ｔ１YA−Ｔ１YB）−Ｔｐ、であり、次の様にも書ける。
【００７２】
【数１１】
0006674171.tif 000012
【００７３】
このＴｃを用いて、通信局Ａ、Ｂ間で時刻ずれを解消することは容易である。
【実施例４】
【００７４】
図１０は、図５、６の装置構成に本発明の通信局間の同期ずれ検出方法を位相について適用する手順を示すタイムチャート例である。図５、６の装置構成では、通信局Ａの上記クロックＸの代わりにクロックＡを用いるか上記クロックＡに同期した信号かを用い、通信局Ｂでも、上記クロックＹの代わりにクロックＢか上記クロックＢに同期した信号かを用いる。またこの実施例では、通信局Ａと通信局Ｂからの送信は、指定した位相と所定の位相差で送信する例で、例えば位相差を相殺する位相を予め付加する例を示す。つまり、この例は送信位相の送信予定位相からのずれが無視可能な場合である。
アンテナからの反射波の時刻を測定して送信時刻とする場合は、実施例２の手順に沿うことで本発明の目的を達成することができる。
【００７５】
これは、時刻のクロックの位相におけるずれを、通信回線で結ばれ互いに通信可能な複数の通信局から選択された第１通信局（Ａ）と第２通信局（Ｂ）間での時刻のクロックの位相におけるずれを互いに検出する方法である。
各通信局はそれぞれの時刻で刻時するものとするとき、第１通信局の送信機（３Ｘ）から送信され該第１通信局のクロックＡ（＝クロックＸ）信号に同期した第１通信局信号を第２通信局が受信し、第２通信局送信機（３Ｙ）から送信された該第２通信局のクロックＢ（＝クロックＹ）信号に同期した第２通信局信号を第１通信局が受信するものとし、第１通信局信号と第２通信局信号との位相差は、所定の同一周波数に変換された状態における位相差である場合に、第１通信局が送信した第１通信局信号について、受信した第１通信局信号と第１通信局信号との位相差が所定の位相差（ΦA）であり、第２通信局が送信した第２通信局信号について、受信した第２通信局信号と第２通信局信号との位相差が所定の位相差（ΦB）であるとき、以下の手順とする。
【００７６】
（１）第１通信局は、図１０のＳＡ１の時点で第１通信局信号と位相差（ΦA）の値とを送信する。Ａ１は、この時点での通信局Ａのコンピュータ（７）に設けられたレジスタＡの内容を示す。
（２）第２通信局は、ＲＢ１の時点に上記第１通信局信号と位相差（ΦA）の値とを受信して、その受信した第１通信局信号と第２通信局信号との位相差（Φ１XB）を測定し記録する。Ｂ１は、この時点での通信局Ｂのコンピュータ（７）に設けられたレジスタＢの内容を示す。
（３）第２通信局は、ＳＢ１に上記第２通信局信号と位相差（ΦB）の値と上記位相差（Φ１XB）の値とを送信する。
（４）第１通信局は、ＲＡ１に、上記第２通信局信号と位相差（ΦB）の値と上記位相差（Φ１XB）の値とを受信して、受信した上記第２通信局信号と上記第１通信局信号との位相差（Φ１YA）を測定し記録する。Ａ２は、この時点でのレジスタＡの内容を示す。
（５）第１通信局は、ＳＡ２に、少なくとも上記位相差（Φ１YA）の値を送信する。
（６）第２通信局は、ＲＢ２に、少なくとも上記位相差（Φ１YA）の値を受信する。Ｂ２は、この時点でのレジスタＢの内容を示す。
【００７７】
位相差ΦAとΦBについて、変動が無い場合は、１度のみ交換してあればよいので、他の回では省略することができる。ここで、上記位相差（Φ１XB）から上記位相差（ΦA）を減じた位相差ΦXと、上記位相差（Φ１YA）から上記位相差（ΦB）を減じた位相差ΦYについて、上記第１通信局と第２通信局間の伝送位相差（Φｐ）をΦXと位相差ΦYの相加平均から導く。つまり、次の様にする。
【００７８】
【数１２】
0006674171.tif 000013
【００７９】
また、上記第１通信局の時刻からの第２通信局の時刻のずれによる位相差（Φｃ）を位相差ΦXと−ΦYとの相加平均から導く。つまり、次の様にする。
【００８０】
【数１３】
0006674171.tif 000014
【００８１】
このΦｃを用いて、通信局Ａ、Ｂ間で時刻ずれによる位相差を解消することは容易である。
【００８２】
因みに、図５において、送信機３Ｘに入力される位相データは図１０のＡ３であり、搬送波位相受信時刻取得手段６と受信情報取得手段５から出力される位相データは図１０のＲＡ２に受信したものである。同様に、図６において、送信機３Ｙに入力される位相データは図１０のＢ２であり、搬送波位相受信時刻取得手段６と受信情報取得手段５から出力される位相データは図１０のＲＢ２に受信したものである。
【００８３】
上記の各実施例において、上記第１通信局あるいは第２通信局において、それぞれの受信点から位相差測定点までに発生するオフセット位相差については、受信した位相差を該オフセット位相差で補正することが望ましい。
【実施例５】
【００８４】
図１１は、位相と時刻のずれを同時に検出するための通信局Ａの構成例を示すブロック図である。通信局Ｂも同様のブロック図の構成とすることができる。このブロック図の構成は、図1のブロック図と類似しているが、時刻に関する同期と位相に関する同期を同時に行うものである。クロック部に周波数発生器からのクロック数を計数する時刻カウンター（１ｔ）を備え、また搬送波位相取得手段に代わって自局の送信機（３Ｘ）用のクロックＸの信号や通信局Ｂの送信機（３Ｙ）用のクロックＹの信号の受信時刻も取得する搬送波位相及び受信時刻取得手段（６ｒ）を備える。コンピュータ（７）の機能として、校正カウンター時刻差取得部（７１）、校正位相差取得部（７２）、時刻校正部（７３）および周波数校正部（７４）の各機能を備える。ここで、校正カウンター時刻差取得部（７１）は、通信局Ｂとの情報交換から得られる校正用の時刻差を、搬送波位相受信時刻取得手段（６ｒ）の出力と受信情報取得手段（５）の出力から取得する。また、校正位相差取得部（７２）は、受信情報取得手段（５）の出力を受け校正用の位相差を取得すると共に搬送波位相受信時刻取得手段（６ｒ）の出力を受け、位相が所定の範囲２πを超えてラッピングされた場合にアンラッピング処理を行う。時刻校正部（７３）は、校正カウンター時刻差取得部（７１）の出力を受けて、時刻カウンター（１ｔ）向けにカウンター値の修正情報を出力し、周波数校正部（７４）向けに位相時刻差情報を出力する。周波数校正部（７４）は、時刻校正部（７３）からの位相ロックポイント（位相同期点）修正情報と校正位相差取得部（７２）との出力を受けて、周波数発生器（１）の進み遅れを制御する。
【００８５】
また、図１２は、アンテナおよび受信復調手段を、自局の送信機（３Ｘ）からの電波を受信するためのものと、相手局からの電波を受信するためのものとに分けたもので、２つの周波数を用いて、位相と時刻のずれを同時に検出するための通信局Ａの構成例を示すブロック図である。通信局Ｂも同様のブロック図の構成とすることができる。このブロック図の構成は、図３のブロック図と類似しており、時刻に関する同期と位相に関する同期を同時に行うものである。つまり、クロック部に周波数発生器からのクロック数を計数する時刻カウンター（１ｔ）を備え、また自局の送信機（３Ｘ）のクロックＸの信号の受信時刻も取得する搬送波位相受信時刻取得手段（６Ｘ）や通信局Ｂの送信機（３Ｙ）のクロックＹの信号の受信時刻も取得する搬送波位相受信時刻取得手段（６ｙ）を備え、加えてコンピュータ（７）の機能として、校正カウンター時刻差取得部手段（７１）、校正位相差取得部（７２）、時刻校正部（７３）および周波数校正部（７４）の各機能を備える。ここで、校正カウンター時刻差取得部（７１）は搬送波位相受信時刻取得手段（６Ｘ）の出力と搬送波位相受信時刻取得手段（６Ｙ）の出力と受信情報取得手段（５）の出力から取得する。また、校正位相差取得部手段（７２）は、受信情報取得手段（５）の出力を受け校正用の位相差を時刻校正部手段（７３）向けに出力すると共にＹ搬送波位相受信時刻取得手段（６Ｙ）の出力を受け、位相が所定の範囲２πを超えてラッピングされた場合にアンラッピング処理を行う。時刻校正部手段（７３）は、校正カウンター時刻差取得部（７１）の出力を受けて、時刻カウンター（１ｔ）向けにカウンター値の修正情報を出力し、周波数校正部（７４）向けに位相時刻差情報を出力する。周波数校正部（７４）は、時刻校正部（７３）からの位相ロックポイント（位相同期点）修正情報と校正位相差取得部（７２）との出力を受けて、周波数発生器（１）の進み遅れを制御する。
【００８６】
上記の図１１や図１２の装置構成を用いた場合の、位相と時刻のずれを同時に検出するためタイムチャートを図１３に示す。通信局ＡとＢとで交換される位相情報、時刻情報が、Ｎ番目の交換の際に、通信局Ａのコンピュータ（７）のレジスタＡが、次の様であるとする。
Ａ局Ｎ番目：位相（ΦＮ-１XA、Φｎ-１YA、ΦＮ-１XB、Φｎ-２YB）
時刻（ＴABSＮ-１XA、ＴABSｎ-１YA、ＴABSＮ-１XB、ＴABSｎ-２YB）
【００８７】
＜Ｎ番目発信＞
［Ａ］
Ａ局が上記のレジスタＡの情報：
位相（ΦＮ-１XA、Φｎ-１YA）、
時刻（ＴABSＮ-１XA、ＴABSｎ-１YA）
で変調した搬送波を送信する。この搬送波を通信局Ａの受信復調手段（４）が受信し、通信局Ａでの信号処理の結果、（ΦＮXA、ＴＡＢＳＮXA）が得られる。この結果、レジスタＡは、次の様になる。
位相（ΦＮXA、Φｎ-１YA、ΦN-１XB、Φｎ-２YB）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎ-１YA、ＴABSN-１XB、ＴABSｎ-２YB）
【００８８】
また、この搬送波を通信局Ｂの受信復調手段（４）が受信し、通信局Ｂでの信号処理の結果、（ΦＮXB、ＴABSＮXB）が得られる。これによって、通信局Ｂのコンピュータ（７）のレジスタＢに保存された情報は、次の様になる。
位相（ΦＮ-１XA、Φｎ-１YA、ΦＮXB、Φｎ-１YB）、
時刻（ＴABSＮ-１XA、ＴABSｎ-１YA、ＴABSＮXB、ＴABSｎ-１YB）
【００８９】
［Ｂ］
次に、通信局Ｂは、次の情報を送信する。
位相（ΦＮXB、Φｎ-１YB）、
時刻（ＴABSＮXB、ＴABSｎ-１YB）
この信号を自局が受信して、（ΦｎYB、ＴABSｎYB）を得る。レジスタＢは、
位相（ΦＮ-１XA、Φｎ-１YA、ΦＮXB、ΦｎYB）、
時刻（ＴABSＮ-１XA、ＴABSｎ-１YA、ＴABSＮXB、ＴABSｎYB）
【００９０】
また、通信局Ａが受信して、信号処理で（ΦｎYA、ＴABSｎYA）を得る。受信した情報と合わせて、レジスタＡは、次の様になる。
位相（ΦＮXA、ΦｎYA、ΦＮXB、Φｎー１YB）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎYA、ＴABSＮXB、ＴABSｎ-１YB）
【００９１】
＜Ｎ+１番目発信＞
［Ａ］
次に、通信局Ａは、次の情報を発信する。
位相（ΦＮXA、ΦｎYA）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎYA）
この信号を自局で受信し信号処理をして、（ΦＮ+１XA、ＴABSＮ+１XA）を得る。
位相（ΦＮ+１XA、ΦｎYA、ΦＮXB、ΦｎーYB）、
時刻（ＴABSＮ+１XA、ＴABSｎYA、ＴABSＮXB、ＴABSｎ-１YB）
【００９２】
また、通信局Ｂが受信して、信号処理で（ΦＮ+１XB、ＴABSＮ+１XB）を得る。受信した情報と合わせて、レジスタＢは、次の様になる。
位相（ΦＮXA、ΦｎYA、ΦＮ+１XB、ΦｎYB）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎYA、ＴABSＮ+１XB、ＴABSｎYB）
【００９３】
［Ｂ］
次に、通信局Ｂは、次の情報を送信する。
位相（ΦＮ+1XB、ΦｎYB）、
時刻（ＴABSＮ+1XB、ＴABSｎYB）
【００９４】
上記の信号を通信局Ａが受信して、信号処理で（Φｎ+1YA、ＴABSｎ+1YA）を得る。受信した情報と合わせて、レジスタＡは、次の様になる。
位相（ΦＮ+１XA、Φｎ+1YA、ΦＮ+1XB、ΦｎYB）、
時刻（ＴABSＮ+１XA、ＴABSｎ+1YA、ＴABSＮ+1XB、ＴABSｎYB）
【００９５】
Ｎ番目とｎ番目の添え字の値を用いることで、双方の通信局で、次の値を得ることができる。
位相（ΦＮXA、ΦｎYA、ΦＮXB、ΦｎYB）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎYA、ＴABSＮXB、ＴABSｎYB）。ここで、
【００９６】
【数１４】
0006674171.tif 000015
【００９７】
とすると、通信局Ａ、Ｂ間の信号伝送時間は、ΔＴABSＮXとΔＴABSｎYとの平均から、また、時刻のずれは、ΔＴABSＮXと（-1）×ΔＴABSｎYとの平均から求められる。同様に、信号伝送位相差は、ΔΦＮＸとΔΦｎＹとの平均から、位相のずれは、ΔΦＮＸと（−１）×ΔΦｎＹとの平均から求められる。
ここで、時刻差をクロックの周期長で割った商と剰余について、商は時刻カウンターへ送ってその値を修正し、剰余については位相ロックポイントの修正に用いて、時刻の微調整を行う。また、この位相ロックポイントの修正において、２πを超えた分の位相を、２πより充分小さい値で、累積位相に徐々に移すことが望ましい。
上記の様に位相と時刻のずれを同時に検出する場合に、先ず位相ロックを確保し、その状態で時刻差の計測を繰り返すことで時刻差計測の精度を向上させることが可能となる。
【実施例６】
【００９８】
図１４は、図５と同様に、通信局Ａの上記クロックＸとして、上記クロックＡに同期した信号を用いる構成例を示すブロック図であり、例えば、クロックＡを分岐したものである。通信局Ｂでも、上記クロックＹに、上記クロックＢに同期した信号を用いるものである。また、送信アンテナと受信アンテナとに共用のアンテナ（１３）を用い、方向性結合器で、受信と送信を分ける。
【００９９】
このブロック図の構成は、送信時刻取得手段（９）を備え、クロック部に周波数発生器（１）からのクロック数を計数する時刻カウンター（１ｔ）を備え、自局のクロックＸの信号や通信局ＢのクロックＹの信号の受信時刻も取得する搬送波位相受信時刻取得手段（６ｒ）を備える。また、コンピュータ（７）の機能として、校正カウンター時刻差取得部（７１）、校正位相差取得部（７２）、時刻校正部（７３）および周波数校正部（７４）の各機能を備える点が異なっている。ここで、校正カウンター時刻差取得部（７１）は、通信局Ｂとの情報交換から得られる校正用の時刻差を、搬送波位相受信時刻取得手段（６ｒ）の出力と受信情報取得手段（５）の出力から取得する点で異なっている。また、校正位相差取得部（７２）は、受信情報取得手段（５）の出力を受け校正用の位相差を取得すると共に搬送波位相受信時刻取得手段（６ｒ）の出力を受け、位相が所定の範囲２πを超えてラッピングされた場合にアンラッピング処理を行う。時刻校正部（７３）は、校正カウンター時刻差取得部（７１）と校正位相差取得部（７２）の出力とを受けて、時刻カウンター（１ｔ）向けにカウンター値の修正情報を出力し、周波数校正部（７４）向けに位相時刻差情報を出力する。
【０１００】
送信機（３Ｘ）からの信号の送信時刻は、送信時刻取得手段（９）で取得する。この送信時刻は、例えば、周波数発生器１からの信号で生成したパルス列を基準に決定するものである。また、僅かな誤差が許容される場合には、コンピュータ７から指示された送信時刻に所定の修正を加えて、送信時刻として扱うこともできる。また、上記の実施例１などの場合と同様に、送信された信号を受信復調手段４で実際に周波数発生器１からのクロック信号を用いて信号処理を行うことで、正確な送信時刻を取得することも可能である。
【０１０１】
図１４に示すようなアンテナ系の場合、僅かなインピーダンス整合のずれから、アンテナからの反射波が受信復調手段（４）に入力される。本実施例では、この受信復調手段（４）あるいは送信時刻取得手段（９）を用いて、送信のタイムスタンプを得るものである。つまり、第１通信局から第２通信局への上記送信時刻情報（ＴXA）と第２通信局から第１通信局への上記送信時刻情報（ＴYB）は、それぞれ、それぞれの送信端からの反射信号を受信して計測する。
【０１０２】
また、図５、６の場合と同様に、同軸ケーブルや光ファイバー等の有線伝送の場合で十分な強度の反射信号が得られない場合は、その伝送路上に発信端として、伝送インピーダンスが不連続な点を設けることで送信号用の反射点とし、それを通過する時点の位相や時刻のずれを検出することができるようになる。
【０１０３】
次に、上記の図１４の装置構成を用いた場合の、位相と時刻のずれを同時に検出するためタイムチャートを図１５に示す。以下の説明では、実施例３または４の場合と異なり、アンテナからの反射波の時刻を測定して送信時刻とするものである。しかし、クロックＸとクロックＡが、またクロックＹとクロックＢが実質的に同一であるため、ΦＮ-１XAとΦｎ-１YBは固定値である。あらかじめ測定して設定しておくことによって、その測定時間と伝送情報を削減することができる。このため、これらをΦXAとΦYBとして取り扱う。
しかし、送信時刻を、上記の様に、送信時刻取得手段９で取得する場合も、また、コンピュータ７から指示された送信時刻に所定の修正を加えて、送信時刻として扱う場合も、以下の記載と同様に取り扱うことができる。
【０１０４】
通信局ＡとＢとで交換される位相情報、時刻情報が、Ｎ番目の交換の際に、通信局Ａのコンピュータ（７）のレジスタＡが、次の様であるとする。
Ａ局Ｎ番目：位相（ΦXA、Φｎ-１YA、ΦＮ-１XB、ΦYB）
時刻（ＴABSＮ-１XA、ＴABSｎ-１YA、ＴABSＮ-１XB、ＴABSｎ-２YB）
【０１０５】
＜Ｎ番目発信＞
［Ａ］
Ａ局が上記のレジスタＡの情報：
位相（ΦXA、Φｎ-１YA）、
時刻（ＴABSＮ-１XA、ＴABSｎ-１YA）
で変調した搬送波を送信する。この搬送波を通信局Ａの受信復調手段（４）が受信し、通信局Ａでの信号処理の結果、（ＴＡＢＳＮXA）が得られる。この結果、レジスタＡは、次の様になる。
位相（ΦXA、Φｎ-１YA、ΦN-１XB、ΦYB）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎ-１YA、ＴABSN-１XB、ＴABSｎ-２YB）
【０１０６】
また、この搬送波を通信局Ｂの受信復調手段（４）が受信し、通信局Ｂでの信号処理の結果、（ΦＮXB、ＴABSＮXB）が得られる。これによって、通信局Ｂのコンピュータ（７）のレジスタＢに保存された情報は、次の様になる。
位相（ΦXA、Φｎ-１YA、ΦＮXB、ΦYB）、
時刻（ＴABSＮ-１XA、ＴABSｎ-１YA、ＴABSＮXB、ＴABSｎ-１YB）
【０１０７】
［Ｂ］
次に、通信局Ｂは、次の情報を送信する。
位相（ΦＮXB）、
時刻（ＴABSＮXB、ＴABSｎ-１YB）
この信号を自局が受信して、（ＴABSｎYB）を得る。レジスタＢは、
位相（ΦXA、Φｎ-１YA、ΦＮXB、ΦYB）、
時刻（ＴABSＮ-１XA、ＴABSｎ-１YA、ＴABSＮXB、ＴABSｎYB）
【０１０８】
また、通信局Ａが受信して、信号処理で（ΦｎYA、ＴABSｎYA）を得る。受信した情報と合わせて、レジスタＡは、次の様になる。
位相（ΦXA、ΦｎYA、ΦＮXB、ΦYB）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎYA、ＴABSＮXB、ＴABSｎ-１YB）
【０１０９】
＜Ｎ+１番目発信＞
［Ａ］
次に、通信局Ａは、次の情報を発信する。
位相（ΦｎYA）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎYA）
この信号を自局で受信し信号処理をして、（ＴABSＮ+１XA）を得る。この時点では。
位相（ΦXA、ΦｎYA、ΦＮXB、ΦｎYB）、
時刻（ＴABSＮ+１XA、ＴABSｎYA、ＴABSＮXB、ＴABSｎ-１YB）。
【０１１０】
また、通信局Ｂが受信して、信号処理で（ΦＮ+１XB、ＴABSＮ+１XB）を得る。受信した情報と合わせて、レジスタＢは、次の様になる。
位相（ΦXA、ΦｎYA、ΦＮ+１XB、ΦYB）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎYA、ＴABSＮ+１XB、ＴABSｎYB）
【０１１１】
この段階で、通信局Ｂでは次の値を得ることができる。
位相（ΦXA、ΦｎYA、ΦＮXB、ΦYB）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎYA、ＴABSＮXB、ＴABSｎYB）。
【０１１２】
［Ｂ］
次に、通信局Ｂは、次の情報を送信する。
位相（ΦＮ+1XB）、
時刻（ＴABSＮ+1XB、ＴABSｎYB）
この信号を自局が受信して、（ＴABSｎ+1YB）を得る。レジスタＢは、
位相（ΦXA、Φｎ-１YA、ΦＮXB、ΦYB）、
時刻（ＴABSＮ-１XA、ＴABSｎ-１YA、ＴABSＮXB、ＴABSｎ+1YB）
【０１１３】
また、通信局Ａが受信して、信号処理で（Φｎ+1YA、ＴABSｎ+1YA）を得る。受信した情報と合わせて、レジスタＡは、次の様になる。
位相（ΦXA、Φｎ+1YA、ΦＮ+1XB、ΦYB）、
時刻（ＴABSＮXA、ＴABSｎ+1YA、ＴABSＮ+1XB、ＴABSｎYB）
ここで、Ｎ番目とｎ番目の添え字の値を用いることで、
【０１１４】
【数１５】
0006674171.tif 000016
【０１１５】
とすると、通信局Ａ、Ｂ間の信号伝送時間は、ΔＴABSＮXとΔＴABSｎYとの平均から、また、時刻のずれは、ΔＴABSＮXと（−１）×ΔＴABSｎYとの平均から求められる。同様に、信号伝送位相差は、ΔΦＮＸとΔΦｎＹとの平均から、位相のずれは、ΔΦＮＸと（−１）×ΔΦｎＹとの平均から求められる。
【０１１６】
上記の実施例において、時刻の同期ずれを検出する場合は、通信局Ａ、Ｂ間のクロックは、位相同期させておくことで、時刻同期のずれは基本的にクロック１周期以下に限定されるため、時刻同期よりも位相同期を優先させることが統計上望ましいことは明らかである。
また、位相や位相差については、測定上は振れ幅が２πラジアンを超える場合は、それが２πラジアン以下にラッピングされてしまうが、例えば合成開口レーダーの画像処理で既によく知られているアンラップ処理を行う。これによって、２πラジアンを超えた領域でも位相を適切に取り扱えることはよく知られている。このアンラップ処理は、最も簡単に行うには、例えば、時間経過に伴う位相の飛びがπラジアンよりも小さければ直近の領域に留まり、それより大きければ上記時間経過に沿って上記直近の領域の境界を超えるものである。
【実施例７】
【０１１７】
上記複数の通信局間の同期ずれ検出は、上記実施例で説明した２つの通信局間の処理を複数の通信局間での処理に拡張することで実現することができる。これは、通信可能な２つの通信局を連ねていくことで上記複数の通信局間の任意の２つの通信局間の通信ルートを見出すと同時に通信局間の同期ずれ検出を行う順序を決定するものである。このためには、まず、所定の第１通信局との同期ずれ検出の完了した第２通信局を所定の第１通信局とともに第１通信局群に分類し、同期ずれ検出が未完の通信局群を第２通信局群に分類する。次に、上記第２通信局群から選択した通信局が、
（１）上記第１通信局群に属する通信局と通信可能であるときは、選択した上記通信局を上記第２通信局群から上記第１通信局群へ分類を移し、
（２）上記第１通信局群に属する通信局と通信可能でないときは、上記第２通信局群から新たな新第２通信局を選択して上記（１）に戻る、
という操作を上記第２通信局群に分類される通信局がなくなるまで行って同期ずれ検出の順序を決定する方法で実現可能な順序を見出し、
該順序にしたがって、第１通信局と第２通信局の対について通信局間の同期ずれ検出を順次行うものである。
【実施例８】
【０１１８】
実施例５では、順次２つの通信局間の同期ずれ検出を行うものであったが、本実施例では、１つの通信局に対して複数の通信局との同期ずれの検出をほぼ同時に行う。このために、まず通信を行う順序を決定し、１回の同期ずれ検出操作の間に第１通信局を固定して第２通信局を順次切り替えることを行う。より具体的には、次の様にする。
上記複数の通信局間の同期ずれ検出は、まず、所定の第１通信局との通信可能であることが判明した通信局を該第１通信局とともに第１通信局候補群に分類し、通信可能であることが判明していない通信局を第２通信局候補群に分類する。
上記第２通信局候補群から選択された新通信局について、次の操作を行う。
（１）上記第１通信局候補群に属する通信局と通信可能であるときは、選択した上記通信局を上記第２通信局候補群から上記第１通信局候補群へ分類を移し、
（２）上記第１通信局候補群に属する通信局と通信可能でないときは、上記第２通信局候補群から新たに通信局を選択して上記（１）に戻る、
という操作を、上記第２通信局候補群に分類される通信局がなくなるまで行って通信局間の同期ずれ検出方法を適用するための通信局の対の順序を決定する方法で実現可能な順序の１つを選択し、
第１通信局から第２通信局としてその選択された順序に従って選択された通信局への通信を順次行い、該順序が完了した場合には、最後の第２通信局から第１通信局への通信を上記の順序を逆に行うことで上記複数の通信局間の同期ずれ検出を行う。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明を用いて検出された時刻や位相の同期ずれを用いて、クロック信号周波数を位相の領域まで合わせることが可能であるが、数値的に補正する補正値として用いることもできる。
複数の時計を用いるがマスター時計を設定しない超分散型の時計を実現するためには、時刻や位相をロックするのではなく、所定の方法で算出された中央値までの時計のずれや位相差の情報を補正値として用いる必要がある。複数の自律型の時計がある場合に、本発明を適用して、同期ずれをこれら双方の通信局でそれぞれ算出することで超分散型の時計が構成される。
また、本発明によって、各通信局間の通信を無線通信で行う本発明の場合、各通信局間について得られた位相も含めた伝搬時間から各通信局間の距離を求めることができる。また、基準とする距離が明らかな場合は、各通信局間の電波伝搬における空気の屈折率やその変化を得ることができる。屈折率やその変化は、温度と湿度の変化を反映するものであることが知られており、従って、広大な領域で環境情報を容易に得ることができるようになる。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１ｔ、２  周波数発生器
３  送信機
４、４Ｘ、４Ｙ  受信復調手段
５  受信情報取得手段
６、６Ｘ、６Ｙ、６ｒ  搬送波位相受信時刻取得手段
７  コンピュータ
９  送信時刻取得手段
１１、１２、１２Ｘ、１２Ｙ、１３  アンテナ
２０  制御器
７１  校正カウンター時刻差取得部
７２        校正位相差取得部
７３  時刻校正部
７４  周波数校正部
【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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