(57)【要約】【課題】  ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることのできる時刻同期システム等を提供する。【解決手段】  （ｂ）のように、基準機器１は、基準時刻Ｈ０を計時して従属機器２に送信する。一方、従属機器２は、受信した基準時刻Ｈ０を設定し、応答を基準機器１に返信する。基準機器１は、通信時間αを算出した後に、（ｃ）のように、α／２だけ計時を進める命令を従属機器２に送信する。一方、従属機器２は、計時を進めた時刻Ｈ２を計時し、この時刻Ｈ２にα／２を加算した予想時刻を基準機器１に返信する。基準機器１は、受信時に計時した時刻と送られた予想時刻との時差ΔＴを求める。この時差ΔＴが生じていると基準機器１は、（ｄ）のように、基準時刻Ｈ３に通信時間β１を加算した設定時刻を従属機器２に送信する。一方、従属機器２は、設定時刻を受信すると計時部に設定する。【選択図】  図４
2005331384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準時刻を計時する基準機器と、時刻を計時する従属機器とが、所定の伝送路を介して接続された時刻同期システムであって、
前記基準機器は、
前記従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して前記従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測手段と、
前記従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ前記従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して前記従属機器から送られる予想時刻を受信する予想時刻受信手段と、
前記予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する時差判別手段と、
前記時差判別手段が時差を判別した場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定手段と、
算定された前記往路時間だけ基準時刻を進めた設定時刻を、前記従属機器に送信する設定時刻送信手段と、を備え、
前記従属機器は、
前記基準機器から送られる基準時刻を受信して自己が計時している時刻を補正するとともに、応答する情報を前記基準機器に送信する初期補正手段と、
前記基準機器から送られる調整指示を受信して自己が計時している時刻を前記往復時間の半分の時間だけ進めるとともに、自己が計時している時刻を前記往復時間の半分の時間だけ進めた予想時刻を、前記基準機器に送信する予想時刻送信手段と、
前記基準機器から送られる設定時刻を受信して自己が計時している時刻に設定する時刻設定手段と、を備える、
ことを特徴とする時刻同期システム。
【請求項２】
基準時刻を計時する基準機器と、時刻を計時する従属機器とが、所定の伝送路を介して接続された時刻同期システムであって、
前記基準機器は、
前記従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して前記従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測手段と、
前記従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ前記従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して前記従属機器から送られる予想時刻を受信する予想時刻受信手段と、
前記予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する時差判別手段と、
前記時差判別手段が時差を判別した場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定手段と、
前記往路時間算定手段によって算定された前記往路時間だけ前記従属機器の計時時刻を進める補正命令を前記従属機器に送信する補正命令送信手段と、を備え、
前記従属機器は、
前記基準機器から送られる基準時刻を受信して自己が計時している時刻を補正するとともに、応答する情報を前記基準機器に送信する初期補正手段と、
前記基準機器から送られる調整指示を受信して自己が計時している時刻を前記往復時間の半分の時間だけ進めるとともに、自己が計時している時刻を前記往復時間の半分の時間だけ進めた予想時刻を、前記基準機器に送信する予想時刻送信手段と、
前記基準機器から送られる補正命令を受信して自己が計時している時刻を補正する最終補正手段と、を備える、
ことを特徴とする時刻同期システム。
【請求項３】
前記往路時間算定手段は、数式１を用いて往路時間を算定する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の時刻同期システム
【数１】
2005331384.tif 000005
β１：往路時間
α：往復時間
ΔＴ：時差
【請求項４】
前記従属機器が複数階層を形成して時刻同期システムを構成しており、
前記基準機器は、少なくとも１層の前記従属機器を経由してその下層の前記従属機器に、基準時刻に同期した時刻を設定する、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の時刻同期システム。
【請求項５】
前記従属機器が複数階層を形成して時刻同期システムを構成しており、
前記基準機器の基準時刻と同期した上層の前記従属機器が前記基準機器に成り代わり、その下層の前記従属機器に、基準時刻に同期した時刻を設定する、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の時刻同期システム。
【請求項６】
時刻を計時する従属機器と所定の伝送路を介して接続された基準機器であって、
前記従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して前記従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測手段と、
前記従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ前記従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して前記従属機器から送られる予想時刻を受信する予想時刻受信手段と、
前記予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する時差判別手段と、
前記時差判別手段が時差を判別した場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定手段と、
基準時刻に同期した時刻を前記従属機器に設定するために、前記往路時間だけ基準時刻を進めた設定時刻を、前記従属機器に送信する設定時刻送信手段と、
を備えることを特徴とする基準機器。
【請求項７】
時刻を計時する従属機器と所定の伝送路を介して接続された基準機器であって、
前記従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して前記従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測手段と、
前記従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ前記従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して前記従属機器から送られる予想時刻を受信する予想時刻受信手段と、
前記予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する時差判別手段と、
前記時差判別手段が時差を判別した場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定手段と、
基準時刻に同期した時刻を前記従属機器に補正させるために、前記往路時間だけ前記従属機器の計時時刻を進める補正命令を、前記従属機器に送信する補正命令送信手段と、
を備えることを特徴とする基準機器。
【請求項８】
基準時刻を計時する基準機器と、時刻を計時する従属機器とが所定の伝送路を介して接続されたシステムにおける時刻同期方法であって、
基準機器から従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して従属機器から送られる情報を基準機器が受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測ステップと、
基準機器から従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して従属機器から送られる予想時刻を基準機器が受信する予想時刻受信ステップと、
前記予想時刻受信ステップにて基準機器が受信した予想時刻と受信時に基準機器が計時した基準時刻との時差の有無を判別する時差判別ステップと、
前記時差判別ステップにて時差が判別された場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、基準機器から従属機器への往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定ステップと、
基準機器が計時した基準時刻を前記往路時間だけを進めた設定時刻を、基準機器から従属機器に送信し、基準時刻に同期した時刻を従属機器に設定する時刻設定ステップと、
を備えることを特徴とする時刻同期方法。
【請求項９】
基準時刻を計時する基準機器と、時刻を計時する従属機器とが所定の伝送路を介して接続されたシステムにおける時刻同期方法であって、
基準機器から従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して従属機器から送られる情報を基準機器が受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測ステップと、
基準機器から従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して従属機器から送られる予想時刻を基準機器が受信する予想時刻受信ステップと、
前記予想時刻受信ステップにて基準機器が受信した予想時刻と受信時に基準機器が計時した基準時刻との時差の有無を判別する時差判別ステップと、
前記時差判別ステップにて時差が判別された場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、基準機器から従属機器への往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定ステップと、
前記往路時間算定ステップにて算定された前記往路時間だけ前記従属機器の計時時刻を進める補正命令を前記従属機器に送信し、基準時刻に同期した時刻を前記従属機器に計時させる補正命令送信ステップと、
を備えることを特徴とする時刻同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることのできる時刻同期システム、基準機器、および、時刻同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、有線や無線にて複数の機器が接続されたネットワークが知られている。各機器は、内部にタイマ等の計時ユニットを備えており、それぞれが時刻（現在時刻等）を計時している。
このようなネットワーク上では、時刻を含めた情報のやりとりが行われるため、一般に、各機器にて計時される時刻が同一である（同期している）ことが望ましい。
【０００３】
そのため、各機器において時刻を同期させる種々の同期手法が開発されてきた。そして、これらの同期手法は、基準となる時刻を計時する機器を親機とし、この親機と時刻を同期させる機器を子機とすると、大きく２つのタイプに分類できる。つまり、親機が主体となり子機の時刻を同期させるタイプと、子機が主体となり子機の時刻を親機と同期させるタイプとに分けられる。
【０００４】
まず、親機が主体となるタイプの一例として、親機から子機の往復の通信時間を求め、その半分の時間を親機が計時する現在時刻に加算して、子機に時刻設定させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、子機が主体となるタイプの一例として、子機から親機に時刻を要求し、処理遅延時間等も考慮して子機が時刻を補正する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平４−１２１６９１号公報  （第２−３頁、第２図）
【特許文献２】特開平９−１２７２７４号公報  （第４−６頁、第２図）
【０００５】
なお、特許文献２では、子機（処理装置）が処理に要する処理時間が一定に保たれる必要があり、現実にはリアルタイムＯＳ（Operating System）等を利用し、処理ステップ毎に正確な時間を算出しなければ達成が困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２に開示される技術は、どちらも、往路と復路の通信時間が同じであることを前提としており、実際に往路と復路の通信時間が異なる場合には、時刻が同一にならないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、往路と復路の通信時間が異なる場合であっても、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることのできる時刻同期システム、基準機器、および、時刻同期方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る時刻同期システムは、
基準時刻を計時する基準機器と、時刻を計時する従属機器とが、所定の伝送路を介して接続された時刻同期システムであって、
前記基準機器は、
前記従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して前記従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測手段と、
前記従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ前記従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して前記従属機器から送られる予想時刻を受信する予想時刻受信手段と、
前記予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する時差判別手段と、
前記時差判別手段が時差を判別した場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定手段と、
算定された前記往路時間だけ基準時刻を進めた設定時刻を、前記従属機器に送信する設定時刻送信手段と、を備え、
前記従属機器は、
前記基準機器から送られる基準時刻を受信して自己が計時している時刻を補正するとともに、応答する情報を前記基準機器に送信する初期補正手段と、
前記基準機器から送られる調整指示を受信して自己が計時している時刻を前記往復時間の半分の時間だけ進めるとともに、自己が計時している時刻を前記往復時間の半分の時間だけ進めた予想時刻を、前記基準機器に送信する予想時刻送信手段と、
前記基準機器から送られる設定時刻を受信して自己が計時している時刻に設定する時刻設定手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、基準機器での往復時間計測手段は、従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する。予想時刻受信手段は、従属機器に調整指示を送信して往復時間の半分の時間だけ従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して前記従属機器から送られる予想時刻を受信する。時差判別手段は、予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する。往路時間算定手段は、時差判別手段が時差を判別した場合に、往復時間と時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する。そして、設定時刻送信手段は、算定された往路時間だけ基準時刻を進めた設定時刻を、従属機器に送信する。一方、従属機器での初期補正手段は、基準機器から送られる基準時刻を受信して自己が計時している時刻を補正するとともに、応答する情報を基準機器に送信する。予想時刻送信手段は、基準機器から送られる調整指示を受信して自己が計時している時刻を往復時間の半分の時間だけ進めるとともに、自己が計時している時刻を往復時間の半分の時間だけ進めた予想時刻を、基準機器に送信する。そして、時刻設定手段は、基準機器から送られる設定時刻を受信して自己が計時している時刻に設定する。
このように、時差判別手段により、従属機器から送られた予想時刻と受信時の基準時刻との時差が判別された場合に、往路時間と復路時間（復路の通信に要する時間）とが等しくないことになり、往路時間算定手段が、正確な往路時間を算定する。つまり、往復時間と時差とを用いた所定の演算により、往路時間が算定される。そして、設定時刻送信手段により、算定された往路時間を考慮した設定時刻が従属機器に送信され、時刻設定手段により基準時刻に同期した時刻が設定されることになる。
この結果、往路と復路の通信時間が異なる場合であっても、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る時刻同期システムは、
基準時刻を計時する基準機器と、時刻を計時する従属機器とが、所定の伝送路を介して接続された時刻同期システムであって、
前記基準機器は、
前記従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して前記従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測手段と、
前記従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ前記従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して前記従属機器から送られる予想時刻を受信する予想時刻受信手段と、
前記予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する時差判別手段と、
前記時差判別手段が時差を判別した場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定手段と、
前記往路時間算定手段によって算定された前記往路時間だけ前記従属機器の計時時刻を進める補正命令を前記従属機器に送信する補正命令送信手段と、を備え、
前記従属機器は、
前記基準機器から送られる基準時刻を受信して自己が計時している時刻を補正するとともに、応答する情報を前記基準機器に送信する初期補正手段と、
前記基準機器から送られる調整指示を受信して自己が計時している時刻を前記往復時間の半分の時間だけ進めるとともに、自己が計時している時刻を前記往復時間の半分の時だけ進めた予想時刻を、前記基準機器に送信する予想時刻送信手段と、
前記基準機器から送られる命令を受信して自己が計時している時刻を補正する最終補正手段と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、基準機器での往復時間計測手段は、従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する。予想時刻受信手段は、従属機器に調整指示を送信して往復時間の半分の時間だけ従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して前記従属機器から送られる予想時刻を受信する。時差判別手段は、予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する。往路時間算定手段は、時差判別手段が時差を判別した場合に、往復時間と時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する。そして、補正命令送信手段は、往路時間算定手段によって算定された往路時間だけ従属機器の計時時刻を進める補正命令を従属機器に送信する。一方、従属機器での初期補正手段は、基準機器から送られる基準時刻を受信して自己が計時している時刻を補正するとともに、応答する情報を基準機器に送信する。予想時刻送信手段は、基準機器から送られる調整指示を受信して自己が計時している時刻を往復時間の半分の時間だけ進めるとともに、自己が計時している時刻を往復時間の半分の時間だけ進めた予想時刻を、基準機器に送信する。そして、最終補正手段は、基準機器から送られる補正命令を受信して自己が計時している時刻を補正する。
このような時刻同期システムによっても、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。
【００１２】
前記往路時間算定手段は、数式１を用いて往路時間を算定してもよい。
【数１】
2005331384.tif 000003
β１：往路時間
α：往復時間
ΔＴ：時差
【００１３】
前記従属機器が複数階層を形成して時刻同期システムを構成しており、
前記基準機器は、少なくとも１層の前記従属機器を経由してその下層の前記従属機器に、基準時刻に同期した時刻を設定してもよい。
【００１４】
前記従属機器が複数階層を形成して時刻同期システムを構成しており、
前記基準機器の基準時刻と同期した上層の前記従属機器が前記基準機器に成り代わり、その下層の前記従属機器に、基準時刻に同期した時刻を設定してもよい。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る基準機器は、
時刻を計時する従属機器と所定の伝送路を介して接続された基準機器であって、
前記従属機器に基準時刻を送信して時刻を補正するとともに、これに応答して前記従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測手段と、
前記従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ前記従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して前記従属機器から送られる予想時刻を受信する予想時刻受信手段と、
前記予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する時差判別手段と、
前記時差判別手段が時差を判別した場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定手段と、
基準時刻に同期した時刻を前記従属機器に設定するために、前記往路時間だけ基準時刻を進めた設定時刻を、前記従属機器に送信する設定時刻送信手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、往復時間計測手段は、従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する。予想時刻受信手段は、従属機器に調整指示を送信して往復時間の半分の時間だけ従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して従属機器から送られる予想時刻を受信する。時差判別手段は、予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する。往路時間算定手段は、時差判別手段が時差を判別した場合に、往復時間と時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する。そして、設定時刻送信手段は、基準時刻に同期した時刻を従属機器に設定するために、往路時間だけ基準時刻を進めた設定時刻を、従属機器に送信する。
このように、時差判別手段により、従属機器から送られた予想時刻と受信時の基準時刻との時差が判別された場合に、往路時間と復路時間とが等しくないことになり、往路時間算定手段が、正確な往路時間を算定する。つまり、往復時間と時差とを用いた所定の演算により、往路時間が算定される。そして、設定時刻送信手段により、基準時刻に同期した時刻を従属機器に設定するために、算定された往路時間を考慮した設定時刻が従属機器に送信されることになる。
この結果、往路と復路の通信時間が異なる場合であっても、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係る基準機器は、
時刻を計時する従属機器と所定の伝送路を介して接続された基準機器であって、
前記従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して前記従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測手段と、
前記従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ前記従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して前記従属機器から送られる予想時刻を受信する予想時刻受信手段と、
前記予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する時差判別手段と、
前記時差判別手段が時差を判別した場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定手段と、
基準時刻に同期した時刻を前記従属機器に補正させるために、前記往路時間だけ前記従属機器の計時時刻を進める補正命令を、前記従属機器に送信する補正命令送信手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、往復時間計測手段は、従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して従属機器から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する。予想時刻受信手段は、従属機器に調整指示を送信して往復時間の半分の時間だけ従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して従属機器から送られる予想時刻を受信する。時差判別手段は、予想時刻受信手段が受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する。往路時間算定手段は、時差判別手段が時差を判別した場合に、往復時間と時差とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する。そして、補正命令送信手段は、基準時刻に同期した時刻を従属機器に補正させるために、往路時間だけ従属機器の計時時刻を進める補正命令を従属機器に送信する。
このような基準機器によっても、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の第５の観点に係る時刻同期方法は、
基準時刻を計時する基準機器と、時刻を計時する従属機器とが所定の伝送路を介して接続されたシステムにおける時刻同期方法であって、
基準機器から従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して従属機器から送られる情報を基準機器が受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測ステップと、
基準機器から従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して従属機器から送られる予想時刻を基準機器が受信する予想時刻受信ステップと、
前記予想時刻受信ステップにて基準機器が受信した予想時刻と受信時に基準機器が計時した基準時刻との時差の有無を判別する時差判別ステップと、
前記時差判別ステップにて時差が判別された場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、基準機器から従属機器への往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定ステップと、
基準機器が計時した基準時刻を前記往路時間だけを進めた設定時刻を、基準機器から従属機器に送信し、基準時刻に同期した時刻を従属機器に設定する時刻設定ステップと、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、往復時間計測ステップでは、基準機器から従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して従属機器から送られる情報を基準機器が受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する。予想時刻受信ステップでは、基準機器から従属機器に調整指示を送信して往復時間の半分の時間だけ従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して従属機器から送られる予想時刻を基準機器が受信する。時差判別ステップでは、予想時刻受信ステップにて基準機器が受信した予想時刻と受信時に基準機器が計時した基準時刻との時差の有無を判別する。往路時間算定ステップでは、時差判別ステップにて時差が判別された場合に、往復時間と当該時差とに基づいて、基準機器から従属機器への往路の通信に要する往路時間を算定する。そして、時刻設定ステップでは、基準機器が計時した基準時刻を往路時間だけを進めた設定時刻を、基準機器から従属機器に送信し、基準時刻に同期した時刻を従属機器に設定する。
このように、時差判別ステップにて、従属機器から送られた予想時刻と受信時に基準機器が計時した基準時刻との時差が判別された場合に、往路時間と復路時間とが等しくないことになり、往路時間算定ステップにて、正確な往路時間が算定される。つまり、往復時間と時差とを用いた所定の演算により、往路時間が算定される。そして、時刻設定ステップにて、算定された往路時間を考慮した設定時刻が従属機器に設定されることになる。
この結果、往路と復路の通信時間が異なる場合であっても、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明の第６の観点に係る時刻同期方法は、
基準時刻を計時する基準機器と、時刻を計時する従属機器とが所定の伝送路を介して接続されたシステムにおける時刻同期方法であって、
基準機器から従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して従属機器から送られる情報を基準機器が受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する往復時間計測ステップと、
基準機器から従属機器に調整指示を送信して前記往復時間の半分の時間だけ従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して従属機器から送られる予想時刻を基準機器が受信する予想時刻受信ステップと、
前記予想時刻受信ステップにて基準機器が受信した予想時刻と受信時に基準機器が計時した基準時刻との時差の有無を判別する時差判別ステップと、
前記時差判別ステップにて時差が判別された場合に、前記往復時間と当該時差とに基づいて、基準機器から従属機器への往路の通信に要する往路時間を算定する往路時間算定ステップと、
前記往路時間算定ステップにて算定された前記往路時間だけ前記従属機器の計時時刻を進める補正命令を前記従属機器に送信し、基準時刻に同期した時刻を前記従属機器に計時させる補正命令送信ステップと、
を備えることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、往復時間計測ステップでは、基準機器から従属機器に基準時刻を送信するとともに、これに応答して従属機器から送られる情報を基準機器が受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測する。予想時刻受信ステップでは、基準機器から従属機器に調整指示を送信して往復時間の半分の時間だけ従属機器に計時を進ませるとともに、これに応答して従属機器から送られる予想時刻を基準機器が受信する。時差判別ステップでは、予想時刻受信ステップにて基準機器が受信した予想時刻と受信時に基準機器が計時した基準時刻との時差の有無を判別する。往路時間算定ステップでは、時差判別ステップにて時差が判別された場合に、往復時間と当該時差とに基づいて、基準機器から従属機器への往路の通信に要する往路時間を算定する。そして、補正命令送信ステップでは、往路時間算定ステップにて算定された往路時間だけ従属機器の計時時刻を進める補正命令を従属機器に送信し、基準時刻に同期した時刻を従属機器に計時させる。
このような時刻同期方法によっても、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。  
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態にかかる時刻同期システムについて、以下図面を参照して説明する。
【００２５】
（実施形態１）
図１は、この発明の第１の実施形態に適用される時刻同期システムの構成の一例を示す模式図である。
【００２６】
図示するように、この時刻同期システムは、親局となる基準機器１と、子局となる複数の従属機器２とが無線による伝送路Ｎを介して接続されて構成される。なお、基準機器１と従属機器２との間では、１対１のポイント・ツー・ポイントによる通信が行われるものとする。
【００２７】
基準機器１は、制御部１１と、基準時刻計時部１２と、記憶部１３と、無線通信部１４と、を含んで構成される。
【００２８】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなり、基準機器１全体を制御する。すなわち、制御部１１は、後述する時刻配信処理を実行し、従属機器２での時刻（後述する計時部２２が計時する時刻）を、基準時刻計時部１２が計時する基準時刻に同期させる。
図２は、制御部１１の構成を示す模式図である。制御部１１には、往復時間計測手段としての往復時間計測回路１１ａと、予想時刻受信手段としての予想時刻受信回路１１ｂと、時差判別手段としての時差判別回路１１ｃと、往路時間算定手段としての往路時間算定回路１１ｄと、設定時刻送信手段としての設定時刻送信回路１１ｅとが設けられている。
往復時間計測回路１１ａは、従属機器２に基準時刻を送信して時刻を補正させ、これに応答して従属機器２から送られる情報を受信することにより、往復の通信に要する往復時間を計測するようになっている。予想時刻受信回路１１ｂは、従属機器２に調整指示を送信し、往復時間計測回路１１ａによって計測された往復時間の半分の時間だけ従属機器２に計時を進ませ、これに応答して従属機器２から送られる予測時刻を受信するようになっている。時差判別回路１１ｃは、予想時刻受信回路１１ｂが受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別するようになっている。往路時間算定回路１１ｄは、時差判別回路１１ｃが時差を判別した場合に、当該時差と、往復時間計測回路１１ａによって計測された往復時間とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定するようになっている。設定時刻送信回路１１ｅは、往路時間算定回路１１ｄによって算定された往路時間だけ基準時刻を進めた設定時刻を従属機器２に送信するようになっている。
【００２９】
図１に戻って、基準時刻計時部１２は、予め設定された基準時刻を計時するタイマである。基準時刻計時部１２は、例えば、高安定水晶発振器等を備えており、基準時刻の計時を安定して維持することが可能となっている。
【００３０】
記憶部１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリからなり、基準機器１を起点として従属機器２との往復の通信時間（後述する通信時間α）等を記憶する。この往復の通信時間は、基準機器１から従属機器２への往路の通信時間（後述する通信時間β１）や、従属機器２から基準機器１への復路の通信時間（後述する通信時間β２）等を求めるために使用される。
【００３１】
無線通信部１４は、例えば、特定小電力、微弱無線、無線ＬＡＮ（IEEE802.11x等）、Blue tooth（ブルートゥース）、ZigBee（ジグビー）、及び、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）といった無線通信規格にて、従属機器２との間で所定の情報を送受信する。
具体的に無線通信部１４は、伝送路Ｎを介して、基準時刻計時部１２が計時する現在時刻を従属機器２に送信し、また、予想時刻受信手段として、従属機器２から送られる予想時刻を受信する。その他にも、無線通信部１４は、伝送路Ｎを介して、時刻を進めるための指示情報等を、従属機器２に送信する。
【００３２】
一方、従属機器２は、制御部２１と、計時部２２と、記憶部１３と、無線通信部１４と、を含んで構成される。
ここで、記憶部１３及び、無線通信部１４は、上述した基準機器１の構成と同様である。
【００３３】
制御部２１は、具体的に後述する時刻補正処理を実行し、計時部２２が計時する時刻を補正する。
図３は、制御部２１の構成を示す模式図である。制御部２１には、初期補正手段としての初期補正回路２１ａと、予想時刻送信手段としての予想時刻送信回路２１ｂと、時刻設定手段としての時刻設定回路２１ｃとが設けられている。
初期補正回路２１ａは、基準機器１の往復時間計測回路１１ａから送られる基準時刻を受信して計時部２２が計時している時刻を補正するとともに、これに応答する情報を基準機器１の往復時間計測回路１１ａに送信するようになっている。予想時刻送信回路２１ｂは、基準機器１の予想時刻受信回路１１ｂから送られる調整指示を受信し、往復時間計測回路１１ａによって計測された往復時間の半分だけ計時部２２が計時している時刻を進めるとともに、計時部２２が計時している時刻から往復時間の半分だけ時刻を進めた予想時刻を、基準機器１の予想時刻受信回路１１ｂに送信するようになっている。時刻設定回路２１ｃは、基準機器１の設定時刻送信回路１１ｅから送信された設定時刻（すなわち、往路算定回路１１ｄによって算定された往路時間だけ基準時刻を進めた設定時刻）を受信して、計時部２２が計時している時刻に設定するようになっている。
【００３４】
図１に戻って、計時部２２は、従属機器２において時刻を計時するタイマである。なお、計時部２２も例えば、高安定水晶発振器等を備えており、制御部２１によって時刻が補正された後には、基準時刻に同期した時刻の計時を安定して維持することが可能となっている。
【００３５】
このような構成の時刻同期システムは、伝送路Ｎを介した基準機器１と従属機器２との往復数回に渡る情報の送受信により、従属機器２（計時部２２）が計時する時刻を、基準機器１（基準時刻計時部１２）の基準時刻に同期させる。
以下、時刻同期システムにおける時刻同期方法の概要について、図４を参照して説明する。図４は、従属機器２の時刻が、基準機器１の基準時刻と同期するまでの様子を説明するための模式図である。
【００３６】
前提として、図４（ａ）に示すように、基準機器１を起点として従属機器２との往復の通信には、通信時間αがかかり、この通信時間αが一定な状態が維持されているものとする。なお、基準機器１から従属機器２への往路の通信には、通信時間β１がかかり、また、従属機器２から基準機器１への復路の通信には、通信時間β２がかかる。つまり、α＝β１＋β２の関係となっている。
【００３７】
まず、基準機器１は、往復時間計測回路１１ａによって、往復の通信に要する通信時間αを算出する。また、従属機器２は、初期補正回路２１ａによって、計時部２２が計時している時刻を初期補正する。
具体的に、基準機器１（基準時刻計時部１２）は、図４（ｂ）に示すように、現在の基準時刻Ｈ０を計時し、この基準時刻Ｈ０（時刻情報）を従属機器２に送信する。一方、従属機器２は、基準時刻Ｈ０を受信すると、この基準時刻Ｈ０を計時部２２に設定する。つまり、従属機器２は、図４（ｂ）に示すように、通信時間β１だけ遅れて基準時刻Ｈ０に基づく時刻の計時を開始する。そして、従属機器２は、所定の応答メッセージを基準機器１に返信する。
こうして応答メッセージを受信すると、基準機器１は、基準時刻Ｈ０の送信から応答メッセージの受信までの通信時間αを算出する。
【００３８】
次に、基準機器１は、予想時刻受信回路１１ｂによって、往復時間の半分の時間だけ計時部２２に計時を進ませ、これに応答して従属機器２から送られる予測時刻を受信する。また、従属機器２は、予想時刻送信回路２１ｂによって、往復時間の半分だけ計時部２２が計時している時刻を進めるとともに、計時部２２が計時している時刻から往復時間の半分だけ時刻を進めた予想時刻を、基準機器１に送信する。
具体的に、基準機器１は、図４（ｃ）に示すように、現在の基準時刻Ｈ１を計時すると共に、通信時間αの半分の時間（α／２）だけ計時を進める命令（指示情報）を、従属機器２に送信する。なお、この時点では、従属機器２が通信時間αの半分だけ計時が遅れている（往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しい）と仮定している。
一方、従属機器２は、α／２だけ計時を進める命令を受信すると、命令に従って計時部２２の計時を進める。つまり、従属機器２は、基準時刻Ｈ１からβ１−α／２だけ遅れた（β１−α／２＜０の場合は進んだ）時刻Ｈ２の計時を開始する。そして、従属機器２は、この時刻Ｈ２にα／２を加算した時刻（時刻情報）を基準機器１に返信する。つまり、基準機器１が受信した時点での予想時刻となるＨ２＋α／２の時刻を、基準機器１に返信する。なお、この時点でも、往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しいと仮定している。
【００３９】
次に、基準機器１は、時差判別回路１１ｃによって、受信した予想時刻と受信時の基準時刻との時差の有無を判別する。
つまり、従属機器２からＨ２＋α／２の時刻（予想時刻）を受信すると、基準機器１は、受信時に計時した時刻と送られた予想時刻との時差ΔＴを求める。そして、求めた時差ΔＴがゼロ（若しくは、極めてゼロに近い）の場合には、仮定通り、往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しいことになる。つまり、β１＝β２＝α／２となり、通信時間β１，β２が求まる。なお、この場合、従属機器２が計時する時刻は、基準機器１の基準時刻と既に同期している。
一方、時差ΔＴが生じている場合には、往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しくないことになる。この場合、基準機器１は、往路時間算定回路１１ｄによって、時差ΔＴと往復時間とに基づいて、往路の通信に要する往路時間を算定する。
具体的に、基準機器１は、α＝β１＋β２、Ｈ２＝Ｈ１＋β１、及び、β２＝α−β１の前提から、以下の数式２により通信時間β１を求める。そして、求めたβ１から、通信時間β２を求めることもできる。
【００４０】
【数２】
2005331384.tif 000004
ΔＴ：時差
α：往復時間
β１：往路時間
β２：復路時間
Ｈ１，Ｈ２：時刻
【００４１】
なお、上記の数式２より、時差ΔＴについて、Ｈ１，Ｈ２に関係なく求められることが分かる。
【００４２】
そして、時差ΔＴが生じている場合には、従属機器２が計時する時刻は、基準機器１の基準時刻と同期していないことになる。そのため、基準機器１は、設定時刻送信回路１１ｅによって、往路時間だけ基準時刻を進めた設定時刻を従属機器２に送信する。また、従属機器２は、時刻設定回路２１ｃによって、設定時刻送信回路１１ｅから送信された設定時刻を受信して、計時部２２が計時している時刻に設定する。
具体的に、基準機器１は、図４（ｄ）に示すように、現在の基準時刻Ｈ３を計時し、この基準時刻Ｈ３に通信時間β１を加算した時刻（時刻情報）を従属機器２に送信する。一方、従属機器２は、通信時間β１が経過した後にＨ３＋β１の時刻を受信すると、受信した時刻を計時部２２に設定する。以降、従属機器２は、基準機器１が計時する基準時刻と同期した時刻の計時を開始することになる。
【００４３】
このような時刻同期方法により、伝送路Ｎにおける往路と復路との通信時間が等しくない場合でも、従属機器２が計時する時刻を基準機器１の基準時刻と同期させることができる。
なお、上述した図４（時刻同期方法）では、理解を容易にするために、従属機器２側の処理時間（例えば、時刻設定にかかる従属機器２の処理時間）等を省略して説明した。それでも、従属機器２の処理時間等を含めた場合においても、同様に、従属機器２が計時する時刻を基準機器１の基準時刻と同期させることができる。つまり、往路の通信時間β１を、「基準機器１の通信開始から従属機器２が時刻設定処理等を終えるタイミングまで」と見なし、復路の通信時間β２を、「従属機器２が時刻設定処理等を終えてから、基準機器１の通信終了まで」と見なすことによって、従属機器２の処理内容等に拘わらず同じ方法で、時刻同期が可能となる。
【００４４】
以下、上述した時刻同期方法を用いる時刻同期システムの動作について、図５を参照して説明する。
図５は、基準機器１が実行する時刻配信処理と、従属機器２が実行する時刻補正処理とを説明するためのフローチャートである。なお、これらの処理は、例えば、基準機器１と従属機器２との無線通信が確立した初期段階に開始される。
【００４５】
まず、基準機器１は、現在時刻を従属機器２に送信する（ステップＳ１１）。つまり、基準機器１は、基準時刻計時部１２にて計時される現在の基準時刻（時刻情報）を従属機器２に送信する。
【００４６】
一方の従属機器２は、基準機器１から送られる現在時刻を受信し（ステップＳ３１）、受信した現在時刻を計時部２２に設定する（ステップＳ３２）。つまり、従属機器２は、初期補正回路２１ａによって、往路の通信時間β１だけ遅れて基準時刻に基づく時刻の計時を開始する。
そして、従属機器２は、自己が計時した現在時刻を応答メッセージとして、基準機器１に返信する（ステップＳ３３）。
【００４７】
基準機器１は、従属機器２から送られた現在時刻（応答メッセージ）を受信し（ステップＳ１２）、往復の通信時間α１を算出する（ステップＳ１３）。つまり、往復時間計測回路１１ａによって、現在時刻（基準時刻）の送信から応答メッセージの受信までの通信時間α１を算出する。
そして、基準機器１は、通信時間α１の半分の時間だけ計時を進める命令を従属機器２に送信する（ステップＳ１４）。つまり、従属機器２が通信時間α１の半分だけ計時が遅れている（往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しい）と仮定し、α１／２だけ計時を進める命令を従属機器２に送信する。
【００４８】
一方の従属機器２は、基準機器１から送られる計時を進める命令を受信し（ステップＳ３４）、受信した命令に応じて計時部２２の計時をα１／２だけ進める（ステップＳ３５）。つまり、従属機器２は、基準時刻からβ１−α１／２だけ遅れた（β１−α１／２＜０の場合は進んだ）時刻の計時を開始する。
そして、従属機器２は、基準機器１での受信時の予想時刻を算出し（ステップＳ３６）、算出した予想時刻を基準機器１に送信する（ステップＳ３７）。つまり、予想時刻送信回路２１ｂによって、計時した時刻にα／２を加算した予想時刻を基準機器１に返信する。
【００４９】
基準機器１は、予想時刻受信回路１１ｂによって、従属機器２から送られた予想時刻を受信し（ステップＳ１５）、往復の通信時間α２を算出する（ステップＳ１６）。つまり、計時を進める命令の送信から予想時刻の受信までの通信時間α２を算出する。
そして、基準機器１は、通信時間α１と通信時間α２との差が予め定められたしきい値Ｔ１より小さいか否かを判別する（ステップＳ１７）。つまり、往復の通信時間α（α１，α２）にばらつきが生じているか否かを判別する。
基準機器１は、通信時間α１と通信時間α２との差がしきい値Ｔ１より小さくない（しきい値Ｔ１以上である）と判別すると、基準機器１と従属機器２との通信状態が変化しているため、ステップＳ１１に処理を戻し、上述のステップＳ１１〜Ｓ１７の処理を繰り返し実行する。つまり、通信時間α１と通信時間α２との差がしきい値Ｔ１より小さくなるまで、上述の処理を繰り返す。
【００５０】
一方、通信時間α１と通信時間α２との差がしきい値Ｔ１より小さいと判別すると、基準機器１は、受信時に計時した時刻と送られた予想時刻との時差ΔＴを求める（ステップＳ１８）。つまり、時差判別回路１１ｃによって、往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しい状態であるか否かを判別するために、時差ΔＴを求める。
そして、基準機器１は、求めた時差ΔＴが予め定められたしきい値Ｔ２（例えば、極めてゼロに近い値）より小さいか否かを判別する（ステップＳ１９）。つまり、時差ΔＴが生じているか否かを判別する。
【００５１】
基準機器１は、時差ΔＴがしきい値Ｔ２より小さい（時差ΔＴが生じていない）と判別すると、そのまま、時刻配信処理を終える。
つまり、仮定通り、往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しいことになり、後続の処理を省いて時刻配信処理を終える。なお、この場合、従属機器２が計時する時刻は、基準機器１の基準時刻と既に同期している。
【００５２】
一方、時差ΔＴがしきい値Ｔ２より小さくない（しきい値Ｔ２以上であり、時差ΔＴが生じている）と判別した場合に、基準機器１は、往路の通信時間β１を求める（ステップＳ２０）。つまり、通信時間β１と通信時間β２とが等しくないため、往路時間算定回路１１ｄによって、上述した数式２により、通信時間β１を求める。
そして、基準機器１は、基準時刻と通信時間β１とから設定時刻を求めて従属機器２に送信する（ステップＳ２１）。つまり、設定時刻送信回路１１ｅによって、計時した基準時刻を通信時間β１だけ進めた設定時刻を、従属機器２に送信する。
【００５３】
一方の従属機器２は、時刻設定回路２１ｃによって、通信時間β１が経過した後に設定時刻を受信し（ステップＳ３８）、受信した設定時刻を計時部２２に設定する（ステップＳ３９）。以降、従属機器２は、基準機器１が計時する基準時刻と同期した時刻の計時を開始することになる。
そして、従属機器２は、設定した設定時刻を応答メッセージとして、基準機器１に返信する（ステップＳ４０）。
【００５４】
基準機器１は、従属機器２から送られた設定時刻（応答メッセージ）を受信し（ステップＳ２２）、往復の通信時間α３を算出する（ステップＳ２３）。つまり、設定時刻の送信から応答メッセージの受信までの通信時間α３を算出する。
そして、基準機器１は、通信時間α１と通信時間α３との差が予め定められたしきい値Ｔ１より小さいか否かを判別する（ステップＳ２４）。つまり、往復の通信時間αにばらつきが生じているか否かを判別する。
【００５５】
基準機器１は、通信時間α１と通信時間α３との差がしきい値Ｔ１より小さくない（しきい値Ｔ１以上である）と判別すると、基準機器１と従属機器２との通信状態が変化しているため、ステップＳ１１に処理を戻し、上述のステップＳ１１〜Ｓ２４等の処理を繰り返し実行する。つまり、通信時間α１と通信時間α３との差がしきい値Ｔ１より小さくなるまで、上述の処理を繰り返す。
一方、通信時間α１と通信時間α３との差がしきい値Ｔ１より小さいと判別すると、基準機器１は、時刻配信処理を終える。
【００５６】
このように、上述した時刻配信処理及び、時刻補正処理により、伝送路Ｎにおける往路と復路との通信時間が等しくない場合でも、従属機器２が計時する時刻を基準機器１の基準時刻と同期させることができる。
また、往復の通信時間αのばらつきも判別し、通信状態が安定するまで時刻配信処理等を繰り返すため、時刻同期の精度を適切に高めることができる。
【００５７】
この結果、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。
【００５８】
上記の実施形態では、従属機器２が計時する時刻を基準機器１の基準時刻と同期させるまでについて説明した。このようにして、時刻を同期させた後に、一定時間が経過した後に誤差が生じる場合もある。
そのため、同期が完了した後、所定のタイミングで同期ずれを検証する必要が生じる。
この同期ずれを検証する方法について、図６を参照して説明する。従属機器２の時刻と、基準機器１の基準時刻との同期ずれ（時差ΔＴｚ）を評価する様子を説明するための模式図である。
【００５９】
まず、図６（ａ）に示すように、基準機器１は、現在の基準時刻Ｈ０を計時すると共に、従属機器２に現在時刻の返信を依頼する。一方、従属機器２は、依頼に応答し、現在時刻Ｈ１を計時し、基準機器１に返信する。
基準機器１は、現在時刻Ｈ１を受信すると、基準時刻Ｈ０の計時（現在時刻の返信依頼の送信）から現在時刻Ｈ１を受信するまでの通信時間αを算出する。そして、β２＝Ｈ０＋α−Ｈ１を演算して復路の通信時間β２を算出し、また、β１＝α−β２を演算して往路の通信時間β１を算出する。
【００６０】
次に、図６（ｂ）に示すように、基準機器１は、現在の基準時刻Ｈ２を計時し、通信時間β１，β２と共に、従属機器２に送信する。一方、従属機器２は、基準時刻Ｈ２等を受信すると、自らの受信予測時刻（基準時刻Ｈ２＋通信時間β１）を求め、受信時に自らが計時した時刻Ｈ３との時差ΔＴｚを算出する。そして、従属機器２は、算出した時差ΔＴｚを基準機器１に返信する。
基準機器１は、受信した時差ΔＴｚを評価して、同期ずれが生じているか否かを検証する。例えば、時差ΔＴｚを所定のしきい値（例えば、極めてゼロに近い値）と比較して、時差ΔＴｚが生じているか否かを判別する。
この際、時差ΔＴｚが生じている場合に、基準機器１と従属機器２との間で上述した時刻同期方法が自動的に実行されるようにしてもよい。
これにより、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。
【００６１】
なお、時刻同期を終えた従属機器２が、自ら親局に成り代わり（基準機器１のように振舞い）、他の従属機器２の時刻を自己が計時する時刻（基準時刻）に同期させてもよい。
この場合、従属機器２の制御部２１’の構成は、上述の基準機器１の制御部１１の構成を更に含むものとする。つまり、制御部２１’の構成は、図７に示すように、往復時間計測手段としての往復時間計測回路１１ａと、予想時刻受信手段としての予想時刻受信回路１１ｂと、時差判別手段としての時差判別回路１１ｃと、往路時間算定手段としての往路時間算定回路１１ｄと、設定時刻送信手段としての設定時刻送信回路１１ｅと、初期補正手段としての初期補正回路２１ａと、予想時刻送信手段としての予想時刻送信回路２１ｂと、時刻設定手段としての時刻設定回路２１ｃとが設けられている。
【００６２】
（実施形態２）
上記の第１の実施形態では、基準機器１と従属機器２とでポイント・ツー・ポイントによる通信が行われる場合について説明した。しかしながら、本発明は、他にアドホックネットワークによる通信にも適宜適用可能である。
以下、アドホックネットワークに適用される時刻同期システムについて、図面を参照して説明する。
図８は、この発明の第２の実施形態に適用される時刻同期システムの構成の一例を示す模式図である。
【００６３】
図示するように、この時刻同期システムは、親局となる基準機器１と、子局となる複数の従属機器２（２ａ〜２ｉ）とが無線によるアドホックネットワークにより接続されて構成される。
【００６４】
そして、基準機器１を０層とし、従属機器２が１層から３層までの数階層を形成している。なお、図８には、各層間の通信可能エリアＡ１〜Ａ３が示されている。つまり、基準機器１と従属機器２ａ〜２ｃ、従属機器２ａと従属機器２ｄ〜２ｆ、及び、従属機器２ｄと従属機器２ｇ〜２ｉの通信が可能となっている。
これにより、０層の基準機器１と、３層の従属機器２ｇ〜２ｉとの通信を行うことができる。
図９は、図８に示す基準機器１、従属機器２ａ，２ｄ，２ｇの構成を示す模式図である。
０層の基準機器１は、図１と同様に、制御部１１と、基準時刻計時部１２と、記憶部１３と、無線通信部１４とを含んで構成される。なお、制御部１１の構成は、図２と同様である。
また、３層の従属機器２ｇは、図１の従属機器２と同様に、制御部２１と、計時部２２と、記憶部１３と、無線通信部１４とを含んで構成される。なお、制御部２１の構成は、図３と同様である。
そして、１層の従属機器２ａ及び、２層の従属機器２ｄは、制御部２１’と、計時部２２と、記憶部１３と、無線通信部１４とを含んで構成される。なお、制御部２１’の構成は、図７と同様である。
【００６５】
具体的に、図１０（ａ）に示す基準機器１と従属機器２ａ，２ｄを経由して従属機器２ｇとの間で時刻を同期させる場合について説明する。
基準機器１の時刻と従属機器２ｇの時刻とを同期させる方法には、層を超えた時刻同期方法と各層毎の時刻同期方法とが挙げられる。
最初に、層を超えた時刻同期方法について、図１０（ｂ）を参照して説明する。
図示するように、従属機器２ａ，２ｄは、あたかも伝送路の一部として振舞い、往路（基準機器１から従属機器２ｇ）の場合に上層から下層へ、また、復路（従属機器２ｇから基準機器１）の場合に下層から上層へ情報を伝送する。これにより、上述したポイント・ツー・ポイントと同様に同期を取ることができる。
【００６６】
まず、基準機器１は、往復時間計測回路１１ａによって、従属機器２ｇとの往復の通信に要する通信時間αを算出する。つまり、基準機器１は、基準時刻を従属機器２ａ，２ｄを介して従属機器２ｇに送信してから、従属機器２ｇより従属機器２ｄ，２ａを介して送られる応答メッセージを受信するまでの通信時間αを算出する。なお、従属機器２ｇは、初期補正回路２１ａによって、基準時刻を受信して計時部２２が計時している時刻を補正する。
次に、基準機器１は、予想時刻受信回路１１ｂによって、通信時間αの半分の時間（α／２）だけ計時を進める命令を、従属機器２ａ，２ｄを介して従属機器２ｇに送信するとともに、これに応答して従属機器２ｇから送られる予測時刻を受信する。また、従属機器２ｇは、予想時刻送信回路２１ｂによって、計時部２２が計時している時刻をα／２だけ進めるとともに、計時部２２が計時している時刻にα／２を加算した予想時刻を、従属機器２ｄ，２ａを介して基準機器１に送信する。
【００６７】
予想時刻受信回路１１ｂによって予想時刻を受信すると、基準機器１は、時差判別回路１１ｃによって、受信時に計時した時刻と送られた予想時刻との時差ΔＴを求める。
この際、求めた時差ΔＴがゼロ（若しくは、極めてゼロに近い）の場合には、往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しいことになる。そして、従属機器２ｇが計時する時刻は、基準機器１の基準時刻と既に同期している。
一方、時差ΔＴが生じている場合には、往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しくなく、また、従属機器２ｇが基準時刻と同期していないため、基準機器１は、往路時間算定回路１１ｄによって、上述の数式２により通信時間β１を求める。
基準機器１は、設定時刻送信回路１１ｅによって、求めた通信時間β１を現在の基準時刻に加算した設定時刻を、従属機器２ａ，２ｄを介して従属機器２ｇに送信する。そして、通信時間β１が経過した後に設定時刻を受信すると、従属機器２ｇは、時刻設定回路２１ｃによって、受信した時刻を計時部２２に設定する。以降、従属機器２ｇは、基準機器１が計時する基準時刻と同期した時刻の計時を開始することになる。
【００６８】
なお、上述のポイント・ツー・ポイントによる通信にて説明したように、往復の通信時間αのばらつきを判別し、通信状態が安定した状態であることを確認しながら、従属機器２ｇの時刻を基準時刻に同期させてもよい。
【００６９】
次に、各層毎の時刻同期方法について、図１０（ｃ）を参照して簡単に説明する。
図示するように、上述したポイント・ツー・ポイントと同じ同期方法が上層から下層まで順番に行われる。つまり、最初に、基準機器１の時刻に従属機器２ａの時刻を同期させる。次に、従属機器２ａの時刻に従属機器２ｄの時刻を同期させ、更に、従属機器２ｄの時刻に従属機器２ｇの時刻を同期させる。
この際、従属機器２ａは、基準機器１との時刻同期が完了すると、自らが親局に成り代わり（基準機器１のように振舞い）、従属機器２ｄの時刻を自己が計時する時刻に同期させる。同様に、従属機器２ｄは、親局に成り代わった従属機器２ａとの同期が完了すると、自らが親局に成り代わり、従属機器２ｇの時刻を自己が計時する時刻に同期させる。
【００７０】
なお、各層において、往復の通信時間αのばらつきを判別し、通信状態が安定した状態であることを確認しながら、下層の従属機器２の時刻を上層の時刻に同期させてもよい。
【００７１】
これらのように、アドホックネットワークにより接続された時刻同期システムにおいても、往路と復路との通信時間が等しくない場合でも、従属機器２（２ａ〜２ｉ）が計時する時刻を基準機器１の基準時刻と同期させることができる。
また、往復の通信時間αのばらつきも判別し、通信状態の安定を確認できるまで繰り返すため、時刻同期の精度を適切に高めることができる。
【００７２】
この結果、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。
【００７３】
（実施形態３）
上記の実施形態では、図４を参照して説明した時刻同期方法において、時差ΔＴが生じている場合（往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しくない場合）に、基準機器１が、基準時刻と通信時間β１とから設定時刻を求めて従属機器２に送信する場合について説明した。つまり、図４（ｃ）に示す時差ΔＴが生じている場合に、基準機器１は、図４（ｄ）に示すように、現在の基準時刻Ｈ３を計時し、この基準時刻Ｈ３に通信時間β１を加算した設定時刻を、従属機器２に送信した。
このような設定時刻を送信する代わりに、時刻を補正する命令を従属機器２に送信し、従属機器２に基準時刻と同期した時刻を計時させるようにしてもよい。
以下、時刻を同期する際に、時刻の補正命令を送信する時刻同期システムについて、図面を参照して説明する。
図１１は、この発明の第３の実施形態に適用される時刻同期システムの構成の一例を示す模式図である。
【００７４】
図示するように、この時刻同期システムは、親局となる基準機器３と、子局となる複数の従属機器４とが無線による伝送路Ｎを介して接続されて構成される。
基準機器３は、制御部３１と、基準時刻計時部１２と、記憶部１３と、無線通信部１４と、を含んで構成される。なお、基準時刻計時部１２〜無線通信部１４の構成は、上述した図１の基準機器１と同様である。
制御部３１は、図１２に示すように、往復時間計測手段としての往復時間計測回路１１ａと、予想時刻受信手段としての予想時刻受信回路１１ｂと、時差判別手段としての時差判別回路１１ｃと、往路時間算定手段としての往路時間算定回路１１ｄと、補正命令送信手段としての補正命令送信回路３１ａとが設けられている。なお、往復時間計測回路１１ａ〜往路時間算定回路１１ｄの構成は、上述した図２の制御部１１と同様である。
補正命令送信回路３１ａは、往路時間算定回路１１ｄによって算定された往路時間だけ計時時刻を進める補正命令を従属機器４に送信し、従属機器４の計時部２２に、基準時刻と同期した時刻を計時させるようになっている。
【００７５】
図１１に戻って、基準機器４は、制御部４１と、計時部２２と、記憶部１３と、無線通信部１４とを含んで構成される。なお、計時部２２，記憶部１３，無線通信部１４の構成は、上述した図１の従属機器２と同様である。
制御部４１は、図１３に示すように、初期補正手段としての初期補正回路２１ａと、予想時刻送信手段としての予想時刻送信回路２１ｂと、最終補正手段としての最終補正回路４１ａとが設けられている。なお、初期補正回路２１ａ，予想時刻送信回路２１ｂの構成は、上述した図３の制御部２１と同様である。
最終補正回路４１ａは、補正命令送信回路３１ａから送信される補正命令を受信し、往路時間算定回路１１ｄによって算定された往路時間だけ計時部２２の計時時刻を進めて補正するようになっている。
【００７６】
以下、このような構成の時刻同期システムにおける時刻同期方法の概要について、図１４を参照して説明する。図１４は、従属機器４の時刻が、基準機器３の基準時刻と同期するまでの様子を説明するための模式図である。
なお、前提として、基準機器３を起点として従属機器４との往復の通信には、通信時間αがかかり、また、基準機器３から従属機器４への往路の通信には、通信時間β１がかかり、そして、従属機器４から基準機器３への復路の通信には、通信時間β２がかかるものとする。
【００７７】
まず、基準機器３は、往復時間計測回路１１ａによって、往復の通信に要する通信時間αを算出する。また、従属機器４は、初期補正回路２１ａによって、計時部２２が計時している時刻を初期補正する。つまり、図１４（ａ）に示すように、基準機器３は、現在の基準時刻Ｈ０を従属機器４に送信し、一方の従属機器４は、受信した基準時刻Ｈ０を計時部２２に設定して、応答メッセージを基準機器１に返信する。これにより、基準機器１は、基準時刻Ｈ０の送信から応答メッセージの受信までの通信時間αを算出する。
【００７８】
次に、基準機器３は、予想時刻受信回路１１ｂによって、往復時間の半分の時間だけ計時部２２に計時を進ませ、これに応答して従属機器２から送られる予測時刻を受信する。また、従属機器４は、予想時刻送信回路２１ｂによって、往復時間の半分だけ計時部２２が計時している時刻を進めるとともに、計時部２２が計時している時刻から往復時間の半分だけ時刻を進めた予想時刻を、基準機器１に送信する。つまり、図１４（ｂ）に示すように、基準機器３は、通信時間αの半分の時間（α／２）だけ計時を進める命令を従属機器４に送信し、一方の従属機器４は、受信した命令に従って計時部２２の計時を進める。この際、従属機器４は、基準機器３が計時する基準時刻からβ１−α／２だけ遅れた（β１−α／２＜０の場合は進んだ）時刻Ｈ２を計時する。そして、従属機器４は、この時刻Ｈ２にα／２を加算した予想時刻を基準機器３に返信する。
【００７９】
次に、基準機器３は、時差判別回路１１ｃによって、受信時に計時した時刻と送られた予想時刻との時差ΔＴを求める。
ここで、時差ΔＴが生じている場合には、往路の通信時間β１と復路の通信時間β２とが等しくないため、基準機器３は、往路時間算定回路１１ｄによって、上述の数式２を用いて通信時間β１を求める。
【００８０】
最後に、図１４（ｃ）に示すように、基準機器１は、補正命令送信回路３１ａによって、β１−α／２だけ計時を進める命令（β１−α／２＜０の場合は遅らせる命令）を従属機器４に送信する。一方の従属機器４は、最終補正回路４１ａによって、受信した命令に従って計時部２２のβ１−α／２だけ計時を進める（β１−α／２＜０の場合は遅らせる）。
これにより、従属機器４は、基準機器３が計時する基準時刻との誤差（時差）が解消し、以降、基準時刻と同期した時刻の計時を開始することになる。
このような時刻同期方法によっても、伝送路Ｎにおける往路と復路との通信時間が等しくない場合でも、従属機器４が計時する時刻を基準機器３の基準時刻と同期させることができる。
【００８１】
なお、時刻同期を終えた従属機器４が、自ら親局に成り代わり（基準機器３のように振舞い）、他の従属機器４の時刻を自己が計時する時刻（基準時刻）に同期させてもよい。
この場合、従属機器４の制御部４１’の構成は、上述の基準機器３の制御部３１の構成を更に含むものとする。つまり、制御部４１’の構成は、図１５に示すように、往復時間計測手段としての往復時間計測回路１１ａと、予想時刻受信手段としての予想時刻受信回路１１ｂと、時差判別手段としての時差判別回路１１ｃと、往路時間算定手段としての往路時間算定回路１１ｄと、補正命令送信手段としての補正命令送信回路３１ａと、初期補正手段としての初期補正回路２１ａと、予想時刻送信手段としての予想時刻送信回路２１ｂと、最終補正手段としての最終補正回路４１ａとが設けられている。
【００８２】
上記の実施の形態では、伝送路Ｎが無線経路である場合について説明したが、本発明は、無線経路に限られず、有線経路においても適宜適用可能である。また、有線経路及び無線経路が混在する場合でも適宜適用可能である。
【００８３】
以上説明したように、本発明によれば、ネックワーク上の各機器の時刻を適切に同期させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１の実施形態に適用される時刻同期システムの構成の一例を示す模式図である。
【図２】制御部（基準機器）の構成の一例を示す模式図である。
【図３】制御部（従属機器）の構成の一例を示す模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）共に、従属機器の時刻が基準時刻と同期するまでの様子を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る時刻配信処理と時刻補正処理とを説明するためのフローチャートである。
【図６】（ａ），（ｂ）共に、同期ずれを評価する様子を説明するための模式図である。
【図７】制御部（従属機器）の他の構成を示す模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に適用される時刻同期システムの構成の一例を示す模式図である。
【図９】基準機器及び従属機器の構成の一例を示す模式図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）共に、基準機器と従属機器との間で時刻を同期させる様子を説明するための模式図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に適用される時刻同期システムの構成の一例を示す模式図である。
【図１２】制御部（基準機器）の構成の一例を示す模式図である。
【図１３】制御部（従属機器）の構成の一例を示す模式図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）共に、従属機器の時刻が基準時刻と同期するまでの様子を説明するための模式図である。
【図１５】制御部（従属機器）の他の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８５】
１，３  基準機器
２，４  従属機器
１１，２１，３１，４１  制御部
１２  基準時刻計時部
１３  記憶部
１４  無線通信部
２２  計時部
１１ａ  往復時間計測回路
１１ｂ  予想時刻受信回路
１１ｃ  時差判別回路
１１ｄ  往路時間算定回路
１１ｅ  設定時刻送信回路
２１ａ  初期補正回路
２１ｂ  予想時刻送信回路
２１ｃ  時刻設定回路
３１ａ  補正命令送信回路
４１ａ  最終補正回路
【図１】
2005331384.tif 000006
【図２】
2005331384.tif 000007
【図３】
2005331384.tif 000008
【図４】
2005331384.tif 000009
【図５】
2005331384.tif 000010
【図６】
2005331384.tif 000011
【図７】
2005331384.tif 000012
【図８】
2005331384.tif 000013
【図９】
2005331384.tif 000014
【図１０】
2005331384.tif 000015
【図１１】
2005331384.tif 000016
【図１２】
2005331384.tif 000017
【図１３】
2005331384.tif 000018
【図１４】
2005331384.tif 000019
【図１５】
2005331384.tif 000020