(57)【要約】【課題】マスタ装置-スレーブ装置間で遅延測定を行うシステムにおいて、遅延測定用ウインドウ幅を必要とせずに正確な測定を行うと共に、複数のスレーブ装置をマスタ装置にカスケード接続しても遅延測定用信号の位相揺らぎが発生しないようにする。【手段】マスタ装置1が、オーバヘッドにおいて同期パターン信号と相対的に固定したタイミングで遅延測定用信号を送信するともに、遅延測定開始タイミングから該遅延測定用信号の送信タイミングまでのフレーム信号生成に伴う内部遅延時間をマスタオフセット値として該遅延測定用信号に格納したフレーム信号を送信し、スレーブ装置3は該フレーム信号を受信した後、フレーム信号生成に伴う自分自身の内部遅延時間を該マスタオフセット値に加算しスレーブオフセット値として該遅延測定用信号を更新したフレーム信号を送信し、マスタ装置1は、スレーブ装置3から送信された該フレーム信号中の遅延測定用信号を受信したタイミングと該遅延測定開始タイミングとの時間差から該スレーブオフセット値を減算することにより両装置間の遅延時間を算出する。【選択図】図１   
2005204249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーバヘッドにおいて同期パターン信号と相対的に固定したタイミングで遅延測定用信号を送信するともに、遅延測定開始タイミングから該遅延測定用信号の送信タイミングまでのフレーム信号生成に伴う内部遅延時間をマスタオフセット値として該遅延測定用信号に格納したフレーム信号を送信するマスタ装置と、
該フレーム信号を受信した後、フレーム信号生成に伴う自分自身の内部遅延時間を該マスタオフセット値に加算しスレーブオフセット値として該遅延測定用信号を更新したフレーム信号を送信するスレーブ装置とを備え、
該マスタ装置が、該スレーブ装置から送信された該フレーム信号中の遅延測定用信号を受信したタイミングと該遅延測定開始タイミングとの時間差から該スレーブオフセット値を減算することにより両装置間の遅延時間を算出することを特徴とした遅延測定システム。
【請求項２】
請求項１において、
該スレーブ装置の内部遅延時間は、該スレーブ装置が該遅延測定用信号中のマスタオフセット値を受信してから該マスタオフセット値が該スレーブ装置内を実質的に折り返したマスタオフセット値のタイミングから該スレーブ装置で生成されるフレーム信号中の該遅延測定用信号の送信タイミングまでの遅延時間であることを特徴とした遅延測定システム。
【請求項３】
請求項１において、
該スレーブ装置が複数個カスケード接続されている場合、一つのスレーブ装置は、該マスタ装置又は前段のスレーブ装置からのオフセット値に該フレーム信号生成に伴う自分自身の内部遅延時間を加算し該スレーブオフセット値として該遅延測定用信号を更新したフレーム信号を次段のスレーブ装置又は前段のスレーブ装置に送信することを特徴とした遅延測定システム。
【請求項４】
オーバヘッドにおいて同期パターン信号と相対的に固定したタイミングで遅延測定用信号を送信することを特徴としたマスタ装置。
【請求項５】
オーバヘッドにおいて同期パターン信号と相対的に固定したタイミングで遅延測定用信号を挿入したフレーム信号を受信した後、フレーム信号生成に伴う自分自身の内部遅延時間で該遅延測定用信号を更新したフレーム信号を送信することを特徴としたスレーブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遅延測定システムに関し、特にWCDMA(WidebandCode Division Multiple Access)等の携帯電話システムにおける距離測定システムに用いられる遅延測定システム
に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、距離測定、即ち遅延時間測定(以下、単に遅延測定と称する。)を実施する場合、測定元のマスタ装置から出力した遅延測定用の命令タイミングに対し、スレーブ装置がその遅延測定用の命令に対して返信した信号がマスタ装置に届くタイミングを測定することにより、マスタ装置とスレーブ装置間の往復時間を測定し以って両装置の接続距離を求めている。
【０００３】
このような従来技術として、移動端末との間で時分割多元接続方法により無線通信を行う基地局がIPネットワークで接続されている移動体通信システムにおいて、各基地局へメッセージをIPネットワークを利用して送信し、そのメッセージを応答する応答時間を各基地局へのIPネットワークを利用した伝送遅延時間として統計的に算出する伝達遅延時間算出手段と、基地局間のフレーム同期をとるために伝達遅延時間算出手段で得られた伝達遅延時間情報を含んだフレーム同期メッセージを送出するフレーム同期制御手段と、フレーム同期制御手段からのフレーム同期メッセージを受信し、このフレーム同期情報から基地局がフレームタイミングを生成するフレームタイミング生成手段を備えた移動体通信システムのフレーム同期装置がある（例えば、特許文献1参照）。
【特許文献１】特開2000-324535号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来技術においては、マスタ装置で遅延測定用の返信信号を受信するタイミングはマスタ装置-スレーブ装置間の距離によって変動し、任意のタイミングとなる。
【０００５】
このため、遅延測定用の返信信号をマスタ装置で受信するタイミングにおいては、衝突を避けるため主情報等の信号を受信することができない。また、初期接続時には、マスタ装置とスレーブ装置間の接続距離が不明なため、上記の遅延測定用返信信号の受信予測タイミングはある程度の遅延測定用ウインドウ幅が必要であり、結果的に主情報の伝送容量の低下を招くという問題がある。そして、接続距離が長くなればなるほど、また伝送速度がより高速になればなるほど、遅延測定用ウインドウ幅が占有する伝送容量の割合が大きくなるという問題がある。
【０００６】
また、オーバヘッドの空きバイトに遅延測定用信号を割り当てて遅延時間を測定する場合には、各装置固有の遅延時間が不明であり正確な遅延測定ができない。
【０００７】
また、マスタ装置に対して複数のスレーブ装置をカスケード（縦続）接続したシステム構成においては、マスタ装置から各スレーブ装置までの距離を測定する場合、各スレーブ装置間で伝送信号を再生中継した場合、遅延測定用信号も再生中継が必要であるが、遅延測定用信号が伝送フレームの固定タイミングであるオーバヘッド部分のタイミングに重なった場合、オーバヘッド部分を避けて転送を実施するため、遅延測定用信号のタイミングに位相揺らぎが発生することになる。従って、カスケード接続によりその位相揺らぎが蓄積されると、遅延測定誤差が大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
従って、本発明は、マスタ装置-スレーブ装置間で遅延測定を行うシステムにおいて、遅延測定用ウインドウ幅を必要とせずに正確な測定を行うと共に、複数のスレーブ装置をマスタ装置にカスケード接続しても遅延測定用信号の位相揺らぎが発生しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明に係る遅延測定システムは、オーバヘッドにおいて同期パターン信号と相対的に固定したタイミングで遅延測定用信号を送信するともに、遅延測定開始タイミングから該遅延測定用信号の送信タイミングまでのフレーム信号生成に伴う内部遅延時間をマスタオフセット値として該遅延測定用信号に格納したフレーム信号を送信するマスタ装置と、該フレーム信号を受信した後、フレーム信号生成に伴う自分自身の内部遅延時間を該マスタオフセット値に加算しスレーブオフセット値として該遅延測定用信号を更新したフレーム信号を送信するスレーブ装置とを備え、該マスタ装置が、該スレーブ装置から送信された該フレーム信号中の遅延測定用信号を受信したタイミングと該遅延測定開始タイミングとの時間差から該スレーブオフセット値を減算することにより両装置間の遅延時間を算出することを特徴としている。
【００１０】
すなわち本発明では、遅延測定用信号を、同期パターン信号とは別に伝送フレーム信号の固定タイミングであるオーバーヘッドへ多重して送受信し、その他の固定タイミングであるペイロード部分では、主情報等を多重して送受信を行う。
【００１１】
スレーブ装置が遅延測定用信号を受信したタイミングと、マスタ装置からスレーブ装置、又はスレーブ装置からスレーブ装置又はマスタ装置へ転送する時の遅延測定用信号の送信タイミングとは互いに独立した任意のタイミングであるため、オーバヘッドの遅延測定用信号には、フレーム信号を生成して送信する時(フレーム乗換時)の各装置に固有の内部遅延時間を仮想時間として埋め込む。
【００１２】
マスタ装置では、自装置が遅延測定用信号を送出したタイミングと、スレーブ装置から受信した遅延測定用信号が多重されているオーバヘッドの受信タイミングとの時間差から、前記遅延測定用信号内の仮想時間を減算することにより、マスタ装置とスレーブ装置間の遅延時間を測定することができ、以って接続距離を求めることが可能となる。
【００１３】
このような本発明の遅延測定システムを図1を参照して以下に説明する。
マスタ装置とスレーブ装置とが1対1接続の場合
マスタ装置1は、例えば一芯式双方向伝送路2を経由してスレーブ装置3と接続されている。マスタ装置1には、例えば遅延制御部11とインタフェース部12が設けられており、遅延制御部11は例えば信号発生部110を有し、この信号発生部110が遅延測定用信号を発生する、例えば基準位置Aとなる。またスレーブ装置3においても、例えばインタフェース部31と遅延制御部32とが設けられており、遅延制御部32において、例えば信号折返部320が基準位置Bを含んでおり、マスタ装置1の基準位置Aとスレーブ装置3の基準位置Bと間の遅延測定区間ABにおいて遅延測定を行うことになる。
【００１４】
まずマスタ装置1においては、フレーム信号のオーバヘッドに同期パターン信号と遅延測定用信号を設定する。この場合の遅延測定用信号は同期パターン信号とは別の相対的に固定したタイミングで設定される。そして、遅延制御部11は信号発生部110における基準位置Aから遅延測定開始タイミングを発生して遅延測定を開始する。この遅延測定開始タイミングから、遅延測定用信号をインタフェース部12よりスレーブ装置3へ送信するフレーム信号タイミングまでのマスタ装置1に固有の内部遅延時間をマスタオフセット値として遅延測定用信号に格納し、この遅延測定用信号を格納したフレーム信号を伝送路2におけるダウンストリーム21を経由してスレーブ装置3へ送信する。
【００１５】
スレーブ装置3においては、ダウンストリーム21からフレーム信号を受信したとき、図示の例では、インタフェース部31及び遅延制御部32の基準位置Bを経由して再びインタフェース部31に折り返したタイミングから、フレーム信号の生成に伴ってアップストリーム22へフレーム信号を送信するときのスレーブ装置3自身の内部遅延時間を上記のマスタオフセット値に加算し、これをスレーブオフセット値として遅延測定用信号に格納し、このフレーム信号をマスタ装置1へ送り返す。
【００１６】
すなわち、スレーブ装置3内を信号が伝送されるときの遅延時間は最終的に求めたい遅延時間に含まれているので、この内部遅延時間は上記のスレーブオフセット値には含めず、該スレーブ装置が該遅延測定用信号中のマスタオフセット値を受信してから該マスタオフセット値が該スレーブ装置を実質的に折り返したタイミングから該スレーブ装置で生成されるフレーム信号中の該遅延測定用信号の送信タイミングまでの遅延時間を含める。
【００１７】
より具体的に言うと、スレーブ装置3においては、フレーム信号をインタフェース31でマスタ装置1から受信したとき、このフレーム信号を基準位置Bを経由してインタフェース部31へ折り返す場合、まずこの折り返しに必要な遅延時間を含む。ただし、この遅延時間は遅延測定区間ABに必要な時間である。そして、インタフェース部31からはスレーブ装置3自身のフレーム信号が生成されて出力されることになるが、基準位置Bを経由して折り返して来たフレーム信号をそのまま出力するわけではないので、このインタフェース部31において、折り返したマスタオフセット値のタイミングからスレーブ装置のインタフェース部で生成されるフレーム信号中の遅延測定用信号の送信タイミングまでの遅延時間(フレーム信号生成に伴う遅延時間)が発生し、この遅延時間をスレーブオフセット値とすることになる。
【００１８】
マスタ装置1においては、スレーブ装置3からアップストリーム22を経由して送られて来たフレーム信号を受信したとき、このフレーム信号中のスレーブオフセット値の受信タイミングと、上記の遅延測定開始タイミングとの時間差を遅延制御部11において求めると共に、この時間差からフレーム信号中の遅延測定用信号に格納されているスレーブオフセット値を減算することにより、マスタ装置1-スレーブ装置3間の伝送遅延時間を算出することができ、以ってこの遅延時間に基づいて両装置間の接続距離を求めることが可能となる。
【００１９】
このように、マスタ装置1において遅延測定開始タイミングが発生すると、このタイミングから実際に遅延測定用信号がフレーム信号に乗せられてインタフェース12から伝送路2へ送り出されるタイミングまでには固有の内部遅延時間があり、また、スレーブ装置3においてもインタフェース部31でフレーム信号の遅延測定用信号を受信したときから基準位置Bを折り返して再びインタフェース31から送り返すまでの間にもスレーブ装置自身のフレーム信号送出に伴う内部遅延時間(伝送遅延とは関係の無い装置固有の遅延時間)があり、これらの内部遅延時間を全体の時間差から差し引けば、両装置間の遅延時間が算出できることを示している。
スレーブ装置がマスタ装置に複数個カスケード接続されている場合
図1に示した本発明の場合にはマスタ装置1とスレーブ装置3とが1対1の接続をしている場合であるが、図2に示すように、スレーブ装置が複数個(この例では2個)カスケード(縦続)接続された場合にも本発明を適用することができる。
【００２０】
これは、該スレーブ装置が複数個カスケード接続されている場合、一つのスレーブ装置は、該マスタ装置又は前段のスレーブ装置からのオフセット値に自分自身のフレーム信号生成に伴う内部遅延時間を加算し自分のスレーブオフセット値として該遅延測定用信号を更新したフレーム信号を次段のスレーブ装置又は前段のスレーブ装置に送信することができるようにするものである。
【００２１】
すなわち、スレーブ装置がカスケード接続された運用形態においては、スレーブ装置が受信した遅延測定用信号が多重されているオーバヘッドの位置と、そのスレーブ装置が転送送信する遅延測定用信号が多重されているオーバヘッドの位置との時間差、すなわち各スレーブ装置でのフレーム信号生成・送信に要する固有の内部遅延時間を、前記遅延測定用信号内の仮想時間に加算して転送することにより、同様に遅延測定を可能にしている。
【００２２】
これを図2を参照して説明すると、スレーブ装置3はさらに、例えば一芯式双方向伝送路4を経由してスレーブ装置5に接続されており、この例ではマスタ装置1からのフレーム信号はスレーブ装置5における、例えば遅延制御部52の信号折返部520の基準位置Cを経由して折り返す例を示している。従って、スレーブ装置3においてはマスタ装置1からのマスタオフセット値にスレーブ装置3自身のフレーム信号生成に伴う内部遅延時間を加算し、自分のスレーブオフセット値としてインタフェース部33からダウンストリーム41を介してスレーブ装置5へ送信する。
【００２３】
スレーブ装置5においては、前段のスレーブ装置3からのスレーブオフセット値にさらにスレーブ装置5自身のフレーム信号生成に伴う内部遅延時間を加算してやはり自分のスレーブオフセット値として遅延測定用信号に格納し、この遅延測定用信号を含んだフレーム信号をスレーブ装置3に送信する。
【００２４】
スレーブ装置3では、前段のスレーブ装置5からのオフセット値にやはりスレーブ装置3自身のフレーム信号生成に伴う内部遅延時間を加算して自分のスレーブオフセット値とし、これを遅延測定用信号に格納したフレーム信号をマスタ装置1に送信する。
【００２５】
すなわち、該スレーブ装置の内部遅延時間は、該スレーブ装置が該遅延測定用信号中のマスタオフセット値又はスレーブオフセット値を受信した後、該スレーブ装置で生成されるフレーム信号中の該遅延測定用信号の送信タイミングまでの遅延時間とすることができる。
【００２６】
このようにして、スレーブ装置が複数個カスケード接続されている場合においても、遅延測定用信号においては各装置におけるフレーム信号送信に伴う内部遅延時間が累積して行くことになり、遅延測定開始タイミングからフレーム信号が戻って来たタイミングまでの時間差より、累積したこれらの内部遅延時間を差し引くことにより、上記の1対1接続の場合と同様にマスタ装置1とスレーブ装置5との遅延測定区間ACの遅延時間を算出することが可能となる。
【００２７】
また、スレーブ装置においては、フレーム信号中に設定された対象装置アドレスを抽出して、自分が折り返しモードかスルーモードかを選択するセレクタを設けることができる。これにより、図2の例では、スレーブ装置3の例えば遅延制御部32におけるセレクタがスルーモードを選択し、また、スレーブ装置5は、自分が折り返しモードであることを例えば遅延制御部52のセレクタにおいて判定しモード選択することになるので、所望のスレーブ装置までの遅延時間を自動的に測定することができる。
【００２８】
また、上記の遅延測定用信号は最初のフレーム信号中のオーバヘッドにおける設定タイミングのみオフセット値を格納することができる。これにより、遅延測定は、例えば、運用開始時点のみに限定することができ、運用中の影響を無くすことが可能となる。
【００２９】
或いは、遅延測定用信号を複数のフレーム信号中のオーバヘッドにおける設定タイミングにおいて上記のオフセット値を格納することもできる。これにより、遅延測定を運用中に実施し、運用中の遅延値変動を監視することが可能となる。
【００３０】
さらに、マスタ装置は、算出した遅延時間を各スレーブ装置に転送することができる。これにより、遅延測定した計算結果を基に各スレーブ装置に遅延調整値を転送することが可能となり、各スレーブ装置において遅延時間の調整が可能となる。
【００３１】
さらに、マスタ装置及びスレーブ装置で生成されるフレーム信号は同一のフォーマットとすることにより、各オフセット生成を行う構成を同一のものにすることができる。
また本発明では、オーバヘッドにおいて同期パターン信号と相対的に固定したタイミングで遅延測定用信号を送信することを特徴としたマスタ装置が提供される。
さらに本発明では、オーバヘッドにおいて同期パターン信号と相対的に固定したタイミングで遅延測定用信号を挿入したフレーム信号を受信した後、フレーム信号生成に伴う自分自身の内部遅延時間で該遅延測定用信号を更新したフレーム信号を送信することを特徴としたスレーブ装置が提供される。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように本発明によれば、伝送フレーム信号において同期パターンとは別に固定タイミングで遅延測定信号をオーバヘッドに設定して送受信することにより、マスタ装置のフレーム信号生成に伴う内部遅延時間とスレーブ装置のフレーム信号生成に伴う内部遅延時間とをその遅延測定信号中に格納して送り返すことで遅延測定を実施するため、主情報の伝送容量低下を招くこと無く、且つ正確に遅延測定ができ、この場合、接続距離や伝送速度に対する制限も無くなるという効果がある。また、カスケード接続する運用形態においても接続台数に依存せずに遅延測定を行うことができ、また、遅延測定誤差の累積を抑制することが可能となる。
【００３３】
さらには、この遅延測定用信号により遅延測定を実施するため、運用中の遅延測定も可能であり監視が可能となる。また、同様にしてカスケード接続時にスレーブ装置の増設時にも運用中に遅延測定が可能なるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図3は、図1及び図2に示した本発明の原理図におけるマスタ装置1の一実施例を示したものである。この実施例では、マスタ装置1は、図1及び2にも示したとおり、遅延制御部11及びインタフェース部12を備えており、遅延制御部11はさらに信号発生部110の他に送信オフセット生成部111とカウンタ112と遅延値演算部113とを備えており、インタフェース部12はフレーム送信部(FGEN/MUX)121とフレーム受信部(FSYNC/DMUX)122とを備えている。
【００３５】
基準位置Aにある信号発生部110からは測定開始タイミングSTが送信オフセット生成部111及びカウンタ112に与えられ、送信オフセット生成部111にはインタフェース部12のフレーム送信部121からマスタ同期パターンタイミングMSTが与えられることによりマスタオフセット値送信タイミングMOSTがフレーム送信部121に与えられると共にマスタオフセット値MOがフレーム送信部121に与えられ、フレーム送信部121からは主情報Dをペイロードに格納し、マスタオフセット値をマスタオフセット値送信タイミングMOSTで遅延測定用信号に格納したマスタ同期フレームMSFがダウンストリーム21に送出される。
【００３６】
また、アップストリーム22からのスレーブ同期フレームSSFはフレーム受信部122で受信され、その内の主情報Dはフレーム受信部122で取り出されると共にスレーブオフセット値SOが遅延値演算部113に与えられ、さらにスレーブオフセット値受信タイミングSORTが生成されて基準位置Aを経由してカウンタ122に与えられる。この時、カウンタ122からは停止カウンタ値SCが遅延値演算部113に与えられるので停止カウンタ値SCとスレーブオフセット値SOとの差により遅延値測定結果Cが得られるようになっている。
マスタ装置とスレーブ装置が1対1接続の場合の実施例：図4
図4はスレーブ装置の一実施例を示したもので、特に図1に示した原理図におけるスレーブ装置3に対応した、マスタ装置-スレーブ装置が1対1接続の場合のスレーブ装置の一実施例を示している。この実施例では、図１にも示したようにインタフェース部31と遅延制御部32を含むと共に、インタフェース部33をも含んでいる。但し、この実施例の場合には図1に示したようにスレーブ装置3には後続のスレーブ装置は接続されていないので、インタフェース部33は遅延制御部32からの信号は無く、従って図1ではこのインタフェース部33が示されていない。
【００３７】
インタフェース部31はフレーム受信部(FSYNC/DMUX)311とフレーム送信部(FGEN/MUX)
312とを備え、遅延制御部32は基準位置Bを含む信号折返部320の他に送信オフセット生成部321と送信オフセット生成部322とを含んでいる。また、信号折返部320においてはセレクタSEL320a,320bを備えている。なお、インタフェース部33はインタフェース部31と同様にフレーム送信部331とフレーム受信部332とを有している。
【００３８】
このような構成において、インタフェース部31のフレーム受信部311は、マスタ装置1からのマスタ同期フレームMSFを受信し、その内の主情報Dを分岐させると共に、フレーム信号中の所定バイト位置に設定されている対象装置アドレスOMAを抽出してセレクタ320a,320bに与えることにより、これらのセレクタ320a, 320bの切替制御を行うように接続されている。またフレーム受信部311からはマスタオフセット値MOがマスタオフセット値受信タイミングMORTで出力され、信号折返部320における基準位置Bを経由してセレクタ320aに送られるとともに、送信オフセット生成部321にも同時に送られている。また、フレーム受信部311からはマスタオフセット値受信タイミングMORTも基準位置Bを経由してセレクタ320bに与えられると共に送信オフセット生成部321にも同時に与えられている。
【００３９】
セレクタ320a, 320bは、フレーム受信部311から対象装置アドレスODAを受けると、マスタ同期フレームが自装置宛のフレームであるか否かを判定する。この例ではスレーブ装置3には後続のフレーム装置が接続されていないので、自分宛であると判断するので、セレクタ320aはマスタオフセット値MOを送信オフセット生成部322に与えるとともに、セレクタ320bもマスタオフセット値受信タイミングMORTを送信オフセット生成部322に与える。送信オフセット生成部322はフレーム送信部312からスレーブ同期パターンタイミングSSTが与えられることにより、図3に示したマスタ装置1の送信オフセット生成部111とフレーム送信部121との関係と同様に、スレーブオフセット値送信タイミングSOSTでスレーブオフセット値SOをフレーム送信部312に送る。フレーム送信部312は、主情報Dをペイロードに挿入すると共に、スレーブオフセット値送信タイミングSOSTにおいてスレーブオフセット値SOを設定したスレーブ同期フレームSSFをマスタ装置1に送り返すようにしている。
フレームフォーマット：図5
図5には、図3及び図4に示したマスタ同期フレームMSF及びスレーブ同期フレームSSFとして用いられるフレームのフォーマットが示されている。このフレームフォーマットは、SDHフレームやSONETフレームで使用されるものを変形したものであり、オーバヘッド部OHは4バイト×15で構成されており、主情報Dを格納するペイロードは322×2バイト×15で構成されている。伝送フレームは125μｓでそのレートは622.08Mbpsのものを用いており、row1,column1のみを同期パターンSPに割り当て、同じrow1においてcolumn2を遅延測定用信号DMに割り当てている。そして、この遅延測定用信号DMに上記の各オフセット値を格納することになる。
【００４０】
なお、同期パターン信号SPと遅延測定用信号DMはこのオーバヘッド部OHにおいて相対的に固定した位置にあればどこに設定されてもよいものである。
【００４１】
また、このフレームフォーマットは、受信側装置が特定できれば必ずしも各装置に同一のものでなくてもよいが、同一のフォーマットにすれば各オフセット生成部の構成を同一にすることができる。
動作例：図6及び7
次に図3及び4に示した、マスタ装置及びスレーブ装置を1対1接続した場合の動作例を図6及び図7を参照して以下に説明する。なお、この図6においては、図を簡略化するため同期パターン信号SPは省略されており、また遅延測定用信号DMはフレーム信号の先頭に位置するように簡略化して示されている。
【００４２】
まず、マスタ装置1において、遅延制御部11の基準位置Aにおける信号発生部110から図6(1)及び図7(1)に示すように、測定開始タイミングSTが発生され、カウンタ112及び送信オフセット生成部111に同時に送られる。これによりカウンタ112は遅延測定時間のカウントを開始する。
【００４３】
送信オフセット生成部111においては、測定開始タイミングSTを受けたとき、内蔵するカウンタ(図示せず)が図7(1)の時点C1からカウントを開始する。
【００４４】
一方、フレーム送信部121は、図6(1)及び図7(1)に示すようなマスタ同期フレームMSFを生成し、主情報Dをペイロードに格納してダウンストリーム21に送出するようにするものである。この時、図5(2)に示したように同期パターンSPを設定する際、マスタ同期パターンタイミングMSTを送信オフセット生成部111に送る。送信オフセット生成部111は、予め、同期パターン信号SPと遅延測定用信号DMとの相対的な関係(図5(2)参照)を知っており、マスタ同期パターンタイミングMSTをフレーム送信部121から受信したとき、図5の例では同期パターン信号SPに遅延測定用信号DMが隣接しているので、この遅延測定用信号DMが設定されるタイミング(測定開始タイミングから送信タイミングまでの時間)においてマスタオフセット値送信タイミングMOSTが図6(1)及び図7(1)に示すように発生される。
【００４５】
そして、この遅延測定用信号DMがフレーム信号中に設定された時に、内蔵するカウンタはカウント動作を時点C2で停止し、この時のカウント値“k”がマスタオフセット値MO=kとして遅延測定用信号DMに格納されてフレーム送信部121に送られることになる。従ってフレーム送信部121は図5(2)に示した遅延測定用信号DMにおいてマスタオフセット値MO=kを格納したマスタ同期フレームMSFをスレーブ装置3へ送出することになる。
【００４６】
図4に示すスレーブ装置3においては、インタフェース部31のフレーム受信部311において、図6(2)に示すようにマスタオフセット値送信タイミングMOSTから時間“α”が経過した後にマスタ同期フレームMSFを受信すると、まずそのペイロードにおける主情報Dを取り出すと共に、対象装置アドレスODAを抽出してセレクタ320a,320bに送る。
【００４７】
これは、上述の如く、マスタ同期フレームMSFのオーバヘッドの所定位置に、遅延測定対象となるスレーブ装置の宛先アドレス(図示せず)が設定されており、この対象装置アドレスODAをセレクタ320a,320bが受けて、自分自身に宛てたマスタ同期フレームであるか否かを判定し、自分自身に宛てたマスタ同期フレームである場合には折返モードを選択し、他のスレーブ装置に宛てたものである場合にはスルーモードを選択するようにしている。この例の場合には、マスタ装置1とスレーブ装置3は1対1接続の場合を扱っているので、セレクタ320a,320bは自分宛であると判定して折返モードを選択することになる。
【００４８】
また、フレーム受信部311においては、図7(2)に示すようにマスタ同期フレームMSFの中から同期パターン信号SPを検出することにより内部的にマスタ同期パターンタイミングMSTを発生する。このマスタ同期パターンタイミングMSTの次にマスタオフセット値を格納した遅延測定用信号DMが設定されていることを予めフレーム受信部311は知っているので、図7(2)に示すように、このマスタ同期パターンタイミングMSTの次のタイミングとしてマスタオフセット値受信タイミングMORTを出力し、信号折返部320の基準位置Bを経由してセレクタ320bに送る。
【００４９】
この時、セレクタ320bは、上述の如く、折返モードに設定されているので、そのまま送信オフセット生成部322にマスタオフセット値受信タイミングMORTを与える。また、フレーム受信部311においては、マスタオフセット値受信タイミングMORTにより遅延測定用信号DMからマスタオフセット値MOを取り出して、やはり信号折返部320の基準位置Bからセレクタ320aを経由して送信オフセット生成部322に与える。マスタオフセット値受信タイミングMORTがフレーム受信部311から基準位置Bを経由して送信オフセット生成部322に到達する折返遅延時間が図6(2)及び図7(2)において内部遅延時間“β”として示されている。
【００５０】
このように内部遅延時間βだけ遅れてマスタオフセット値受信タイミングMORT及びマスタオフセット値MOを受信した送信オフセット生成部322は、図3の送信オフセット生成部111と同様の動作を行う。但し送信オフセット生成部111に与えられる測定開始タイミングSTに相当するのがマスタオフセット値受信タイミングMORTより時間βだけ遅れたタイミングMORT’であることが図7(2)に示されている。
【００５１】
すなわち、送信オフセット生成部322は、マスタオフセット値受信タイミングMORTを受信すると、内蔵するカウンタ(図示せず)がカウントを開始し、その後、フレーム送信部312からフレーム同期パターンタイミングSSTを受けることにより、遅延測定用信号DMの位置を知ることとなり、この例では隣接しているので、スレーブオフセット値送信タイミングSOSTを発生してフレーム送信部312に送ると共に、このタイミング位置における遅延測定用信号DMに格納されているマスタオフセット値MOにさらに、この時点でのカウント値“γ”を加えたスレーブオフセット値SO＝k+γをフレーム送信部312に送る。
【００５２】
これを受けてフレーム送信部312は、主情報Dをペイロードに格納すると共に、スレーブオフセット値送信タイミングSOSTにおける遅延測定用信号DMにおいてスレーブオフセット値SO＝k+γを格納してスレーブ同期フレームSSFを生成し、マスタ装置1に送り返すようにしている。
【００５３】
なお、送信オフセット生成部322におけるカウント値γは遅延時間β経過後のマスタオフセット値受信タイミング(送信開始タイミング)MORT’とスレーブオフセット値送信タイミングSOSTとの位相差を示している。すなわち、スレーブ装置3は、自分自身の折返による遅延時間βと、自分のスレーブ同期フレームSSFを生成するとき(フレームを乗り換えるとき)の遅延時間γとが動作遅延として存在していることを示しており、この内部遅延時間の遅延時間γのみを用いた遅延時間SO＝k+γが遅延測定用信号DMに格納されてスレーブ同期フレームSSFとしてマスタ装置に送られることになる。
【００５４】
マスタ装置1においては、フレーム受信部122がフレーム送信部312からのスレーブ同期フレームSSFを、図6(3)に示すように時間δ後に受信すると、その中のペイロードにおける主情報Dを取り出すと共に、スレーブオフセット値受信タイミングSORTを抽出し、これを基準位置Aを介してカウンタ112に与える。これによりカウンタ112は動作停止し、この停止したときのカウンタ値SCを遅延値演算部113に与える。また、フレーム受信部122は、スレーブオフセット値受信タイミングSORTのタイミングでスレーブオフセット値SOを遅延値演算部113に送るので、遅延値演算部113では「SC-SO」の計算を行って遅延測定結果Cを出力することになる。
【００５５】
すなわち、図6(3)及び(4)に示すように、マスタ装置1-スレーブ装置3間の遅延時間は信号伝送によるもののみの遅延時間を求めればよいので、Δt=(α+β+δ)/2である。しかしながら、マスタ同期フレームMSFを送出してからスレーブ同期フレームSSFを受信するまでの時間差(T3-T1)の内、分かっているのはマスタ装置1におけるマスタオフセット値MO＝kと、遅延時間β経過後の送信開始タイミングMORT’とSOSTとの位相差γであるので、時間差(T3-T1)からSO=k+γを引けば、遅延時間Δtが求められることになる。従って、遅延値演算部113においては停止カウンタ値SCとスレーブオフセット値SOとの減算を行えば遅延測定結果Cが求められることになる。
マスタ装置に複数のスレーブ装置がカスケード接続されている場合の実施例
図8は、図2に示した本発明の原理図で用いられるスレーブ装置3(スレーブ1)の一実施例を示したものである。上述の如く、スレーブ装置はそれぞれ皆共通の構成を有しているが、この図8の実施例の場合には、カスケード接続の中間位置に設置されるので、インタフェース部31と遅延制御部32に加えて、インタフェース部33が同時に動作する様子を示している点が図4とは異なっている。従って、以下の説明では、図4に示したスレーブ装置3の実施例とは異なる動作を中心に説明を行う。
【００５６】
図4と図8の異なる点は、フレーム受信部311から対象装置アドレスODAがセレクタ320a,320bに加えてフレーム送信部331にも送られており、遅延制御部32の送信オフセット生成部321はフレーム送信部331からのスレーブ1同期パターンタイミングSST1-2を受けてスレーブ1オフセット値送信タイミングSOST1-2及びスレーブ1オフセット値SO1-2をフレーム送信部331に送信すると共に、フレーム受信部332からはセレクタ320aに対してスレーブ2オフセット値SO2が送られ、セレクタ320bにスレーブ2オフセット値受信タイミングSORT2が送られる点が異なっている。なお、この場合の対象装置アドレスはスレーブ装置3を遅延測定対象とするものではないので、セレクタ320a,320bはスルーモードに設定される。
【００５７】
また、フレーム送信部312から送信オフセット生成部322へ同期パターンタイミングはスレーブ1同期パターンタイミングSST1-1と称し、送信オフセット生成部322からフレーム送信部312への送信タイミングはスレーブ1オフセット値送信タイミングSOST1-1と称し、さらに、オフセット値は、スレーブ1オフセット値SO1-1と称するものとする。同様にフレーム送信部312からマスタ装置1への同期フレームはスレーブ1同期フレームSSF1-1と称し、フレーム送信部331からダウンストリーム41に送出される同期フレームをスレーブ1同期フレームSSF1-2と称するものとする。なお、スレーブ2同期フレームSSF2は図9に示すスレーブ装置5からの同期フレームを示している。
【００５８】
図9は、図2に示した本発明の原理図における右端のスレーブ装置5(スレーブ2)の一実施例を示したものである。この実施例も各スレーブ装置の実施例と同様の構成を有しているが、カスケード接続時の右端位置にあるので、基本的には図4に示した1対1接続の場合のスレーブ装置3の折返モードと同様であり、図を簡略化するため、遅延制御部52は送信オフセット生成部やセレクタは割愛してある。但し、図示の如く、伝送路4を介してスレーブ装置3に接続されているので、受信する同期フレームはスレーブ1同期フレームSSF1-2であり、フレーム受信部511からは対象装置アドレスODAが出力されると共に、オフセット値受信タイミングはスレーブ1オフセット値受信タイミングSORT1-2であり、オフセット値はスレーブ1オフセット値SO1-2である。この場合の対象装置アドレスODAはスレーブ装置5を遅延測定対象としている。
【００５９】
さらに送信オフセット生成部522への同期パターンタイミングはスレーブ2同期パターンタイミングSST2であり、送信オフセット生成部522から出力されるオフセット値送信タイミングはスレーブ2オフセット値送信タイミングSOST2と称し、オフセット値はスレーブ2オフセット値SO2である。
動作例:図10
このようなカスケード接続を行ったマスタ装置1-スレーブ装置3,5間の遅延測定タイムチャートが図10に示されている。このタイムチャートにおいて、同図(1)及び(2)は信号の呼称を除いては同様である。但し、この図10の実施例の場合には送信オフセット生成部322ではなく送信オフセット生成部321からインタフェース部33を経由してスレーブ装置5に対して送る為のタイムチャートになっている点が異なっている。
【００６０】
すなわち、送信オフセット生成部321はマスタオフセット値受信タイミングMORTをトリガとして送信オフセット生成部322と同様の動作を行うものであり、従ってフレーム送信部331からスレーブ装置3自身のフレーム信号を生成するため、スレーブ1同期パターンタイミングSST1-2を受けることによりスレーブ1オフセット値送信タイミングSOST1-2及びスレーブ1オフセット値SO1-2をフレーム送信部331に送信するものである。この結果、フレーム送信部331はスレーブ1同期フレームSSF1-2を送出する。
【００６１】
また、図10(2)に示す内部遅延時間βは、フレーム受信部311から基準位置Bを経由し送信オフセット生成部321までの内部信号伝送時間を示している。
【００６２】
このようにして、スレーブ装置3からはスレーブ1同期フレームSSF1-2中の遅延測定用信号DMにおいてスレーブ1オフセット値SO1-2に“k+γ”が設定された形で送信されることになる。
【００６３】
このようなスレーブ1同期フレームSSF1-2をインタフェース部51のフレーム受信部511で受信したスレーブ装置5においては、図10(3)に示すようにフレームSSF1-2による遅延時間δを生ずることになる。そして、このスレーブ1同期フレームSSF1-2中の対象装置アドレスODAは遅延制御部52の信号折返部520に送られ、図8のセレクタ320a,320bと同様のセレクタ(図示せず)を折返モードに制御する。これにより、フレーム受信部511で抽出されたフレーム1オフセット値受信タイミングSORT1-2及びスレーブ1オフセット値SO1-2は基準位置Cを経由して送信オフセット生成部522に折り返すことになる。このとき、受信タイミングSORT1-2及びオフセット値SO1-2は、図10(3)に示すように内部信号伝送遅延時間“ε”を生ずることになる。
【００６４】
そして、フレーム送信部512からはスレーブ2同期フレームSSF2がスレーブ装置3に対してアップストリーム42を経て送られることになるが、内部遅延時間εが経過してからこのスレーブ2同期フレームSSF2が送信されるまでの時間、すなわちスレーブ1オフセット値受信タイミングSORT1-2が送信オフセット生成部522に与えられてからスレーブ2オフセット値送信タイミングSOST2がフレーム送信部512に与えられるまでの位相差は図10(3)に示すように時間“ζ”となる。
【００６５】
従って、この時間ζは、送信オフセット生成部522においてスレーブ1オフセット値S01-2(k+γ)に加算されてスレーブ2オフセット値S02=k+γ+ζが遅延測定用信号に格納されることになる。なお、スレーブ装置を同様の構成に製造しているのに、時間ζは同図(2)の時間γと異なった記号を使用しているのは、例えば、フレーム送信部331から送信オフセット生成部321へ与えられるスレーブ1同期パターンタイミングSST1-2のタイミングと、フレーム送信部512から送信オフセット生成部522に与えられるフレーム2同期パターンタイミングSST2は各スレーブ装置において独立したタイミングであり得るからである。
【００６６】
このようにしてスレーブ装置5から送信されたスレーブ2同期フレームSSF2は同図(4)に示すとおり、時間“η”経過後にスレーブ装置3に送られると、フレーム受信部332は、そのペイロードから主情報Dを取り出すと共に、スレーブ2オフセット値SO2をスレーブ2オフセット値受信タイミングSORT2で取り出し、それぞれセレクタ320a及び320bに与える。このとき、このスレーブ装置3は上述の如くスルーモードに既に設定されているので、セレクタ320a,320bを通過してそれぞれ送信オフセット生成部322に与えられる。この場合、フレーム受信部332から基準位置Bを経由して送信オフセット生成部322までの内部信号伝送遅延時間は同図(4)に示すとおり“θ”とする。
【００６７】
そして、送信オフセット生成部322はフレーム送信部312からのスレーブ1同期パターンタイミングSST1-1を受けて、上記の場合と同様にスレーブ1オフセット値SO1-1をスレーブ1オフセット値送信タイミングSOST1-1でフレーム送信部312に送るが、この時のフレーム信号生成に伴う固有の内部遅延時間は図示のとおり“ι”であり、これは、上記の遅延時間θ経過後のスレーブ2オフセット値受信タイミングSORT2とスレーブ1オフセット値送信タイミングSOST1-1との位相差に相当し、この時間ιをスレーブ2オフセット値SO2(k+γ+ζ)に加算してスレーブ1オフセット値SO1-1＝k+γ+ζ+ιとし、スレーブ1同期フレームSSF1-1中の遅延測定用信号DMに格納して送出する。
【００６８】
そして、このようなスレーブ1同期フレームSSF1-1を受信したマスタ装置1では、図3に示す実施例と同様にフレーム受信部122がスレーブ1オフセット値受信タイミングSORT1-1においてスレーブ1オフセット値SO1-1を検出することになる(図3には示していないが、図10(5)参照。)。
【００６９】
そして、この場合にマスタ装置1-5間の実用的な信号伝送遅延時間は、同図(6)に示す如く、Δt=(α+β+δ+ε+η+θ+κ)/2であるが、これをそのまま測定することはできないため、測定開始タイミングST(時点T1)からフレーム信号が戻って来た時点T3までの時間T3-T1からスレーブ1オフセット値S01-1（k+γ+ζ+ι）を差し引けばよいことになるので、「停止カウンタ値SC-スレーブ1オフセット値SO1-1」の値を2で割ることにより遅延時間Δtを求めることができる。
【００７０】
なお、上記の各実施例においては遅延測定用信号をフレームの最初にのみ設定したが、これに限らず各フレーム毎に設定してもよく、このようにすることにより運用中にも遅延値の変動を監視することが可能となる。また、このような遅延値を各スレーブ装置に転送することにより各スレーブ装置において時間遅延の調整を行うことが可能となる。さらに、上記の実施例ではスレーブ装置を1つ又は2つの例として示したが、全く同様にしてこれ以上の数のスレーブ装置にも同様に適用することが可能である。
【００７１】
(付記１)
オーバヘッドにおいて同期パターン信号と相対的に固定したタイミングで遅延測定用信号を送信するともに、遅延測定開始タイミングから該遅延測定用信号の送信タイミングまでのフレーム信号生成に伴う内部遅延時間をマスタオフセット値として該遅延測定用信号に格納したフレーム信号を送信するマスタ装置と、
該フレーム信号を受信した後、フレーム信号生成に伴う自分自身の内部遅延時間を該マスタオフセット値に加算しスレーブオフセット値として該遅延測定用信号を更新したフレーム信号を送信するスレーブ装置とを備え、
該マスタ装置が、該スレーブ装置から送信された該フレーム信号中の遅延測定用信号を受信したタイミングと該遅延測定開始タイミングとの時間差から該スレーブオフセット値を減算することにより両装置間の遅延時間を算出することを特徴とした遅延測定システム。
(付記２)付記１において、
該スレーブ装置の内部遅延時間は、該スレーブ装置が該遅延測定用信号中のマスタオフセット値を受信してから該マスタオフセット値が該スレーブ装置内を実質的に折り返したマスタオフセット値のタイミングから該スレーブ装置で生成されるフレーム信号中の該遅延測定用信号の送信タイミングまでの遅延時間であることを特徴とした遅延測定システム。
(付記３)付記１において、
該スレーブ装置が複数個カスケード接続されている場合、一つのスレーブ装置は、該マスタ装置又は前段のスレーブ装置からのオフセット値に該フレーム信号生成に伴う自分自身の内部遅延時間を加算し該スレーブオフセット値として該遅延測定用信号を更新したフレーム信号を次段のスレーブ装置又は前段のスレーブ装置に送信することを特徴とした遅延測定システム。
(付記４)付記３において、
該スレーブ装置の内部遅延時間は、該スレーブ装置が該遅延測定用信号中のマスタオフセット値又はスレーブオフセット値を受信した後、該スレーブ装置で生成されるフレーム信号中の該遅延測定用信号の送信タイミングまでの遅延時間であることを特徴とした遅延測定システム。
(付記５)付記３又は４において、
該スレーブ装置が、該フレーム信号中に設定された対象装置アドレスを抽出して、折り返しモードかスルーモードかを選択するセレクタを備えたことを特徴とする遅延測定システム。
(付記６)付記１において、
該遅延測定用信号が、最初のフレーム信号中のオーバヘッドにおける設定タイミングのみ該オフセット値を格納することを特徴とした遅延測定システム。
(付記７)付記１において、
該遅延測定用信号が、複数のフレーム信号中のオーバヘッドにおける設定タイミングにおいて該オフセット値を格納することを特徴とした遅延測定システム。
(付記８)付記６又は７において、
該マスタ装置が、該算出した遅延時間を該スレーブ装置に転送することを特徴とした遅延測定システム。
(付記９)付記１において、
該マスタ装置及びスレーブ装置で生成されるフレーム信号が同一のフォーマットを有することを特徴とした遅延測定システム。
(付記１０)
オーバヘッドにおいて同期パターン信号と相対的に固定したタイミングで遅延測定用信号を送信することを特徴としたマスタ装置。
(付記１１)
オーバヘッドにおいて同期パターン信号と相対的に固定したタイミングで遅延測定用信号を挿入したフレーム信号を受信した後、フレーム信号生成に伴う自分自身の内部遅延時間で該遅延測定用信号を更新したフレーム信号を送信することを特徴としたスレーブ装置。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る遅延測定システムの原理図(マスタ装置とスレーブ装置を1対1接続した場合)を示したブロック図である。
【図２】本発明に係る遅延測定システムの原理図(マスタ装置に複数のスレーブ装置をカスケード接続した場合)を示したブロック図である。
【図３】本発明に係る遅延測定システムに用いられるマスタ装置の一実施例を示したブロック図である。
【図４】本発明に係る遅延システムにおいて1対1接続の場合に用いられるスレーブ装置の一実施例を示したブロック図である。
【図５】本発明に係る遅延測定システムで用いられるフレームのフォーマット図である。
【図６】本発明に係る遅延測定システムにおける1対1接続時の実施例の動作タイムチャート図である。
【図７】本発明に係る遅延測定システムにおける1対1接続時の実施例で用いられるオフセット値の生成過程を説明するためのタイムチャート図である。
【図８】本発明に係る遅延測定システムをカスケード接続で用いる時のスレーブ装置(中間位置)の一実施例を示したブロック図である。
【図９】本発明に係る遅延測定システムをカスケード接続で用いる時のスレーブ装置(右端位置)の一実施例を示したブロック図である。
【図１０】本発明に係る遅延測定システムにおけるカスケード接続時の実施例の動作タイムチャート図である。
【符号の説明】
【００７３】
1  マスタ装置
2,4  一芯式双方向伝送路
21, 44  ダウンストリーム
22, 42  アップストリーム
3, 5  スレーブ装置
11, 32, 52  遅延制御部
12, 31, 33, 51  インタフェース部
110  信号発生部
111, 321, 322, 522  送信オフセット生成部
112  カウンタ
113  遅延値演算部
121, 312, 331, 512  フレーム送信部(FGEN/MUX)
122, 311, 332, 511  フレーム受信部(FSYNC/DMUX)
320a, 320b  セレクタ(SEL)
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【図１】
2005204249.tif 000003
【図２】
2005204249.tif 000004
【図３】
2005204249.tif 000005
【図４】
2005204249.tif 000006
【図５】
2005204249.tif 000007
【図６】
2005204249.tif 000008
【図７】
2005204249.tif 000009
【図８】
2005204249.tif 000010
【図９】
2005204249.tif 000011
【図１０】
2005204249.tif 000012