(57)【要約】【課題】無線ネットワークにおける複数の装置の同期方法を提供する。【解決手段】ネットワークに接続するローカルクロック付きの複数の装置間において、同期が維持されている。ネットワーク内の第一の装置から、ネットワークに接続しているその他の装置に向けて、第一のパケットが配信される。第一のパケットには、ネットワーク内の第一の装置が持つ、ローカルクロックに基づいて作成された、グローバル基準時間が含まれる。第一のパケットを受信するネットワーク内の装置のローカルクロックは、ネットワーク内の第一の装置のローカルクロックに、近づくように調整される。第一のネットワークと、第二のネットワークに接続する装置は、第一のネットワークのローカル基準時間と、第二のネットワークのローカル基準時間を保持できる。その装置には、自由進行クロックが保持されている。自由進行クロックと、第一のネットワークのグローバル基準時間との間の差が、判定される。自由進行クロックと、第一のネットワークのグローバル基準時間との間の差を埋め合わせるため、第一のネットワークのオフセットが、計算される。自由進行クロックと、第二のネットワークのグローバル基準時間との間の差が、判定される。自由進行クロックと、第二のネットワークのグローバル基準時間との間の差を埋め合わせるため、第二のネットワークのオフセットが計算される。
2004535696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続し、ローカルクロックを有する複数の装置間の同期を維持する方法において、
前記ネットワーク内の第一の装置から、ネットワークに接続中である他の装置に、前記第一の装置のローカルクロックに基づいて作成されたグローバル基準時間を含む、第一のパケット信号を配信し、
前記第一のパケット信号を受信するネットワーク内の前記他の装置のクロック信号が、前記第一の装置のローカルクロックに近づくように調整することにより、
前記ネットワークに接続するローカルクロックを有する複数の装置間の同期を維持することを特徴とする複数装置間の同期維持方法。
【請求項２】
ネットワーク内の第二の装置から、ネットワークに接続中である前記他の装置に、前記第二の装置のローカルクロックに基づいて作成された、グローバル基準時間を含む第二のパケット信号を配信し、
前記第二のパケット信号を受信するネットワーク内の装置のクロックが、前記第二の装置のローカルクロックに近づくように調整することにより、
ネットワークに接続中である複数の装置間の同期を維持することを特徴とする請求項１に記載の複数装置間の同期維持方法。
【請求項３】
ネットワークに接続する前記複数の装置間において、
前記ネットワーク内の第一の装置が有する、ローカルクロックの最小有意部分を、前記グローバル基準時間に含め、
前記第一の装置が有する、ローカルクロックの最大有意部分を含めずに、装置間において同期を維持することを特徴とする請求項１に記載の複数装置間の同期維持方法。
【請求項４】
ネットワークに接続する前記複数の装置間において、
前記ネットワーク内の装置のうち、ある装置が有するローカルクロックの最大有意部分を、定期的に配信させ、すべてのローカルクロックの最大有意部分を、配信された最大有意部分に合わせることにより、同期を維持することを特徴とする請求項３に記載の複数装置間の同期維持方法。
【請求項５】
ネットワークに接続する前記複数の装置間において、
調整の対象である前記ローカルクロックの調整前の値と、配信されたグローバル基準時間との間の差の線形変換に従ったクロック調整を含む調整を、
前記第一のパケット信号を受信するネットワーク内の装置が有するローカルクロックに加え、
前記ネットワーク内の前記第一の装置が有するローカルクロックに近づけることにより、同期を維持することを特徴とする請求項１に記載の複数装置間の同期維持方法。
【請求項６】
ネットワークに接続する前記複数の装置間において、
調整の対象である前記ローカルクロックの調整前の値と、配信されたグローバル基準時間との間の差に対し約半分のクロック調整を含む調整を、
前記第一のパケット信号を受信するネットワーク内の装置が有するローカルクロックに加え、
前記ネットワーク内の第一の装置が有するローカルクロックに近づけることにより、同期を維持することを特徴とする請求項１に記載の複数装置間の同期維持方法。
【請求項７】
ネットワークに接続する前記複数の装置間において、
調整の対象である前記ローカルクロックの調整前の値と、配信されたグローバル基準時間との間の差の非線形変換に従ったクロック調整を含む調整を、
前記第一のパケット信号を受信するネットワーク内の装置が有するローカルクロックに加え、
前記ネットワーク内の第一の装置が有するローカルクロックに近づけることにより同期を維持することを特徴とする請求項１に記載の複数装置間の同期維持方法。
【請求項８】
ネットワークに接続する前記複数の装置間において、
調整対象であるローカルクロックの調整前の値と配信されたグローバル基準時間との間の差が調整可能な最大の差よりも大きい場合には、
調整の対象であるローカルクロックの調整前の値と、配信されたグローバル基準時間との間の差の非線形変換により、調整の対象であるローカルクロックが、実質的に調整を加えないようにして、同期を維持することを特徴とする請求項７に記載の複数装置間の同期維持方法。
【請求項９】
ネットワークに接続する前記複数の装置間において、
前記ネットワーク内の第一の装置が有するローカルクロックに基づいて、前記パケット信号のフレーム同期部分が、送信された直後に作成されるグローバル基準時間を使用して、同期を維持することを特徴とする請求項１に記載の複数装置間の同期維持方法。
【請求項１０】
ネットワークに接続する前記複数の装置間において、
フレーム同期部分が検出された瞬間において、前記パケット信号を受信するネットワーク内の装置が有するローカルクロックと、送信されたグローバル基準時間との比較を含む調整を、
前記第一のパケット信号を受信するネットワーク内の装置が有するローカルクロックに加え、ネットワーク内の前記第一の装置が有するローカルクロックに近づけることにより、同期を維持することを特徴とする請求項１に記載の複数装置間の同期維持方法。
【請求項１１】
ネットワークに接続する前記複数の装置間において、
ネットワークに接続中である装置により配信されるすべてのデータパケット信号に、配信を行うネットワーク内の装置のローカルクロックに基づいて作成された、グローバル基準時間を含めることにより、
多くのデータが送信されるほど、前記ネットワーク内で、データを受信する装置のローカルクロックが、頻繁に更新されるようにして、同期を維持することを特徴とする請求項１に記載の複数装置間の同期維持方法。
【請求項１２】
自由進行クロックを維持し、
前記自由進行クロックと、第一のネットワークのグローバル基準時間との間の差を判定し、
前記自由進行クロックと、前記第一のネットワークのグローバル基準時間との間の差を埋め合わせる第一のネットワークのオフセットを計算し、
前記自由進行クロックと、第二のネットワークのグローバル基準時間との間の差を判定し、
前記自由進行クロックと、前記第二のネットワークのグローバル基準時間との間の差を埋め合わせる、第二のネットワークのオフセットを計算することにより、
前記第一のネットワークと、前記第二のネットワークに接続中である装置に関し、前記第一のネットワークのローカル基準時間と、前記第二のネットワークのローカル基準時間を維持することを特徴とする同期維持方法。
【請求項１３】
ネットワーク内の受信装置が有するローカルクロックと、
ネットワーク内の前記送信装置から送信され、当該送信装置が有するローカルクロックに基づいて作成され、グローバル基準時間を含む第一のパケット信号を受信する構成を有するインターフェースと、
ネットワーク内の前記送信装置のローカルクロックに近づけるように、前記ネットワーク内の受信装置のローカルクロックを調整する構成を有するプロセッサと、
ネットワーク内の前記送信装置との同期を維持する構成を有するネットワーク内の受信装置。
【請求項１４】
前記ネットワーク内の送信装置との同期を維持する構成を有し、
自由進行クロックと、自由進行クロック・オフセットが含まれるローカルクロックを、さらに有することを特徴とする請求項１３に記載のネットワーク内の受信装置。
【請求項１５】
ネットワーク内の送信装置が有するローカルクロックと、
ネットワーク内の受信装置が有するローカルクロックを、ネットワーク内の前記送信装置が有するローカルクロックに近づけるための、ネットワーク内の前記受信装置の調整により、グローバル基準時間が使用される場合に、前記送信装置が有するローカルクロックに基づいて作成される、グローバル基準時間を含む第一のパケット信号を送信するインターフェース回路を有し、
ネットワーク内の前記受信装置との同期を維持することを特徴とするネットワーク送信装置。
【請求項１６】
ローカルクロックに基づいて作成されるグローバル基準時間を含む第一のパケット信号を送信するネットワーク内の送信装置と、
ネットワーク内の前記送信装置から、第一のパケット信号を受信し、自らが有するローカルクロックを、グローバル基準時間に近づける調整を行う受信装置を有することを特徴とするネットワーク。
【請求項１７】
自由進行クロックと、
前記自由進行クロックと、第一のネットワークのグローバル基準時間との間の差を判定し、
前記自由進行クロックと、前記第一のネットワークのグローバル基準時間との間の差を埋め合わせる、第一のネットワークのオフセットを計算し、
前記自由進行クロックと、第二のネットワークのグローバル基準時間との間の差を判定し、
前記自由進行クロックと、前記第二のネットワークのグローバル基準時間との間の差を埋め合わせる、前記第二のネットワークのオフセットを計算するプロセッサを有することを特徴とするネットワーク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に装置のネットワークに関連するものである。具体的には、本発明は、臨時無線ネットワークにおけるグローバル基準時間の維持に関連するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークは、移動式装置、家庭用装置、または有線接続以外の方法での接続が望ましい状況にある、その他の装置の間で、データを伝送するためのソリューションとして、ますます重要性が高まりつつある。物理的なソリューションおよびＭＡＣ層を使用したソリューションは、数多く提案されている。例えば、Ａｉｅｌｌｏ他による米国特許出願番号０９/３９３，１２６「アイソクロナス通信用ベースバンド無線ネットワーク」を引用するが、この出願は、ベースバンド超広帯域無線ネットワークを対象とするものである。超広帯域ネットワークにおける送信信号は周波数スペクトルの非常に大きな部分をカバーし、個々の周波数帯に関しては非常に低電力である。
【０００３】
無線ネットワークは、ネットワーク内のその他の装置への配信を行う時に、たまたま近接した位置に存在する装置群から、成り立っているものであるので、臨時ネットワークとも呼ばれる。各装置は、通電時や通信可能範囲外への移動時に、ネットワークに出入りすることがある。欧州通信規格協会（ＥＴＳＩ）発行のＥＴＳ ３００ ６５２「ＨＩＰＥＲＬＡＮタイプ１の機能規格」では、特定的な臨時ネットワークが説明されている。この規格は、ウェブサイトｗｗｗ．ｅｔｓｉ．ｏｒｇから入手できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１は、臨時無線ネットワークにおいて、共に通信する無線装置のセットを示すブロック図である。ビデオプレーヤ１０２は、スピーカ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄにオーディオ信号を送信する。ビデオプレーヤ１０２は、スクリーン１０４にビデオ信号も送信する。また、スクリーン１０４とスピーカ１０６も相互に、またはビデオプレーヤ１０２に情報を送信してもよい。
【０００５】
図１に示すアプリケーションに関し、望ましい結果を達成するためには、各種装置間の同期が重要である。ビデオプレーヤ１０２、スピーカ１０６Ａおよび１０６Ｂ、並びにスクリーン１０４の間の信号経路には、異なった量の遅延またはジッターが発生する可能性がある。この遅延の差が大きい場合、スクリーン１０４に表示されるビデオ映像はスピーカ上で再生されるオーディオと正しく同期が取れない可能性がある。スピーカ１０６Ａとスピーカ１０６Ｂが正しく同期していない場合はさらに悪いことに、左側と右側のオーディオチャンネルが時間的に分離され、その結果としてオーディオ鑑賞が不快なものになる可能性がある。従って、このような無線ネットワークにおける各装置の同期方法を開発できれば、とても有用なものになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上のことから、無線ネットワークに接続する一群の無線装置間において、グローバル基準時間を維持するシステムおよび方法を、本願では開示する。ここに説明される技術は、電線、光ファイバーケーブル、またはその他の手段を使用して、信号の一部または全部を送信するネットワークなど、その他のネットワークにも応用可能である。実施形態として、本願では、無線ネットワークの詳細、特にＨＩＰＥＲＬＡＮ規格を使用した無線臨時ネットワークを説明する。本発明の対象をそのようなネットワークに限定せず、本願において説明する技術が多くの異なった種類のネットワークに応用可能であるのは、いうまでもない。
【０００７】
一つの実施形態において、ネットワーク中の各装置は、各自のクロックを維持している。特定の一台の装置が持つクロックを、マスタークロックとして指定するのではなく、ネットワーク中の他の装置にパケットを送信する時に、各装置が、自らのクロック信号、またはそのクロック信号の一部を送信する。パケットを受信する装置は、そのクロック信号を解読し、自らのクロックを送信された値に合わせて調整する。このクロック調整は、不安定な状態で発振を起こさずに、各クロックをスムーズに共通の値に近づける方法で行われる。
【０００８】
本発明は、プロセス、器具、システム、装置、方法、またはコンピュータにより読み取り可能な媒体など、コンピュータで読み取り可能な記録媒体、あるいは光学式または電子式の通信リンク経由で、プログラム指示が送信されるコンピュータ・ネットワークなど、多くの形での実施が可能である。本発明の実施形態のいくつかを、以下に説明する。
【０００９】
ある実施形態では、ネットワークに接続する、複数のローカルクロック付き装置間の同期が維持されている。ネットワーク内の第一の装置から、ネットワークに接続中であるその他の装置に向けて第一のパケットが、配信される。第一のパケットには、第一の装置が持つローカルクロックに基づいて作成された、グローバル基準時間が含まれている。第一のパケットを受信するネットワーク内の各装置のクロックは、第一の装置が持つローカルクロックに近づくように調整される。
【００１０】
他の実施形態では、第一のネットワークと第二のネットワークに接続中である装置に関して、第一のネットワークのローカル基準時間と、第二のネットワークのローカル基準時間が、維持されている。その装置には、自由進行クロックが維持される。この自由進行クロックと、第一のネットワークのグローバル基準時間との差が、判定される。自由進行クロックと、第一のネットワークのグローバル基準時間との差を埋め合わせるために、第一のネットワークのオフセットが、計算される。自由進行クロックと第二のネットワークのグローバル基準時間との差が計算され、自由進行クロックと、第二のネットワークのグローバル基準時間との差を埋め合わせるために、第二のネットワークのオフセットが計算される。
【００１１】
以下の詳細な説明および本発明の原理を例示する図面により、本発明が持つさまざまな特長および利点がさらに明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の方法によれば、複数の装置の無線ネットワークにおける同期を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態を以下に説明する。本発明の説明は、以下の実施形態に従って進められるが、本発明は一つの実施形態に限定されないと理解されるべきである。本発明の範囲を限定するものは、特許請求の範囲だけであり、本発明は数多くの代用物、改造物、および等価物を含むものである。例えば、本発明に関する理解を得るため、以下の説明では、多くの具体的な詳細が設定されているが、本発明はこれらの具体的詳細の一部または全部がなくとも、特許請求の範囲に従って実施可能である。本発明の説明を必要以上に複雑化しないように、本発明に関連するが技術分野において、周知となっている技術的事項は、詳細説明を省略する場合がある。
【００１４】
図２は、送信機から受信機への送信チャンネルにおいて、パケットのタイミングに対する遅延と、ジッターがどのように発生するかを、詳細に示す図である。送信機２００は、等時間隔で送信を行う。すなわち、各パケットの送信が、一定の間隔で開始される。ｔ１、ｔ２、ｔ３、およびｔ４の間の時間差は、一定である。チャンネル２０２が、送信中に遅延と、ジッターを加えるので、受信機２０４が受信する各パケットの時間には、Δ１、Δ２、Δ３、およびΔ４の時間遅延が、追加される。このように、一定の間隔で送信されたパケットは、一定の間隔で受信されるわけではない。
【００１５】
送信機と受信機が、それぞれ一台しかないことを前提とすると、各パケットの開始部分にタイムスタンプが含まれていれば、パケット間のタイミングは受信機側で修正可能である。各タイムスタンプ間の差により、パケット間の正しい相対時間差が表示されるので、受信機はパケットの位置、あるいは順序までをも変更できるようになる。
【００１６】
装置が三台以上ある場合、単純にパケットにタイムスタンプを付けるだけでは、装置間のデータ表示を同期させることができない。装置が二台しかない場合であっても、タイムスタンプにより、パケット間の相対時間差の調整は可能であるが、送信機側で発生するイベントと、関連する特定の時間に、受信機側で、確実にイベントを発生させることは可能でない点に注意するべきである。図１に示した例に戻ると、ビデオプレーヤ１０２から、スピーカ１０６Ａおよび１０６Ｂに送られるパケットに、タイムスタンプを付けたとしても、左右のステレオチャンネル間には、時間的オフセットが残る可能性がある。パケットに付けられたタイムスタンプにより、各チャンネルができることは、受信したパケットを、時間的に正しい位置に置くことだけである。
【００１７】
無線ネットワークを通じて受信した、パケット内情報のビデオ表示、またはオーディオ再生を同期させること、またはその他の方法で、パケット内情報の使用を調整することを目的として、ネットワーク内の各装置には、その他の装置のクロックと同期するクロックが、保持されている。
【００１８】
ある実施形態において、精度が約５ｐｐｍ以内である必要のあるクロックが、ネットワーク内の各装置に指定されている。受け入れ可能な同期を、ネットワークに接続しているすべての装置のクロック間に維持するため、装置がパケットを送信する時に、その装置は必ずパケットヘッダー内のよく定義された位置に、クロックの値の全部、または以下に説明する通りの一部を含める。そのパケットを受信したその他の装置は、タイムスタンプにより表示された時間に合わせて、各クロックを調整する。以下に説明する通り、ある実施形態において、時間調整は、クロック・オフセットを計算することにより実現され、そのクロック・オフセットはその装置のクロックとタイムスタンプとの間の差の半分として計算される。
【００１９】
図３は、グローバル基準時間と呼ばれるタイムスタンプが、どのようにパケットヘッダー内に挿入されるかを示す図である。パケットヘッダー３００には、クロック同期シーケンス３０２が含まれる。クロック同期シーケンス３０２は、パケットの残りの部分を抽出するために使用されるクロック信号を、受信機が取得できるようにするための、妥当なシーケンスとして選択されたものである。次に、パケット内のエンコード済みデータの始点を、正確に識別する目的で、フレーム同期シーケンス３０４が含められる。従って、フレーム同期シーケンスが完了すれば、フレームの始点が正確に決定される。よく知られたフレーム同期シーケンスを、いくつ使用してもよい。一つの実施形態では、１３ビットのバーカー符号が使用される。フレームシーケンスを送信した直後に、送信機は自らのローカル基準時間を記録する。
【００２０】
送信機のローカル基準時間が、ネットワークに接続中である各装置が、保持しているローカル基準時間と一致することが、理想的であることに注意するべきである。そうである場合、そのローカル基準時間は、システム内のその他すべてのローカル基準時間と一致しているので、実際にグローバル基準時間となる。この説明において、送信機が記録して、パケットに挿入するローカル基準時間のことを、グローバル基準時間と呼ぶ。その理由は、送信機が、それをグローバル基準時間であると主張し、それに合わせて、すべての受信装置が、自らのローカル基準時間を調整するからである。また、各装置が、自らのローカル基準時間を、グローバル基準時間であると考え、自らのローカル基準時間が、パケットを送信するグローバル基準時間であると主張することにも、注意するべきである。このように、各送信装置が、その他の装置に配信するパケットに、自らのローカル基準時間を含める時に、自らのローカル基準時間を、グローバル基準時間であると主張する。時間が経過し、十分な数のパケットが送信されるにつれ、すべてのローカル基準時間は、同一のグローバル基準時間に収束し、配信されるグローバル基準時間に合わせた、受信装置側の変更が発生するとしてもわずかな変更で済むようになる。
【００２１】
グローバル基準時間３０６は、フレーム同期シーケンス３０４の後のパケット内に挿入される。ここに示す実施形態において、グローバル基準時間は、フレーム同期シーケンスの直後に挿入されているが、必ずしもそうする必要はない。受信機は、フレーム同期シーケンスが検出され、フレーム同期シーケンス信号が伝達された時点で自らのローカル基準時間を確認する。パケット内のグローバル基準時間は、即座に読み出されても良いし、ずっと後になって読み出されても良いが、いずれにしてもフレーム同期シーケンス信号が、伝達された時点の時間と比較される。このように、グローバル基準時間３０６の読み出しは、パケット内のフレーム同期シーケンス３０４の直後に行われても、パケット内のその後の時点で行われてもよい。その次に、パケットの残りの部分３０８が送信される。パケットの残りの部分には、最終的にパケットの正味の内容（パケット・ペイロード）であるデータが送信される前に、パケットヘッダーに関する追加の情報も含まれることがあり得る。
【００２２】
この実施形態では、グローバル基準時間の全体がパケットに含まれないことに注意するべきである。その代わりに、最小有意部分と呼ばれるグローバル基準時間の最小有意ビットだけが含まれる。クロック間の差が、グローバル基準時間の最小有意部分によって、カウントされる時間より短ければ、グローバル基準時間の最小有意部分だけを含めてあれば十分である。調整が行われる前のクロック間のドリフト量が、最小有意部分による表示が可能な、最大の時間よりも大きくクロックを動かして、同期不能にしてしまうほど大きくならなければ、この条件は満足される。一つの実施形態では、３２ビットのグローバル基準時間が使用され、３２ビットのグローバル基準時間中の最小有意部分である、１２ビットが各パケットと共に送信される。
【００２３】
上述の実施形態で使用されている相対的なクロックのドリフトは、約５ｐｐｍ（百万分率）であり、クロックの速度は１ＭＨｚである。グローバル基準時間の最小有意部分は、最大で２１2 マイクロ秒までをカウントできる。従って、各クロックは誤差の累計が、２１2マイクロ秒に達する前に、更新される必要がある。５ｐｐｍの精度を持つ、１ＭＨｚのクロックの場合は、どのような更新方法を使用するかにもよるが、最大で約５分に一度の間隔で、更新が必要となろう。もちろん、この最大の時間的間隔は、クロックの速度と精度、並びにクロックの最小有意部分と共に、送信されるビット数によって変化する。グローバル基準時間のより多くの部分が、最小有意部分として供給されれば、更新の頻度は少なくて済む。例えば１４ビットを使用すれば、グローバル基準時間の最小有意部分は、最大２１４ マイクロ秒までの累積ドリフトを正確に表示できるようになる。相対的なクロックドリフトが、不変と仮定すれば、必要な更新の頻度は４分の１となる。
【００２４】
上記に説明した、ネットワークに接続中である装置の一つから送信されるすべてのパケットに、グローバル基準時間が含まれるという設定が持つ一つの利点は、ネットワークのトラフィックが増えると、ローカル基準時間の更新も、より高い頻度で行われるという点である。これにより、ローカル基準時間のばらつきが減少する。
【００２５】
図４Ａは、グローバル基準時間が、どのように最大有意部分と最小有意部分に分割されるかを示す図である。上述の通り、一つの実施形態において、最大有意部分は２０ビットであり、最小有意部分は１２ビットである。最小有意部分のサイズを大きくすれば、それに対応して送信データも長くなる一方、更新が必要となる頻度は低下する。また、各装置により、送信されるパケットに最小有意部分を含めることに加えて、ＭＡＣ層プロトコルを使用した指示により、定期的に一台、または複数の装置が、グローバル基準時間の全体、すなわち最大有意部分と最小有意部分の両方を配信することにも注意するべきである。一つの実施形態では、グローバル基準時間が、２０秒に一度送信される。グローバル基準時間の全体を、定期的に配信する目的は、グローバル基準時間の最小有意部分により表示される、最大時間より大きな変更を、グローバル基準時間に加えた装置において、発生するエラーの修正を可能にすることである。
【００２６】
上記と異なる実施形態において、グローバル基準時間の全体を配信するタスクは、ネットワークに接続中である装置の一台、または全部のいずれかにより、実行されてよい。例えば、グローバル基準時間を、定期的に配信する指示が、それぞれの装置に送られてもよい。定期的な配信は、交互に行われてもよい。また、そうではなく、ＭＡＣ層プロトコルにより、指定された装置に一定の間隔で、グローバル基準時間の全体を配信する指示が送られてもよい。
【００２７】
図４Ｂは、自由進行クロックを保存するメモリ・レジスタを示す図である。この自由進行クロックは、３２ビットのクロックである。上述の通り、一つの実施形態において、クロックは１ＭＨｚのクロックである。その他の実施形態において、クロックの速度は、自由に設定できる。この自由進行クロックは、読み出し専用であることが好ましい。すなわち、グローバル基準時間への調整は、クロックに書き込まれず、グローバル基準時間が、自由進行クロックと、自由進行クロック・オフセットの合計に等しくなるように、自由進行クロック・オフセットが定義される。
【００２８】
図４Ｃは、自由進行クロック・オフセットを保存するメモリ・レジスタを示す図である。自由進行クロックと同様に、自由進行クロック・オフセットも、３２ビットのレジスタである。しかし、自由進行クロック・オフセットは、読み出しだけでなく、書き込みも可能である。その他の装置の一台から、グローバル基準時間が受信されるごとに、自由進行クロックと自由進行クロック・オフセットの合計が、配信を行う装置により、指定されるグローバル基準時間に収束するように、自由進行クロックが調整される。
【００２９】
また別の実施形態において、受信されたグローバル基準時間に基づく、ローカル基準時間の調整は、異なったスキームで行われる。一つの実施形態では、受信されたグローバル基準時間と、ローカル基準時間との間の差に基づいて、ローカル基準時間に直線的な調整が加えられる。この調整は、以下の方程式により表すことができる。
（数１）
ΔＦＲＣＯ＝（ＧＴＲ − ＬＴＲ）× Ｌ
【００３０】
ここにおいてΔＦＲＣＯは、自由進行クロック・オフセットの変化である。ＧＴＲは、パケットと共に受信されるグローバル基準時間である。ＬＴＲは、装置により保存されるローカル基準時間の現在値である。上述の通り、いくつかのパケットが受信され、調整が行われた後、各装置に保存されるローカル基準時間は一つの値に収束し、その値が、グローバル基準時間となる。Ｌは、グローバル基準時間と、ローカル基準時間との間の差の計算と比較した、自由進行クロック・オフセットの調整量を調整する直線的因子である。一つの実施形態において、Ｌは０．５に等しく、自由進行クロック・オフセットの調整は、受信されたグローバル基準時間と、保存されたローカル基準時間との差の半分に等しくなる。
【００３１】
また別の実施形態では、自由進行クロック・オフセットに、グローバル基準時間とローカル基準時間との差に基づく、非直線的な調整を加える調整スキームが、使用される。一つの実施形態において、自由進行クロック・オフセットの変更は、グローバル基準時間と、ローカル基準時間との間の差を、二乗した数のスケーリング因子に等しい。二つの基準時間の差を、二乗することには、グローバル基準時間と、ローカル基準時間との間の差が大きい場合に、自由進行クロック・オフセットにより大きな変更を加えられるという利点がある。差の二乗が使用される場合には、グローバル基準時間と、ローカル基準時間との間の差の正負が計算され、自由進行クロック・オフセットが、適正な方向に調整されるように、その差に適用される。
【００３２】
別の実施形態では、システムをより活発なものにするために、上述のものとは異なる非直線的な調整スキームが実施される。グローバル基準時間とローカル基準時間との間の差が計算され、その差がしきい値よりも大きければローカル基準時間の調整は行われない。その差がしきい値よりも小さければ、その調整が行われる。従って、ネットワーク中の装置の一つが正しく作動していない場合や、ネットワークに新しく接続した装置がネットワーク中の装置間で現在合致しているグローバル基準時間を撹乱するような不正なグローバル基準時間の主張を試みた場合に、その装置によるグローバル基準時間の主張を無視できる。
【００３３】
一部の実施形態においては、一定の状況下で、しきい値の検査を行わないようにできる。例えば、一定数を超える回数の変更が、一つの装置により拒絶された場合、このしきい値の機能を、一時的にＯＦＦにできる。自己のローカル基準時間と、大幅に異なる多数のグローバル基準時間を受信している装置は、実際に大幅に不正確である可能性が大きいので、これは妥当なことである。カウンターを使用すれば、受信されたグローバル基準時間と、ローカル基準時間との間の差が、しきい値を超過した最近の回数をカウントできる。一つの実施形態において、特定の送信元から送られるグローバル基準時間だけを、カウントするようにカウンターをプログラムし、一つの不正確な送信元からの配信を、反復的に無視することが可能である。しきい値と、しきい値検査を、ＯＦＦにするためにしきい値を超過しなければならない回数は、いずれもプログラム可能な方式であってもよいし、事前に設定する方式であってもよい。
【００３４】
図５は、装置が二つの異なった臨時ネットワークに接続され、そのうち一つのネットワークに、新規の装置が加わる実施形態を示す図である。装置５０２、５０４、５０６、および５０８は、すべて第一の臨時ネットワーク５３０に接続している。装置５０８は、装置５１２および５１４と共に臨時ネットワーク５４０にも、接続している。装置５２２は、ネットワーク５３０への接続を、要求している。上述の通り、一つの実施形態では、臨時無線ネットワークにＨＩＰＥＲＬＡＮプロトコルが利用されている。こうした実施形態において、各ネットワークはそれぞれ独自のＨＩＰＥＲＬＡＮ ＩＤを持っている。このＨＩＰＥＲＬＡＮ ＩＤは、装置により送信されるパケットに含まれる。
【００３５】
二つの異なるネットワークは、二つの異なるクロックを維持しながら接続している。例えば、装置５０８などは、二つの分離独立したクロックが、存在することがある。より正確に言えば、この装置は、一つの自由進行クロックを維持し、二つの自由進行クロック・オフセットを追跡するだけで済む。二つのネットワークにおける、二つの異なるグローバル基準時間を追跡するため、それぞれの自由進行クロック・オフセットに、変更が加えられる。従って、装置５０８が持つ自由進行クロックは、一つであるが、この装置が、任意の瞬間に、いずれのネットワークに接続しても、自由進行クロックの時間を、そのネットワークのグローバル基準時間に合わせて調整する、二つの異なる自由進行クロック・オフセットを計算するため、レジスタを二つ使用することがある。
【００３６】
臨時ネットワーク内の装置間における、グローバル基準時間の共有を実現するため、ＨＩＰＥＲＬＡＮ規格が持つ、その他の特徴が使用される。例えば、同規格で説明されている通り、Ｈｅｌｌｏパケットを使用して、グローバル基準時間の全体を、定期的に配信することが可能である。標準のＨｅｌｌｏ手順を変更して、グローバル基準時間の全体を伝達できるようにする。このＨｅｌｌｏ手順に関する、より詳細な説明は、ＥＴＳ ３００ ６５２「ＨＩＰＥＲＬＡＮタイプ１の機能規格」の６．５．４「隣接情報宣言」に記載されている。６．１．１４「隣接情報ベース」および６．１．１５「Ｈｅｌｌｏ情報ベース」も参照されたい。
【００３７】
上記に説明した通り、装置はＨＩＰＥＲＬＡＮ ＩＤを使用して、あるパケットが自己のネットワークに属しているか否か、そしてそのパケットに指定されたグローバル基準時間に合わせて、自己のローカル基準時間を、調整するべきか否かを判定できる。また、ネットワークに接続する装置は、予約されたネットワーク管理用ＩＤを使用してもよい。ネットワーク内の装置は、ＨＩＰＥＲＬＡＮのルックアップ要求に含まれる基準時間を、無視する構成にしてもよい。
【００３８】
安定しているネットワークのグローバル基準時間が、新しい装置により撹乱されることを防ぐためには、さまざまな方法が、実施可能である。一つの実施形態において、新しい装置は、ネットワーク内のすべての装置により無視される特殊な値である「すべての桁がゼロであるグローバル基準時間」を、送信するよう指示される。また、新しい装置が、上記に説明するように、自らのローカル基準時間を調整するのではなく、受信されたグローバル基準時間に等しくなるように、自らのローカル基準時間を、初期設定する構成とした方が好ましい。しかし、新しい装置が守るべき規則を設定しても、その他のネットワークの正しい規則にも、ネットワーク内の装置にも、従わない不正な装置による撹乱を防ぐことはできない。この理由により、ＨＩＰＥＲＬＡＮ ＩＤの確認や、一定の大幅な変更の拒絶など、その他の手順も実施してよい。
【００３９】
図６は、ネットワーク内の装置が、グローバル基準時間を含むパケットを受信した時に、そのネットワーク内の装置のローカル基準時間を調節するか否か、を判断するために実行するプロセスを示すフローチャートである。このプロセスは、ステップ６００から始まる。ステップ６０２において、ＨＩＰＥＲＬＡＮ ＩＤが確認される。符合しなければ、このプロセスはステップ６２０で終了する。符合した場合、手順はステップ６０４に移り、そのパケットが、ルックアップ要求であるかどうかが判定される。そのパケットが、ルックアップ要求である場合、このプロセスはステップ６２０で終了する。そのパケットが、ルックアップ要求でない場合、手順はステップ６０６に移り、グローバル基準時間が確認される。ステップ６０８において、グローバル基準時間が、特殊な値であるかどうかが判定される。特殊な値である場合、手順はステップ６２０に移り、このプロセスは終了する。グローバル基準時間が、特殊な値でない場合、手順はステップ６１０に移り、グローバル基準時間と、ローカル基準時間との間の差が計算される。次にステップ６１２において、自由進行クロック・オフセットが更新される。この自由進行クロックは、上述の直線的または非直線的なスキームで更新してもよく、また、その他の妥当なスキームで更新してもよい。次に、このプロセスはステップ６２０で終了する。
【００４０】
図７Ａは、グローバル基準時間を、パケットに含めるプロセスを示すフローチャートである。このプロセスは、ステップ７００から始まり、クロック同期シーケンスが書き込まれる。次に、ステップ７０２において、フレーム同期シーケンスが書き込まれる。フレーム同期シーケンスの書き込みが終了した直後に、送信を行う装置のローカル基準時間が、ステップ７０４において、読み込まれる。この値は、フレーム同期シーケンスの終了時刻に対応するグローバル基準時間として、パケットに挿入される。次に、ステップ７０６において、グローバル基準時間が、パケットに書き込まれる。ステップ７０４と７０６の間には、その他のステップも存在する可能性があることに注意するべきである。重要なことは、受信側の装置が、自らのローカル基準時間を送信されたグローバル基準時間と、特定の基準点で、比較できるように、フレーム同期シーケンス完了直後、または特定の時間が経過した時点で、グローバル基準時間が保存されることである。
【００４１】
図７Ｂは、自由進行クロック・オフセットの更新を準備するために、受信機が実行するプロセスを示すフローチャートである。このプロセスは、ステップ７１０から始まり、フレーム同期シーケンスが検出される。ローカル基準時間が、ステップ７１２において、直ちに保存される。ローカル基準時間は、直ちに保存されるきことが好ましいが、フレーム同期シーケンスの主張後、一定の時間が経過した時点で、ローカル基準時間を保存することも、可能であることに注意するべきである。次に、ステップ７１４において、グローバル基準時間が、パケットから読み込まれる。このようにして、送信されたグローバル基準時間、およびローカル基準時間は、それぞれフレーム同期シーケンスの書き込み、およびフレーム同期シーケンスの検出を基準とした、特定の時点で保存される。このようにして、ローカル基準時間と、グローバル基準時間の比較を行い、自由進行クロック・オフセットを適切に調整することが可能となる。
【００４２】
以上の通り、臨時ネットワークにおける、グローバル基準時間の維持方法を開示した。各装置は、ローカル自由進行クロックと、ローカル自由進行クロック・オフセットを維持し、これらの和が、ローカル基準時間となる。各自由進行クロックは、その時点で、偶然に配信を行っている装置のローカル基準時間、すなわち受信済みのグローバル基準時間に合わせて調整される。このようにして、ネットワーク内にある装置のすべてのローカル基準時間が、最終的に収束する。装置は、各ネットワーク用の自由進行クロック・オフセットを追跡することにより、複数のネットワークに接続できる。
【００４３】
以上の通り、明確な理解を得るために本発明をある程度詳細に説明したが、特許請求の範囲内で、一定の変更および改良を実行できることは、明らかである。本発明のプロセスおよびシステムを実施するには、多くの代替的な方法がある。従って、上述の実施の形態は、例示であってこれに限定されるものでない。本発明は、ここに説明された詳細な説明によって何ら限定されず、特許請求の範囲内で同等となるような改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
本発明は、添付図面と関連する以下の詳細な説明により容易に理解される。ここで、同じ参照番号は同じ構造的要素を示すものとする。
【図１】図１は、臨時無線ネットワークと共に通信を行う、一群の無線装置を示すブロック図である。
【図２】図２は、送信機から受信機への送信チャンネルにおいてパケットのタイミングに遅延とジッターが、どのように発生するかをある程度詳細に示す図である。
【図３】図３は、グローバル基準時間と呼ばれるタイムスタンプが、どのようにパケットヘッダー中に挿入されるか、を示す図である。
【図４】図４Ａは、グローバル基準時間が、どのように最大有意部分と、最小有意部分に分割されるかを示す図である。図４Ｂは、自由進行クロックを保存するメモリ・レジスタを示す図である。この自由進行クロックは３２ビットのクロックである。図４Ｃは、自由進行クロック・オフセットを保存するメモリ・レジスタを示す図である。
【図５】図５は、装置が二つの異なった臨時ネットワークに接続され、そのうち一つのネットワークに新規の装置が加わる実施形態を示す図である。
【図６】図６は、ネットワーク内の装置が、グローバル基準時間を含むパケットを受信した時に、自らのローカル基準時間を調節するか否かを判断するために、実行するプロセスを示すフローチャートである。
【図７】図７Ａは、グローバル基準時間を、パケットに含めるプロセスを示すフローチャートである。図７Ｂは、自由進行クロック・オフセットの更新を準備するために、受信機が実行するプロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１０２    ビデオプレーヤ
１０４    スクリーン
１０６Ａ  スピーカ
１０６Ｂ  スピーカ
１０６Ｃ  スピーカ
１０６Ｄ  スピーカ
２００    送信機
２０２    チャンネル
２０４    受信機
３０２    クロック同期シーケンス
３０４    フレーム同期シーケンス
３０６    グローバル基準時間
３０８    パケットの残り部分
５０２    装置
５０４    装置
５０６    装置
５０８    装置
５１２    装置
５１４    装置
５２２    装置
５３０    ネットワーク
５４０    ネットワーク
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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