(57)【要約】【課題】  不安定な無線環境においても、一つの装置で刻まれている時刻の情報を他の装置に無線送信し、複数の装置間で同じ時刻を刻むようにする。【解決手段】  送信端末１００が、通知時刻を示す通知時刻データを含む時刻通知パケットを生成するとともに、時刻通知パケットの送信に関する遅延である送信遅延時間を計測し、送信遅延時間を示す送信遅延時間データを時刻通知パケットに含ませ、通知時刻データと送信遅延時間データとが含まれた時刻通知パケットを複数の受信装置２００にプロードキャストにより無線送信し、受信装置２００では、時刻通知パケットの受信に関する遅延である受信遅延時間を計測し、時刻通知パケットに含まれた通知時刻データと送信遅延時間データと、受信遅延時間データとに基づき時刻を設定し、送信装置１００と受信装置２００との間で同期をとる。【選択図】        図１
2007101457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の受信装置に対して時刻を通知する送信装置であって、
通知時刻を示す通知時刻データが含まれるパケットを時刻通知パケットとして生成するパケット生成部と、
送信装置内の遅延時間である送信遅延時間を計測する送信遅延時間計測部と、
前記送信遅延時間計測部により計測された送信遅延時間を示す送信遅延時間データを時刻通知パケットに含ませるデータ合成部と、
通知時刻データと送信遅延時間データとが含まれる時刻通知パケットを前記受信装置に対して送信するパケット送信部とを有することを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記送信装置は、更に、
時刻を刻み、前記通知時刻においてアラームを発生させるアラーム発生部を有し、
前記パケット生成部は、
アラーム発生時刻を示す時刻通知データが含まれる時刻通知パケットを生成し、生成した時刻通知パケットを前記データ合成部に対して出力し、
前記送信遅延時間計測部は、
前記パケット生成部から前記データ合成部に対する時刻通知パケットの出力有無を監視し、前記パケット生成部から前記データ合成部に対する時刻通知パケットの出力を検知し、アラーム発生時刻から時刻通知パケットの出力の検知までの時間を送信遅延時間として計測し、計測した送信遅延時間を示す送信遅延時間データを前記データ合成部に出力し、
前記データ合成部は、
前記パケット生成部から出力された時刻通知パケットと前記送信遅延時間計測部から出力された送信遅延時間データを入力し、時刻通知パケットに送信遅延時間データを含ませることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記パケット生成部は、
前記データ合成部で送信遅延時間データを格納するためのデータフィールドを備える時刻通知パケットを生成し、
前記データ合成部は、
前記データフィールドに送信遅延時間データを格納することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項４】
前記データ合成部は、
通知時刻データの値と送信遅延時刻データの値とを加算し、時刻通知パケットに含まれた通知時刻データを加算値データに書き換え、加算値データを通知時刻データと送信遅延時間データとして時刻通知パケットに含ませ、
前記パケット送信部は、
加算値データが含まれる時刻通知パケットを前記受信装置に対して送信することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項５】
前記パケット生成部は、
所定の同期信号を含む時刻通知パケットを生成し、
前記送信遅延時間計測部は、
時刻通知パケットに含まれる同期信号を検出して、前記パケット生成部から前記データ合成部に対する時刻通知パケットの出力を検知することを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
【請求項６】
前記送信遅延時間計測部は、
アラーム発生時刻から所定の時間が経過しても前記パケット生成部から前記データ合成部に対する時刻通知パケットの出力が検知できない場合は、送信遅延時間の計測を中止することを特徴とする請求項２に記載の送信装置。
【請求項７】
前記パケット生成部は、
時刻通知パケットを生成する場合に、通知時刻データに基づいてエラー検知符号又はエラー訂正符号を生成し、生成したエラー検知符号又はエラー訂正符号を時刻通知パケットに含ませ、
前記送信装置は、更に、
前記送信遅延時間計測部により送信遅延時間が計測された際に、通知時刻データと送信遅延時間データとに基づき、新たなエラー検知符号又はエラー訂正符号を生成するエラー検知符号生成部を有し、
前記データ合成部は、
前記パケット生成部により生成された時刻通知パケットに含まれているエラー検知符号又はエラー訂正符号を前記エラー検知符号生成部により生成された新たなエラー検知符号又はエラー訂正符号に書き換えることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項８】
所定の送信装置から時刻を通知される受信装置であって、
通知時刻を示す通知時刻データと前記送信装置における送信遅延時間を示す送信遅延時間データとが含まれているパケットを時刻通知パケットとして前記送信装置から受信するパケット受信部と、
受信装置内の遅延時間である受信遅延時間を計測する受信遅延時間計測部と、
時刻通知パケットに含まれている通知時刻データと送信遅延時間データと、前記受信遅延時間計測部により計測された受信遅延時間を示す受信遅延時間データとに基づき、現在時刻を設定する時刻設定部とを有することを特徴とする受信装置。
【請求項９】
前記受信装置は、更に、
前記パケット受信部から時刻通知パケットを入力し、時刻通知パケットから通知時刻データと送信遅延時間データとを抽出し、抽出した通知時刻データ及び送信遅延時間データを前記時刻設定部に出力するデータ抽出部を有し、
前記受信遅延時間計測部は、
前記パケット受信部から前記データ抽出部に対する時刻通知パケットの出力有無を監視し、前記パケット受信部から前記データ抽出部に対する時刻通知パケットの出力を検知し、更に、前記データ抽出部から前記時刻設定部に対する通知時刻データ及び送信遅延時間データの出力有無を監視し、前記データ抽出部から前記時刻設定部に対する通知時刻データ及び送信遅延時間データの出力を検知し、時刻通知パケットの出力の検知から通知時刻データ及び送信遅延時間データの出力の検知までの時間を受信遅延時間として計測し、計測した受信遅延時間を示す受信遅延時間データを前記時刻設定部に出力し、
前記時刻設定部は、
前記データ抽出部から出力された通知時刻データ及び送信遅延時間データと前記受信遅延時間計測部から出力された受信遅延時間データを入力し、通知時刻データ及び送信遅延時間データと受信遅延時間データとに基づき現在時刻を設定することを特徴とする請求項８に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記パケット受信部は、
通知時刻データ及び送信遅延時間データとして、通知時刻と送信遅延時間との加算値を示す加算値データが含まれる時刻通知パケットを受信し、
前記時刻設定部は、
時刻通知パケットに含まれている加算値データと、受信遅延時間データとに基づき、現在時刻を設定することを特徴とする請求項８に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記受信装置は、更に、
前記パケット受信部から時刻通知パケットを入力し、時刻通知パケットから加算値データを抽出し、抽出した加算値データを前記時刻設定部に出力するデータ抽出部を有し、
前記受信遅延時間計測部は、
前記パケット受信部から前記データ抽出部に対する時刻通知パケットの出力有無を監視し、前記パケット受信部から前記データ抽出部に対する時刻通知パケットの出力を検知し、更に、前記データ抽出部から前記時刻設定部に対する加算値データの出力有無を監視し、前記データ抽出部から前記時刻設定部に対する加算値データの出力を検知し、時刻通知パケットの出力の検知から加算値データの出力の検知までの時間を受信遅延時間として計測し、計測した受信遅延時間を示す受信遅延時間データを前記時刻設定部に出力し、
前記時刻設定部は、
前記データ抽出部から出力された加算値データと前記受信遅延時間計測部から出力された受信遅延時間データを入力し、加算値データと受信遅延時間データとに基づき現在時刻を設定することを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記パケット受信部は、
所定の同期信号を含む時刻通知パケットを受信し、
前記受信遅延時間計測部は、
時刻通知パケットに含まれる同期信号を検出して、前記パケット受信部から前記データ抽出部に対する時刻通知パケットの出力を検知することを特徴とする請求項９又は請求項１１に記載の受信装置。
【請求項１３】
前記受信遅延時間計測部は、
前記パケット受信部から前記データ抽出部に対する時刻通知パケットの出力の検知から所定の時間が経過しても前記データ抽出部から前記時刻設定部に対する通知時刻データ及び送信遅延時間データの出力が検知できない場合は、受信遅延時間の計測を中止することを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１４】
前記受信遅延時間計測部は、
前記パケット受信部から前記データ抽出部に対する時刻通知パケットの出力の検知から所定の時間が経過しても前記データ抽出部から前記時刻設定部に対する加算値データの出力が検知できない場合は、受信遅延時間の計測を中止することを特徴とする請求項１１に記載の受信装置。
【請求項１５】
所定の受信装置に対して時刻を通知する時刻通知方法であって、
通知時刻を示す通知時刻データが含まれるパケットを時刻通知パケットとして生成するパケット生成ステップと、
パケットの生成及び送信に関する遅延時間である送信遅延時間を計測する送信遅延時間計測ステップと、
前記送信遅延時間計測ステップにより計測された送信遅延時間を示す送信遅延時間データを時刻通知パケットに含ませるデータ合成ステップと、
通知時刻データと送信遅延時間データとが含まれる時刻通知パケットを前記受信装置に対して送信するパケット送信ステップとを有することを特徴とする時刻通知方法。
【請求項１６】
前記時刻通知方法は、更に、
時刻を刻み、前記通知時刻においてアラームを発生させるアラーム発生ステップを有し、
前記パケット生成ステップは、
アラーム発生時刻を示す時刻通知データが含まれる時刻通知パケットを生成し、生成した時刻通知パケットを前記データ合成ステップに対して出力し、
前記送信遅延時間計測ステップは、
前記パケット生成ステップから前記データ合成ステップに対する時刻通知パケットの出力有無を監視し、前記アラーム発生ステップから前記データ合成ステップに対する時刻通知パケットの出力を検知し、アラーム発生時刻から時刻通知パケットの出力の検知までの時間を送信遅延時間として計測し、計測した送信遅延時間を示す送信遅延時間データを前記データ合成ステップに出力し、
前記データ合成ステップは、
前記パケット生成ステップから出力された時刻通知パケットと前記送信遅延時間計測ステップから出力された送信遅延時間データを入力し、時刻通知パケットに送信遅延時間データを含ませることを特徴とする請求項１５に記載の時刻通知方法。
【請求項１７】
所定の送信装置から通知される時刻に基づいて時刻の設定を行う時刻設定方法であって、
通知時刻を示す通知時刻データと前記送信装置における送信遅延時間を示す送信遅延時間データとが含まれているパケットを時刻通知パケットとして前記送信装置から受信するパケット受信ステップと、
パケット受信及び時刻設定に関する遅延時間である受信遅延時間を計測する受信遅延時間計測ステップと、
時刻通知パケットに含まれている通知時刻データと送信遅延時間データと、前記受信遅延時間計測ステップにより計測された受信遅延時間を示す受信遅延時間データとに基づき、現在時刻を設定する時刻設定ステップとを有することを特徴とする時刻設定方法。
【請求項１８】
前記時刻設定方法は、更に、
前記パケット受信ステップから時刻通知パケットを入力し、時刻通知パケットから通知時刻データと送信遅延時間データとを抽出し、抽出した通知時刻データ及び送信遅延時間データを前記時刻設定ステップに出力するデータ抽出ステップを有し、
前記受信遅延時間計測ステップは、
前記パケット受信ステップから前記データ抽出ステップに対する時刻通知パケットの出力有無を監視し、前記パケット受信ステップから前記データ抽出ステップに対する時刻通知パケットの出力を検知し、更に、前記データ抽出ステップから前記時刻設定ステップに対する通知時刻データ及び送信遅延時間データの出力有無を監視し、前記データ抽出ステップから前記時刻設定ステップに対する通知時刻データ及び送信遅延時間データの出力を検知し、時刻通知パケットの出力の検知から通知時刻データ及び送信遅延時間データの出力の検知までの時間を受信遅延時間として計測し、計測した受信遅延時間を示す受信遅延時間データを前記時刻設定ステップに出力し、
前記時刻設定ステップは、
前記データ抽出ステップから出力された通知時刻データ及び送信遅延時間データと前記受信遅延時間計測ステップから出力された受信遅延時間データを入力し、通知時刻データ及び送信遅延時間データと受信遅延時間データとに基づき現在時刻を設定することを特徴とする請求項１７に記載の時刻設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二以上の端末が存在する場合に、一つの端末で刻まれている時刻の情報を他の端末に転送し、複数の端末間で同じ時刻を刻むようにする時刻同期技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、一方の端末の時刻を別の端末に転送し、同じ時刻を刻むことを目的とした時刻同期においては、転送遅延による時刻誤差が課題となっている。高精度に時刻同期するためには、本時刻誤差を計測、補正する方法が必要とされる。この際、受信側においては計測した遅延時間を時刻設定時に設定すればよいが、送信遅延をどのように伝えるかが課題となる。例えば、特許文献１は、時刻情報を送信した際の遅延時間を計測し、２回目の通信にて本遅延時間を送信している。
【特許文献１】特開平９−８３６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の従来の時刻同期方式を無線に適用する場合、無線通信は環境に応じて通信成功率が顕著に変化するという問題点があった。例えば、ブロードキャストを用いて１つの端末の時刻情報を複数の端末に同時送信する場合、パケットが２つある場合には最初のパケットは受信できたが次は受信できない、あるいはその逆となる端末が現れる。よって特許文献１のように時刻情報と遅延情報を別のパケットで送信する場合にはデータの整合性が取れなくなる問題があった。
【０００４】
この発明は上記のような問題点を解決することを目的の一つとし、例えば無線通信を用いたブロードキャストによって、複数の端末に確実に時刻および遅延情報を伝達することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る送信装置は、
所定の受信装置に対して時刻を通知する送信装置であって、
通知時刻を示す通知時刻データが含まれるパケットを時刻通知パケットとして生成するパケット生成部と、
送信装置内の遅延時間である送信遅延時間を計測する送信遅延時間計測部と、
前記送信遅延時間計測部により計測された送信遅延時間を示す送信遅延時間データを時刻通知パケットに含ませるデータ合成部と、
通知時刻データと送信遅延時間データとが含まれる時刻通知パケットを前記受信装置に対して送信するパケット送信部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、一つの時刻通知パケットに通知時刻データ及び送信遅延時間データの両者を含ませて受信装置に対して送信することができるため、通知時刻データと送信遅延時間データとを別のパケットで送信する必要がない。これにより、通知時刻データは受信装置に到達したが、パケットの欠損により送信遅延時間データは受信装置に届かない、または逆に、送信遅延時間データは受信装置に到達したが、パケットの欠損により通知時刻データは受信装置に届かないという事態を回避することができ、これにより時刻誤差成分を抑えることができ、高精度な時刻交換が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態が対象とする無線通信システムの構成例を示す図である。
【０００８】
図１において、送信装置１００は、複数の受信装置２００に対してブロードキャスト通信により時刻を通知する。送信装置１００は、送信装置１００における時刻を示す通知時刻データ及び送信装置１００内の遅延時間である送信遅延時間を示す送信遅延時間データを一つのパケットに含め、このパケットを各受信装置２００に送信する。送信装置１００が送信するパケットを時刻通知パケットと呼ぶ。なお、以下では、時刻通知パケットを「パケット」、「無線パケット」、「送信パケット」、「受信パケット」ともいう。
【０００９】
受信装置２００では、時刻通知パケットを受信した際に受信装置２００内の遅延時間である受信遅延時間を計測し、時刻通知パケットに含まれている通知時刻データ、送信遅延時間データ、計測した受信遅延時間を示す受信遅延時間データを用いて時刻を設定する。
【００１０】
なお、本実施の形態では、無線通信システムを例にしているが有線の通信システムであってもよい。
【００１１】
図２は、本実施の形態に係る送信装置１００の構成例を示す図である。
【００１２】
図２において、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１は、無線パケットの生成処理を行う。ＣＰＵ１０１は、パケット生成部の例である。
【００１３】
無線チップ１０２は、ＣＰＵ１０１が生成したパケットを無線信号として送出する。無線チップ１０２は、パケット送信部の例である。
【００１４】
時計１０３は、時刻を刻むとともに、受信装置２００に時刻通知を行う時刻になった際に、アラームを発生させる。時計１０３は、アラーム発生部の例である。
【００１５】
タイマ１０４は、時刻通知パケットの送信時の遅延時間である送信遅延時間を計測する。
【００１６】
無線監視・制御部１０５は、時計１０３が発生させたアラームやＣＰＵ１０１と無線チップ１０２の間のデータを監視し、タイマ１０４の終了の制御を行い送信遅延時間の計測を管理する。そして、送信遅延時間を示す送信遅延時間データを生成し、合成部１０６に出力する。なお、タイマ１０４及び無線監視・制御部１０５は、送信遅延時間計測部の例である。また、無線監視・制御部１０５の内部は、例えば、図４に示す構成となっている。なお、無線監視・制御部１０５の内部構成の詳細は、後述する。
【００１７】
合成部１０６は、ＣＰＵ１０１が生成する無線パケットと、無線監視・制御部１０５から送出される送信遅延時間データをマージする。合成部１０６は、データ合成部の例である。
【００１８】
また、各ブロック間の信号線として、アラーム線１１１は、時計１０３がＣＰＵ１０１によって設定された時刻となったことをＣＰＵ１０１及びタイマ１０４に通知する。
【００１９】
また、時刻データ線１１２はＣＰＵ１０１が時計１０３から時刻を読み出す際に用いられる。
【００２０】
無線送信データ線１１３は、ＣＰＵ１０１が無線チップ１０２に無線パケットを転送する際に用いられ、更に、無線監視・制御部１０５がＣＰＵ１０１と無線チップ１０２との間の無線パケットの送出有無を監視するために用いられる。
【００２１】
停止信号線１１４は、無線監視・制御部１０５がタイマ１０４に対して送信遅延時間の計測の停止を指示する際に用いられる。
【００２２】
計測データ線１１５は、タイマ１０４の計測値を無線監視・制御部１０５に通知する際に用いられる。
【００２３】
送信遅延時間出力線１１６は、無線監視・制御部１０５が合成部１０６に送信遅延時間データを出力する際に用いられる。
【００２４】
図３は、本実施の形態に係る受信装置２００の構成例を示す図である。
【００２５】
図３において、ＣＰＵ２０１は、無線チップ２０２から受信パケットを入力し、受信パケットから通知時刻データ及び送信遅延時間データを抽出する。更に、抽出した通知時刻データ、送信遅延時間データを時計２０３に対して出力する。なお、ＣＰＵ２０１は、データ抽出部の例である。
【００２６】
無線チップ２０２は、送信装置１００からの時刻通知パケットを受信パケットとして受信し、ＣＰＵ２０１に転送する。無線チップ２０２は、パケット受信部の例である。
【００２７】
時計２０３は、ＣＰＵ２０１で抽出された通知時刻データ、送信遅延時間データを入力するとともに、通知時刻データ、送信遅延時間データを入力した際に、タイマ２０４に対して受信遅延時間の計測を停止するよう指示する。また、時計２０３は、入力した通知時刻データ、送信遅延時間データ、更には受信遅延時間を示す受信遅延時間データを用いて時刻を設定する。時計２０３は、時刻設定部の例である。
【００２８】
タイマ２０４は時刻通知パケットの受信時の遅延時間である受信遅延時間を計測する。そして、受信遅延時間を示す受信遅延時間データを時計２０３に出力する。
【００２９】
無線監視・制御部２０５は、ＣＰＵ２０１と無線チップ２０２の間のデータを監視し、タイマ２０４の開始の制御を行い受信遅延時間の計測を管理する。なお、タイマ２０４及び無線監視・制御部２０５は、受信遅延時間計測部の例である。また、無線監視・制御部２０５の内部は、例えば、図４に示す構成となっている。なお、無線監視・制御部２０５の内部構成の詳細は、後述する。
【００３０】
また、各ブロック間の信号線として、無線受信データ線２１７は、無線チップ２０２がＣＰＵ２０１に無線パケットを転送する際に用いられ、更に、無線監視・制御部２０５がＣＰＵ２０１と無線チップ２０２との間の無線パケットの送出有無を監視するために用いられる。
【００３１】
時刻データ線２１２は、ＣＰＵ２０１で抽出された時刻通知データ及び送信遅延時間データが時計２０３に出力される。
【００３２】
開始信号線２１４は、無線監視・制御部２０５がタイマ２０４に対して受信遅延時間の計測の開始を指示する際に用いられる。
【００３３】
計測データ線２１５は、タイマ２０４の計測値を時計２０３に通知する際に用いられる。
【００３４】
停止信号線２１８は、時計２０３がタイマ２０４に対して受信遅延時間の計測の停止を指示する際に用いられる。
【００３５】
次に、図６及び図７を用いて送信装置１００及び受信装置２００の動作を概説する。
【００３６】
図６は、送信装置１００の動作例を説明するフローチャート図であり、図７は、受信装置２００の動作例を説明するフローチャート図である。
【００３７】
先ず、図６を用いて送信装置１００の動作例を概説する。
【００３８】
最初に、ステップＳ６０１において、受信装置２００に通知すべき時刻（通知時刻）になった際に、時計１０３がアラームを発生させる（アラーム発生ステップ）。このアラームは、ＣＰＵ１０１及びタイマ１０４に通知される。また、時計１０３は、アラーム発生時刻（＝通知時刻）を示す通知時刻データをＣＰＵ１０１に対して出力する。なお、通知時刻は、ＣＰＵ１０１により予め設定されているものとする。
【００３９】
次に、ステップＳ６０２において、タイマ１０４がアラームの発生を検知して、送信遅延時間の計測を開始する（送信遅延時間計測ステップ）。
【００４０】
次に、ステップＳ６０３において、ＣＰＵ１０１がアラーム発生時刻を示す通知時刻データを含む時刻通知パケットを生成する（パケット生成ステップ）。
【００４１】
次に、ステップＳ６０４において、ＣＰＵ１０１が時刻通知パケットを無線チップ１０２に向けて出力する。
【００４２】
次に、ステップＳ６０５において、無線監視・制御部１０５がＣＰＵ１０１から無線チップ１０２に対する時刻通知パケットの出力を検知する（送信遅延時間計測ステップ）。無線監視・制御部１０５は、ＣＰＵ１０１と無線チップ１０２との間のデータの入出力を監視しており、ＣＰＵ１０１から無線チップ１０２に対して時刻通知パケットが出力された際に、これを検知する。そして、無線監視・制御部１０５は、タイマ１０４に対して送信遅延時間の計測を停止するよう指示する。
【００４３】
次に、ステップＳ６０６において、タイマ１０４は、送信遅延時間の計測を停止する（送信遅延時間計測ステップ）。そして、アラームの発生から、ＣＰＵ１０１から無線チップ１０２に対する時刻通知パケットの出力の検知までの時間を送信遅延時間とし、計測値を無線監視・制御部１０５に出力し、更に、無線監視・制御部１０５は送信遅延時間を示す送信遅延時間データを合成部１０６に出力する。
【００４４】
次に、ステップＳ６０７において、合成部１０６は、送信遅延時間データを時刻通知パケットに含ませる。合成部１０６は、ＣＰＵ１０１から無線チップ１０２に対して出力された時刻通知パケットを取得しており、無線監視・制御部１０５からの送信遅延時間データを時刻通知パケットに含ませる。
【００４５】
最後に、ステップＳ６０８において、無線チップ１０２が、通知時刻データと送信遅延時間データが含まれた時刻通知パケットを受信装置２００に対して送信する。
【００４６】
次に、図７を用いて受信装置２００の動作例を概説する。
【００４７】
最初に、ステップＳ７０１において、無線チップ２０２が、通知時刻データと送信遅延時間データが含まれた時刻通知パケットを受信する（パケット受信ステップ）。
【００４８】
次に、ステップＳ７０２において、無線チップ２０２が、時刻通知パケットをＣＰＵ２０１に向けて出力する。
【００４９】
次に、ステップＳ７０３において、無線監視・制御部２０５が無線チップ２０２からＣＰＵ２０１に対する時刻通知パケットの出力を検知する（受信遅延時間計測ステップ）。無線監視・制御部２０５は、ＣＰＵ２０１と無線チップ２０２との間のデータの入出力を監視しており、無線チップ２０２からＣＰＵ２０１に対して時刻通知パケットが出力された際に、これを検知する。そして、無線監視・制御部２０５は、タイマ２０４に対して送信遅延時間の計測を開始するよう指示する。
【００５０】
次に、ステップＳ７０４において、タイマ２０４が無線監視・制御部２０５からの計測開始の指示に基づき、受信遅延時間の計測を開始する（受信遅延時間計測ステップ）。
【００５１】
次に、ステップＳ７０５において、ＣＰＵ２０１が、時刻通知パケットに含まれている時刻通知データ及び送信遅延時間データを抽出する（データ抽出ステップ）。
【００５２】
次に、ステップＳ７０６において、ＣＰＵ２０１が、抽出した時刻通知データ及び送信遅延時間データを時計２０３に向けて出力する。
【００５３】
次に、ステップＳ７０７において、時計２０３が時刻通知データ及び送信遅延時間データを入力するとともに、タイマ２０４に対して受信遅延時間の計測を停止するよう指示し、この結果、タイマ２０４は、ＣＰＵ２０１から時計２０３に対する時刻通知データ及び送信遅延時間データの出力を検知する（受信遅延時間計測ステップ）。
【００５４】
次に、ステップＳ７０８において、タイマ２０４は、受信遅延時間の計測を停止する（受信遅延時間計測ステップ）。そして、無線チップ２０２からＣＰＵ２０１に対する時刻通知パケットの出力の検知から、ＣＰＵ２０１から時計２０３に対する時刻通知データ及び送信遅延時間データの出力の検知までの時間を受信遅延時間とし、計測値を受信遅延時間データとして時計２０３に出力する。
【００５５】
最後に、ステップＳ７０９において、時計２０３が、ＣＰＵ２０１から入力した時刻通知データ及び送信遅延時間データと、タイマ２０４から入力した受信遅延時間データとに基づいて時刻を設定する。具体的には、時刻通知データに示す時刻に、送信遅延時間データに示される遅延時間と、受信遅延時間データに示される遅延時間とを加算した値を現在の時刻として設定する。
【００５６】
次に、送信装置１００の無線監視・制御部１０５及び受信装置２００の無線監視・制御部２０５の詳細構成例を図４に示す。
【００５７】
図４において、同期化部５１は、送信パケットもしくは受信パケットを同期化しプリアンブルデータ、同期信号データに分別する。
【００５８】
フレーム制御部５２は、同期化部５１からのビットカウント信号を元に、計測値データ（送信遅延時間データ又は受信遅延時間データ）の出力タイミングを制御する。
【００５９】
比較器５３は、同期化部５１によって分別されたプリアンブルデータの比較を行う。
【００６０】
比較器５４は、同期信号データの比較を行う。
【００６１】
ＡＮＤゲート５５は、プリアンブル、同期化パターンが一致した場合に有意となる、
ＡＮＤゲート５６は、タイマからの計測値データの出力ゲートである。
【００６２】
次に、本実施の形態に係る時刻同期の動作を詳細に説明する。
【００６３】
まず、ＣＰＵ１０１があらかじめ通知時刻を時刻データ線１１２経由で時計１０３に設定する。
【００６４】
時計１０３は設定された通知時刻になると、アラームをＣＰＵ１０１に通知する。このとき、タイマ１０４は本アラームを受信し、送信遅延時間の計測を開始する。
【００６５】
ＣＰＵ１０１はアラームを受け、時計１０３から通知時刻データを時刻データ線１１２経由で読み出し、通知時刻データを含む時刻通知パケットを生成する。このとき、パケット内に送信遅延時間データを格納するためのデータフィールドを空けておき、そこには０などの任意の値を入れておく。一般的な無線パケットは図５に示すように通信準備を意味するプリアンブル５０１、意味のあるデータの先頭を示す同期信号５０２、宛先と、ここでは通知時刻データを格納したデータフィールド５０３、そしてデータの終了を示す終了信号５０４で構成される。データフィールド５０３はＣＰＵ１０１によって生成される宛先・時刻等有効データ５０５および無効領域５０６に分別される。宛先・時刻等有効データ５０５には、通知時刻データが含まれる。ＣＰＵ１０１は生成した時刻通知パケットをメモリ等に格納し、無線チップ１０２へ送信開始を要求する。無線チップ１０２は要求を受けると時刻通知パケットを無線送信データ線１１３経由でＣＰＵ１０１のメモリから読み出し、無線送出する。
【００６６】
無線監視・制御部１０５は無線送信データ線１１３を監視しており、同期化部５１および比較器５３、５４によってプリアンブル５０１および同期信号５０２を検出する。同期信号５０２を検出した場合、ＡＮＤゲート５５が有意となり、停止信号線１１４に信号を発しタイマ１０４へ計測終了を伝える。また無線監視・制御部１０５のフレーム制御部５２は同期化部５１の出力するフレームカウント信号をもとに無効領域５０６の開始タイミングを検出する。
【００６７】
無線送信データ線１１３上の信号が無効領域５０６に入るタイミングで、無線監視・制御部１０５の出力ゲート５６が有意となり、タイマ１０４の計測値が送信遅延時間データとして出力され、合成部１０６においてデータフィールドにマージする。マージの方法として、ＣＰＵ１０１が設定したデータフィールドの値が０であれば加算もしくは論理和にて、別の値であれば入れ替えることで行う。以上により、送信用無線パケットの無効領域５０６が送信遅延時間データ５０７に置き換わり、無線チップ１０２から無線送出される。
【００６８】
なお、時計１０３のアラームは時刻情報の送信以外の目的に使用される場合がある。この場合、アラームにてタイマ１０４は送信遅延時間の計測を開始するものの、期待すべき通知時刻データを含んだ時刻通知パケットがＣＰＵ１０１から無線チップ１０２に対して出力されず、いつまでも計測が終了できない状態が発生する。これを防ぐために計測時間に制限を加える。すなわち、送信遅延時間の最大値よりも長い時間が経過してもタイマ１０４へ停止信号が通知されない場合、計測を強制終了する。また、計測が強制終了された後にＣＰＵ１０１から無線チップ１０２に対して時刻通知パケットが出力された場合には、送信遅延時間データを入れるべきデータフィールドにエラーコードを挿入してもよい。
【００６９】
次に、受信側について説明する。
【００７０】
時刻通知パケットを受信すると、無線チップ２０２は時刻通知パケットを無線受信データ線２１７にてＣＰＵ２０１へ送信する。無線監視・制御部２０５は無線受信データ線２１７を監視しており、同期化部５１、比較器５３、５４によってプリアンブル５０１および同期信号５０２を検出する。同期信号５０２を検出した場合、ＡＮＤゲート５５が有意となり、開始信号線２１４に信号を発しタイマ２０４へ受信遅延時間の計測の開始を伝える。タイマ２０４は本通知を受け受信遅延時間の計測を開始する。
【００７１】
時刻通知パケットを受けたＣＰＵ２０１は受信した無線パケットを解析し、時刻通知パケットの受信であることを検知した場合、パケット内の通知時刻データおよび送信遅延時間データを抽出し、抽出した通知時刻データおよび送信遅延時間データを時刻データ線２１２を経由し時計２０３へ送信する。
【００７２】
ＣＰＵ２０１から通知時刻データおよび送信遅延時間データを受信した時計２０３は、停止信号線２１８に信号を発しタイマ２０４へ受信遅延時間の計測の停止を通知する。計測停止の通知を受けたタイマ２０４は受信遅延時間の計測を停止し、受信遅延時間データを計測データ線２１５へ出力する。時計２０３はＣＰＵ１０１から受信した通知時刻データに、同じくＣＰＵ１０１から受信した送信遅延時間データと、計測データ線２１５から読み出した受信遅延時間データを加えた値を現在時刻値として設定する。
【００７３】
なお、無線監視・制御部２０５はパケット受信の度にタイマ２０４へ計測開始を通知するが、受信パケットが時刻通知パケットではない可能性もある。この場合、タイマ２０４は受信遅延時刻の計測を開始するものの、時計２０３より停止通知が送信されず、いつまでも受信遅延時間の計測を終了できない状態が発生する。これを防ぐために計測時間に制限を加える。すなわち、受信遅延時間の最大値よりも長い時間が経過してもタイマ２０４へ停止信号が通知されない場合、計測を強制終了する。また、計測が強制終了された後にＣＰＵ２０１から時計２０３に対して通知時刻データおよび送信遅延時間データの出力が行われた場合には、受信遅延時間データを入れるべきデータフィールドにエラーコードを挿入してもよい。
【００７４】
以上のように、時刻交換通信において、ＣＰＵと無線チップのデータ線を監視し、送信遅延時間を計測し、計測した送信遅延時間を示す送信遅延時間データを通知時刻データが含まれる時刻通知パケットに含ませ、これにより一つの時刻通知パケットに通知時刻データ及び送信遅延時間データの両者を含ませることができる。このため、通知時刻データと送信遅延時間データとを別のパケットにする必要がなく、無線通信の場合に、通知時刻データは受信側に到達したが、パケットの欠損により送信遅延時間データは受信側に届かない、または逆に、送信遅延時間データは受信側に到達したが、パケットの欠損により通知時刻データは受信側に届かないという事態を回避することができ、無線通信による時刻誤差成分を抑えることができ、高精度な時刻交換が実現できる。
【００７５】
更には、受信側においても受信遅延時間を計測し、受信遅延時間を補正して時刻設定を行うようにしているので、無線通信による時刻誤差成分を抑えることができ、高精度な時刻交換が実現できる。
【００７６】
また、送信遅延時間データを時刻通知パケットのデータフィールドの無効領域に置き換えるようにしているので、時刻交換のための無線通信は１パケットに収めることができ、不安定な無線環境においても本パケットが受信できた受信装置は時刻を同期することができる。
【００７７】
さらに、タイマに計測制限値を設け、予想される遅延時間よりも長い時間経過しても停止通知が受信できない場合には計測を強制終了、エラー通知するようにしているので、アラームの検知ミスや時刻交換でないパケット受信時の計測誤動作を防止できる。
【００７８】
以上の実施の形態１に係る時刻交換通信システムは、
（ａ）．時刻を刻み、任意の時刻になるとアラームを発生する時刻通知手段
（ｂ）．（ａ）のアラームをトリガに、アラームの発生時刻をデータとした無線パケットを生成し、無線送出する時刻情報送信手段
（ｃ）．（ａ）のアラームから（ｂ）の無線パケットの送出までの遅延時間を計測する送信遅延計測手段
（ｄ）．（ｃ）の遅延時間をデータとした無線パケットを生成し、無線送出する送信遅延情報送信手段
（ｅ）．（ｂ）の無線パケットを受信し、時刻情報を抽出し、自身の時計に設定する時刻設定手段
（ｆ）．（ｅ）の無線パケット受信から時刻を設定するまでの遅延時間を計測する受信遅延計測手段
（ｇ）．（ｆ）の遅延時間を（ｅ）の自身の時計の時刻に加算して再設定する時刻受信補正手段
（ｈ）．（ｄ）の無線パケットを受信し、送信遅延情報を抽出し、自身の時計の時刻に加算して再設定する時刻送信補正手段、とを備えることを特徴とする。
【００７９】
また、上記の（ｂ）と（ｄ）の無線パケットを１つの無線パケットに結合することを特徴とする。
【００８０】
また、上記の無線パケットの結合として、上記の（ｂ）を生成する際にはあらかじめ送信遅延情報を格納するデータフィールドをパケット内に備えておき、このフィールドに送信遅延情報を格納することを特徴とする。
【００８１】
また、上記の無線パケットの結合として、時刻情報に送信遅延情報を加算したものをあらたな時刻情報として変換することを特徴とする。
【００８２】
また、上記の結合された無線パケットに対し、受信側で時刻情報と送信遅延情報にデータを分離抽出することを特徴とする。
【００８３】
また、上記の無線パケットは、ブロードキャストメッセージで送信されることを特徴とする。
【００８４】
また、上記の（ｃ）における無線パケットの送出検知は、無線パケットに含まれる同期ビット情報を検出することで行われることを特徴とする。
【００８５】
また、上記の（ｂ）における送信遅延計測手段において、上限値検出手段を設け、所定の時間が経過しても無線送出が行われない場合に計測を中止することを特徴とする。
【００８６】
また、上記の（ｆ）における受信遅延計測手段において、上限検出手段を設け、所定の時間が経過しても時刻の設定が行われない場合に計測を中止し、（ｇ）、（ｈ）の時刻設定を行わないことを特徴とする。
【００８７】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、プリアンブル、同期信号、データ、終了信号で構成される基本的なパケットフレームに送信遅延時間データをマージして無線出力する方法による時刻交換方式について説明したが、次にエラー検出もしくはエラー訂正符号を備えたフレームにおいて時刻交換する方法について説明する。
【００８８】
図８は、本実施の形態における無線監視・制御部１０５、２０５の構成例を示す図である。
【００８９】
図８において、エラー検知符号生成部５７は、同期化部５１が分別するフレームデータから、エラー検知信号を生成する。セレクタ５８は、タイマからの計測値とエラー検知符号を選択する。
【００９０】
また、図９は例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４にて標準化されているフレームフォーマットである。９０１はプリアンブル、９０２は同期信号に相当するＳＦＤ、９０３、９０４はヘッダ情報、９０５はデータフィールドに相当するペイロード、９０６は終了信号かつエラー検知符号であるＦＣＳである。本フォーマットに従う場合、ペイロード９０５に通知時刻データ９０７および送信遅延時間データ９０８を格納する。
【００９１】
次に動作について説明する。
【００９２】
送信遅延時間を計測し、無効領域に送信遅延時間データをマージするところまでは実施の形態１と同じである。これに並行して無線監視・制御部１０５は同期化部５１によりＭＨＲ９０４およびペイロード９０５のデータを抽出、エラー検知符号生成部５７によって本データのエラー検知符号を生成する。つまり、送信遅延時間データのマージ前には、エラー検知符号は、送信遅延時間データが含まれていないパケット内容に基づいて生成されていたが、送信遅延時間データがマージされるため、送信遅延時間データが含まれたパケット内容に基づいてエラー検知符号を生成しなおす必要があるため、エラー検知符号生成部５７が送信遅延時間データのマージ後のパケット内容を反映させた新たなエラー検知符号を生成する。
【００９３】
エラー検知符号は、例えばＣＲＣ符号などである。仕様によってはリードソロモン符号などのエラー訂正符号を備えるものもあるが、この場合は、エラー検知符号生成部５７は、同様にして新たなエラー訂正符号を生成する。
【００９４】
フレーム制御部５２は、同期化部によるフレームビットカウントを用い、ペイロード９０５内の無効領域の開始を検知すると、セレクタ５８をタイマ計測値出力に設定し、出力ゲート５６を通して合成部１０６へ送信遅延時間データを出力する。また、ＦＣＳ９０６の開始を検知すると、セレクタ５８をエラー検知符号出力に設定し、新たに生成したエラー検知符号を合成部１０６へ出力する。合成部１０６では、時刻通知パケットのエラー検知符号又はエラー訂正符号の値を無線監視・制御部１０５の出力する新たなエラー検知符号又はエラー訂正符号の値に置き換えることで、無効領域への送信遅延時間データの追加およびフレーム変更によるエラー検知符号又はエラー訂正符号の更新を行う。
【００９５】
以上のように、エラー検知符号もしくはエラー訂正符号を備えたフレーム構造であっても、エラー検知符号もしくはエラー訂正符号を再生成し置き換えることができるので、標準化されたフレーム仕様に基づく無線プロトコルにおいても、仕様を変更することなく時刻交換方式を追加することができる。
【００９６】
このように、実施の形態２に係る時刻交換通信システムは、実施の形態１に示した無線パケットの結合に加え、パケットのエラー検出もしくはエラー訂正ビット生成手段を備え、無線パケットに付加されているエラー検出もしくはエラー訂正ビットを入れ替えることを特徴とする。
【００９７】
前述した各実施の形態で、送信装置１００、受信装置２００は、コンピュータで実現できるものである。
【００９８】
送信装置１００、受信装置２００において、例えば、ＣＰＵは、バスを介して、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、通信ボード、表示装置、Ｋ／Ｂ（キーボード）、マウス、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤＤ（コンパクトディスクドライブ）、磁気ディスク装置、光ディスク装置、プリンタ装置、スキャナ装置等と接続可能である。
【００９９】
ＲＡＭは、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＦＤＤ、ＣＤＤ、磁気ディスク装置、光ディスク装置は、不揮発性メモリの一例である。
【０１００】
前述した各実施の形態の送信装置１００、受信装置２００が扱うデータや情報は、これら記憶手段に保存され、送信装置１００、受信装置２００の各部により、記録され読み出されるものである。
【０１０１】
磁気ディスク装置には、オペレーティングシステム（ＯＳ）、ウィンドウシステム、プログラム群、ファイル群（データベース）が記憶されている。
【０１０２】
プログラム群は、ＣＰＵ、ＯＳ、ウィンドウシステムにより実行される。
【０１０３】
上記送信装置１００、受信装置２００の各部は、一部或いはすべてコンピュータで動作可能なプログラムにより構成しても構わない。或いは、ＲＯＭに記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェア或いは、ハードウェア或いは、ソフトウェアとハードウェアとファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。例えば、以上の実施の形態では、無線監視・制御部１０５、２０５は、ハードウェアによる構成として説明されていたが、例えば、同様の機能を実現するソフトウェアとして構成されていてもよい。
【０１０４】
上記プログラム群には、実施の形態の説明において「〜部」として説明した処理をＣＰＵに実行させるプログラムが記憶される。これらのプログラムは、例えば、Ｃ言語やＨＴＭＬやＳＧＭＬやＸＭＬなどのコンピュータ言語により作成される。
【０１０５】
また、上記プログラムは、磁気ディスク装置、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ）、光ディスク、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のその他の記録媒体に記憶され、ＣＰＵにより読み出され実行される。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】実施の形態１及び２に係るシステム構成例を示す図。
【図２】実施の形態１及ぶ２に係る送信装置の構成例を示す図。
【図３】実施の形態１及ぶ２に係る受信装置の構成例を示す図。
【図４】実施の形態１に係る無線監視・制御部の構成例を示す図。
【図５】実施の形態１に係る時刻通知パケットの構成例を示す図。
【図６】実施の形態１に係る送信装置の動作例を示すフローチャート図。
【図７】実施の形態１に係る受信装置の動作例を示すフローチャート図。
【図８】実施の形態２に係る無線監視・制御部の構成例を示す図。
【図９】実施の形態２に係る時刻通知パケットの構成例を示す図。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  送信装置、１０１  ＣＰＵ、１０２  無線チップ、１０３  時計、１０４  タイマ、１０５  無線監視・制御部、１０６  合成部、１１１  アラーム線、１１２  時刻データ線、１１３  無線送信データ線、１１４  停止信号線、１１５  計測データ線、１１６  送信遅延時間出力線、２００  受信装置、２０１  ＣＰＵ、２０２  無線チップ、２０３  時計、２０４  タイマ、２０５  無線監視・制御部、２１２  時刻データ線、２１４  開始信号線、２１５  計測データ線、２１７  無線受信データ線、２１８  停止信号線。
【図１】
2007101457.tif 000003
【図２】
2007101457.tif 000004
【図３】
2007101457.tif 000005
【図４】
2007101457.tif 000006
【図５】
2007101457.tif 000007
【図６】
2007101457.tif 000008
【図７】
2007101457.tif 000009
【図８】
2007101457.tif 000010
【図９】
2007101457.tif 000011