(57)【要約】【課題】  原クロックの周波数に対して再生クロックの周波数が定常的に大きいあるいは小さいという状況が継続しないようにしたクロック再生装置を提供する。【解決手段】  クロック再生装置は、送信装置から受信中のデータから原クロック情報を取得する信号検出器１０１と、再生クロックを出力するＶＣＸＯ１１１と、信号検出器１０１にて取得した原クロック情報の中から、同期合わせに用いる同期合わせ用クロック情報として原クロック情報を選択する信号選択器１０２とを備える。ＶＣＸＯ１１１は、原クロック情報から求められる同期合わせ用クロック情報の間隔と、再生クロックにより計測される同期合わせ用クロック情報の取得時間の間隔との差を、同期合わせ用クロック情報の間隔で除した値に基づいて制御される。信号選択器１０２は、再生クロックが原クロックに近づくに従って、同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を低くする。【選択図】図１
2007158543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置から受信中のデータから、前記送信装置のクロックに関する原クロック情報を取得する原クロック情報取得手段と、
再生クロックを出力する再生クロック出力手段と、
前記原クロック情報取得手段にて取得した原クロック情報の中から、同期合わせに用いる同期合わせ用クロック情報として所定の頻度で原クロック情報を選択する同期合わせ用クロック選択手段と、
原クロック情報から求められる送信装置のクロックに基づく前記同期合わせ用クロック情報の間隔と、前記再生クロックにより計測される前記同期合わせ用クロック情報の取得時間の間隔との差を、前記同期合わせ用クロック情報の間隔で除した値に基づいて、前記再生クロック出力手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記同期合わせ用クロック選択手段は、前記制御手段による制御により前記再生クロックが前記原クロックに近づくに従って、前記同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を低くすることを特徴とするクロック再生装置。
【請求項２】
前記同期合わせ用クロック選択手段は、前記再生クロック出力手段にて出力される再生クロックと前記同期合わせ用クロック情報を選択する所定の頻度とから、前記同期合わせ用クロック情報として選択されるべき原クロック情報を受信するタイミングを予測し、予測したタイミングに原クロック情報を受信できたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のクロック再生装置。
【請求項３】
前記同期合わせ用クロック選択手段は、前記予測したタイミングを含む所定の範囲内に前記原クロック情報を受信した場合には、予測したタイミングに原クロック情報を受信できたと判定することを特徴とする請求項２に記載のクロック再生装置。
【請求項４】
前記同期合わせ用クロック選択手段は、予測したタイミングに原クロック情報を受信できない事象が所定の回数連続した場合には、前記同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を初期値に設定することを特徴とする請求項２または３に記載のクロック再生装置。
【請求項５】
前記同期合わせ用クロック選択手段は、前記制御手段に対し、前記同期合わせ用クロック情報を選択したタイミングを通知し、
前記制御手段は、前記同期合わせ用クロック選択手段から通知されたタイミングで、前記再生クロック出力手段から出力される再生クロックをカウントすることにより、前記同期合わせ用クロック情報の取得時間を計測することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクロック再生装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
原クロック情報から求められる送信装置のクロックに基づく前記同期合わせ用クロック情報の間隔と前記再生クロックにより計測される前記同期合わせ用クロック情報の取得時間の間隔との差を求める減算手段と、
前記減算手段で求めた差を前記同期合わせ用クロック情報の間隔で除する除算手段と、
前記除算手段にて求めた値を積算する積算手段と、
を備え、
前記除算手段にて求めた値または前記積算手段にて求めた値に基づいて前記再生クロック出力手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のクロック再生装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記積算手段にて得られる値が所定の範囲内であるか否かを判定し、前記所定の範囲内であると所定回数連続して判定された場合に、前記同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を低くすることを特徴とする請求項６に記載のクロック再生装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記積算手段にて求めた値が所定の範囲内であるか否かを判定し、前記所定の範囲内ではないと判定された場合に、前記除算手段にて求めた値に基づいて前記再生クロック出力手段を制御することを特徴とする請求項６に記載のクロック再生装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記除算手段にて求めた値に基づいて前記再生クロック出力手段を制御する場合に、前記積算手段にて求めた値を前記除算手段で求めた値で初期化することを特徴とする請求項８に記載のクロック再生装置。
【請求項１０】
送信装置から受信中のデータから、前記送信装置のクロックに関する原クロック情報を取得する原クロック情報取得手段と、
再生クロックを出力する再生クロック出力手段と、
前記原クロック情報取得手段にて取得した原クロック情報の中から、同期合わせに用いる同期合わせ用クロック情報として所定の頻度で原クロック情報を選択する同期合わせ用クロック選択手段と、
原クロック情報から求められる送信装置のクロックに基づく前記同期合わせ用クロック情報の間隔と、前記再生クロックにより計測される前記同期合わせ用クロック情報の取得時間の間隔との差を、前記同期合わせ用クロック情報の間隔で除した値がゼロに近づくように前記再生クロック出力手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記同期合わせ用クロック選択手段は、前記制御手段による制御により前記再生クロックが前記原クロックに近づくに従って、前記同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を低くすることを特徴とするクロック再生装置。
【請求項１１】
送信装置から所定のネットワークを介して転送されるデータを受信する受信部と、
再生クロックを生成するクロック再生部と、
前記受信部にて受信されたデータを一時的に蓄積するバッファと、
前記バッファに蓄積されたデータを前記クロック再生部にて生成される再生クロックに同期して処理するデータ処理部と、
を有し、
前記クロック再生部は、請求項１〜１０のいずれかに記載のクロック再生装置を備えたことを特徴とするデータ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークシステムにおける音声受信装置等に備えられるクロック再生装置に関する。より詳しくは、送信側にて利用されるクロックの周波数を表すクロック情報に基づいてその送信側にて利用されるクロックと同じ周波数のクロックを再生するようにしたクロック再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、音声をデジタル化して送信する送信装置と、音声データを受信する受信装置とからなるリアルタイム伝送システムにおいて、送信装置と受信装置のクロックを同期させる必要がある。すなわち、送信装置から転送される音声データをリアルタイムに処理（例えば、再生処理）するためには、受信される音声データを送信装置にて利用されるクロック（以下、「原クロック」という）の周波数にできるだけ近い周波数（望ましくは同じ周波数）のクロックに同期させて処理する必要がある。同期制御を実現するため、上記のようなシステムでは、送信装置が原クロックの周波数を表す原クロック情報を送信し、受信装置が受信した原クロック情報に基づいて原クロックの周波数と同じ周波数のクロックを生成する。このように、クロックの同期処理を行うための伝送システムは、等間隔にクロック情報を送る送信装置と、クロック再生装置を含む受信装置と有する。
【０００３】
図１０は、クロック再生装置を含む受信装置の構成を示す図である。クロック再生装置は、送信装置から送信される原クロックに基づく時刻と、カウンタ４０５にて得られた自装置の再生クロックとの差分が小さくなるように再生クロックの周波数を制御する。これにより、クロック再生装置にて、原クロックと同じ周波数の再生クロックが生成される。
【０００４】
このようなクロック同期処理のシステムでは、原クロックの周波数に対して再生クロックの周波数が定常的に大きいあるいは小さいという状況が継続しないように前記再生クロックの周波数制御が可能となるクロック再生装置が提案されている。
【０００５】
また、再生精度を向上させるために、原クロックの送信間隔を変えるという方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５３５４６号公報
【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、上記した従来のクロック再生装置では、イーサネット（登録商標）のような伝送遅延が保証されないようなネットワークでは、遅延揺らぎが発生したときにその影響の解消までかなりの時間がかかってしまう。特に、同期精度を上げるため同期間隔を長くした場合、同期に用いたクロック情報が遅延揺らぎの影響を受けた場合には、その影響が更に大きくなってしまう。
【０００７】
また、原クロック情報の送信間隔を動的に変えようとした場合、１対１の送受信関係であればよいが、全ての受信装置が同一のタイミングで制御される１対多の伝送では、送信間隔の変更を複数台の受信装置に対して適用することが出来ない。さらに、送信装置または受信装置を追加・削除した場合に、タイミングのずれが大きくなってしまうという課題がある。
【０００８】
本発明は、前述したような問題を解決するためになされたもので、原クロックの周波数に対して再生クロックの周波数が定常的に大きいあるいは小さいという状況が継続しないようにし、遅延揺らぎの影響を小さくすることのできる再生クロックの周波数制御が可能となるクロック再生装置およびこのクロック再生装置が適用されるデータ受信装置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】
【０００９】
本発明のクロック再生装置は、送信装置から受信中のデータから、前記送信装置のクロックに関する原クロック情報を取得する原クロック情報取得手段と、再生クロックを出力する再生クロック出力手段と、前記原クロック情報取得手段にて取得した原クロック情報の中から、同期合わせに用いる同期合わせ用クロック情報として所定の頻度で原クロック情報を選択する同期合わせ用クロック選択手段と、原クロック情報から求められる送信装置のクロックに基づく前記同期合わせ用クロック情報の間隔と、前記再生クロックにより計測される前記同期合わせ用クロック情報の取得時間の間隔との差を、前記同期合わせ用クロック情報の間隔で除した値に基づいて、前記再生クロック出力手段を制御する制御手段とを備え、前記同期合わせ用クロック選択手段は、前記制御手段による制御により前記再生クロックが前記原クロックに近づくに従って、前記同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を低くする構成を有する。
【００１０】
この構成により、同期動作初期においては原クロック情報の取得に応じて同期制御を行って再生クロックを原クロックに迅速に近づける。再生クロックが原クロックに近づくに従って、同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を小さくし、同期合わせ用クロック情報の選択間隔を大きくするので、次第に同期精度を高めることができる。すなわち、選択する頻度を低くすることにより、同期合わせ用クロック情報の間隔が大きくなる。この大きくなった間隔で除した値で同期制御することにより、許容される誤差が小さくなるので、同期の精度を高めることができる。
【００１１】
クロック再生装置がこのような構成を有することにより、送信側では、原クロック情報を送信するだけで、受信側でそれぞれのクロック再生装置に合った同期制御を行うことができる。従って、送信側で原クロックの動作中にクロック再生装置を追加および削除を行うことが可能である。また、送信側は、原クロック情報をブロードキャスト、マルチキャスト手法によって送信することができ、クロック再生の対象となる装置が増えても送信側の負荷が増えることはない。
【００１２】
本発明のクロック再生装置において、前記同期合わせ用クロック選択手段は、前記再生クロック出力手段にて出力される再生クロックと前記同期合わせ用クロック情報を選択する所定の頻度とから、前記同期合わせ用クロック情報として選択されるべき原クロック情報を受信するタイミングを予測し、予測したタイミングに原クロック情報を受信できたか否かを判定する構成を有する。
【００１３】
この構成により、予測したタイミングに原クロック情報を受信できたか否かを判定するので、原クロック情報が送信される過程でのネットワークの状況による通信遅れなどを判定できる。
【００１４】
本発明のクロック再生装置において、前記同期合わせ用クロック選択手段は、前記予測したタイミングを含む所定の範囲内に前記原クロック情報を取得した場合には、予測したタイミングに原クロック情報を受信できたと判定する構成を有する。
【００１５】
この構成により、送信装置との間のネットワークの輻輳等によって原クロック情報の受信間隔に多少の変動が生じた場合にも、正常に受信できたものとして扱うことができる。この所定の範囲については、ネットワークの特性などに応じて適宜設定することができる。
【００１６】
本発明のクロック再生装置において、前記同期合わせ用クロック選択手段は、予測したタイミングに原クロック情報を受信できない事象が所定の回数連続した場合には、前記同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を初期値に設定する構成を有する。
【００１７】
この構成により、予測したタイミングに原クロック情報を受信できない事象が連続する場合は、それまでデータを送信していた送信装置から他の送信装置に切り替わった可能性があるので、同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を初期値に設定し、頻度の高い同期制御を行って、再生クロックを原クロックに迅速に近づける。
【００１８】
本発明のクロック再生装置において、前記同期合わせ用クロック選択手段は、前記制御手段に対し、前記同期合わせ用クロック情報を選択したタイミングを通知し、前記制御手段は、前記同期合わせ用クロック選択手段から通知されたタイミングで、前記再生クロック出力手段から出力される再生クロックをカウントすることにより、前記同期合わせ用クロック情報の取得時間を計測する構成を有する。
【００１９】
この構成により、再生クロック出力手段から出力された再生クロックにより、同期合わせ用クロック情報の取得時間を計測することができる。
【００２０】
本発明のクロック再生装置において、前記制御手段は、原クロック情報から求められる送信装置のクロックに基づく前記同期合わせ用クロック情報の間隔と前記再生クロックにより計測される前記同期合わせ用クロック情報の取得時間の間隔との差を求める減算手段と、前記減算手段で求めた差を前記同期合わせ用クロック情報の間隔で除する除算手段と、前記除算手段にて求めた値を積算する積算手段とを備え、前記除算手段にて求めた値または前記積算手段にて求めた値に基づいて前記再生クロック出力手段を制御する構成を有する。
【００２１】
この構成により、除算手段にて求めた値、または除算手段にて求めた値を積算した値に基づいて、再生クロック出力手段を制御するので、状況に応じて適切に再生クロック出力手段を制御できる。
【００２２】
本発明のクロック再生装置において、前記制御手段は、前記積算手段にて得られる値が所定の範囲内であるか否かを判定し、前記所定の範囲内であると所定回数連続して判定された場合に、前記同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を低くする構成を有する。
【００２３】
この構成により、積算手段にて得られる積算値に基づいて、所定の精度の同期合わせがなされたか否かを判定するので、原クロックと再生クロックの各周波数の累積的な大小関係に基づいて再生クロック出力手段を制御することができる。
【００２４】
本発明のクロック再生装置において、前記制御手段は、前記積算手段にて求めた値が所定の範囲内であるか否かを判定し、前記所定の範囲内ではないと判定された場合に、前記除算手段にて求めた値に基づいて前記再生クロック出力手段を制御する構成を有する。
【００２５】
積算手段にて求めた値が所定の範囲内にない場合には、送信装置が切り替わった可能性があるので、以前に取得した同期合わせ用原クロック情報を積算しないことにより、切替え前の送信装置の原クロック情報に影響を受けない制御を行える。
【００２６】
本発明のクロック再生装置において、前記制御手段は、前記除算手段にて求めた値に基づいて前記再生クロック出力手段を制御する場合に、前記積算手段にて求めた値を前記除算手段で求めた値で初期化する構成を有する。
【００２７】
この構成により、積算手段にて求めた値を除算手段で求めた値で初期化することにより、次に積算値を判定する場合に、切替え前の送信装置の原クロック情報に影響を受けない制御を行える。
【００２８】
本発明の別の態様に係るクロック再生装置は、送信装置から受信中のデータから、前記送信装置のクロックに関する原クロック情報を取得する原クロック情報取得手段と、再生クロックを出力する再生クロック出力手段と、前記原クロック情報取得手段にて取得した原クロック情報の中から、同期合わせに用いる同期合わせ用クロック情報として所定の頻度で原クロック情報を選択する同期合わせ用クロック選択手段と、原クロック情報から求められる送信装置のクロックに基づく前記同期合わせ用クロック情報の間隔と、前記再生クロックにより計測される前記同期合わせ用クロック情報の取得時間の間隔との差を、前記同期合わせ用クロック情報の間隔で除した値がゼロに近づくように前記再生クロック出力手段を制御する制御手段とを備え、前記同期合わせ用クロック選択手段は、前記制御手段による制御により前記再生クロックが前記原クロックに近づくに従って、前記同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を低くする構成を有する。
【００２９】
この構成により、同期動作初期においては原クロック情報の取得に応じて同期制御を行って再生クロックを原クロックに迅速に近づける。再生クロックが原クロックに近づくに従って、同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を小さくし、同期合わせ用クロック情報の選択間隔を大きくし、次第に同期精度を高めることができる。また、この構成により、原クロックと再生クロックの差をなくすように再生クロックの周波数が制御される。
【００３０】
本発明のデータ受信装置は、送信装置から所定のネットワークを介して転送されるデータを受信する受信部と、再生クロックを生成するクロック再生部と、前記受信部にて受信されたデータを一時的に蓄積するバッファと、前記バッファに蓄積されたデータを前記クロック再生部にて生成される再生クロックに同期して処理するデータ処理部とを有し、前記クロック再生部は、上記のクロック再生装置を備えた構成を有する。
【００３１】
この構成により、本発明のクロック再生装置と同様に、同期動作初期においては再生クロックを原クロックに迅速に近づけ、再生クロックが原クロックに近づくに従って次第に同期精度を高めることができる。この同期制御により、再生クロックに同期してリアルタイムに処理されるデータの量と、送信装置から転送されるデータの量とのバランスをとることができるようになる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、同期動作初期においては頻繁に同期合わせ用クロック情報を用いて同期制御を行って再生クロックを原クロックに迅速に近づけると共に、再生クロックが原クロックに近づくに従って、同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を小さくし、同期合わせ用クロック情報の間隔を大きくし、次第に同期精度を高めることができるというすぐれた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態のクロック再生装置および受信装置について、図面を用いて説明する。
【００３４】
図１は、本実施の形態のクロック再生装置の構成を示す図である。図１を用いてクロック再生装置について詳細に説明する前に、本発明のクロック再生装置が適用されるデータ受信装置について説明する。
【００３５】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るクロック再生装置が搭載されるデータ受信装置１０の構成を示す図である。このデータ受信装置１０は、例えば、送信装置から送信される音声データをリアルタイムに再生処理する。
【００３６】
図２に示すように、データ受信装置１０は、受信部１１、入力処理部１２、本発明に係るクロック再生装置の実施の一形態としてのクロック再生部１３、バッファ１４及び再生処理部１５を有する。
【００３７】
受信部１１は、送信装置から所定のネットワークを介して順次転送されるデータを受信し、受信したデータを原クロック情報と音声データとに分離する。入力処理部１２は、受信部１１にて受信された音声データを所定の形式に変換してバッファ１４に供給する。バッファ１４は、所定の形式の音声データを蓄積する。クロック再生部１３は、受信部１１にて受信されたデータから原クロック情報を受け取り、これに基づいて周波数調整のなされた再生クロックを出力する。再生処理部１５は、バッファ１４に蓄積された音声データをクロック再生部１３から出力される再生クロックに同期して再生処理（復号処理等）を行い、音声データを出力する。
【００３８】
図１を参照して、クロック再生部１３を構成する本実施の形態のクロック再生装置について説明する。クロック再生装置は、信号検出器１０１と、信号選択器１０２と、制御情報生成部１２０と、デジタルアナログ変換器（以下、「Ｄ／Ａ変換器」という）１０９と、ローパスフィルタ（以下、「ＬＰＦ」という）１１０と、可変周波数発振器（以下、「ＶＣＸＯ」という）１１１とを備えている。
【００３９】
信号検出器１０１は、送信装置から受信中のデータから、原クロック情報を検出する機能を有する。送信装置から受信するデータには、再生すべきコンテンツなどのデータと共に、送信装置のクロック情報を示す原クロック情報が含まれている。本実施の形態では、原クロック情報は、基準時刻と通し番号とから構成される。基準時刻は、送信装置からのデータ送信が開始した時刻を「０」としたときの経過時刻を示す。通し番号は、先頭から何番目の原クロック情報であるかを示す。
【００４０】
信号選択器１０２は、信号検出器１０１にて検出された原クロック情報のうちから所定の選択頻度で原クロック情報を選択する機能を有する。信号選択器１０２によって選択された原クロック情報は、再生クロックの同期合わせに用いられる。信号選択器１０２が所定の頻度で選択する原クロック情報を「同期合わせ用クロック情報」という。
【００４１】
制御情報生成部１２０は、同期合わせ用クロック情報に基づいて、再生クロックを制御する制御情報を生成する機能を有する。制御情報生成部１２０がＤ／Ａ変換器１０９に制御情報を入力すると、Ｄ／Ａ変換器１０９は制御情報を制御電圧に変換する。Ｄ／Ａ変換器１０９は、変換された制御電圧をＬＰＦ１１０を介してＶＣＸＯ１１１に供給する。ＶＣＸＯ１１１は、ＬＰＦ１１０を介して供給される制御電圧に応じて周波数制御された再生クロックを出力する。
【００４２】
次に、制御情報生成部１２０の詳しい構成について説明する。制御情報生成部１２０は、減算器１０３、除算器１０４、積算器１０５、積算値評価部１０６、ラッチ回路１０７及びカウンタ１０８を有している。
【００４３】
制御情報生成部１２０は、信号選択器１０２にて同期合わせ用クロック情報が選択されたタイミングで一連の処理を開始する。すなわち、信号選択器１０２は、同期合わせ用クロック情報の選択タイミングに同期した信号を生成し、その同期信号を制御情報生成部１２０に供給する。この同期信号が制御情報生成部１２０の処理のトリガとなる。
【００４４】
減算器１０３は、信号選択器１０２にて選択された同期合わせ用クロック情報に基づく送信装置のクロックによる間隔と、再生クロックにより計測される同期合わせ用クロック情報の取得時間の間隔との差を求める。同期合わせ用クロック情報の取得時間は、再生クロックをカウントするカウンタ１０８のカウント値によって求める。すなわち、信号選択器１２０から、同期合わせ用クロック情報を選択したタイミングを示す信号が通知されたタイミングで、再生クロックのカウント値を求める。これにより、信号選択器１０２が、同期合わせ用クロック情報を取得した時刻を再生クロックにより計測することができる。同期合わせ用クロック情報に基づく送信装置のクロックによる間隔と、実際に同期合わせ用クロック情報を取得した時間間隔の差分を求めることにより、両者のずれを検出できる。
【００４５】
除算器１０４は、減算器１０３にて算出された差分を、同期合わせ用クロック情報の間隔で除する機能を有する。同期合わせ用クロック情報の間隔（選択間隔）は、信号選択器１０２にて選択頻度の情報と原クロック情報の基準時刻とから求められ、信号選択器１０２から送信される。
【００４６】
積算器１０５は、除算器１０４にて同期信号に同期して得られる値を積算し、積算値を出力する。この積算値は、送信装置にて利用される原クロックの周波数と再生クロックの周波数との累積的な大小関係を表す。すなわち、原クロックが再生クロックより速い状態が長く続くと、その積算値は正の値となり、逆に、再生クロックが原クロックより大きくなる状態が長く続くと、その積算値は負の値となる。
【００４７】
積算評価部１０６は、積算器１０５にて得られる積算値が所定の範囲内（しきい値Ｔｈ＋としきい値Ｔｈ−との間の範囲）にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、積算器１０５にて得られる積算値及び除算器１０４にて得られる値のいずれかを制御情報として出力する。積算値評価部１０６は、更に、制御情報を出力する際に、積算器１０５にリセット信号を送り、今まで得られていた積算値を除算器１０４にて得られている値に初期化（リセット）する。
【００４８】
積算値評価部１０６から出力された制御情報は、ラッチ１０７にてラッチされ、Ｄ／Ａ変換器１０９に供給される。Ｄ／Ａ変換器１０９は、入力された制御情報を、所定の分解能で制御電圧に変換し、その制御電圧をＬＰＦ１１０を介してＶＣＸＯ１１１に供給する。ＶＣＸＯ１１１は、Ｄ／Ａ変換器１０９から供給される制御電圧に応じて周波数制御のなされた再生クロックを出力する。
【００４９】
図３を参照して、信号選択器１０２のデータの流れについて説明する。信号選択器１０２は、最初に、原クロック情報を受け取ったときに、受け取った原クロック情報に含まれる基準時刻および通し番号と、その原クロック情報を受信した時刻（再生クロックに基づく時刻）を原クロック情報記憶部３０１に記憶する。
【００５０】
信号選択器１０２は、受信した原クロック情報から同期合わせに用いるための同期合わせ用クロック情報を所定の頻度で選択する。図４は、同期合わせ用クロック情報の取得例を示す図である。本実施の形態のクロック再生装置では、信号選択器１０２は、同期動作の初期状態においては、頻繁に同期合わせ用クロック情報を選択し、再生クロックが原クロックと合ってくるに従って、同期合わせ用クロック情報の選択の頻度を低くする。
【００５１】
また、信号選択器１０２は、同期合わせ用クロック情報として次に選択すべきクロック情報を受信するタイミングを予測する。信号選択器１０２は、同期合わせ用クロック情報の選択頻度と、クロック情報記憶部３０１に記憶された原クロック情報の基準時刻から同期合わせ用クロック情報として次に選択すべき原クロック情報の受信時刻を予測する。
【００５２】
図５は、信号選択器１０２によって予測された受信時刻を示す図である。図５に示すように、予想受信時刻を中心とする時間幅２Ｗの範囲を、原クロック情報を受信するための有効範囲とする。なお、図５では、有効範囲は、予想受信時刻の前後の時間幅Ｗが同じ長さによって構成されているが、前後の時間幅Ｗを異なる値としてもよい。また、時間幅Ｗは、同期合わせ用クロック情報の選択頻度によって異なる値としてもよい。
【００５３】
信号選択器１０２は、予測した有効範囲に原クロック情報を受信したときに、その原クロック情報を同期合わせ用クロック情報として選択し、それ以外の場合には原クロック情報を受信しても無効な原クロック情報として無視する。同期合わせ用クロック情報を選択した場合には、信号選択器１０２は、選択したタイミングを制御情報生成部１２０に伝え、その原クロック情報を減算器１０３に、選択間隔を除算器１０４に伝える。
【００５４】
有効範囲の時間内に原クロック情報を受信しなかった場合、本来受けられるはずであったクロック情報が来なかったとみなし、信号選択器１０２は、未受信回数カウンタ３０２をカウントする。未受信回数カウンタ３０２は、原クロック情報を正常に処理できた時に初期化される。未受信回数カウンタ３０２が規定値を超えた場合、追従元の送信装置を失ったものとして、信号選択器１０２全体を初期化する。
【００５５】
信号選択器１０２は、図５に示すように正常受信が続く場合に、その同期合わせ用クロック情報の選択の頻度を低くしてもよい。これにより、同期合わせ用クロック情報の間隔が大きくなり、除算器１０４が大きい値で除算を行うことになるので、クロックの追従精度を高めることができる。複数の受信装置が存在する場合、各受信装置における選択頻度は、異なっていてもよい。
【００５６】
図６は、信号選択器１０２が原クロック情報を検出した際の動作を示す図である。信号選択器１０２は、クロック情報を検出した時、予想受信時刻が定義されているかどうかを確認し（Ｓ１）、未定義であれば（Ｓ１でＹＥＳ）、クロック情報を受信した現在の時刻を元に、次回の予想受信時刻を設定する（Ｓ２）。予想受信時刻が定義されていた場合（Ｓ１でＮＯ）、そのタイミングが予想受信時刻の有効範囲内であるかどうかを調べる（Ｓ３）。予想受信時刻の有効範囲外である場合は（Ｓ３でＮＯ）、極端なずれ、もしくは選択対象外とみなし、そのクロック情報を無視する（Ｓ４）。クロック情報が有効範囲内であった場合は（Ｓ３でＹＥＳ）、次回の予想受信時刻を更新し（Ｓ５）、選択間隔を除算器１０４に送出し、原クロック情報を減算器１０３に送出し、選択タイミングを示す信号を制御情報生成部１２０に送出する（Ｓ６）。その後、必要に応じ選択頻度を更新し（Ｓ７）、選択頻度および未受信回数カウンタを初期化する（Ｓ８）。
【００５７】
図７は、信号選択器１０２が、予想受信時刻の有効範囲内にクロック情報が得られなかった場合の動作を示す図である。原クロック情報を受信することなく予想受信時刻から時間幅Ｗが経過したときに、未受信回数カウンタ３０２を加算し（Ｓ１１）、未受信回数カウンタ３０２が規定回数を超えているかどうかを判定する（Ｓ１２）。規定回数を超えていなければ（Ｓ１２でＮＯ）、自クロックを使用して次回の予想受信時刻を更新する（Ｓ１５）。規定回数を超えていれば、クロック追従元の送信装置を失ったとして予想受信時刻を初期化して未定義とし（Ｓ１３）、選択頻度も初期化する（Ｓ１４）。
【００５８】
以下、信号選択器１０２は、クロック情報を信号検出器１０１から受け取るか、有効範囲の時間が経過したときに前述した一連の動きでクロック情報を選択する。
【００５９】
制御情報生成部１２０は、信号選択器１０２から選択タイミングを示す信号を受信する毎に制御情報を生成する。そして、その制御情報に基づいてＶＣＸＯ１１１から出力される再生クロックの周波数が原クロックの周波数に近づくように制御される。
【００６０】
本実施の形態のクロック再生装置は、同期制御の初期状態においては、原クロック情報の取得に応じて同期制御を行うことにより、再生クロックを原クロックに迅速に近づけ、再生クロックが原クロックに近づくに従って、同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を低くして次第に同期制御の精度を高めることができる。
【００６１】
図８は、同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を低くすると、同期合わせの精度が高くなることを説明するための説明図である。図８の上段は、送信装置における原クロック情報の送信時刻を示す図である。送信装置は、原クロックの発振に従って、原クロック情報を送信しているので、送信装置の送信タイミングは原クロックの発振に従う。図８では、原クロックは、周期Ｔの送信タイミングで送信している。
【００６２】
図８の下段は、クロック再生装置における原クロック情報の受信タイミングを示す図である。クロック再生装置が受信する原クロック情報は、ネットワークの状況により、送信装置のクロックより若干の遅れが生じる場合があり、図８はその様子を示している。
【００６３】
クロック再生装置が、最初の原クロック情報Ｃ１を受信した時点が、クロック再生装置の同期制御の基準となる。クロック再生装置は、２番目の原クロック情報Ｃ２を、送信装置のクロックの周期Ｔより時間Ｄ２だけ遅れて受信している。同様に、３番目の原クロック情報をＤ３、４番目の原クロック情報をＤ４、・・・ｎ番目の原クロック情報をＤｎだけ遅れて受信している。
【００６４】
以下の説明の便宜のため、図８には、（１）同期合わせ用クロック情報に基づく間隔、（２）同期合わせ用クロック情報の受信時刻に基づく間隔を表している。本実施の形態のクロック再生装置は、両方の間隔の差分（（２）−（１））を、（１）同期合わせ用クロック情報に基づく間隔で除した値に基づいて制御する。
【００６５】
同期合わせ用クロック情報として全ての原クロックを選択したとする。例えば、原クロック情報Ｃ１、Ｃ２を考えた場合、減算器１０３によって計算される差分は、（２Ｔ＋Ｄ２）−Ｔ＝Ｔ＋Ｄ２であり、除算器１０４によって計算される値の遅延時間による影響は、Ｄ２／Ｔとなる。
【００６６】
これに対し、同期合わせ用クロック情報を５つおきの頻度で選択する。例えば、原クロック情報Ｃ１、Ｃ６を考えた場合、減算器１０３によって計算される差分は、（６Ｔ＋Ｄ６）−Ｔ＝５Ｔ＋Ｄ６であり、除算器１０４によって計算される値の遅延時間による影響は、Ｄ６／５Ｔとなる。
【００６７】
以上のように、同期合わせ用クロック情報を選択する頻度を低くすることにより、（１）の同期合わせ用クロック情報に基づく間隔が大きくなり、遅延時間による影響の除算器１０４によって計算される値が小さくなる。原クロックと再生クロックとの同期制御を行う際、遅延時間による影響が小さくなるので、原クロックに対する再生クロックの精度を高めることができる。
【００６８】
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るクロック再生装置が搭載された受信装置が適用されるネットワーク音声伝送系統を示す図である。
【００６９】
この音声伝送系統においては、音声送信装置２１０、２１１が、音源２０１、２０２から得られた音声をネットワーク２２０を介して送信する。音声受信装置２３０、２３１、２３２は、音声送信装置２１０、２１１から送信された音声を受信し、スピーカ２４０、２４１、２４２で再生する。
【００７０】
この音声伝送系統において、音声送信装置２１０、２１１は、同一ネットワーク２２０に接続された音声受信装置２３０〜２３２だけでなく、中継装置２２１を介して、異なるネットワーク２２２を通る音声受信装置２３３、スピーカ２４３に伝送してもよい。
【００７１】
音源２０１、２０２としては、例えば、ＣＤプレーヤ、ＩＣプレーヤ、マイクなどの装置が用いられる。スピーカ２４０、２４１、２４２、２４３としては、天井埋め込み型スピーカや、つり下げスピーカなどが用いられる。ネットワーク２２０、２２１としては、ＬＡＮやＷＡＮなどを想定している。
【００７２】
例えば音場制御のように、音声伝送系統では伝送遅延時間を制御する必要な場合がある。このような場合には、図２に示すデータ受信装置を用いるだけでなく、１台のクロックマスター装置を音声送信装置２１０、２１１の中から選び、クロックマスター装置ではないデータ送信装置を含むスレーブ装置に対して制御を行う。クロックマスター装置は、例えばＩＰマルチキャストで、他のクロックスレーブ装置に対してクロック情報を送出する。これにより、複数のクロックスレーブ装置がその台数にかかわらず一定の負荷のままで受信することができる。
【００７３】
図９の音声伝送系統において、伝送遅延の揺らぎを少なくするために、クロック情報や音声データを流す前に、前もって伝送経路を確定させておいてもよく、これにより上記のクロック同期の効果はより大きくなる。これは、異なるネットワーク２２０、２２１間を通るような場合に顕著である。
【００７４】
図９においては、音声受信装置と、スピーカは別の装置である場合について記述しているが、受信装置はスピーカ内に内蔵している構成であってもよい。この場合のスピーカは、ネットワークスピーカとして動作する。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、同期動作初期においては同期制御を行う頻度を高めて再生クロックを原クロックに迅速に近づけ、再生クロックと原クロックとの同期が大まかに合った後に、次第に同期精度を高めることができるというすぐれた効果を有し、伝送遅延が保証されないネットワークシステムにおける音声受信装置等に備えられるクロック再生装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本実施の形態のクロック再生装置の構成を示す図
【図２】本実施の形態のクロック再生装置を使用した受信装置の構成例を示す図
【図３】信号選択器のデータの流れを示す図
【図４】同期合わせ用クロック情報の選択について説明する図
【図５】同期合わせ用クロック情報として選択すべき原クロック情報の受信予測時刻について示す図
【図６】クロック情報受信時の信号選択器動作の説明のためのフロー図
【図７】クロック情報非受信時の信号選択器動作の説明のためのフロー図
【図８】本実施の形態の効果を説明するための図
【図９】第２の実施の形態における全体システムの構成図
【図１０】従来のクロック再生装置のブロック図
【符号の説明】
【００７７】
１０  音声受信装置
１１  受信部
１２  入力処理部
１３  クロック再生部
１４  バッファ
１５  再生処理部
１０１  信号検出器
１０２  信号選択器
１０３  減算器
１０４  除算器
１０５  積算器
１０６  積算値評価部
１０７  ラッチ回路
１０８  カウンタ
１０９  デジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）
１１０  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１１１  可変周波数発振器（ＶＣＸＯ）
１２０  制御情報生成部
２０１、２０２  音源
２１０、２１１  音声送信装置
２２０、２２２  ネットワーク
２２１  中継装置
２３０、２３１、２３２、２３３  音声受信装置
２４０、２４１、２４２、２４３  スピーカ
３０１  クロック情報記憶部
３０２  未受信回数カウンタ
４０１  信号検出器
４０２  同期信号発生器
４０３  減算器
４０４  積算器
４０５  カウンタ
４０６  積算値評価部
４０７  ラッチ回路
４０８  デジタルアナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）
４０９  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
４１０  可変周波数発振器（ＶＣＸＯ）
４１１  制御情報生成部
【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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