JP2006050121A - 時刻設定方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】伝送の都度伝送遅延時間が変化しても時間設定側装置および被時刻設定側装置間での時刻同期の精度を許容誤差範囲内に収める時刻設定方法およびシステムを提供する。
【解決手段】それぞれ通信インタフェース１１、２１を介して接続されると共に基準時計１２および従属時計２８を有する時刻設定側装置１０および被時刻設定側装置２０を備える。時刻設定側装置１０は、事前設定３１の送信から事前設定応答３２の受信までの応答時間４１を監視する経過時間監視部１４を含んでいる。また、被時刻設定側装置２０は、事前設定３１の受信から実行３３の受信までの経過時間４４を監視する経過時間監視部２４を含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は時刻設定方法およびシステムに関し、特に時刻設定側装置（マスタ／主局／親局）と被時刻設定側装置（スレーブ／従局／子局）間での時刻の同期をとるに際し、伝送の都度伝送遅延時間が変化しても又は時刻設定側装置又は被時刻設定側装置にて伝送遅延に対する補正を行わなくても許容誤差範囲内の精度を確保できる時刻設定方法およびシステムに関する。

遠隔監視制御システム等において、親子（即ち、親局装置又は主装置と子局装置、副装置又は従装置）間で時刻同期を取る必要がある。その場合には、従来、親局装置が子局装置の時刻を設定する方式が採用されていた。

そして、伝送遅延に対しては、例えば次の如き考慮がなされている。
（１）親局装置が伝送遅延を測定し、その結果により補正した時刻を設定呈する。
（２）子局装置が伝送遅延を測定し、その結果により補正した時刻で装置時刻を設定する。
（３）親局装置が時刻設定に関する指令を規定の時間間隔で送信し、子局装置が規定時間内で受信した場合に装置時刻を設定する。

斯かる技術分野における従来技術は、幾つかの技術文献に開示されている。子局は、時刻変更を行ったとき、応答を上位局（親局）に送信し、この受信で上位局は子局の時刻変更が修正することで、時刻誤差をなくす時刻同期方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークにおいては、ＮＴＰ（Network
Time Protocol:ＲＦＣ１１１９）等のプロトコルが存在し、伝送遅延に対する考慮も行っている。

特開平１０−１６４６６６号公報（第２−３頁、第３図）

しかし、ネットワークがＩＰ化し、拡大していくと共に次の如き課題を有する。
（１）伝送遅延測定時の伝送遅延と、時刻設定時の伝送遅延が必ずしも一致しない。
（２）親局装置が多数の子局装置の時刻設定を行う際に、伝送遅延を測定することにより負荷増加を招き、子局装置に対して規定の時間間隔で送信することができない。
（３）親局装置が設定しようとした時刻が、親局装置の負荷により、実際に伝送路に出力されるまでの時間が一定でない。
（４）子局装置側での規定時間監視において、規定時間を逸脱することにより、時刻設定が行われない。
（５）「時刻設定が行われた」ことにより処理が発生するアプリケーション・プログラムにおいては、同一のレイヤ、即ち該当の処理を行うアプリケーション・プログラムにより時刻設定を行う必要がある。

本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、斯かる課題を解消又は軽減する時刻設定方法および装置を提供することを目的とする。即ち、伝送の都度伝送遅延時間が変化する通信システムにおいて、許容誤差範囲内の精度を確保可能にすると共に親局装置又は子局装置において、伝送遅延に対する補正を行わなくても許容誤差範囲内の精度を確保できる時刻設定方法および装置を提供することである。

前述の課題を解決するため本発明の時刻設定方法およびシステムは次のような特徴的な構成を採用している。

（１）基準時計を備える時刻設定側装置および従属時計を備える被時刻設定側装置間で事前設定、事前設定応答および実行を行い、前記従属時計を前記基準時計に合わせる時刻設定方法において、
前記時刻設定側装置は、該時刻設定側装置の前記事前設定の送信から前記事前設定応答までの事前設定時間を監視し、該事前設定時間が許容時間以内のとき前記実行を送信し、
前記被時刻設定側装置は、前記事前設定の受信から前記実行を受信するまでの経過時間を監視する時刻設定方法。

（２）それぞれ前記事前設定時間および前記経過時間が予め決められた許容時間を超えるとき、前記事前設定時間および前記経過時間の監視を終了する上記（１）の時刻設定方法。

（３）前記経過時間監視の許容時間は、前記事前設定時間監視の許容時間より長い上記（１）又は（２）の時刻設定方法。

（４）複数の前記被時刻設定側装置を有し、前記時刻設定側装置から前記複数の被時刻設定側装置への前記実行を同報により行う上記（１）、（２）又は（３）の時刻設定方法。

（５）複数の前記被時刻設定側装置を有し、前記事前設定および／又は実行を前記複数の被時刻設定側装置間で中継により行う上記（１）、（２）又は（３）の時刻設定方法。

（６）それぞれ通信インタフェースを有し、通信回線を介して事前設定、事前設定応答および実行を行うことにより内部の時計を合わせる時刻設定側装置および被時刻設定側装置を含む時刻設定システムにおいて、
前記時刻設定側装置は、基準時計、前記被時刻設定側装置に事前設定を送信する事前設定送信部、前記被時刻設定側装置からの事前設定応答を受信する事前設定応答受信部、前記被時刻設定側装置へ実行を送信する実行送信部および前記事前設定の送信から前記事前設定応答の受信までの時間を監視する応答時間監視部を含み、
前記被時刻設定側装置は、前記時刻設定を受信する事前設定受信部、前記時刻設定側装置へ事前設定応答を送信する事前設定応答部、前記実行を受信する実行受信部、被設定時刻を記憶する被設定時刻記憶部、前記事前設定の受信から前記実行の受信までの経過時間を監視する経過時間監視部、前記被設定時間と経過時間を加算する被設定時間・経過時間加算部および従属時計を含む時刻設定システム。

（７）前記被時刻設定側装置の被設定時間・経過時間加算部は、前記経過時間が許容時間内か否かを判定し、該判定結果に基づき前記被設定時刻記憶部に記憶された被設定時間および前記経過時間を加算する上記（５）の時刻設定システム。

本発明の時刻設定方法およびシステムによると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。先ず、伝送の都度遅延時間が変化しても、許容誤差範囲内の精度が確保可能である。また、時刻設定側装置および被時刻設定側装置において、特別な補正を行わなくても、許容誤差範囲内の精度が確保可能である。

以下、本発明による時刻設定方法およびシステムの好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。

先ず、図１は、本発明による時刻設定システムの好適実施例の構成を示す機能ブロック図である。この時刻設定システムは、時刻設定側装置（又は主装置）１０および被時刻設定側装置２０により構成される。ここで、時刻設定側装置１０は、被時刻設定側装置２０に対して時刻設定を行う。

時刻設定側装置１０は、被時刻設定側装置２０との通信インタフェース部１１、基準時計部１２、事前設定送信部１３、応答時間監視部１４、事前設定応答受信部１５および実行送信部１６を有する。また、これらと別に基準時計部１２に対して基準時刻を設定する手段１７、事前設定送信部１３に対して事前設定送信を行わせる手段１８を有する。

一方、被時刻設定側装置２０は、上述した時刻設定側装置１０との通信インタフェース部２１、事前設定受信部２２、事前設定応答送信部２３、経過時間監視部２４、被設定時刻記憶部２５、実行受信部２６、被設定時刻・経過時間加算部２７および従属時計部２８を有する。

次に、図２は、図１に示す時刻設定側装置１０および被時刻設定側装置２０との間で行われる時刻設定シーケンス図である。時刻設定は、時刻設定側装置１０から被時刻設定側装置２０への事前設定３１、被時刻設定側装置２０から時刻設定側装置１０への事前設定応答３２および時刻設定側装置１０から被時刻設定装置側２０への実行３３の送受信により行われる。このシーケンスにおいて、図２に示す如く、事前設定時間４１、事前設定伝送遅延時間４２、事前設定応答時間４３、経過時間４４、事前設定応答伝送遅延時間４５および実行伝送遅延時間４６が存在する。

ここで、時刻設定側装置１０および被時刻設定側装置２０間の通信において、事前設定伝送遅延時間４２と実行伝送時間４６は同一の時間でなくてもよい。また、時刻設定側装置１０と被時刻設定側装置２０の装置時刻の誤差は、事前設定伝送遅延時間４２で表される。

次に、図１に示す時刻設定システムの動作を図３および図４のフローチャートを参照して説明する。先ず、図３は、時刻設定側装置１０の処理フローチャートである。一方、図４は、被時刻設定側装置２０の処理フローチャートである。

先ず、図３を参照して時刻設定側装置１０の動作を説明する。予め基準時刻を設定する手段１７により基準時計部１２に対して基準時刻が設定されている。事前設定送信を行わせる手段１８により、事前設定送信部１３は、事前設定３１を送信する（ステップＡ１）。ここで、事前設定３１は、基準時計部１２が保有する基準時刻を設定する。また、応答時間監視部１４は、事前設定応答受信部１５が事前設定応答３２を受信するまでの時間である事前設定時間４１の監視を開始する（ステップＡ２）。

被時刻設定側装置２０では、事前設定受信部２０が時刻設定側装置１０から事前設定３１を受信する（ステップＢ１）。次に、事前設定応答送信部２３が事前設定応答３２を時刻設定側装置１０へ送信し、経過時間監視機能２４が実行３３を受信するまでの時間である経過時間４４の監視を開始し、被設定時刻記憶部２５が事前設定３１に設定されている基準時刻を被設定時刻として記憶する（ステップＢ２）。

時刻設定側装置１０では、応答時間監視部１４は、事前設定時間４１が許容時間内であるか否かの判定を行う（ステップＡ３）。ここで、許容時間内であるか否かの判定基準として、時刻設定装置１０および被時刻設定装置２０の装置時刻の許容誤差を用いる。必要に応じて、伝送速度と伝送情報量等から求められる事前設定伝送遅延時間４２および事前設定応答伝送遅延時間４５の理論上の最小値を差し引いてもよいが、ここでは考慮しない。時刻設定側装置１０および被時刻設定側装置２０の装置時刻の誤差は、事前設定伝送遅延時間４２で表され、事実上事前設定応答時間４３はゼロではないため、事前設定応答時間４３は許容誤差に対するマージンとなる。

事前設定応答受信部１３が事前設定応答３２を受信せず、シーケンス２０３において許容時間を逸脱した場合（ステップＡ３：Ｎｏ）には、事前設定時間４１の監視を終了して時刻設定処理を終了する（ステップＡ４）。即ち、時刻設定側装置１０の実行送信部１６が実行３３の送信処理（ステップＡ７）を行わず、被時刻設定側装置２０において、時刻設定処理（ステップＢ３、Ｂ４）を終了する。従って、従属時計部２８に対する装置時刻の設定（ステップＢ８）は行われない。

被時刻設定側装置２０では、経過時間監視部２４が実行３３を受信するまでの経過時間４４のタイムアウト監視を行う（ステップＢ３）。尚、この場合の判定基準としては、経過時間監視部２４が経過時間４４を計測するに際して十分許容範囲内の誤差に収まることが条件であり、経過時間監視部２４の時間精度および通信システムの要件等により規定されるが、一般には時刻設定側装置１０の応答時間監視部１４における許容時間判定（ステップＡ３）と比較して、長い時間であってもよい。経過時間４４が許容時間を逸脱した場合には、時刻設定処理を終了し（ステップＢ４）、従属時計部２８に対する装置時刻の設定（ステップＢ８）が行われない。

時刻設定側装置１０では、事前設定応答受信部１５が事前設定応答３２を受信すると（ステップＡ５：Ｙｅｓ）、事前設定時間４１の監視を終了し（ステップＡ６）および実行送信部１６は被時刻設定側装置２０に対して実行３３を送信する（ステップＡ７）。

被時刻設定装置２０では、実行受信部２６が実行３３を受信する（ステップＢ５）と、経過時間監視部２４は、経過時間４４の監視を終了する（ステップＢ６）。被設定時刻・経過時間加算部２７は、被設定時刻記憶部２５が記憶している被設定時刻に経過時間監視部２４が監視した経過時間４４の加算処理を行う（ステップＢ７）。そして、従属時計部２８に対して装置時刻を設定する（ステップＢ８）。以上のように、時刻設定装置１０から被時刻設定装置２０に対する時刻設定が行われる。

次に、本発明による時刻設定システムの第２実施例を、図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。この第２実施例は、１つの時刻設定側装置１０に対して複数の被時刻設定側装置２０Ａ〜２０Ｎが接続されている点で、上述した第１実施例と異なる。

この時刻設定システムでは、事前設定時間４１が許容誤差範囲内であればよいため、事前設定３１と実行３３の間隔は、被時刻設定側装置２０の経過時間監視部２４の精度が保証される範囲で、全く任意である。

図５（Ａ）、（Ｂ）は、時刻設定側装置１０および複数の被時刻設定側装置２０Ａ〜２０Ｎ間での上述した図３に対応するシーケンス図、即ち事前設定３１、事前設定応答３２および実行３３である。図５（Ａ）は、同報による実行３３の場合である。この場合には、時刻設定側装置１０および各被時刻設定側装置２０Ａ〜２０Ｎ間での事前設定３１および事前設定応答３２を行うが、時刻設定側装置１０から各被時刻設定側装置２０Ａ〜２０Ｎに対して同報で実行３３を行う。

一方、図５（Ｂ）は、中継による実行の場合である。即ち、時刻設定側装置１０は、被時刻設定側装置２０Ａに対して事前設定３１を行い、被時刻設定側装置２０Ａは、次の被時刻設定側装置２０Ｂ、・・・、２０Ｎに事前設定３１を中継する。そして、各被時刻設定側装置２０Ａ〜２０Ｎから時刻設定側装置１０へ事前設定応答３２を行う。また、実行３３は、時刻設定側装置１０から被時刻設定装置２０Ａへ、被時刻設定側装置２０Ａから２０Ｂへ、・・・最後に被時刻設定側装置２０Ｎへ順次中継される。これにより、複数の被時刻設定側装置２０Ａ〜２０Ｎを有する場合における時刻設定側装置１０による処理が簡素化される。

以上、本発明による時刻設定方法およびシステムの好適実施例の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。

本発明による時刻設定システムの第１実施例の構成を示す機能ブロック図である。 図１中の時刻設定装置および被時刻設定装置間のシーケンス図である。 図１中の時刻設定側装置の動作を説明するフローチャートである。 図１中の被時刻設定側装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明による時刻設定システムの第２実施例のシーケンス図であり、（Ａ）は同報による実行の送信、（Ｂ）は中継による実行の送信の場合である。

符号の説明

１０ 時刻設定側装置
１１、２１ 通信インタフェース部
１２ 基準時計部
１３ 事前設定送信部
１４ 応答時間監視部
１５ 事前設定応答受信部
１６ 実行送信部
２０ 被時刻設定側装置
２２ 事前設定受信部
２３ 事前設定応答送信部
２４ 経過時間監視部
２５ 被設定時刻記憶部
２６ 実行受信部
２７ 被設定時刻・経過時間加算部
２８ 従属時計部
３１ 事前設定
３２ 事前設定応答
３３ 実行
４１ 応答時間
４４ 経過時間

Claims (7)

1. 基準時計を備える時刻設定側装置および従属時計を備える被時刻設定側装置間で事前設定、事前設定応答および実行を行い、前記従属時計を前記基準時計に合わせる時刻設定方法において、
   前記時刻設定側装置は、該時刻設定側装置の前記事前設定の送信から前記事前設定応答までの事前設定時間を監視し、該事前設定時間が許容時間以内のとき前記実行を送信し、
   前記被時刻設定側装置は、前記事前設定の受信から前記実行を受信するまでの経過時間を監視することを特徴とする時刻設定方法。
2. それぞれ前記事前設定時間および前記経過時間が予め決められた許容時間を超えるとき、前記事前設定時間および前記経過時間の監視を終了することを特徴とする請求項１に記載の時刻設定方法。
3. 前記経過時間監視の許容時間は、前記事前設定時間監視の許容時間より長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の時刻設定方法。
4. 複数の前記被時刻設定側装置を有し、前記時刻設定側装置から前記複数の被時刻設定側装置への前記実行を同報により行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の時刻設定方法。
5. 複数の前記被時刻設定側装置を有し、前記事前設定および／又は実行を前記複数の被時刻設定側装置間で中継により行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の時刻設定方法。
6. それぞれ通信インタフェースを有し、通信回線を介して事前設定、事前設定応答および実行を行うことにより内部の時計を合わせる時刻設定側装置および被時刻設定側装置を含む時刻設定システムにおいて、
   前記時刻設定側装置は、基準時計、前記被時刻設定側装置に事前設定を送信する事前設定送信部、前記被時刻設定側装置からの事前設定応答を受信する事前設定応答受信部、前記被時刻設定側装置へ実行を送信する実行送信部および前記事前設定の送信から前記事前設定応答の受信までの時間を監視する応答時間監視部を含み、
   前記被時刻設定側装置は、前記時刻設定を受信する事前設定受信部、前記時刻設定側装置へ事前設定応答を送信する事前設定応答部、前記実行を受信する実行受信部、被設定時刻を記憶する被設定時刻記憶部、前記事前設定の受信から前記実行の受信までの経過時間を監視する経過時間監視部、前記被設定時間と経過時間を加算する被設定時間・経過時間加算部および従属時計を含むことを特徴とする時刻設定システム。
7. 前記被時刻設定側装置の被設定時間・経過時間加算部は、前記経過時間が許容時間内か否かを判定し、該判定結果に基づき前記被設定時刻記憶部に記憶された被設定時間および前記経過時間を加算することを特徴とする請求項５に記載の時刻設定システム。

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