JP2014212488A - Synchronizer, synchronization system, synchronization program and synchronization method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、IPネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置、同期システム、同期プログラム、及び同期方法に関する。 The present invention relates to a synchronization device, a synchronization system, a synchronization program, and a synchronization method for synchronizing with other devices by transmitting and receiving synchronization packets via an IP network.
従来より、アナログテレビの電波空き帯域であるVHF(Very-High Frequency)−low帯やUHF帯(Ultra-High Frequency)の地上波デジタル放送における未使用チャネルを利用した放送システムが提案されている。このような放送システムは、例えば防災及び被災時のための放送システムとして有用であり、すでに一部地域で実証実験が行われている。 2. Description of the Related Art Conventionally, broadcasting systems using unused channels in terrestrial digital broadcasting in VHF (Very-High Frequency) -low band and UHF band (Ultra-High Frequency), which are free radio bands of analog television, have been proposed. Such a broadcasting system is useful as a broadcasting system for disaster prevention and disaster, for example, and has already been verified in some areas.
このような放送システムでは、IPネットワークで接続された複数の無線基地局を設置してカバーエリアを重複させることで、広域をカバーしている。この場合に、複数の無線基地局で同一の周波数を用いるSFN(Single Frequency Network)を採用すると、周波数利用効率の観点から有利である。 In such a broadcasting system, a wide area is covered by installing a plurality of radio base stations connected by an IP network and overlapping the cover areas. In this case, adopting a single frequency network (SFN) that uses the same frequency in a plurality of radio base stations is advantageous from the viewpoint of frequency utilization efficiency.
SFNは、例えば警察無線などの無線システムで実用化されている。しかしながら、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial)のようなOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調を用いる放送システムでは、基地局間同期のわずかなずれがあるだけでも、サブチャネル間の符号間干渉が起こってしまうため、無線基地局間の精密な同期が要求される。 SFN has been put into practical use in radio systems such as police radio. However, in a broadcasting system using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation such as ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial), even if there is a slight shift in synchronization between base stations, intersymbol interference between subchannels Therefore, precise synchronization between radio base stations is required.
上記のようにIPネットワークで接続された複数の無線基地局でSFNにより広帯域をカバーする放送システムでは、一の無線基地局をマスター装置とし、他の無線基地局をスレーブ装置として、複数の無線基地局を同期させる。同期を確立する方式として、放送中継方式があるが、この方式では回り込みキャンセラが必要となり、コスト高となる。また、GPS(Global Positioning System)を用いる方式もあるが、この方式ではGPS電波を受信可能な場所に無線基地局を設置しなければならないという制約がある。 As described above, in a broadcasting system in which a plurality of radio base stations connected by an IP network cover a wide band by SFN, one radio base station is used as a master device, and the other radio base station is used as a slave device. Synchronize stations. As a method for establishing synchronization, there is a broadcast relay method, but this method requires a wraparound canceller, which increases costs. In addition, there is a system using GPS (Global Positioning System), but this system has a restriction that a radio base station must be installed in a place where GPS radio waves can be received.
よって、IPネットワークを用いて安価に無線基地局間の同期を実現することが望ましい。IPネットワークを介して接続されたマスター装置とスレーブ装置との間で、PTP(Precision Time Protocol)等の手法で同期を確立する場合には、マスター装置とスレーブ装置との間で同期パケットが送受信される。 Therefore, it is desirable to realize synchronization between wireless base stations at low cost using an IP network. When synchronization is established between a master device and a slave device connected via an IP network by a technique such as PTP (Precision Time Protocol), a synchronization packet is transmitted and received between the master device and the slave device. The
図7は、PTPによる時刻同期の一例の原理を説明する図である。マスター装置102は、スレーブ装置103に同期メッセージを送信し(S71)、その送信時刻t1を記録して、フォローアップメッセージによって、その記録した送信時刻t1をスレーブ装置103に通知する(S72)。この送信時刻t1は、マスター装置102のクロックで計測した同期メッセージの送信時刻である。スレーブ装置103では、同期メッセージを受信した時刻を記録する。この受信時刻t2は、スレーブ装置103のクロックで計測した同期メッセージの受信時刻である。また、スレーブ装置103は、フォローアップメッセージを受信すると、送信時刻t1を記録する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the principle of an example of time synchronization by PTP. The
次に、スレーブ装置103は、マスター装置102に遅延要求メッセージを送信する(S73)。このとき、スレーブ装置103は、遅延要求メッセージの送信時刻t3を記録して、この送信時刻t3を遅延要求メッセージに含めて送信する。この送信時刻t3は、スレーブ装置103のクロックで計測した遅延要求メッセージの送信時刻である。マスター装置102は、この遅延要求メッセージを受信すると、受信時刻t4を記録して、遅延応答メッセージによって、記録した受信時刻t4をスレーブ装置103に通知する。この受信時刻t4は、マスター装置102のクロックで計測した遅延要求メッセージの受信時刻である。
Next, the
マスター装置102とスレーブ装置103との間の伝送遅延時間が対称であるという前提条件をおくと、以下の式(1)及び(2)が成り立つ。
D+O=t2−t1 ・・・(1)
D−O=t4−t3 ・・・(2)
ここで、Dはマスター装置102とスレーブ装置103との間の伝送遅延時間である。また、Oは、マスター装置102のクロックとスレーブ装置103のクロックとのずれ(オフセット)であり、スレーブ装置103のクロックが進んでいるときに正の値になる。
When the precondition that the transmission delay time between the
D + O = t 2 −t 1 (1)
D−O = t 4 −t 3 (2)
Here, D is a transmission delay time between the
式(1)及び(2)から、伝送遅延時間D及びオフセットOは、以下の式(3)及び(4)によって求めることができる。
D=((t2−t1)+(t4−t3))/2 ・・・(3)
O=((t2−t1)−(t4−t3))/2 ・・・(4)
From the expressions (1) and (2), the transmission delay time D and the offset O can be obtained by the following expressions (3) and (4).
D = ((t 2 −t 1 ) + (t 4 −t 3 )) / 2 (3)
O = ((t 2 −t 1 ) − (t 4 −t 3 )) / 2 (4)
このように、PTPによる時刻同期の処理においては、記録した同期メッセージや遅延要求メッセージの送信時間をIPパケットに入れ込む処理が含まれる。 As described above, the time synchronization process by PTP includes a process of inserting the transmission time of the recorded synchronization message or delay request message into the IP packet.
図8は、PTPによる周波数同期の一例の原理を説明する図である。マスター装置102は、スレーブ装置103に同期メッセージを送信し(S81)、その送信時刻t1を記録して、フォローアップメッセージによって、記録した送信時刻t1をスレーブ装置103に通知する(S82)。この送信時刻t1は、マスター装置のクロックで計測した同期メッセージの送信時刻である。スレーブ装置103では、同期メッセージの受信時刻t2を記録する。この受信時刻t2は、スレーブ装置103のクロックで計測した同期メッセージの受信時刻である。また、スレーブ装置103は、フォローアップメッセージを受信すると、送信時刻t1を記録する。
FIG. 8 is a diagram illustrating the principle of an example of frequency synchronization by PTP. The
所定の時間後に、マスター装置102は、再びスレーブ装置103に同期メッセージを送信し(S83)、その送信時刻t1´を記録して、フォローアップメッセージによって、記録した送信時刻t1´をスレーブ装置103に通知する(S84)。この送信時刻t1´は、マスター装置のクロックで計測した同期メッセージの送信時刻である。スレーブ装置103では、同期メッセージの受信時刻t2´を記録する。この受信時刻t2´は、スレーブ装置103のクロックで計測した同期メッセージの受信時刻である。また、スレーブ装置103は、フォローアップメッセージを受信すると、送信時刻t1´を記録する。
After a predetermined time, the
スレーブ装置103は、記録された同期メッセージ送信時刻t1、t1´、及び同期メッセージ受信時刻t2、t2´を用いて、t1´−t1=t2´−t2となるようにクロック周波数を調整する。このように、PTPによる周波数同期の処理においては、記録した同期メッセージの送信時間をIPパケットに入れ込む処理が含まれる。
The
上記のように、時刻同期においても周波数同期においても、同期パケットを送信する送信時刻を正確に記録することが、精密な同期を確立する上で重要になる。しかしながら、従来より、同期パケットを送信する送信時刻を正確に記録できないという課題がある。 As described above, in both time synchronization and frequency synchronization, it is important to accurately record the transmission time for transmitting a synchronization packet in order to establish precise synchronization. However, conventionally, there is a problem that the transmission time for transmitting the synchronization packet cannot be accurately recorded.
図9は、この課題を説明する図である。図9に示すように、同期パケットを送信する同期装置130は、CPU(Central Processing Unit)131とイーサーコントローラ132を備えている。また、CPU131は同期パケット生成部132と時刻情報決定部132を備えている。同期パケット生成部132は、CPU131のカーネルである。なお、イーサーコントローラ132は光通信コントローラであってもよい。
FIG. 9 is a diagram for explaining this problem. As shown in FIG. 9, the
イーサーコントローラ132は、FIFO(First-In-First-Out)135を備えている。時刻情報決定部134が、同期パケット生成部133にて同期パケットが生成されて出力される時点で時刻情報(送信時刻の情報)を決定しても、イーサーコントローラ132のFIFO135の詰まり具合で実際にネットワークに出力される時刻が、時刻情報が示す送信時刻からずれてしまう。
The
IPネットワークを介してスレーブ装置のクロックをマスター装置のクロックに同期させる際の精度を向上させる技術として、特許文献1に記載の同期装置が提案されている。 As a technique for improving the accuracy when synchronizing the clock of the slave device with the clock of the master device via the IP network, a synchronization device described in Patent Document 1 has been proposed.
図10は、この従来の同期装置によって同期の精度を向上させるための構成を示すブロック図である。同期パケットを送信する同期装置140は、CPU141とイーサーコントローラ142を備えている。また、CPU141は同期パケット生成部143と時刻情報決定部144を備えている。パケット生成部143は、CPU141のカーネルである。イーサーコントローラ142は、FIFO(First-In-First-Out)145を備えている。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration for improving the accuracy of synchronization by the conventional synchronization device. A
この同期装置140は、IPネットワークでの同期を想定しており、CPU141の時刻情報決定部144は、FIFO145における送信キューの状態を監視し、キュー残数に応じた遅延時間を予め予測して、同期パケット生成部143からFIFO145に同期パケットを渡す際に時刻補正をして時刻情報を決定している。これによって、FIFO145のキュー残数分の時間をキャンセルすることで、時刻情報の精度を向上させている。
The
本発明は、上記の従来の技術を改良し、同期パケットを送信する送信時刻を示す時間情報の精度を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the above conventional technique and improve the accuracy of time information indicating a transmission time at which a synchronization packet is transmitted.
本発明の同期装置は、IPネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置であって、前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、前記同期パケットを送信する送信部と、前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、前記同期パケット生成部は、前記転送クロックに同期させて、前記同期パケットを生成する構成を有している。 The synchronization device of the present invention is a synchronization device that synchronizes with other devices by transmitting and receiving synchronization packets via an IP network, and transmits the synchronization packet and a synchronization packet generation unit that generates the synchronization packet A transmission unit, a transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock, and a time information determination unit that determines time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet from the transmission unit, The synchronization packet generation unit is configured to generate the synchronization packet in synchronization with the transfer clock.
本発明の別の態様の同期装置は、IPネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置であって、前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、前記同期パケットを送信する送信部と、前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、前記時刻情報決定部は、前記同期パケット生成部が前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と前記転送クロックとの位相差に基づいて補正する構成を有している。 A synchronization device according to another aspect of the present invention is a synchronization device that performs synchronization with another device by transmitting and receiving a synchronization packet via an IP network, the synchronization packet generating unit generating the synchronization packet, and the synchronization A transmission unit that transmits a packet; a transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock; and a time information determination unit that determines time information indicating a transmission time at which the synchronization packet is transmitted from the transmission unit The time information determination unit corrects the time when the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet based on the phase difference between the time and the transfer clock.
本発明によれば、同期装置内における同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the difference | error of the production | generation time of a synchronous packet and time information by the difference in the clock frequency between the synchronous packet production | generation part and transfer part in a synchronous apparatus can be reduced or eliminated.
以下、本発明の実施の形態の同期装置について、図面を参照しながら説明する。なお、
本発明における同期装置は、周波数同期装置であってもよく時刻同期装置であってもよく、周波数および時刻同期装置であってもよい。また、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。
Hereinafter, a synchronization device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition,
The synchronization device in the present invention may be a frequency synchronization device, a time synchronization device, or a frequency and time synchronization device. The embodiment described below shows an example in the case of carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the specific configuration described below. In carrying out the present invention, a specific configuration according to the embodiment may be adopted as appropriate.
本発明の第1の実施の形態の同期装置は、IPネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置であって、同期パケットを生成する同期パケット生成部と、同期パケットを送信する送信部と、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部と、送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、同期パケット生成部は、転送クロックに同期させて、同期パケットを生成する。 The synchronization device according to the first embodiment of the present invention is a synchronization device that synchronizes with other devices by transmitting and receiving synchronization packets via an IP network, and includes a synchronization packet generation unit that generates synchronization packets, A transmission unit that transmits a synchronization packet; a transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock; and a time information determination unit that determines time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet from the transmission unit. The synchronization packet generator generates a synchronization packet in synchronization with the transfer clock.
この構成により、同期パケット生成部は、転送部の転送クロックに同期させて同期パケットを生成するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。 With this configuration, the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet in synchronization with the transfer clock of the transfer unit. Therefore, the generation time and time of the synchronization packet due to the difference in clock frequency between the synchronization packet generation unit and the transfer unit Information shift can be reduced or eliminated.
同期パケット生成部は、転送クロックの立ち上がりの直前のタイミングで同期パケットを生成してよい。この構成により、同期パケットが生成されると転送部から直ちに送信部に転送されるので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれをなくすことができる。 The synchronization packet generation unit may generate the synchronization packet at a timing immediately before the rising edge of the transfer clock. With this configuration, when the synchronization packet is generated, it is immediately transferred from the transfer unit to the transmission unit. Therefore, the time difference between the generation time of the synchronization packet and the time information due to the difference in the clock frequency between the synchronization packet generation unit and the transfer unit. Can be eliminated.
本発明の第2の実施の形態の同期装置は、IPネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置であって、同期パケットを生成する同期パケット生成部と、同期パケットを送信する送信部と、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部と、送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、時刻情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正する。 The synchronization device according to the second embodiment of the present invention is a synchronization device that synchronizes with other devices by transmitting and receiving synchronization packets via an IP network, and a synchronization packet generation unit that generates synchronization packets; A transmission unit that transmits a synchronization packet; a transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock; and a time information determination unit that determines time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet from the transmission unit. The time information determination unit corrects the time when the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet based on the phase difference between the time and the transfer clock.
この構成によれば、時間情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。 According to this configuration, the time information determination unit corrects the time when the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet based on the phase difference between the time and the transfer clock, so the synchronization packet generation unit and the transfer unit The difference between the generation time of the synchronization packet and the time information due to the difference in the clock frequency between them can be reduced or eliminated.
時刻情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻に転送クロックの次の立ち上がりまでの時間を加えることで補正してよい。この構成により、同期パケットの生成時刻が、実際に転送部から転送される時刻に補正されるので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれをなくすことができる。 The time information determination unit may correct the time when the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet by adding the time until the next rising edge of the transfer clock to the time. With this configuration, since the generation time of the synchronization packet is corrected to the time when it is actually transferred from the transfer unit, the generation time and time of the synchronization packet due to the difference in clock frequency between the synchronization packet generation unit and the transfer unit Information gaps can be eliminated.
第1及び第2の実施の形態の同期装置において、時刻情報生成部は、送信部のキュー残数に基づいて時刻情報を決定してよい。この構成によれば、時刻情報を正確な送信時刻とすることができる。 In the synchronization devices of the first and second embodiments, the time information generation unit may determine the time information based on the remaining queue number of the transmission unit. According to this configuration, the time information can be set to an accurate transmission time.
第1及び第2の実施の形態の同期装置は、SFNにより放送を行う無線通信基地局であってよい。この構成により、ISDB−TのようなOFDM変調を用いる放送システムの無線通信基地局に適用された場合にも、SFNによる放送を高品質なものとすることができる。 The synchronization device of the first and second embodiments may be a radio communication base station that performs broadcasting using SFN. With this configuration, even when applied to a radio communication base station of a broadcasting system using OFDM modulation such as ISDB-T, it is possible to improve the quality of SFN broadcasting.
本発明の第1の実施の形態の同期システムは、複数の同期装置を備え、複数の同期装置の間でIPネットワークを介して同期パケットを送受信することで、複数の同期装置の同期を確立する同期システムであって、同期装置は、同期パケットを生成する同期パケット生成部と、同期パケットを送信する送信部と、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部と、送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、同期パケット生成部は、転送クロックに同期させて、同期パケットを生成する。 The synchronization system according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of synchronization devices, and establishes synchronization of the plurality of synchronization devices by transmitting and receiving synchronization packets between the plurality of synchronization devices via the IP network. In the synchronization system, the synchronization device includes a synchronization packet generation unit that generates a synchronization packet, a transmission unit that transmits the synchronization packet, a transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock, and a transmission unit A time information determination unit that determines time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet, and the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet in synchronization with the transfer clock.
この構成によっても、同期パケット生成部は、転送部の転送クロックに同期させて同期パケットを生成するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。 Even with this configuration, the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet in synchronization with the transfer clock of the transfer unit, so the generation time of the synchronization packet due to the difference in clock frequency between the synchronization packet generation unit and the transfer unit Time information shift can be reduced or eliminated.
本発明の第2の実施の形態の同期システムは、複数の同期装置を備え、複数の同期装置の間でIPネットワークを介して同期パケットを送受信することで、複数の同期装置の同期を確立する同期システムであって、同期装置は、同期パケットを生成する同期パケット生成部と、同期パケットを送信する送信部と、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部と、送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部とを備え、時刻情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正する。 The synchronization system according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of synchronization devices, and establishes synchronization between the plurality of synchronization devices by transmitting and receiving synchronization packets via the IP network between the plurality of synchronization devices. In the synchronization system, the synchronization device includes a synchronization packet generation unit that generates a synchronization packet, a transmission unit that transmits the synchronization packet, a transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock, and a transmission unit A time information determination unit that determines time information indicating a transmission time at which the synchronization packet is transmitted, and the time information determination unit determines the time at which the synchronization packet generation unit has generated the synchronization packet as the position of the time and the transfer clock. Correct based on the phase difference.
この構成によっても、時間情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。 Even with this configuration, the time information determination unit corrects the time when the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet based on the phase difference between the time and the transfer clock, so the time between the synchronization packet generation unit and the transfer unit is correct. The difference between the generation time of the synchronization packet and the time information due to the difference in clock frequency can be reduced or eliminated.
本発明の第1の実施の形態の同期方法は、IPネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期方法であって、同期パケットを生成する同期パケット生成ステップと、同期パケットを送信する送信ステップと、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信ステップのために転送する転送ステップと、送信ステップにおいて同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定ステップとを備え、同期パケット生成ステップは、転送クロックに同期させて、同期パケットを生成する。 The synchronization method according to the first embodiment of the present invention is a synchronization method that performs synchronization with another device by transmitting and receiving a synchronization packet via an IP network, and includes a synchronization packet generation step of generating a synchronization packet; A transmission step for transmitting a synchronization packet; a transfer step for transferring the synchronization packet for the transmission step according to a predetermined transfer clock; and a time information determination step for determining time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet in the transmission step. The synchronization packet generation step generates a synchronization packet in synchronization with the transfer clock.
この構成によっても、同期パケット生成ステップは、転送ステップにおける転送クロックに同期させて同期パケットを生成するので、同期パケット生成ステップと転送ステップとの間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。 Even in this configuration, the synchronization packet generation step generates the synchronization packet in synchronization with the transfer clock in the transfer step, so the generation time of the synchronization packet due to the difference in clock frequency between the synchronization packet generation step and the transfer step Time information shift can be reduced or eliminated.
本発明の第2の実施の形態の同期方法は、IPネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期方法であって、同期パケットを生成する同期パケット生成ステップと、同期パケットを送信する送信ステップと、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信ステップのために転送する転送ステップと、送信ステップにおいて同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定ステップとを備え、時刻情報決定ステップは、同期パケット生成ステップにて同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正する。 The synchronization method according to the second embodiment of the present invention is a synchronization method for synchronizing with other devices by transmitting and receiving synchronization packets via an IP network, and a synchronization packet generation step for generating synchronization packets; A transmission step for transmitting a synchronization packet; a transfer step for transferring the synchronization packet for the transmission step according to a predetermined transfer clock; and a time information determination step for determining time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet in the transmission step. The time information determination step corrects the time when the synchronization packet was generated in the synchronization packet generation step based on the phase difference between the time and the transfer clock.
この構成によっても、時間情報決定ステップは、同期パケット生成ステップにて同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正するので、同期パケット生成ステップと転送ステップとの間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。 Even in this configuration, the time information determination step corrects the time when the synchronization packet was generated in the synchronization packet generation step based on the phase difference between the time and the transfer clock. The difference between the generation time of the synchronization packet and the time information due to the difference in the clock frequency between them can be reduced or eliminated.
本発明の第1の実施の形態の同期プログラムは、IPネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置のコンピュータを、同期パケットを生成する同期パケット生成部、同期パケットを送信する送信部、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部、及び送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部として機能させる。ここで、同期パケット生成部は、転送クロックに同期させて、同期パケットを生成する。 The synchronization program according to the first embodiment of the present invention includes a synchronization packet generator that generates a synchronization packet, a synchronization packet computer that synchronizes with another device by transmitting and receiving synchronization packets via an IP network, It functions as a transmission unit that transmits a packet, a transfer unit that transfers a synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock, and a time information determination unit that determines time information indicating a transmission time at which the synchronization packet is transmitted from the transmission unit. Here, the synchronization packet generator generates a synchronization packet in synchronization with the transfer clock.
この構成によっても、同期パケット生成部は、転送部の転送クロックに同期させて同期パケットを生成するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。 Even with this configuration, the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet in synchronization with the transfer clock of the transfer unit, so the generation time of the synchronization packet due to the difference in clock frequency between the synchronization packet generation unit and the transfer unit Time information shift can be reduced or eliminated.
本発明の第2の実施の形態の同期プログラムは、IPネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置のコンピュータを、同期パケットを生成する同期パケット生成部、同期パケットを送信する送信部、同期パケットを所定の転送クロックに従って送信部に転送する転送部、及び送信部からの同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部として機能させる。ここで、時刻情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正する。 The synchronization program according to the second embodiment of the present invention includes a synchronization packet generator that generates a synchronization packet, a synchronization packet computer that synchronizes with another device by transmitting and receiving synchronization packets via an IP network, It functions as a transmission unit that transmits a packet, a transfer unit that transfers a synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock, and a time information determination unit that determines time information indicating a transmission time at which the synchronization packet is transmitted from the transmission unit. Here, the time information determination unit corrects the time when the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet based on the phase difference between the time and the transfer clock.
この構成によっても、時間情報決定部は、同期パケット生成部が同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と転送クロックとの位相差に基づいて補正するので、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。 Even with this configuration, the time information determination unit corrects the time when the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet based on the phase difference between the time and the transfer clock, so the time between the synchronization packet generation unit and the transfer unit is correct. The difference between the generation time of the synchronization packet and the time information due to the difference in clock frequency can be reduced or eliminated.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図2は、本発明の実施の形態の同期装置を含む同期システムの全体構成図である。図2の例では、同期を確立すべき同期装置が無線基地局であり、IPネットワーク101を介して通信可能に接続された複数の無線基地局102、103、103で放送システムが構成されている。図2の例では、3つの無線基地局のみが示されているが、放送システム100は、より多くの無線基地局を含むものであってよい。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a synchronization system including the synchronization device according to the embodiment of the present invention. In the example of FIG. 2, the synchronization device to establish synchronization is a radio base station, and a broadcasting system is configured by a plurality of
放送信号(コンテンツ信号、制御信号等)は、IPネットワーク101を介して各無線基地局102、103、103に送信される。各無線基地局102、103、103は、送信装置として、放送信号を無線送信する。図示しない放送受信端末は、近くの無線基地局からの放送信号を受信して放送コンテンツを再生する。
Broadcast signals (content signals, control signals, etc.) are transmitted to the respective
各無線基地局102、103、103は、互いに重複するカバーエリアを有する。また、各無線基地局102、103、103は、同一の周波数f1を用いたSFNにより放送を行う。複数の無線基地局102、103、103はいずれも同期装置に該当するが、無線基地局102、103、103のうち、1つの無線基地局102は同期確立においてマスター装置となり、他の無線基地局103は同期確立においてスレーブ装置となる。各スレーブ装置103が、マスター装置102と同期を合わせる(同調する)ことで、放送システム100全体の同期が実現する。
Each
図1は、本発明の第1の実施の形態の同期装置の構成を示すブロック図である。同期装置110は、IPネットワークを介して接続された他の同期装置と同期を確立するための同期処理を行う。上記で説明したように、IPネットワークを介して同期すべき同期装置の間で同期メッセージ、遅延要求メッセージ等の同期パケットを送受信することで、同期が実現される。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a synchronization device according to a first embodiment of this invention. The
同期装置110は、CPU111及びイーサーコントローラ112を備えている。図1では、CPU111が備える同期パケット生成部113及び時刻情報決定部114の他に、メモリ116が示されており、イーサーコントローラ112が備えるFIFO115が示されている。同期パケット生成部113は、CPU111のカーネルである。同期装置110の機能は、第1の実施の形態の同期プログラムがコンピュータによって実行されることで実現される。
The
従来の技術と同様に、CPU111から同期パケットが転送命令とともに出力されるときに、時刻情報が決定される。この同期パケットは、いったんメモリ116に格納されて、メモリ116からイーサーコントローラ112のFIFO115に転送される。すなわち、メモリ116は、同期パケット生成部113から出力された同期パケットをFIFO115に転送するためにこの同期パケットを一時的に保存する。このメモリ116は、上記の転送部に相当し、FIFO115は上記の送信部に相当する。
Similar to the conventional technique, the time information is determined when the synchronization packet is output from the
一般的にCPU111のコアクロックの周波数は、転送クロックの周波数と比較して相当に大きい。例えば、CPU111のコアクロックの周波数は数千MHz等であるのに対して、メモリ116の周波数は24MHz等である(もちろん、これらの周波数の値は一例であって、同期装置の仕様によって様々な値をとり得る)。よって、同期パケットが同期パケット生成部113にて生成されて出力されるときに時刻情報決定部114がそのときの時刻をもって時刻情報を決定したとしても、転送クロック周期分の誤差が発生してしまう。
In general, the frequency of the core clock of the
図3はこの問題を説明する図である。同期パケットa、同期パケットbが同期パケット生成部113から出力される時刻が時刻情報決定部114にてta、tbと記録されていたとしても、メモリ116の転送クロックの周期が、tx、tyである場合には、同期パケットa、同期パケットbがFIFO115に転送されるタイミングは、いずれも時刻txとなってしまう。
FIG. 3 is a diagram for explaining this problem. Even if the time at which the synchronization packet a and the synchronization packet b are output from the synchronization
そこで、第1の実施の形態の同期装置110において、CPU111の同期パケット生成部113は、メモリ116の転送クロックに同期させて同期パケットを生成してメモリ116に出力する。
Therefore, in the
図4は、第1の実施の形態の同期パケットの生成タイミングを示す図である。同期パケット生成部113は、メモリ116の転送クロックが立ち上がる直前で同期パケットを生成して、メモリ116に格納して転送命令を出す。このために、メモリ116の転送クロックが同期パケット生成部113にも入力される構成とする。同期パケット生成部113で同期パケットが生成されたときに、時刻情報決定部114がその時刻を記録するが、その時刻は、実際にメモリ116からFIFO115に転送される時刻と一致することになる。
FIG. 4 is a diagram illustrating the generation timing of the synchronization packet according to the first embodiment. The
本実施の形態では、さらに、時刻情報決定部114は、従来の技術のようにFIFO115のキュー残数に基づいて時刻の補正を行う。具体的には、時刻情報決定部114は、FIFO115からキュー残数の情報を取得して、同期パケット生成部113で同期パケットが生成された時刻にキュー残数に応じた時刻を加えて時刻情報を決定する。これにより、同期パケットによる同期を従来の技術より正確に行うことができる。
In the present embodiment, the time
図5は、第2の実施の形態の同期装置の構成を示すブロック図である。同期装置120は、IPネットワークを介して接続された他の同期装置と同期を確立するための同期処理を行う。同期装置120は、第1の実施の形態の同期装置110と同様に、CPU121及びイーサーコントローラ122を備えている。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the synchronization device according to the second embodiment. The
また、CPU121は、同期パケット生成部123、時刻情報決定部124、メモリ126を備え、イーサーコントローラ122は、FIFO125を備えている。同期パケット生成部123は、CPU121のカーネルである。本実施の形態の同期装置120の機能も、本実施の形態の同期プログラムがコンピュータで実行されることによって実現される。
In addition, the
本実施の形態では、時刻情報決定部124にメモリ126の転送クロックが入力される。同期パケット生成部123で同期パケットが生成されると、時刻情報決定部124は、その生成時刻を、その生成時刻のメモリ126の転送クロックの立ち上がりからの位相差に従って補正する。
In this embodiment, the transfer clock of the
図6は、第2の実施の形態の同期パケットの生成時刻の補正方法を説明する図である。時刻情報決定部114は、同期パケット生成部123で時刻taに同期パケットaが生成されると、その生成時刻taを記録して、メモリ126の転送クロックの周期Tから、メモリ116の直近の転送クロックの立ち上がりから時刻taまでの経過時間T1を引いて、次の転送クロックの立ち上がりまでの時刻T2を算出し、同期パケットaが生成された時刻をta+T2と補正する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for correcting the generation time of the synchronization packet according to the second embodiment. Time
本実施の形態でも、さらに、時刻情報決定部124は、従来の技術のようにFIFO125のキュー残数に基づいて時刻の補正を行う。具体的には、時刻情報決定部124は、FIFO125からキュー残数の情報を取得して、上記のようにして補正された時刻ta+T2にキュー残数に応じた時刻を加えて時刻情報を決定する。これにより、同期パケットによる同期を従来の技術より正確に行うことができる。
Also in this embodiment, the time
即ち、時刻情報決定部124は、同期パケットの実際の生成時刻から、メモリ116の転送クロックによるずれを補償する補正時間と、FIFO115によるキュー残数によるずれを補償する補正時間とを加えた時刻をその同期パケットの時刻情報とするので、同期パケットによる同期を従来の技術より正確に行うことができる。
That is, the time
以上のように、第1及び第2の実施の形態の同期装置は、いずれも装置内におけるクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができる。これによって、IPネットワーク101を介して互いに通信可能に接続された、互いにカバーエリアの重複する複数の無線基地局でSFNにより放送を行う場合に、その複数の無線基地局の1つをマスター装置として他をスレーブ装置としてスレーブ装置をマスター装置に同期させる場合に、精密な同期がとれ、SFNによる放送を高品質で提供できる。
As described above, the synchronization devices according to the first and second embodiments can reduce or eliminate the difference between the generation time of the synchronization packet and the time information due to the difference in the clock frequency in the device. As a result, when broadcasting is performed by SFN at a plurality of wireless base stations that are connected to each other via the
なお、上記の同期パケットは、IPネットワークを介した同期装置の同期確立のために、その送信時刻が記録されるパケットであればよく、例えばPTPによる時刻同期のためにマスター装置からスレーブ装置に送信される同期メッセージや、スレーブ装置からマスター装置に送信される遅延要求メッセージであってよく、また、PTPによる周波数同期のためにマスター装置からスレーブ装置に送信される同期メッセージであってよい。同期パケットの時刻情報は、当該同期パケットに含まれてもよいし、他の同期パケットによって他の同期装置に送信されてもよい。 The synchronization packet may be any packet in which the transmission time is recorded for establishing synchronization of the synchronization device via the IP network. For example, the synchronization packet is transmitted from the master device to the slave device for time synchronization by PTP. Or a delay request message transmitted from the slave device to the master device, or a synchronization message transmitted from the master device to the slave device for frequency synchronization by PTP. The time information of the synchronization packet may be included in the synchronization packet, or may be transmitted to another synchronization device using another synchronization packet.
本発明は、同期パケット生成部と転送部との間のクロック周波数の差による、同期パケットの生成時刻と時刻情報のずれを軽減ないしなくすことができるという効果を有し、IPネットワークを介して同期パケットを送受信することで他の装置と同期を行う同期装置等として有用である。 The present invention has the effect of reducing or eliminating the difference between the generation time of the synchronization packet and the time information due to the difference in the clock frequency between the synchronization packet generation unit and the transfer unit. It is useful as a synchronization device that synchronizes with other devices by transmitting and receiving packets.
101 IPネットワーク
102 マスター装置
103 スレーブ装置
110 同期装置
111 CPU
112 イーサーコントローラ
113 同期パケット生成部
114 時刻情報決定部
115 FIFO
116 メモリ
120 同期装置
121 CPU
122 イーサーコントローラ
123 同期パケット生成部
124 時刻情報決定部
125 FIFO
126 メモリ
130 同期装置
131 CPU
132 イーサーコントローラ
133 同期パケット生成部
134 時刻情報決定部
135 FIFO
140 同期装置
141 CPU
142 イーサーコントローラ
143 同期パケット生成部
144 時刻情報決定部
145 FIFO
101
112
116
122
126
132
142
Claims (12)
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、
前記同期パケットを送信する送信部と、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部と、
を備え、
前記同期パケット生成部は、前記転送クロックに同期させて、前記同期パケットを生成することを特徴とする同期装置。 A synchronization device that synchronizes with other devices by transmitting and receiving synchronization packets via an IP network,
A synchronization packet generator for generating the synchronization packet;
A transmission unit for transmitting the synchronization packet;
A transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock;
A time information determination unit for determining time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet from the transmission unit;
With
The synchronization device, wherein the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet in synchronization with the transfer clock.
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、
前記同期パケットを送信する送信部と、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部と、
を備え、
前記時刻情報決定部は、前記同期パケット生成部が前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と前記転送クロックとの位相差に基づいて補正することを特徴とする同期装置。 A synchronization device that synchronizes with other devices by transmitting and receiving synchronization packets via an IP network,
A synchronization packet generator for generating the synchronization packet;
A transmission unit for transmitting the synchronization packet;
A transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock;
A time information determination unit for determining time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet from the transmission unit;
With
The time information determination unit corrects the time when the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet based on a phase difference between the time and the transfer clock.
前記同期装置は、
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、
前記同期パケットを送信する送信部と、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部と、
を備え、
前記同期パケット生成部は、前記転送クロックに同期させて、前記同期パケットを生成することを特徴とする同期システム。 A synchronization system comprising a plurality of synchronization devices, and establishing synchronization of the plurality of synchronization devices by transmitting and receiving synchronization packets via the IP network between the plurality of synchronization devices,
The synchronization device includes:
A synchronization packet generator for generating the synchronization packet;
A transmission unit for transmitting the synchronization packet;
A transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock;
A time information determination unit for determining time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet from the transmission unit;
With
The synchronization packet generation unit generates the synchronization packet in synchronization with the transfer clock.
前記同期装置は、
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部と、
前記同期パケットを送信する送信部と、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部と、
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部と、
を備え、
前記時刻情報決定部は、前記同期パケット生成部が前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と前記転送クロックとの位相差に基づいて補正することを特徴とする同期システム。 A synchronization system comprising a plurality of synchronization devices, and establishing synchronization of the plurality of synchronization devices by transmitting and receiving synchronization packets via the IP network between the plurality of synchronization devices,
The synchronization device includes:
A synchronization packet generator for generating the synchronization packet;
A transmission unit for transmitting the synchronization packet;
A transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock;
A time information determination unit for determining time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet from the transmission unit;
With
The time information determination unit corrects the time when the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet based on a phase difference between the time and the transfer clock.
前記同期パケットを生成する同期パケット生成ステップと、
前記同期パケットを送信する送信ステップと、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信ステップのために転送する転送ステップと、
前記送信ステップにおいて前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定ステップと、
を備え、
前記同期パケット生成ステップは、前記転送クロックに同期させて、前記同期パケットを生成することを特徴とする同期方法。 A synchronization method for synchronizing with other devices by sending and receiving synchronization packets via an IP network,
A synchronization packet generating step for generating the synchronization packet;
A transmission step of transmitting the synchronization packet;
A transfer step of transferring the synchronization packet for the transmission step according to a predetermined transfer clock;
A time information determination step for determining time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet in the transmission step;
With
In the synchronization packet generation step, the synchronization packet is generated in synchronization with the transfer clock.
前記同期パケットを生成する同期パケット生成ステップと、
前記同期パケットを送信する送信ステップと、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信ステップのために転送する転送ステップと、
前記送信ステップにおいて前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定ステップと、
を備え、
前記時刻情報決定ステップは、前記同期パケット生成ステップにて前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と前記転送クロックとの位相差に基づいて補正することを特徴とする同期方法。 A synchronization method for synchronizing with other devices by sending and receiving synchronization packets via an IP network,
A synchronization packet generating step for generating the synchronization packet;
A transmission step of transmitting the synchronization packet;
A transfer step of transferring the synchronization packet for the transmission step according to a predetermined transfer clock;
A time information determination step for determining time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet in the transmission step;
With
The time information determination step corrects the time when the synchronization packet was generated in the synchronization packet generation step based on a phase difference between the time and the transfer clock.
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部、
前記同期パケットを送信する送信部、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部、及び
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部として機能させ、
前記同期パケット生成部は、前記転送クロックに同期させて、前記同期パケットを生成することを特徴とする同期プログラム。 A computer of a synchronization device that synchronizes with other devices by sending and receiving synchronization packets via an IP network,
A synchronization packet generator for generating the synchronization packet;
A transmission unit for transmitting the synchronization packet;
A transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock; and a time information determination unit that determines time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet from the transmission unit;
The synchronization packet generating unit generates the synchronization packet in synchronization with the transfer clock.
前記同期パケットを生成する同期パケット生成部、
前記同期パケットを送信する送信部、
前記同期パケットを所定の転送クロックに従って前記送信部に転送する転送部、及び
前記送信部から前記同期パケットを送信する送信時刻を示す時刻情報を決定する時刻情報決定部として機能させ、
前記時刻情報決定部は、前記同期パケット生成部が前記同期パケットを生成した時刻を、当該時刻と前記転送クロックとの位相差に基づいて補正することを特徴とする同期プログラム。 A computer of a synchronization device that synchronizes with other devices by sending and receiving synchronization packets via an IP network,
A synchronization packet generator for generating the synchronization packet;
A transmission unit for transmitting the synchronization packet;
A transfer unit that transfers the synchronization packet to the transmission unit according to a predetermined transfer clock; and a time information determination unit that determines time information indicating a transmission time for transmitting the synchronization packet from the transmission unit;
The time information determination unit corrects the time when the synchronization packet generation unit generates the synchronization packet based on a phase difference between the time and the transfer clock.
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