JPH1127269A - 時計同期方法および装置および記録媒体 - Google Patents
時計同期方法および装置および記録媒体Info
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- JPH1127269A JPH1127269A JP17599897A JP17599897A JPH1127269A JP H1127269 A JPH1127269 A JP H1127269A JP 17599897 A JP17599897 A JP 17599897A JP 17599897 A JP17599897 A JP 17599897A JP H1127269 A JPH1127269 A JP H1127269A
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- Japan
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- node
- time difference
- time
- clock
- message
- Prior art date
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- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 一つの通信網に接続された複数のノードがそ
れぞれ有する時計について、その時刻を同期させたい
が、同期がずれているか否かの判定を行い不必要な同期
制御を回避する。 【解決手段】 前回の時刻差測定により得られた標本か
ら推定される時刻差を母集団とする統計的分布と今回の
時刻差測定により得られた標本から推定される時刻差を
母集団とする統計的分布とが等しいとする仮説の検定を
行い、この仮説が所定の誤差範囲で成立しないときに前
記今回の時刻差測定結果にしたがって前記二つの時計の
時刻を同期させる。
れぞれ有する時計について、その時刻を同期させたい
が、同期がずれているか否かの判定を行い不必要な同期
制御を回避する。 【解決手段】 前回の時刻差測定により得られた標本か
ら推定される時刻差を母集団とする統計的分布と今回の
時刻差測定により得られた標本から推定される時刻差を
母集団とする統計的分布とが等しいとする仮説の検定を
行い、この仮説が所定の誤差範囲で成立しないときに前
記今回の時刻差測定結果にしたがって前記二つの時計の
時刻を同期させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は通信網に接続された
複数のノードに備えられた時計の同期に利用する。本発
明は、サーバとクライアントが一つの通信網に接続され
た異なるノードにそれぞれ設けられているとき、このサ
ーバおよびクライアントがそれぞれに備えられた時計の
時刻差を正しくし、時計を同期させるために利用するに
適する。
複数のノードに備えられた時計の同期に利用する。本発
明は、サーバとクライアントが一つの通信網に接続され
た異なるノードにそれぞれ設けられているとき、このサ
ーバおよびクライアントがそれぞれに備えられた時計の
時刻差を正しくし、時計を同期させるために利用するに
適する。
【０００２】
【従来の技術】文献“Checkpointing and rollback rec
overy using common time base"(P.Rammanathan 著,IEE
E Symposium on Reliable Distributed Systems,pp.13-
21,Oct.,1988) や文献"Using time instead of timeout
for fault tolerant distributed systems"(L.Lamport
著,ACM Transaction Programing Languages Systems,Vo
l.6,No.2,pp.254-280,April,1984) に述べられているよ
うに一つの通信網に接続された複数のノードにそれぞれ
時計を設け、これらの時計の同期した時刻情報にしたが
ってノード相互間の通信その他の制御を行うことによっ
て、複数のノード間で協調して動作するアプリケーショ
ン間で交換されるメッセージの数を減少させることがで
きる。図８は通信網に接続されたノードを示す図であ
る。図８に示したノードａの時計ｔａおよびノードｂに
備えられた時計ｔｂの時刻情報が同期していることによ
り、ノードａおよびノードｂ間で精度の高い各種制御を
行うことができる。
overy using common time base"(P.Rammanathan 著,IEE
E Symposium on Reliable Distributed Systems,pp.13-
21,Oct.,1988) や文献"Using time instead of timeout
for fault tolerant distributed systems"(L.Lamport
著,ACM Transaction Programing Languages Systems,Vo
l.6,No.2,pp.254-280,April,1984) に述べられているよ
うに一つの通信網に接続された複数のノードにそれぞれ
時計を設け、これらの時計の同期した時刻情報にしたが
ってノード相互間の通信その他の制御を行うことによっ
て、複数のノード間で協調して動作するアプリケーショ
ン間で交換されるメッセージの数を減少させることがで
きる。図８は通信網に接続されたノードを示す図であ
る。図８に示したノードａの時計ｔａおよびノードｂに
備えられた時計ｔｂの時刻情報が同期していることによ
り、ノードａおよびノードｂ間で精度の高い各種制御を
行うことができる。
【０００３】また、時計が同期していることを前提とし
てアプリケーションを作成した場合には、その時計同期
の確からしさを与えることで、アプリケーションは、メ
ッセージに含まれる時刻情報をどの程度信用してよいか
を判断することができるため、アプリケーションは、よ
り確実な動作をすることができる。
てアプリケーションを作成した場合には、その時計同期
の確からしさを与えることで、アプリケーションは、メ
ッセージに含まれる時刻情報をどの程度信用してよいか
を判断することができるため、アプリケーションは、よ
り確実な動作をすることができる。
【０００４】ノード間の時計を同期させる従来の技術と
しては、ＮＴＰ(Network Time Protocol) 、Probabilis
tic Clock Synchronization 、ＡＣＴＳ(Automated Com
puter Time Service) などが知られている。
しては、ＮＴＰ(Network Time Protocol) 、Probabilis
tic Clock Synchronization 、ＡＣＴＳ(Automated Com
puter Time Service) などが知られている。
【０００５】図９はＮＴＰの動作を示す図であるが、Ｎ
ＴＰ(Network Time Protocol) は、インターネットで多
く用いられているものであり、文献“Precision synchr
onization of computer network clocks"(D.L.Mill著.C
omputer Communications Review.Vol.24.No.2,pp.28-4
3,April 1984)で述べられているように、ノード間で時
刻差を測定するためのパケットを送受信し合い、ノード
間の往復の通信遅延時間の差が小さいことを利用してノ
ード間の時刻差を求めている。
ＴＰ(Network Time Protocol) は、インターネットで多
く用いられているものであり、文献“Precision synchr
onization of computer network clocks"(D.L.Mill著.C
omputer Communications Review.Vol.24.No.2,pp.28-4
3,April 1984)で述べられているように、ノード間で時
刻差を測定するためのパケットを送受信し合い、ノード
間の往復の通信遅延時間の差が小さいことを利用してノ
ード間の時刻差を求めている。
【０００６】しかし、前記パケットが送受信されるネッ
トワークは、時計同期専用ではなく、通常のメッセージ
交換に用いられるため、実際には、ノード間の通信経路
上のルータ内部のパケット処理や他のトラヒックなどの
影響によって、前記遅延時間の差は小さくない。これに
対して、ＮＴＰでは、誤差を小さくするために測定用パ
ケットを複数回送受信し合い、各測定用パケットから得
られる時刻差情報をメディアフィルタにかけ、その結果
をもとに、管理する時計をＰＬＬ(Phase LockLoop) 動
作させることによって、遅延時間差による誤差を少なく
している。
トワークは、時計同期専用ではなく、通常のメッセージ
交換に用いられるため、実際には、ノード間の通信経路
上のルータ内部のパケット処理や他のトラヒックなどの
影響によって、前記遅延時間の差は小さくない。これに
対して、ＮＴＰでは、誤差を小さくするために測定用パ
ケットを複数回送受信し合い、各測定用パケットから得
られる時刻差情報をメディアフィルタにかけ、その結果
をもとに、管理する時計をＰＬＬ(Phase LockLoop) 動
作させることによって、遅延時間差による誤差を少なく
している。
【０００７】図１０はProbabilistic Clock Synchroniz
ation の動作を示す図であるが、Probabilistic Clock
Synchronization は、文献“A NEW PROBABILISTIC ALGO
RITHM FOR CLOCK SYNCHRONIZATION"(K.Arvind 著,Proce
dings Real-Time Systems Symposium.pp.330-339,Sant
a.Monica,CA,1989)に述べられているように、ノード間
の通信遅延時間が正規分布であり、その平均値および分
散が既知であるときに、各ノード間の管理する時刻を他
のノードに送信し、受信したノードは、前記送られてき
た時刻と遅延時間の平均値から時分の管理する時計との
差を計算し、さらに前記差を平均化することによって一
定の確率で時計同期誤差を一定範囲に抑えるものであ
る。
ation の動作を示す図であるが、Probabilistic Clock
Synchronization は、文献“A NEW PROBABILISTIC ALGO
RITHM FOR CLOCK SYNCHRONIZATION"(K.Arvind 著,Proce
dings Real-Time Systems Symposium.pp.330-339,Sant
a.Monica,CA,1989)に述べられているように、ノード間
の通信遅延時間が正規分布であり、その平均値および分
散が既知であるときに、各ノード間の管理する時刻を他
のノードに送信し、受信したノードは、前記送られてき
た時刻と遅延時間の平均値から時分の管理する時計との
差を計算し、さらに前記差を平均化することによって一
定の確率で時計同期誤差を一定範囲に抑えるものであ
る。
【０００８】ＡＣＴＳ(Automated Computer Time Servi
ce) は、文献"An Algorthm to Synchronize the Time o
f a Computer to Universal Time"(J.Levine著,IEEE/AC
M TRANSACTIONS ON NETWORKING.Vol.3,No.1,Feburuary
1995) に述べられているように、周期的に電話回線を用
いてダイヤルアップによって時計サーバにアクセスし
て、片道の通信遅延時間がラウンドトリップタイムの半
分であると推定して時計補正を行っている。
ce) は、文献"An Algorthm to Synchronize the Time o
f a Computer to Universal Time"(J.Levine著,IEEE/AC
M TRANSACTIONS ON NETWORKING.Vol.3,No.1,Feburuary
1995) に述べられているように、周期的に電話回線を用
いてダイヤルアップによって時計サーバにアクセスし
て、片道の通信遅延時間がラウンドトリップタイムの半
分であると推定して時計補正を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】例えば、サーバ・クラ
イアント方式では、タイムスタンプを付与したパケット
により、パケットの送受信時刻情報を確認しながら相互
に通信を行っているが、サーバとクライアントとの間で
時計の時刻差がどれくらいあるのかを知ることは、アプ
リケーションプログラムを正しく実行する上で重要であ
る。
イアント方式では、タイムスタンプを付与したパケット
により、パケットの送受信時刻情報を確認しながら相互
に通信を行っているが、サーバとクライアントとの間で
時計の時刻差がどれくらいあるのかを知ることは、アプ
リケーションプログラムを正しく実行する上で重要であ
る。
【００１０】すなわち、パケットに付与されたタイムス
タンプのとおりに受信したパケットを組立てることによ
り、送信元のノードが伝達しようとした情報を正しく再
現することができるのか、あるいは、受信したパケット
をタイムスタンプのとおりに組立てても送信元のノード
が伝達しようとした情報と比較してパケット位置の入れ
替えが発生する場合があるのか、といったことを正しく
把握することができれば、アプリケーションプログラム
を実行するときに、時刻差の大小を考慮に入れた制御を
行うことができる。これにより、正しくアプリケーショ
ンプログラムを実行することができる。
タンプのとおりに受信したパケットを組立てることによ
り、送信元のノードが伝達しようとした情報を正しく再
現することができるのか、あるいは、受信したパケット
をタイムスタンプのとおりに組立てても送信元のノード
が伝達しようとした情報と比較してパケット位置の入れ
替えが発生する場合があるのか、といったことを正しく
把握することができれば、アプリケーションプログラム
を実行するときに、時刻差の大小を考慮に入れた制御を
行うことができる。これにより、正しくアプリケーショ
ンプログラムを実行することができる。
【００１１】ところが、ＮＴＰ(Network Time Protoco
l) を用いた場合には、その前提条件として各ノードの
時計が周波数同期しておらず、ＮＴＰのアルゴリズムで
求めた同期精度には複数のノード間の時計の周波数のず
れに起因する誤差と通信遅延時間差が含まれる。このた
め、通信遅延時間の統計的性質が変化しない環境におい
ても、その結果得られる時計同期の精度と同期精度の確
からしさを定量的に判断することは困難であり、周波数
同期が行われたノード間の時計同期とその確からしさを
求める目的には適していない。
l) を用いた場合には、その前提条件として各ノードの
時計が周波数同期しておらず、ＮＴＰのアルゴリズムで
求めた同期精度には複数のノード間の時計の周波数のず
れに起因する誤差と通信遅延時間差が含まれる。このた
め、通信遅延時間の統計的性質が変化しない環境におい
ても、その結果得られる時計同期の精度と同期精度の確
からしさを定量的に判断することは困難であり、周波数
同期が行われたノード間の時計同期とその確からしさを
求める目的には適していない。
【００１２】Probabilistic Clock Synchronization を
用いた場合には、時計同期プロトコルのメッセージ通信
を行うネットワークの通信遅延時間が正規分布であり、
その平均値と分散が既知であることが前提となってい
る。このため、前記平均および分散が未知である環境に
おいては、上記文献に述べられている方法だけでは、通
信遅延時間の平均および分散を測定する方法がないた
め、時計同期を行うことができない。
用いた場合には、時計同期プロトコルのメッセージ通信
を行うネットワークの通信遅延時間が正規分布であり、
その平均値と分散が既知であることが前提となってい
る。このため、前記平均および分散が未知である環境に
おいては、上記文献に述べられている方法だけでは、通
信遅延時間の平均および分散を測定する方法がないた
め、時計同期を行うことができない。
【００１３】ＡＣＴＳ(Automated Computer Time Servi
ce) を用いた場合には、その同期誤差の支配的要因は通
信ハードウェアおよびそのドライバ・ソフトウェアでの
処理時間によるものである。この誤差については、ＣＰ
Ｕ速度、ノードの使用状況によって変化するが、本要因
に基づく誤差による同期精度の確からしさを定量的に判
断することはできない。
ce) を用いた場合には、その同期誤差の支配的要因は通
信ハードウェアおよびそのドライバ・ソフトウェアでの
処理時間によるものである。この誤差については、ＣＰ
Ｕ速度、ノードの使用状況によって変化するが、本要因
に基づく誤差による同期精度の確からしさを定量的に判
断することはできない。
【００１４】さらに、ＮＴＰ、Probabilistic Clock Sy
nchronization およびＡＣＴＳを用いた場合には定期的
に各ノードの時計の時刻補正が実行される。また、ＮＴ
ＰおよびＡＣＴＳを用いた場合には、時刻補正に伴って
時計の進む速さである周波数の変更を行う。頻繁に補正
が行われるこれらの方法では、"A Continuous MediaI/O
Server and Its Synchronization Mechanism"(D.P.And
erson and G.Homsy著,IEEE Computer,pp.51-57,Oct.199
1.)に述べられているように、動画や音声メディア通信
において、送信レートと受信再生レートが異なり、メデ
ィアのデータのオーバフローやアンダーフローにより再
生品質が劣化してしまう。
nchronization およびＡＣＴＳを用いた場合には定期的
に各ノードの時計の時刻補正が実行される。また、ＮＴ
ＰおよびＡＣＴＳを用いた場合には、時刻補正に伴って
時計の進む速さである周波数の変更を行う。頻繁に補正
が行われるこれらの方法では、"A Continuous MediaI/O
Server and Its Synchronization Mechanism"(D.P.And
erson and G.Homsy著,IEEE Computer,pp.51-57,Oct.199
1.)に述べられているように、動画や音声メディア通信
において、送信レートと受信再生レートが異なり、メデ
ィアのデータのオーバフローやアンダーフローにより再
生品質が劣化してしまう。
【００１５】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、一つの通信網に接続された複数のノード間の
時計の時刻情報を高い精度で同期させることができる時
計同期装置を提供することを目的とする。本発明は、時
刻補正が必要であるか否かを判定し不必要な時刻補正を
行うことなく時計の時刻情報を高い精度で同期させるこ
とができる時計同期装置を提供することを目的とする。
であって、一つの通信網に接続された複数のノード間の
時計の時刻情報を高い精度で同期させることができる時
計同期装置を提供することを目的とする。本発明は、時
刻補正が必要であるか否かを判定し不必要な時刻補正を
行うことなく時計の時刻情報を高い精度で同期させるこ
とができる時計同期装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、一つの通信網
に接続された複数のノードに含まれる時計の時刻同期を
行うときに、補正の要否を確認してから行うことによ
り、不適切な補正によって逆に同期が不安定になること
を回避できることを最も主要な特徴とする。
に接続された複数のノードに含まれる時計の時刻同期を
行うときに、補正の要否を確認してから行うことによ
り、不適切な補正によって逆に同期が不安定になること
を回避できることを最も主要な特徴とする。
【００１７】すなわち、一つの通信網に接続された二つ
のノードの管理する時計の時刻差のずれを指定された確
率で指定された値以下にしたいとき、両ノードの時刻差
を複数回測定し、その標本から得られる統計量を時刻差
として時刻の校正を行い精度の高い時計同期を行う。
のノードの管理する時計の時刻差のずれを指定された確
率で指定された値以下にしたいとき、両ノードの時刻差
を複数回測定し、その標本から得られる統計量を時刻差
として時刻の校正を行い精度の高い時計同期を行う。
【００１８】そして、定期的に時刻がずれているかどう
かの判定方法として、時刻校正をしたときに用いた時刻
差測定の標本と、定期的に測定した時刻差測定の標本と
を比較し、ある確率で両標本から予測される母集団の統
計量が異なるか否かを統計学的な検定で行うことによ
り、前記統計量によって計算されたノード間の時刻差が
実際にずれているのか、それとも測定誤差によってずれ
ていると計算されるのかを判定し、実際にずれていない
にもかかわらず、時刻校正を行って周波数精度や安定度
を劣化させる頻度を削減することができる。
かの判定方法として、時刻校正をしたときに用いた時刻
差測定の標本と、定期的に測定した時刻差測定の標本と
を比較し、ある確率で両標本から予測される母集団の統
計量が異なるか否かを統計学的な検定で行うことによ
り、前記統計量によって計算されたノード間の時刻差が
実際にずれているのか、それとも測定誤差によってずれ
ていると計算されるのかを判定し、実際にずれていない
にもかかわらず、時刻校正を行って周波数精度や安定度
を劣化させる頻度を削減することができる。
【００１９】すなわち、本発明の第一の観点は時計同期
方法であって、一つの通信網に接続された二つのノード
ａおよびノードｂがそれぞれ管理する二つの時計の時刻
差Δを測定しこの二つの時計の時刻を同期させる時計同
期方法である。本発明の特徴とするところは、それ以前
の時刻差測定により得られた標本から推定される時刻差
を母集団とする統計的分布と今回の時刻差測定により得
られた標本から推定される時刻差を母集団とする統計的
分布とが等しいとする仮説の検定を行い、この仮説が所
定の誤差範囲で成立しないときに前記今回の時刻差測定
結果にしたがって前記二つの時計の時刻を同期させると
ころにある。
方法であって、一つの通信網に接続された二つのノード
ａおよびノードｂがそれぞれ管理する二つの時計の時刻
差Δを測定しこの二つの時計の時刻を同期させる時計同
期方法である。本発明の特徴とするところは、それ以前
の時刻差測定により得られた標本から推定される時刻差
を母集団とする統計的分布と今回の時刻差測定により得
られた標本から推定される時刻差を母集団とする統計的
分布とが等しいとする仮説の検定を行い、この仮説が所
定の誤差範囲で成立しないときに前記今回の時刻差測定
結果にしたがって前記二つの時計の時刻を同期させると
ころにある。
【００２０】これにより、不必要な時刻補正を行うこと
なく時計の時刻情報を高い精度で同期させることができ
る。
なく時計の時刻情報を高い精度で同期させることができ
る。
【００２１】前記時刻差測定は、ノードａおよびｂの間
で一往復のメッセージを交換し、ノードａからｂへのメ
ッセージの送信時刻ｔａ１をノードａの時計ｔａを参照
して測定し、ノードａからｂへのメッセージの受信時刻
ｔｂ１をノードｂの時計ｔｂを参照して測定し、ノード
ｂからａへのメッセージの送信時刻ｔｂ２をノードｂの
時計ｔｂを参照して測定し、ノードｂからａへのメッセ
ージの受信時刻ｔａ２をノードａの時計ｔａにより測定
し、これらの測定した値をノードａに集め、 （１／２）〔（ｔａ１＋ｔｂ２）−（ｔａ２＋ｔｂ
１）〕 を計算することをＮ回繰り返して時刻差測定した標本ｘ
N を得て、このＮ個の標本ｘN の値から計算された標本
平均
で一往復のメッセージを交換し、ノードａからｂへのメ
ッセージの送信時刻ｔａ１をノードａの時計ｔａを参照
して測定し、ノードａからｂへのメッセージの受信時刻
ｔｂ１をノードｂの時計ｔｂを参照して測定し、ノード
ｂからａへのメッセージの送信時刻ｔｂ２をノードｂの
時計ｔｂを参照して測定し、ノードｂからａへのメッセ
ージの受信時刻ｔａ２をノードａの時計ｔａにより測定
し、これらの測定した値をノードａに集め、 （１／２）〔（ｔａ１＋ｔｂ２）−（ｔａ２＋ｔｂ
１）〕 を計算することをＮ回繰り返して時刻差測定した標本ｘ
N を得て、このＮ個の標本ｘN の値から計算された標本
平均
【００２２】
【外５】 および標本分散ｓｘ2 を用いて、ｔ分布における自由度
Ｎ−１の確率α／２の確率点をｔN-1 （α／２）とする
とき、母集団の平均値ｘｐの推定区間を確率αで、
Ｎ−１の確率α／２の確率点をｔN-1 （α／２）とする
とき、母集団の平均値ｘｐの推定区間を確率αで、
【００２３】
【数３】 と表し、時刻差測定毎に母集団の推定区間を計算し、所
望の時刻差許容値をＴacc とするとき、 ｔN-1 （α／２）√（ｓｘ2 ／（Ｎ−１））≦Ｔacc の条件を満たすまでさらに時刻差測定を繰り返し、この
条件を満たしたときの標本分散ｓｘ2 から導かれる標本
平均値〔外５〕をノードａおよびｂ間の時刻差とするこ
とが望ましい。
望の時刻差許容値をＴacc とするとき、 ｔN-1 （α／２）√（ｓｘ2 ／（Ｎ−１））≦Ｔacc の条件を満たすまでさらに時刻差測定を繰り返し、この
条件を満たしたときの標本分散ｓｘ2 から導かれる標本
平均値〔外５〕をノードａおよびｂ間の時刻差とするこ
とが望ましい。
【００２４】二つの前記母集団の統計的分布が等しいと
する仮説の発生する確率分布と、二つの前記母集団の統
計的分布が所定値以上ずれているとする仮説の発生する
確率分布とが十分に分離できるように前記Ｎの値を大き
く設定することが望ましい。
する仮説の発生する確率分布と、二つの前記母集団の統
計的分布が所定値以上ずれているとする仮説の発生する
確率分布とが十分に分離できるように前記Ｎの値を大き
く設定することが望ましい。
【００２５】本発明の第二の観点は時計同期装置であっ
て、ノードａと通信網により接続されたノードｂとの間
でこのノードｂに実装された時計を前記ノードａに実装
された時計に時刻合わせを行う手段を備えた時計同期装
置である。本発明の特徴とするところは、前記時刻合わ
せを行う手段は、二つの前記時計の時刻差を測定する手
段を備え、この測定結果にしたがって、それ以前の時刻
差測定により得られた標本から推定される時刻差を母集
団とする統計的分布と今回の時刻差測定により得られた
標本から推定される時刻差を母集団とする統計的分布と
が等しいとする仮説の検定を行う手段と、この仮説が所
定の誤差範囲で成立しないときに前記今回の時刻差測定
結果にしたがって前記二つの時計の時刻を同期させる手
段とを備えたところにある。
て、ノードａと通信網により接続されたノードｂとの間
でこのノードｂに実装された時計を前記ノードａに実装
された時計に時刻合わせを行う手段を備えた時計同期装
置である。本発明の特徴とするところは、前記時刻合わ
せを行う手段は、二つの前記時計の時刻差を測定する手
段を備え、この測定結果にしたがって、それ以前の時刻
差測定により得られた標本から推定される時刻差を母集
団とする統計的分布と今回の時刻差測定により得られた
標本から推定される時刻差を母集団とする統計的分布と
が等しいとする仮説の検定を行う手段と、この仮説が所
定の誤差範囲で成立しないときに前記今回の時刻差測定
結果にしたがって前記二つの時計の時刻を同期させる手
段とを備えたところにある。
【００２６】前記時刻差を測定する手段は、ノードａお
よびｂの間で一往復のメッセージを交換し、ノードａか
らｂへのメッセージの送信時刻ｔａ１をノードａの時計
ｔａを参照して測定し、ノードａからｂへのメッセージ
の受信時刻ｔｂ１をノードｂの時計ｔｂを参照して測定
し、ノードｂからａへのメッセージの送信時刻ｔｂ２を
ノードｂの時計ｔｂを参照して測定し、ノードｂからａ
へのメッセージの受信時刻ｔａ２をノードａの時計ｔａ
により測定し、これらの測定した値をノードａに集め、 （１／２）〔（ｔａ１＋ｔｂ２）−（ｔａ２＋ｔｂ
１）〕 を計算することをＮ回繰り返して時刻差測定した標本ｘ
N を得て、このＮ個の標本ｘN の値から計算された標本
平均〔外５〕および標本分散ｓｘ2 を用いて、ｔ分布に
おける自由度Ｎ−１の確率α／２の確率点をｔN-1 （α
／２）とするとき、母集団の平均値ｘｐの推定区間を確
率αで、〔数３〕と表し、時刻差測定毎に母集団の推定
区間を計算し、所望の時刻差許容値をＴacc とすると
き、 ｔN-1 （α／２）√（ｓｘ2 ／（Ｎ−１））≦Ｔacc の条件を満たすまでさらに時刻差測定を繰り返し、この
条件を満たしたときの兵法分散ｓｘ2 から導かれる標本
平均値〔外５〕をノードａおよびｂ間の時刻差とする手
段を含むことが望ましい。
よびｂの間で一往復のメッセージを交換し、ノードａか
らｂへのメッセージの送信時刻ｔａ１をノードａの時計
ｔａを参照して測定し、ノードａからｂへのメッセージ
の受信時刻ｔｂ１をノードｂの時計ｔｂを参照して測定
し、ノードｂからａへのメッセージの送信時刻ｔｂ２を
ノードｂの時計ｔｂを参照して測定し、ノードｂからａ
へのメッセージの受信時刻ｔａ２をノードａの時計ｔａ
により測定し、これらの測定した値をノードａに集め、 （１／２）〔（ｔａ１＋ｔｂ２）−（ｔａ２＋ｔｂ
１）〕 を計算することをＮ回繰り返して時刻差測定した標本ｘ
N を得て、このＮ個の標本ｘN の値から計算された標本
平均〔外５〕および標本分散ｓｘ2 を用いて、ｔ分布に
おける自由度Ｎ−１の確率α／２の確率点をｔN-1 （α
／２）とするとき、母集団の平均値ｘｐの推定区間を確
率αで、〔数３〕と表し、時刻差測定毎に母集団の推定
区間を計算し、所望の時刻差許容値をＴacc とすると
き、 ｔN-1 （α／２）√（ｓｘ2 ／（Ｎ−１））≦Ｔacc の条件を満たすまでさらに時刻差測定を繰り返し、この
条件を満たしたときの兵法分散ｓｘ2 から導かれる標本
平均値〔外５〕をノードａおよびｂ間の時刻差とする手
段を含むことが望ましい。
【００２７】二つの前記母集団の統計的分布が等しいと
する仮説の発生する確率分布と、二つの前記母集団の統
計的分布が所定値以上ずれているとする仮説の発生する
確率分布とが十分に分離できるように前記Ｎの値を大き
く設定する手段を含むことが望ましい。
する仮説の発生する確率分布と、二つの前記母集団の統
計的分布が所定値以上ずれているとする仮説の発生する
確率分布とが十分に分離できるように前記Ｎの値を大き
く設定する手段を含むことが望ましい。
【００２８】本発明の第三の観点は記録媒体であって、
コンピュータ・ハードウェア装置にインストールされる
ことにより前記時計同期装置となるソフトウェアが記録
された機械読取可能な記憶媒体である。
コンピュータ・ハードウェア装置にインストールされる
ことにより前記時計同期装置となるソフトウェアが記録
された機械読取可能な記憶媒体である。
【００２９】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図１および図
２を参照して説明する。図１は本発明実施例の全体構成
図である。図２は本発明実施例の時計同期装置のブロッ
ク構成図である。
２を参照して説明する。図１は本発明実施例の全体構成
図である。図２は本発明実施例の時計同期装置のブロッ
ク構成図である。
【００３０】本発明は、ノードａと通信網１により接続
されたノードｂとの間でこのノードｂに実装された時計
ｔｂをノードａに実装された時計ｔａに時刻合わせを行
う手段としての時計修正部２を備えた時計同期装置ｃａ
およびｃｂである。
されたノードｂとの間でこのノードｂに実装された時計
ｔｂをノードａに実装された時計ｔａに時刻合わせを行
う手段としての時計修正部２を備えた時計同期装置ｃａ
およびｃｂである。
【００３１】ここで、本発明の特徴とするところは、時
刻修正部２は、二つの時計ｔａおよびｔｂの時刻差を測
定する手段としての時刻差測定部３を備え、この測定結
果にしたがって、それ以前の時刻差測定により得られた
標本から推定される時刻差を母集団とする統計的分布と
今回の時刻差測定により得られた標本から推定される時
刻差を母集団とする統計的分布とが等しいとする仮説の
検定を行い、この仮説が所定の誤差範囲で成立しないと
きに前記今回の時刻差測定結果にしたがって二つの時計
ｔａおよびｔｂの時刻を同期させるところにある。
刻修正部２は、二つの時計ｔａおよびｔｂの時刻差を測
定する手段としての時刻差測定部３を備え、この測定結
果にしたがって、それ以前の時刻差測定により得られた
標本から推定される時刻差を母集団とする統計的分布と
今回の時刻差測定により得られた標本から推定される時
刻差を母集団とする統計的分布とが等しいとする仮説の
検定を行い、この仮説が所定の誤差範囲で成立しないと
きに前記今回の時刻差測定結果にしたがって二つの時計
ｔａおよびｔｂの時刻を同期させるところにある。
【００３２】時刻差測定部３は、ノードａおよびｂの間
で一往復のメッセージを交換し、ノードａからｂへのメ
ッセージの送信時刻ｔａ１をノードａの時計ｔａを参照
して測定し、ノードａからｂへのメッセージの受信時刻
ｔｂ１をノードｂの時計ｔｂを参照して測定し、ノード
ｂからａへのメッセージの送信時刻ｔｂ２をノードｂの
時計ｔｂを参照して測定し、ノードｂからａへのメッセ
ージの受信時刻ｔａ２をノードａの時計ｔａにより測定
し、これらの測定した値をノードａに集め、 （１／２）〔（ｔａ１＋ｔｂ２）−（ｔａ２＋ｔｂ
１）〕 を計算することをＮ回繰り返して時刻差測定した標本ｘ
N を得て、このＮ個の標本ｘN の値から計算された標本
平均〔外５〕および標本分散ｓｘ2 を用いて、ｔ分布に
おける自由度Ｎ−１の確率α／２の確率点をｔN-1 （α
／２）とするとき、母集団の平均値ｘｐの推定区間を確
率αで、〔数３〕と表し、時刻差測定毎に母集団の推定
区間を計算し、所望の時刻差許容値をＴacc とすると
き、 ｔN-1 （α／２）√（ｓｘ2 ／（Ｎ−１））≦Ｔacc の条件を満たすまでさらに時刻差測定を繰り返し、この
条件を満たしたときの標本分散ｓｘ2 から導かれる標本
平均値〔外５〕をノードａおよびｂ間の時刻差とする。
で一往復のメッセージを交換し、ノードａからｂへのメ
ッセージの送信時刻ｔａ１をノードａの時計ｔａを参照
して測定し、ノードａからｂへのメッセージの受信時刻
ｔｂ１をノードｂの時計ｔｂを参照して測定し、ノード
ｂからａへのメッセージの送信時刻ｔｂ２をノードｂの
時計ｔｂを参照して測定し、ノードｂからａへのメッセ
ージの受信時刻ｔａ２をノードａの時計ｔａにより測定
し、これらの測定した値をノードａに集め、 （１／２）〔（ｔａ１＋ｔｂ２）−（ｔａ２＋ｔｂ
１）〕 を計算することをＮ回繰り返して時刻差測定した標本ｘ
N を得て、このＮ個の標本ｘN の値から計算された標本
平均〔外５〕および標本分散ｓｘ2 を用いて、ｔ分布に
おける自由度Ｎ−１の確率α／２の確率点をｔN-1 （α
／２）とするとき、母集団の平均値ｘｐの推定区間を確
率αで、〔数３〕と表し、時刻差測定毎に母集団の推定
区間を計算し、所望の時刻差許容値をＴacc とすると
き、 ｔN-1 （α／２）√（ｓｘ2 ／（Ｎ−１））≦Ｔacc の条件を満たすまでさらに時刻差測定を繰り返し、この
条件を満たしたときの標本分散ｓｘ2 から導かれる標本
平均値〔外５〕をノードａおよびｂ間の時刻差とする。
【００３３】二つの前記母集団の統計的分布が等しいと
する仮説の発生する確率分布と、二つの前記母集団の統
計的分布が所定値以上ずれているとする仮説の発生する
確率分布とが十分に分離できるように前記Ｎの値を大き
く設定する。
する仮説の発生する確率分布と、二つの前記母集団の統
計的分布が所定値以上ずれているとする仮説の発生する
確率分布とが十分に分離できるように前記Ｎの値を大き
く設定する。
【００３４】本発明実施例の時計同期装置は、ソフトウ
ェアが記録された機械読取可能な記憶媒体をコンピュー
タ・ハードウェア装置にインストールすることにより実
現することもできる。
ェアが記録された機械読取可能な記憶媒体をコンピュー
タ・ハードウェア装置にインストールすることにより実
現することもできる。
【００３５】
【実施例】ノードａの時計ｔａをノードｂの時計ｔｂに
同期させる場合のノードａおよびｂの動作を説明する。
ノードａの動作は、時刻差計算および時刻同期はずれ判
定の二つに分けられる。時刻差計算は、図２に示した時
刻差測定部３により行われ、時計ｔａおよびｔｂの時刻
の差を求めることであり、時刻同期はずれ判定は、図２
に示した時刻修正部２が時刻差測定部３により測定され
た時刻差を参照しながら時計ｔａおよびｔｂの時刻がず
れているか否かを判定することである。
同期させる場合のノードａおよびｂの動作を説明する。
ノードａの動作は、時刻差計算および時刻同期はずれ判
定の二つに分けられる。時刻差計算は、図２に示した時
刻差測定部３により行われ、時計ｔａおよびｔｂの時刻
の差を求めることであり、時刻同期はずれ判定は、図２
に示した時刻修正部２が時刻差測定部３により測定され
た時刻差を参照しながら時計ｔａおよびｔｂの時刻がず
れているか否かを判定することである。
【００３６】図３は本発明実施例の時計同期装置の動作
手順を示すフローチャートである。複数回の往復メッセ
ージのタイムスタンプを取得し（Ｓ１）、このタイムス
タンプにより時計ｔａおよびｔｂの時刻差を測定する
（Ｓ２）。母集団の統計量の推定を用いた確率的時刻差
計算を行う（Ｓ３）。統計量が変化しているか否かを判
定し、必要なときだけ時刻補正を行う（Ｓ４）。
手順を示すフローチャートである。複数回の往復メッセ
ージのタイムスタンプを取得し（Ｓ１）、このタイムス
タンプにより時計ｔａおよびｔｂの時刻差を測定する
（Ｓ２）。母集団の統計量の推定を用いた確率的時刻差
計算を行う（Ｓ３）。統計量が変化しているか否かを判
定し、必要なときだけ時刻補正を行う（Ｓ４）。
【００３７】図４は本発明実施例の時計同期装置の計算
手順を示すフローチャートである。図４を参照して本発
明実施例の時計同期装置の計算手順を説明する。時刻差
計算では、まず、時刻差測定を行った回数を計数する変
数Ｎを初期化してＮ＝１とする（Ｓ１０）。そして、ノ
ードａおよびｂの間で一往復のメッセージを交換し、ノ
ードａからｂへのメッセージの送信時刻ｔａ１をノード
ａの時計ｔａを参照して測定し、ノードａからｂへのメ
ッセージの受信時刻ｔｂ１をノードｂの時計ｔｂを参照
して測定する。
手順を示すフローチャートである。図４を参照して本発
明実施例の時計同期装置の計算手順を説明する。時刻差
計算では、まず、時刻差測定を行った回数を計数する変
数Ｎを初期化してＮ＝１とする（Ｓ１０）。そして、ノ
ードａおよびｂの間で一往復のメッセージを交換し、ノ
ードａからｂへのメッセージの送信時刻ｔａ１をノード
ａの時計ｔａを参照して測定し、ノードａからｂへのメ
ッセージの受信時刻ｔｂ１をノードｂの時計ｔｂを参照
して測定する。
【００３８】次に、ノードｂからａへのメッセージの送
信時刻ｔｂ２をノードｂの時計ｔｂを参照して測定し、
ノードｂからａへのメッセージの受信時刻ｔａ２をノー
ドａの時計ｔａにより測定し、これらの測定した値をノ
ードａに集め（Ｓ１１）、 （１／２）〔（ｔａ１＋ｔｂ２）−（ｔａ２＋ｔｂ１）〕 （２） を計算する（Ｓ１２）。この手順を時刻差測定と呼ぶ
が、この時刻差測定をＮa回繰り返す（Ｓ１３、Ｓ１
４）。
信時刻ｔｂ２をノードｂの時計ｔｂを参照して測定し、
ノードｂからａへのメッセージの受信時刻ｔａ２をノー
ドａの時計ｔａにより測定し、これらの測定した値をノ
ードａに集め（Ｓ１１）、 （１／２）〔（ｔａ１＋ｔｂ２）−（ｔａ２＋ｔｂ１）〕 （２） を計算する（Ｓ１２）。この手順を時刻差測定と呼ぶ
が、この時刻差測定をＮa回繰り返す（Ｓ１３、Ｓ１
４）。
【００３９】このＮa の値は、時刻差計算をするために
行う時刻差測定を繰り返す最低の回数を示している。こ
の値としては、ｘN の母集団として予期される分散の値
を用いて、標本値から母集団の情報をある程度十分に推
定するために必要な値を適当に用いる。
行う時刻差測定を繰り返す最低の回数を示している。こ
の値としては、ｘN の母集団として予期される分散の値
を用いて、標本値から母集団の情報をある程度十分に推
定するために必要な値を適当に用いる。
【００４０】次に、時刻差測定した標本ｘN が正規分布
にしたがうとすると文献「統計的方法II推測」（渡辺
洋、芝祐順著、新曜社発行）に述べられているように、
Ｎ個の標本値から計算された標本平均〔外５〕および標
本分散ｓｘ2 を用いて、母集団の平均値ｘｐの推定区間
は確率αで、〔数３〕となる。ただし、ｔN-1 （α／
２）は、ｔ分布における自由度Ｎ−１の確率α／２の確
率点である。そこで、さらに時刻差測定を繰り返し、時
刻差測定毎に母集団推定区間を計算し、 ｔN-1 （α／２）√（ｓｘ2 ／（Ｎ−１））≦Ｔacc （４） の条件を満たすまで繰り返す（Ｓ１５〜Ｓ１８）。そし
て、条件を満たしたときの標本分散ｓｘ2 から導かれる
標本平均値〔外５〕をノードａおよびｂ間の時刻差とす
る。これにより、確率αで母集団平均と最大Ｔacc （時
刻差の許容値）の誤差にすることができる。時刻差Ｔ
diffは、
にしたがうとすると文献「統計的方法II推測」（渡辺
洋、芝祐順著、新曜社発行）に述べられているように、
Ｎ個の標本値から計算された標本平均〔外５〕および標
本分散ｓｘ2 を用いて、母集団の平均値ｘｐの推定区間
は確率αで、〔数３〕となる。ただし、ｔN-1 （α／
２）は、ｔ分布における自由度Ｎ−１の確率α／２の確
率点である。そこで、さらに時刻差測定を繰り返し、時
刻差測定毎に母集団推定区間を計算し、 ｔN-1 （α／２）√（ｓｘ2 ／（Ｎ−１））≦Ｔacc （４） の条件を満たすまで繰り返す（Ｓ１５〜Ｓ１８）。そし
て、条件を満たしたときの標本分散ｓｘ2 から導かれる
標本平均値〔外５〕をノードａおよびｂ間の時刻差とす
る。これにより、確率αで母集団平均と最大Ｔacc （時
刻差の許容値）の誤差にすることができる。時刻差Ｔ
diffは、
【００４１】
【数４】 となる（Ｓ１９）。
【００４２】所定時間経過後に（Ｓ２０）、時刻同期は
ずれ判定を行う。判定は母集団平均の検定によって行
う。時刻差計算を行ったときおよび時刻同期はずれ判定
を行うときの時刻差測定の値の標本をそれぞれ標本Ｃお
よびＤとする。時刻同期はずれ判定を行うときの時刻差
測定は時刻差計算を行った手順と同様である（Ｓ２１〜
Ｓ２８）。
ずれ判定を行う。判定は母集団平均の検定によって行
う。時刻差計算を行ったときおよび時刻同期はずれ判定
を行うときの時刻差測定の値の標本をそれぞれ標本Ｃお
よびＤとする。時刻同期はずれ判定を行うときの時刻差
測定は時刻差計算を行った手順と同様である（Ｓ２１〜
Ｓ２８）。
【００４３】標本ＣおよびＤが正規分布にしたがうと
し、それぞれの標本数をＮＣおよびＮＤ、標本ＣとＤの
母平均値の差をｄとすると、文献「統計的方法II推測」
（渡辺洋、芝祐順著、新曜社発行）に述べられているよ
うに、
し、それぞれの標本数をＮＣおよびＮＤ、標本ＣとＤの
母平均値の差をｄとすると、文献「統計的方法II推測」
（渡辺洋、芝祐順著、新曜社発行）に述べられているよ
うに、
【００４４】
【数５】 で表されるｊｄは、自由度ＮＣ＋ＮＤ−２のｔ分布にし
たがう。ここで、 ｓ2 ＝〔（ＮＣ−１）ｓ2 Ｃ＋（ＮＤ−１）ｓ2 Ｄ〕／（ＮＣ＋ＮＤ−２） （７） である。ただし、
たがう。ここで、 ｓ2 ＝〔（ＮＣ−１）ｓ2 Ｃ＋（ＮＤ−１）ｓ2 Ｄ〕／（ＮＣ＋ＮＤ−２） （７） である。ただし、
【００４５】
【外６】 と
【００４６】
【外７】 およびｓ2 Ｃとｓ2 Ｄは、それぞれ標本ＣとＤの標本平
均値および標本分散である。
均値および標本分散である。
【００４７】図５は時刻同期はずれ判定における検定量
ｊｄの分布を示す図であるが、標本ＣおよびＤから推定
される母集団平均が同じであるという仮説を立てたと
き、ｊ０の分布は図５のＪ０のようになる。しかし、実
際には、母集団平均がｄずれていたとすると、ｊｄの分
布は図５のＪｄのようになる。よって、確率αで母集団
平均が同じであるという仮説の検定を行ったとき、仮説
が棄却されないにもかかわらず、ｄのずれがあるという
仮説も真である場合が有り得ることになる。よって、こ
の二つの仮説を十分に分離するためには、確率αで検定
を行うとすると、Ｊ０のα／２の右側の確率点をｊ+ 0,
α/2（＝ｔNC+ND-2(α/2) ）およびＪｄのα／２の左側
の確率点をｊ- d,α/2とすると、 ＴNC+ND-2(α/2) ≦ｊ- d,α でなければならない。そこで、同期はずれ判定は、同期
処理時に時刻差測定を繰り返し測定毎にｊ- d,α、ｊ+
0,α、ｊ- Tacc, α、ｊ+ Tacc, αを計算する。そし
て、時刻差が０という仮説と時刻差が時刻差の許容値Ｔ
acc 以上のある値であるという仮説を十分に分離できる
ように、 ｊ+ Tacc, α≦ｔNC+ND-2(α/2) または、 ｊ- Tacc, α≦−ｔNC+ND-2(α/2) という条件を満たすまで繰り返す（Ｓ２９）。この条件
が満たされたとき、計算されたｊ０が、 ｜ｊ０｜＞ｔNC+ND-2(α/2) （９） であれば、時刻同期はずれと判定し、上述の時刻差計算
を行う（Ｓ３０）。
ｊｄの分布を示す図であるが、標本ＣおよびＤから推定
される母集団平均が同じであるという仮説を立てたと
き、ｊ０の分布は図５のＪ０のようになる。しかし、実
際には、母集団平均がｄずれていたとすると、ｊｄの分
布は図５のＪｄのようになる。よって、確率αで母集団
平均が同じであるという仮説の検定を行ったとき、仮説
が棄却されないにもかかわらず、ｄのずれがあるという
仮説も真である場合が有り得ることになる。よって、こ
の二つの仮説を十分に分離するためには、確率αで検定
を行うとすると、Ｊ０のα／２の右側の確率点をｊ+ 0,
α/2（＝ｔNC+ND-2(α/2) ）およびＪｄのα／２の左側
の確率点をｊ- d,α/2とすると、 ＴNC+ND-2(α/2) ≦ｊ- d,α でなければならない。そこで、同期はずれ判定は、同期
処理時に時刻差測定を繰り返し測定毎にｊ- d,α、ｊ+
0,α、ｊ- Tacc, α、ｊ+ Tacc, αを計算する。そし
て、時刻差が０という仮説と時刻差が時刻差の許容値Ｔ
acc 以上のある値であるという仮説を十分に分離できる
ように、 ｊ+ Tacc, α≦ｔNC+ND-2(α/2) または、 ｊ- Tacc, α≦−ｔNC+ND-2(α/2) という条件を満たすまで繰り返す（Ｓ２９）。この条件
が満たされたとき、計算されたｊ０が、 ｜ｊ０｜＞ｔNC+ND-2(α/2) （９） であれば、時刻同期はずれと判定し、上述の時刻差計算
を行う（Ｓ３０）。
【００４８】図６はノードａのメッセージ送受信手順を
示す図である。ノードａの時刻差測定部３はノードｂに
メッセージを送信し（Ｓ３２）、このメッセージの送信
時刻ｔａ１を測定する（Ｓ３３）。ノードａの時刻差測
定部３はノードｂからのメッセージを受信し（Ｓ３
４）、その受信時刻ｔａ２を測定する（Ｓ３５）。ノー
ドａの時刻差測定部３は、ノードｂからこのノードｂの
時計で測定したノードａからのメッセージの受信時刻ｔ
ｂ1 およびノードｂからノードａへのメッセージについ
てこのノードｂの時計で測定したこのメッセージの送信
時刻ｔｂ2 を受信する（Ｓ３６）。
示す図である。ノードａの時刻差測定部３はノードｂに
メッセージを送信し（Ｓ３２）、このメッセージの送信
時刻ｔａ１を測定する（Ｓ３３）。ノードａの時刻差測
定部３はノードｂからのメッセージを受信し（Ｓ３
４）、その受信時刻ｔａ２を測定する（Ｓ３５）。ノー
ドａの時刻差測定部３は、ノードｂからこのノードｂの
時計で測定したノードａからのメッセージの受信時刻ｔ
ｂ1 およびノードｂからノードａへのメッセージについ
てこのノードｂの時計で測定したこのメッセージの送信
時刻ｔｂ2 を受信する（Ｓ３６）。
【００４９】図７はノードｂのメッセージ送受信手順を
示す図である。ノードｂの時刻差測定部３は、ノードａ
からのメッセージを受信し（Ｓ４１）、その受信時刻ｔ
ａ１を測定する（Ｓ４２）。ノードｂの時刻差測定部３
は、ノードａにメッセージを送信し（Ｓ４３）、その送
信時刻ｔａ２を測定する（Ｓ４４）。ノードｂの時計で
測定したノードａからのメッセージの受信時刻ｔｂ1 お
よびノードｂからノードａへのメッセージについてこの
ノードｂの時計で測定したこのメッセージの送信時刻ｔ
ｂ2 をノードａに送信する（Ｓ４５）。
示す図である。ノードｂの時刻差測定部３は、ノードａ
からのメッセージを受信し（Ｓ４１）、その受信時刻ｔ
ａ１を測定する（Ｓ４２）。ノードｂの時刻差測定部３
は、ノードａにメッセージを送信し（Ｓ４３）、その送
信時刻ｔａ２を測定する（Ｓ４４）。ノードｂの時計で
測定したノードａからのメッセージの受信時刻ｔｂ1 お
よびノードｂからノードａへのメッセージについてこの
ノードｂの時計で測定したこのメッセージの送信時刻ｔ
ｂ2 をノードａに送信する（Ｓ４５）。
【００５０】本発明実施例で用いた送受信時刻の取得
は、本願出願人が先願（特願平８−１２６０５３号、本
願出願時に未公開）により提案した技術により行うこと
ができる。
は、本願出願人が先願（特願平８−１２６０５３号、本
願出願時に未公開）により提案した技術により行うこと
ができる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一つの通信網に接続された複数のノード間の時計の時刻
情報を高い精度で同期させることができる。本発明によ
れば、時刻補正が必要であるか否かを判定し不必要な時
刻補正を行うことなく時計の時刻情報を高い精度で同期
させることができる。
一つの通信網に接続された複数のノード間の時計の時刻
情報を高い精度で同期させることができる。本発明によ
れば、時刻補正が必要であるか否かを判定し不必要な時
刻補正を行うことなく時計の時刻情報を高い精度で同期
させることができる。
【図１】本発明実施例の全体構成図。
【図２】本発明実施例の時計同期装置のブロック構成
図。
図。
【図３】本発明実施例の時計同期装置の動作手順を示す
フローチャート。
フローチャート。
【図４】本発明実施例の時計同期装置の計算手順を示す
フローチャート。
フローチャート。
【図５】時刻同期はずれ判定における検定量ｊｄの分布
を示す図。
を示す図。
【図６】ノードａのメッセージ送受信手順を示す図。
【図７】ノードｂのメッセージ送受信手順を示す図。
【図８】通信網に接続されたノードを示す図。
【図９】ＮＴＰの動作を示す図。
【図１０】Probabilistic Clock Synchronization の動
作を示す図。
作を示す図。
【符号の説明】 １ 通信網 ２ 時刻修正部 ３ 時刻差測定部 ａ、ｂ ノード ｔａ、ｔｂ 時計 ｃ、ｃａ、ｃｂ 時計同期装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｌ 7/00 Ｇ０６Ｆ 1/04 ３５１Ｂ
Claims (7)
- 【請求項１】 一つの通信網に接続された二つのノード
ａおよびノードｂがそれぞれ管理する二つの時計の時刻
差Δを測定しこの二つの時計の時刻を同期させる時計同
期方法であって、 それ以前の時刻差測定により得られた標本から推定され
る時刻差を母集団とする統計的分布と今回の時刻差測定
により得られた標本から推定される時刻差を母集団とす
る統計的分布とが等しいとする仮説の検定を行い、この
仮説が所定の誤差範囲で成立しないときに前記今回の時
刻差測定結果にしたがって前記二つの時計の時刻を同期
させることを特徴とする時計同期方法。 - 【請求項２】 前記時刻差測定は、ノードａおよびｂの
間で一往復のメッセージを交換し、ノードａからｂへの
メッセージの送信時刻ｔａ１をノードａの時計ｔａを参
照して測定し、ノードａからｂへのメッセージの受信時
刻ｔｂ１をノードｂの時計ｔｂを参照して測定し、ノー
ドｂからａへのメッセージの送信時刻ｔｂ２をノードｂ
の時計ｔｂを参照して測定し、ノードｂからａへのメッ
セージの受信時刻ｔａ２をノードａの時計ｔａにより測
定し、これらの測定した値をノードａに集め、 （１／２）〔（ｔａ１＋ｔｂ２）−（ｔａ２＋ｔｂ
１）〕 を計算することをＮ回繰り返して時刻差測定した標本ｘ
N を得て、このＮ個の標本ｘN の値から計算された標本
平均 【外１】 および標本分散ｓｘ2 を用いて、ｔ分布における自由度
Ｎ−１の確率α／２の確率点をｔN-1 （α／２）とする
とき、母集団の平均値ｘｐの推定区間を確率αで、 【数１】 と表し、時刻差測定毎に母集団の推定区間を計算し、所
望の時刻差許容値をＴacc とするとき、 ｔN-1 （α／２）√（ｓｘ2 ／（Ｎ−１））≦Ｔacc の条件を満たすまでさらに時刻差測定を繰り返し、この
条件を満たしたときの標本分散ｓｘ2 から導かれる標本
平均値 【外２】 をノードａおよびｂ間の時刻差とする請求項１記載の時
計同期方法。 - 【請求項３】 二つの前記母集団の統計的分布が互いに
等しいとする仮説の発生する確率分布と、二つの前記母
集団の統計的分布が所定値以上ずれているとする仮説の
発生する確率分布とが十分に分離できるように前記Ｎの
値を大きく設定する請求項１記載の時計同期方法。 - 【請求項４】 ノードａと通信網により接続されたノー
ドｂとの間でこのノードｂに実装された時計を前記ノー
ドａに実装された時計に時刻合わせを行う手段を備えた
時計同期装置であって、 前記時刻合わせを行う手段は、二つの前記時計の時刻差
を測定する手段と、この測定結果にしたがってそれ以前
の時刻差測定により得られた標本から推定される時刻差
を母集団とする統計的分布と今回の時刻差測定により得
られた標本から推定される時刻差を母集団とする統計的
分布とが等しいとする仮説の検定を行う手段と、この仮
説が所定の誤差範囲で成立しないときに前記今回の時刻
差測定結果にしたがって前記二つの時計の時刻を同期さ
せる手段とを備えたことを特徴とする時計同期装置。 - 【請求項５】 前記時刻差を測定する手段は、ノードａ
およびｂの間で一往復のメッセージを交換し、ノードａ
からｂへのメッセージの送信時刻ｔａ１をノードａの時
計ｔａを参照して測定し、ノードａからｂへのメッセー
ジの受信時刻ｔｂ１をノードｂの時計ｔｂを参照して測
定し、ノードｂからａへのメッセージの送信時刻ｔｂ２
をノードｂの時計ｔｂを参照して測定し、ノードｂから
ａへのメッセージの受信時刻ｔａ２をノードａの時計ｔ
ａにより測定し、これらの測定した値をノードａに集
め、 （１／２）〔（ｔａ１＋ｔｂ２）−（ｔａ２＋ｔｂ
１）〕 を計算することをＮ回繰り返して時刻差測定した標本ｘ
N を得て、このＮ個の標本ｘN の値から計算された標本
平均 【外３】 および標本分散ｓｘ2 を用いて、ｔ分布における自由度
Ｎ−１の確率α／２の確率点をｔN-1 （α／２）とする
とき、母集団の平均値ｘｐの推定区間を確率αで、 【数２】 と表し、時刻差測定毎に母集団の推定区間を計算し、所
望の時刻差許容値をＴacc とするとき、 ｔN-1 （α／２）√（ｓｘ2 ／（（Ｎ−１））≦Ｔacc の条件を満たすまでさらに時刻差測定を繰り返し、この
条件を満たしたときの標本分散ｓｘ2 から導かれる標本
平均値 【外４】 をノードａおよびｂ間の時刻差とする手段を含む請求項
４記載の時計同期装置。 - 【請求項６】 二つの前記母集団の統計的分布が等しい
とする仮説の発生する確率分布と、二つの前記母集団の
統計的分布が所定値以上ずれているとする仮説の発生す
る確率分布とが十分に分離できるように前記Ｎの値を大
きく設定する手段を含む請求項４記載の時計同期装置。 - 【請求項７】 コンピュータ・ハードウェア装置にイン
ストールされることにより請求項４記載の装置となるソ
フトウェアが記録された機械読取可能な記憶媒体。
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