專利名稱：接收裝置和用于接收裝置的時(shí)刻校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接收裝置和用于接收裝置的時(shí)刻校正方法。更具體而言，本發(fā)明涉及通過(guò)利用經(jīng)由異步網(wǎng)絡(luò)從發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的同步分組來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻進(jìn)行校正的接收裝置。
背景技術(shù)：
過(guò)去，已經(jīng)知道包括輸出時(shí)刻信息的時(shí)鐘單元的接收裝置通過(guò)利用經(jīng)由異步網(wǎng)絡(luò)從發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的同步分組來(lái)對(duì)該時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻進(jìn)行校正。
圖17示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接收裝置400的配置示例。在圖17中，示意性地示出了 JP-A-2004-304809中記載的與時(shí)刻同步有關(guān)的接收裝置的一部分。在接收裝置400 中，通過(guò)局域網(wǎng)(LAN)從發(fā)送裝置接收包含發(fā)送時(shí)刻信息的同步分組(以下稱之為sync分組)。時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)所指示的值被用發(fā)送時(shí)刻信息所表示的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)來(lái)改寫。從而，接收裝置中指示的時(shí)刻被控制為與發(fā)送裝置中指示的時(shí)刻同步。
接收裝置400包括網(wǎng)絡(luò)接口 401、sync分組接收單元402、接收時(shí)刻記錄單元403、 以及時(shí)刻信息記錄單元404。接收裝置400還包括抖動(dòng)量計(jì)算單元405、誤差計(jì)算和數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)單元406、以及時(shí)鐘生成單元407、時(shí)鐘單元409、以及計(jì)數(shù)器408。
時(shí)鐘單元409輸出時(shí)刻信息。時(shí)鐘單元409包括響應(yīng)于由時(shí)鐘生成單元407生成的時(shí)鐘CLK而進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器408是與時(shí)鐘單元409中包括的計(jì)數(shù)器類似的計(jì)數(shù)器，并且響應(yīng)于由時(shí)鐘生成單元407生成的時(shí)鐘CLK而進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)。
sync分組接收單元402通過(guò)LAN經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 401接收從未示出的發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的sync分組，其中LAN是異步網(wǎng)絡(luò)。圖18示出了 sync分組的結(jié)構(gòu)示例。sync分組包括以太網(wǎng)幀頭部、IP數(shù)據(jù)報(bào)頭部、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)頭部、時(shí)間戳數(shù)據(jù)、雜項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)、以及循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)字符(用于校驗(yàn)差錯(cuò)的代碼)。時(shí)間戳數(shù)據(jù)是表示sync分組的發(fā)送時(shí)刻的信息。
接收時(shí)刻記錄單元403記錄在sync分組接收單元402接收到sync分組的時(shí)間點(diǎn)獲得的計(jì)數(shù)器408的計(jì)數(shù)器值來(lái)作為接收時(shí)刻。時(shí)刻信息記錄單元404記錄由sync分組接收單元402接收到的sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)所表示的發(fā)送時(shí)刻。
抖動(dòng)量計(jì)算單元405基于sync分組接收單元402接收到的兩個(gè)相鄰sync分組的接收時(shí)刻和發(fā)送時(shí)刻來(lái)計(jì)算抖動(dòng)量。換言之，抖動(dòng)量計(jì)算單元405計(jì)算第一差異與第二差異之間的差異作為抖動(dòng)量，其中第一差異是接收時(shí)刻之間的差異，第二差異是發(fā)送時(shí)刻之間的差異。
現(xiàn)在，假定t(l)、t(2)等等表示接收時(shí)刻，并且s(l)、s (2)等等表示發(fā)送時(shí)刻。這里，括號(hào)中的數(shù)字表示賦予sync分組的樣本號(hào)。例如，t(a)和s (a)將分別表示某一 sync 分組的接收時(shí)刻和發(fā)送時(shí)刻，而t (b)和s (b)將分別表示隨后的一 sync分組的接收時(shí)刻和發(fā)送時(shí)刻。在此情況下，抖動(dòng)量計(jì)算單元405根據(jù)以下給出的式(1)來(lái)計(jì)算抖動(dòng)量。
抖動(dòng)量=t(b)-t(a)-(S(b)-S(a))· · · (1) 在對(duì)由抖動(dòng)量計(jì)算單元405計(jì)算出的抖動(dòng)量執(zhí)行適當(dāng)?shù)臑V波處理后，誤差計(jì)算和 DAC單元406按順序執(zhí)行量化、轉(zhuǎn)換到模擬值和低通濾波處理，以產(chǎn)生誤差電壓VC。誤差計(jì)算和DAC單元406將誤差電壓VC饋送給時(shí)鐘生成單元407，作為對(duì)時(shí)鐘頻率的控制電壓。
時(shí)鐘生成單元407如上所述生成被饋送給時(shí)鐘單元409和計(jì)數(shù)器408的時(shí)鐘CLK。 時(shí)鐘生成單元407例如是利用壓控晶體振蕩器(VCXO)形成的。
下面將描述要在圖17所示的接收裝置400執(zhí)行的時(shí)刻同步動(dòng)作。
當(dāng)通過(guò)LAN經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 401從發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的sync分組(參見圖18)被sync 分組接收單元402接收到時(shí)，計(jì)數(shù)器408的計(jì)數(shù)器值作為接收時(shí)刻被記錄在接收時(shí)刻記錄單元403中。此時(shí)，在時(shí)刻信息記錄單元404中，記錄由接收到的sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)所表示的發(fā)送時(shí)刻。
在抖動(dòng)量計(jì)算單元405中，記錄在接收時(shí)刻記錄單元403中的接收時(shí)刻和記錄在時(shí)刻信息記錄單元404中的發(fā)送時(shí)刻被用于根據(jù)式(1)來(lái)計(jì)算抖動(dòng)量，其中式(1)被賦予了兩個(gè)相鄰sync分組的接收時(shí)刻及其發(fā)送時(shí)刻。在時(shí)刻同步對(duì)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的sync分組的延遲時(shí)間的變動(dòng)不敏感的情況下，抖動(dòng)量對(duì)應(yīng)于發(fā)送方與接收方之間的時(shí)鐘頻率的誤差。 在時(shí)刻同步對(duì)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的sync分組的延遲時(shí)間的變動(dòng)敏感的情況下，抖動(dòng)量對(duì)應(yīng)于發(fā)送方與接收方之間的時(shí)鐘頻率的誤差以及延遲時(shí)間的變動(dòng)的組合。
由抖動(dòng)量計(jì)算單元405計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給誤差計(jì)算和DAC單元406。在誤差計(jì)算和DAC單元406中，在抖動(dòng)量經(jīng)歷適當(dāng)?shù)臑V波處理后，按順序執(zhí)行量化、轉(zhuǎn)換到模擬值以及低通濾波處理。最終，產(chǎn)生誤差電壓VC。誤差電壓VC被饋送給時(shí)鐘生成單元407， 并用于控制時(shí)鐘生成單元407要生成的時(shí)鐘CLK的頻率。計(jì)數(shù)器408、接收時(shí)刻記錄單元403、抖動(dòng)量計(jì)算單元405、誤差計(jì)算和DAC單元406以及時(shí)鐘生成單元407構(gòu)成鎖頻環(huán) (frequency-locked loop)。
如上所述，當(dāng)由時(shí)鐘生成單元407生成的時(shí)鐘CLK的頻率被鎖頻環(huán)所控制時(shí)，時(shí)鐘單元409指示的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)被校正。具體而言，當(dāng)sync分組接收單元402接收到 sync分組時(shí)，時(shí)鐘單元409的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)被用該sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)所表示的發(fā)送時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)來(lái)改寫。從而，時(shí)鐘單元409的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)被控制為與未示出的發(fā)送裝置中包括的時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)相同步。關(guān)于時(shí)鐘單元 409的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)的信息被饋送給例如未示出的sync信號(hào)生成單元，并被用于使接收裝置和發(fā)送裝置中分別使用的sync信號(hào)同相。

發(fā)明內(nèi)容
在圖17所示的接收裝置400中，前述的鎖頻環(huán)被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)，以使得它既可以應(yīng)對(duì)時(shí)鐘頻率的誤差，又可以應(yīng)對(duì)sync分組的延遲時(shí)間的變動(dòng)。當(dāng)延遲時(shí)間的變動(dòng)的不利影響這樣得以最小化時(shí)，時(shí)鐘頻率可與發(fā)送方的時(shí)鐘頻率同步。
然而，利用接收到的sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)所表示的發(fā)送時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)來(lái)改寫時(shí)鐘單元409的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)的時(shí)刻同步處理仍對(duì)延遲時(shí)間的變動(dòng)敏感。 因此，其相位被用關(guān)于時(shí)鐘單元409的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)的信息來(lái)控制的sync信號(hào)仍包含與延遲時(shí)間的變動(dòng)相當(dāng)?shù)淖儎?dòng)。
一旦在接收裝置400中可測(cè)量sync分組的延遲時(shí)間，那么當(dāng)時(shí)鐘單元409所指示的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)被改寫時(shí)，各sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)項(xiàng)所表示的發(fā)送時(shí)刻 s(l)、s(2)等等中的每一個(gè)就可用與測(cè)得值相當(dāng)?shù)闹祦?lái)加以校正。然而，為了測(cè)量延遲時(shí)間，在接收裝置400中必須存在與發(fā)送裝置中包含的時(shí)鐘單元完全相同地動(dòng)作的時(shí)鐘單元 (計(jì)數(shù)器)。因此，測(cè)量延遲時(shí)間對(duì)于完成時(shí)刻同步這個(gè)目的并無(wú)幫助。必需有用于根據(jù)另一種方法來(lái)估計(jì)延遲時(shí)間的手段。
希望在sync分組被用于校正時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻的情況下最小化sync分組所招致的延遲的變動(dòng)的不利影響。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種接收裝置，包括 時(shí)鐘單元，該時(shí)鐘單元輸出時(shí)刻信息； sync分組接收單元，該sync分組接收單元接收通過(guò)異步網(wǎng)絡(luò)從一發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的、包含發(fā)送時(shí)刻信息的sync分組； 抖動(dòng)量計(jì)算單元，該抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算第一差異與第二差異之間的差異來(lái)作為抖動(dòng)量，該第一差異是由sync分組接收單元接收到的兩個(gè)相鄰sync分組的接收時(shí)刻之間的差異，該第二差異是這兩個(gè)sync分組的發(fā)送時(shí)刻之間的差異； 延遲時(shí)間估計(jì)單元，該延遲時(shí)間估計(jì)單元基于由抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量來(lái)獲得sync分組的延遲時(shí)間；以及 時(shí)刻校正單元，該時(shí)刻校正單元基于由延遲時(shí)間估計(jì)單元獲得的sync分組的延遲時(shí)間來(lái)對(duì)由sync分組接收單元接收到的sync分組的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行補(bǔ)正以獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻，并且利用該經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，基于抖動(dòng)量來(lái)估計(jì)sync分組的延遲時(shí)間。例如，抖動(dòng)量被累積并求和以獲得抖動(dòng)量的累積求和值。抖動(dòng)量的累積求和值被偏移，以使得抖動(dòng)量的累積求和值的最小值將等于延遲時(shí)間的最小值。最終，獲得sync分組的延遲時(shí)間。這里， 延遲時(shí)間的最小值將會(huì)是預(yù)先測(cè)量和確定的固定值或者由延遲測(cè)量部件測(cè)量和確定的變動(dòng)值。sync分組的發(fā)送時(shí)刻被基于sync分組的估計(jì)延遲時(shí)間來(lái)加以補(bǔ)正，以獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻。時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻被利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)改寫和校正。
這樣基于抖動(dòng)量估計(jì)的sync分組的延遲時(shí)間包括延遲變動(dòng)。因此，通過(guò)針對(duì)估計(jì)延遲時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)正而獲得的經(jīng)補(bǔ)正時(shí)刻是通過(guò)針對(duì)包括延遲時(shí)間變動(dòng)的延遲時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)正而獲得的時(shí)刻。因此，在利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)改寫的同時(shí)加以校正的時(shí)鐘單元的時(shí)刻是使得sync分組所招致的延遲變動(dòng)的不利影響得以最小化的時(shí)刻，并且與發(fā)送裝置中包含的時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻非常精確地同步。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，例如，延遲時(shí)間估計(jì)單元包括估計(jì)有效性判定塊，該估計(jì)有效性判定塊輸出一判定信號(hào)，該判定信號(hào)確認(rèn)由累積求和塊獲得的抖動(dòng)量的累積求和值等于由最小值檢測(cè)塊檢測(cè)到的最小值的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效。在利用從估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期間，時(shí)刻校正單元可利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
通過(guò)異步網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的sync分組的延遲時(shí)間包括固定成分和變動(dòng)成分。抖動(dòng)量的累積求和值為最小值的時(shí)段是這樣一個(gè)時(shí)段，在該時(shí)段期間，達(dá)到了 sync分組的延遲時(shí)間僅包括固定成分的穩(wěn)定狀態(tài)，并且sync分組的延遲時(shí)間呈現(xiàn)延遲時(shí)間的最小值。因此，當(dāng)在該時(shí)段期間利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻對(duì)時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正時(shí)，可以更加精確地校正該時(shí)刻。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，例如，延遲時(shí)間估計(jì)單元包括設(shè)定塊和估計(jì)有效性判定塊，該設(shè)定塊至少基于由抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量的最小值來(lái)設(shè)定抖動(dòng)量的最小值范圍，該估計(jì)有效性判定塊輸出一判定信號(hào)，該判定信號(hào)確認(rèn)由抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量落在由設(shè)定塊設(shè)定的最小值范圍內(nèi)的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效。在利用從估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期間，時(shí)刻校正單元可利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
通過(guò)異步網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的sync分組的延遲時(shí)間包括固定成分和變動(dòng)成分。在抖動(dòng)量落在最小值范圍內(nèi)的時(shí)段期間，達(dá)到了 sync分組的延遲時(shí)間的變動(dòng)成分較小的近穩(wěn)定狀態(tài)。因此，當(dāng)在該時(shí)段期間利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻對(duì)時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正時(shí)， 可以更加精確地校正該時(shí)刻。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，例如，延遲時(shí)間估計(jì)單元包括累積求和塊，該累積求和塊對(duì)由抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量進(jìn)行累積并求和，以獲得抖動(dòng)量的累積求和值； 最小值檢測(cè)塊，該最小值檢測(cè)塊檢測(cè)由累積求和塊獲得的抖動(dòng)量的累積求和值的最小值； 估計(jì)有效性判定塊，該估計(jì)有效性判定塊輸出一判定信號(hào)，該判定信號(hào)確認(rèn)由累積求和塊獲得的抖動(dòng)量的累積求和值等于由最小值檢測(cè)塊檢測(cè)到的最小值的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效；以及輸出塊，該輸出塊在利用從估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期間輸出延遲時(shí)間的最小值作為sync分組的延遲時(shí)間。在利用從估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期間，時(shí)刻校正單元可利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
通過(guò)異步網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的sync分組的延遲時(shí)間包括固定成分和變動(dòng)成分。在抖動(dòng)量的累積求和值為最小值的時(shí)段期間，達(dá)到了 sync分組的延遲時(shí)間僅包括固定成分的穩(wěn)定狀態(tài)，并且sync分組的延遲時(shí)間呈現(xiàn)延遲時(shí)間的最小值。因此，當(dāng)在該時(shí)段期間利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻對(duì)時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正時(shí)，可以更加精確地校正該時(shí)刻。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，例如，延遲時(shí)間估計(jì)單元包括設(shè)定塊，該設(shè)定塊至少基于由抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量的最小值來(lái)設(shè)定抖動(dòng)量的最小值范圍；估計(jì)有效性判定塊，該估計(jì)有效性判定塊輸出一判定信號(hào)，該判定信號(hào)確認(rèn)由抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量落在由設(shè)定塊設(shè)定的最小值范圍內(nèi)的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效；以及輸出塊， 該輸出塊在利用從估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期間輸出延遲時(shí)間的最小值作為sync分組的延遲時(shí)間。在利用從估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期間，時(shí)刻校正單元可利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
通過(guò)異步網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的sync分組的延遲時(shí)間包括固定成分和變動(dòng)成分。在抖動(dòng)量落在最小值范圍內(nèi)的時(shí)段期間，達(dá)到了 sync分組的延遲時(shí)間的變動(dòng)成分較小的近穩(wěn)定狀態(tài)。因此，當(dāng)在該時(shí)段期間利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻對(duì)時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正時(shí)， 可以更加精確地校正該時(shí)刻。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，當(dāng)利用sync分組來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻進(jìn)行校正時(shí)，基于抖動(dòng)量來(lái)估計(jì)sync分組的延遲時(shí)間。將發(fā)送時(shí)刻補(bǔ)正估計(jì)值，并從而對(duì)其進(jìn)行校正。因此，可以最小化sync分組所遭受的延遲變動(dòng)的不利影響，并且可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)于發(fā)送裝置的非常精確的時(shí)刻同步。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的接收裝置的配置示例的框圖； 圖2是用于說(shuō)明sync分組的延遲時(shí)間的性質(zhì)的示圖； 圖3是示出在分別位于發(fā)送方和接收方的時(shí)鐘所指示的值之間的偏差量為零的狀態(tài)中確立的抖動(dòng)量、累積抖動(dòng)量與延遲時(shí)間之間的關(guān)系的示例的示圖； 圖4是示出用于測(cè)量延遲時(shí)間的最小值的延遲時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)的配置示例的示圖； 圖5是示出第一實(shí)施例中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元的配置示例的框圖； 圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的接收裝置的配置示例的框圖； 圖7是示出第二實(shí)施例中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元的配置示例的框圖； 圖8是示出第二實(shí)施例中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元的另一配置示例的框圖； 圖9是示出第二實(shí)施例中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元的另一配置示例的框圖； 圖10是示出第二實(shí)施例中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元的另一配置示例的框圖； 圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的接收裝置的配置示例的框圖； 圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的接收裝置的配置示例的框圖； 圖13是用于說(shuō)明PTP消息的示圖； 圖14是示出第四實(shí)施例中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元的配置示例的框圖； 圖15是示出第四實(shí)施例中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元的另一配置示例的框圖； 圖16是示出第四實(shí)施例中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元的另一配置示例的框圖； 圖17是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接收裝置的配置示例的框圖；并且 圖18是示出要從發(fā)送裝置發(fā)送到接收裝置的sync分組的結(jié)構(gòu)示例的示圖。
具體實(shí)施例方式下面將描述用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式(以下稱之為實(shí)施例)。將遵循以下給出的主題按順序進(jìn)行描述。
1.第一實(shí)施例 2.第二實(shí)施例 3.第三實(shí)施例 4.第四實(shí)施例 5.變體 <1.第一實(shí)施例> [接收裝置的配置示例] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的接收裝置100A的配置示例。為了簡(jiǎn)明起見， 圖1中只示出了接收裝置100A的與時(shí)刻同步有關(guān)的部分。
接收裝置100A包括網(wǎng)絡(luò)接口 101、sync分組接收單元102、接收時(shí)刻記錄單元 103、以及時(shí)刻信息記錄單元104。接收裝置100A還包括抖動(dòng)量計(jì)算單元105、誤差計(jì)算和數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)單元106、時(shí)鐘生成單元107、時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)109、計(jì)數(shù)器108、延遲時(shí)間估計(jì)單元110、以及時(shí)刻校正單元111。
時(shí)鐘單元109輸出時(shí)刻信息。時(shí)鐘單元109包括響應(yīng)于由時(shí)鐘生成單元107生成的時(shí)鐘CLK而進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。由時(shí)鐘單元109提供的時(shí)刻信息(計(jì)數(shù)器值)被饋送給例如未示出的同步(sync)信號(hào)生成單元，并被用于使接收裝置和發(fā)送裝置中分別使用的sync信號(hào)彼此同相。計(jì)數(shù)器108是與時(shí)鐘單元109中包括的計(jì)數(shù)器類似的計(jì)數(shù)器，并且響應(yīng)于由時(shí)鐘生成單元107生成的時(shí)鐘CLK而進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)。
sync分組接收單元102通過(guò)局域網(wǎng)(LAN)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 101接收從未示出的發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的sync分組(參見圖18)，其中LAN是異步網(wǎng)絡(luò)。
接收時(shí)刻記錄單元103在sync分組接收單元102接收到sync分組的時(shí)間點(diǎn)記錄計(jì)數(shù)器108的計(jì)數(shù)器值來(lái)作為接收時(shí)刻。時(shí)刻信息記錄單元104記錄由sync分組接收單元102接收到的sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)所表示的發(fā)送時(shí)刻。
抖動(dòng)量計(jì)算單元105基于sync分組接收單元102接收到的兩個(gè)相鄰sync分組的接收時(shí)刻和發(fā)送時(shí)刻來(lái)計(jì)算抖動(dòng)量。換言之，抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算第一差異與第二差異之間的差異作為抖動(dòng)量，其中第一差異是接收時(shí)刻之間的差異，第二差異是發(fā)送時(shí)刻之間的差異。
現(xiàn)在，假定t(l)、t(2)等等表示接收時(shí)刻，并且s(l)、s (2)等等表示發(fā)送時(shí)刻。這里，括號(hào)中的數(shù)字表示賦予sync分組的樣本號(hào)。例如，t(a)將表示某一 sync分組的接收時(shí)刻并且s (a)將表示其發(fā)送時(shí)刻，而t(b)將表示隨后的一 sync分組的接收時(shí)刻并且s (b) 將表示其發(fā)送時(shí)刻。在此情況下，抖動(dòng)量計(jì)算單元105根據(jù)以下給出的式(2)來(lái)計(jì)算抖動(dòng)
Mo 抖動(dòng)量=t(b) -t (a) - (s (b) -S (a)) ... (2) 在對(duì)由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量執(zhí)行適當(dāng)?shù)臑V波處理后，誤差計(jì)算和 DAC單元106按順序執(zhí)行量化、轉(zhuǎn)換到模擬值和低通濾波處理，以產(chǎn)生誤差電壓VC。誤差計(jì)算和DAC單元106將誤差電壓VC饋送給時(shí)鐘生成單元107，作為對(duì)時(shí)鐘頻率的控制電壓。
時(shí)鐘生成單元107如上所述生成要被饋送給時(shí)鐘單元109和計(jì)數(shù)器108的時(shí)鐘 CLK。時(shí)鐘生成單元107例如是利用壓控晶體振蕩器(VCXO)形成的。
延遲時(shí)間估計(jì)單元110基于由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量，來(lái)獲得sync 分組的延遲時(shí)間Td。下文中將詳述延遲時(shí)間估計(jì)單元110。
時(shí)刻校正單元111基于由延遲時(shí)間估計(jì)單元110獲得的sync分組的延遲時(shí)間Td， 來(lái)對(duì)由sync分組接收單元102接收到的sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)所表示的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行補(bǔ)正，從而獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻。在此情況下，時(shí)刻校正單元111把由延遲時(shí)間估計(jì)單元 110獲得的延遲時(shí)間Td與某一 sync分組的發(fā)送時(shí)刻相加，以獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻。時(shí)刻校正單元111可以利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元109的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)進(jìn)行改寫和校正。
[延遲時(shí)間估計(jì)的原理] 下面將描述圖1所示的接收裝置100A中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元110所要執(zhí)行的延遲時(shí)間估計(jì)的原理。
參考圖2，下面將描述sync分組的延遲時(shí)間Δ (1)、Δ (2)等等的性質(zhì)。括號(hào)中的數(shù)字表示賦予sync分組的樣本號(hào)。注意，在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的延遲時(shí)間取決于LAN線纜的長(zhǎng)度、 包括交換機(jī)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)元件、以及sync分組的大小。為了簡(jiǎn)明起見，在圖2中，認(rèn)為延遲時(shí)間是僅源自于交換機(jī)的。
在sync分組和另一分組(例如，視頻信號(hào)分組)被經(jīng)由交換機(jī)的同一輸出端口發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)上，只要sync分組的發(fā)送不與另一分組的發(fā)送相重合，sync分組的發(fā)送就立即被執(zhí)行。然而，如果sync分組的發(fā)送與另一分組的發(fā)送相重合，則sync分組的發(fā)送被推遲。 輸出等待時(shí)間取決于發(fā)送另一分組所需的時(shí)間，并且不是恒定的。因此，在接收方，不僅觀察到恒定的通過(guò)延遲，還觀察到以下給出的式(3)所表示的延遲變動(dòng)。
t(l)-s(l) = Δ (1)+offset (1) t(2)-s(2) = Δ (2)+offset (2) t(3)-s(3) = Δ (3)+offset (3) t (4) -s (4) = Δ (4) +offset (4) …(3) 發(fā)送方和接收方分別包含的時(shí)鐘就值(時(shí)刻)和前進(jìn)方式(1秒的長(zhǎng)度)而言是彼此不同的。因此，偏差量offset (1)、offset (2)、offset (3)、offset (4)等等呈現(xiàn)不同的值。然而，如果在一定條件下滿足了值offset (1)、offset (2)、offset (3)、offset (4)等等彼此大致相等的要求，則在接收方觀察到以下式(4)所表示的抖動(dòng)量。該一定條件是在時(shí)刻同步之前實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘頻率的鎖定，或者以較短的時(shí)間間隔產(chǎn)生sync分組，該較短的時(shí)間間隔短到使與樣本有關(guān)的偏差量之間的差異足夠小。
t (2) -S (2) - (t (1) -S (1)) = Δ (2) - Δ (1) t (3) -s (3) - (t (2) -s (2)) = Δ (3) - Δ (2) t (4) -s (4) - (t (3) -s (3)) = Δ (4) - Δ (3) …(4) 由以上式(4)表示的抖動(dòng)量的累積求和由以下式(5)表示。
{t (2) -S (2) - (t (1) -S (1))} + {t (3) _s (3) - (t (2) _s (2))} = { Δ (2) - Δ (1)} + { Δ (3) - Δ (2)} = Δ (3)-Δ (1) {t (2)-S (2)-(t (1)-S (1))} + {t (3)_s (3)-(t (2)_s (2))} + {t (4)-s (4)-(t (3)-s (3))} = {Δ (2)-Δ (1)} + {Δ (3)-Δ (2)} + {Δ (4)-Δ (3)} = Δ (4)-Δ (1) …(5) 從式(5)明顯可見，通過(guò)抖動(dòng)量的累積求和，如以下式(6)所表示的，樣本的延遲時(shí)間的變動(dòng)以值△ (1)的偏移的形式獲得。
η ι {t(i)-s(i)-(t(i-1)-s(i-1))l i = 2 =Δ(η)— Δ(1)■ ■ ■ (6) 通過(guò)針對(duì)偏移值Δ (1)進(jìn)行補(bǔ)正，可獲得延遲時(shí)間。為了測(cè)量Δ (1)值，在接收裝置100Α中必須存在與發(fā)送裝置中包含的時(shí)鐘單元操作方式相同的時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)。因此，將不測(cè)量Δ (1)值,即，必須通過(guò)使用另一種手段來(lái)估計(jì)與該偏移值相當(dāng)?shù)难a(bǔ)正值。
如上所述，只要sync分組的發(fā)送不與另一分組的發(fā)送相重合，sync分組的發(fā)送就可立即被執(zhí)行。這意味著，通過(guò)確定網(wǎng)絡(luò)元件和sync分組的規(guī)格，確立起了延遲時(shí)間的最小值保持恒定的情形。因此，記錄獨(dú)立測(cè)量的延遲時(shí)間的最小值，并且對(duì)由式(6)提供的值進(jìn)行補(bǔ)正，以使得由式(6)提供的最小值將等于獨(dú)立測(cè)量的延遲時(shí)間的最小值。從而，可以估計(jì)延遲時(shí)間。
現(xiàn)在，獨(dú)立測(cè)量的延遲時(shí)間的最小值相當(dāng)于在僅發(fā)送或接收sync分組的狀態(tài)中出現(xiàn)的延遲時(shí)間，因此可以很容易地利用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量?jī)x器來(lái)預(yù)先測(cè)量。在所有sync分組或相當(dāng)大量的sync分組被置于輸出等待狀態(tài)的高負(fù)載狀態(tài)中，難以估計(jì)延遲時(shí)間。否則，估計(jì)技術(shù)將被證實(shí)是有效的。
由于抖動(dòng)量被累積，使得通過(guò)重復(fù)估計(jì)直到估計(jì)值△ (N)為止而導(dǎo)致的估計(jì)誤差的累積的不利影響將得以減小，其中N表示要累積的樣本的數(shù)目的上限。在基于分組中指定的ID號(hào)或序列號(hào)的不連續(xù)而檢測(cè)到缺失sync分組的時(shí)間點(diǎn)重置累積，將被證實(shí)在避免誤差累積方面是有效的。
圖3示出了在發(fā)送方和接收方分別包含的時(shí)鐘所指示的值之間的偏差量為零的狀態(tài)中確立的抖動(dòng)量、累積抖動(dòng)量與延遲時(shí)間之間的關(guān)系的示例。在接收方可測(cè)量的抖動(dòng)量以A = Oms為中心，依據(jù)sync分組的樣本而變動(dòng)。累積了抖動(dòng)量的累積抖動(dòng)量具有最小值B，并且隨著具有最小值C的延遲時(shí)間的變化而變動(dòng)。在此示例中，最小值B大約為-5ms， 最小值C大約為+4ms。因此，對(duì)于所有樣本，當(dāng)利用+9ms來(lái)補(bǔ)正累積抖動(dòng)量時(shí)，可以估計(jì)樣本的延遲時(shí)間。
[延遲時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)的配置示例] 圖4示出了用于測(cè)量延遲時(shí)間的最小值的延遲時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)300的配置示例。延遲時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)300具有由三級(jí)交換機(jī)構(gòu)成的LAN，并且利用本地可得的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量?jī)x器(分組生成器)來(lái)測(cè)量延遲時(shí)間。
分組生成器的端口 1連接到用來(lái)連接發(fā)送機(jī)的交換機(jī)端口，并且在類似于sync分組的分組中指定時(shí)間戳，以使得該分組將被周期性地發(fā)送。接收機(jī)群組1、接收機(jī)群組2和接收機(jī)群組3就延遲時(shí)間而言彼此不同。交換機(jī)的交換機(jī)端口連接到分組生成器的端口 2、 3和4，以使得與sync分組類似的分組可經(jīng)由這些交換機(jī)被接收。
分組生成器計(jì)算并輸出延遲時(shí)間，該延遲時(shí)間是分組接收時(shí)刻與分組中指定的時(shí)間戳值之間的差異。如果在僅傳輸與sync分組類似的分組的狀態(tài)中執(zhí)行測(cè)量，則要輸出的延遲時(shí)間呈現(xiàn)延遲時(shí)間的最小值。在此示例中，依據(jù)接收機(jī)屬于哪個(gè)接收機(jī)群組來(lái)選擇應(yīng)當(dāng)設(shè)定的延遲時(shí)間的最小值(最小延遲值)。
[延遲時(shí)間估計(jì)單元的配置示例] 圖5示出了采用前述延遲時(shí)間估計(jì)原理的延遲時(shí)間估計(jì)單元110的配置示例。延遲時(shí)間估計(jì)單元110包括累積求和塊201、最小值檢測(cè)塊202、偏移值計(jì)算塊203、以及偏移運(yùn)算塊204。
累積求和塊201對(duì)由抖動(dòng)量計(jì)算單元105 (參見圖1)計(jì)算出的抖動(dòng)量進(jìn)行累積并求和，以獲得累積抖動(dòng)量(抖動(dòng)量的累積求和值)。最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)由累積求和塊 201獲得的累積抖動(dòng)量的最小值。
偏移值計(jì)算塊203計(jì)算由最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)到的累積抖動(dòng)量的最小值與預(yù)先測(cè)量和確定的延遲時(shí)間的最小值(最小延遲值)之間的差異，從而計(jì)算偏移值。最小延遲值是固定值。根據(jù)圖3所示的關(guān)系，累積抖動(dòng)量的最小值是值B，最小延遲值是值C。因此， (C-B)被計(jì)算作為偏移值。
偏移運(yùn)算塊204把由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值加到由累積求和塊201獲得的每個(gè)樣本的累積抖動(dòng)量。在此情況下，偏移運(yùn)算塊204將與所有樣本有關(guān)的累積抖動(dòng)量補(bǔ)正該偏移值，并從而獲得這些樣本的延遲時(shí)間(估計(jì)延遲時(shí)間)。
下面將描述圖5所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元110中要執(zhí)行的動(dòng)作。由抖動(dòng)量計(jì)算單元105(參見圖1)計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給累積求和塊201。累積求和塊201對(duì)每個(gè)樣本的抖動(dòng)量進(jìn)行累積并求和，以獲得累積抖動(dòng)量(抖動(dòng)量的累積求和值)。累積抖動(dòng)量被饋送給最小值檢測(cè)塊202和偏移運(yùn)算塊204。
最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)由累積求和塊201獲得的累積抖動(dòng)量的最小值。累積抖動(dòng)量的最小值被饋送給偏移值計(jì)算塊203。偏移值計(jì)算塊203計(jì)算累積抖動(dòng)量的最小值與最小延遲值(固定值)之間的差異，從而計(jì)算偏移值。
由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值被饋送給偏移運(yùn)算塊204。偏移運(yùn)算塊204 把由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值加到由累積求和塊201計(jì)算出的每個(gè)樣本的累積抖動(dòng)量。最終，偏移運(yùn)算塊204將與所有樣本有關(guān)的累積抖動(dòng)量都補(bǔ)正了該偏移值，并從而獲得這些樣本的延遲時(shí)間(估計(jì)延遲時(shí)間)Td。
[接收裝置中要執(zhí)行的動(dòng)作] 下面將描述圖1所示的接收裝置100A中要執(zhí)行的時(shí)刻同步動(dòng)作。
當(dāng)sync分組接收單元102接收到通過(guò)LAN經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 101從發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的sync分組(參見圖18)時(shí)，計(jì)數(shù)器108的計(jì)數(shù)器值作為接收時(shí)刻被記錄在接收時(shí)刻記錄單元103中。此時(shí)，該sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)所表示的發(fā)送時(shí)刻被記錄在時(shí)刻信息記錄單元104中。
在抖動(dòng)量計(jì)算單元105中，記錄在接收時(shí)刻記錄單元103中的接收時(shí)刻和記錄在時(shí)刻信息記錄單元104中的發(fā)送時(shí)刻被用于根據(jù)被賦予了兩個(gè)相鄰sync分組的接收時(shí)刻和發(fā)送時(shí)刻的前述式(2)來(lái)計(jì)算抖動(dòng)量。在時(shí)刻同步對(duì)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的sync分組的延遲時(shí)間的變動(dòng)不敏感的情況下，抖動(dòng)量相當(dāng)于發(fā)送方與接收方之間的時(shí)鐘頻率的誤差。在時(shí)刻同步對(duì)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的sync分組的延遲時(shí)間的變動(dòng)敏感的情況下，抖動(dòng)量相當(dāng)于發(fā)送方與接收方之間的時(shí)鐘頻率的誤差以及延遲時(shí)間的變動(dòng)的不利影響的組合。
由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給誤差計(jì)算和DAC單元106。在誤差計(jì)算和DAC單元106中，在對(duì)抖動(dòng)量執(zhí)行適當(dāng)?shù)臑V波處理后，按順序執(zhí)行量化、轉(zhuǎn)換到模擬值以及低通濾波處理，以產(chǎn)生誤差電壓VC。誤差電壓VC被饋送給時(shí)鐘生成單元107，由此控制由時(shí)鐘生成單元107生成的時(shí)鐘CLK的頻率。計(jì)數(shù)器108、接收時(shí)刻記錄單元103、 抖動(dòng)量計(jì)算單元105、誤差計(jì)算和DAC單元106以及時(shí)鐘生成單元107構(gòu)成鎖頻環(huán)。
由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給延遲時(shí)間估計(jì)單元110。延遲時(shí)間估計(jì)單元110基于抖動(dòng)量來(lái)獲得每個(gè)樣本的延遲時(shí)間Td，其中樣本是由sync分組接收單元102接收到的sync分組。延遲時(shí)間Td是直到從發(fā)送裝置發(fā)送的sync分組被sync分組接收單元102接收為止經(jīng)過(guò)的時(shí)間。
由延遲時(shí)間估計(jì)單元110獲得的sync分組的延遲時(shí)間Td被饋送給時(shí)刻校正單元 111。在時(shí)刻校正單元111中，由延遲時(shí)間估計(jì)單元110估計(jì)出的sync分組的延遲時(shí)間Td被加到由sync分組接收單元102接收到的sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)所表示的發(fā)送時(shí)亥IJ，從而獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)。時(shí)刻校正單元111利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元109的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)進(jìn)行改寫，由此時(shí)鐘單元109所指示的時(shí)刻被控制為與發(fā)送裝置中包含的時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻同步。
延遲時(shí)間估計(jì)單元110要執(zhí)行的估計(jì)延遲時(shí)間Td的處理和時(shí)刻校正單元111要執(zhí)行的校正時(shí)鐘單元109的時(shí)刻的處理被接收裝置100A調(diào)用，并且在鎖頻環(huán)確立鎖頻狀態(tài)之后被執(zhí)行。在鎖頻狀態(tài)中，上述偏差量offset (1)、offset (2)、offset (3)、offset (4)等等彼此相等。如結(jié)合延遲時(shí)間估計(jì)原理所述的，鎖頻狀態(tài)中的累積抖動(dòng)量相當(dāng)于每個(gè)作為 sync分組的樣本的延遲變動(dòng)(參考式(6))。
在時(shí)鐘頻率未鎖定的情形中，值offset(l)小于值off set (2)，值off set (2) 小于值off set (3)，值off set (3)小于值offset (4)，等等。否則，值offset (1)大于值 offset (2)，值 offset (2)大于值 offset (3)，值 offset (3)大于值 offset (4)，等等。因此， 由延遲時(shí)間估計(jì)單元110獲得的延遲時(shí)間Td的值根據(jù)任一種趨勢(shì)而發(fā)生很大變動(dòng)。是否確立了鎖頻狀態(tài)是通過(guò)觀察例如誤差計(jì)算和DAC單元106的輸出來(lái)決定的。最終，可以確定時(shí)刻改寫被認(rèn)為有效的初始時(shí)間點(diǎn)。
在圖1所示的接收裝置100A中，由延遲時(shí)間估計(jì)單元110基于抖動(dòng)量估計(jì)的sync 分組的延遲時(shí)間Td包括延遲變動(dòng)。因此，由時(shí)刻校正單元111獲得的經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻是通過(guò)針對(duì)包括延遲時(shí)間變動(dòng)的延遲時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)正而獲得的時(shí)刻。因此，在利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)改寫的同時(shí)得以校正的時(shí)鐘單元109的時(shí)刻使得sync分組所招致的延遲變動(dòng)的不利影響得以最小化，并且與發(fā)送裝置中包含的時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻非常精確地同步。
<2.第二實(shí)施例〉 [接收裝置的配置示例] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的接收裝置100B的配置示例。在圖6中，與示出接收裝置100A的圖1類似，為了簡(jiǎn)明起見，只示出了接收裝置100B的與時(shí)刻同步有關(guān)的部分。在圖6中，向與圖1所示的組件相同的組件賦予了相同的標(biāo)號(hào)。將省略重復(fù)描述。
接收裝置100B包括網(wǎng)絡(luò)接口 101、sync分組接收單元102、接收時(shí)刻記錄單元 103、以及時(shí)刻信息記錄單元104。接收裝置100B還包括抖動(dòng)量計(jì)算單元105、誤差計(jì)算和 DAC單元106、時(shí)鐘生成單元107、時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)109、計(jì)數(shù)器108、延遲時(shí)間估計(jì)單元 112、以及時(shí)刻校正單元113。
接收裝置100B具有與圖1所示的接收裝置100A相同的配置，只不過(guò)延遲時(shí)間估計(jì)單元110和時(shí)刻校正單元111分別被延遲時(shí)間估計(jì)單元112和時(shí)刻校正單元113所替換。 接收裝置100B的其他組件與圖1所示的接收裝置100A的其他組件相同，但將省略對(duì)這些組件的描述。
延遲時(shí)間估計(jì)單元112基于由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量來(lái)獲得sync 分組的延遲時(shí)間Td。延遲時(shí)間估計(jì)單元112輸出表明有效或無(wú)效的判定信號(hào)Sj。下文中將詳述延遲時(shí)間估計(jì)單元112。
時(shí)刻校正單元113在利用從延遲時(shí)間估計(jì)單元112輸出的有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj 確認(rèn)有效的時(shí)段期間執(zhí)行經(jīng)補(bǔ)正時(shí)刻計(jì)算處理和時(shí)刻校正處理。經(jīng)補(bǔ)正時(shí)刻計(jì)算處理和時(shí)刻校正處理與圖1所示的接收裝置100A中包括的時(shí)刻校正單元111所執(zhí)行的處理相同。然而，時(shí)刻校正單元113與時(shí)刻校正單元111的不同點(diǎn)在于，時(shí)刻校正單元113在利用有效/ 無(wú)效判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間執(zhí)行這些處理。
在經(jīng)補(bǔ)正時(shí)刻計(jì)算處理期間，時(shí)刻校正單元113基于由延遲時(shí)間估計(jì)單元112估計(jì)的sync分組的延遲時(shí)間Td，來(lái)對(duì)由sync分組接收單元102接收到的sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)所表示的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行補(bǔ)正，并從而獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻。在此情況下，時(shí)刻校正單元113把由延遲時(shí)間估計(jì)單元112估計(jì)出的延遲時(shí)間Td加到某個(gè)分組的發(fā)送時(shí)刻，以獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻。時(shí)刻校正單元113利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)來(lái)改寫時(shí)鐘單元109 的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)，從而校正該時(shí)刻。
[延遲時(shí)間估計(jì)單元的配置示例] 圖7所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112A表示了圖6所示的接收裝置100B中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元112的一個(gè)配置示例。在圖7中，向與圖5所示的組件相同的組件賦予相同的標(biāo)號(hào)。
延遲時(shí)間估計(jì)單元112A包括累積求和塊201、最小值檢測(cè)塊202、偏移值計(jì)算塊 203、偏移運(yùn)算塊204以及估計(jì)有效性判定塊205。延遲時(shí)間估計(jì)單元112A具有與圖5所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元110相同的組件，只不過(guò)延遲時(shí)間估計(jì)單元112A還包括估計(jì)有效性判定塊205。下面將描述估計(jì)有效性判定塊205，但將省略對(duì)其他組件的描述。
估計(jì)有效性判定塊205基于由最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)到的最小值來(lái)判定這樣一個(gè)時(shí)段在該時(shí)段期間，由累積求和單元201獲得的抖動(dòng)量的累積求和值(累積抖動(dòng)量)是最小值。估計(jì)有效性判定塊205輸出有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj，該信號(hào)確認(rèn)抖動(dòng)量的累積求和值(累積抖動(dòng)量)為最小值的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效。
下面將描述圖7所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112A中要執(zhí)行的動(dòng)作。由抖動(dòng)量計(jì)算單元105(參見圖6)計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給累積求和塊201。累積求和塊201對(duì)每個(gè)作為sync分組的樣本的抖動(dòng)量進(jìn)行累積并求和，以獲得累積抖動(dòng)量。累積抖動(dòng)量被饋送給最小值檢測(cè)塊202和偏移運(yùn)算塊204。
最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)由累積求和塊201獲得的累積抖動(dòng)量的最小值。累積抖動(dòng)量的最小值被饋送給偏移值計(jì)算塊203。偏移值計(jì)算塊203計(jì)算累積抖動(dòng)量的最小值與最小延遲值之間的差異，從而計(jì)算偏移值。
由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值被饋送給偏移運(yùn)算塊204。偏移運(yùn)算塊204 把由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值加到由累積求和塊201獲得的每個(gè)樣本的累積抖動(dòng)量。從而，偏移運(yùn)算塊204將所有樣本的累積抖動(dòng)量都補(bǔ)正了該偏移值，由此獲得這些樣本的延遲時(shí)間(估計(jì)延遲時(shí)間)Td。
由累積求和塊201獲得的累積抖動(dòng)量和由最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)到的累積抖動(dòng)量的最小值被饋送給估計(jì)有效性判定塊205。估計(jì)有效性判定塊205基于由最小值檢測(cè)塊202 檢測(cè)到的最小值來(lái)判定由累積求和塊201獲得的累積抖動(dòng)量呈現(xiàn)最小值的時(shí)段。估計(jì)有效性判定塊205輸出有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj，該信號(hào)確認(rèn)累積抖動(dòng)量中的任一者呈現(xiàn)最小值的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效。
在圖7所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112A中，估計(jì)有效性判定塊205確認(rèn)由累積求和塊201獲得的累積抖動(dòng)量呈現(xiàn)最小值的時(shí)段有效。然而，不僅可以確認(rèn)累積抖動(dòng)量呈現(xiàn)最小值的時(shí)段有效，還可以確認(rèn)累積抖動(dòng)量相對(duì)于最小值落在一定范圍內(nèi)的時(shí)段有效。
在圖7所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112A中，偏移值計(jì)算塊203計(jì)算累積抖動(dòng)量的最小值與最小延遲值之間的差異來(lái)作為偏移值。因此，在利用有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj來(lái)確認(rèn)有效的、其中累積抖動(dòng)量呈現(xiàn)最小值的時(shí)段期間，最小延遲值被從偏移運(yùn)算塊204輸出作為延遲時(shí)間Td。
如上所述，在時(shí)刻校正單元113中，在利用有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間，執(zhí)行經(jīng)補(bǔ)正時(shí)刻計(jì)算處理和時(shí)刻校正處理。因此，由延遲時(shí)間估計(jì)單元112獲得的延遲時(shí)間Td在利用有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的、其中累積抖動(dòng)量呈現(xiàn)最小值的時(shí)段期間應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)最小延遲值。
考慮到以上描述，圖8所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112B表示了圖6所示的接收裝置 100B中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元112的另一配置示例。在圖8中，向與圖7所示的組件相同的組件賦予相同的標(biāo)號(hào)。將省略重復(fù)描述。
延遲時(shí)間估計(jì)單元112B包括最小值檢測(cè)塊202、估計(jì)有效性判定塊205、以及輸出塊206。在延遲時(shí)間估計(jì)單元112B中，輸出有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj的部分的配置與圖7所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112A中的相同。
在延遲時(shí)間估計(jì)單元112B中，輸出塊206輸出預(yù)先測(cè)量和確定的最小延遲值作為延遲時(shí)間Td。從估計(jì)有效性判定塊205輸出的有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj被饋送給輸出塊206 作為控制信號(hào)。在利用有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間，從輸出塊206輸出最小延遲值作為延遲時(shí)間Td。
順便說(shuō)一下，圖8所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112B中可不包括其輸出被利用有效/ 無(wú)效判定信號(hào)Sj來(lái)控制的輸出塊206，并且最小延遲值可以始終被推測(cè)輸出作為延遲時(shí)間 TcL 圖9所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112C表示了圖6所示的接收裝置100B中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元112的另一配置示例。在圖9中，向與圖5所示的組件相同的組件賦予了相同標(biāo)號(hào)。
延遲時(shí)間估計(jì)單元112C包括累積求和塊201、最小值檢測(cè)塊202、偏移值計(jì)算塊 203、偏移運(yùn)算塊204、最小值檢測(cè)塊207、最小值范圍設(shè)定塊208、以及估計(jì)有效性判定塊 209。延遲時(shí)間估計(jì)單元112C與圖5所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元110相同，只不過(guò)延遲時(shí)間估計(jì)單元112C還包括最小值檢測(cè)塊207、最小值范圍設(shè)定塊208和估計(jì)有效性判定塊209。 下面將描述最小值檢測(cè)塊207、最小值范圍設(shè)定塊208和估計(jì)有效性判定塊209，并且將省略對(duì)其他組件的描述。
最小值檢測(cè)塊207檢測(cè)由抖動(dòng)量計(jì)算單元105(參見圖6)計(jì)算出的抖動(dòng)量的最小值。最小值范圍設(shè)定塊208基于由最小值檢測(cè)塊207檢測(cè)到的最小值和預(yù)先設(shè)定的最小值范圍來(lái)設(shè)定抖動(dòng)量的最小值范圍。在此情況下，假定由最小值檢測(cè)塊207檢測(cè)到的最小值是例如-M ms,則最小值范圍設(shè)定塊208估計(jì)抖動(dòng)量的最大值為+M ms,以獲得+2M的抖動(dòng)變動(dòng)寬度。
所述預(yù)先設(shè)定的最小值范圍是以例如對(duì)抖動(dòng)變動(dòng)寬度的比率α的形式給出的。 在此情況下，最小值范圍設(shè)定塊208利用如上所述獲得的+2Μ的抖動(dòng)變動(dòng)寬度和比率α，來(lái)設(shè)定從_2Μ*α到+2Μ*α的范圍為最小值范圍。除了如上所述的對(duì)抖動(dòng)量的最小值的檢測(cè)之外，還可檢測(cè)抖動(dòng)量的最大值。最小值和最大值可用于計(jì)算抖動(dòng)變動(dòng)寬度。
估計(jì)有效性判定塊209判定這樣一個(gè)時(shí)段在該時(shí)段期間，抖動(dòng)量落在由最小值范圍設(shè)定塊208設(shè)定的最小值范圍內(nèi)。估計(jì)有效性判定塊209輸出有效/無(wú)效判定信號(hào) Sj，該信號(hào)確認(rèn)抖動(dòng)量落在最小值范圍內(nèi)的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效。
下面將描述圖9所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112C要執(zhí)行的動(dòng)作。由抖動(dòng)量計(jì)算單元105(參見圖6)計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給累積求和塊201。累積求和塊201對(duì)每個(gè)樣本的抖動(dòng)量進(jìn)行累積并求和，以獲得累積抖動(dòng)量。累積抖動(dòng)量被饋送給最小值檢測(cè)塊202和偏移運(yùn)算塊204。
最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)由累積求和塊201獲得的累積抖動(dòng)量的最小值。累積抖動(dòng)量的最小值被饋送給偏移值計(jì)算塊203。偏移值計(jì)算塊203計(jì)算累積抖動(dòng)量的最小值與預(yù)先設(shè)定的最小延遲值之間的差異，從而計(jì)算偏移值。
由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值被饋送給偏移運(yùn)算塊204。偏移運(yùn)算塊204 把由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值加到由累積求和塊201獲得的每個(gè)樣本的累積抖動(dòng)量。從而，偏移運(yùn)算塊204將所有樣本的累積抖動(dòng)量都補(bǔ)正該偏移值，由此獲得這些樣本的延遲時(shí)間(估計(jì)延遲時(shí)間)Td。
由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給最小值檢測(cè)塊207和估計(jì)有效性判定塊209。最小值檢測(cè)塊207檢測(cè)由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量的最小值。 抖動(dòng)量的最小值被饋送給最小值范圍設(shè)定塊208。最小值范圍設(shè)定塊基于由最小值檢測(cè)塊 207檢測(cè)出的最小值和預(yù)先設(shè)定的最小值范圍(比率α )，來(lái)設(shè)定抖動(dòng)量的最小值范圍。
由最小值范圍設(shè)定塊208設(shè)定的最小值范圍被饋送給估計(jì)有效性判定塊209。估計(jì)有效性判定塊209基于由最小值范圍設(shè)定塊208設(shè)定的最小值范圍，來(lái)判定抖動(dòng)量落在該最小值范圍內(nèi)的時(shí)段。估計(jì)有效性判定塊209輸出有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj，該信號(hào)確認(rèn)抖動(dòng)量落在最小值范圍內(nèi)的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效。
如上所述，偏移值計(jì)算塊203計(jì)算累積抖動(dòng)量的最小值與預(yù)先測(cè)量和確定的最小延遲值之間的差異來(lái)作為偏移值。因此，在累積抖動(dòng)量呈現(xiàn)最小值的時(shí)段期間，最小延遲值被從偏移運(yùn)算塊204輸出作為延遲時(shí)間Td。從圖3清楚可見，累積抖動(dòng)量呈現(xiàn)最小值的時(shí)段對(duì)應(yīng)于利用有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的、其中抖動(dòng)量接近為零的時(shí)段。
如上所述，在利用有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間，時(shí)刻校正單元113 執(zhí)行經(jīng)補(bǔ)正時(shí)刻計(jì)算處理和時(shí)刻校正處理。因此，由延遲時(shí)間估計(jì)單元112獲得的延遲時(shí)間Td應(yīng)當(dāng)僅在利用有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的、其中抖動(dòng)量落在最小值范圍內(nèi)的時(shí)段期間呈現(xiàn)最小延遲值。
考慮到以上描述，圖10所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112D表示了圖6所示的接收裝置100B中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元112的另一配置示例。在圖10中，向與圖9所示的組件相同的組件賦予相同的標(biāo)號(hào)，并且將省略對(duì)這些組件的描述。
延遲時(shí)間估計(jì)單元112D包括最小值檢測(cè)塊207、最小值范圍設(shè)定塊208、估計(jì)有效性判定塊209、以及輸出塊210。在延遲時(shí)間估計(jì)單元112D中，輸出有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj 的部分的配置與圖9所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112C中的相同。
在延遲時(shí)間估計(jì)單元112D中，輸出塊210輸出預(yù)先測(cè)量和確定的最小延遲值作為延遲時(shí)間Td。從估計(jì)有效性判定塊209輸出的有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj被饋送給輸出塊210 作為控制信號(hào)。在利用有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間，從輸出塊210輸出最小延遲值作為延遲時(shí)間Td。
也可以設(shè)想圖10所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112D中不包括其輸出被利用有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj來(lái)控制的輸出塊210的配置。在此情況下，最小延遲值始終被輸出作為延遲時(shí)間Td。
[接收裝置中要執(zhí)行的動(dòng)作] 下面將描述圖6所示的接收裝置100B中執(zhí)行的時(shí)刻同步動(dòng)作。包括計(jì)數(shù)器108、 接收時(shí)刻記錄單元103、抖動(dòng)量計(jì)算單元105、誤差計(jì)算和DAC單元106和時(shí)鐘生成單元107 的鎖頻環(huán)所要實(shí)現(xiàn)的對(duì)時(shí)鐘CLK的頻率控制與圖1所示的接收裝置100A中的相同。
由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給延遲時(shí)間估計(jì)單元112。在延遲時(shí)間估計(jì)單元112中，基于抖動(dòng)量來(lái)估計(jì)由sync分組接收單元102接收到的sync分組的延遲時(shí)間Td。延遲時(shí)間Td是直到從發(fā)送裝置發(fā)送的sync分組被sync分組接收單元102 所接收為止經(jīng)過(guò)的時(shí)間。
在延遲時(shí)間估計(jì)單元112中，基于抖動(dòng)量輸出有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj。例如，有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj確認(rèn)抖動(dòng)量的累積求和值呈現(xiàn)最小值的時(shí)段有效，并且使其他時(shí)段無(wú)效。例如，有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj確認(rèn)抖動(dòng)量落在最小值范圍內(nèi)的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效。
由延遲時(shí)間估計(jì)單元112估計(jì)出的sync分組的延遲時(shí)間Td被饋送給時(shí)刻校正單元113。從延遲時(shí)間估計(jì)單元112輸出的有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj被饋送給時(shí)刻校正單元 113。在利用判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間，時(shí)刻校正單元113執(zhí)行經(jīng)補(bǔ)正時(shí)刻計(jì)算處理和時(shí)刻校正處理。
在經(jīng)補(bǔ)正時(shí)刻計(jì)算處理期間，延遲時(shí)間Td被加到由sync分組接收單元102接收到的sync分組中包含的時(shí)間戳數(shù)據(jù)所表示的發(fā)送時(shí)刻，從而獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻。在時(shí)刻校正處理期間，由時(shí)鐘單元109指示的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)被利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值) 來(lái)加以改寫，從而被控制為與發(fā)送裝置中包含的時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻同步。
在圖6所示的接收裝置100B中，由延遲時(shí)間估計(jì)單元112基于抖動(dòng)量估計(jì)出的 sync分組的延遲時(shí)間Td包括延遲變動(dòng)。因此，由時(shí)刻校正單元113獲得的經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻是通過(guò)針對(duì)包括該變動(dòng)的延遲時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)正而獲得的時(shí)刻。因此，利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)改寫和校正了的時(shí)鐘單元109的時(shí)刻使得sync分組所招致的延遲變動(dòng)的不利影響得以最小化， 并且與發(fā)送裝置中包含的時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻非常精確地同步。
在圖6所示的接收裝置100B中，例如，在延遲時(shí)間估計(jì)單元112(112A或112B)中， 確認(rèn)累積抖動(dòng)量呈現(xiàn)最小值的時(shí)段有效并使其他時(shí)段無(wú)效的判定信號(hào)被從估計(jì)有效性判定塊205輸出。在利用判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間，時(shí)刻校正單元113利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元109的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
通過(guò)作為異步網(wǎng)絡(luò)的LAN發(fā)送的sync分組的延遲時(shí)間包括固定成分和變動(dòng)成分。 在抖動(dòng)量的累積求和值為最小值的時(shí)段期間，達(dá)到了 sync分組的延遲時(shí)間僅包括固定成分的穩(wěn)定狀態(tài)，并且sync分組的延遲時(shí)間呈現(xiàn)延遲時(shí)間的最小值。因此，如上所述，當(dāng)在利用判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻對(duì)時(shí)鐘單元109所指示的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正時(shí)，可以非常精確地校正該時(shí)刻。
在圖6所示的接收裝置100B中，例如，延遲時(shí)間估計(jì)單元112(112C或112D)至少基于由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量的最小值來(lái)設(shè)定抖動(dòng)量的最小值范圍。確認(rèn)由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量落在該最小值范圍內(nèi)的時(shí)段有效并使其他時(shí)段無(wú)效的判定信號(hào)Sj被從估計(jì)有效性判定塊209輸出。在利用判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間， 時(shí)刻校正單元113利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元109的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
通過(guò)作為異步網(wǎng)絡(luò)的LAN發(fā)送的sync分組的延遲時(shí)間包括固定成分和變動(dòng)成分。 在抖動(dòng)量落在最小值范圍內(nèi)的時(shí)段期間，達(dá)到了 sync分組的延遲時(shí)間的變動(dòng)成分較小的近穩(wěn)定狀態(tài)。因此，如上所述，當(dāng)在利用判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻對(duì)時(shí)鐘單元109所指示的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正時(shí)，可以非常精確地校正該時(shí)刻。
<3.第三實(shí)施例〉 [接收裝置的配置示例] 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的接收裝置100C的配置示例。在圖11中，與分別示出接收裝置100A和100B的圖1和圖6類似，為了簡(jiǎn)明起見，只示出了接收裝置100C 的與時(shí)刻同步有關(guān)的部分。在圖11中，向與圖1所示的組件相同的組件賦予了相同的標(biāo)號(hào)。 將省略重復(fù)描述。
接收裝置100C包括網(wǎng)絡(luò)接口 101、sync分組接收單元102、接收時(shí)刻記錄單元 103、以及時(shí)刻信息記錄單元104。接收裝置100C還包括抖動(dòng)量計(jì)算單元105、誤差計(jì)算和 DAC單元106、時(shí)鐘生成單元107、時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)114、延遲時(shí)間估計(jì)單元110、以及時(shí)刻校正單元111。接收裝置100C與圖1所示的接收裝置100A相同，只不過(guò)時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)109和計(jì)數(shù)器108被時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)114所替換。
在圖1所示的接收裝置100A中，接收時(shí)刻記錄單元103記錄在sync分組接收單元 102接收到sync分組的時(shí)間點(diǎn)由計(jì)數(shù)器108指示的計(jì)數(shù)器值來(lái)作為接收時(shí)刻。然而，在接收裝置100C中，接收時(shí)刻記錄單元103記錄在sync分組接收單元102接收到sync分組的時(shí)間點(diǎn)由時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)114指示的計(jì)數(shù)器值來(lái)作為接收時(shí)刻。在接收裝置100C中， 時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)114、接收時(shí)刻記錄單元103、抖動(dòng)量計(jì)算單元105、誤差計(jì)算和DAC單元 106以及時(shí)鐘生成單元107構(gòu)成鎖頻環(huán)。
接收裝置100C的其他組件和其中要執(zhí)行的動(dòng)作與圖1所示的接收裝置100A中的相同。即使接收裝置100C也能提供與接收裝置100A能提供的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。在接收裝置100C中，由于時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)114充當(dāng)鎖頻環(huán)中包括的計(jì)數(shù)器，因此配置簡(jiǎn)單。
即使圖6所示的接收裝置100B也可具有與接收裝置100C相同的配置。即，即使在圖6所示的接收裝置100B中，也可與接收裝置100C類似地用時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)114來(lái)替換時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)109和計(jì)數(shù)器108。
<4.第四實(shí)施例〉 [接收裝置的配置示例] 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的接收裝置100D的配置示例。在圖12中， 與示出接收裝置100A至100C的圖1、圖6和圖11類似，為了簡(jiǎn)明起見，只示出了接收裝置 100D的與時(shí)刻同步有關(guān)的部分。在圖12中，向與圖1和圖11所示的組件相同的組件賦予了相同的標(biāo)號(hào)。將省略重復(fù)描述。
接收裝置100D是符合IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的精確時(shí)間協(xié)議(precision time protocol，PTP)的接收裝置。IEEE 1588PTP定義了四種消息類型分組的結(jié)構(gòu)及其使用過(guò)程，但沒有定義實(shí)現(xiàn)該協(xié)議的方法。因此，可以為接收裝置設(shè)想各種配置。將在假定接收裝置是具有對(duì)時(shí)鐘單元執(zhí)行時(shí)刻同步的機(jī)能和鎖定時(shí)鐘頻率的機(jī)能的類型的基礎(chǔ)上進(jìn)行描述。
參考圖13，下面將描述PTP消息。PTP消息包括同步(sync)消息、跟進(jìn) (follow-up)消息、延遲請(qǐng)求消息以及延遲響應(yīng)消息。
主控方(發(fā)送裝置)向從屬方(接收裝置)發(fā)送sync消息，以發(fā)起用于時(shí)刻同步的動(dòng)作。在發(fā)送sync消息后，主控方向從屬方發(fā)送跟進(jìn)消息，以便從而發(fā)送時(shí)刻信息。因此，跟進(jìn)消息包含表示主控方發(fā)送sync消息的發(fā)送時(shí)刻tl的時(shí)刻信息。在圖13中，t2表示從屬方接收到sync消息的接收時(shí)刻。
在接收到來(lái)自主控方的跟進(jìn)消息后，從屬方向主控方發(fā)送延遲請(qǐng)求消息，以請(qǐng)求延遲響應(yīng)消息。在接收到來(lái)自從屬方的延遲請(qǐng)求消息后，主控方向從屬方發(fā)送延遲響應(yīng)消息作為響應(yīng)。因此，延遲響應(yīng)消息包含表示主控方接收到延遲請(qǐng)求消息的接收時(shí)刻t4的時(shí)刻信息。在圖13中，t3表示從屬方發(fā)送延遲請(qǐng)求消息的發(fā)送時(shí)刻。
如圖12所示，接收裝置100D包括網(wǎng)絡(luò)接口 101、sync分組接收單元102、接收時(shí)刻記錄單元103、時(shí)刻信息記錄單元104、抖動(dòng)量計(jì)算單元105、誤差計(jì)算和DAC單元106、以及時(shí)鐘生成單元107。接收裝置100D還包括時(shí)刻校正單元111、時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)115、延遲時(shí)間估計(jì)單元116、時(shí)刻信息分組接收單元117、延遲請(qǐng)求分組發(fā)送單元118、延遲響應(yīng)分組接收單元119、以及延遲時(shí)間計(jì)算單元120。
時(shí)鐘單元115輸出時(shí)刻信息。時(shí)鐘單元115是利用PTP中規(guī)定的、響應(yīng)于由時(shí)鐘生成單元107生成的時(shí)鐘CLK而進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)的時(shí)刻同步計(jì)數(shù)器形成的。該時(shí)刻同步計(jì)數(shù)器包括秒單位計(jì)數(shù)器和毫微秒單位計(jì)數(shù)器這兩個(gè)計(jì)數(shù)器。秒單位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值表示了從起始時(shí)刻(epoch)起已經(jīng)累積的秒數(shù)。時(shí)鐘單元115所指示的時(shí)刻信息(計(jì)數(shù)器值)被饋送給例如未示出的sync信號(hào)生成單元，并用于使接收裝置和發(fā)送裝置中分別使用的sync 信號(hào)彼此同相。
sync分組接收單元102通過(guò)作為異步網(wǎng)絡(luò)的LAN經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 101接收從未示出的發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的同步(sync)消息分組。接收時(shí)刻記錄單元103記錄在sync分組接收單元102接收到sync消息分組的時(shí)間點(diǎn)由時(shí)鐘單元115指示的計(jì)數(shù)器值(毫微秒單元計(jì)數(shù)器值)作為接收時(shí)刻。
時(shí)刻信息分組接收單元117通過(guò)作為異步網(wǎng)絡(luò)的LAN經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 101接收從未示出的發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的跟進(jìn)消息分組。時(shí)刻信息記錄單元104記錄由時(shí)刻信息分組接收單元117接收到的跟進(jìn)消息分組中包含的時(shí)刻信息所表示的sync消息分組的發(fā)送時(shí)刻。
抖動(dòng)量計(jì)算單元105基于由sync分組接收單元102接收到的兩個(gè)相鄰sync消息分組的接收時(shí)刻及其發(fā)送時(shí)刻來(lái)計(jì)算抖動(dòng)量。即，抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算作為接收時(shí)刻之間的差異的第一差異與作為發(fā)送時(shí)刻之間的差異的第二差異之間的差異，來(lái)作為抖動(dòng)量。
現(xiàn)在，t(l)、t(2)等等將表示由sync分組接收單元102接收到的sync消息分組的接收時(shí)刻。類似地，s(l)、s(2)等等將表示由時(shí)刻信息分組接收單元117接收到的跟進(jìn)消息分組中包含的各條時(shí)刻信息所表示的sync消息分組的發(fā)送時(shí)刻。這里，括號(hào)中的數(shù)字表示賦予sync消息分組的樣本號(hào)。例如，t(a)表示某一 sync消息分組的接收時(shí)刻，s (a)將表示其發(fā)送時(shí)刻，t(b)表示隨后的一 sync消息分組的接收時(shí)刻，并且s (b)表示其發(fā)送時(shí)刻。此時(shí)，抖動(dòng)量計(jì)算單元105根據(jù)以下給出的式(7)來(lái)計(jì)算抖動(dòng)量。式(7)對(duì)應(yīng)于上述式⑵ 抖動(dòng)量=t(b) -t (a) - (s (b) -S (a)) ... (7) 在對(duì)由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量執(zhí)行適當(dāng)?shù)臑V波處理后，誤差計(jì)算和 DAC單元106按順序執(zhí)行量化、轉(zhuǎn)換到模擬值和低通濾波處理，以產(chǎn)生誤差電壓VC。誤差計(jì)算和DAC單元106將誤差電壓VC饋送給時(shí)鐘生成單元107，作為對(duì)時(shí)鐘頻率的控制電壓。 時(shí)鐘生成單元107如上所述生成要被饋送給時(shí)鐘單元115的時(shí)鐘CLK。時(shí)鐘生成單元107 例如是利用壓控晶體振蕩器(VCXO)形成的。
延遲時(shí)間估計(jì)單元116基于由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量以及由延遲時(shí)間計(jì)算單元120計(jì)算出的延遲時(shí)間DL，來(lái)估計(jì)sync分組(sync消息分組)的延遲時(shí)間Td。 下文中將詳述延遲時(shí)間估計(jì)單元116。
基于由延遲時(shí)間估計(jì)單元116估計(jì)出的sync分組的延遲時(shí)間Td，時(shí)刻校正單元 111對(duì)時(shí)刻信息分組接收單元117接收到的跟進(jìn)消息分組中包含的時(shí)刻信息所表示的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行補(bǔ)正，以獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻。在此情況下，時(shí)刻校正單元111把由延遲時(shí)間估計(jì)單元116估計(jì)出的、與一發(fā)送時(shí)刻相關(guān)聯(lián)的延遲時(shí)間Td與某一 sync消息分組的發(fā)送時(shí)刻相力口，以獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻。時(shí)刻校正單元111利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元115的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)進(jìn)行改寫和校正。
延遲請(qǐng)求分組發(fā)送單元118通過(guò)作為異步網(wǎng)絡(luò)的LAN經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 101向未示出的發(fā)送裝置發(fā)送延遲請(qǐng)求消息分組。延遲響應(yīng)分組接收單元119通過(guò)作為異步網(wǎng)絡(luò)的LAN 經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 101接收從未示出的發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的延遲響應(yīng)消息分組。
延遲時(shí)間計(jì)算單元120基于從延遲請(qǐng)求分組發(fā)送單元118發(fā)送延遲請(qǐng)求消息分組的發(fā)送時(shí)刻和由延遲響應(yīng)分組接收單元119接收到的延遲響應(yīng)消息分組中包含的時(shí)刻信息所表示的時(shí)刻來(lái)計(jì)算延遲時(shí)間DL。延遲響應(yīng)消息分組中包含的時(shí)刻信息所表示的時(shí)刻如上所述是從延遲請(qǐng)求分組發(fā)送單元118發(fā)送的延遲請(qǐng)求消息分組被發(fā)送裝置所接收的接收時(shí)刻。
假定t3表示延遲請(qǐng)求消息分組的發(fā)送時(shí)刻，并且t4表示發(fā)送裝置接收到該延遲請(qǐng)求消息分組的接收時(shí)刻，則延遲時(shí)間計(jì)算單元120通過(guò)計(jì)算t4-t3來(lái)獲得延遲時(shí)間DL。 延遲時(shí)間DL對(duì)應(yīng)于在從接收裝置到發(fā)送裝置的方向上發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)延遲量。這里，延遲時(shí)間 DL是在假定延遲時(shí)間DL等于在從發(fā)送裝置到接收裝置的方向上發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)延遲量的基礎(chǔ)上用于時(shí)刻校正的。延遲請(qǐng)求分組發(fā)送單元118、延遲響應(yīng)分組接收單元119和延遲時(shí)間計(jì)算單元120構(gòu)成延遲時(shí)間測(cè)量部件。
[延遲時(shí)間估計(jì)單元的配置示例] 圖14所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元116A表示了圖12所示的接收裝置100D中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元116的一個(gè)配置示例。在圖14中，向與圖5所示的組件相同的組件賦予相同的標(biāo)號(hào)。將省略重復(fù)描述。延遲時(shí)間估計(jì)單元116A包括累積求和塊201、最小值檢測(cè)塊202、偏移值計(jì)算塊203、偏移運(yùn)算塊204、最小值檢測(cè)塊211、以及開關(guān)212和213。
累積求和塊201對(duì)由抖動(dòng)量計(jì)算單元105(參見圖12)計(jì)算出的抖動(dòng)量進(jìn)行累積并求和，以獲得累積抖動(dòng)量(抖動(dòng)量的累積求和值)。如聯(lián)系延遲時(shí)間估計(jì)的原理所述，累積抖動(dòng)量表示了與sync分組(sync消息分組)的每個(gè)樣本有關(guān)的時(shí)間變動(dòng)。最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)由累積求和塊201獲得的累積抖動(dòng)量的最小值。
偏移值計(jì)算塊203通過(guò)算出由最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)到的累積抖動(dòng)量的最小值與從開關(guān)212饋送來(lái)的最小延遲值之間的差異，來(lái)計(jì)算偏移值。假定B表示累積抖動(dòng)量的最小值，并且C表示最小延遲值，則偏移值計(jì)算塊203計(jì)算(C-B)作為偏移值(參見圖3)。
偏移運(yùn)算塊204把由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值加到由累積求和塊201獲得的每個(gè)樣本的累積抖動(dòng)量。在此情況下，偏移運(yùn)算塊204將所有樣本的累積抖動(dòng)量都補(bǔ)正該偏移值，由此獲得作為sync分組(sync消息分組)的樣本的延遲時(shí)間(估計(jì)延遲時(shí)間)。
最小值檢測(cè)塊211檢測(cè)由延遲時(shí)間計(jì)算單元120(參見圖12)計(jì)算出的延遲時(shí)間 DL的最小值。最小值檢測(cè)塊211檢測(cè)一定數(shù)目的樣本的延遲時(shí)間的最小值，并且順序地更新延遲時(shí)間DL的最小值。這里，延遲時(shí)間DL呈現(xiàn)由延遲時(shí)間測(cè)量部件測(cè)量并確定的各延遲時(shí)間的最小值(變動(dòng)值)。
開關(guān)212通過(guò)基于用戶在未示出的用戶操作單元處執(zhí)行的選擇操縱而實(shí)現(xiàn)的切換控制，選擇性地取得被輸入到其輸入端c或其輸入端d的延遲時(shí)間的最小值(最小延遲值)，并把該最小值饋送給偏移值計(jì)算塊203。預(yù)先測(cè)量并確定的延遲時(shí)間的最小值(固定值)被輸入到開關(guān)212的輸入端C。由最小值檢測(cè)塊211檢測(cè)到的、由延遲時(shí)間計(jì)算單元 120獲得的延遲時(shí)間DL的最小值(變動(dòng)值)被輸入到開關(guān)212的輸入端d。
開關(guān)213通過(guò)基于用戶在未示出的用戶操作單元處執(zhí)行的選擇操縱而實(shí)現(xiàn)的切換控制，選擇性地取得被輸入到其輸入端a或其輸入端b的延遲時(shí)間，并輸出該延遲時(shí)間作為延遲時(shí)間Td。由偏移運(yùn)算塊204獲得的作為sync分組(sync消息分組)的每個(gè)樣本的延遲時(shí)間(估計(jì)延遲時(shí)間)被輸入到開關(guān)213的輸入端a。由延遲時(shí)間計(jì)算單元120計(jì)算出的作為sync分組(sync消息分組)的每個(gè)樣本的延遲時(shí)間DL被輸入到開關(guān)213的輸入端bo 下面將描述圖14所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元116A中要執(zhí)行的動(dòng)作。
首先，將描述開關(guān)213的輸入端b被選擇的狀態(tài)。采用此狀態(tài)是為了用于PTP中規(guī)定的一般機(jī)能能夠提供令人滿意的時(shí)刻同步精度的情況。在此狀態(tài)中，由延遲時(shí)間計(jì)算單元120 (參見圖12)計(jì)算出的每個(gè)作為sync分組(sync消息分組)的樣本的延遲時(shí)間DL 經(jīng)由開關(guān)213被輸出作為延遲時(shí)間Td。
接下來(lái)，將描述開關(guān)213的輸入端a被選擇的狀態(tài)。采用此狀態(tài)是為了用于需要比PTP中規(guī)定的一般機(jī)能提供的精度更高的時(shí)刻同步精度的情況。例如，該狀態(tài)用于以下這種情況，即，在從接收裝置到發(fā)送裝置的方向上發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)延遲不同于在從發(fā)送裝置到接收裝置的方向上發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)延遲。例如，該狀態(tài)用于在sync消息分組與隨后的延遲請(qǐng)求消息分組之間網(wǎng)絡(luò)延遲發(fā)生變化的情況。
前述狀態(tài)分成開關(guān)212的輸入端c被選擇的第一狀態(tài)和開關(guān)212的輸入端d被選擇的第二狀態(tài)。
第一狀態(tài)被用在例如網(wǎng)絡(luò)元件與在測(cè)量最小延遲值(固定值)時(shí)使用的網(wǎng)絡(luò)元件相同的情況。第二狀態(tài)被用在例如網(wǎng)絡(luò)元件與在測(cè)量最小延遲值(固定值)時(shí)使用的網(wǎng)絡(luò)元件不同的情況。網(wǎng)絡(luò)元件不同的情況例如是LAN線纜的長(zhǎng)度有很大改變的情況。
將描述第一狀態(tài)，即，開關(guān)213的輸入端a被選擇并且開關(guān)212的輸入端c被選擇的狀態(tài)。該狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖5所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元110的狀態(tài)。
更具體而言，由抖動(dòng)量計(jì)算單元105 (參見圖12)計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給累積求和塊201。累積求和塊201對(duì)每個(gè)樣本的抖動(dòng)量進(jìn)行累積并求和，以獲得累積抖動(dòng)量(抖動(dòng)量的累積求和值)。累積抖動(dòng)量被饋送給最小值檢測(cè)塊202和偏移運(yùn)算塊204。
最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)由累積求和塊201獲得的累積抖動(dòng)量的最小值。累積抖動(dòng)量的最小值被饋送給偏移值計(jì)算塊203。偏移值計(jì)算塊203計(jì)算累積抖動(dòng)量的最小值與經(jīng)由開關(guān)212饋送的最小延遲值(固定值)之間的差異，并從而計(jì)算出偏移值。
由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值被饋送給偏移運(yùn)算塊204。偏移運(yùn)算塊204 把由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值加到由累積求和塊201獲得的每個(gè)樣本的累積抖動(dòng)量。
從而，偏移運(yùn)算塊204將作為sync分組(sync消息分組)的各樣本的累積抖動(dòng)量補(bǔ)正了該偏移值，由此獲得了延遲時(shí)間(估計(jì)延遲時(shí)間)。由偏移運(yùn)算塊204這樣獲得的作為sync分組(sync消息分組)的樣本的延遲時(shí)間經(jīng)由開關(guān)213被輸出作為延遲時(shí)間Td。
接下來(lái)，將描述第二狀態(tài)，即，開關(guān)213的輸入端a被選擇并且開關(guān)212的輸入端 d被選擇的狀態(tài)。
具體而言，由抖動(dòng)量計(jì)算單元105 (參見圖12)計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給累積求和塊201。累積求和塊201對(duì)每個(gè)樣本的抖動(dòng)量進(jìn)行累積并求和，以獲得累積抖動(dòng)量(抖動(dòng)量的累積求和值)。累積抖動(dòng)量被饋送給最小值檢測(cè)塊202和偏移運(yùn)算塊204。最小值檢測(cè)塊202檢測(cè)由累積求和塊201獲得的累積抖動(dòng)量的最小值。累積抖動(dòng)量的最小值被饋送給偏移值計(jì)算塊203。
由延遲時(shí)間計(jì)算單元120 (參見圖12)計(jì)算出的延遲時(shí)間DL被饋送給最小值檢測(cè)塊211。最小值檢測(cè)塊211以一定數(shù)目的樣本為單位檢測(cè)由延遲時(shí)間計(jì)算單元120計(jì)算出的延遲時(shí)間DL的最小值。延遲時(shí)間DL的最小值被經(jīng)由開關(guān)212饋送給偏移值計(jì)算塊203。 偏移值計(jì)算塊203計(jì)算累積抖動(dòng)量的最小值與延遲時(shí)間DL的最小值(變動(dòng)值)之間的差異，從而計(jì)算出偏移值。
由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值被饋送給偏移運(yùn)算塊204。偏移運(yùn)算塊204 把由偏移值計(jì)算塊203計(jì)算出的偏移值加到由累積求和塊201獲得的各樣本的累積抖動(dòng)量。從而，偏移運(yùn)算塊204將作為sync分組(sync消息分組)的樣本的累積抖動(dòng)量補(bǔ)正了偏移值，由此獲得了延遲時(shí)間(估計(jì)延遲時(shí)間)。由偏移運(yùn)算塊204獲得的作為sync分組 (sync消息分組)的樣本的延遲時(shí)間經(jīng)由開關(guān)213被輸出作為延遲時(shí)間Td。
[接收裝置中要執(zhí)行的動(dòng)作] 下面將描述圖12所示的接收裝置100D中要執(zhí)行的時(shí)刻同步動(dòng)作。
當(dāng)通過(guò)LAN經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 101從發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的sync消息分組被sync分組接收單元102接收到時(shí)，時(shí)鐘單元115的計(jì)數(shù)器值作為接收時(shí)刻被記錄在接收時(shí)刻記錄單元 103中。當(dāng)跟進(jìn)消息分組被時(shí)刻信息分組接收單元117接收到時(shí)，該分組中包含的時(shí)刻信息所表示的發(fā)送時(shí)刻被記錄在時(shí)刻信息記錄單元104中。
抖動(dòng)量計(jì)算單元105使用記錄在接收時(shí)刻記錄單元103中的接收時(shí)刻和記錄在時(shí)刻信息記錄單元104中的發(fā)送時(shí)刻，來(lái)根據(jù)被賦予了兩個(gè)相鄰的sync消息分組的接收時(shí)刻和發(fā)送時(shí)刻的式(7)計(jì)算抖動(dòng)量。在時(shí)刻同步對(duì)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的sync分組的延遲時(shí)間的變動(dòng)不敏感的情形下，抖動(dòng)量對(duì)應(yīng)于發(fā)送方與接收方之間的時(shí)鐘頻率的誤差。在時(shí)刻同步對(duì)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生的sync分組的延遲時(shí)間的變動(dòng)敏感的情況下，抖動(dòng)量對(duì)應(yīng)于發(fā)送方與接收方之間的時(shí)鐘頻率的誤差以及延遲時(shí)間的變動(dòng)的不利影響的組合。
由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量被饋送給誤差計(jì)算和DAC單元106以及延遲時(shí)間估計(jì)單元116。在對(duì)抖動(dòng)量執(zhí)行適當(dāng)?shù)臑V波處理后，誤差計(jì)算和DAC單元106按順序執(zhí)行量化、轉(zhuǎn)換到模擬值以及低通濾波處理，以產(chǎn)生誤差電壓VC。誤差電壓VC被饋送給時(shí)鐘生成單元107，由此控制時(shí)鐘生成單元107要生成的時(shí)鐘CLK的頻率。時(shí)鐘單元(計(jì)數(shù)器)115、接收時(shí)刻記錄單元103、抖動(dòng)量計(jì)算單元105、誤差計(jì)算和DAC單元106和時(shí)鐘生成單元107構(gòu)成鎖頻環(huán)。
延遲請(qǐng)求消息分組被從延遲請(qǐng)求分組發(fā)送單元118經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 101通過(guò)作為異步網(wǎng)絡(luò)的LAN發(fā)送到未示出的發(fā)送裝置。在此情況下，時(shí)鐘單元115的計(jì)數(shù)器值作為發(fā)送時(shí)刻被記錄在延遲請(qǐng)求分組發(fā)送單元118中。從發(fā)送裝置通過(guò)LAN經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 101發(fā)送的延遲響應(yīng)消息分組被延遲響應(yīng)分組接收單元119所接收。在此情況下，延遲響應(yīng)消息分組中包含的時(shí)刻信息所表示的接收時(shí)刻被記錄在延遲響應(yīng)分組接收單元119中。
延遲時(shí)間計(jì)算單元120基于記錄在延遲請(qǐng)求分組發(fā)送單元118中的發(fā)送時(shí)刻t3 和記錄在延遲響應(yīng)分組接收單元119中的接收時(shí)刻t4來(lái)計(jì)算延遲時(shí)間DL ( = t4-t3)。由延遲時(shí)間計(jì)算單元120這樣計(jì)算出的延遲時(shí)間DL被饋送給延遲時(shí)間估計(jì)單元116。
延遲時(shí)間估計(jì)單元116基于由抖動(dòng)量計(jì)算單元105計(jì)算出的抖動(dòng)量和由延遲時(shí)間計(jì)算單元120計(jì)算出的延遲時(shí)間DL來(lái)估計(jì)sync分組(sync消息分組)的延遲時(shí)間Td (參見圖14)。延遲時(shí)間Td是直到從發(fā)送裝置發(fā)送的sync分組(sync消息分組)被sync分組接收單元102接收到為止經(jīng)過(guò)的時(shí)間。
由延遲時(shí)間估計(jì)單元116估計(jì)出的sync分組的延遲時(shí)間Td被饋送給時(shí)刻校正單元111。時(shí)刻校正單元111把由延遲時(shí)間估計(jì)單元116估計(jì)出的sync分組的延遲時(shí)間Td 加到由時(shí)刻信息分組接收單元117接收到的跟進(jìn)消息分組中包含的時(shí)刻信息所表示的發(fā)送時(shí)刻，以獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻。時(shí)刻校正單元111利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)來(lái)改寫時(shí)鐘單元115的時(shí)刻(計(jì)數(shù)器值)，由此時(shí)鐘單元115所指示的時(shí)刻被控制為與發(fā)送裝置中包含的時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻同步。
當(dāng)延遲時(shí)間估計(jì)單元116中包括的開關(guān)213的輸入端a被選擇時(shí)，延遲時(shí)間估計(jì)單元116要執(zhí)行的估計(jì)延遲時(shí)間Td的處理和時(shí)刻校正單元111要執(zhí)行的校正時(shí)鐘單元115 的時(shí)刻的處理在達(dá)到鎖頻狀態(tài)后被執(zhí)行。當(dāng)偏差量offset (1)、offset (2)、offset (3)、 offset (4)等等彼此相等時(shí)，達(dá)到鎖頻狀態(tài)。在此狀態(tài)中，如聯(lián)系延遲時(shí)間估計(jì)的原理所述， 累積抖動(dòng)量對(duì)應(yīng)于作為sync分組的樣本的延遲變動(dòng)(參考式(6))。
在圖12所示的接收裝置100D中，由延遲時(shí)間估計(jì)單元116估計(jì)出的sync分組的延遲時(shí)間Td包括延遲變動(dòng)。因此，由時(shí)刻校正單元111獲得的經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻是通過(guò)針對(duì)包括變動(dòng)的延遲時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)正而獲得的時(shí)刻。最終，利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)改寫和校正了的時(shí)鐘單元115的時(shí)刻使得sync分組(sync消息分組)所招致的延遲變動(dòng)的不利影響得以最小化，并且與發(fā)送裝置中包含的時(shí)鐘單元的時(shí)刻非常精確地同步。
<5.變體〉 與第二實(shí)施例中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元112類似，第四實(shí)施例中包括的延遲時(shí)間估計(jì)單元116可以被設(shè)計(jì)為除了延遲時(shí)間Td外還輸出有效/無(wú)效判定信號(hào)Sj。在此情況下，時(shí)刻校正單元111在利用判定信號(hào)Sj確認(rèn)有效的時(shí)段期間執(zhí)行經(jīng)補(bǔ)正時(shí)刻計(jì)算處理和時(shí)刻校正處理。
圖15所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元116B表示了圖14所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元116 的與圖8所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112B類似的配置。在圖15中，向與圖14和圖8所示的組件相同的組件賦予相同的標(biāo)號(hào)，但將省略其細(xì)節(jié)。
圖16所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元116C表示了圖14所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元116 的與圖10所示的延遲時(shí)間估計(jì)單元112D類似的配置。在圖16中，向與圖14和圖10所示的組件相同的組件賦予相同的標(biāo)號(hào)，但將省略其細(xì)節(jié)。
在第四實(shí)施例中，延遲時(shí)間測(cè)量部件被設(shè)計(jì)為通過(guò)利用在PTP中規(guī)定的延遲請(qǐng)求消息分組的發(fā)送時(shí)刻和接收時(shí)刻來(lái)計(jì)算延遲時(shí)間DL。然而，本發(fā)明中要包括的延遲時(shí)間測(cè)量部件并不限于這一種，而是可以具有不同的設(shè)計(jì)。例如，延遲時(shí)間測(cè)量部件可被設(shè)計(jì)為通過(guò)利用sync消息分組的發(fā)送時(shí)刻及其接收時(shí)刻來(lái)計(jì)算延遲時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)利用sync分組來(lái)對(duì)時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻進(jìn)行校正時(shí)，可以最小化sync分組所遭受的延遲變動(dòng)的不利影響。因此，本發(fā)明可被應(yīng)用到例如其中多個(gè)視頻相機(jī)所指示的時(shí)刻必須彼此同步的相機(jī)系統(tǒng)，以及其中控制設(shè)備和受控制設(shè)備分別指示的時(shí)刻必須彼此同步的控制系統(tǒng)。
本申請(qǐng)包含與2009年3月26日向日本專利局提交的日本在先專利申請(qǐng)JP 2009-076742中公開的主題相關(guān)的主題，這里通過(guò)引用將該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容并入。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，取決于設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以進(jìn)行各種修改、組合、子組合和變更，只要它們處于所附權(quán)利要求或其等同物的范圍之內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1.一種接收裝置，包括時(shí)鐘單元，該時(shí)鐘單元輸出時(shí)刻信息；同步分組接收單元，該同步分組接收單元接收通過(guò)異步網(wǎng)絡(luò)從一發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的、 包含發(fā)送時(shí)刻信息的同步分組；抖動(dòng)量計(jì)算單元，該抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算第一差異與第二差異之間的差異來(lái)作為抖動(dòng) 量，該第一差異是由所述同步分組接收單元接收到的兩個(gè)相鄰?fù)椒纸M的接收時(shí)刻之間的 差異，該第二差異是這兩個(gè)同步分組的發(fā)送時(shí)刻之間的差異；延遲時(shí)間估計(jì)單元，該延遲時(shí)間估計(jì)單元基于由所述抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量 來(lái)獲得同步分組的延遲時(shí)間；以及時(shí)刻校正單元，該時(shí)刻校正單元基于由所述延遲時(shí)間估計(jì)單元獲得的同步分組的延遲 時(shí)間來(lái)對(duì)由所述同步分組接收單元接收到的同步分組的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行補(bǔ)正以獲得經(jīng)補(bǔ)正 的時(shí)刻，并且利用該經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)所述時(shí)鐘單元的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收裝置，其中，所述延遲時(shí)間估計(jì)單元包括累積求和塊，該累積求和塊對(duì)由所述抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量進(jìn)行累積并求 和，以獲得抖動(dòng)量的累積求和值；最小值檢測(cè)塊，該最小值檢測(cè)塊檢測(cè)由所述累積求和塊獲得的抖動(dòng)量的累積求和值的 最小值；以及偏移塊，該偏移塊對(duì)由所述累積求和塊獲得的抖動(dòng)量的累積求和值進(jìn)行偏移以使得由 所述最小值檢測(cè)塊檢測(cè)到的最小值將等于延遲時(shí)間的最小值，并從而獲得同步分組的延遲 時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收裝置，其中所述延遲時(shí)間估計(jì)單元還包括估計(jì)有效性判定塊，該估計(jì)有效性判定塊輸出一判定信 號(hào)，該判定信號(hào)確認(rèn)由所述累積求和塊獲得的抖動(dòng)量的累積求和值是由所述最小值檢測(cè)塊 檢測(cè)到的最小值的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效；并且在利用從所述估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期間，所述時(shí)刻校正 單元利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)所述時(shí)鐘單元的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收裝置，其中所述延遲時(shí)間估計(jì)單元還包括設(shè)定塊和估計(jì)有效性判定塊，該設(shè)定塊至少基于由所述 抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量的最小值來(lái)設(shè)定抖動(dòng)量的最小值范圍，該估計(jì)有效性判定 塊輸出一判定信號(hào)，該判定信號(hào)確認(rèn)由所述抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量落在由所述設(shè) 定塊設(shè)定的最小值范圍內(nèi)的時(shí)段有效，并使其他時(shí)段無(wú)效；并且在利用從所述估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期間，所述時(shí)刻校正 單元利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)所述時(shí)鐘單元的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收裝置，其中，所述偏移塊所使用的延遲時(shí)間的最小值是 預(yù)先測(cè)量和確定的固定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收裝置，其中，所述偏移塊所使用的延遲時(shí)間的最小值是 由一延遲時(shí)間測(cè)量部件測(cè)量和確定的變動(dòng)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接收裝置，其中，所述延遲時(shí)間測(cè)量部件計(jì)算第一時(shí)刻與第 二時(shí)刻之間的差異作為延遲時(shí)間，并且檢測(cè)這種延遲時(shí)間的最小值來(lái)作為所述延遲時(shí)間的最小值，其中第一時(shí)刻是向所述發(fā)送裝置發(fā)送一延遲請(qǐng)求分組的時(shí)刻，第二時(shí)刻是利用在響應(yīng)于該延遲請(qǐng)求分組的發(fā)送而從所述發(fā)送裝置接收的延遲響應(yīng)分組中包含的時(shí)刻信息 來(lái)表示的、所述發(fā)送裝置接收到該延遲請(qǐng)求分組的時(shí)刻。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收裝置，其中所述延遲時(shí)間估計(jì)單元包括一開關(guān)，該開關(guān)選擇性地取得作為預(yù)先測(cè)量和確定的固定 值的延遲時(shí)間的最小值，或者作為由一延遲時(shí)間測(cè)量部件測(cè)量和確定的變動(dòng)值的延遲時(shí)間 的最小值；并且所述偏移塊所使用的延遲時(shí)間的最小值是由所述開關(guān)取得的延遲時(shí)間的最小值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收裝置，其中所述延遲時(shí)間估計(jì)單元包括累積求和塊，該累積求和塊對(duì)由所述抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量進(jìn)行累積并求 和，以獲得抖動(dòng)量的累積求和值，最小值檢測(cè)塊，該最小值檢測(cè)塊檢測(cè)由所述累積求和塊獲得的抖動(dòng)量的累積求和值的 最小值，估計(jì)有效性判定塊，該估計(jì)有效性判定塊輸出一判定信號(hào)，該判定信號(hào)確認(rèn)由所述累 積求和塊獲得的抖動(dòng)量的累積求和值是由所述最小值檢測(cè)塊檢測(cè)到的最小值的時(shí)段有效， 并使其他時(shí)段無(wú)效，以及輸出塊，該輸出塊在利用從所述估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期 間輸出延遲時(shí)間的最小值作為同步分組的延遲時(shí)間；并且在利用從所述估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期間，所述時(shí)刻校正 單元利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)所述時(shí)鐘單元的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收裝置，其中，所述輸出塊所使用的延遲時(shí)間的最小值是 預(yù)先測(cè)量和確定的固定值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收裝置，其中，所述輸出塊所使用的延遲時(shí)間的最小值是 由一延遲時(shí)間測(cè)量部件測(cè)量和確定的變動(dòng)值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收裝置，其中所述延遲時(shí)間估計(jì)單元包括一開關(guān)，該開關(guān)選擇性地取得作為預(yù)先測(cè)量和確定的固定 值的延遲時(shí)間的最小值，或者作為由一延遲時(shí)間測(cè)量部件測(cè)量和確定的變動(dòng)值的延遲時(shí)間 的最小值；并且所述輸出塊所使用的延遲時(shí)間的最小值是由所述開關(guān)取得的延遲時(shí)間的最小值。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收裝置，其中所述延遲時(shí)間估計(jì)單元包括設(shè)定塊，該設(shè)定塊至少基于由所述抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量的最小值來(lái)設(shè)定抖 動(dòng)量的最小值范圍，估計(jì)有效性判定塊，該估計(jì)有效性判定塊輸出一判定信號(hào)，該判定信號(hào)確認(rèn)由所述抖 動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量落在由所述設(shè)定塊設(shè)定的最小值范圍內(nèi)的時(shí)段有效，并使其 他時(shí)段無(wú)效，以及輸出塊，該輸出塊在利用從所述估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期 間輸出延遲時(shí)間的最小值作為同步分組的延遲時(shí)間；并且在利用從所述估計(jì)有效性判定塊輸出的判定信號(hào)確認(rèn)有效的時(shí)段期間，所述時(shí)刻校正 單元利用經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái)對(duì)所述時(shí)鐘單元的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收裝置，其中，所述輸出塊所使用的延遲時(shí)間的最小值 是預(yù)先測(cè)量和確定的固定值。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收裝置，其中，所述輸出塊所使用的延遲時(shí)間的最小值 是由一延遲時(shí)間測(cè)量部件測(cè)量和確定的變動(dòng)值。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收裝置，其中所述延遲時(shí)間估計(jì)單元包括一開關(guān)，該開關(guān)選擇性地取得作為預(yù)先測(cè)量和確定的固定 值的延遲時(shí)間的最小值，或者作為由一延遲時(shí)間測(cè)量部件測(cè)量和確定的變動(dòng)值的延遲時(shí)間 的最小值；并且所述輸出塊所使用的延遲時(shí)間的最小值是由所述開關(guān)取得的延遲時(shí)間的最小值。
17.一種用于接收裝置的時(shí)刻校正方法，該接收裝置包括輸出時(shí)刻信息的時(shí)鐘單元，該 方法包括以下步驟接收通過(guò)異步網(wǎng)絡(luò)從一發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的、包含發(fā)送時(shí)刻信息的同步分組；計(jì)算第一差異與第二差異之間的差異來(lái)作為抖動(dòng)量，該第一差異在同步分組接收步驟 處接收到的兩個(gè)相鄰?fù)椒纸M的接收時(shí)刻之間的差異，該第二差異是這兩個(gè)同步分組的發(fā) 送時(shí)刻之間的差異；基于在抖動(dòng)量計(jì)算步驟處計(jì)算出的抖動(dòng)量來(lái)獲得同步分組的延遲時(shí)間；以及基于在延遲時(shí)間估計(jì)步驟處獲得的同步分組的延遲時(shí)間來(lái)對(duì)在同步分組接收步驟處 接收到的同步分組的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行補(bǔ)正以獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻，并且利用該經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻來(lái) 對(duì)所述時(shí)鐘單元的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
全文摘要
本發(fā)明提供了接收裝置和用于接收裝置的時(shí)刻校正方法。接收裝置包括時(shí)鐘單元，輸出時(shí)刻信息；同步分組接收單元，接收通過(guò)異步網(wǎng)絡(luò)從發(fā)送裝置發(fā)送來(lái)的包含發(fā)送時(shí)刻信息的同步分組；抖動(dòng)量計(jì)算單元，計(jì)算第一差異(同步分組接收單元接收到的兩個(gè)相鄰?fù)椒纸M的接收時(shí)刻間的差異)與第二差異(這兩個(gè)同步分組的發(fā)送時(shí)刻間的差異)之間的差異作為抖動(dòng)量；延遲時(shí)間估計(jì)單元，基于抖動(dòng)量計(jì)算單元計(jì)算出的抖動(dòng)量獲得同步分組的延遲時(shí)間；以及時(shí)刻校正單元，基于延遲時(shí)間估計(jì)單元獲得的同步分組的延遲時(shí)間對(duì)同步分組接收單元接收到的同步分組的發(fā)送時(shí)刻進(jìn)行補(bǔ)正以獲得經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻，并利用該經(jīng)補(bǔ)正的時(shí)刻對(duì)時(shí)鐘單元所指示的時(shí)刻進(jìn)行改寫和校正。
文檔編號(hào)H04L1/00GK101848075SQ201010138598
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者松永修 申請(qǐng)人:索尼公司