通信設備、通信系統、同步處理方法及程序的製作方法

2023-05-21 08:16:01 1

通信設備、通信系統、同步處理方法及程序的製作方法
【專利摘要】本發明涉及通信設備、通信系統、同步處理方法及程序，具體提供了一種通信設備，包括數據處理單元和通信單元。數據處理單元執行通信設備與通信對方設備之間的時鐘同步處理。通信單元執行與通信對方設備的通信。當執行時鐘同步處理時，數據處理單元將限定應用於同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口與同步數據包的網絡延遲時間相比較，選擇網絡延遲時間在偏移窗口內的同步數據包，並應用從該同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制，且當同步數據包的網絡延遲時間在當前偏移窗口內時，減小當前偏移窗口的寬度，以及當網絡延遲時間在當前偏移窗口外部時，增大當前偏移窗口的寬度。
【專利說明】通信設備、通信系統、同步處理方法及程序
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種通信設備、通信系統、同步處理方法以及程序。具體地，本公開涉及一種用於經由網絡在彼此連接的多個設備中執行時鐘同步處理的通信設備、通信系統、同步處理方法以及程序。
【背景技術】
[0002]有一種情況是，當經由網絡執行通信時通信設備間的同步處理是必需的，且例如，執行處理以用於傳送數據。
[0003]例如，在生成TV廣播的內容的情況下，當由放置在多個不同位置的多個攝像機拍攝的圖像經由網絡被傳輸到編輯工作室並用編輯工作室中的編輯設備對圖像進行編輯時，在包括攝像機的通信設備中，同步處理是必須的。編輯工作室中的編輯設備從由多個攝像機接收的多個拍攝圖像中選擇一個圖像，順序切換所選擇的圖像，並生成用於廣播的內容。
[0004]在這種編輯處理中，當由攝像機單獨拍攝圖像時，必須正確確定時序。例如，除非正確掌握由每個攝像機的拍攝時間，否則在切換攝像機圖像時，無法獲得連續運動的圖像可作為廣播圖像來輸出。
[0005]在許多情況下，為由攝像機拍攝的每個圖像設置指示拍攝時間的時間戳，且編輯設備參照時間戳執行編輯處理。
[0006]然而，通過使用從納入經由網絡彼此連接的每個設備中的時鐘傳輸的時鐘信號來設置時間戳。若在經由網絡連接的設備的時鐘信號中有相位偏移或頻率漂移，則在單個設備中設置的時間戳之間會引起滯後。
[0007]為校正經由網絡連接的設備之間的時鐘信號的滯後，執行時鐘同步處理，其中，在網絡連接的設備間發送和接收同步數據包。
[0008]例如，作為現有技術，日本專利申請公開第2010-190635號公開了一種經由諸如乙太網(註冊商標)的數據包傳輸網絡連接的多個設備間的同步處理。
[0009]在日本專利申請公開第2010-190635號中，公開了一種結構，其中，在執行同步處理的主設備與從屬設備之間發送和接收同步數據包，並執行對其應用為數據包記錄的數據包傳輸時間信息和數據包接收時間信息的分析，從而在主設備與從屬設備之間執行時鐘同步處理。
[0010]然而，在通過使用同一網絡發送和接收例如用於上述同步處理的諸如電影信號的高速、大容量數據存儲數據包和同步數據包的所謂交叉流量結構中，可能會發生由於傳輸負荷、擁塞等的網絡延遲。
[0011]這種網絡延遲可能發生在各種通信處理中，例如，在從主設備到從屬設備的數據包的「去往」方向上、從從屬設備到主設備的數據包的「返回」方向上、或者對應於去往方向和返回方向的「往返」方向上。
[0012]若通過使用生成大延遲的這種同步數據包來執行同步處理，則有執行不正確處理的可能性，且難以執行高度精確的同步處理。
【發明內容】

[0013]考慮到上述情況，期望提供一種即使在生成網絡延遲的這種通信條件下也能執行高度精確的時鐘同步處理的通信設備、通信系統、同步處理方法以及程序。
[0014]根據本公開的一種實施方式，提供了一種包括數據處理單元和通信單元的通信設備。數據處理單元被配置為執行所述通信設備與通信對方設備之間的時鐘同步處理；以及通信單元被配置為執行與所述通信對方設備的通信。
[0015]當執行伴隨有向所述通信對方設備發送和從所述通信對方設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制。
[0016]所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
[0017]此外，在根據本公開實施方式的通信設備中，在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口內的情況下，所述數據處理單元將所述當前偏移窗口的所述寬度減小預定固定寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，將所述當前偏移窗口的所述寬度增大所述預定固定寬度。
[0018]此外，在根據本公開實施方式的通信設備中，在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口內的情況下，所述數據處理單元以預定固定減小率來減小所述當前偏移窗口的所述寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，以預定固定增大率來增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
[0019]此外，在根據本公開實施方式的通信設備中，所述數據處理單元根據對所述偏移窗口的所述寬度的增大處理的連續計數將所述偏移窗口的所述寬度的增大幅度設置為更大，以及根據對所述偏移窗口的所述寬度的減小處理的連續計數將所述偏移窗口的所述寬度的減小幅度設置為更大。
[0020]此外，在根據本公開實施方式的通信設備中，所述數據處理單元在從預定的所述偏移窗口寬度的上限值到下限值的範圍內執行對所述偏移窗口的所述寬度的增大和減小處理。
[0021]此外，在根據本公開實施方式的通信設備中，所述數據處理單元計算從所述通信對方設備接收所述同步數據包所需的時間段與向所述通信對方設備發送所述同步數據包所需的時間段之和，作為所述網絡延遲。
[0022]此外，在根據本公開實施方式的通信設備中，所述數據處理單元基於順序計算的所述同步數據包的延遲時間數據來更新作為所述偏移窗口的末端的最小值。
[0023]根據本公開的另一實施方式，提供了一種通信系統，包括第一通信設備；以及第二通信設備，被配置為執行與所述第一通信設備的通信。
[0024]所述第一通信設備包括:數據處理單元，被配置為執行所述第一通信設備與所述第二通信設備之間的時鐘同步處理；以及通信單元，被配置為執行與所述第二通信設備的通信。
[0025]當執行伴隨有向所述第二通信設備發送和從所述第二通信設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制。
[0026]所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
[0027]根據本公開的另一實施方式，提供了一種用於在通信設備中執行時鐘相位同步處理的同步處理方法，所述通信設備包括:數據處理單元，被配置為執行所述通信設備與通信對方設備之間的時鐘同步處理；以及通信單元，被配置為執行與所述通信對方設備的通信。
[0028]所述同步處理方法包括:當執行伴隨有向所述通信對方設備發送和從所述通信對方設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，由所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制；以及由所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
[0029]根據本公開的另一實施方式，提供了一種使得在通信設備中執行時鐘相位同步處理的程序。所述通信設備包括:數據處理單元，被配置為執行所述通信設備與通信對方設備之間的時鐘同步處理；以及通信單元，被配置為執行與所述通信對方設備的通信。
[0030]所述程序使所述數據處理單元執行以下步驟:當執行伴隨有向所述通信對方設備發送和從所述通信對方設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，由所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制；以及由所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
[0031]應注意，根據本公開的程序是可被設置為能夠通過存儲介質或計算機可讀通信介質執行各種程序代碼的信息處理設備或計算機系統的程序。這種程序以計算機可讀形式來設置，從而根據信息處理設備或計算機系統上的程序來實現處理。
[0032]通過本公開的以下實施方式以及基於附圖的詳細描述將揭示本公開的另一特徵和優勢。應注意，說明書中的系統是指多個設備的邏輯組裝結構，且設備不必被設置在同一殼體中。
[0033]根據本公開的實施方式，實現了通信設備中的高度精確的時鐘同步處理。
[0034]具體地，通信設備包括數據處理單元和通信單元。數據處理單元被配置為執行所述通信設備與通信對方設備之間的時鐘同步處理；以及通信單元被配置為執行與所述通信對方設備的通信。當執行伴隨有向所述通信對方設備發送和從所述通信對方設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制。所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
[0035]採用該結構，在適合當前狀況的最優窗口寬度的設置下，可以選擇用於執行可靠同步控制的同步數據包,並執行高度精確的時鐘同步處理。
[0036]如附圖中所示，根據其最佳模式實施方式的以下詳細描述，本公開的這些和其他目標、特徵和優勢將變得更加明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是用於說明執行時鐘同步處理的通信設備的結構和處理的示意圖；
[0038]圖2是用於說明時鐘同步處理的具體實例的示意圖；
[0039]圖3是用於說明在通信設備之間執行的時鐘同步處理中的通信序列的示意圖；
[0040]圖4是用於說明被應用於相位同步處理的偏移窗口的實例以及同步數據包的往返延遲時間的分布的示意圖；
[0041]圖5是用於說明執行應用了偏移窗口的相位同步處理的設備以及該處理的實例的不意圖；
[0042]圖6是用於說明對應用了偏移窗口的相位同步處理應用的網絡延遲時間的示意圖；
[0043]圖7是用於說明通過順序改變偏移窗口的大小來執行相位同步處理的設備以及處理的實例的示意圖；以及
[0044]圖8是用於說明偏移窗口的按比例增大和縮小算法的實例的示意圖。
【具體實施方式】
[0045]下文中，將參照附圖對根據本公開的通信設備、通信系統、同步處理方法以及程序給出詳細描述。應注意，將按照以下條目給出描述。
[0046]1.關於使用同步數據包的時鐘同步處理的概述
[0047]2.關於通過設置偏移窗口進行的同步處理
[0048]3.關於應用偏移窗口的同步處理的基本處理
[0049]4.關於執行對偏移窗口的順序縮放處理的處理實例[0050]5.關於偏移縮放處理算法的實例
[0051]6.本公開的結構的結論
[0052]( 1.關於使用同步數據包的時鐘同步處理的概述)
[0053]首先，將描述使用同步數據包的時鐘同步處理的概述。
[0054]下文中，作為使用同步數據包的時鐘同步處理的一個實例，將描述IEEE1588中定義的時鐘同步序列。
[0055]圖1是示出作為執行時鐘同步處理的兩個設備的主設備110和從屬設備120的示意圖。主設備Iio和從屬設備120經由作為異步傳輸網絡的諸如乙太網(註冊商標)的IP通信網絡向和從彼此發送和接收數據包。
[0056]具體地，例如，從屬設備120是攝像機，且主設備110是接收攝像機的圖像並執行編輯處理的編輯設備。
[0057]主設備110包括主時鐘111、計數器112、數據處理單元113、以及通信單元114。
[0058]主時鐘111生成主時鐘信號(Mclk) 115並將時鐘信號輸出到計數器112。
[0059]計數器112基於從主時鐘111輸入的主時鐘信號(Mclk) 115生成計數器值，並將該值輸出到數據處理單元113。
[0060]數據處理單元113輸入由計數器112生成的計數器值，並基於該計數器值執行各種數據處理。
[0061]數據處理單元113執行用於時鐘同步處理的處理、根據設備的處理(若主設備110是攝像機，則諸如為對攝像機拍攝數據的獲得處理)、基於計數器值的時間戳設置處理等。
[0062]此外，若主設備110是對從作為攝像機的從屬設備接收的內容進行編輯的編輯設備，例如，則執行使用為內容設置的時間戳的內容編輯處理。
[0063]數據處理單元113由具有程序執行功能的CPU、存儲程序、數據、各種參數等的存儲器等組成。
[0064]例如，數據處理單元113執行從存儲器讀取的程序，並執行以下描述的時鐘同步
處理等。
[0065]通信單元114向和從從屬設備120發送和接收數據包。
[0066]從屬設備120包括從屬時鐘121、計數器122、數據處理單元123、以及通信單元124。
[0067]從屬時鐘121生成從屬時鐘信號(Sclk) 125，並將所生成的時鐘信號輸出到計數器 122。
[0068]計數器122基於從從屬時鐘121輸入的從屬時鐘信號(Sclk) 125生成計數器值，並將該值輸出到數據處理單元123。
[0069]數據處理單元123輸入由計數器122生成的計數器值，並基於計數器值執行各種數據處理。
[0070]數據處理單元123執行用於時鐘同步處理的處理、根據設備的處理(諸如若從屬設備120是攝像機，則為對攝像機拍攝數據的獲得處理)、基於計數器值的時間戳設置處理
坐寸ο
[0071]此外，若從屬設備120是對從作為攝像機的主設備接收的內容進行編輯的編輯設備，例如，則執行使用為內容設置的時間戳的內容編輯處理。[0072]數據處理單元123由具有程序執行功能的CPU、存儲程序、數據、各種參數等的存儲器等組成。
[0073]例如，數據處理單元123執行從存儲器讀取的程序，並執行以下描述的時鐘同步
處理等。
[0074]通信單元124向和從主設備110發送和接收數據包。
[0075]這裡，由主設備110的主時鐘111生成的時鐘信號(Mclk)和由從屬設備120的從屬時鐘121生成的時鐘信號(Sclk)不一定同步。即，一般地，如圖2所示，會產生頻率漂移和相位偏移。
[0076]在具有這種異步時鐘的主設備110與從屬設備120之間執行數據通信的情況下，可能必須執行時鐘同步處理。
[0077]換句話說，在執行基於上述時間戳的數據編輯等的情況下，必須時鐘同步。
[0078]對於時鐘同步處理有多種方法。例如，在IEEE1588中，定義了一種時鐘同步處理序列。
[0079]在下文中，將描述IEEE1588的時鐘同步處理序列。
[0080]在根據IEEE1588序列的時鐘同步中，主設備110向從屬設備120發送PTP (精密時間協議)消息。
[0081]例如，PTP消息是存儲了消息傳輸時間信息等的消息數據包。應注意，對於時間信息，使用通過將主設備Iio的計數器112中設置的計數器值轉換成作為時間信息的以納秒(ns)為單位的值而獲得的值。對於轉換處理，主設備110的數據處理單元113配備有用於將計數器值轉換成以納秒(ns)為單位的時間信息值的功能。
[0082]在一個單位的同步數據包傳輸處理中，從主設備110發送到從屬設備120的PTP消息中，包括了同步消息(Sync)和延遲響應消息(RelayResponse)。
[0083]同步消息(Sync)是存儲了用於執行時間同步的時間信息的消息。主設備110連續發送多個同步消息(Sync)。應注意,在前一同步消息(Sync)之後的同步消息(Sync)可被稱為後續消息。
[0084]延遲響應消息是在從從屬設備120接收到延遲請求(DelayRequest)消息之後作為響應而發送的消息，並且是包括來自從屬設備120的延遲請求(DelayRequest)消息的接收時間信息的消息。
[0085]從屬設備120從主設備110接收PTP消息，且由從屬設備生成的PTP消息被發送到主設備110。
[0086]從從屬設備120發送到主設備110的PTP消息是延遲請求(DelayRequest)消息。
[0087]在從主設備110接收到同步消息(Sync)之後，發送延遲請求消息，以向主設備110請求延遲響應消息。
[0088]圖3是用於說明圖1中所示的主設備110與從屬設備120之間的時鐘同步處理序列的序列圖。
[0089]將描述步驟SlOl至S108的處理。
[0090](步驟S101)
[0091]從主設備110向從屬設備120發送第一同步消息(Sync (til))。
[0092]在第一同步消息(Sync (til))中，存儲第一同步消息的傳輸時間til。這是基於主時鐘(Mclk)的時間信息(til (M))。
[0093]下文中，對於採用主時鐘作為基準時鐘測量的時間信息以及採用從屬時鐘作為基準時鐘測量的時間信息,分別向時間信息(txy)的片添加(M)和(S)。
[0094](步驟S102)
[0095]從屬設備120接收從主設備110發送的第一同步消息(Sync (til (M)))，且所接收的存儲在第一同步消息(Sync (til (M)))中的消息傳輸時間信息(til (M))和消息接收時間(即，基於從屬時鐘(Sclk)的接收時間信息(t21 (S)))被記錄在存儲器中。
[0096](步驟S103)
[0097]從主設備110向從屬設備120發送第二同步消息(Sync (tl2 (Μ)))。
[0098]在第二同步消息(Sync (tl2 (M)))中，存儲第二同步消息的傳輸時間tl2。這是基於主時鐘(Mclk)的時間信息(tl2 (M))。
[0099](步驟S104)
[0100]從屬設備120接收從主設備110發送的第二同步消息(Sync (tl2 (M)))，並在存儲器中記錄所接收的存儲在同步消息(Sync (tl2(M)))中的消息傳輸時間信息(tl2 (M))和消息接收時間(即，基於從屬時鐘(Sclk)的接收時間信息(t22(S))。
[0101](步驟S105a、S105b)
[0102]接下來,從從屬設備120向主設備110發送延遲請求消息(DelayRequest)。
[0103]從屬設備120在存儲器中將延遲請求消息的發布(傳輸)時間t31 (S)記錄為基於從屬時鐘(ScIk)的時間信息(t31 (S))。
[0104](步驟SlO6)
[0105]主設備110接收從從屬設備120發送的延遲請求消息,並在存儲器中記錄延遲請求消息的接收時間t41 (M)，即，基於主時鐘(Mclk)的時間信息(t41 (M))。
[0106](步驟SlO7)
[0107]接下來,從主設備110向從屬設備120發送延遲響應消息(DelayResponse)。
[0108]在延遲響應消息中，存儲延遲請求消息接收時間t41，即，基於主時鐘(Mclk)的時間信息(t41(M))。
[0109](步驟S108)
[0110]從屬設備120接收從主設備110發送的延遲響應消息，獲得延遲請求消息接收時間t41 (M)，即基於主時鐘(Mclk)的時間信息，並在存儲器中記錄該時間信息。
[0111]通過這些處理，在從屬設備120的存儲器中記錄如下的時間信息。
[0112](Dtll(M):基於指示第一同步消息的傳輸時間的主時鐘(Mclk)的時間信息
[0113](2)t21(S):基於指示第一同步消息的接收時間的從屬時鐘(Sclk)的時間信息
[0114](3) tl2(M):基於指示第二同步消息的傳輸時間的主時鐘(Mclk)的時間信息
[0115](4)t22(S):基於指示第二同步消息的接收時間的從屬時鐘(Sclk)的時間信息
[0116](5) t31⑶:基於指示延遲請求消息的傳輸時間的從屬時鐘(Sclk)的時間信息
[0117](6) t41 (M):基於指示延遲請求消息的接收時間的主時鐘(Mclk)的時間信息
[0118]從屬設備120的數據處理單元123應用這些時間信息項來計算由主設備110的主時鐘111生成的主時鐘信號(Mclk)與由從屬設備120的從屬時鐘121生成的從屬時鐘信號(Sclk)之間的相位偏移和頻率漂移，並基於所計算的頻率漂移和相位偏移來執行時鐘同步處理。
[0119]具體地，例如，從屬設備120的數據處理單元123向計數器122輸出校正信號，以將基於由從屬時鐘121生成的從屬時鐘信號(Sclk)的計數器值校正為與基於與主時鐘同步的信號的計數器值相同。通過該處理，校正了從屬時鐘121相對於主時鐘111的差異，且結果是實現了同步。
[0120]應注意，圖3中所示的步驟SlOl至S108的處理指示同步處理算法的一個單位的處理序列。在通信處理的執行周期中，實際通信設備之間，會重複執行步驟SlOl至S108的處理，且執行用於保持通信設備的同步的處理。
[0121]例如，從主設備向從屬設備連續發送每秒64個數據包的同步消息數據包，並通過使用這些數據包的控制處理，執行用於保持兩個通信設備(主和從)之間的同步的處理。
[0122]應注意，在由從屬設備120的數據處理單元123執行的同步處理中，例如，執行以下處理。
[0123]數據處理單元123根據從屬時鐘121相對於主時鐘111的差量生成控制電壓，控制電壓被輸出到VCO (電壓控制振蕩器)，VCO輸出被輸入到計數器122，且執行計數器122的計數處理的PID控制。執行這種伺服處理等。
[0124]應注意，從以下表達式I和2來計算頻率漂移和相位偏移。
[0125]表達式1:頻率漂移=(七12(皿)-七11(皿))-(七22(5)-七21(5))
[0126]表達式2:相位偏移={(t22 (S) -t 12 (M)) - (t41 (M) _t31 (S))} /2
[0127]從屬設備120的數據處理單元123從上述表達式I和2計算主時鐘(Mclk)與從屬時鐘(Sclk)之間的頻率漂移和相位偏移，以基於計算結果生成校正信號。
[0128]校正信號被輸入到計數器122，且控制基於從屬時鐘(Sclk)生成的計數器值，從而執行同步處理。
[0129]應注意，在主設備與從屬設備之間的數據通信周期中，連續執行同步處理。
[0130](2.關於通過設置偏移窗口進行的同步處理)
[0131]如上所述，通過經由網絡發送和接收諸如同步消息的多個消息數據包來執行經由網絡連接的通信設備之間的同步處理。
[0132]從上述表達式2獲得的相位偏移對應於主時鐘(Mclk)與從屬時鐘(Sclk)之間的時間差。即，建立了以下關係。
[0133]時間差=相位偏移={(t22(S) -t12 (M)) - (t41 (M) _t31 (S))} /2
[0134]這裡，下文中從主設備到從屬設備的數據包傳輸被稱為「去往」，且下文中從從屬設備到主設備的數據包傳輸被稱為「返回」。
[0135]作為「去往」和「返回」的網絡延遲的和的值的「往返延遲」可通過以下表達式3表
/Jn ο
[0136]表達式3:往返延遲={(t22 (S) -tl2 (M)) - (t41 (M) _t31 (S))} /2
[0137]在主設備與從屬設備之間沒有傳輸負荷的情況下，同步數據包傳送處理所需的時間段是去往和返回這兩種情況下的最短時間段。例如，根據圖3中示出的序列圖，在主設備與從屬設備之間發送和接收的數據包通信處理所需的時間段例如是去往和返回這兩種情況下的最短時間段。因此，往返延遲的頻率分布如圖4的曲線圖(I)中所示。
[0138]在圖4的曲線圖(I)中，橫軸對應於往返延遲時間，且縱軸對應於頻率，該頻率與具有往返延遲時間的數據包的數量相對應。
[0139]在主設備與從屬設備之間沒有傳輸負荷的情況下，往返延遲集中在一個峰上(峰I)。
[0140]然而，在交叉流量結構中，諸如活動信號的高速、大容量數據存儲數據包連同用於主設備與從屬設備之間的上述同步處理的同步數據包一起通過同一網絡，其中，由於傳輸負荷、擁塞等生成網絡延遲，且還引起延遲量的變化。
[0141]在從主到從的數據包的「去往」方向、從從到主的「返回」方向、或者對應於兩個方向的「往返」方向上，可能在各種通信處理中產生網絡延遲。
[0142]在這種條件下的網絡中，同步數據包的往返延遲的頻率分布如圖4的曲線圖(2)中所示。
[0143]與圖4的曲線圖(I)類似，在圖4的曲線圖(2)中，橫軸對應於往返延遲時間，且縱軸對應於頻率，該頻率對應於具有往返延遲時間的數據包的數量。
[0144]在主設備與從屬設備之間有傳輸負荷的情況下，往返延遲形成如圖4的曲線圖
(2)中所示的多個峰(峰1、峰2和峰3)。
[0145]估計這些峰是由於發生以下延遲而引起的。
[0146]峰1:在去往和返回中幾乎沒有延遲的情形
[0147]峰2:在去往和返回的一個中引起延遲的情形
[0148]峰3:在去往和返回中均引起延遲的情形
[0149]由於連同同步數據包一起發送和接收的諸如電影信號的大容量數據包，往返延遲的峰根據網絡負荷的變化而改變。
[0150]如圖4的曲線圖(2)所示，在生成不同延遲時間的同步數據包的環境中，高度精確的同步處理是很困難的。
[0151]在這種情況下，用於提高同步處理的精度的一種方法是通過選擇性僅使用具有小往返延遲時間的同步數據包來執行同步處理。
[0152]例如,僅選擇並使用落入來自往返延遲時間的最小值(min)的特定範圍內的同步數據包來執行同步處理。
[0153]為選擇具有小延遲時間的數據包，使用偏移窗口。該偏移窗口是對應於用於選擇從往返延遲時間的最小值(min)到可允許的最大延遲時間的數據包作為要被應用於同步處理的數據包的延遲時間的時間幀。
[0154]在圖4的曲線圖(I)所示的實例中，在從往返延遲時間的最小值(min)到可允許的最大延遲時間的時間部分中設置偏移窗口。將往返延遲時間在偏移窗口內的這種同步數據包選擇為應用於同步處理的數據包。對於在偏移窗口外部的同步數據包，執行不將該數據包應用於同步處理的處理。
[0155]在圖4的曲線圖(2)所示的實例中，也設置了偏移窗口。僅往返延遲時間在偏移窗口內的同步數據包被選擇為應用於同步處理的數據包。對於在偏移窗口外部的同步數據包，這種不將該數據包應用於同步處理的設置有效。
[0156]然而，如圖4的曲線圖(2)所示，在有大量數據包具有較大往返延遲時間的情況下，偏移窗口內的同步數據包的數量變小。即，出現了可應用於同步處理的每單位時間的同步數據包數量變小的問題。[0157]具體地，若連續生成具有較大網絡延遲的周期，則對於特定時間段，沒有完全生成偏移窗口內的同步數據包，且結果是可能無法長時間執行同步處理。
[0158]結果，產生了用於執行同步處理的同步數據包之間的時間間隔，且隨著時間流逝，可能引起主設備與從屬設備之間的時鐘的較大相位偏移。若這種情況發生一次，則之後要花費更長的時間來建立同步。
[0159](3.關於應用偏移窗口的同步處理的基本處理)
[0160]在描述根據本公開的通信設備中執行的同步處理之前，將描述應用偏移窗口的同步處理的基本實例。
[0161]圖5是示出執行應用偏移窗口的基本同步處理的通信設備的數據處理單元的結構實例的示意圖。
[0162]例如，圖5中所示的數據處理單元300對應於圖1中所示的從屬設備120的數據處理單元123。
[0163]如上文參照圖3所述，從屬設備120向和從主設備110發送和接收同步消息(Sync)的同步數據包、延遲請求(DelayRequest)消息等，以執行同步處理。
[0164]從屬設備120的數據處理單元123基於上述表達式I和2來計算主時鐘(Mclk)與從屬時鐘(Sclk)之間的相位偏移和頻率漂移，並基於計算結果生成校正信號。該校正信號被輸入到計數器122，並控制基於從屬時鐘(Sclk)生成的計數器值，以執行同步處理。
[0165]以下描述的處理實例是執行對主時鐘(Mclk)與從屬時鐘(Sclk)之間的相位偏移的控制(即，對主時鐘(Mclk)與從屬時鐘(Sclk)之間的時間差的控制)的處理實例。
[0166]圖5中示出的數據處理單元300生成用於控制主時鐘(Mclk)與從屬時鐘(Sclk)之間的相位偏移(即，二者之間的時間差)的控制信號，並將該信號輸出到計數器400。
[0167]到計數器400的控制信號基於圖5中所示的以下數據項中的任一個。
[0168](a)控制數據，由通過PID控制生成控制信號的相位控制單元370輸出
[0169](b)非控制數據
[0170]開關381選擇兩個數據項之一作為到DAC (數模轉換器)382的輸出數據。
[0171]選擇信號由DAC (數模轉換器)382轉換成模擬值，且這樣獲得的轉換值作為針對VCO (電壓控制振蕩器)383的控制電壓而被輸入。VC0383根據控制電壓向計數器400輸出具有預定頻率的輸出信號，以調節計數器輸出。
[0172]這裡，開關381是用於執行開關控制以輸出以下數據項中的任一個的開關。
[0173](a)控制數據，由通過PID控制生成控制信號的相位控制單元370輸出
[0174](b)非控制數據
[0175]開關381由電平窗口 360的比較器(Comp) 361的輸出控制。
[0176]在發送到主設備以及從主設備接收的同步數據包的往返延遲時間在預設偏移窗口內的情況下，比較器(Comp) 361控制開關381，以向計數器400輸出由相位控制單元370生成的控制數據。
[0177]另一方面，在同步數據包的往返延遲時間在預設偏移窗口外部的情況下，控制開關381以向計數器400輸出非控制數據，而不是由相位控制單元370生成的控制數據。
[0178]應注意，非控制數據是用於維持計數器400的當前控制狀態的數據。
[0179]S卩，僅在由開關381選擇來自相位控制單元370的控制數據的情況下，執行用於改變計數器400的輸出的控制。
[0180]換句話說，僅在確認發送到主設備以及從主設備接收的同步數據包的往返延遲時間在預設偏移窗口內的情況下，由相位控制單元370生成根據同步數據包的控制數據，並執行對計數器400的控制。
[0181]將描述對數據處理單元300的組成部分的處理。
[0182]延遲和偏移計算單元310測量發送到主設備以及從主設備接收的同步數據包的往返延遲時間，並計算主時鐘與從屬時鐘之間的相位偏移。
[0183]網絡延遲(NW delay (T2-T1))計算單元311和網絡延遲(NW delay (T4-T3))計算單元312計算發送到主設備以及從主設備接收的同步數據包的延遲時間。
[0184]參照圖6，將描述由網絡延遲計算單元311和312計算的網絡延遲時間。
[0185]圖6是示出圖3中所示的簡化同步數據包發送和接收序列的示意圖，其中，僅示出了用於相位控制的數據包的發送和接收。
[0186]網絡延遲計算單元311和312分別測量以下兩個網絡延遲時間(I)和(2)。
[0187](I)針對「去往」數據包的網絡延遲時間(T2-T1)，「去往」數據包是從主設備110到從屬設備120的傳輸數據包
[0188](2)針對「返回」數據包的網絡延遲時間(T4-T3)，「返回」數據包是從從屬設備120到主設備Iio的傳輸數據包
[0189]圖6中示出的網絡延遲(NW delay(T2_Tl))計算單元311測量上述項目(I)的針對「去往」數據包的網絡延遲時間(T2-T1)。
[0190]網絡延遲(NW delay (T4-T3))計算單元312測量上述項目(2)的針對「返回」數據包的網絡延遲時間(T4-T3)。
[0191]延遲和偏移計算單元310的減法器313從網絡延遲(NW delay (T2-T1))計算單元311的輸出值(T2-T1)減去網絡延遲(NW delay(T4-T3))計算單元312的輸出值(T4-T3)，以獲得主時鐘與從屬時鐘之間的相位偏移的兩倍數據。即，從以下表達式4獲得兩倍偏移數據。
[0192]表達式4:2X (Offset) = (Τ2-Τ1)-(Τ4_Τ3)
[0193]表達式4對應於用於計算被示出為表達式2的相位偏移計算表達式的兩倍值的表達式。
[0194]減法器313的輸出被輸入到除法器(/2) 315，且從表達式4獲得的值除以2。
[0195]通過該處理，計算了與表達式2的情形相同的相位偏移。該相位偏移信息被輸入到電平窗口 360的開關362。
[0196]另一方面，偏移計算單元310的加法器314將網絡延遲(NW delay (Τ2-Τ1))計算單元311的輸出值(T2-T1)與網絡延遲(NW delay(T4-T3))計算單元312的輸出值(T4-T3)相加。
[0197]通過加法處理，計算了主設備與從屬設備之間的數據包的往返延遲時間(2XDelay)。S卩，根據以下表達式5計算往返延遲時間(2XDelay)。
[0198]表達式5:2X (Delay) = (T2-T1) + (T4-T3)
[0199]從表達式5計算的往返延遲時間(2XDelay)的信息被輸入到電平窗口 360的比較器(Comp) 361。此外，往返延遲時間(2 X Delay )信息也被輸入到最小值檢測單元320的最小值選擇單元321。
[0200]接下來，將描述最小值檢測單元320的結構和處理。
[0201]最小值檢測單元320的最小值選擇單元(min) 321從延遲和偏移計算單元310的加法器314輸入根據表達式5計算的往返延遲時間(2XDelay)信息。
[0202]往返延遲時間(2XDelay)信息經由延遲處理單元(Z)322被再次輸入到最小值選擇單元(min) 321。
[0203]最小值選擇單元(min) 321比較從延遲和偏移計算單元310的加法器314輸入的最新往返延遲時間(2XDelay)信息與從延遲處理單元(Z) 322輸入的前一往返延遲時間(2XDelay)信息，並輸出具有較小值的往返延遲時間(2XDelay)信息作為最小值(min)。
[0204]最小值(min)對應於參照圖4描述的偏移窗口的最小值(min)的設置信息。
[0205]作為最小值選擇單元(min) 321的輸出的最小值(min)被輸入到加法器350。
[0206]接下來，將描述偏移窗口生成單元330的結構和處理。
[0207]在偏移窗口生成單元330中，多個偏移窗口被存儲在其存儲器中。這些偏移窗口是限定不同窗口寬度的數據片。在附圖所示的實例中，設置了 N個偏移窗口 I至N，341至34N。
[0208]偏移窗口生成單元330的網絡測量電路331觀察主設備與從屬設備之間的通信網絡的條件。即，測量網絡中的通信流量。
[0209]測量信息被輸入到識別電路332，且識別電路332基於測量結果分析當前網絡的負荷狀況和擁塞狀況。
[0210]識別電路332基於識別結果來控制偏移窗口選擇開關333，確定應用於數據包選擇的偏移窗口，並輸出所確定的偏移窗口。
[0211]具體地，例如，在網絡上有大負荷的情況下，選擇具有較大窗口寬度的偏移窗口並輸出。
[0212]此外，在網絡上有小負荷的情況下，選擇具有較小窗口寬度的偏移窗口並輸出。
[0213]通過執行這種處理，可以抑制可應用於控制的數據包的每單位時間的數量變化，並執行適當控制。
[0214]加法器350從最小值檢測單元320輸入最小值(min)，從偏移窗口生成單元330輸入所選擇的偏移窗口的寬度信息，生成對應於應用於控制的數據包的往返延遲量的偏移窗口的定義數據，並將該數據輸入到電平窗口 360的比較器(Comp) 361。
[0215]從加法器350輸入到比較器(Comp)361的數據對應於限定偏移窗口的數據包的往返延遲量和包括(最小值(min))至(最小值(min) +偏移窗口寬度)的數據的偏移窗口信息。
[0216]電平窗口 360的比較器(Comp) 361從加法器350輸入偏移窗口信息,且輸入基於來自延遲和偏移計算單元310的最新同步數據包測量的往返延遲時間(2XDelay)信息。
[0217]比較器(Comp) 361將這兩個信息片彼此比較。即，比較器確定基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息是否在由偏移窗口限定的延遲時間內，並根據確定信息來控制開關362和381。
[0218]在基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息在由偏移窗口限定的延遲時間內的情況下，電平窗口 360的開關362被開啟，且由延遲和偏移計算單元310基於最新同步數據包計算的相位偏移信息被輸入到相位控制單元370。[0219]此外，開關381經過這樣一種設置，使得作為來自相位控制單元370的生成數據的控制數據被轉移到計數器400。
[0220]另一方面，在基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息不在由偏移窗口限定的延遲時間內的情況下，電平窗口 360的開關362關閉，且提供這樣一種設置，使得由延遲和偏移計算單元310基於最新同步數據包計算的相位偏移信息不被輸入到相位控制單元370。
[0221]此外，對於開關381，將非控制數據而不是作為來自相位控制單元370的生成數據的控制數據設置為被轉移到計數器400。
[0222]通過上述開關控制，僅往返延遲時間在由偏移窗口限定的延遲時間內的這種數據包被選擇，並應用基於所選擇的數據包計算的相位偏移信息，選擇並應用因此而生成的控制數據，從而控制計數器400。
[0223]然而，在圖5所示的結構中，偏移窗口生成單元330中，網絡測量電路331通過監測網絡通信來測量通信流量等，且在識別電路332中，必須執行用於基於測量狀況來分析網絡的負荷狀況的處理。
[0224]為提供上述結構，導致了設備的電路尺寸的增大以及成本的增加，這對於要求達到減小尺寸和降低成本的設備而言是不期望的。
[0225](4.關於執行對偏移窗口的順序縮放處理的處理實例)
[0226]接下來，將描述在根據本公開的通信設備中執行的同步處理。圖7是示出在根據本公開的通信設備中執行同步處理(即，伴隨偏移窗口的順序縮放處理的同步處理)的通信設備的數據處理單元的結構實例的示意圖。
[0227]例如，圖7中所示的數據處理單元500對應於圖1中所示的從屬設備120的數據處理單元123。
[0228]如上文參照圖3所述，從屬設備120向和從主設備110發送和接收同步消息(Sync)的同步數據包、延遲請求(DelayRequest)消息等，以執行同步處理。
[0229]從屬設備120的數據處理單元123從上述表達式I和2計算主時鐘(Mclk)與從屬時鐘(Sclk)之間的相位偏移和頻率漂移，以基於計算結果生成校正信號。校正信號被輸入到計數器122，控制基於從屬時鐘(Sclk)生成的計數值，從而執行同步處理。
[0230]以下描述的處理實例是用於控制主時鐘(Mclk)與從屬時鐘(Sclk)之間的相位偏移(即，主時鐘(Mclk)與從屬時鐘(Sclk)之間的時間差)的處理。
[0231]圖7中示出的數據處理單元500生成用於控制主時鐘(Mclk)與從屬時鐘(Sclk)之間的相位偏移(即，二者之間的時間差)的控制信號，並將控制信號輸出到計數器600。
[0232]在圖7所示的結構中，與上述圖5中示出的結構類似，到計數器600的控制信號基於以下數據項。
[0233](a)控制數據，由通過PID控制生成控制信號的相位控制單元570輸出
[0234](b)非控制數據
[0235]開關581選擇兩個數據項之一作為到DAC (數模轉換器)582的輸出數據。
[0236]選擇信號被DAC (數模轉換器)582轉換成模擬值，且這樣獲得的轉換值作為針對VCO (電壓控制震蕩器)583的控制電壓而被輸入。VC0583根據控制電壓向計數器600輸出具有預定頻率的輸出信號，以調節計數器輸出。[0237]這裡，開關581是用於執行開關控制以輸出以下數據項中的任一個的開關。
[0238](a)控制數據，由通過PID控制生成控制信號的相位控制單元570輸出
[0239](b)非控制數據
[0240]開關581通過電平窗口 560的比較器(Comp) 561的輸出來控制。
[0241]在發送到主設備和從主設備接收的同步數據包的往返延遲時間在預設偏移窗口內的情況下，比較器(Comp)561控制開關581以輸出由相位控制單元570生成的控制數據。
[0242]另一方面，在同步數據包的往返延遲時間在預設偏移窗口外部的情況下，控制開關581向計數器600輸出非控制數據，而不是由相位控制單元570生成的控制數據。
[0243]應注意，非控制數據是用於維持計數器600的當前控制狀態的數據。
[0244]即，僅在由開關581選擇來自相位控制單元570的控制數據的情況下，執行用於改變計數器600的輸出的控制。
[0245]換句話說，僅在確認發送到主設備以及從主設備接收的同步數據包的往返延遲時間在預設偏移窗口內的情況下，由相位控制單元570生成根據同步數據包的控制數據，並執行對計數器600的控制。
[0246]將描述數據處理單元500的組成部分的處理。
[0247]延遲和偏移計算單元510測量發送到主設備以及從主設備接收的同步數據包的往返延遲時間，並計算主時鐘與從屬時鐘之間的相位偏移。
[0248]網絡延遲(NW delay (T2-T1))計算單元511和網絡延遲(NW delay (T4-T3))計算單元512計算發送到主設備以及從主設備接收的同步數據包的延遲時間。
[0249]網絡延遲計算單元511和512的處理與網絡延遲計算單元311和312的處理相同。
[0250]S卩，計算上文參照圖6描述的以下網絡延遲時間。
[0251](I)針對「去往」數據包的網絡延遲時間，「去往」數據包是從主設備110到從屬設備120的傳輸數據包(T2-T1)
[0252](2)針對「返回」數據包的網絡延遲時間，「返回」數據包是從從屬設備120到主設備110的傳輸數據包(T4-T3)
[0253]延遲和偏移計算單元510的減法器513從網絡延遲(NW delay (T2-T1))計算單元511的輸出值(T2-T1)減去網絡延遲(NW delay(T4-T3))計算單元512的輸出值(T4-T3)，以計算主時鐘與從屬時鐘之間的相位偏移的兩倍數據。即，從以下的上述表達式4獲得兩倍偏移數據。
[0254]表達式4:2X (Offset) = (T2-T1) -(T4-T3)
[0255]相位偏移信息被輸入到電平窗口 560的開關562。
[0256]另一方面，偏移計算單元510的加法器514將網絡延遲(NW delay (T2-T1))計算單元511的輸出值(T2-T1)與網絡延遲(NW delay(T4-T3))計算單元512的輸出值(T4-T3)相加。
[0257]通過加法處理，根據以下的上述表達式5來計算往返延遲時間(2XDelay)。
[0258]表達式5:2X (Delay) = (T2-T1) + (T4-T3)
[0259]從表達式5計算的往返延遲時間(2XDelay)的信息被輸入到電平窗口 560的比較器(Comp) 561。此外，往返延遲時間(2 X Delay )信息也被輸入到最小值檢測單元520的最小值選擇單元521。[0260]接下來，將描述最小值檢測單元520的結構和處理。
[0261]最小值檢測單元520的最小值選擇單元(min) 521從延遲和偏移計算單元510的加法器514輸入根據表達式5計算的往返延遲時間(2XDelay)信息。
[0262]往返延遲時間(2XDelay)信息經由延遲處理單元(Z)522被再次輸入到最小值選擇單元(min) 521。
[0263]最小值選擇單元(min) 521比較從延遲和偏移計算單元510的加法器514輸入的最新往返延遲時間(2XDelay)信息與從延遲處理單元(Z) 522輸入的前一往返延遲時間(2XDelay)信息，並輸出具有較小值的往返延遲時間(2XDelay)信息作為最小值(min)。
[0264]最小值(min)對應於參照圖4描述的偏移窗口的最小值(min)的設置信息。
[0265]最小值檢測單元520執行用於基於順序計算的同步數據包的延遲時間數據更新作為偏移窗口之一的端部的最小值的處理。
[0266]作為最小值選擇單元(min) 521的輸出的最小值(min)被輸入到加法器550。
[0267]接下來，將描述偏移窗口生成單元530的結構和處理。
[0268]偏移窗口生成單元530具有與以上參照圖5描述的結構不同的結構。
[0269]偏移窗口生成單元530在其存儲器中存儲偏移窗口放大處理數據541和偏移窗口縮小處理數據542。這些數據項是用於放大或縮小當前偏移窗口寬度的數據。
[0270]當前偏移窗口寬度的數據是偏移窗口生成單元530的偏移窗口 534。偏移窗口 534經由延遲單元(z) 531被輸入到加法器533。
[0271]在加法器533中，調整當前偏移窗口的寬度。
[0272]S卩，在窗口大小控制開關532被連接至偏移窗口放大處理數據541側的情況下，在加法器533中，偏移窗口放大處理數據541被增加到當前偏移窗口寬度，且窗口寬度增大。偏移窗口放大處理數據541具有作為偏移窗口的增大寬度信息的正值。
[0273]另一方面，在窗口大小控制開關532被連接至偏移窗口縮小處理數據542側的情況下，在加法器533中，偏移窗口縮小處理數據542被增加到當前偏移窗口寬度，且窗口寬度減小。偏移窗口縮小處理數據542具有作為偏移窗口的減小寬度信息的負值。
[0274]其窗口寬度被放大或縮小的更新偏移窗口 534通過限制器535被輸出到加法器550。
[0275]限制器535具有偏移窗口的最大寬度和最小寬度，S卩，窗口寬度的上限值和下限值，且執行控制，使得偏移窗口的寬度落入從上限值到下限值的範圍內。
[0276]通過電平窗口 560的比較器(Comp) 561的輸出來設置窗口大小控制開關532。
[0277]電平窗口 560的比較器(Comp)561確定由延遲和偏移計算單元510基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息是否在由偏移窗口限定的延遲時間內，並根據確定信息控制窗口大小控制開關532。
[0278]在基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息在由偏移窗口限定的延遲時間內的情況下，偏移窗口生成單元530的窗口大小控制開關532被設置到偏移窗口縮小處理數據542側。
[0279]S卩，設置為執行用於減小當前窗口寬度的處理。
[0280]另一方面，在基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息不在由偏移窗口限定的延遲時間內的情況下，偏移窗口生成單元530的窗口大小控制開關532被設置到偏移窗口放大處理數據541偵U。
[0281]S卩，設置為執行用於增大當前窗口寬度的處理。
[0282]如上所述，在基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息在由當前偏移窗口限定的延遲時間內的情況下，偏移窗口寬度生成單元530縮小窗口寬度。在該往返延遲時間(2XDelay)信息不在由當前偏移窗口限定的延遲時間內的情況下，偏移窗口生成單元530放大窗口寬度。以此方式，執行順序的窗口大小(寬度)更新處理。
[0283]通過控制窗口大小，以上參照圖5描述的網絡測量電路和分析電路變得不需要。
[0284]通過放大或縮小窗口寬度而獲得的更新偏移窗口 534經由限制器535被輸出到加法器550。
[0285]限制器535具有偏移窗口的最大寬度和最小寬度，S卩，窗口寬度的上限值和下限值，且執行控制，使得偏移窗口的寬度落入從上限值到下限值的範圍內。
[0286]加法器550從最小值檢測單元520輸入最小值(min)，從偏移窗口生成單元530輸入所選擇的偏移窗口的寬度的信息，生成與應用於控制的數據包的往返延遲量相對應的偏移窗口的定義數據，並將該數據輸入到電平窗口 560的比較器(Comp) 561。
[0287]從加法器550輸入到比較器(Comp)561的數據對應於限定偏移窗口的數據包的往返延遲量和包括(最小值(min))到(最小值(min) +偏移窗口寬度)的數據的偏移窗口信息。
[0288]電平窗口 560的比較器(Comp) 561從加法器550輸入偏移窗口信息,並從延遲和偏移計算單元510輸入基於最新同步數據包測量的往返延遲時間(2XDelay)信息。
[0289]比較器(Comp) 561將這兩個信息片彼此比較。即，比較器確定基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息是否在由偏移窗口限定的延遲時間內，並根據該確定信息來控制窗口大小控制開關532。此外，控制開關562和581。
[0290]在基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息在由偏移窗口限定的延遲時間內的情況下，電平窗口 560的開關562開啟，且由延遲和偏移計算單元510基於最新同步數據包計算的相位偏移信息被輸入到相位控制單元570。
[0291]此外，開關581經過這樣一種設置，使得作為來自相位控制單元570的生成數據的控制數據被轉移到計數器600偵U。
[0292]另一方面，在基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息不在由偏移窗口限定的延遲時間內的情況下，電平窗口 560的開關562關閉，並提供這樣一種設置，使得由延遲和偏移計算單元510基於最新同步數據包計算的相位偏移信息不被輸入到相位控制單元570。
[0293]此外，對於開關581，設置為將非控制數據而不是作為來自相位控制單元570的生成數據的控制數據轉移到計數器600偵U。
[0294]執行上述基於開關控制的計數器600的控制。
[0295]即，僅選擇其往返延遲時間在由偏移窗口限定的延遲時間內的數據包，且選擇並應用通過應用基於所選擇的數據包計算的相位偏移信息而生成的控制數據，從而控制計數器 600。
[0296]在圖7所示的結構中，基於最新同步數據包的延遲時間信息，控制偏移窗口的窗口大小(寬度)。
[0297]因此，不必為偏移窗口生成單元530提供以上參照圖5描述的網絡測量電路331和識別電路332，且因此不會引起電路尺寸以及成本的增加，且結果是實現了尺寸減小和成本降低。
[0298]此外，根據最新數據包的延遲狀況來順序放大或縮小偏移窗口的寬度，且結果是可以用其上進一步反映的當前狀態來控制窗口大小。此外，在該結構中，由於窗口大小被順序放大和縮小，所以減少了長時間不應用同步數據包的這種情況。結果，以較高精度實現了同步控制。
[0299](5.關於偏移縮放處理算法的實例)
[0300]在圖7所示的結構中，偏移窗口放大處理數據541和偏移窗口縮小處理數據542是用於調節當前偏移窗口的大小(寬度)的數據項。
[0301 ] 可提供對這些數據項的各種設置。
[0302]例如，偏移窗口放大處理數據541被設置為增大了固定時間寬度tl的數據，且偏移窗口縮小處理數據542被設置為縮小了固定時間寬度t2的數據。
[0303]例如，偏移窗口寬度的當前值被設置為OffsetWindow_cur，更新的偏移窗口的寬度的值被設置為OffsetWindow_upd，偏移窗口放大處理數據541被設置為OffsetWindow_inc,且偏移窗口縮小處理數據542被設置為OffsetWindow_dec。
[0304]滿足0ffsetWindow_inc>0 且 0ffsetWindow_dec〈0。
[0305]此時，在基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息不在由當前偏移窗口(0ffsetWindOW_cur)限定的延遲時間內的情況下，基於以下表達式來更新偏移窗口覽度。
[0306]Offsetffindow_upd=Offsetffindow_cur+Offsetffindow_inc
[0307]通過上述更新處理，偏移窗口寬度增大。
[0308]另一方面，在基於最新同步數據包計算的往返延遲時間(2XDelay)信息在由當前偏移窗口(0ffSetWindOW_CUr)限定的延遲時間內的情況下，基於以下表達式來更新偏移窗口寬度。
[0309]Offsetffindow_upd=Offsetffindow_cur+Offsetffindow_dec
[0310]通過上述更新處理，偏移窗口寬度縮小。
[0311]當執行上述算法時，在同步數據包的網絡延遲時間在當前偏移窗口內的情況下，圖7中所示的數據處理單元500將當前偏移窗口的寬度減小預定固定寬度。另一方面，在同步數據包的網絡延遲時間不在當前偏移窗口內的情況下，數據處理單元500將當前偏移窗口的寬度增大預定固定寬度。
[0312]可選地，偏移窗口放大處理數據541被設置為增大當前窗口寬度的n%的數據，例如，10%,且偏移窗口縮小處理數據542被設置為減小當前窗口寬度的m%的數據，例如，10%。
[0313]可提供如上所述的各種設置。
[0314]當執行上述算法時，在同步數據包的網絡延遲時間在當前偏移窗口內的情況下，圖7中示出的數據處理單元500將當前偏移窗口的寬度減小預定固定減小率。另一方面，在同步數據包的網絡延遲時間不在當前偏移窗口內的情況下，數據處理單元500將當前偏移窗口的寬度增大預定固定增大率。
[0315]此外，可提供以下設置。在相繼執行放大處理的情況下，根據連續次數來改變放大寬度，且在相繼執行縮小處理的情況下，根據連續次數來改變縮小寬度。[0316]參照圖8，將描述窗口大小控制算法。
[0317]在圖8的上部，按時間順序指示基於同步數據包I至7測量的往返延遲時間是否在當前偏移窗口內，是為(O),否為(X)。
[0318]同步數據包I至7是在時間tl至t7處接收的數據包。
[0319]在圖8的下部，示出了偏移窗口寬度的過渡。
[0320]應注意，初始偏移窗口寬度被設置為預定寬度。初始偏移窗口寬度在附圖中的時間to至tl處指示。
[0321]在時間tl處測量的同步數據包I的延遲時間為(X)，即，不在當前偏移窗口內。
[0322]在該情況下，在時間tl處，時間t0至tl處指示的初始偏移窗口的寬度被放大附圖中示出的大小incl，且結果是獲得了在時間tl至t2處指示的窗口寬度。
[0323]接下來，在時間t2處測量的同步數據包2的延遲時間也是(X)，即，不在當前偏移窗口內。
[0324]同步數據包的延遲時間連續兩次在偏移窗口外部。
[0325]在該情況下，在時間tl至t2處指示的偏移窗口的寬度被放大附圖中示出的大小(inc2)，且結果是獲得了在時間t2至t3處指示的窗口寬度。
[0326]滿足incl〈inc2，因此執行將窗口大小放大比初始放大寬度更大的寬度的處理。
[0327]接下來，在時間t3處測量的同步數據包3的延遲時間也是(X)，即，不在當前偏移窗口內。
[0328]同步數據包的延遲時間連續三次在偏移窗口外部。
[0329]在該情況下，在時間t2至t3處指示的偏移窗口的寬度被放大附圖中示出的大小(inc3)，且結果是獲得了在時間t3至t4處指示的窗口寬度。
[0330]滿足incl〈inc2〈inc3，因此執行將窗口大小放大比初始和第二放大寬度更大的寬度的處理。
[0331]在執行上述處理的情況下，圖7中示出的偏移窗口放大處理數據被設置為根據放大處理的連續次數而順序增大的數據。
[0332]接下來，在時間t4處測量的同步數據包4的延遲時間是(O)，即，在當前偏移窗口內。
[0333]在窗口大小的放大處理之後，同步數據包的延遲時間第一次落入偏移窗口內。
[0334]在該情況下，在時間t3至t4處指示的偏移窗口的寬度被縮小附圖中所示的大小(decl)，且結果是獲得了在時間t4至t5處指示的窗口寬度。
[0335]接下來，在時間t5處測量的同步數據包5的延遲時間也是(O)，即，在當前偏移窗口內。
[0336]同步數據包的延遲時間連續兩次在偏移窗口內。
[0337]在該情況下，在時間t4至t5處指示的偏移窗口的寬度被減小附圖中示出的大小(dec2)，且結果是獲得了在時間t5至t6處指示的窗口寬度。
[0338]窗口寬度的減小幅度(decl)與(dec2)之間的關係是decl〈dec2。因此，執行將窗口大小縮小比初始縮小寬度更大的寬度的處理。
[0339]接下來，在時間t6處測量的同步數據包6的延遲時間也是(O)，即，在當前偏移窗口內。[0340]同步數據包的延遲時間連續三次在偏移窗口內。
[0341]在該情況下，在時間t5至t6處指示的偏移窗口的寬度被縮小附圖中示出的大小(dec3)，且結果是獲得了在時間t6至t7處指示的窗口寬度。
[0342]窗口寬度的縮小幅度(decl)、(dec2)和(dec3)間的關係是decl〈dec2〈dec3。因此，執行將窗口大小縮小比第一和第二縮小寬度更大的寬度的處理。
[0343]在執行上述處理的情況下，圖7中示出的偏移窗口縮小處理數據被設置為窗口寬度的縮小幅度根據縮小處理的連續次數而順序增大的數據。
[0344]在如上所述連續執行放大和縮小的情況下，增大幅度和縮小幅度被設置為順序變大。
[0345]通過執行上述處理，可以更快獲得最優窗口大小。
[0346]應注意,在圖8所示的實例中，放大和縮小窗口大小的連續處理次數被設置為三次，但在四次或更多次的設置中，可執行相同的處理。
[0347]可選地，可限定特定的最大放大寬度和特定的最大縮小寬度。對於預定次數或更多的連續放大處理，可連續應用所限定的最大放大寬度，且對於預定次數或更多的連續縮小處理，可連續應用所限定的最大縮小寬度。
[0348](6.本公開的結構的結論)
[0349]以上已參照具體實例詳細描述了本公開的實施方式。顯然，在不背離本公開的要旨的情況下，本領域技術人員可修改和替換實施方式，且不應進行限定性解釋。即，描述了本公開的實施方式，且不應對本公開進行限定性解釋。為確定本公開的要旨，應考慮權利要求。
[0350]應注意，本公開可採用以下配置。
[0351](I) 一種通信設備，包括:
[0352]數據處理單元，被配置為執行所述通信設備與通信對方設備之間的時鐘同步處理；以及
[0353]通信單元，被配置為執行與所述通信對方設備的通信，其中，
[0354]當執行伴隨有向所述通信對方設備發送和從所述通信對方設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制，以及
[0355]所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
[0356](2)根據項目(I)所述的通信設備，其中，
[0357]在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口內的情況下，所述數據處理單元將所述當前偏移窗口的所述寬度減小預定固定寬度，以及
[0358]在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，所述數據處理單元將所述當前偏移窗口的所述寬度增大所述預定固定寬度。[0359](3)根據項目(I)所述的通信設備，其中，
[0360]在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口內的情況下，所述數據處理單元以預定固定減小率來減小所述當前偏移窗口的所述寬度，以及
[0361]在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，所述數據處理單元以預定固定增大率來增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
[0362](4)根據項目(I)所述的通信設備，其中，
[0363]所述數據處理單元根據對所述偏移窗口的所述寬度的增大處理的連續計數將所述偏移窗口的所述寬度的增大幅度設置為更大，以及
[0364]所述數據處理單元根據對所述偏移窗口的所述寬度的減小處理的連續計數將所述偏移窗口的所述寬度的減小幅度設置為更大。
[0365](5)根據項目(I)至(4)中任一項所述的通信設備，其中，
[0366]所述數據處理單元在從預定的所述偏移窗口寬度的上限值到下限值的範圍內執行對所述偏移窗口的所述寬度的增大和減小處理。
[0367](6)根據項目(I)至(5)中任一項所述的通信設備，其中，
[0368]所述數據處理單元計算從所述通信對方設備接收所述同步數據包所需的時間段與向所述通信對方設備發送所述同步數據包所需的時間段之和，作為所述網絡延遲。
[0369](7)根據項目(I)至(6)中任一項所述的通信設備，其中，
[0370]所述數據處理單元基於順序計算的所述同步數據包的延遲時間數據來更新作為所述偏移窗口的末端的最小值。
[0371](8) 一種通信系統，包括:
[0372]第一通信設備；以及
[0373]第二通信設備，被配置為執行與所述第一通信設備的通信，其中，
[0374]所述第一通信設備包括:
[0375]數據處理單元，被配置為執行所述第一通信設備與所述第二通信設備之間的時鐘同步處理；以及
[0376]通信單元，被配置為執行與所述第二通信設備的通信，
[0377]當執行伴隨有向所述第二通信設備發送和從所述第二通信設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制，以及
[0378]所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
[0379]此外，在上述設備和系統中執行處理的方法和用於執行該處理的程序也包括在本公開的結構中。
[0380]此外，上述一系列處理可由硬體、軟體、或者硬體和軟體的組合結構來執行。在通過軟體執行處理的情況下，可以將記錄處理序列的程序安裝到納入專用硬體中的計算機的存儲器並執行該程序，或者將該程序安裝到能夠執行各種處理的通用計算機並執行該程序。例如，該程序可以提前被記錄在記錄介質中。可以將程序從記錄介質安裝到計算機中或者經由諸如LAN (區域網)和網際網路的網絡接收程序並將該程序安裝到諸如內置硬碟的記錄介質。
[0381]應注意，在說明書中描述的各種處理可不一定以根據說明書的時間順序來執行。必要時或者根據執行處理的設備的處理能力，這些處理可並行或單獨執行。此外，在說明書中，系統是指多個設備的邏輯組裝結構，且結構的設備不一定在同一殼體中。
[0382]如上所述，採用根據本公開實施方式的結構，在通信設備中實現了高度精確的時鐘同步處理。
[0383]具體地，所述通信設備包括:數據處理單元，被配置為執行所述通信設備與通信對方設備之間的時鐘同步處理；以及通信單元，被配置為執行與所述通信對方設備的通信。當執行伴隨有向所述通信對方設備發送和從所述通信對方設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制，以及所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
[0384]採用該結構，在適合當前狀況的最佳窗口寬度的設置下，可以選擇用於執行可靠同步控制的同步數據包,並執行高度精確的時鐘同步處理。
[0385]本公開包括涉及於2012年7月26日在日本專利局提交的日本在先專利申請第JP2012-165355號中所公開的主題，將其全部內容結合於此供參考。
[0386]本領域技術人員應當理解，只要在所附權利要求或其等同物的範圍內，可根據設計需求和其他因素，進行各種修改、組合、子組合和變更。
【權利要求】
1.一種通信設備，包括: 數據處理單元，被配置為執行所述通信設備與通信對方設備之間的時鐘同步處理；以及 通信單元，被配置為執行與所述通信對方設備的通信，其中， 當執行伴隨有向所述通信對方設備發送和從所述通信對方設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制，以及 所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
2.根據權利要求1所述的通信設備，其中， 在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口內的情況下，所述數據處理單元將所述當前偏移窗口的所述寬度減小預定固定寬度，以及 在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，所述數據處理單元將所述當前偏移窗口的所述寬度增大所述預定固定寬度。
3.根據權利要求1所述的通信設備，其中， 在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口內的情況下，所述數據處理單元以預定固定減小率來減小所述當前偏移窗口的所述寬度，以及 在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，所述數據處理單元以預定固定增大率來增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
4.根據權利要求1所述的通信設備，其中， 所述數據處理單元根據對所述偏移窗口的所述寬度的增大處理的連續計數將所述偏移窗口的所述寬度的增大幅度設置為更大，以及 所述數據處理單元根據對所述偏移窗口的所述寬度的減小處理的連續計數將所述偏移窗口的所述寬度的減小幅度設置為更大。
5.根據權利要求1所述的通信設備，其中， 所述數據處理單元在從預定的所述偏移窗口寬度的上限值到下限值的範圍內執行對所述偏移窗口的所述寬度的增大和減小處理。
6.根據權利要求1所述的通信設備，其中， 所述數據處理單元計算從所述通信對方設備接收所述同步數據包所需的時間段與向所述通信對方設備發送所述同步數據包所需的時間段之和，作為所述網絡延遲。
7.根據權利要求1所述的通信設備，其中， 所述數據處理單元基於順次計算的所述同步數據包的延遲時間數據來更新作為所述偏移窗口的末端的最小值。
8.一種通信系統，包括: 第一通信設備；以及第二通信設備，被配置為執行與所述第一通信設備的通信，其中， 所述第一通信設備包括: 數據處理單元，被配置為執行所述第一通信設備與所述第二通信設備之間的時鐘同步處理；以及 通信單元，被配置為執行與所述第二通信設備的通信， 當執行伴隨有向所述第二通信設備發送和從所述第二通信設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制，以及 所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
9.一種用於在通信設備中執行時鐘相位同步處理的同步處理方法，所述通信設備包括:數據處理單元，被配置為執行所述通信設備與通信對方設備之間的時鐘同步處理；以及通信單元，被配置為執行與所述通信對方設備的通信，所述同步處理方法包括: 當執行伴隨有向所述通信對方設備發送和從所述通信對方設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，由所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制；以及 由所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
10.根據權利要求9所述的同步處理方法，其中， 在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口內的情況下，由所述數據處理單元將所述當前偏移窗口的所述寬度減小預定固定寬度，以及 在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，由所述數據處理單元將所述當前偏移窗口的所述寬度增大所述預定固定寬度。
11.一種使得在通信設備中執行時鐘相位同步處理的程序，所述通信設備包括:數據處理單元，被配置為執行所述通信設備與通信對方設備之間的時鐘同步處理；以及通信單元，被配置為執行與所述通信對方設備的通信，所述程序使所述數據處理單元執行以下步驟: 當執行伴隨有向所述通信對方設備發送和從所述通信對方設備接收同步數據包的所述時鐘同步處理時，由所述數據處理單元將限定應用於所述同步處理的數據包的可允許延遲時間範圍的偏移窗口和所述同步數據包的網絡延遲時間相互比較，選擇所述網絡延遲時間在所述偏移窗口內的所述同步數據包，並應用從所選擇的所述同步數據包計算的相位偏移信息來執行相位控制；以及 由所述數據處理單元執行偏移窗口寬度更新處理，所述偏移窗口寬度更新處理在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於當前偏移窗口內的情況下，減小所述當前偏移窗口的寬度，以及在所述同步數據包的所述網絡延遲時間處於所述當前偏移窗口之外的情況下，增大所述當前偏移窗口的所述寬度。
【文檔編號】H04J3/06GK103580769SQ201310306277
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月19日 優先權日:2012年7月26日
【發明者】浜松俊彥, 染谷鬱男, 兒島俊明 申請人:索尼公司