CN104641589B - 校正参数计算装置及时刻同步系统、以及校正参数计算方法 - Google Patents
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Abstract
即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也会计算正确的校正参数,得到与主时钟装置同步的校正时刻。主发送时刻存储部(42)对利用主时钟装置测定得到的、由主装置发送出多个主同步信号的各个主发送时刻进行存储。从接收时刻存储部(43)对利用从时钟装置测定得到的、由从装置接收到上述多个主同步信号的各个从接收时刻进行存储。速度比计算部(52)基于将上述主发送时刻平均后的主发送平均时刻、和将上述从接收时刻平均后的从接收平均时刻,计算上述主时钟装置的时刻的计时速度相对于上述从时钟装置的时刻的计时速度的速度比。
Description
技术领域
涉及一种校正参数计算装置,其对用于得到同步的时刻的校正参数进行计算。
背景技术
需要使多个时钟正确地同步。
例如,在工厂自动化(FA)中,有时1台控制设备经由网络控制多台工作设备。为了实现高精度的控制,基于时刻信息对多台工作设备进行控制。例如,使进行X轴方向的移动的电动机和进行Y轴方向的移动的电动机在相同时刻以相同的旋转速度开始旋转,由此描绘一条直线的轨迹。如果某个电动机的旋转开始出现延迟,则在轨迹上产生角度,无法描绘一条直线的轨迹。因此,需要经由网络使多个工作设备的时刻高精度地一致。
经由网络进行通信的传输所花费的时间不恒定。例如,由于中继设备中的中继延迟时间的波动、线缆的传输速度的波动,传输时间每次进行变动。这使得难于进行经由网络的时刻同步。作为对传输时间的波动的影响进行抑制,对因石英的振荡频率的误差等引起的时钟的计时速度的偏差(石英偏差比)进行计算的技术,例如具有专利文献1。
专利文献1:日本特开2011-023788号公报
发明内容
在专利文献1所记载的技术中,进行多次通信,将其中传输时间最短的通信假定为不存在传输时间的波动的通信。然而,即使是传输时间最短的通信,实际上也可能包含传输时间的波动。
本发明的目的在于,例如即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也会计算正确的校正参数,得到同步的时刻。
本发明所涉及的校正参数计算装置的特征在于,具有:主发送时刻存储部,其对利用主时钟装置测定得到的主装置发送出多个主同步信号的各个主发送时刻进行存储;
从接收时刻存储部,其对利用从时钟装置测定得到的从装置接收到所述多个主同步信号的各个从接收时刻进行存储;以及
速度比计算部,其基于将所述主发送时刻平均后的主发送平均时刻、和将所述从接收时刻平均后的从接收平均时刻,对所述主时钟装置的时刻的计时速度相对于所述从时钟装置的时刻的计时速度的速度比进行计算。
发明的效果
根据本发明所涉及的校正参数计算装置,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够计算正确的校正参数。由此,能够得到与主时钟装置同步的校正时刻。
附图说明
图1是表示实施方式1中的时刻同步系统10的整体结构的一个例子的图。
图2是表示实施方式1中的计算机90的硬件资源的一个例子的图。
图3是表示实施方式1中的主装置12的功能模块的结构的一个例子的图。
图4是表示实施方式1中的从装置13的功能模块的结构的一个例子的图。
图5是表示实施方式1中的校正参数计算装置14的功能模块的结构的一个例子的图。
图6是表示实施方式1中的时刻同步处理60的流程的一个例子的图。
图7是表示实施方式1中的第一测定处理61的流程的一个例子的图。
图8是表示实施方式1中的第二测定处理62的流程的一个例子的图。
图9是表示实施方式1中的校正参数计算处理63的流程的一个例子的图。
图10是表示实施方式1中的同步时刻计算处理69的流程的一个例子的图。
图11是表示实施方式1中的平均计算部51的详细模块的结构的一个例子的图。
图12是表示实施方式1中的速度比计算部52的详细模块的结构的一个例子的图。
图13是表示实施方式1中的传输平均时间计算部53的详细模块的结构的一个例子的图。
图14是表示实施方式1中的基准时刻计算部54的详细模块的结构的一个例子的图。
图15是表示实施方式2中的时刻同步系统10的整体结构的一个例子的图。
图16是表示实施方式2中的主站点1的功能模块的结构的一个例子的图。
图17是表示实施方式2中的从站点2的功能模块的结构的一个例子的图。
图18是表示实施方式2中的测定通信时的主站点1和从站点2的动作流程的一个例子的图。
图19是表示实施方式2中的校正通信时的主站点1和从站点2的动作流程的一个例子的图。
图20是表示实施方式3中的传输平均时间计算部53的详细模块的结构的一个例子的图。
图21是表示实施方式4中的校正参数计算装置14的功能模块的结构的一个例子的图。
图22是表示实施方式4中的时刻同步处理60的流程的一个例子的图。
图23是表示实施方式4中的校正参数计算处理63的流程的一个例子的图。
图24是表示实施方式4中的平均计算部51的详细模块的结构的一个例子的图。
图25是表示实施方式4中的速度比计算部52的详细模块的结构的一个例子的图。
图26是表示实施方式4中的基准时刻计算部54的详细模块的结构的一个例子的图。
具体实施方式
实施方式1.
利用图1~图14对实施方式1进行说明。
图1是表示本实施方式中的时刻同步系统10的整体结构的一个例子的图。
时刻同步系统10例如具有网络11、主装置12、从装置13、校正参数计算装置14。此外,从装置13可以为多个。
网络11成为在主装置12、从装置13以及校正参数计算装置14之间进行通信的媒介。网络11例如为局域网(LAN)等。
主装置12具有主时钟装置。主时钟装置对时刻进行测定。将主时钟装置所测定的时刻称为“主时刻”。主时刻是时刻同步系统10中的基准时刻。
从装置13具有从时钟装置。从时钟装置对时刻进行测定。将从时钟装置所测定的时刻称为“从时刻”。主时刻和从时刻未必一致。将主时刻的计时速度称为“主时钟速度”。将从时刻的计时速度称为“从时钟速度”。由于石英的振荡误差等的影响,主时钟速度和从时钟速度未必一致。因此,主时刻和从时刻之间的偏差随着时间的流逝而变化。
因此,从装置13计算对从时刻进行校正后的时刻。将从装置13校正后的时刻称为“校正时刻”。校正时刻和主时刻同步。从装置13基于校正时刻而对动作的定时等进行控制,从而和主装置12、其他从装置13一起正确地进行同步动作。
校正参数计算装置14对用于从装置13校正从时刻的参数进行计算。将校正参数计算装置14所计算的参数称为“校正参数”。校正参数中例如具有速度比、基准时刻等。
速度比是主时钟速度相对于从时钟速度的比。
基准时刻是某时刻下的主时刻(以下称为“主基准时刻”。)以及从时刻(以下称为“从基准时刻”。)。
在从时刻和从基准时刻一致时,主时刻和主基准时刻一致。
在从时刻和自从基准时刻起经过一定时间后的时刻一致时,主时刻和自主基准时刻起经过了将上述一定时间乘以速度比所得到的时间后的时刻一致。
即,下面的关系成立。
m=a(s-s0)+m0
其中,m表示主时刻。a表示速度比。s表示从时刻。s0表示从基准时刻。m0表示主基准时刻。
从装置13基于校正参数计算装置14所计算的速度比以及基准时刻,对该式右边的值进行计算,从而根据从时刻计算校正时刻。从装置13计算出的校正时刻与主时刻一致。
此外,校正参数计算装置14可以形成为与主装置12或者从装置13一体地构成。或者,校正参数计算装置14可以形成为,其一部分与主装置12一体地构成,其剩余部分与从装置13一体地构成。
主装置12经由网络11而对从装置13多次发送同步信号。将主装置12对从装置13发送的同步信号称为“主同步信号”。从装置13经由网络11而多次接收主装置12发送出的主同步信号。
另外,从装置13经由网络11而对主装置12多次发送同步信号。将从装置13对主装置12发送的同步信号称为“从同步信号”。主装置12经由网络11而多次接收从装置13发送出的从同步信号。
将从发送同步信号起至接收到同步信号为止所花费的时间称为“传输时间”。由于主装置12和从装置13之间的通信是经由网络11进行的,因此,传输时间未必恒定。
主装置12利用主时钟装置对发送出主同步信号的时刻、接收到从同步信号的时刻进行测定。将利用主时钟装置对主装置12发送出主同步信号的时刻进行测定得到的时刻称为“主发送时刻”。将利用主时钟装置对主装置12接收到从同步信号的时刻进行测定得到的时刻称为“主接收时刻”。
从装置13利用从时钟装置对接收到主同步信号的时刻、发送出从同步信号的时刻进行测定。将利用从时钟装置对从装置13接收到主同步信号的时刻进行测定得到的时刻称为“从接收时刻”。将利用从时钟装置对从装置13发送出从同步信号的时刻进行测定得到的时刻称为“从发送时刻”。
校正参数计算装置14基于主发送时刻、主接收时刻、从接收时刻以及从发送时刻,对校正参数进行计算。
图2是表示本实施方式中的计算机90的硬件资源的一个例子的图。
主装置12、从装置13以及校正参数计算装置14分别具有计算机90。
计算机90例如具有控制装置91、输入装置92、输出装置93、存储装置94以及运算装置95。
控制装置91通过执行存储装置94所存储的计算机程序而对计算机90的整体进行控制,实现所编程的功能。
存储装置94对由控制装置91执行的计算机程序、运算装置95在运算中使用的数字数据等进行存储。存储装置94例如为易失性存储器或非易失性存储器等主存储装置、磁盘装置、光盘装置等外部存储装置等。
运算装置95进行算术运算、逻辑运算等运算。运算装置95例如使用存储装置94所存储的数字数据进行运算,生成表示运算结果的数字数据。运算装置95所生成的数字数据例如由存储装置94存储。
输入装置92从计算机90的外部输入信息,将该信息变换为数字数据。由输入装置92变换后的数字数据例如由存储装置94存储,或者由运算装置95在运算中使用。输入装置92例如为键盘、鼠标等操作输入装置、麦克风等音频输入装置、照相机、扫描仪等图像输入装置、对温度、压力等物理量进行测定的测定装置、对由其他装置发送出的信号进行接收的接收装置等。
输出装置93例如对存储装置94所存储的数字数据、运算装置95所生成的数字数据进行变换,将变换后的数据向计算机90的外部输出。输出装置93例如为对文字、图像等进行显示的显示装置、扬声器等音频输出装置、对文字、图像等进行打印的打印装置、对其他装置发送信号的发送装置等。
以下说明的主装置12、从装置13以及校正参数计算装置14等的功能模块,例如能够通过控制装置91执行存储装置94所存储的计算机程序而实现。然而,这些功能模块也可以不必通过计算机90而实现。这些功能模块例如可以通过数字电路、模拟电路等电气结构、机械结构等除了计算机90以外的结构而实现。
图3是表示本实施方式中的主装置12的功能模块的结构的一个例子的图。
主装置12例如具有主时钟装置21、主发送部22、主发送时刻测定部23、主发送时刻通知部24、主接收部25、主接收时刻测定部26以及主接收时刻通知部27。
主时钟装置21对时刻进行测定。
主发送部22向从装置13多次发送主同步信号。
主发送时刻测定部23利用主时钟装置21对由主发送部22发送出主同步信号的各个时刻分别进行测定。
主发送时刻通知部24向校正参数计算装置14通知由主发送时刻测定部23测定得到的多个主发送时刻。
主接收部25多次接收由从装置13发送出的从同步信号。
主接收时刻测定部26利用主时钟装置21对由主接收部接收到从同步信号的各个时刻分别进行测定。
主接收时刻通知部27向校正参数计算装置14通知由主接收时刻测定部26测定得到的多个主接收时刻。
图4是表示本实施方式中的从装置13的功能模块的结构的一个例子的图。
从装置13例如具有从时钟装置31、从接收部32、从接收时刻测定部33、从接收时刻通知部34、从发送部35、从发送时刻测定部36、从发送时刻通知部37、校正参数获取部38以及同步时刻计算部39。
从时钟装置31对时刻进行测定。
从接收部32多次接收由主装置12发送出的主同步信号。
从接收时刻测定部33利用从时钟装置31对从接收部32接收到主同步信号的各个时刻分别进行测定。
从接收时刻通知部34向校正参数计算装置14通知由从接收时刻测定部33测定得到的多个从接收时刻。
从发送部35向主装置12多次发送从同步信号。
从发送时刻测定部36利用从时钟装置31对由从发送部35发送出从同步信号的各个时刻分别进行测定。
从发送时刻通知部37向校正参数计算装置14通知由从发送时刻测定部36测定得到的多个从发送时刻。
校正参数获取部38获取由校正参数计算装置14计算出的校正参数。
同步时刻计算部39基于校正参数获取部38获取的校正参数,对从时钟装置31测定得到的从时刻进行校正,计算出校正时刻。
图5是表示本实施方式中的校正参数计算装置14的功能模块的结构的一个例子的图。
校正参数计算装置14例如具有主发送时刻获取部41、主发送时刻存储部42、从接收时刻获取部43、从接收时刻存储部44、从发送时刻获取部45、从发送时刻存储部46、主接收时刻获取部47、主接收时刻存储部48、平均计算部51、速度比计算部52、传输平均时间计算部53、基准时刻计算部54以及校正参数通知部55。
主发送时刻获取部41获取由主装置12通知的多个主发送时刻。
主发送时刻存储部42对主发送时刻获取部41获取的多个主发送时刻进行存储。
从接收时刻获取部43获取由从装置13通知的多个从接收时刻。
从接收时刻存储部44对从接收时刻获取部43获取的多个从接收时刻进行存储。
从发送时刻获取部45获取由从装置13通知的多个从发送时刻。
从发送时刻存储部46对从发送时刻获取部45获取的多个从发送时刻进行存储。
主接收时刻获取部47获取由主装置12通知的多个主接收时刻。
主接收时刻存储部48对主接收时刻获取部47获取的多个主接收时刻进行存储。
平均计算部51对平均值进行计算。例如,平均计算部51对将主发送时刻存储部42所存储的多个主发送时刻平均后的平均值进行计算。将对主发送时刻平均后的平均值称为“主发送平均时刻”。平均计算部51对将从接收时刻存储部44所存储的多个从接收时刻平均后的平均值进行计算。将对从接收时刻平均后的平均值称为“从接收平均时刻”。平均计算部51对将从发送时刻存储部46所存储的多个从发送时刻平均后的平均值进行计算。将对从发送时刻平均后的平均值称为“从发送平均时刻”。平均计算部51对将主接收时刻存储部48所存储的多个主接收时刻平均后的平均值进行计算。将对主接收时刻平均后的平均值称为“主接收平均时刻”。
速度比计算部52对速度比进行计算。例如,速度比计算部52基于平均计算部51计算出的平均值、主发送时刻存储部42所存储的主发送时刻、以及从接收时刻存储部44所存储的从接收时刻,对速度比进行计算。
传输平均时间计算部53对传输平均时间进行计算。传输平均时间是将同步信号的传输时间平均后的平均值。例如,传输平均时间计算部53基于由平均计算部51计算出的平均值,对传输平均时间进行计算。
如上所述,同步信号的传输时间每次都不相同。将主同步信号的传输时间称为主传输时间。将从同步信号的传输时间称为从传输时间。将主传输时间的平均值称为主传输平均时间。将从传输时间的平均值称为从传输平均时间。如果假定主传输平均时间与从传输平均时间相等,则主传输平均时间以及从传输平均时间与传输平均时间相等。
基准时刻计算部54对基准时刻进行计算。例如,基准时刻计算部54基于由平均计算部51计算出的平均值、和由传输平均时间计算部53计算出的传输平均时间,对基准时刻进行计算。
校正参数通知部55向从装置13通知校正参数。校正参数通知部55向从装置13通知的校正参数包含由速度比计算部52计算出的速度比、和由基准时刻计算部54计算出的基准时刻。
图6是表示本实施方式中的时刻同步处理60的流程的一个例子的图。
在时刻同步处理60中,主装置12以及从装置13发送/接收同步信号并对各个时刻进行测定,校正参数计算装置14基于测定得到的时刻而对校正参数进行计算,从装置13基于计算出的校正参数而对从时刻进行校正,对与主时刻同步的时刻进行计算。
时刻同步处理60例如具有第一测定处理61、第二测定处理62、校正参数计算处理63以及同步时刻计算处理69。
在第一测定处理61中,主装置12以及从装置13彼此多次发送/接收同步信号,并对其时刻进行测定。
在第二测定处理62中,主装置12以及从装置13再次多次发送/接收同步信号,并对其时刻进行测定。
在校正参数计算处理63中,校正参数计算装置14基于由主装置12以及从装置13在第一测定处理61以及第二测定处理62中测定得到的时刻,对校正参数进行计算。
在同步时刻计算处理69中,从装置13基于由校正参数计算装置14在校正参数计算处理63中计算出的校正参数,对从时刻进行校正,对校正时刻进行计算。
此外,在第一测定处理61结束之后,可以立即执行第二测定处理62,也可以隔开间隔而执行第二测定处理62。
另外,在校正参数计算处理63结束之后,可以立即执行同步时刻计算处理69,也可以隔开间隔而执行同步时刻计算处理69。每当需要与主时刻同步的时刻时,重复执行同步时刻计算处理69。
重复执行时刻同步处理60。例如可以以1天1次等定期的频率进行重复,也可以在需要精度较高的同步等情况下根据需要而不定期地重复。
可以是如下结构,即,在第2次及其以后的时刻同步处理60中,利用在此前执行的时刻同步处理60的第一测定处理61、第二测定处理62中测定得到的时刻。
例如,假设在第一测定处理61中对n个主同步信号以及n个从同步信号的发送时刻以及接收时刻进行测定。n是大于或等于2的整数。在第1次的时刻同步处理60中,在第一测定处理61中对主同步信号以及从同步信号进行n次发送/接收。在第2次及其以后的时刻同步处理60中,在第一测定处理61中对主同步信号以及从同步信号进行k次发送/接收。k是大于等于n/2而小于n的整数。校正参数计算装置14基于在本次的时刻同步处理60的第一测定处理61中测定得到的k次的主发送时刻、从接收时刻、从发送时刻以及主接收时刻、和在上一次的时刻同步处理60的第一测定处理61中测定得到的(n-k)次的主发送时刻、从接收时刻、从发送时刻以及主接收时刻,对校正参数进行计算。
在k比n/2小的情况下,在第3次及其以后时刻同步处理中,仅利用在本次的时刻同步处理60的第一测定处理61中测定得到的k次的时刻、和在上一次的时刻同步处理60的第一测定处理61中测定得到的k次的时刻,无法构成n次的时刻。校正参数计算装置14使用在更早之前的时刻同步处理60的第一测定处理61中测定得到的时刻,对校正参数进行计算。
例如,在k为1的情况下,在第i次(i为大于或等于2而小于n的整数。)的时刻同步处理60中,校正参数计算装置14基于在从第2次至第i次为止的时刻同步处理60的第一测定处理61中测定得到的(i-1)次的时刻、和在第1次的时刻同步处理60的第一测定处理61中测定得到的(n-i)次的时刻,对校正参数进行计算。另外,在第i次(i为大于或等于n的整数。)的时刻同步处理60中,校正参数计算装置14基于在从第(i-n+1)次至第i次为止的时刻同步处理60的第一测定处理61中测定得到的n次的时刻,对校正参数进行计算。
图7是表示本实施方式中的第一测定处理61的流程的一个例子的图。
第一测定处理61例如具有主同步信号发送工序611、从同步信号接收工序612、结束判定工序613、主同步信号接收工序616、从同步信号发送工序617以及结束判定工序618。
在主同步信号发送工序611中,主装置12(主发送部22)向从装置13发送主同步信号。主装置12(主发送时刻测定部23)利用主时钟装置21对发送出主同步信号的时刻进行测定。主装置12(主发送时刻通知部24)向校正参数计算装置14通知测定得到的主发送时刻。
在主同步信号接收工序616中,从装置13(从接收部32)对在主同步信号发送工序611中由主装置12发送出的主同步信号进行接收。从装置13(从接收时刻测定部33)利用从时钟装置31对接收到主同步信号的时刻进行测定。从装置13(从接收时刻通知部34)向校正参数计算装置14通知测定得到的从接收时刻。
在从同步信号发送工序617中,从装置13(从发送部35)向主装置12发送从同步信号。从装置13(从发送时刻测定部36)利用从时钟装置31对发送出从同步信号的时刻进行测定。从装置13(从发送时刻通知部37)向校正参数计算装置14通知测定得到的从发送时刻。
在从同步信号接收工序612中,主装置12(主接收部25)对在从同步信号发送工序617中由从装置13发送出的从同步信号进行接收。主装置12(主接收时刻测定部26)利用主时钟装置21对接收到从同步信号的时刻进行测定。主装置12(主接收时刻通知部27)向校正参数计算装置14通知测定得到的主接收时刻。
在结束判定工序613中,主装置12(主发送部22)判定是否结束第一测定处理61。例如,预先规定主装置12发送主同步信号的次数。将该次数设为n1。n1为大于或等于2的整数。在执行主同步信号发送工序611的次数达到n1的情况下,主装置12判定为结束第一测定处理61。
在判定为仍未结束第一测定处理61的情况下,主装置12将处理返回至主同步信号发送工序611中,发送下一次的主同步信号。
在判定为结束第一测定处理61的情况下,主装置12结束第一测定处理61。
在结束判定工序618中,从装置13(从接收部32)判定是否结束第一测定处理61。判定方式必须是使得判定结果和主装置12在结束判定工序613中判定得到的结果一致的方式。例如,在执行从同步信号发送工序617的次数达到n1的情况下,从装置13判定为结束第一测定处理61。或者,在即使等待了规定的时间仍未从主装置12接收到主同步信号的情况下,视作主装置12已结束了第一测定处理61,从装置13判定为结束第一测定处理61。
在判定为仍未结束第一测定处理61的情况下,从装置13将处理返回至主同步信号接收工序616中,接收下一次的主同步信号。
在判定为结束第一测定处理61的情况下,从装置13结束第一测定处理61。
此外,可以形成为如下结构,即,主装置12以及从装置13不在进行测定之后立即对校正参数计算装置14通知测定得到的时刻,而是在判定为结束第一测定处理61以后集中进行通知。
图8是表示本实施方式中的第二测定处理62的流程的一个例子的图。
第二测定处理62例如具有主同步信号发送工序621、结束判定工序623、主同步信号接收工序626以及结束判定工序628。
在主同步信号发送工序621中,主装置12(主发送部22)向从装置13发送主同步信号。主装置12(主发送时刻测定部23)利用主时钟装置21对发送出主同步信号的时刻进行测定。主装置12(主发送时刻通知部24)向校正参数计算装置14通知测定得到的主发送时刻。
在主同步信号接收工序626中,从装置13(从接收部32)对在主同步信号发送工序611中由主装置12发送出的主同步信号进行接收。从装置13(从接收时刻测定部33)利用从时钟装置31对接收到主同步信号的时刻进行测定。从装置13(从接收时刻通知部34)向校正参数计算装置14通知测定得到的从接收时刻。
在结束判定工序623中,主装置12(主发送部22)判定是否结束第二测定处理62。例如,预先规定主装置12发送主同步信号的次数。将该次数设为n2。n2为大于或等于2的整数。主装置12在第二测定处理62中发送主同步信号的次数n2可以和主装置12在第一测定处理61中发送主同步信号的次数n1相同,也可以不同。在执行主同步信号发送工序611的次数达到n2的情况下,主装置12判定为结束第一测定处理61。
在判定为仍未结束第二测定处理62的情况下,主装置12将处理返回至主同步信号发送工序621中,发送下一次的主同步信号。
在判定为结束第二测定处理62的情况下,主装置12结束第二测定处理62。
在结束判定工序628中,从装置13(从接收部32)判定是否结束第二测定处理62。判定方式必须是使得判定结果和主装置12在结束判定工序623中判定得到的结果一致的方式。
在判定为仍未结束第二测定处理62的情况下,从装置13将处理返回至主同步信号接收工序626中,接收下一次的主同步信号。
在判定为结束第二测定处理62的情况下,从装置13结束第二测定处理62。
图9是表示本实施方式中的校正参数计算处理63的流程的一个例子的图。
校正参数计算处理63例如具有平均计算工序631、速度比计算工序632、传输平均时间计算工序633、基准时刻计算工序634以及校正参数通知工序635
在平均计算工序631中,校正参数计算装置14(平均计算部51)对第一主发送平均时刻、第二主发送平均时刻、第一从接收平均时刻、第二从接收平均时刻、从发送平均时刻以及主接收平均时刻进行计算。
校正参数计算装置14计算出的第一主发送平均时刻,是将在第一测定处理61中由主装置12测定得到的多个主发送时刻平均后的平均值。
校正参数计算装置14计算出的第二主发送平均时刻,是将在第二测定处理62中由主装置12测定得到的多个主发送时刻平均后的平均值。
校正参数计算装置14计算出的第一从接收平均时刻,是将在第一测定处理61中由从装置13测定得到的多个从接收时刻平均后的平均值。
校正参数计算装置14计算出的第二从接收平均时刻,是将在第二测定处理62中由从装置13测定得到的多个从接收时刻平均后的平均值。
校正参数计算装置14计算出的从发送平均时刻,是将在第一测定处理61中由从装置13测定得到的多个从发送时刻平均后的平均值。
校正参数计算装置14计算出的主接收平均时刻,是将在第一测定处理61中由主装置12测定得到的多个主接收时刻平均后的平均值。
在速度比计算工序632中,校正参数计算装置14(速度比计算部52)对速度比进行计算。例如,校正参数计算装置14将从在平均计算工序631中计算出的第二主发送平均时刻中减去在平均计算工序631中计算出的第一主发送平均时刻得到的差,除以从在平均计算工序631中计算出的第二从接收平均时刻中减去在平均计算工序631中计算出的第一从接收平均时刻得到的差而计算出商,并将该商作为速度比。
在传输平均时间计算工序633中,校正参数计算装置14(传输平均时间计算部53)对传输平均时间进行计算。例如,校正参数计算装置14对从在平均计算工序631中计算出的主接收平均时刻中减去在平均计算工序631中计算出的第一主发送平均时刻而得到的差进行计算。将计算出的差称为“主发送/接收平均时刻差”。校正参数计算装置14对从在平均计算工序631中计算出的从发送平均时刻中减去在平均计算工序631中计算出的第一从接收平均时刻而得到的差进行计算。将计算出的差称为“从接收/发送平均时刻差”。校正参数计算装置14对从主发送/接收平均时刻差中减去从接收/发送平均时刻差而得到的差除以2后的商进行计算,并将该商作为传输平均时间。
在基准时刻计算工序634中,校正参数计算装置14(基准时刻计算部54)对主基准时刻以及从基准时刻进行计算。例如,校正参数计算装置14将在平均计算工序631中计算出的第一从接收平均时刻作为从基准时刻。校正参数计算装置14对将在平均计算工序631中计算出的第一主发送平均时刻与在传输平均时间计算工序633中计算出的传输平均时间进行合计得到的和进行计算,并将该和作为主基准时刻。
在校正参数通知工序635中,校正参数计算装置14(校正参数通知部55)向从装置13通知校正参数。例如,校正参数计算装置14向从装置13通知在速度比计算工序632中计算出的速度比、和在基准时刻计算工序634中计算出的主基准时刻以及从基准时刻。
图10是表示本实施方式中的同步时刻计算处理69的流程的一个例子的图。
同步时刻计算处理69例如具有时刻测定工序691以及校正时刻计算工序692。
在时刻测定工序691中,从装置13(同步时刻计算部39)利用从时钟装置31对时刻进行测定。
在校正时刻计算工序692中,从装置13(同步时刻计算部39)对在时刻测定工序691中测定得到的从时刻进行校正,对校正时刻进行计算。例如,从装置13对从在时刻测定工序691中测定得到的从时刻中减去校正参数计算装置14在校正参数计算处理63中计算出的从基准时刻而得到的差进行计算。从装置13对计算出的差乘以校正参数计算装置14在校正参数计算处理63中计算出的速度比而得到的积进行计算。从装置13对计算出的积与校正参数计算装置14在校正参数计算处理63中计算出的主基准时刻进行合计得到的和进行计算,将该和作为校正时刻。
如果校正参数计算装置14计算出的校正参数正确,则从装置13计算出的校正时刻与主时钟装置21的主时刻一致。
图11是表示本实施方式中的平均计算部51的详细模块的结构的一个例子的图。
平均计算部51例如具有2个主发送平均时刻计算部511、512、2个从接收平均时刻计算部513、514、从发送平均时刻计算部515以及主接收平均时刻计算部516。
主发送平均时刻计算部511对第一主发送平均时刻进行计算。例如,在第一测定处理61中由主装置12测定出的主发送时刻mt的个数为n1个的情况下,主发送平均时刻计算部511对将n1个主发送时刻mt进行合计得到的和进行计算。主发送平均时刻计算部511对将计算出的和除以n1而得到的商进行计算,并将该商作为第一主发送平均时刻。
主发送平均时刻计算部512对第二主发送平均时刻进行计算。例如,在第二测定处理62中由主装置12测定出的主发送时刻mt’的个数为n2个的情况下,主发送平均时刻计算部512对将n2个主发送时刻mt’进行合计得到的和进行计算。主发送平均时刻计算部512对将计算出的和除以n2而得到的商进行计算,并将该商作为第二主发送平均时刻。
从接收平均时刻计算部513对第一从接收平均时刻进行计算。例如,在第一测定处理61中由从装置13测定出的从接收时刻sr的个数为n1个的情况下,从接收平均时刻计算部513对将n1个从接收时刻sr进行合计得到的和进行计算。从接收平均时刻计算部513对将计算出的和除以n1而得到的商进行计算,并将该商作为第一从接收平均时刻。
从接收平均时刻计算部514对第二从接收平均时刻进行计算。例如,在第二测定处理62中由从装置13测定出的从接收时刻sr’的个数为n2个的情况下,从接收平均时刻计算部514对将n2个从接收时刻sr’进行合计得到的和进行计算。从接收平均时刻计算部514对将计算出的和除以n2而得到的商进行计算,并将该商作为第二从接收平均时刻。
从发送平均时刻计算部515对从发送平均时刻进行计算。例如,在第一测定处理61中由从装置13测定出的从发送时刻st的个数为n1个的情况下,从发送平均时刻计算部515对将n1个从发送时刻st进行合计得到的和进行计算。从发送平均时刻计算部515对将计算出的和除以n1而得到的商进行计算,并将该商作为从发送平均时刻。
主接收平均时刻计算部516对主接收平均时刻进行计算。例如,在第一测定处理61中由主装置12测定出的主接收时刻mr的个数为n1个的情况下,主接收平均时刻计算部516对将n1个主接收时刻mr进行合计得到的和进行计算。主接收平均时刻计算部516对将计算出的和除以n1而得到的商进行计算,并将该商作为主接收平均时刻。
图12是表示本实施方式中的速度比计算部52的详细模块的结构的一个例子的图。
速度比计算部52例如具有主发送时刻差计算部521、从接收时刻差计算部522以及商计算部523。
主发送时刻差计算部521对主发送时刻差Δmt进行计算。主发送时刻差Δmt是从主发送平均时刻计算部512计算出的第二主发送平均时刻中减去主发送平均时刻计算部511计算出的第一主发送平均时刻而得到的差。
从接收时刻差计算部522对从接收时刻差Δsr进行计算。从接收时刻差Δsr是从由从接收平均时刻计算部514计算出的第二从接收平均时刻中减去从接收平均时刻计算部513计算出的第一从接收平均时刻而得到的差。
商计算部523对将主发送时刻差计算部521计算出的主发送时刻差Δmt除以从接收时刻差计算部522计算出的从接收时刻差Δsr而得到的商进行计算,并将该商作为速度比a。
如果假定第二测定处理62中的主传输平均时间和第一测定处理61中的主传输平均时间相等,则从第一主发送平均时刻至第二主发送平均时刻为止的时间、与从第一从接收平均时刻至第二从接收平均时刻为止的时间相等。主发送时刻差Δmt是通过利用主时钟装置21对其时间进行测定而得到的。从接收时刻差Δsr是通过利用从时钟装置31对其时间进行测定而得到的。因此,商计算部523所计算的商与速度比一致。
将作为样本的n个主传输时间平均后的主传输平均时间的方差,是作为母集合的主传输时间的方差的n分之1。将作为样本的n1个主传输时间平均后的主传输平均时间、和将作为样本的n2个主传输时间平均后的主传输平均时间之差的方差,是作为母集合的主传输时间的方差的(1/n1+1/n2)倍。
因此,如果n1以及n2足够大,则能够假定为第二测定处理62中的主传输平均时间和第一测定处理61中的主传输平均时间相等。
图13是表示本实施方式中的传输平均时间计算部53的详细模块的结构的一个例子的图。
传输平均时间计算部53例如具有主发送/接收平均时刻差计算部531、从接收/发送平均时刻差计算部532、往复传输平均时间计算部533以及单向传输平均时间计算部534。
主发送/接收平均时刻差计算部531对主发送/接收平均时刻差进行计算。例如,主发送/接收平均时刻差计算部531对从由主接收平均时刻计算部516计算出的主接收平均时刻中,减去由主发送平均时刻计算部511计算出的第一主发送平均时刻而得到的差进行计算,并将该差作为主发送/接收平均时刻差。
从接收/发送平均时刻差计算部532对从接收/发送平均时刻差进行计算。例如,从接收/发送平均时刻差计算部532对从由从发送平均时刻计算部515计算出的从发送平均时刻中,减去由从接收平均时刻计算部513计算出的第一从接收平均时刻而得到的差进行计算,并将该差作为从接收/发送平均时刻差。
往复传输平均时间计算部533对往复传输平均时间进行计算。往复传输平均时间是将主传输平均时间与从传输平均时间进行合计得到的和。例如,往复传输平均时间计算部533对从由主发送/接收平均时刻差计算部531计算出的主发送/接收平均时刻差中,减去由从接收/发送平均时刻差计算部532计算出的从接收/发送平均时刻差而得到的差进行计算,并将该差作为往复传输平均时间。
单向传输平均时间计算部534对将由往复传输平均时间计算部533计算出的往复传输平均时间除以2而得到的商进行计算,并将该商作为传输平均时间。
将从在主同步信号发送工序611中由主装置12发送主同步信号起,直至在从同步信号接收工序612中由主装置12接收到从同步信号为止的经过时间称为“主发送/接收时刻差”。
将从在主同步信号接收工序616中由从装置13接收主同步信号起,直至在从同步信号发送工序617中由从装置13发送从同步信号为止的经过时间称为“从接收/发送时刻差”。
M=mr-mt
S=st-sr
其中,M表示基于主时钟装置21的时刻的主发送/接收时刻差。mr表示主接收时刻。mt表示主发送时刻。S表示基于从时钟装置31的时刻的从接收/发送时刻差。st表示从发送时刻。sr表示从接收时刻。
将从在主同步信号发送工序611中由主装置12发送主同步信号起直至在主同步信号接收工序616中由从装置13接收到主同步信号为止的主传输时间、和从在从同步信号发送工序617中由从装置13发送从同步信号起直至在从同步信号接收工序612中由主装置12接收从同步信号为止的从传输时间的合计时间称为“往复传输时间”。
往复传输时间与从主发送/接收时刻差中减去从接收/发送时刻差而得到的差相等。基于主时钟装置21的时刻的接收/发送时刻差,与将基于从时钟装置31的时刻的接收/发送时刻差S乘以速度比a而得到的积相等,因此,
TB=M-a·S
其中,TB表示基于主时钟装置21的时刻的往复传输时间。M表示基于主时钟装置21的时刻的主发送/接收时刻差。a表示速度比。S表示基于从时钟装置31的时刻的从接收/发送时刻差。
与主发送/接收时刻差相比,从发送/接收时刻差较小。另外,速度比a大致为1。因此,下式成立,即,
在第一测定处理61中,如果将主同步信号以及从同步信号的发送/接收重复进行n次,则对n个往复传输时间进行计算。如果将n个往复传输时间进行合计,则
将ΣTB除以n而得到的值为往复传输平均时间。因此,往复传输平均时间与从主发送/接收平均时刻差中减去从接收/发送平均时刻差而得到的差相等。
图14是表示本实施方式中的基准时刻计算部54的详细模块的结构的一个例子的图。
基准时刻计算部54例如具有从基准时刻计算部541以及主基准时刻计算部542。
从基准时刻计算部541对从基准时刻s0进行计算。例如,从基准时刻计算部541将由从接收平均时刻计算部513计算出的第一从接收平均时刻作为从基准时刻s0。
主基准时刻计算部542对主基准时刻m0进行计算。例如,主基准时刻计算部542对将由主发送平均时刻计算部511计算出的第一主发送平均时刻、与由传输平均时间计算部53计算出的传输平均时间进行合计得到的和进行计算,并将该和作为主基准时刻m0。
在主同步信号接收工序616中由从装置13接收到主同步信号的时刻下的主时钟装置21的时刻为
tsr=mt+Tm。
其中,tsr表示在主同步信号接收工序616中由从装置13接收到主同步信号的时刻下的主时钟装置21的时刻。mt表示在主同步信号发送工序611中由主装置12发送出主同步信号的主发送时刻。Tm表示从在主同步信号发送工序611中由主装置12发送主同步信号起,直至在主同步信号接收工序616中由从装置13接收到主同步信号为止的主传输时间。
在第一测定处理61中,如果将主同步信号的发送/接收重复进行n次,则
∑tsr=∑(mt+Tm)
=∑mt+∑Tm
如果将该式的两边除以n,则左边相当于第一从接收平均时刻下的主时钟装置21的时刻。右边相当于将第一主发送平均时刻与主传输平均时间进行合计得到的和。
如果假定主传输平均时间和从传输平均时间相等,则主传输平均时间和传输平均时间相等。因此,在将第一从接收平均时刻作为从基准时刻s0的情况下,主基准时刻m0与将第一主发送平均时刻和传输平均时间进行合计得到的和相等。
校正参数计算装置14以上述方式对校正参数进行计算,由此,即使在传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算出校正参数。
从装置13使用以上述方式计算出的校正参数对校正时刻进行计算,由此能够获得和主时刻同步的时刻。
实施方式2.
对于实施方式2,利用图15~图19进行说明。
此外,针对与实施方式1共通的部分,标注同一标号,省略说明。
图15是表示本实施方式中的时刻同步系统10的整体结构的一个例子的图。
时刻同步系统10具有主站点1、多个从站点2a、2b以及网络11。此外,有时将各个从站点2a、2b简称为“从站点2”。
主站点1是时刻同步系统10中的具有基准时刻的装置。
从站点2是以来自主站点1的帧为基础,生成与主站点1所具有的基准时刻之间的误差较小的装置。
主站点1和从站点2经由网络11而进行通信。在1个网络11上可以存在多台从站点2。在主站点1和从站点2之间,可以存在1个或者多个中继站。中继站对主站点1和从站点2之间的通信进行中继。
图16是表示本实施方式中的主站点1的功能模块的结构的一个例子的图。
主站点1具有主站点时钟100、主站点发送装置110、主站点接收装置120、n个主站点接收时刻i存储装置121~123(i为大于或等于1而小于或等于n的整数。)以及主站点平均接收时刻计算装置124。
主站点时钟100对时刻同步系统10中的基准时刻进行计数。
主站点发送装置110向从站点2发送帧。主站点发送装置110所发送的帧储存有帧编号、该帧的发送时刻、以及将主站点接收装置120接收到的帧的接收时刻平均后的平均接收时刻等。
主站点接收装置120对从站点2发送出的帧进行接收。主站点接收装置120向主站点接收时刻1存储装置121通知接收到帧的情况。
主站点接收时刻i存储装置121~123对主站点接收装置120接收到的帧的接收时刻进行存储。主站点接收时刻1存储装置121对之前刚接收到的帧的接收时刻进行存储。主站点接收时刻2存储装置122对2次之前接收到的帧的接收时刻进行存储。主站点接收时刻n存储装置123对N次之前接收到的帧的接收时刻进行储存。
主站点平均接收时刻计算装置124对将主站点接收装置120过去n次所接收到的n个帧的接收时刻平均后的平均接收时刻(主接收平均时刻)进行计算。
在主站点发送装置110发送的帧中储存的发送时刻、主站点接收时刻i存储装置121~123所存储的接收时刻,是利用主站点时钟100进行测定的。
图17是表示本实施方式中的从站点2的功能模块的结构的一个例子的图。
从站点2具有从站点时钟200、从站点发送装置210、n个从站点发送时刻i存储装置211~213(i为大于或等于1而小于或等于n的整数。)、从站点平均发送时刻计算装置214、从站点接收装置220、n个从站点接收时刻i存储装置221~223(i为大于或等于1而小于或等于n的整数。)、从站点平均接收时刻计算装置224、从站点平均接收时刻存储装置225、n个主站点发送时刻i存储装置231~233(i为大于或等于1而小于或等于n的整数。)、主站点平均发送时刻计算装置234、主站点平均发送时刻存储装置235、平均传输延迟计算装置240、石英偏差比计算装置241以及从站点校正时刻生成装置242。
从站点时钟200对和主站点时钟100之间的偏差进行测量,对成为校正基础的时刻进行计数。
从站点发送装置210向主站点1发送帧。从站点发送装置210所发送的帧对帧编号等进行储存。
从站点发送时刻i存储装置211~213对从站点发送装置210发送出的帧的发送时刻进行存储。从站点发送时刻1存储装置211对从站点发送装置210之前刚发送出的帧的发送时刻进行存储。从站点发送时刻2存储装置212对从站点发送装置210在2次之前发送出的帧的发送时刻进行存储。从站点发送时刻n存储装置213对从站点发送装置210在N次之前发送出的帧的发送时刻进行存储。
从站点平均发送时刻计算装置214对将从站点发送装置210过去N次发送出的帧的发送时刻平均后的平均发送时刻(从发送平均时刻)进行计算。将从站点平均发送时刻计算装置214计算出的平均发送时刻称为“从站点平均发送时刻”。
从站点接收装置220对主站点1发送出的帧进行接收。从站点接收装置220向从站点发送装置210、从站点接收时刻1存储装置221通知接收到帧的情况。
从站点接收时刻i存储装置221~223对从站点接收装置220接收到的帧的接收时刻进行存储。从站点接收时刻1存储装置221对从站点接收装置220之前刚接收到的帧的接收时刻进行存储。从站点接收时刻2存储装置222对从站点接收装置220在2次之前接收到的帧的接收时刻进行存储。从站点接收时刻n存储装置223对从站点接收装置220在n次之前接收到的帧的接收时刻进行存储。
从站点平均接收时刻计算装置224对将从站点接收装置220过去N次接收到的帧的接收时刻平均后的平均接收时刻(从接收平均时刻)进行计算。将从站点平均接收时刻计算装置224计算出的平均接收时刻称为“从站点平均接收时刻”。
从站点平均接收时刻存储装置225对从站点平均接收时刻进行存储。
主站点发送时刻i存储装置231~233对在从站点接收装置220接收到的帧中储存的该帧的发送时刻进行存储。主站点发送时刻1存储装置231对从站点接收装置220之前刚接收到的帧的发送时刻进行存储。主站点发送时刻2存储装置232对从站点接收装置220在2次之前接收到的帧的发送时刻进行存储。主站点发送时刻n存储装置233对从站点接收装置220在n次之前接收到的帧的发送时刻进行存储。
主站点平均发送时刻计算装置234对将从站点接收装置220过去N次接收到的帧的发送时刻平均后的平均发送时刻(主发送平均时刻)进行计算。将主站点平均发送时刻计算装置234计算出的平均发送时刻称为“主站点平均发送时刻”。
主站点平均发送时刻存储装置235对主站点平均发送时刻进行存储。
平均传输延迟计算装置240对平均传输延迟(传输平均时间)进行计算。
石英偏差比计算装置241对石英偏差比(速度比)进行计算。
从站点校正时刻生成装置242根据平均传输延迟和石英偏差比,生成推测为基准时刻的从站点校正时刻。
从站点发送时刻i存储装置211~223所存储的发送时刻、从站点接收时刻i存储装置221~213所存储的接收时刻,是利用从站点时钟200而进行测定的。
与此相对,主站点发送时刻i存储装置231~233所存储的发送时刻储存于从站点接收装置220接收到的帧中,因此,是利用主站点时钟100进行测定的。
下面,对动作进行说明。
主站点1和从站点2之间的通信中存在测定通信和校正通信这2种。
测定通信是用于测定平均传输延迟的通信。测定通信是在校正通信之前实施的。在测定通信中,使测定帧在主站点1和从站点2之间往复N次。
校正通信是用于实施传输延迟校正和石英偏差校正的通信。如果测定通信完毕,则开始进行校正通信。校正通信是在需要时刻同步的定时实施的。在校正通信中,从主站点1向从站点2发送校正帧。利用校正通信而实施从站点的时刻同步。在接收到校正帧以后,从站点的同步精度逐渐变差。因此,校正帧的发送定时是根据每个应用程序所需的同步精度来决定的。
图18是表示本实施方式中的测定通信时的主站点1和从站点2的动作的流程的一个例子的图。
主站点时钟100以及从站点时钟200始终进行计数。
主站点发送装置110以主站点时钟100的计数值为基础,对在要发送的帧中储存的发送时刻进行设定。
主站点接收时刻1存储装置121以主站点时钟100的计数值为基础,对帧的接收时刻进行设定、存储。
从站点发送时刻1存储装置211以从站点时钟200的计数值为基础,对帧的发送时刻进行设定、存储。
从站点接收时刻1存储装置221以从站点时钟200的计数值为基础,对帧的接收时刻进行设定、存储。
首先,主站点1进行初始化处理。
主站点发送装置110对需要同步的从站点2的列表以及下一次发送的帧的帧编号进行了存储。
主站点发送装置110对存储的帧编号进行初始化。帧编号的初始值例如为“1”。
主站点发送装置110分别针对在所存储的列表中包含的各个从站点2,对未接收到响应帧的情况进行存储。
然后,主站点1进行测定帧发送处理。
主站点发送装置110对测定帧(主同步信号)进行发送。测定帧的发送目标为在所存储的列表中包含的从站点2中的未接收到响应帧的所有从站点2。在主站点发送装置110要发送的测定帧中,对帧编号以及帧的发送时刻进行储存。主站点发送装置110生成、发送如下测定帧,即,该测定帧对所存储的帧编号以及主站点时钟100的计数值即发送时刻进行了储存。
从站点2进行测定帧接收处理。
从站点接收装置220对测定帧进行接收。
从站点接收装置220对上一次接收到的测定帧的帧编号进行了存储。在1次也未接收到测定帧的情况下,从站点接收装置220,取代帧编号而对表示未接收到测定帧的情况的值进行存储。表示未接收到测定帧的情况的值例如为“0”。
从站点接收装置220对在本次接收到的测定帧中储存的帧编号、和所存储的帧编号进行比较。
在帧编号相等的情况下,从站点接收装置220判定为本次接收到的测定帧是重新发送的测定帧。
在帧编号不同的情况下,从站点接收装置220判定为本次接收到的测定帧是新的测定帧。从站点接收装置220对接收到的测定帧的帧编号进行存储。
从站点接收装置220向从站点接收时刻1存储装置221通知接收到的测定帧是否为重新发送的测定帧的判定结果。
从站点接收装置220向主站点发送时刻1存储装置231通知接收到的测定帧是否为重新发送的测定帧的判定结果、以及在接收到的测定帧中存储的发送时刻。
从站点接收装置220向从站点发送装置210通知接收到的测定帧是否为重新发送的测定帧的判定结果、以及在接收到的测定帧中储存的帧编号。
从站点接收时刻1存储装置221在被从站点接收装置220通知测定帧是新的测定帧的判定结果的情况下,向从站点接收时刻2存储装置222通知所存储的接收时刻。
对于从站点接收时刻1存储装置221,无论被通知的判定结果的内容如何,如果从从站点接收装置220接收到判定结果的通知,则将从站点时钟200的计数值作为接收时刻而进行存储。
从站点接收时刻i存储装置(i为大于或等于2而小于或等于n-1的整数。)如果从从站点接收时刻(i-1)存储装置接收到接收时刻的通知,则向从站点接收时刻(i+1)存储装置通知所存储的接收时刻。从站点接收时刻i存储装置对从从站点接收时刻(i-1)存储装置通知的接收时刻进行存储。
从站点接收时刻n存储装置223如果从从站点接收时刻(n-1)存储装置接收到接收时刻的通知,则对从从站点接收时刻(n-1)存储装置通知的接收时刻进行存储。
主站点发送时刻1存储装置231在被从站点接收装置220通知测定帧是新的测定帧的判定结果的情况下,将所存储的发送时刻向主站点发送时刻2存储装置232通知。
对于主站点发送时刻1存储装置231,无论被通知的判定结果的内容如何,如果从从站点接收装置220接收到判定结果以及发送时刻的通知,则对从从站点接收装置220通知的发送时刻进行存储。
主站点发送时刻i存储装置(i为大于或等于2而小于或等于n-1的整数。)如果从主站点发送时刻(i-1)存储装置接收到发送时刻的通知,则向主站点发送时刻(i+1)存储装置通知所存储的发送时刻。主站点发送时刻i存储装置对从主站点发送时刻(i-1)存储装置通知的发送时刻进行存储。
主站点发送时刻n存储装置233如果从主站点发送时刻(n-1)存储装置接收到发送时刻的通知,则对从主站点发送时刻(n-1)存储装置通知的发送时刻进行存储。
然后,从站点2进行响应帧发送处理。
从站点发送装置210如果从从站点接收装置220接收到判定结果以及帧编号的通知,则向主站点1发送响应帧(从同步信号)。在从站点发送装置210发送的响应帧中储存有帧编号。从站点发送装置210生成、发送如下响应帧,即,该响应帧储存有从从站点接收装置220通知的帧编号。
从站点发送装置210向从站点发送时刻1存储装置211通知从从站点接收装置220被通知的判定结果。
从站点发送时刻1存储装置211在从从站点发送装置210被通知测定帧是新的测定帧的判定结果的情况下,向从站点发送时刻2存储装置212通知所存储的发送时刻。
对于从站点发送时刻1存储装置211,无论通知的判定结果的内容如何,如果从发送装置210接收到判定结果的通知,则将从站点时钟200的计数值作为发送时刻而进行存储。
从站点发送时刻i存储装置(i为大于或等于2而小于或等于n-1的整数。)如果从从站点发送时刻(i-1)存储装置接收到发送时刻的通知,则向从站点发送时刻(i+1)存储装置通知所存储的发送时刻。从站点发送时刻i存储装置对从从站点发送时刻(i-1)存储装置通知的发送时刻进行存储。
从站点发送时刻n存储装置213如果从从站点发送时刻(n-1)存储装置接收到发送时刻的通知,则对从从站点发送时刻(n-1)存储装置通知的发送时刻进行存储。
从站点接收装置220进行等待直至从主站点1接收到下一次的帧。
在接收到的帧是测定帧的情况下,返回至测定帧接收处理。
在接收到的帧是通知帧的情况下,进入平均传输延迟计算处理。
主站点1进行响应帧接收处理。
主站点接收装置120对响应帧进行接收。
主站点接收装置120从响应帧获取标识符,该标识符用于识别接收到的响应帧的发送源即从站点2。主站点接收装置120向主站点接收时刻1存储装置121通知所获取的标识符。主站点接收装置120针对根据所获取的标识符而识别出的从站点2,对已从该从站点2接收到响应帧的情况进行存储。
各个主站点接收时刻i存储装置121~123(i为大于或等于1而小于或等于n的整数。),分别对个数与需要同步的从站点2的个数相同的接收时刻进行存储。接收时刻分别与1个从站点2相关联。
主站点接收时刻1存储装置121如果从主站点接收装置120接收到标识符的通知,则向主站点接收时刻2存储装置122通知如下信息,即,所通知的标识符、以及与根据该标识符而识别出的从站点2相关联地存储的接收时刻。主站点接收时刻1存储装置121与所通知的标识符相关联地,将主站点时钟100的计数值作为接收时刻而进行存储。
主站点接收时刻i存储装置(i为大于或等于2而小于或等于n-1的整数。)如果从主站点接收时刻(i-1)存储装置接收到标识符以及接收时刻的通知,则向主站点接收时刻(i+1)存储装置通知如下信息,即,所通知的标识符、以及与通过该标识符而识别出的从站点2相关联地存储的接收时刻。主站点接收时刻i存储装置与从主站点接收时刻(i-1)存储装置通知的标识符相关联地,对从主站点接收时刻(i-1)存储装置通知的接收时刻进行存储。
主站点接收时刻n存储装置123如果从主站点接收时刻(n-1)存储装置接收到标识符以及接收时刻的通知,则与从主站点接收时刻(n-1)存储装置通知的标识符相关联地,对从主站点接收时刻(n-1)存储装置通知的接收时刻进行存储。
主站点接收装置120判定是否从需要同步的所有从站点2接收到了响应帧。
在从所有从站点2接收到了响应帧的情况下,进入结束判定处理。
在至少从某一个从站点2仍未接收到响应帧的情况下,进行等待直至从主站点发送装置110发送出测定帧的时刻起经过规定的超时时间。
在即使经过了超时时间但至少从某一个从站点2仍未接收到响应帧的情况下,返回至测定帧发送处理。在测定帧发送处理中,主站点发送装置110重新发送测定帧。重新发送的测定帧的发送目标中删除已接收的响应帧的发送源的从站点2,而是仍未接收的响应帧的发送源的从站点2。在重新发送的测定帧中储存的帧编号与上一次的测定帧相同。在重新发送的测定帧中储存的发送时刻,和上一次的测定帧不同,而是重新发送的测定帧本身的发送时刻。
然后,主站点1进行结束判定处理。
主站点发送装置110使所存储的帧编号加1,对增加后的帧编号进行存储。
主站点发送装置110分别针对在所存储的列表中包含的各个从站点2,对未接收到响应帧的情况进行存储。
主站点发送装置110对新的帧编号和n进行比较。
在新的帧编号比n大的情况下,进入平均接收时刻计算处理。
在新的帧编号小于或等于n的情况下,返回至测定帧发送处理。在测定帧发送处理中,主站点发送装置110发送下一次的测定帧。下一次的测定帧的发送目标是需要同步的所有从站点2。在下一次的测定帧中储存的帧编号,比上一次的测定帧的帧编号大1。
最后,主站点1进行平均接收时刻计算处理。
主站点平均接收时刻计算装置124对个数与需要同步的从站点2的个数相同的主站点平均接收时刻进行计算。主站点平均接收时刻分别与1个从站点2相关联。
主站点平均接收时刻计算装置124将针对1个从站点2而由主站点接收时刻i存储装置(i为大于或等于1而小于或等于n的整数。)存储的接收时刻进行平均,对针对该从站点2的主站点平均接收时刻进行计算。主站点平均接收时刻计算装置124针对需要同步的所有从站点2,计算主站点平均接收时刻。
主站点发送装置110发送个数与需要同步的从站点2的个数相同的通知帧。通知帧分别向需要同步的从站点2中的某1个发送。在主站点发送装置110发送的通知帧中储存有主站点平均接收时刻。在向某个从站点2发送的通知帧中所储存的主站点平均接收时刻,是由主站点平均接收时刻计算装置124针对该从站点2计算出的。
从站点2进行平均传输延迟计算处理。
从站点接收装置220对通知帧进行接收。
从站点接收装置220向平均传输延迟计算装置240通知在接收到的通知帧中储存的主站点平均接收时刻。
从站点平均发送时刻计算装置214将由从站点发送时刻i存储装置211~213(i为大于或等于1而小于或等于n的整数。)所存储的发送时刻进行平均,对从站点平均发送时刻进行计算。
从站点平均接收时刻计算装置224将由从站点接收时刻i存储装置221~223(i为大于或等于1而小于或等于n的整数。)所存储的接收时刻进行平均,对从站点平均接收时刻进行计算。
主站点平均发送时刻计算装置234将由主站点发送时刻i存储装置231~233(i为大于或等于1而小于或等于n的整数。)所存储的发送时刻进行平均,对主站点平均发送时刻进行计算。
从站点平均接收时刻存储装置225对由从站点平均接收时刻计算装置224计算出的从站点平均接收时刻进行存储。
主站点平均发送时刻存储装置235对由主站点平均发送时刻计算装置234计算出的主站点平均发送时刻进行存储。
平均传输延迟计算装置240基于主站点平均发送时刻存储装置235所存储的主站点平均发送时刻、从站点平均接收时刻存储装置225所存储的从站点平均接收时刻、从站点平均发送时刻计算装置214所计算出的从站点平均发送时刻、以及从从站点接收装置220通知的主站点平均接收时刻,对平均传输延迟进行计算。
例如,平均传输延迟计算装置240对从主站点平均接收时刻Tmr中减去主站点平均发送时刻Tmt0而得到的差(Tmr-Tmt0)进行计算。平均传输延迟计算装置240对从从站点平均接收时刻Tsr0中减去从站点平均发送时刻Tst而得到的差(Tsr0-Tst)进行计算。平均传输延迟计算装置240对从差(Tmr-Tmt0)中减去所计算出的差(Tsr0-Tst)而得到的差[(Tmr-Tmt0)-(Tsr0-Tst)]进行计算。平均传输延迟计算装置240对将差[(Tmr-Tmt0)-(Tsr0-Tst)]除以2而得到的商进行计算,并将该商作为平均传输延迟Tda。
Tda=[(Tmr-Tmt0)-(Tsr0-Tst)]/2
此外,可以是如下结构,即,主站点平均接收时刻不利用通知帧从主站点1向从站点2进行通知,而是利用在校正通信中发送的校正帧进行通知。
另外,也可以是如下结构,即,不在主站点1与需要同步的多个从站点2之间并行地进行测定通信,而是与需要同步的从站点2的个数相对应地重复进行主站点1和1个从站点2之间的测定通信。
图19是表示本实施方式中的校正通信时的主站点1和从站点2的动作流程的一个例子的图。
主站点1进行校正帧发送处理。
主站点发送装置110对校正帧(主同步信号)进行发送。校正帧的发送目标是在所存储的列表中包含的需要同步的所有从站点2。在主站点发送装置110发送的校正帧中对帧的发送时刻进行储存。主站点发送装置110生成、发送校正帧,该校正帧中储存有主站点时钟100的计数值即发送时刻。
此外,在使用校正帧向从站点2通知主站点平均接收时刻的结构的情况下,主站点平均接收时刻对应于各个从站点2是不同的,因此,在校正帧中对从站点2的标识符、和针对该从站点2的主站点平均接收时刻的组合的列表进行储存。在储存于校正帧的列表中,包含个数与需要同步的从站点2的个数相同的、标识符和主站点平均接收时刻的组合。
主站点1根据需要而重复进行校正帧发送处理。
从站点2进行校正帧接收处理。
从站点接收装置220对校正帧进行接收。
从站点接收装置220向从站点接收时刻1存储装置221通知接收到校正帧的情况。
从站点接收装置220向主站点发送时刻1存储装置231通知在接收到的校正帧中储存的发送时刻。
从站点接收时刻1存储装置221如果从从站点接收装置220接收到校正帧接收的通知,则向从站点接收时刻2存储装置222通知所存储的接收时刻。从站点接收时刻1存储装置221将从站点时钟200的计数值作为接收时刻进行存储。
从站点接收时刻i存储装置(i为大于或等于2而小于或等于n-1的整数。)如果从从站点接收时刻(i-1)存储装置接收到接收时刻的通知,则向从站点接收时刻(i+1)存储装置通知所存储的接收时刻。从站点接收时刻i存储装置对从从站点接收时刻(i-1)存储装置通知的接收时刻进行存储。
从站点接收时刻n存储装置223如果从从站点接收时刻(n-1)存储装置接收到接收时刻的通知,则对从从站点接收时刻(n-1)存储装置通知的接收时刻进行存储。
主站点发送时刻1存储装置231如果从从站点接收装置220接收到发送时刻的通知,则向主站点发送时刻2存储装置232通知所存储的发送时刻。主站点发送时刻1存储装置231对从从站点接收装置220通知的发送时刻进行存储。
主站点发送时刻i存储装置(i为大于或等于2而小于或等于n-1的整数。)如果从主站点发送时刻(i-1)存储装置接收到发送时刻的通知,则向主站点发送时刻(i+1)存储装置通知所存储的发送时刻。主站点发送时刻i存储装置对从主站点发送时刻(i-1)存储装置通知的发送时刻进行存储。
主站点发送时刻n存储装置233如果从主站点发送时刻(n-1)存储装置接收到发送时刻的通知,则对从主站点发送时刻(n-1)存储装置通知的发送时刻进行存储。
从站点平均接收时刻计算装置224将从站点接收时刻i存储装置221~223(i为大于或等于1而小于或等于n的整数。)存储的接收时刻进行平均,对从站点平均接收时刻进行计算。
主站点平均发送时刻计算装置234将主站点发送时刻i存储装置231~233(i为大于或等于1且小于或等于n的整数。)存储的发送时刻进行平均,对主站点平均发送时刻进行计算。
石英偏差比计算装置241基于由从站点平均接收时刻计算装置224计算出的从站点平均接收时刻、由从站点平均接收时刻存储装置225存储的从站点平均接收时刻、由主站点平均发送时刻计算装置234计算出的主站点平均发送时刻、由主站点平均发送时刻存储装置235存储的主站点平均发送时刻,对石英偏差比进行计算。
例如,石英偏差比计算装置241对从由主站点平均发送时刻计算装置234计算出的主站点平均发送时刻Tmt1中,减去由主站点平均发送时刻存储装置235存储的主站点平均发送时刻Tmt0而得到的差(Tmt1-Tmt0)进行计算。石英偏差比计算装置241对从由从站点平均接收时刻计算装置224计算出的从站点平均接收时刻Tsr1中,减去由从站点平均接收时刻存储装置225存储的从站点平均接收时刻Tsr0而得到的差(Tsr1-Tsr0)进行计算。石英偏差比计算装置241对将差(Tmt1-Tmt0)除以差(Tsr1-Tsr0)而得到的商进行计算,并将该商作为石英偏差比Tc。
Tc=(Tmt1-Tmt0)/(Tsr1-Tsr0)
从站点平均接收时刻计算装置224计算出的从站点平均接收时刻、和从站点平均接收时刻存储装置225存储的从站点平均接收时刻的差异在于,后者是将从站点2在测定通信中接收到的n个测定帧的接收时刻平均后得到的值,与此相对,前者是将从站点2在校正通信中接收到的校正帧的接收时刻、和在测定通信中由从站点2接收到的测定帧的接收时刻组合后得到的n个接收时刻进行平均而得到的值。如果将在校正通信中由从站点2接收到的校正帧设为k个,则使用在测定通信中由从站点2接收到的n个测定帧中的、最新的(n-k)个测定帧的接收时刻。
同样地,主站点平均发送时刻计算装置234计算出的主站点平均发送时刻、和主站点平均发送时刻存储装置235存储的主站点平均发送时刻的差异在于,后者是将在测定通信中由主站点1发送出的n个测定帧的发送时刻平均后得到的值,与此相对,前者是将在校正通信中由主站点1发送出的k个校正帧的发送时刻、和在测定通信中由主站点1发送出的(n-k)个测定帧的发送时刻组合后得到的n个发送时刻进行平均而得到的值。
在实施方式1中的时刻同步系统10中,将在第一测定处理61中发送/接收的多个主同步信号作为第一组,将在第二测定处理62中发送/接收的多个主同步信号作为第二组,基于将属于各组的主同步信号的发送时刻、接收时刻平均后得到的值,对速度比(石英偏差比)进行计算。
与此相对,在本实施方式中的时刻同步系统10中,将在测定通信中发送/接收的n个测定帧作为第一组,将在校正通信中发送/接收的k个校正帧和在测定通信中发送/接收的(n-k)个测定帧组合后得到的帧作为第二组,基于将属于各组的帧的发送时刻、接收时刻平均后得到的值,对石英偏差比进行计算。
即,在实施方式1中,第一组和第二组独立而不重叠,与此相对,在本实施方式中,第一组和第二组重叠。
由此,即使在校正通信中发送/接收的校正帧仍只有1个的状态下,也能够对石英偏差比进行计算,因此,能够缩短直至能够对校正时刻进行计算为止所花费的时间。
此外,石英偏差比计算装置241可以形成为如下结构,即,在校正通信中发送/接收的校正帧大于或等于n个,直至第一组和第二组的重叠消失为止,不对石英偏差比进行计算。
然后,从站点2进行校正时刻计算处理。
从站点校正时刻生成装置242基于由平均传输延迟计算装置240计算出的平均传输延迟Tda、由石英偏差比计算装置241计算出的石英偏差比Tc、由主站点平均发送时刻计算装置234计算出的主站点平均发送时刻Tmt1、以及由从站点平均接收时刻计算装置224计算出的从站点平均发送时刻Tsr1,对从站点时钟200的计数值Ts进行校正,对校正时刻进行计算。
例如,从站点校正时刻生成装置242对从计数值Ts中减去从站点平均发送时刻Tsr1而得到的差(Ts-Tsr1)进行计算。从站点校正时刻生成装置242对将差(Ts-Tsr1)乘以石英偏差比Tc而得到的积(Ts-Tsr1)×Tc进行计算。从站点校正时刻生成装置242对将积(Ts-Tsr1)×Tc、主站点平均发送时刻Tmt1以及平均传输延迟Tda进行合计得到的和进行计算,并将该和作为校正时刻Tms。
Tms=(Ts-Tsr1)×Tc+Tmt1+Tda
从站点2根据需要而重复进行校正时刻计算处理。
另外,在从主站点1接收到校正帧的情况下,返回至校正帧接收处理。
通过对发送时刻以及接收时刻分别进行平均化,从而能够抑制由传输延迟时间的波动引起的影响。
将一次的通信中的传输延迟设为Td,将传输延迟Td和平均传输延迟Tda之间的差设为Δ。
Tsrn=Tmtn+Td=Tmtn+Tda+Δ
其中,Tsrn表示从站点2接收到帧的实际的接收时刻。Tmtn表示主站点1发送出帧的实际的发送时刻。
对于n次的通信,如果对Tsrn进行平均,则
∑Tsrn/N=∑Tmtn/N+Tda+∑Δ/N
如果n足够大,则根据中心极限定理,ΣΔ/N接近0。因此,能够抑制由传输延迟时间的波动引起的影响。
∑Tsrn/N=∑Tmtn/N+Tda
该效果在石英偏差校正中也是同样的。
如上所述,将多次的通信的传输延迟时间平均化,使各通信的传输延迟时间接近平均的传输延迟(以下,称为平均传输延迟),由此能够抑制由传输延迟时间的波动引起的误差。
另外,主站点1以帧编号对测定帧的往复通信次数进行管理,由此,即使主站点1或者一部分从站点2对测定帧的接收失败,也能够可靠地使测定帧在主站点1和所有从站点2之间往复N次。
另外,利用从站点2对主站点1的发送时刻进行存储,由此,即使一部分从站点2对校正帧的接收失败,也能够仅利用通信成功的从站点2实施校正。
在以上说明的时刻同步系统10中,
主站点1对主站点1的平均接收时刻进行计算。
从站点2对主站点1最新的平均发送时刻、从站点2最新的平均接收时刻、以及从站点2的平均发送时刻进行计算,对主站点1的平均发送时刻、以及从站点2的平均接收时刻进行存储。
利用主站点1以及从站点2的平均发送时刻以及平均接收时刻,对主站点1和从站点2之间的通信的平均传输延迟、以及主站点1的计数器的计时速度和从站点2的计数器的计时速度的比(石英偏差比)进行计算,对传输延迟和计数器的计时速度的偏差进行校正。
将多次的通信的传输延迟时间平均化,使各通信的传输延迟时间接近平均的传输延迟(平均传输延迟),由此能够抑制由传输延迟时间的波动引起的误差。
实施方式3.
利用图20对实施方式3进行说明。
在本实施方式中,对校正参数的计算方式的其他例子进行说明。
此外,对与实施方式1或者实施方式2共通的部分,标注相同的标号,并省略说明。
本实施方式中的时刻同步系统10的整体结构、以及主装置12、从装置13及校正参数计算装置14的功能模块的结构,与实施方式1相同。
图20是表示本实施方式中的传输平均时间计算部53的详细模块的结构的一个例子的图。
传输平均时间计算部53例如具有主发送/接收平均时刻差计算部531、从接收/发送平均时刻差计算部532、往复传输平均时间计算部533、以及单向传输平均时间计算部534。
主发送/接收平均时刻差计算部531、从接收/发送平均时刻差计算部532以及单向传输平均时间计算部534,与实施方式1相同。
往复传输平均时间计算部533对往复传输平均时间进行计算。例如,往复传输平均时间计算部533对从由主发送/接收平均时刻差计算部531计算出的主发送/接收平均时刻差中,减去将由从接收/发送平均时刻差计算部532计算出的从接收/发送平均时刻差乘以由速度比计算部52计算出的速度比a而得到的积所形成的差进行计算,并将该差作为往复传输平均时间。
能够根据传输平均时间而独立地求出速度比。因此,利用速度比,将基于从时钟装置31的时刻的接收/发送平均时刻差,换算为基于主时钟装置21的时刻的接收/发送平均时刻差。通过利用该方式对传输平均时间进行计算,从而能够更加正确地计算出传输平均时间。
实施方式4.
利用图21~图26对实施方式4进行说明。
在本实施方式中,对校正参数的计算方式的又一其他例子进行说明。
此外,对与实施方式1~实施方式3共通的部分,标注相同的标号,并省略其说明。
本实施方式中的时刻同步系统10的整体结构、以及主装置12及从装置13的功能模块的结构,与实施方式1相同。
图21是表示本实施方式中的校正参数计算装置14的功能模块的结构的一个例子的图。
校正参数计算装置14例如具有主发送时刻获取部41、主发送时刻存储部42、从接收时刻获取部43、从接收时刻存储部44、从发送时刻获取部45、从发送时刻存储部46、主接收时刻获取部47、主接收时刻存储部48、平均计算部51、速度比计算部52、基准时刻计算部54以及校正参数通知部55。
其中,主发送时刻获取部41、主发送时刻存储部42、从接收时刻获取部43、从接收时刻存储部44、从发送时刻获取部45、从发送时刻存储部46以及校正参数通知部55,与实施方式1相同。
平均计算部51对主发送平均时刻、从接收平均时刻、从发送平均时刻以及主接收平均时刻进行计算。并且,平均计算部51对将主发送时刻和从接收时刻的积平均后的平均值进行计算。将使主发送时刻和从接收时刻的积平均后得到的平均值称为“平均主发送/接收时刻积”。平均计算部51对将从发送时刻和主接收时刻的积平均后的平均值进行计算。将使从发送时刻和主接收时刻的积平均后得到的平均值称为“平均从发送/接收时刻积”。平均计算部51对将从接收时刻的平方平均后的平均值进行计算。将使从接收时刻的平方平均后得到的平均值称为“均方值从接收时刻”。平均计算部51对将从发送时刻的平方平均后的平均值进行计算。将使从发送时刻的平方平均后得到的平均值称为“均方值从发送时刻”。
速度比计算部52基于由平均计算部51计算出的主发送平均时刻、从接收平均时刻、从发送平均时刻、主接收平均时刻、平均主发送/接收时刻积、平均从发送/接收时刻积、均方值从接收时刻以及均方值从发送时刻,对速度比进行计算。
基准时刻计算部54基于由平均计算部51计算出的主发送平均时刻、从接收平均时刻、从发送平均时刻以及主接收平均时刻,对基准时刻进行计算。
图22是表示该实施方式中的时刻同步处理60的流程的一个例子的图。
时刻同步处理60具有第一测定处理61、校正参数计算处理63以及同步时刻计算处理69。
第一测定处理61及同步时刻计算处理69的流程与实施方式1相同。
此外,也可以是如下结构,即,在第2次及其以后的时刻同步处理60中,利用在其之前执行的时刻同步处理60的第一测定处理61中测定得到的时刻。由此,能够省略第一测定处理61中的测定的一部分或者全部。
图23是表示该实施方式中的校正参数计算处理63的流程的一个例子的图。
校正参数计算处理63例如具有平均计算工序631、速度比计算工序632、基准时刻计算工序634以及校正参数通知工序635。
在平均计算工序631中,校正参数计算装置14(平均计算部51)对主发送平均时刻、从接收平均时刻、从发送平均时刻、主接收平均时刻、平均主发送/接收时刻积、平均从发送/接收时刻积、均方值从接收时刻以及均方值从发送时刻进行计算。
校正参数计算装置14所计算的主发送平均时刻是将在第一测定处理61中由主装置12测定得到的多个主发送时刻平均后的平均值。
校正参数计算装置14所计算的从接收平均时刻是将在第一测定处理61中由从装置13测定得到的多个从接收时刻平均后的平均值。
校正参数计算装置14所计算的从发送平均时刻是将在第一测定处理61中由从装置13测定得到的多个从发送时刻平均后的平均值。
校正参数计算装置14所计算的主接收平均时刻是将在第一测定处理61中由主装置12测定得到的多个主接收时刻平均后的平均值。
校正参数计算装置14所计算的平均主发送/接收时刻积是将分别针对在第一测定处理61中由主装置12发送出的多个主同步信号的主发送时刻和从接收时刻的积平均后的平均值。
校正参数计算装置14所计算的平均从发送/接收时刻积是将分别针对在第一测定处理61中由从装置13发送出的多个从同步信号的从发送时刻和主接收时刻的积平均后的平均值。
校正参数计算装置14所计算的均方值从接收时刻是将在第一测定处理61中由从装置13测定得到的多个从接收时刻各自的平方平均后的平均值。
校正参数计算装置14所计算的均方值从发送时刻是将在第一测定处理61中由从装置13测定得到的多个从发送时刻各自的平方平均后的平均值。
在速度比计算工序632中,校正参数计算装置14(速度比计算部52)计算速度比。例如,校正参数计算装置14对在平均计算工序631中计算出的主发送平均时刻、和在平均计算工序631中计算出的从接收平均时刻的积进行计算。将计算出的积称为“主发送/接收平均时刻积”。校正参数计算装置14对在平均计算工序631中计算出的从发送平均时刻、和在平均计算工序631中计算出的主接收平均时刻的积进行计算。将计算出的积称为“从发送/接收平均时刻积”。校正参数计算装置14对从在平均计算工序631中计算出的平均主发送/接收时刻积与在平均计算工序631中计算出的平均从发送/接收时刻积的和中,减去主发送/接收平均时刻积与从发送/接收平均时刻积的和而得到的差进行计算。将计算出的差称为“发送/接收时刻积差”。校正参数计算装置14对在平均计算工序631中计算出的从接收平均时刻进行平方。将计算出的平方称为“平方从接收平均时刻”。校正参数计算装置14对在平均计算工序631中计算出的从发送平均时刻进行平方。将计算出的平方称为“平方从发送平均时刻”。校正参数计算装置14对从在平均计算工序631中计算出的均方值从接收时刻与在平均计算工序631中计算出的均方值从发送时刻的和中,减去平方从接收平均时刻与平方从发送平均时刻的和而得到的差进行计算。将计算出的差称为“从时刻平方差”。校正参数计算装置14对将发送/接收时刻积差除以从时刻平方差得到而得到的商进行计算,并将该商作为速度比。
在基准时刻计算工序634中,校正参数计算装置14(基准时刻计算部54)对主基准时刻及从基准时刻进行计算。例如,校正参数计算装置14对将在平均计算工序631计算出的从接收平均时刻与在平均计算工序631中计算出的从发送平均时刻进行合计后的和除以2而得到的商进行计算,将该商作为从基准时刻。校正参数计算装置14对将在平均计算工序631中计算出的主发送平均时刻、与在平均计算工序631中计算出的主接收平均时刻进行合计后的和除以2而得到的商进行计算,并将该商作为主基准时刻。
图24是表示该实施方式中的平均计算部51的详细模块的结构的一个例子的图。
平均计算部51例如具有主发送平均时刻计算部511、从接收平均时刻计算部513、从发送平均时刻计算部515、主接收平均时刻计算部516、平均主发送/接收时刻积计算部517、平均从发送/接收时刻积计算部518、均方值从接收时刻计算部519、以及均方值从发送时刻计算部510。
主发送平均时刻计算部511对主发送平均时刻进行计算。例如,在第一测定处理61中由主装置12测定得到的主发送时刻mt的个数为n个的情况下,主发送平均时刻计算部511对将n个主发送时刻mt进行合计得到的和进行计算。主发送平均时刻计算部511对将计算出的和除以n而得到的商进行计算,并将该商作为主发送平均时刻。
从接收平均时刻计算部513对从接收平均时刻进行计算。例如,在第一测定处理61中由从装置13测定得到的从接收时刻sr的个数为n个的情况下,从接收平均时刻计算部513对将n个从接收时刻sr进行合计得到的和进行计算。从接收平均时刻计算部513对将计算出的和除以n而得到的商进行计算,并将该商作为第一从接收平均时刻。
从发送平均时刻计算部515对从发送平均时刻进行计算。例如,在第一测定处理61中由从装置13测定得到的从发送时刻st的个数为n个的情况下,从发送平均时刻计算部515对将n个从发送时刻st进行合计得到的和进行计算。从发送平均时刻计算部515对将计算出的和除以n而得到的商进行计算,并将该商作为从发送平均时刻。
主接收平均时刻计算部516对主接收平均时刻进行计算。例如,在第一测定处理61中由主装置12测定得到的主接收时刻mr的个数为n个的情况下,主接收平均时刻计算部516对将n个主接收时刻mr进行合计得到的和进行计算。主接收平均时刻计算部516对将计算出的和除以n而得到的商进行计算,并将该商作为主接收平均时刻。
平均主发送/接收时刻积计算部517对平均主发送/接收时刻积进行计算。例如,在第一测定处理61中由主装置12发送出的主同步信号的个数为n个的情况下,平均主发送/接收时刻积计算部517针对各个主同步信号,计算由主装置12测定得到的主发送时刻mt与由从装置13测定得到的从接收时刻sr的积。平均主发送/接收时刻积计算部517对将计算出的n个积进行合计得到的和进行计算。平均主发送/接收时刻积计算部517对将计算出的和除以n而得到的商进行计算,并将该商作为平均主发送/接收时刻积。
平均从发送/接收时刻积计算部518对平均从发送/接收时刻积进行计算。例如,在第一测定处理61中由从装置13发送出的从同步信号的个数为n个的情况下,平均从发送/接收时刻积计算部518针对各个从同步信号,对由从装置13测定得到的从发送时刻st与由主装置12测定得到的主接收时刻mr的积进行计算。平均从发送/接收时刻积计算部518对将计算出的n个积进行合计得到的和进行计算。平均从发送/接收时刻积计算部518对将计算出的和除以n而得到的商进行计算,并将该商作为平均从发送/接收时刻积。
均方值从接收时刻计算部519对均方值从接收时刻进行计算。例如,在第一测定处理61中由从装置13测定得到的从接收时刻sr的个数为n个的情况下,均方值从接收时刻计算部519对n个从接收时刻sr各自的平方进行计算。均方值从接收时刻计算部519对将计算出的n个平方进行合计得到的和进行计算。均方值从接收时刻计算部519对将计算出的和除以n而得到的商进行计算,并将该商作为均方值从接收时刻。
均方值从发送时刻计算部510对均方值从发送时刻进行计算。例如,在第一测定处理61中由从装置13测定得到的从发送时刻st的个数为n个的情况下,均方值从发送时刻计算部510对n个从发送时刻st各自的平方进行计算。均方值从发送时刻计算部510对将计算出的n个平方进行合计得到的和进行计算。均方值从发送时刻计算部510对将计算出的和除以n而得到的商进行计算,并将该商作为均方值从发送时刻。
图25是表示该实施方式中的速度比计算部52的详细模块的结构的一个例子的图。
速度比计算部52例如具有发送/接收时刻积差计算部524、从时刻平方差计算部525以及商计算部523。
发送/接收时刻积差计算部524对发送/接收时刻积差Δms进行计算。
例如,发送/接收时刻积差计算部524将由主发送平均时刻计算部511计算出的主发送平均时刻乘以由从接收平均时刻计算部513计算出的从接收平均时刻,对主发送/接收平均时刻积进行计算。发送/接收时刻积差计算部524对从由平均主发送/接收时刻积计算部517计算出的平均主发送/接收时刻积中,减去主发送/接收平均时刻积而得到的差进行计算。发送/接收时刻积差计算部524将由从发送平均时刻计算部515计算出的从发送平均时刻乘以由主接收平均时刻计算部516计算出的主接收平均时刻,对从发送/接收平均时刻积进行计算。发送/接收时刻积差计算部524对从由平均从发送/接收时刻积计算部518计算出的平均从发送/接收时刻积中减去从发送/接收平均时刻积而得到的差进行计算。发送/接收时刻积差计算部524对将计算出的2个差进行合计得到的和进行计算,并将该和作为发送/接收时刻积差Δms。
从时刻平方差计算部525对从时刻平方差Δs2进行计算。
例如,从时刻平方差计算部525对由从接收平均时刻计算部513计算出的从接收平均时刻进行平方,对平方从接收平均时刻进行计算。从时刻平方差计算部525对从由均方值从接收时刻计算部519计算出的均方值从接收时刻中减去平方从接收平均时刻而得到的差进行计算。从时刻平方差计算部525对由从发送平均时刻计算部515计算出的从发送平均时刻进行平方,对平方从发送平均时刻进行计算。从时刻平方差计算部525对从由均方值从发送时刻计算部510计算出的均方值从发送时刻中减去平方从发送平均时刻而得到的差进行计算。从时刻平方差计算部525将计算出的2个差进行合计,并将该合计值作为从时刻平方差Δs2。
商计算部523对将由发送/接收时刻积差计算部524计算出的发送/接收时刻积差Δms除以由从时刻平方差计算部525计算出的从时刻平方差Δs2而得到的商进行计算,并将该商作为速度比a。
图26是表示该实施方式中的基准时刻计算部54的详细模块的结构的一个例子的图。
基准时刻计算部54例如具有从基准时刻计算部541以及主基准时刻计算部542。
从基准时刻计算部541对从基准时刻s0进行计算。
例如,从基准时刻计算部541对将由从接收平均时刻计算部513计算出的从接收平均时刻、和由从发送平均时刻计算部515计算出的从发送平均时刻进行合计得到的和进行计算。从基准时刻计算部541对将计算出的和除以2而得到的商进行计算,并将该商作为从基准时刻s0。
主基准时刻计算部542对主基准时刻m0进行计算。
例如,主基准时刻计算部542对将由主发送平均时刻计算部511计算出的主发送平均时刻、和由主接收平均时刻计算部516计算出的主接收平均时刻进行合计得到的和进行计算。主基准时刻计算部542对将计算出的和除以2而得到的商进行计算,并将该商作为主基准时刻m0。
如果将由从装置13测定得到的从接收时刻sr换算成主时钟装置21的时刻,则成为a(sr-s0)+m0。另外,如果将由从装置13测定得到的从发送时刻st换算成主时钟装置21的时刻,则成为a(st-s0)+m0。因此,
Tm=a·sr+b-mt
Ts=mr-a·st-b
其中,Tm是基于主时钟装置21的时刻的主传输时间。Ts是基于主时钟装置21的时刻的从传输时间。b是m0-a·s{0}。
将从主传输时间Tm中减去传输平均时间而得到的差作为ΔTm。将从从传输时间Ts中减去传输平均时间而得到的差作为ΔTs。求出使ΔTm的平方的总和和ΔTs的平方的总和的合计值f变得最小的a及b。
[式11]
其中,
[式12]
如果设
[式13]
则
[式14]
因此,
[式15]
因此,
[式16]
这样,通过将传输时间的波动视作测定误差的一种,并利用最小二乘法,从而对速度比a、从基准时刻s0以及主基准时刻m0进行计算。
由此,由于无需进行第二测定处理62,因此能够缩短直至能够计算校正时刻为止所花费的时间。
以上,在各实施方式中说明的结构是一个例子,也可以为其他结构。例如,可以是将在不同的实施方式中说明的结构在不相矛盾的范围内组合得到的结构,也可以是将非实质性部分的结构置换成其他结构而得到的结构。
以上所说明的校正参数计算装置(14;主站点1,从站点2)具有主发送时刻存储部(42;主站点发送时刻i存储装置231~233)、从接收时刻存储部(44;从站点接收时刻i存储装置221~223)、以及速度比计算部(52;石英偏差比计算装置241)。
上述主发送时刻存储部对利用主时钟装置(21;主站点时钟100)测定得到的、由主装置(12;主站点1)发送出多个主同步信号(测定帧,校正帧)的各个主发送时刻进行存储。
上述从接收时刻存储部对利用从时钟装置(31;从站点时钟200)测定得到的、由从装置(13;从站点2)接收到上述多个主同步信号的各个从接收时刻进行存储。
上述速度比计算部基于将上述主发送时刻平均后的主发送平均时刻(主站点平均发送时刻)、和将上述从接收时刻平均后的从接收平均时刻(从站点平均接收时刻),对上述主时钟装置的时刻的计时速度相对于上述从时钟装置的时刻的计时速度的速度比(石英偏差比)进行计算。
根据上述校正参数计算装置,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算速度比。
上述速度比计算部(52;241)具有主发送时刻差计算部(521;241)、从接收时刻差计算部(522;241)、以及商计算部(523;241)。
上述主发送时刻差计算部对从第一主发送平均时刻中减去第二主发送平均时刻而得到的主发送时刻差进行计算,其中,所述第一主发送平均时刻是将上述主发送时刻存储部(42;231~233)针对上述多个主同步信号中的属于第一组的多个主同步信号(第一测定处理61中的主同步信号;测定帧)而存储的多个主发送时刻平均后得到的,所述第二主发送平均时刻是将上述主发送时刻存储部针对上述多个主同步信号中的属于与上述第一组不同的第二组的多个主同步信号(第二测定处理62中的主同步信号;校正帧)而存储的多个主发送时刻平均后得到的。
上述从接收时刻差计算部对从第一从接收平均时刻中减去第二从接收平均时刻而得到的从接收时刻差进行计算,其中,所述第一从接收平均时刻是将上述从接收时刻存储部针对属于上述第一组的多个主同步信号而存储的多个从接收时刻平均后得到的,所述第二从接收平均时刻是将上述从接收时刻存储部针对属于上述第二组的多个主同步信号而存储的多个从接收时刻平均后得到的。
上述商计算部对将上述主发送时刻差除以上述从接收时刻差而得到的商进行计算,由此对上述速度比进行计算。
根据上述校正参数计算装置,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算速度比。
上述校正参数计算装置(14)还具有从发送时刻存储部(46)和主接收时刻存储部(48)。
从发送时刻存储部对利用上述从时钟装置(31)测定得到的、由上述从装置(13)发送出多个从同步信号的各个从发送时刻进行存储。
主接收时刻存储部对利用上述主时钟装置(21)测定得到的、由上述主装置(12)接收到上述多个从同步信号的各个主接收时刻进行存储。
上述速度比计算部(52)具有积差计算部(发送/接收时刻积差计算部524)、平方差计算部(从时刻平方差计算部525)、以及商计算部(523)。
上述积差计算部对将上述主发送时刻乘以上述从接收时刻得到的积平均后的平均值(平均主发送/接收时刻积)、与将上述从发送时刻乘以上述主接收时刻得到的积平均后的平均值(平均从发送/接收时刻积)进行合计,对将上述主发送平均时刻乘以上述从接收平均时刻得到的积(主发送/接收平均时刻积)、与将从发送平均时刻乘以主接收平均时刻得到的积(从发送/接收平均时刻积)进行合计,然后计算从对上述平均值进行合计而得到的和中减去对上述积进行合计而得到的和后的积差(发送/接收时刻积差),其中,上述从发送平均时刻是将上述从发送时刻平均后得到的,上述主接收平均时刻是将上述主接收时刻平均后得到的,
上述平方差计算部对从将上述从接收时刻的平方平均后的平均值(均方值从接收时刻)、与将上述从发送时刻的平方平均后的平均值(均方值从发送时刻)进行合计后的和中,减去将上述从接收平均时刻的平方(平方从接收平均时刻)与上述从发送平均时刻的平方(平方从发送平均时刻)进行合计后的和而得到的平方差(从时刻平方差)进行计算。
商计算部对将上述积差除以上述平方差而得到的商进行计算,由此计算上述速度比。
根据上述校正参数计算装置,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算速度比。
上述校正参数计算装置(14;1,2)还具有从发送时刻存储部(46;从站点接收时刻i存储装置221~223)、主接收时刻存储部(48;主站点接收时刻i存储装置121~123)、以及传输平均时间计算部(53;平均传输延迟计算装置240)。
上述从发送时刻存储部对利用上述从时钟装置(31;200)测定得到的、由上述从装置(13;2)多次发送出从同步信号(响应帧)的各个从发送时刻进行存储。
上述主接收时刻存储部对利用上述主时钟装置(21;100)测定得到的、由上述主装置(12;1)多次接收到上述从同步信号的各个主接收时刻进行存储。
上述传输平均时间计算部基于上述主发送平均时刻、上述从接收平均时刻、将上述从发送时刻平均得到的从发送平均时刻(从站点平均发送时刻)、以及将上述主接收时刻平均得到的主接收平均时刻(主站点平均接收时刻),对将主传输时间和从传输时间平均得到的传输平均时间进行计算,其中,所述主传输时间是从由上述主装置发送出上述主同步信号的时刻至由上述从装置接收到上述主同步信号的时刻为止的时间,所述从传输时间是从由上述从装置发送出上述从同步信号的时刻至由上述主装置接收到上述从同步信号为止的时间。
根据上述校正参数计算装置,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算校正参数。
上述传输平均时间计算部(53;240)对从将上述主接收平均时刻与上述从接收平均时刻进行合计后的和中减去将上述主发送平均时刻与上述从接收平均时刻进行合计后的和而得到的差,除以2而得到的商进行计算,由此对上述传输平均时间进行计算。
根据上述校正参数计算装置,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算校正参数。
上述传输平均时间计算部(53)对从将上述主接收平均时刻与使上述从接收平均时刻乘以上述速度比得到的积进行合计后的和中,减去将上述主发送平均时刻与使上述从接收平均时刻乘以上述速度比得到的积进行合计后的和而得到的差,除以2后的商进行计算,由此对上述传输平均时间进行计算。
根据上述校正参数计算装置,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算校正参数。
上述校正参数计算装置(14;1,2)还具有基准时刻计算部(54;从站点校正时刻生成装置242)。
上述基准时刻计算部对将上述主发送平均时刻与上述传输平均时间进行合计得到的和进行计算,由此,对上述从时钟装置(31;200)的时刻成为上述从接收平均时刻时的上述主时钟装置(21;100)的时刻进行计算,并将计算出的时刻作为主基准时刻。
根据上述校正参数计算装置,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算校正参数。
上述校正参数计算装置(14)还具有从发送时刻存储部(46)、主接收时刻存储部(48)、以及基准时刻计算部(54)。
上述从发送时刻存储部对利用上述从时钟装置(31)测定得到的、由上述从装置多次发送出从同步信号的各个从发送时刻进行存储。
上述主接收时刻存储部对利用上述主时钟装置(21)测定得到的、由上述主装置多次接收到上述从同步信号的各个主接收时刻进行存储。
上述基准时刻计算部对将上述主发送平均时刻、与使上述主接收时刻平均后的主接收平均时刻进行合计得到的和,除以2而得到的商进行计算,由此对上述从时钟装置的时刻成为从基准时刻时的上述主时钟装置的时刻进行计算,并将计算出的时刻作为主基准时刻,其中,上述从基准时刻是将上述从接收平均时刻、与使上述从发送时刻平均后的从发送平均时刻进行合计得到的和除以2而得到的。
根据上述校正参数计算装置,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算校正参数。
以上所说明的系统(时刻同步系统10)具有主装置(12;1)、从装置(13;2)以及校正参数计算装置(14;1,2)。
上述主装置具有上述主时钟装置(21;100)、主发送部(22;主站点发送装置110)以及主发送时刻测定部(23;110)。
上述主时钟装置对时刻进行测定。
上述主发送部对上述主同步信号进行多次发送。
上述主发送时刻测定部利用上述主时钟装置对由上述主发送部发送出上述主同步信号的各个时刻进行测定,并将测定的结果作为上述主发送时刻。
上述从装置具有上述从时钟装置(31;200)、从接收部(32;从站点接收装置220)以及从接收时刻测定部(33;从站点接收时刻1存储装置221)。
上述从时钟装置对时刻进行测定。
上述从接收部对上述主同步信号进行多次接收。
上述从接收时刻测定部利用上述从时钟装置对由上述从接收部接收到上述主同步信号的各个时刻进行测定,并将测定的结果作为上述从接收时刻。
根据上述系统,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算校正参数。
上述从装置(13;2)还具有同步时刻计算部(39;从站点校正时刻生成装置242)。
上述同步时刻计算部基于由上述校正参数计算装置(14;1,2)计算出的速度比,对由上述从时钟装置测定得到的时刻进行校正,对与上述主时钟装置的时刻同步的校正时刻进行计算。
根据上述系统,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算与上述主时钟装置的时刻同步的校正时刻。
上述从装置(13;2)还具有从发送部(35;从站点发送装置210)和从发送时刻测定部(36;从站点发送时刻1存储装置211)。
上述从发送部对从同步信号进行多次发送。
上述从发送时刻测定部利用上述从时钟装置对由上述从发送部发送出上述从同步信号的各个时刻进行测定,并将测定的结果作为从发送时刻。
上述主装置(12;1)还具有主接收部(25;主站点接收装置120)和主接收时刻测定部(26;主站点接收时刻1存储装置121)。
上述主接收部对上述从同步信号进行多次接收。
上述主接收时刻测定部利用上述主时钟装置对由上述主接收部接收到上述从同步信号的各个时刻进行测定,并将测定的结果作为主接收时刻。
上述校正参数计算装置还具有传输平均时间计算部(53;240)和基准时刻计算部(54;242)。
上述传输平均时间计算部基于上述主发送平均时刻、上述从接收平均时刻、将上述从发送时刻平均后的从发送平均时刻、以及将上述主接收时刻平均后的主接收平均时刻,对将主传输时间和从传输时间平均后的传输平均时间进行计算,其中,所述主传输时间是从上述主装置发送出上述主同步信号的时刻至上述从装置接收到上述主同步信号的时刻为止的时间,所述从传输时间是从上述从装置发送出上述从同步信号的时刻至由上述主装置接收到上述从同步信号的时刻为止的时间。
上述基准时刻计算部对将上述主发送平均时刻和上述传输平均时间进行合计得到的和进行计算,由此计算上述从时钟装置(31;200)的时刻成为上述从接收平均时刻时的上述主时钟装置(21;100)的时刻,并将计算得到的时刻作为主基准时刻。
上述同步时刻计算部(39;242)对从由上述从时钟装置测定得到的时刻中减去上述从接收平均时刻后的差进行计算,然后对将该差乘以上述速度比相乘而得到的积、与上述主基准时刻进行合计后的和进行计算,由此计算上述校正时刻。
根据上述系统,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算与上述主时钟装置的时刻同步的校正时刻。
上述从装置(13;2)还具有从发送部(35;210)和从发送时刻测定部(36;211)。
上述从发送部对从同步信号进行多次发送。
上述从发送时刻测定部利用上述从时钟装置(31;200)对由上述从发送部发送出上述从同步信号的各个时刻进行测定,并将测定得到的时刻作为从发送时刻。
上述主装置(12;1)还具有主接收部(25;120)和主接收时刻测定部(26;121)。
上述主接收部对上述从同步信号进行多次接收。
上述主接收时刻测定部利用上述主时钟装置对由上述主接收部接收到上述从同步信号的各个时刻进行测定,并将测定得到的时刻作为主接收时刻。
上述校正参数计算装置(14;1,2)还具有基准时刻计算部(54;242)。
上述基准时刻计算部对将使上述主发送平均时刻、与将上述主接收时刻平均后的主接收平均时刻进行合计得到的和,除以2而得到的商进行计算,由此对上述从时钟装置(31;200)的时刻成为从基准时刻时的上述主时钟装置(21;100)的时刻进行计算,并将计算得到的时刻作为主基准时刻,其中,上述从基准时刻是将上述从接收平均时刻、与使上述从发送时刻平均后的从发送平均时刻进行合计得到的和除以2而得到的。
上述同步时刻计算部(39;242)对从上述从时钟装置测定得到的时刻中减去上述从基准时刻而得到的差进行计算,然后对将该差乘以上述速度比后的积、与上述主基准时刻进行合计得到的和进行计算,由此对上述校正时刻进行计算。
根据上述系统,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算与上述主时钟装置的时刻同步的校正时刻。
以上所说明的校正参数计算方法具有以下步骤。
主装置(12;1)对主同步信号(测定帧)进行多次发送。
从装置(13;2)对上述主同步信号进行多次接收。
利用主时钟装置(21;100)对上述装置发送出上述主同步信号的各个主发送时刻进行测定。
利用从时钟装置(31;200)对上述从装置接收到上述主同步信号的各个从接收时刻进行测定。
基于将上述主发送时刻平均后的主发送平均时刻、以及将上述从接收时刻平均后的从接收平均时刻,对上述主时钟装置的时刻的计时速度相对于上述从时钟装置的时刻的计时速度的速度比进行计算。
根据上述校正参数计算方法,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算速度比。
以上所说明的校正参数计算装置(14;1,2)能够通过计算机(90)执行计算机程序而实现。
根据使计算机作为上述校正参数计算装置起作用的计算机程序,即使在同步信号的传输时间不恒定的情况下,也能够正确地计算校正参数。
标号的说明
1主站点、2从站点、10时刻同步系统、11网络、12主装置、13从装置、14校正参数计算装置、21主时钟装置、22主发送部、23主发送时刻测定部、24主发送时刻通知部、25主接收部、26主接收时刻测定部、27主接收时刻通知部、31从时钟装置、32从接收部、33从接收时刻测定部、34从接收时刻通知部、35从发送部、36从发送时刻测定部、37从发送时刻通知部、38校正参数获取部、39同步时刻计算部、41主发送时刻获取部、42主发送时刻存储部、43从接收时刻获取部、44从接收时刻存储部、45从发送时刻获取部、46从发送时刻存储部、47主接收时刻获取部、48主接收时刻存储部、51平均计算部、511、512主发送平均时刻计算部、513、514从接收平均时刻计算部、515从发送平均时刻计算部、516主接收平均时刻计算部、517平均主发送/接收时刻积计算部、518平均从发送/接收时刻积计算部、519均方值从接收时刻计算部、510均方值从发送时刻计算部、52速度比计算部、521主发送时刻差计算部、522从接收时刻差计算部、523商计算部、524发送/接收时刻积差计算部、525从时刻平方差计算部、53传输平均时间计算部、531主发送/接收平均时刻差计算部、532从接收/发送平均时刻差计算部、533往复传输平均时间计算部、534单向传输平均时间计算部、54基准时刻计算部、541从基准时刻计算部、542主基准时刻计算部、55校正参数通知部、60时刻同步处理、61第一测定处理、611、621主同步信号发送工序、612从同步信号接收工序、613、618、623、628结束判定工序、62第二测定处理、616、626主同步信号接收工序、617从同步信号发送工序、63校正参数计算处理、631平均计算工序、632速度比计算工序、633传输平均时间计算工序、634基准时刻计算工序、635校正参数通知工序、69同步时刻计算处理、691时刻测定工序、692校正时刻计算工序、90计算机、91控制装置、92输入装置、93输出装置、94存储装置、95运算装置、100主站点时钟、110主站点发送装置、120主站点接收装置、121主站点接收时刻1存储装置、122主站点接收时刻2存储装置、123主站点接收时刻n存储装置、124主站点平均接收时刻计算装置、200从站点时钟、210从站点发送装置、211从站点发送时刻1存储装置、212从站点发送时刻2存储装置、213从站点发送时刻n存储装置、214从站点平均发送时刻计算装置、220从站点接收装置、221从站点接收时刻1存储装置、222从站点接收时刻2存储装置、223从站点接收时刻n存储装置、224从站点平均接收时刻计算装置、225从站点平均接收时刻存储装置、231主站点发送时刻1存储装置、232主站点发送时刻2存储装置、233主站点发送时刻n存储装置、234主站点平均发送时刻计算装置、235主站点平均发送时刻存储装置、240平均传输延迟计算装置、241石英偏差比计算装置、242从站点校正时刻生成装置。
Claims (13)
1.一种校正参数计算装置,其特征在于,具有:
主发送时刻存储部,其对利用主时钟装置测定得到的、由主装置发送出多个主同步信号的各个主发送时刻进行存储;
从接收时刻存储部,其对利用从时钟装置测定得到的、由从装置接收到所述多个主同步信号的各个从接收时刻进行存储;以及
速度比计算部,其基于将所述主发送时刻平均后的主发送平均时刻、和将所述从接收时刻平均后的从接收平均时刻,对所述主时钟装置的时刻的计时速度相对于所述从时钟装置的时刻的计时速度的速度比进行计算。
2.根据权利要求1所述的校正参数计算装置,其特征在于,
所述速度比计算部具有:
主发送时刻差计算部,其对从第一主发送平均时刻中减去第二主发送平均时刻而得到的主发送时刻差进行计算,其中,所述第一主发送平均时刻是将所述主发送时刻存储部针对所述多个主同步信号中的属于第一组的多个主同步信号而存储的多个主发送时刻平均后得到的,所述第二主发送平均时刻是将所述主发送时刻存储部针对所述多个主同步信号中的属于与所述第一组不同的第二组的多个主同步信号而存储的多个主发送时刻平均后得到的;
从接收时刻差计算部,其对从第一从接收平均时刻中减去第二从接收平均时刻而得到的从接收时刻差进行计算,其中,所述第一从接收平均时刻是将所述从接收时刻存储部针对属于所述第一组的多个主同步信号而存储的多个从接收时刻平均后得到的,所述第二从接收平均时刻是将所述从接收时刻存储部针对属于所述第二组的多个主同步信号而存储的多个从接收时刻平均后得到的;以及
商计算部,其对将所述主发送时刻差除以所述从接收时刻差而得到的商进行计算,由此对所述速度比进行计算。
3.根据权利要求1所述的校正参数计算装置,其特征在于,
还具有:
从发送时刻存储部,其对利用所述从时钟装置测定得到的、由所述从装置发送出多个从同步信号的各个从发送时刻进行存储;以及
主接收时刻存储部,其对利用所述主时钟装置测定得到的、由所述主装置接收到所述多个从同步信号的各个主接收时刻进行存储,
所述速度比计算部具有:
积差计算部,其对将所述主发送时刻乘以所述从接收时刻得到的积平均后的平均值、与将所述从发送时刻乘以所述主接收时刻得到的积平均后的平均值进行合计,对将所述主发送平均时刻乘以所述从接收平均时刻得到的积、与将从发送平均时刻乘以主接收平均时刻得到的积进行合计,然后计算从对所述平均值进行合计而得到的和中减去对所述积进行合计而得到的和后的积差,其中,所述从发送平均时刻是将所述从发送时刻平均后得到的,所述主接收平均时刻是将所述主接收时刻平均后得到的;
平方差计算部,其对从将所述从接收时刻的平方平均后的平均值、与将所述从发送时刻的平方平均后的平均值进行合计得到的和中,减去将所述从接收平均时刻的平方与所述从发送平均时刻的平方进行合计后的和而得到的平方差进行计算;以及
商计算部,其对将所述积差除以所述平方差而得到的商进行计算,由此计算所述速度比。
4.根据权利要求1所述的校正参数计算装置,其特征在于,
还具有:
从发送时刻存储部,其对利用所述从时钟装置测定得到的、由所述从装置多次发送出从同步信号的各个从发送时刻进行存储;
主接收时刻存储部,其对利用所述主时钟装置测定得到的、由所述主装置多次接收到所述从同步信号的各个主接收时刻进行存储;以及
传输平均时间计算部,其基于所述主发送平均时刻、所述从接收平均时刻、将所述从发送时刻平均得到的从发送平均时刻、以及将所述主接收时刻平均得到的主接收平均时刻,对将主传输时间和从传输时间平均得到的传输平均时间进行计算,其中,所述主传输时间是从由所述主装置发送出所述主同步信号的时刻至由所述从装置接收到所述主同步信号的时刻为止的时间,所述从传输时间是从由所述从装置发送出所述从同步信号的时刻至由所述主装置接收到所述从同步信号为止的时间。
5.根据权利要求4所述的校正参数计算装置,其特征在于,
所述传输平均时间计算部,对从将所述主接收平均时刻与所述从接收平均时刻进行合计后的和中减去将所述主发送平均时刻与所述从接收平均时刻进行合计后的和而得到的差,除以2后的商进行计算,由此对所述传输平均时间进行计算。
6.根据权利要求4所述的校正参数计算装置,其特征在于,
所述传输平均时间计算部,对从将所述主接收平均时刻与使所述从接收平均时刻乘以所述速度比得到的积进行合计后的和中,减去将所述主发送平均时刻与使所述从接收平均时刻乘以所述速度比得到的积进行合计后的和而得到的差,除以2后的商进行计算,由此对所述传输平均时间进行计算。
7.根据权利要求4所述的校正参数计算装置,其特征在于,
还具有基准时刻计算部,该基准时刻计算部对将所述主发送平均时刻与所述传输平均时间进行合计得到的和进行计算,由此,对所述从时钟装置的时刻成为所述从接收平均时刻时的所述主时钟装置的时刻进行计算,并将计算出的时刻作为主基准时刻。
8.根据权利要求1所述的校正参数计算装置,其特征在于,
还具有:
从发送时刻存储部,其对利用所述从时钟装置测定得到的、由所述从装置多次发送出从同步信号的各个从发送时刻进行存储;
主接收时刻存储部,其对利用所述主时钟装置测定得到的、由所述主装置多次接收到所述从同步信号的各个主接收时刻进行存储;以及
基准时刻计算部,其对将所述主发送平均时刻、与使所述主接收时刻平均后的主接收平均时刻进行合计得到的和除以2而得到的商进行计算,由此对所述从时钟装置的时刻成为从基准时刻时的所述主时钟装置的时刻进行计算,并将计算出的时刻作为主基准时刻,其中,所述从基准时刻是将所述从接收平均时刻、与使所述从发送时刻平均后的从发送平均时刻进行合计得到的和除以2而得到的。
9.一种时刻同步系统,其特征在于,
具有所述主装置、所述从装置以及权利要求1至8中任一项所述的校正参数计算装置,
其中,所述主装置具有:
所述主时钟装置,其对时刻进行测定;
所述主发送部,其对所述主同步信号进行多次发送;以及
所述主发送时刻测定部,其利用所述主时钟装置对由所述主发送部发送出所述主同步信号的各个时刻进行测定,并将测定的结果作为所述主发送时刻,
所述从装置具有:
所述从时钟装置,其对时刻进行测定;
所述从接收部,其对所述主同步信号进行多次接收;以及
所述从接收时刻测定部,其利用所述从时钟装置对由所述从接收部接收到所述主同步信号的各个时刻进行测定,并将测定的结果作为所述从接收时刻。
10.根据权利要求9所述的时刻同步系统,其特征在于,
所述从装置还具有同步时刻计算部,该同步时刻计算部基于由所述校正参数计算装置计算出的速度比,对由所述从时钟装置测定得到的时刻进行校正,对与所述主时钟装置的时刻同步的校正时刻进行计算。
11.根据权利要求10所述的时刻同步系统,其特征在于,
所述从装置还具有:
从发送部,其对从同步信号进行多次发送;以及
从发送时刻测定部,其利用所述从时钟装置对由所述从发送部发送出所述从同步信号的各个时刻进行测定,并将测定的结果作为从发送时刻,
所述主装置还具有:
主接收部,其对所述从同步信号进行多次接收;以及
主接收时刻测定部,其利用所述主时钟装置对由所述主接收部接收到所述从同步信号的各个时刻进行测定,并将测定的结果作为主接收时刻,
所述校正参数计算装置还具有:
传输平均时间计算部,其基于所述主发送平均时刻、所述从接收平均时刻、将所述从发送时刻平均后的从发送平均时刻、以及将所述主接收时刻平均后的主接收平均时刻,对将主传输时间和从传输时间平均后的传输平均时间进行计算,其中,所述主传输时间是从所述主装置发送出所述主同步信号的时刻至所述从装置接收到所述主同步信号的时刻为止的时间,所述从传输时间是从所述从装置发送出所述从同步信号的时刻至由所述主装置接收到所述从同步信号的时刻为止的时间;以及
基准时刻计算部,其对将所述主发送平均时刻和所述传输平均时间进行合计得到的和进行计算,由此计算所述从时钟装置的时刻成为所述从接收平均时刻时的所述主时钟装置的时刻,并将计算得到的时刻作为主基准时刻,
所述同步时刻计算部对从由所述从时钟装置测定得到的时刻中减去所述从接收平均时刻而得到的差进行计算,然后对将该差乘以所述速度比得到的积、与所述主基准时刻进行合计后的和进行计算,由此对所述校正时刻进行计算。
12.根据权利要求10所述的时刻同步系统,其特征在于,
所述从装置还具有:
从发送部,其对从同步信号进行多次发送;以及
从发送时刻测定部,其利用所述从时钟装置对由所述从发送部发送出所述从同步信号的各个时刻进行测定,并将测定得到的时刻作为从发送时刻,
所述主装置还具有:
主接收部,其对所述从同步信号进行多次接收;以及
主接收时刻测定部,其利用所述主时钟装置对由所述主接收部接收到所述从同步信号的各个时刻进行测定,并将测定得到的时刻作为主接收时刻,
所述校正参数计算装置还具有基准时刻计算部,
该基准时刻计算部对将所述主发送平均时刻、与将所述主接收时刻平均后的主接收平均时刻进行合计得到的和,除以2而得到的商进行计算,由此对所述从时钟装置的时刻成为从基准时刻时的所述主时钟装置的时刻进行计算,并将计算得到的时刻作为主基准时刻,其中,所述从基准时刻是将所述从接收平均时刻、与使所述从发送时刻平均后的从发送平均时刻进行合计得到的和除以2而得到的
所述同步时刻计算部对从所述从时钟装置测定得到的时刻中减去所述从基准时刻得到的差进行计算,然后对将该差乘以所述速度比后的积、与所述主基准时刻进行合计得到的和进行计算,由此对所述校正时刻进行计算。
13.一种校正参数计算方法,其特征在于,
主装置对主同步信号进行多次发送,
从装置对所述主同步信号进行多次接收,
利用主时钟装置对所述主装置发送出所述主同步信号的各个主发送时刻进行测定,
利用从时钟装置对所述从装置接收到所述主同步信号的各个从接收时刻进行测定,
基于将所述主发送时刻平均后的主发送平均时刻、以及将所述从接收时刻平均后的从接收平均时刻,对所述主时钟装置的时刻的计时速度相对于所述从时钟装置的时刻的计时速度的速度比进行计算。
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