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JP2002512476A - 通信ネットワークにおける同期方法及び同期装置 - Google Patents

通信ネットワークにおける同期方法及び同期装置

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Publication number
JP2002512476A
JP2002512476A JP2000545272A JP2000545272A JP2002512476A JP 2002512476 A JP2002512476 A JP 2002512476A JP 2000545272 A JP2000545272 A JP 2000545272A JP 2000545272 A JP2000545272 A JP 2000545272A JP 2002512476 A JP2002512476 A JP 2002512476A
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JP
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portal
clock
cycle
control window
communication network
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Application number
JP2000545272A
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English (en)
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ストロー，ジル
ドル，ルノー
ビュルクリン，ヘルムート
ロペス，パトリック
ドムーラン，ヴァンサン
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Vantiva SA
Original Assignee
Thomson Multimedia SA
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Publication date
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、無線通信ネットワークによって相互連結された少なくとも２本のバスを有し、各バスはポータルによって無線通信ネットワークに接続されている通信ネットワークにおける同期方法に関する。本発明の方法は、他のポータルに対する基準として使用される固有クロックを有するサイクルサーバーと称されるポータルを決定し、各ポータルに特有の内部クロックと相対的に定義された各フレームの始まりに関して各ポータルを表す所定の時間に、制御窓を挿入することにより生成された同期信号を各ポータル経由で送信し、各ポータルによって他のポータルの制御窓を検出し、受信側ポータルの特有のクロックをサイクルサーバークロックと同期させるため、検出された窓の中から、既にサイクルサーバーポータルクロックと同期しているクロックを有する一つの窓を選択する。本発明は、この方法を実施する受信機器及び送信機器にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、無線リンクを含む通信ネットワークに接続された装置を同期させる
方法に関する。本発明は、特に、家庭用通信ネットワーク環境に適用される。本
発明は、この方法を実施する装置にも関する。
【０００２】 IEEE 1394-1995規格に記載されているIEEE 1394型バスにおいて、バスに連結
された各装置（ノード）は、送信する等時性パケットに、受信装置によってパケ
ットが取得されるべき時点を示し時間的キューを挿入する。
【０００３】 バスに連結された各装置（ノード）は、バスのクロック周波数、すなわち、24
.576MHzでインクリメントされる３２ビットのクロックレジスタを有する。この
レジスタ（IEEE 1394-1995規格ではサイクルタイムレジスタ(Cycle Time Regist
er)と称される）は、（下位オーダー１２ビット、中間オーダー１３ビット、及
び、上位オーダー７ビットの）三つの領域に分割される。これらの領域は、それ
ぞれ、24.576MHz、8kHz、及び、1Hzでインクリメントされる。
【０００４】 等時性トラヒックに参加し得る装置が存在する場合に、これらの装置を同期さ
せるために、その中の１台の装置が「サイクルマスタ装置又はノード」（IEEE13
94の用語）として選ばれる。サイクルマスタ装置は、8kHzに対応した125μs毎に
、等時性フレーム若しくはサイクルスタートパケットを生成する。このパケット
は、送信時点でのサイクルマスタ装置の３２ビットクロックレジスタの値を含む
。パケット受信装置は、固有の３２ビットレジスタを、サイクルマスタ装置から
受信された値に合わせる。
【０００５】 上述のIEEE 1394-1995文書は、シリアルバスのアーキテクチャに関する。ブリ
ッジを介して幾つかのバスを相互連結する技術に関する更なる規格は現在作成中
である。IEEEから入手可能な最新版の草案は、1999年2月7日付けのP1394.1ドラ
フト0.04であり、旧版は1997年10月18日付けである。
【０００６】 幾つかのバスがブリッジを介して接続される場合、パケットの時間的マーカー
を正しく解釈し、クロックドリフトを訂正するため、ブリッジの両側で同じクロ
ックを利用することが極めて重要である。
【０００７】 この目的のため、本発明は、無線通信ネットワークによって相互連結された少
なくとも二つのバスを含み、各バスがポータルを介して上記無線通信ネットワー
クに連結されている通信ネットワークにおける同期方法であって、 他のポータルに対し基準を与える固有クロックを有するサイクルサーバーポー
タルを決定する工程と、 各ポータルの固有内部クロックと相対的に定義されたフレームのスタートに関
して各ポータルを表す所定の時点に、制御窓の挿入により獲得される同期信号を
各ポータル経由で送信する工程と、 他のポータルの制御窓を各ポータル経由で検出し、受信側ポータルの固有クロ
ックをサイクルサーバーポータルのクロックと同期させるため、検出された制御
窓の中から、サイクルサーバーポータルのクロックと既に同期している固有内部
クロックを有するポータルに対応した制御窓を選択する工程とを有することを特
徴とする同期方法である。
【０００８】 かくして、クロックは、サイクルサーバーのクロック、或いは、サイクルサー
バーにより近く、少なくとも部分的に同期しているポータルのクロックに次々と
ロックするポータルに徐々に伝搬する。
【０００９】 本発明の好ましい一実施例によれば、制御窓は、上記制御窓の送信時点のクロ
ックの値である上記制御窓の送信側ポータルのクロックの値の少なくとも一部を
含み、送信されたクロックの値は受信側ポータルが固有クロックの値を更新する
ため使用される。
【００１０】 本発明の一実施例によれば、ポータルによって送信されたクロック値は、伝送
中の制御窓の処理時間を補償する補正を含む。
【００１１】 本発明の一実施例によれば、ポータルによって受信されたクロック値は、固有
クロックの値を更新する前に、上記ポータルの受信処理時間を考慮するよう補正
される。
【００１２】 本発明の一実施例によれば、上記クロック値は、全く同一のポータルによって
送信される連続した制御窓に亘って送信される数グループのビットに分割される
。
【００１３】 本発明の一実施例によれば、上記同期方法は、各ポータルで、サイクルサーバ
ーポータルから送出された項目を所定のポータルに到達させるために必要な中継
ポータルの最小の台数として定義される、サイクルサーバーポータルからの距離
を決定する工程を更に有する。
【００１４】 本発明の一実施例によれば、所定のポータルによって同期を行うため選択され
る制御窓は、上記所定のポータルによって受信された制御窓の中で最短距離を有
するポータルの制御窓である。
【００１５】 本発明の一実施例によれば、上記制御窓は、受信側ポータルの固有クロック値
を格納するレジスタをインクリメントするため使用される上記受信側ポータルの
位相ロックループを上記選択された制御窓の受信時点にロックさせる工程を更に
有する。
【００１６】 本発明の一実施例によれば、上記同期方法は、通信ネットワークに接続された
ノードの中から、通信ネットワーク全体のサイクルマスタノードを選択する工程
を更に有し、サイクルサーバーポータルは、通信ネットワークの上記サイクルマ
スタノードが接続されたバスに接続されたポータルであり、サイクルサーバーポ
ータルは固有クロックをネットワークの上記サイクルマスタノードのクロックに
同期させる。
【００１７】 本発明の一実施例によれば、通信バスはIEEE 1394型であり、サイクルサーバ
ーポータルのネットワークのサイクルマスタノードへの同期は、上記ノードによ
って送信されたサイクルスタートパケットを用いて行われ、ネットワークの無線
部を介するフレームの伝送の周波数はサイクルスタートパケットの伝送の周波数
の約数である。
【００１８】 本発明の一実施例によれば、サイクルサーバーポータル以外のポータルに属す
るクロックは、上記ポータルが接続されたポータルを同期させるため使用される
。
【００１９】 さらに、本発明は、有線バス及び無線通信ネットワークを連結するインタフェ
ース装置であり、 上記有線バスを伝わる周期的信号にロックする位相ロックループ、及び、イン
クリメントさせるため上記位相ロックループから獲得されたクロックに連結され
、上記有線バスに接続されたノードのクロックに同期した固有クロック絶対値を
計数するカウンタを具備し、上記有線バスを利用してクロックを復元するクロッ
ク復元手段と、 上記カウンタの状態で拘束されて生成され、上記制御窓の送信時点での上記カ
ウンタの状態に関係した項目を含み、上記無線通信ネットワークに接続された他
の装置に対し時間的基準を与える制御窓を、上記無線通信ネットワークに周期的
に送信する周期的送信手段とを有することを特徴とする。
【００２０】 また、本発明は、有線バス及び無線通信ネットワークを連結するインタフェー
ス装置であり、 位相ロックループ及び固有クロックレジスタを具備し、上記無線通信ネットワ
ークを介して送信された信号を利用してクロックを復元するクロック復元手段と
、 上記無線通信ネットワークを介して送信された複数の制御窓の中から一つの制
御窓を選択する手段（μ’）と、 上記位相ロックループに供給する上記制御窓の同期を抽出する手段（４１）と
、 上記制御窓の基準クロックの絶対値に関係した項目を抽出し、上記固有クロッ
クを更新する手段（４７）とを有することを特徴とする。
【００２１】 本発明のその他の特徴並びに効果は、添付図面に示された非限定的な具体的な
実施例の説明を通じて明らかにされる。
【００２２】 本発明の一実施例は、IEEE 1394バスに関係し、以下の説明では、このバス型
に関連した専門用語に由来する用語が使用されるが、本発明は、IEEE 1394バス
に限定されるものではなく、他の環境にも適用可能である。
【００２３】 図１のネットワークは、３本のIEEE 1394バス１、２及び３を含み、これらの
バスは無線ネットワーク５により相互連結され、それぞれのバスは、（文書P139
4.1に採用された用語で）ポータルＷＬ１、ＷＬ２及びＷＬ３と称されるノード
によって無線ネットワーク５に連結される。ポータルは、本実施例の場合には、
無線周波数で無線伝送によって相互に通信する。ポータルの組は、バスを相互連
結する無線ブリッジを構成する。
【００２４】 これらのポータルは、いずれかの有線バスのメンバーであり、バスに接続され
た装置という意味で、IEEE 1394規格の用語の範囲内でノードに相当する。ネッ
トワーク全体を同期させるため、一つのバスに接続された装置の中の１台の装置
がネットワークサイクルマスタ装置（すなわち、ネットサイクルマスタ）に選ば
れる。これは、バスに限定されたサイクルマスタよりも広い概念であることに注
意する必要がある。図１には、ネットワークサイクルマスタ装置４が示される。
いずれかのポータルであり得るネットワークのサイクルマスタ装置は、種々のバ
スのサイクルマスタ装置の中からブリッジのマネージャ（IEEE P1394.1の用語で
はプライム・ポータル）によって指定される。ネットワークのサイクルマスタ装
置は、たとえば、潜在的にその能力を有する装置であって、最高のシリアル番号
又は識別番号を保有する。
【００２５】 ネットワークサイクルマスタ装置であるポータル、又は、ネットワークサイク
ルマスタ装置が接続されたバスに接続されたポータルは、サイクルサーバーと称
される。サイクルサーバーは、ネットワークサイクルマスタ装置から発生したク
ロックを他のポータルに送信する役割を受け持つ。他のバスのサイクルマスタ装
置は、それらのポータルから受信したクロックにロックする。
【００２６】 本発明の具体的な一実施例によれば、各ノードは、２個のフラグを有するレジ
スタを具備する。レジスタの第１のフラグは、ノードがバスのサイクルマスタで
あることを示し、第２のフラグは、ノードがネットワークのサイクルマスタであ
ることを示す。各ポータルは、バスのサイクルマスタ上のレジスタを読み出すだ
けで足りる（サイクルマスタのノード識別子"node_id"は定められていて、値０
をとる）。バスのサイクルマスタがネットワークのサイクルマスタであることを
決めるポータルは、無線ネットワークのサイクルマスタになる。
【００２７】 無線ネットワークは、伝送チャネルにアクセスするため、時分割多元接続(TDM
A)メカニズムを使用する。このアクセスメカニズムは、本願の優先権出願と同日
（1998年4月21日）に同一出願人によって出願された仏国特許出願FR 9804983の
主題である。このメカニズムと共に、特にノードからIEEE 1394バスにアクセス
するメカニズムが、IEEE 1394規格に関係し、必要であれば引用されるIEEE文書
に厳密な形で定義されている。
【００２８】 TDMAフレームは窓に細分され、ポータルは窓の期間中に送信することができる
。１個以上の窓のポータルへの割り付けは、ポータルが送信要求を表現し、無線
チャネルの最適な共用のため他のポータルの要求と対照することができる予約メ
カニズムによって実現される。予約はいわゆる制御窓を用いて行われる。窓は、
制御窓であるか、データ窓であるかとは無関係に、予め決められた時間的区間で
あり、そのスタートは、フレームのスタートに対して相対的に定義される。１フ
レームにつき１個の制御窓が送信しようとする各装置に割り付けられる。この制
御窓でポータルによって送信される情報は、再利用され、他のポータルの制御窓
に伝達される。かくして、不完全な接続性の下で（すなわち、少なくとも２台の
ポータル間に直接的なリンクがない場合でも）、制御キューは無線ネットワーク
全域に伝達される。
【００２９】 図６には、フレームのフォーマットと、フレーム中に存在する制御窓のフォー
マットが示されている。
【００３０】 TDMAフレームは、n個の制御窓FCmのゾーンと、データ窓Dのゾーンとにより構
成される。但し、nは無線ブリッジのポータルの台数である。各制御窓FCmは、固
定窓Fと、n個の繰り返し窓Cm,pとを含む。制御窓内の繰り返し窓Cm,pは、フレー
ム内の制御窓と同じ順序をもつ。すなわち、ポータルXが制御窓FC2を送信する場
合、他の制御窓の繰り返し窓Cm,2は、ポータルXの制御データの繰り返しのため
確保される。
【００３１】 図６に示された例の場合、全ての制御窓が連続しているが、連続していなくて
もよく、制御窓の間にデータ窓が挟み込まれてもよい。主な制約は、フレーム内
での制御窓の位置、並びに、各制御窓と各ポータルの間の対応関係が各ポータル
に認識されていることである。実際的な例の場合、制御窓は、上昇順に番号が付
けられ、この番号順でフレーム内に現れる。各ポータルは、無線ブリッジのレベ
ルでポータルを識別することができる固有の順序番号を保有する。ポータルは、
その固有の順序番号に対応した制御窓を使用する。
【００３２】 制御窓FCmは、ポータルmによって送信された制御窓である。制御窓FCmの固定
窓は、送信側ポータルmの近傍ポータルのための項目を含む。この固定窓の内容
は、窓を受信したポータルによって繰り返される。典型的に、固定窓は、送信側
ポータルのアドレスと、ポータルからサイクルサーバーまでの距離と、競合モー
ドにおけるデータ窓の予約要求とを含む。
【００３３】 制御窓FCmの繰り返し窓Cm,mは、ポータルmがネットワークのサイクルサーバー
であるかどうかを示すデータと、状況に応じて、等時性モード若しくは非同期モ
ードにおけるデータ窓の予約要求とを含む。
【００３４】 制御窓FCmの中のほかの繰り返し窓は、直接的に、若しくは、ポータルm以外の
ポータルから間接的に受信された制御窓の内容を含む。ポータルは、他のポータ
ルからの制御データを１回限りで繰り返す。この目的のため、各ポータルは、他
のポータルから受信された制御窓の内容を記憶し、受信された制御窓を固有の制
御窓へコピーする前に、既に繰り返しを行っているかどうかを確認する。
【００３５】 データ窓を予約するため以下の３通りのメカニズムが用意される。
【００３６】 ・等時性予約メカニズム：ポータルが（既知の一定ビットレートに対応した）
等時性ストリームを送信するとき、ポータルは、要求していると評価した１フレ
ームあたりの窓の数を表すデータを制御窓で送信する。この予約は、予約が取り
消されるまで、将来のフレームに対し有効である。
【００３７】 ・非同期予約メカニズム：各フレームで、ポータルは、現在フレームに予約し
たいデータ窓の数を示すデータを制御窓で送信する。この予約は、１フレームに
対してのみ有効であり、必要であるならば、他のフレームに対し新たに行われる
。
【００３８】 上記の２通りの予約メカニズムの場合、ネットワークの各ポータルは、無線ネ
ットワークに接続された他のポータルによって行われた窓予約を、他のポータル
毎に予約された制御窓で先に送信されたように、将来のフレーム中に固有の制御
窓で繰り返す。これらの要求、並びに、明確な規則から、各装置は、次のフレー
ムを実際に占有しているものを推定する。本特許出願の主題ではない明確な規則
は、予約が競合したときに、送信する権利を有するポータルを決定するため利用
される。装置は、実際には、無線ネットワークに接続された全ての装置が項目を
受信したこと（これは、ネットワークのコンフィギュレーションに依存する）、
並びに、（予約に競合があるならば）送信が許可される装置が１台だけであるこ
とが確実になるまで、予約された窓の数を使用しない。
【００３９】 ・最後に、競合メカニズムが設けられる。ネットワークのコンフィギュレーシ
ョン（並びに、予約を伝達するため必要な順次的な跳ね返り）のため、ポータル
は、予約の時点と、実際のデータの送出の時点との間で、ある程度のフレーム数
を待機しなければならない。しかし、将来のフレームは、疎らにロードされるこ
とがわかる。競合メカニズムはこのような状況で使用することができる。ポータ
ルは、未だ予約がなされていない使用する窓の数を示すため制御窓を利用する必
要がある。ポータルは、制御窓と同じフレームで、専用の制御窓の後に続くデー
タ窓にデータを挿入する。２台のポータルが同時に同じ送信を行う場合、衝突が
発生することは明らかである。したがって、送信フェーズは、受信側によって生
成された承認フェーズが伴うべきである。
【００４０】 無線ネットワークは、８KHzクロックの約数、すなわち、8/N kHzのクロック
にロックされた等時性フレームを使用する。有利的に、Nは２のpべき乗であり、
本実施例では、高々p=6である。クロックは、クロックレジスタの第２の領域の1
3-pビットを考慮することによって獲得される。このクロックは、ネットワーク
４のサイクルマスタ装置が連結されたバスに接続されたブリッジWL1（サイクル
サーバー）によって、初期的にIEEE 1394規格に従って獲得される。
【００４１】 8/N kHzのクロックは、フレームの有効データとは対照的に制御データのため
確保される通過帯域を削減するため選ばれる。本実施例によれば、選択されたN
は８である。TDMA技術に特有の伝送制約のため、フレーム区間はある値よりも低
下しない。一つの重大な問題は、送信側がAGCを変更したときに実行されるべき
受信側の自動利得制御（AGC）であり、各フレームの前に２乃至３μｓの待機時
間を挿入する必要がある。５μｓの区間は、伝送レベルで効率を大きく損なわな
いための最低限度の値である。上述の通り、制御窓は、各ポータルがそのフレー
ム中に送信する意思を他のポータルに伝えるために役立つ。したがって、１ポー
タル、１フレームあたりに１個の制御窓が必要になる。この制約は、通過帯域の
損失（制御項目／有効項目）が短いフレームの場合に大きくなることを意味する
。8/N KHzクロックにロックしたフレームは、この通過帯域の損失を低減するた
め利用可能である。
【００４２】 IEEE 1394規格は、アービトレーション原理に従う伝送媒体へのアクセスを実
現させる。マスタノード（バスのスタートアップ時に選択）は、他のノードのバ
スへのアクセスを判定する調停者の役割を担う。しかし、この規格は、非同期デ
ータの伝送用のデータ窓に関する考え方を規定していない。したがって、非同期
転送が、バス獲得に関する交渉後に開始されたとき、この転送の区間は先見的に
は不明である。その結果として、ノードは、バスを獲得する要求をしたとき、可
変区間の時間的間隔を待機しなければならない。
【００４３】 バスのクロックの伝送中に、マスタノードは、125μs毎に同期パルスを生成し
なければならない。これは、同期パルスを構成するスタートを有するパケット（
サイクルスタートパケット、すなわち、CSP）を送出することにより実現される
。しかし、バスのサイクルマスタがパケットを生成しなければならない時点に、
バスが占有されている可能性がある。その場合、バスのサイクルマスタは、バス
へのアクセス権を得るため、現在の伝送の終了を待つ必要がある。このとき、バ
スのサイクルマスタは、時間レジスタの値を送信されるパケットに挿入するので
、他のノードは、自分のクロックをサイクルマスタの基準に合わせ、必要な補正
を行うことが可能になる。パケットのスタートに関するジッタ（高々78μsであ
ると推定される）は、IEEE 1394文書に規定されるような非同期パケットの最大
区間、及び、この文書の付録文書Eに記載された承認フェーズの区間に対応する
。図２には、ジッタがフレームスタートパケットの伝送に与える影響が示されて
いる。さらに、図２の例によれば、ポータルの制御窓は無線ネットワークのTDMA
フレーム全体に分布し、図６の例のようにフレームのスタートに集中していない
。
【００４４】 IEEE 1394バスのクロックの伝送には、クロック周波数（8kHz）の伝送、及び
、時間レジスタの値の形式である時刻の絶対値の伝送の二つの局面がある。IEEE
1394規格によれば、これらの二つの局面を同時に達成するための手段が与えら
れる。125μs毎に、ネットワークのサイクルマスタノードは、（バスのジッタの
ため）送信の時点で時間レジスタの値を収容するパケットを生成する。
【００４５】 本発明によれば、無線ネットワークを介して、すなわち、ネットワークのサイ
クルマスタが連結された1394バスを超えて、クロックを送信するとき、上記二つ
の局面（周波数の伝送及びクロックの絶対値の伝送）は分離される。
【００４６】 最初に、無線ネットワーク域でのクロックの伝送に関して、ネットワークの無
線部のクロックを決定するポータルがIEEE 1394バス経由でネットワークのマス
タ装置に接続される場合と、そのポータル自体がネットワークのサイクルマスタ
である場合の二つのケースが起こる。
【００４７】 第１のケースでは、78μsの最大ジッタは、ネットワークのマスタ装置によっ
てサイクルサーバーポータルへ送出されたサイクルスタートパケットのスタート
に存在する。このジッタの発生要因については図２を参照して説明した。本実施
例によれば、制御窓のフレームへの挿入は、有線バス上のサイクルスタートパケ
ットの受信によって直接的に始動されないが、サイクルサーバーポータルの時間
レジスタによって判定される。TDMAフレームが1ms毎にスタートする場合、TDMA
フレームは、131047クロックチック毎にスタートしなければならない。送信され
たタイミングにおけるジッタは、無線ネットワーク上のTDMAフレームのスタート
をサイクルサーバーポータルのクロックにロックさせることによって除去される
。それにもかかわらず、ポータルの時間レジスタは、有線IEEE 1394バスのほか
のノードと同様の方法で、ネットワークのマスタノードのサイクルスタートパケ
ットから受信された値を用いて125μsおきに合わされることに注意する必要があ
る。
【００４８】 サイクルサーバーポータルがネットワークのマスタ装置である場合、上述のタ
イプのジッタは存在しない。サイクルサーバーポータルのクロックの動きに制約
はない。
【００４９】 図３は、有線IEEE 1394バスに接続するための回路と、ポータルの送信部とを
示す図である。ポータルは、物理インタフェース(PHY)３０と、サイクルスター
トパケット（IEEE 1394文書の用語）のクロックレジスタのビットの値を抽出す
る復調及びチャネル復号化回路３１と、24.576MHzのベース周波数発振器を具備
し有線バスのサイクルスタートパケットにロック可能な位相ロックループを含む
内部クロックのテンポでインクリメントされるポータルのクロックレジスタより
なる時間的ベース３２と、非同期パケットの伝送に関して有効データを格納する
非同期FIFOスタック３３と、TDMAフレーム内の等時性窓中の等時性伝送に関して
有効データを格納する等時性FIFOスタック３４と、制御データ、特に、ポータル
のため確保されたTDMAフレームの制御窓用のデータを挿入する回路３５とを有す
る。回路３５は、制御窓のスタートに同期語を挿入する。FIFOスタック３３及び
３４は、挿入回路３５と共に、チャネル符号化及び変調回路（一つの回路だけに
番号３７が付されている）にそれぞれ接続され、チャネル符号化及び変調回路は
、マイクロプロセッサμにより制御されるマルチプレクサ３６に接続され、マイ
クロプロセッサは、以下に説明する処理遅延の補償を制御する。ポータルの全体
的な管理の役割を担うマイクロプロセッサの多数のコネクションは、図面の簡略
さを損なわないように図３には示されない。回路３６は、TDMAフレームを組み立
てる。アナログインタフェース３９は、無線周波ワイヤレスネットワークとのリ
ンクを行い、特に、要求された周波数帯域への変換を行う。
【００５０】 ネットワークの無線部における送信時又は受信時の処理時間は、データパケッ
トの時間的マーキングに対し無視できないことがわかる。この遅延は、送信器レ
ベルでの変調及びチャネル符号化と、受信器レベルでのチャネル復号化及び復調
とに対応する。本実施例によれば、この処理時間は、送信器レベルと受信器レベ
ルの両レベルで補償される。実質的に固定的な処理時間を有する送信側ポータル
は、処理時間に対応したクロックチック数を時間レジスタのクロック値に加える
ので、制御窓に含まれるクロック値は、制御窓の実際の伝送の時点に対応する。
同様に、受信側ポータルは、受信されたクロック値に、その処理時間に対応しあ
多数のクロックチックを加算する。送信時及び受信時の処理時間は、各ポータル
のレベルのレジスタに記憶することができる。
【００５１】 各ポータルレベルでのクロック周波数の復元及び後続のクロック値の復元は、
以下に説明される。
【００５２】 サイクルサーバーポータル以外のポータルのレベルで、クロックタイミングの
復元は、ベース周波数が24.576MHzの制御型発振器を含む位相ロックループを用
いて行われる。
【００５３】 図４は、図１に示された１台のポータルの受信及び1394バスへの接続用の回路
の構成図である。図４のポータルは、特に、ベース周波数帯域への変換を行うRF
信号受信用のアナログインタフェース４０と、制御窓のスタートを復元し、8/N
KHzの周波数で生成された制御窓から8kHzクロックを再構築する位相ロックルー
プ４２に供給するパケット同期抽出器４１と、フレームの内容の復調及びチャネ
ル復号化用の回路４３と、フレームの内容を分離するデマルチプレクサ４４と、
デマルチプレクサ４４に接続された非同期FIFOスタック４５、等時性FIFOスタッ
ク４６、及び、ポータルの時間レジスタを含む制御データメモリ４７とを含む。
ポータルは、IEEE 1394リンク回路４８及び物理的インタフェース４９を有し、
有線IEEE 1394バスがポータルと関連付けられる。最後に、ポータルはμプロセ
ッサμ’を有する。
【００５４】 図５は、図４の回路４２の略構成図である。同図における数値は、一例に過ぎ
ない。復元された8kHzのクロックは、有線IEEE 1394バスの8kHzクロックのジッ
タに匹敵するジッタをもち、有線バスの8kHzクロックは、サイクルスタートパケ
ットによって、無線ネットワークのポータル用の8/N KHzの周波数の代わりに8kH
zの周波数に合わされる。ジッタは、24.576MHzの周期の+/- 1/2に対応する。
【００５５】 フレーム中に、各ポータルは、１台以上の他のポータルの制御窓を明瞭な形で
受信する。ネットワークの無線部の接続性が不完全である場合、他の各ポータル
の制御窓を受信する必要はない。ポータルは、受信制御窓の中の一つの制御窓、
好ましくは、ネットワークのサイクルマスタ装置と同じバスに接続されたサイク
ルサーバーポータルに対し最短距離を有する窓を選択する。この選択された制御
窓は、ポータルが固有のクロックを同期させるため使用する制御窓である。各制
御窓は、スタートにタグを付加することができる同期語を含み、固定窓には、送
信器の識別情報と、サイクルサーバーポータルに対する送信器の距離とが含まれ
る。選択された制御窓がポータルによってタグを付加されるとき、ポータルは位
相ロックループに与えられるパルスを生成する。
【００５６】 ネットワークの無線部のポータルと、このネットワークの無線部の時間的基準
を生成するポータル（サイクルサーバーポータル）の距離は、このポータルとサ
イクルサーバーポータルの間の最小ホップ数となるように定義される。本実施例
の場合に、この最小ホップ数は、サイクルサーバーポータルの制御窓の内容を他
のポータルに到達させるため必要なTDMAフレーム数である。実際上、サイクルサ
ーバーポータルから無線リンクを介して直接に到達し得るポータルは、サイクル
サーバーポータルからの距離が１である。ポータルは、サイクルサーバーポータ
ルからの距離を制御窓内に収容する。ポータルは、制御窓内に明瞭な形で受信し
た全ての距離の中から最短距離を選択する。１ずつ増加されるこの距離は、その
ポータルのサイクルサーバーポータルからの距離を表す。この距離は全ての制御
窓で伝送される。サイクルサーバーポータルの距離は０である。
【００５７】 同期は、同じ制御窓が明瞭な形で受信される限り、同じ制御窓に基づいて行い
続ける方が有利である。これにより、ルーティング時間がフレームとフレームの
間で変化しない。
【００５８】 サイクルサーバーポータルによるクロック値の送信と送信されたクロック値の
抽出は、以下に説明するように行われる。
【００５９】 無線ネットワークのフレームにおいて、各制御窓の位置及びサイズは固定であ
るので、一方のフレームから別のフレームの間で、制御窓Cmのスタートに関する
ジッタは存在しない。その結果として、サイクルサーバーポータルの時間レジス
タの下位ビット（24.576MHzクロックに対応する）を送信する必要は無くなる。
【００６０】 特に、ポータルのクロック値の同期は、IEC 61883規格に規定された時間的ラ
ベルの正確な解釈を行うために必要である。
【００６１】 この時間的値を送信するため二つの可能性が考えられる。
【００６２】 第１の可能性は、サイクルサーバーポータルが、このイベント（すなわち、秒
を記述する上位７ビットと、8/N KHzカウンタの値を記述する中間(13-N)ビット
）の検出時に、時間レジスタの必要な値を明示的に送出することである。
【００６３】 実際上、ノードのスタートアップ時を除いて、完全な時間的値を送信する必要
は無いので、サイクルサーバーポータルのレジスタに保持された絶対値を獲得す
ることができる。この絶対値を各制御窓に送信するために、非常に大きい通過域
が要求される。
【００６４】 第２の可能性は、サイクルサーバーポータルが、フレーム毎にシフトされた時
間レジスタのビットの部分集合を制御窓で継続的に送出することである。これは
、次のように行われる。各制御窓の各固定窓の２ビットはこの用途だけに使用さ
れる。第１ビットは、第２のビットがクロック値（別々に送信されないビット、
以下を参照せよ）の最下位ビットであるか、或いは、他のビットを含むかを示す
。第２ビットはクロック値のビットである。かくして、初期化しようとするポー
タルは、最下位ビットの存在を示す信号を待機し、フレームと連携したビットで
時間レジスタビットの更新を開始し、上位ビットの方向に進む。レジスタの更新
中であっても、レジスタは、位相ロックループによって生成されたローカルクロ
ックとテンポを合わせてインクリメントされ続けることが重要である。
【００６５】 TDMAフレームが１KHzで送信される場合、時間レジスタの上位１７ビットだけ
が重要であり、第２の可能性に従って実際に送信される。
【００６６】 ポータルのクロックレジスタの下位領域の１２ビット、並びに、中間部分の中
の下位ｐビットは、ポータル自体によって、その固有の処理時間の関数として定
められる。
【００６７】 送信器側で、送信されていない１２ビット領域は、窓が送信されたときに０で
ある。送信時の処理時間を補償するため、送信は、カウンタが１２個の零ビット
の領域に対応する値に達するよりも所定数のクロックチックだけ前に始動される
。送信時の処理時間は、たとえば、送信器を設計する際に、較正メカニズムを用
いて決められる。
【００６８】 受信器側で、受信時の処理時間の類似した補正が行われる。
【００６９】 簡単にまとめると、無線ネットワークを介したクロックの伝搬は以下のメカニ
ズムによって実現される。
【００７０】 各ポータルは時間レジスタを具備する。この時間レジスタは、TDMAフレームの
状況の範囲内で、固有制御窓の送信を始動するため、各ポータルによって使用さ
れる。
【００７１】 各ポータルは、時間レジスタを調整する。この調整はネットワークのトポロジ
ーに依存する。ポータルがネットワークのサイクルマスタ装置であるならば、時
間レジスタに関する調整は不要である。ポータルがネットワークのサイクルマス
タ装置と同じIEEE 1394バスに接続される場合（そして、このバス上の唯一のポ
ータルである場合、唯一のポータルでない場合には、競合するポータル間で競合
解消を行なう必要がある）、ネットワークサイクルサーバーと称されるポータル
は、（IEEE 1394のサイクルスレーブノードと同じように）その時間レジスタを
バスから受信されたサイクルスタートパケットに合わせる。いずれの場合でも、
ポータルは、時間レジスタを、サイクルサーバーポータルからの最短距離の制御
窓の受信に合わせる必要がある。
【００７２】 このように、各ポータルにより復元されたクロックは、ポータルが接続された
バスのために使用される。
【００７３】 図３及び４の受信回路及び送信回路は、実施例の説明中、別々に表現されてい
るが、これらの回路は、無線ネットワーク上で一つの送受信装置に統合しても構
わない。その場合、受信回路及び送信回路の中の一部の要素は、当然、重複させ
る必要が無い。マイクロプロセッサ、物理1394回路などは、受信と送信の両方を
制御する。受信回路及び送信回路を変更して、冗長性を生じさせること無く全く
同一の装置に組み込むことは、当業者にとって容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線伝送により相互に通信する３台のポータルを含むブリッジによって連結さ
れた３本のIEEE 1394バスの概略図である。
【図２】 非同期パケットの伝送により生じたジッタの説明図である。
【図３】 バスからデータを受信し、無線ネットワークへ送信するブリッジの回路の機能
的な略図である。
【図４】 無線ネットワークからデータを受信し、バスへ送信するブリッジの回路の機能
的な略図である。
【図５】 8/N KHzクロックから8KHzクロックを復元する回路の構成図である。
【図６】 一実施例で使用されるフレームの構成図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 ロペス，パトリック フランス国，35450 リブレ・シャンジョ ン，リュ・サン・モーロン ６ (72)発明者 ドムーラン，ヴァンサン フランス国，35137 プルメルク，リュ・ ド・クレイ ２ Ｆターム(参考） 5K028 AA14 BB04 KK32 MM16 NN32 SS26 5K047 AA03 BB01 CC06 GG08 GG22 HH42 MM12 MM26

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線通信ネットワークによって相互連結された少なくとも二
    つのバスを含み、各バスがポータルを介して上記無線通信ネットワークに連結さ
    れている通信ネットワークにおける同期方法であって、 他のポータルに対し基準を与える固有クロックを有するサイクルサーバーポー
    タルを決定する工程と、 各ポータルの固有内部クロックと相対的に定義されたフレームのスタートに関
    して各ポータルを表す所定の時点に、制御窓の挿入により獲得される同期信号を
    各ポータル経由で送信する工程と、 他のポータルの制御窓を各ポータル経由で検出し、受信側ポータルの固有クロ
    ックをサイクルサーバーポータルのクロックと同期させるため、検出された制御
    窓の中から、サイクルサーバーポータルのクロックと既に同期している固有内部
    クロックを有するポータルに対応した制御窓を選択する工程とを有することを特
    徴とする同期方法。
  2. 【請求項２】 制御窓は、上記制御窓の送信時点のクロックの値である上記
    制御窓の送信側ポータルのクロックの値の少なくとも一部を含み、送信されたク
    ロックの値は受信側ポータルが固有クロックの値を更新するため使用されること
    を特徴とする請求項１記載の同期方法。
  3. 【請求項３】 ポータルによって送信されたクロック値は、伝送中の制御窓
    の処理時間を補償する補正を含むことを特徴とする請求項２記載の同期方法。
  4. 【請求項４】 ポータルによって受信されたクロック値は、上記ポータルの
    受信処理時間を考慮するため、固有クロックの値を更新する前に補正されること
    を特徴とする請求項２又は３記載の同期方法。
  5. 【請求項５】 上記クロック値は、全く同一のポータルによって送信される
    順次の制御窓に亘って送信される数グループのビットに分割されることを特徴と
    する請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の同期方法。
  6. 【請求項６】 サイクルサーバーポータルから送出された項目を所定のポー
    タルに到達させるために必要な中継ポータルの最小の台数として定義されるサイ
    クルサーバーポータルからの距離を各ポータルで決定する工程を更に有すること
    を特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の同期方法。
  7. 【請求項７】 所定のポータルによって同期を行うため選択される制御窓は
    、上記所定のポータルによって受信された制御窓の中で最短距離を有するポータ
    ルの制御窓であることを特徴とする請求項６記載の同期方法。
  8. 【請求項８】 上記制御窓は、受信側ポータルの固有クロック値を格納する
    レジスタをインクリメントするため使用される上記受信側ポータルの位相ロック
    ループを上記選択された制御窓の受信時点にロックさせる工程を更に有すること
    を特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の同期方法。
  9. 【請求項９】 通信ネットワークに接続されたノードの中から、通信ネット
    ワーク全体のサイクルマスタノードを選択する工程を更に有し、 サイクルサーバーポータルは、通信ネットワークの上記サイクルマスタノード
    が接続されたバスに接続されたポータルであり、 サイクルサーバーポータルは固有クロックをネットワークの上記サイクルマス
    タノードのクロックに同期させることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれ
    か一項記載の同期方法。
  10. 【請求項１０】 通信バスはIEEE 1394型であり、 サイクルサーバーポータルのネットワークのサイクルマスタノードへの同期は
    、上記ノードによって送信されたサイクルスタートパケットを用いて行われ、 ネットワークの無線部を介するフレームの伝送の周波数はサイクルスタートパ
    ケットの伝送の周波数の約数であることを特徴とする請求項９記載の同期方法。
  11. 【請求項１１】 サイクルサーバーポータル以外のポータルに属するクロッ
    クは、上記ポータルが接続されたポータルを同期させるため使用されることを特
    徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の同期方法。
  12. 【請求項１２】 有線バス及び無線通信ネットワークを連結するインタフェ
    ース装置であって、 上記有線バスを伝わる周期的信号にロックする位相ロックループ、及び、イン
    クリメントさせるため上記位相ロックループから獲得されたクロックに連結され
    、上記有線バスに接続されたノードのクロックに同期した固有クロック絶対値を
    計数するカウンタを具備し、上記有線バスを利用してクロックを復元するクロッ
    ク復元手段（３０，３１，３２）と、 上記カウンタの状態で拘束されて生成され、上記制御窓の送信時点での上記カ
    ウンタの状態に関係した項目を含み、上記無線通信ネットワークに接続された他
    の装置に対し時間的基準を与える制御窓を、上記無線通信ネットワークに周期的
    に送信する周期的送信手段とを有することを特徴とするインタフェース装置。
  13. 【請求項１３】 有線バス及び無線通信ネットワークを連結するインタフェ
    ース装置であって、 位相ロックループ及び固有クロックレジスタを具備し、上記無線通信ネットワ
    ークを介して送信された信号を利用してクロックを復元するクロック復元手段と
    、 上記無線通信ネットワークを介して送信された複数の制御窓の中から一つの制
    御窓を選択する手段（μ’）と、 上記位相ロックループに供給する上記制御窓の同期を抽出する手段（４１）と
    、 上記制御窓の基準クロックの絶対値に関係した項目を抽出し、上記固有クロッ
    クを更新する手段（４７）とを有することを特徴とするインタフェース装置。
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