CN117061044A - 通信装置、通信装置的控制方法和存储介质 - Google Patents

通信装置、通信装置的控制方法和存储介质 Download PDF

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CN117061044A CN202310512883.3A CN202310512883A CN117061044A CN 117061044 A CN117061044 A CN 117061044A CN 202310512883 A CN202310512883 A CN 202310512883A CN 117061044 A CN117061044 A CN 117061044A
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Abstract

本公开提供了通信装置、通信装置的控制方法和存储介质。通信装置包括：确定部，其用于进行确定处理，以确定通信装置是在通信中作为领导装置操作还是在通信中作为跟随装置操作；以及设置部，其用于基于确定处理的结果，进行设置处理，将所述通信装置设置为时间主机装置或时间从机装置，所述时间主机装置是用于实现与一个或更多个其他通信装置的时间同步的基准时钟的提供者，所述时间从机装置根据基准时钟调整时间。

Description

通信装置、通信装置的控制方法和存储介质
技术领域
本发明涉及通信装置、通信装置的控制方法和存储介质。
背景技术
已知精确时间协议(PTP，“Precision Time Protocol”)是用于在连接到网络的各装置之间实现时间同步的协议。PTP由电气和电子工程师协会(IEEE)1588标准定义。在PTP下，作为领导者操作的装置和作为跟随者操作的装置可以周期性地交换用于时间同步的消息(即数据包)，以实现各装置之间的时间同步，并校正作为跟随者操作的装置的时间。注意，在前面的描述中，在控制中作为主控装置操作的装置被称为“领导者”，而在主控装置的控制下作为受控装置操作的装置被称为“跟随者”。另一方面，在IEEE 1588标准中，作为用于时间同步的领导者操作的装置被称为“PTP主机(PTP master)”或“PTP时间发送器”，而作为用于时间同步的跟随者操作的装置被称为“PTP从机(PTP slave)”或“PTP时间接收器”。此外，在IEEE 1588标准中，在控制中作为主控装置操作的装置被称为“主机(master)”，而在主控装置的控制下作为受控装置操作的装置被称为“从机(slave)”。在下面的描述中，将使用IEEE 1588标准中定义的术语，以便阐明本发明与IEEE 1588标准之间的对应关系。
该标准还将最优领导者时钟算法(BMCA，“Best Leader Clock Algorithm”)定义为用于从多个PTP主机候选当中自动确定最佳PTP主机(大主机)的算法。日本特开第2013-85278号讨论了一种技术，通过该技术，多个PTP主机候选使用BMCA来周期性地交换通告消息，以根据包括在消息中的内容来确定PTP主机。
日本未审查专利申请公开(PCT申请的翻译)第2013-538022号讨论了一种用于防止包括中间节点的多个节点之间的时间同步中的误差的技术。具体地，日本未审查专利申请公开(PCT申请的翻译件)第2013-538022号讨论了：通过使用用于中间节点的透明时钟(TC)或边界时钟(BC)，在由包括PTP主机和多个PTP从机的多个节点形成的通信网络中，防止时间同步中的误差。
发明内容
作为本发明的一个方面，通信装置包括作为实现上述目的中的至少一个目的的手段的以下构造。也就是说，该通信装置包括：确定部，其用于进行确定处理，以确定通信装置是在通信中作为领导装置操作还是在通信中作为跟随装置操作；以及设置部，其用于基于确定处理的结果来进行设置处理，以将所述通信装置设置为时间主机装置或时间从机装置，所述时间主机装置是用于实现与一个或更多个其他通信装置的时间同步的基准时钟的提供者，所述时间从机装置根据所述基准时钟来调整时间。
根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步特征将变得清楚。
附图说明
图1示出通信网络的构造的示例。
图2示出根据第一示例性实施例的通信装置的硬件构造的示例。
图3示出根据第一示例性实施例的通信装置的功能构造的示例。
图4示出由根据第一示例性实施例的通信装置执行的处理的流程图的示例。
图5示出通告消息的格式的示例。
图6示出由根据第二示例性实施例的通信装置执行的处理的流程图的示例。
图7示出由作为领导装置操作的通信装置执行的发送优先级设置命令的处理的流程图的示例。
图8示出管理消息的格式的示例。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述用于执行本发明的示例性实施例。下文描述的示例性实施例仅仅是实现本发明的手段的示例，并且应当依应用本发明的装置的构造和各种条件来适当地进行校正或改变。本发明不限于以下示例性实施例。此外，并非示例性实施例的特征的所有组合对本发明的解决方案都是必要的。
在下文描述的第一示例性实施例中，最佳主时钟算法(BMCA，“Best Master ClockAlgorithm”)被应用在由一个领导装置(通信中的领导装置，诸如基站)和多个跟随装置(通信中的跟随装置，诸如终端站)形成的通信网络中。
将讨论跟随装置用作精确时间协议(PTP)主机的情况。在这种情况下，使用诸如跟随装置、领导装置和另一跟随装置的多个节点来进行在用作PTP主机的跟随装置与不同于PTP主机的其他跟随装置(PTP从机)之间的通信。这可能增加在用作PTP主机的跟随装置与用作PTP从机的其他跟随装置之间的时间同步的误差。这种时间同步误差的发生是不期望的，因为例如在使用多个节点进行同步摄像的情况下，该误差可能导致节点之间的摄像定时的差异。
另一方面，通过采用使用上述透明时钟(TC)或边界时钟(BC)的构造，可以防止时间同步误差的发生。然而，使用这样的构造可能导致装置构造的复杂性。复杂性增加了装置的设计成本和制造成本。因此，从成本的角度来看，不希望使用上述构造来提高少量装置之间的时间同步的精度。
鉴于此，本示例性实施例提供了用于防止时间同步误差的增加而不使装置的构造复杂化的机构。下面将参照附图具体描述根据本示例性实施例的机构。
网络构造
图1示出根据本示例性实施例的通信网络的构造的示例。根据本示例性实施例的通信网络1由三个通信装置形成。通信装置10用作无线通信中的领导装置(作为无线通信中的领导装置操作)，通信装置20和21用作无线通信中的跟随装置。通信装置20和21(跟随装置)可以经由通信装置10(领导装置)彼此通信。例如，通信装置10作为无线局域网(LAN)的接入点而操作，通信装置20和21作为无线LAN上的站而操作。也就是说，在无线LAN上，通信装置10、20和21以基础设施模式操作。
在本示例性实施例中，假设通信装置10、20和21是具有成像功能的装置(例如，相机)，但不限于此。在本示例性实施例中，通信装置10、20和21被构造为在多个操作模式下操作。在本示例性实施例中，通信装置10、20和21被构造为在至少两种操作模式下操作：同步操作模式，其中，多个通信装置以同步方式进行预定处理和操作(例如，成像处理)；以及时间同步模式，其中，多个装置实现时间同步。例如，基于全球定位系统(GPS)根据PTP来进行时间同步。
图1所示的构造是示例，并且例如，通信网络1可以包括与通信装置10、20和21类似地构造的其他通信装置。所使用的通信方法不限于无线LAN。通信网络1可以被构造为使用另一通信方法，只要通信网络1由进行无线通信的领导装置和跟随装置形成。
通信装置的构造
图2示出根据本示例性实施例的通信装置的硬件构造的示例。在下文中，将通信装置10的硬件构造作为示例进行描述，但是通信装置20和21也可以具有与通信装置10的硬件构造类似的硬件构造。作为硬件构造的示例，通信装置10包括控制单元201、存储单元202、无线通信单元203、显示单元204和输入单元205。
控制单元201通过执行存储在存储单元202中的控制程序(计算机程序)来控制整个通信装置10。存储单元202存储：由控制单元201执行的控制程序，以及诸如通信参数、所拍摄的图像数据和认证信息的各种信息。当控制单元201执行存储在存储单元202中的控制程序时，进行下文描述的各种操作。无线通信单元203进行控制以进行无线通信。例如，无线通信单元203控制天线(未示出)以发送和接收信号。显示单元204具有输出可视信息的功能。例如，显示单元204是液晶显示器(LCD)或发光二极管(LED)显示器。显示单元204还可以被构造为输出声音信息。输入单元205由用户用于输入各种数据并获取传感器信息。显示单元204和输入单元205可以被构造为公共模块并且用作图形用户界面(GUI)。
图3示出根据本示例性实施例的通信装置的功能构造(软件功能)。在下文中，将以通信装置10的功能构造作为示例进行描述。然而，通信装置20和21可以具有与通信装置10的功能构造类似的功能构造。作为功能构造的示例，通信装置10包括发送单元301、接收单元302、存储控制单元303、显示控制单元304、领导装置/跟随装置确定单元305、同步处理单元306、装置数量确认单元308和操作模式检测单元309。同步处理单元306包括设置单元307。
发送单元301进行经由无线通信单元203向另一通信装置发送信号的处理。接收单元302进行经由无线通信单元203从另一通信装置接收信号的处理。例如，发送单元301进行向另一通信装置发送无线LAN信号的处理，并且接收单元302根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11a/b/g/n/ac/ax标准进行从另一通信装置接收无线LAN信号的处理。存储控制单元303控制存储单元202。显示控制单元304进行显示单元204上的显示的控制(例如，控制对显示单元204上显示的画面的处理)。
领导装置/跟随装置确定单元305确定通信装置10本身当前在无线通信中是作为领导装置操作还是作为跟随装置操作。例如，领导装置/跟随装置确定单元305可以基于经由发送单元301和接收单元302发送和接收的信号以建立通信来确定通信装置10作为领导装置还是跟随装置操作。
同步处理单元306根据PTP经由发送单元301和接收单元302进行时间同步处理。同步处理单元306还根据BMCA确定PTP主机(时间主机)，该PTP主机是用于与其他通信装置进行时间同步的基准时钟的提供者。基于在通信装置之间交换的通告消息(通告数据包)来确定PTP主机。图5示出通告消息的格式的示例。在图5所示的通告消息中，可以由用户在0到255的范围内设置指示优先级的“Priority1”字段的值(在下文中，Priority1值)。在作为PTP主机候选的多个通信装置当中，同步处理单元306可以基于最高优先级将具有最小Priority1值的通信装置确定为PTP主机。具体地，同步处理单元306通过网络向通信装置10发送包括所设置的Priority1值的通告消息(其自身的通告消息)。然后，在接收到包括小于前述Priority1值的Priority1值的另一通告消息时，同步处理单元306停止发送其自身的通告消息。继续发送通告消息的通信装置可以最终被确定为PTP主机。
同步处理单元306包括设置单元307，该设置单元307将通信装置10设置为PTP主机(时间主机)或PTP从机(时间从机)，该PTP从机根据PTP主机提供的基准时钟来调整时间。在本示例性实施例中，设置单元307被构造为设置(调整)图5所示的通告消息的Priority1值。响应于经由输入单元205的用户操作而进行该设置。
装置数量确认单元308确认形成通信网络1的通信装置的当前数量。在图1所示的通信网络1的示例中，装置数量确认单元308确认通信装置的数量是三个。装置数量确认单元308还被构造为确认作为跟随装置操作的另一通信装置是否已经新连接到通信网络1。
操作模式检测单元309检测通信装置10的操作模式。如上所述，在本示例性实施例中，通信装置10被构造为以至少两种操作模式操作：同步操作模式，其中，多个通信装置在同步状态下进行预定处理；以及时间同步模式，其中，多个装置实现时间同步。可以响应于经由接收单元302从另一装置接收的指令来设置通信装置10的操作模式。或者，可以由用户经由输入单元205在由显示控制单元304显示的显示单元204的设置画面上设置通信装置10的操作模式。
处理流程
随后，将参照图4描述本示例性实施例中的确定PTP主机的处理。图4是由根据本示例性实施例的通信装置(图1所示的网络构造中的通信装置10、20和21)执行的处理的流程图。当通信装置建立通信网络1或加入通信网络1时，可以由各个通信装置的控制单元201开始该处理。当检测到新通信装置已经加入通信网络1时，可以由现有通信装置和新通信装置的控制单元201开始该处理。可以通过各控制单元201执行由存储控制单元303从存储单元202读取的计算机程序来进行该处理。
首先，在步骤S401中，各通信装置的操作模式检测单元309检测通信装置的操作模式。在步骤S402中，操作模式检测单元309确定操作模式是否是同步操作模式。如果操作模式是同步操作模式(步骤S402中为“是”)，则处理进入步骤S404。在操作模式不是同步操作模式的情况下(步骤S402中为“否”)，则处理进入步骤S403。在步骤S403中，操作模式检测单元309确定通信装置的操作模式是否是时间同步模式。如果操作模式是时间同步模式(步骤S403中为“是”)，则处理进入步骤S410。在操作模式不是时间同步模式的情况下(步骤S403中为“否”)，控制单元201确定不需要根据PTP的时间同步，并且处理结束。在步骤S410中，同步处理单元306根据BMCA确定最佳PTP主机。因此，如果操作模式是时间同步模式，则同步处理单元306根据正常BMCA操作以确定最佳PTP主机。
在步骤S404中，装置数量确认单元308确认形成通信网络1的通信装置的数量。在步骤S405中，装置数量确认单元308确定通信装置的数量是否是三个或更多个。如果通信装置的数量小于三个(步骤S405中为“否”)，则处理进入步骤S410。然后，在步骤S410中，同步处理单元306根据BMCA确定最佳PTP主机。以这种方式，如果形成通信网络1的通信装置的数量小于三个，则根据正常BMCA确定最佳PTP主机。
如果形成通信网络1的通信装置的数量是三个或更多个(步骤S405中为“是”)，则在步骤S406中，领导装置/跟随装置确定单元305确定通信装置本身是作为领导装置操作还是作为跟随装置操作。在步骤S407中，领导装置/跟随装置确定单元305确定通信装置本身是否作为领导装置操作。如果领导装置/跟随装置确定单元305确定通信装置作为领导装置操作(步骤S407中为“是”)，则处理进入步骤S408。如果领导装置/跟随装置确定单元305确定通信装置作为跟随装置操作(步骤S407中为“否”)，则处理进入步骤S409。
在步骤S408中，设置单元307将由发送单元301发送到通信装置的通告消息中的Priority1值设置为0。在步骤S409中，设置单元307将Priority1值设置为255。然后，在步骤S410中，同步处理单元306根据BMCA确定PTP主机。因此，作为领导装置操作的通信装置被确定为PTP主机，而作为跟随装置操作的通信装置不被确定为PTP主机。
参考图4，如果构成网络的通信装置的数量是三个或更多个(步骤S405中为“是”)，则处理进入步骤S406。或者，如果数量是两个或更多个，则处理可以进入步骤S406。另外，在图4的处理中，不一定需要进行关于操作模式的确定(步骤S402中关于操作模式是否是同步操作模式的确定或者步骤S403中关于操作模式是否是时间同步模式的确定)。在这种情况下，无论操作模式如何，处理都可以进入步骤S404。
如上所述，根据本示例性实施例的各通信装置将要发送的通告消息中的Priority1值设置为0，使得如果通信装置作为领导装置操作，则通信装置被确定为PTP主机。利用前述构造，即使多个通信装置中的各个不具有复杂的构造，作为领导装置操作的通信装置也被设置为PTP主机，这使得可以防止通信网络中的时间同步误差的增加。
在第二示例性实施例中，无线通信中的领导装置在要由跟随装置发送的通告消息中设置Priority1的值。本示例性实施例中的通信网络的构造和各通信装置的构造类似于上述在第一示例性实施例中的图1至图3中所示的那些。在下文中，将描述与第一示例性实施例的差异。
处理流程
将参照图6描述本示例性实施例中的确定PTP主机的处理。图6是由根据本示例性实施例的各通信装置(图1所示的网络构造中的通信装置10、20和21)执行的处理的流程图。在图6中的处理开始之后，在步骤S601中，各通信装置的领导装置/跟随装置确定单元305确认通信装置本身是作为领导装置操作还是作为跟随装置操作。在步骤S602中，领导装置/跟随装置确定单元305确定通信装置是否作为领导装置操作。如果领导装置/跟随装置确定单元305确定通信装置作为领导装置操作(步骤S602中为“是”)，则处理进入步骤S603。如果领导装置/跟随装置确定单元305确定通信装置作为跟随装置操作(步骤S602中为“否”)，则处理进入步骤S605。如果确定通信装置作为领导装置操作(步骤S602中为“是”)，则在步骤S607中，通信装置并行地进行发送优先级设置命令的处理。
将参考图7描述步骤S607中的处理。图7是由作为领导装置操作的通信装置执行的发送优先级设置命令的处理的流程图。在步骤S701中，装置数量确认单元308确定是否已经连接了新的跟随装置(作为跟随装置操作的通信装置)。如果已经新连接了跟随装置(步骤S701中为“是”)，则在步骤S702中，同步处理单元306向跟随装置发送用于将Priority1值设置为255的设置命令。例如，可以使用通告消息(图5)中的“Reserved(保留)”字段来发送设置命令。或者，可以使用PTP中的管理消息(管理数据包)中的“Reserved”字段来发送设置命令。图8示出了管理消息的格式的示例。或者，可以使用另一通信协议来发送设置命令。
返回图6，在步骤S603中，设置单元307将要由发送单元301发送的通告消息中的Priority1值设置为0。另一方面，在步骤S605中，接收单元302等待来自无线通信中的领导装置的优先级设置命令。在接收到优先级设置命令时(步骤S605中为“是”)，则在步骤S606中，设置单元307根据接收到的命令，设置在要由发送单元301发送的通告消息中的Priority1值。如上所述，如果通信装置作为跟随装置操作，则设置单元307根据由领导装置发布的命令(值)设置Priority1值。在步骤S603之后的步骤S604或步骤S605中，同步处理单元306根据BMCA确定PTP主机。
以这种方式，如果根据本示例性实施例的通信装置作为跟随装置操作，则通信装置在领导装置的控制下设置在要发送的通告消息中的Priority1值。利用前述构造，即使多个通信装置中的各个不具有复杂的构造，作为跟随装置操作的通信装置也不被设置为PTP主机，这使得可以防止通信网络中的时间同步误差的增加。
根据本示例性实施例的通信装置，依据各通信装置是作为领导装置还是跟随装置操作来设置(调整)Priority1值作为用于作为PTP主机或PTP从机操作的设置。或者，可以进行另一设置。例如，设置单元307可以设置公告消息(图5)中的Priority2的值(0指示最高优先级，并且默认值为128)。或者，设置单元307可以改变通信装置的MAC地址(具有较小地址的通信装置更优先)。
在上述示例性实施例中，多个通信装置被构造为根据PTP进行时间同步处理。或者，多个通信装置可以被构造为根据网络时间协议(NTP)进行时间同步处理。也就是说，取决于各通信装置是作为领导装置还是跟随装置操作，各通信装置可以被设置为作为根据NTP提供时间的装置或根据NTP被提供时间的装置操作。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，可以在不使节点的构造复杂化的情况下防止时间同步误差的增加。
其他实施例
本发明的(多个)实施例也可以通过如下实现：一种系统或设备的计算机，该系统或设备读出并执行在存储介质(其也可被更完整地称为“非暂态计算机可读存储介质”)上记录的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)，以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能，并且/或者，该系统或设备包括用于执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))；以及由该系统或者设备的计算机执行的方法，例如，从存储介质读出并执行计算机可执行指令，以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能，并且/或者，控制所述一个或多个电路以执行上述(多个)实施例中的一个或多个的功能。该计算机可以包括一个或更多处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行所述计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供给计算机。所述存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)TM)、闪存装备以及存储卡等中的一者或更多。
其它实施例
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将进行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并进行程序的方法。
尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求书的范围应符合最广泛的解释，以便涵盖所有此类变型及等效结构和功能。

Claims (14)

1.一种通信装置，其包括：
确定部，其用于进行确定处理，以确定所述通信装置是在通信中作为领导装置操作还是在通信中作为跟随装置操作；以及
设置部，其用于基于所述确定处理的结果来进行设置处理，以将所述通信装置设置为时间主机装置或时间从机装置，所述时间主机装置是用于实现与一个或更多个其他通信装置的时间同步的基准时钟的提供者，所述时间从机装置根据所述基准时钟调整时间。
2.根据权利要求1所述的通信装置，
其中，所述通信装置和所述一个或更多个其他通信装置被构造为，根据精确时间协议PTP进行时间同步处理，并且
其中，在所述确定部确定所述通信装置作为所述领导装置操作的条件下，所述设置部将要发送的通告消息中的Priority1值设置为最高优先级值，使得所述通信装置是所述时间主机装置。
3.根据权利要求2所述的通信装置，其中，所述最高优先级值为0。
4.根据权利要求2所述的通信装置，
其中，在确定部确定所述通信装置作为所述跟随装置操作的条件下，所述设置部将所述Priority1值设置为最低优先级值，使得所述通信装置是所述时间从机装置。
5.根据权利要求4所述的通信装置，其中，所述最低优先级值为255。
6.根据权利要求2所述的通信装置，其中，在所述确定部确定所述通信装置作为所述领导装置操作的条件下，将所述Priority1值设置为最低优先级值的命令发送到所述一个或更多个其他通信装置。
7.根据权利要求6所述的通信装置，其中，在所述确定部确定所述通信装置作为所述跟随装置操作的条件下，所述设置部响应于接收到所述命令而将所述Priority1值设置为所述最低优先级值。
8.根据权利要求1所述的通信装置，所述通信装置还包括检测部，所述检测部用于检测所述通信装置是否以如下的操作模式操作，在所述操作模式中，在所述通信装置与所述一个或更多个其他通信装置同步的状态下，所述通信装置进行预定处理，
其中，在所述检测部检测到所述通信装置正在所述操作模式下操作的条件下，进行所述设置处理。
9.根据权利要求8所述的通信装置，其中，所述预定处理是摄像处理。
10.根据权利要求1所述的通信装置，其中，在包括所述通信装置和所述一个或更多个其他通信装置的网络由三个或更多个通信装置形成的条件下，进行所述设置处理。
11.根据权利要求1所述的通信装置，其中，在建立了包括所述通信装置和所述一个或更多个其他通信装置的网络的条件下，进行所述设置处理。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的通信装置，其中，在另一通信装置新加入包括所述通信装置和所述一个或更多个其他通信装置的网络的情况下，进行所述设置处理。
13.一种通信装置的控制方法，所述控制方法包括：
进行确定处理，以确定所述通信装置是在通信中作为领导装置操作还是在通信中作为跟随装置操作；以及
进行设置处理，以基于所述确定处理的结果，将所述通信装置设置为时间主机装置或时间从机装置，所述时间主机装置是用于实现与一个或更多个其他通信装置的时间同步的基准时钟的提供者，所述时间从机装置根据所述基准时钟调整时间。
14.一种计算机可读存储介质，其存储程序，所述程序用于使计算机执行通信装置的控制方法，所述控制方法包括：
进行确定处理，以确定所述通信装置是在通信中作为领导装置操作还是在通信中作为跟随装置操作；以及
进行设置处理，以基于所述确定处理的结果，将所述通信装置设置为时间主机装置或时间从机装置，所述时间主机装置是用于实现与一个或更多个其他通信装置的时间同步的基准时钟的提供者，所述时间从机装置根据所述基准时钟调整时间。
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