JP2004289544A - Network connection machine and time stamp processing method using therefor - Google Patents

Network connection machine and time stamp processing method using therefor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a network connection machine capable of properly removing time information with a large error corresponding to an uncertain amount of jitters. <P>SOLUTION: A network connection machine 1B receives a time stamp (PCR) from a network connection machine 1A. A time stamp generation part 13B generates the time stamp (STC). The CPU 11B statistically calculates the jitter amount of the PCR by using difference between the PCR and the STC. The CPU 11B eliminates the PCR with the jitter amount exceeding a predetermined value and generates a correction value for correcting the STC. The time stamp generation part 13B generates the STC corrected based on the correction value. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークに接続されて使用されるネットワーク接続機器に係り、特に、複数のネットワーク接続機器を同期運転させる際に、ネットワーク上を流れる情報のジッタによる不具合を回避することができるネットワーク接続機器及びこれに用いるタイムスタンプ処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、互いに異なる複数の場所で、テレビ会議システムをネットワークに接続してテレビ会議を行う場合等、ネットワーク接続機器が広く利用されるようになってきている。複数のネットワーク接続機器をネットワークに接続して、長時間、映像データや音声データを送受信する場合には、その複数のネットワーク接続機器間で同期を取る必要がある。複数のネットワーク接続機器間で同期を取らないと、映像が途切れる等の不具合を生じることとなる。
【0003】
そこで、データを送信するネットワーク接続機器(送信機器)は第1のタイムスタンプを送信し、データを受信するネットワーク接続機器(受信機器)は、受信した第1のタイムスタンプを基にして、受信機器で生成する第2のタイムスタンプの進行速度を調整するようにしている。これにより、送信機器と受信機器とを同期させることができる。
【0004】
複数のネットワーク接続機器間での同期方法は、一例として特許文献1に記載されている。また、この種のネットワーク接続機器では、ネットワーク上を流れる情報のジッタが、ネットワーク接続機器間での同期に悪影響を及ぼす。ネットワーク接続機器でジッタ除去を行うことは、特許文献2に記載されている。なお、特許文献2には、ジッタ除去の具体的な構成(方法)は記載されていない。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−55754号公報
【特許文献2】
特開2000−92130号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ネットワーク上を流れる情報のジッタ量は一定ではなく、ジッタ量は状況に応じて大きく変動する。複数のネットワーク接続機器間で同期を取りながら複数のネットワーク接続機器を動作させる場合、ジッタによる誤差の大きい時間情報を的確に除去しなければ、ネットワーク接続機器の動作に悪影響を与えてしまう。従来のネットワーク接続機器及びタイムスタンプ処理方法では、不確定なジッタ量に対応して誤差の大きい時間情報を的確に除去することができないという問題点があった。
【0007】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、不確定なジッタ量に対応して誤差の大きい時間情報を的確に除去することができるネットワーク接続機器及びこれに用いるタイムスタンプ処理方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、
(a)ネットワークに接続されて使用されるネットワーク接続機器において、前記ネットワークを介して順次入力される第1のタイムスタンプを取り込む取り込み手段(15B)と、時計として動作するカウンタ(12B)と、前記カウンタのカウント値を基にして第2のタイムスタンプを生成する生成手段(13B)と、前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとの差分を用いて、前記第1のタイムスタンプのジッタ量を統計的に演算する演算手段(11B)と、順次入力される前記第1のタイムスタンプの内、前記演算手段によって演算したジッタ量が所定の値を越える前記第1のタイムスタンプを除外する除外手段(11B)と、前記除外手段によって除外されなかった前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとを用いて、前記生成手段で生成する前記第2のタイムスタンプを補正する補正手段(11B)とを備えて構成したことを特徴とするネットワーク接続機器を提供し、
(b)ネットワーク接続機器に用いるタイムスタンプ処理方法において、前記ネットワークを介して順次入力される第1のタイムスタンプを取り込む取り込みステップと、時計として動作するカウンタのカウント値を基にして第2のタイムスタンプを生成する生成ステップと、前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとの差分を用いて、前記第1のタイムスタンプのジッタ量を統計的に演算する演算ステップと、順次入力される前記第1のタイムスタンプの内、前記演算ステップにて演算したジッタ量が所定の値を越える前記第1のタイムスタンプを除外する除外ステップと、前記除外ステップにて除外されなかった前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとを用いて、前記生成ステップで生成する前記第2のタイムスタンプを補正する補正ステップとを含むことを特徴とするタイムスタンプ処理方法を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のネットワーク接続機器及びこれに用いるタイムスタンプ処理方法について、添付図面を参照して説明する。図1はネットワーク接続機器の使用例を示すブロック図、図2は本発明のネットワーク接続機器の一実施形態を示すブロック図、図3はネットワーク上を流れるデータを説明するための図、図4は図2中のタイムスタンプ発生部13Bの具体的構成例を示すブロック図、図5は本発明のタイムスタンプ処理方法の一実施形態を説明するためのフローチャート、図6は本発明のタイムスタンプ処理方法を説明するための特性図である。
【0010】
まず、図1を用いて、ネットワーク接続機器の使用例について説明する。図1において、ネットワーク接続機器1A,1Bはネットワーク2に接続されている。ネットワーク接続機器1Aには、モニタ3A、スピーカ4A、カメラ5A、マイク6Aが接続されている。ネットワーク接続機器1Bには、モニタ3B、スピーカ4B、カメラ5B、マイク6Bが接続されている。ネットワーク接続機器1A,1Bは一例としてコーデック装置であり、両者は同じ構成である。
【0011】
ネットワーク接続機器1Aが送信機器、ネットワーク接続機器1Bが受信機器として使用される場合には、カメラ5Aからの映像データやマイク6Aからの音声データがネットワーク接続機器1Aによりネットワーク2へと送信される。その映像データや音声データはネットワーク接続機器1Bで受信され、映像データによる映像はモニタ3Bに表示され、音声データでによる音声はスピーカ4Bで再生される。ネットワーク接続機器1Bが送信機器、ネットワーク接続機器1Aが受信機器として使用される場合には、その逆となる。
【0012】
ここで、図2を用いて、ネットワーク接続機器1A,1Bの具体的構成について説明する。上記のように、ネットワーク接続機器1A,1Bは同じ構成であり、いずれも送信機器及び受信機器となり得る。しかしながら、図2では、簡略化のため、ネットワーク接続機器1Aを送信機器、ネットワーク接続機器1Bを受信機器として使用した場合について示し、それぞれ、送信機器としての動作、受信機器として動作について説明することとする。
【0013】
図2において、ネットワーク接続機器1Aは、中央処理装置(CPU)11A、時計12A、タイムスタンプ発生部13A、デジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)14A、データ送信部15Aを備える。DSP14Aは、CPU11Aの制御により、MPEGエンコーダとしての機能を果たしたり、MPEGデコーダとしての機能を果たす。DSP14AをMPEGエンコーダとして動作させるか、MPEGデコーダとして動作させるかは、CPU11Aに内蔵するソフトウェア(プログラム)によって切り換えることができる。送信機器としてのネットワーク接続機器1Aでは、DSP14Aはエンコーダとして動作する。
【0014】
時計12Aは、一例として、90kHzで発振する32ビットのカウンタよりなる。時計12Aからのカウンタ値はCPU11Aに入力される。CPU11Aは入力されたカウンタ値を基にしてタイムスタンプを生成するよう、タイムスタンプ発生部13Aを制御する。送信機器で生成するタイムスタンプをPCR(Program Clock Reference)と称している。以下、タイムスタンプ発生部13Aで発生するタイムスタンプをPCRと呼ぶこととする。
【0015】
タイムスタンプ発生部13Aで発生したPCRはCPU11Aに入力される。ネットワーク接続機器1Aは、PCRを基準として動作する。図2では図示を省略したカメラ5Aやマイク6Aからのデータは、DSP14AによってMPEGエンコードされ、圧縮データとしてCPU11Aに入力される。CPU11Aは、PCRと映像または音声の圧縮データとを合わせて、データ送信部15Aに供給する。データ送信部15Aはメモリと送信ドライバとを備えており、一旦メモリに記憶されたデータをネットワーク2へと送信する。
【0016】
一方、ネットワーク接続機器1Bは、中央処理装置(CPU)11B、時計12B、タイムスタンプ発生部13B、デジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)14B、データ受信部15Bを備える。DSP14Bは、CPU11Bの制御により、MPEGエンコーダとしての機能を果たしたり、MPEGデコーダとしての機能を果たす。DSP14BをMPEGエンコーダとして動作させるか、MPEGデコーダとして動作させるかは、CPU11Bに内蔵するソフトウェア(プログラム)によって切り換えることができる。受信機器としてのネットワーク接続機器1Bでは、DSP14Bはデコーダとして動作する。
【0017】
時計12Bは、一例として、90kHzで発振する32ビットのカウンタよりなる。時計12Bからのカウンタ値はCPU11Bに入力される。CPU11Bは入力されたカウンタ値を基にしてタイムスタンプを生成するよう、タイムスタンプ発生部13Bを制御する。受信機器で生成するタイムスタンプをSTC(System Time Clock)と称している。以下、タイムスタンプ発生部13Bで発生するタイムスタンプをSTCと呼ぶこととする。タイムスタンプ発生部13Bで発生したSTCはCPU11Bに入力される。
【0018】
データ受信部15Bは受信ドライバとメモリとを備えており、受信された一旦メモリに記憶されたデータは、CPU11Bに入力される。CPU11Bは、入力されたデータに含まれるPCRと映像または音声の圧縮データとを分離し、圧縮データをDSP14Bに供給する。DSP14Bは入力された圧縮データをMPEGデコードし、デコードしたデータを図2では図示を省略したモニタ3Bやスピーカ4Bに供給する。
【0019】
また、CPU11Bは、PCRを基にして、タイムスタンプ発生部13Bで発生するSTCの進行速度(システムクロックの発振周波数等)を調整するよう、タイムスタンプ発生部13Bを制御する。入力されたPCRを基にして調整しながら生成したSTCは、CPU11Bに入力される。ネットワーク接続機器1Bは、STCを基準として動作する。
【0020】
図3は、ネットワーク2上を流れるデータを示している。ネットワーク2上を流れるデータは、D1,D2,D3…をデータの1単位としたデータストリームである。それぞれの単位データD1,D2,D3…は、PCRを含む複数の情報が集まって形成されたパケット群である。
【0021】
図3に示すように、単位データの間隔は一定ではなく、データ間隔はばらついている。このように、ネットワーク2上を流れるデータのジッタ量は、一定ではなく、不確定である。図3の例では、単位データD1,D2の間隔はやや狭く、単位データD8,D9の間隔は非常に広くなっている。この間隔の違いをジッタと呼び、このジッタにより時間情報の到達時刻のずれには誤差が生じる。
【0022】
この誤差が非常に大きい時間情報を除去する手法としては、誤差量の絶対値が所定の値を越えたとき、即ち、極めて間隔が狭い場合や極めて間隔が広い場合のPCRを除外することが考えられる。しかしながら、単純な絶対値でPCRを除外すると、全てのPCRが除外されてしまって、ネットワーク接続機器の同期がとれなくなってしまうこともあり得る。
【0023】
そこで、本発明では、CPU11Bにて、以下の手順によりジッタに起因する誤差の大きい時間情報を除去する。図5に示すように、ステップS1にて、ジッタの標準偏差値σを算出する。具体的には、次の計算式による。
x(i)=PCR(i)−STC(i) …(1)
まず、(1)式で、ネットワーク接続機器1Aより入力されたPCRと、ネットワーク接続機器1Bで発生したSTCとの差分を取る。iは時系列順番である。
【0024】
そして、次の数1にて示す(2)式で、(1)式で得たxの平均値Avgxを計算し、次の数2にて示す(3)式で標準偏差値σを算出する。(2),(3)式中、nは所定の総サンプル数、iは時系列順番である。
【0025】
【数1】

Figure 2004289544
【0026】
【数2】
Figure 2004289544
【0027】
このようにして得た標準偏差値σの偏差Δxを横軸、確率をyとすると、図6に示すような放物線状の確率分布曲線を示す。ステップS2にて、偏差Δxが±2σを越える差分値x(i)を示すPCRを除外する。±2σ以内の範囲は発生確率が95.45%以上の範囲であり、±2σを越える範囲の発生確率は、4.55%未満である。そして、ステップS3にて、総サンプル数nから除外するデータを差し引いたサンプル数mで、新たに平均値を算出する。この平均値Avgx′は、次の数3にて示す(4)式となる。
【0028】
【数3】
Figure 2004289544
【0029】
次に、ステップS4にて、次の数4にて示す(5)式により、スムージング演算を施して、STCの補正値Vを生成する。(5)式中、kはループゲインであり、1以下の値とする。この(5)式によるスムージング演算により、ジッタの変動に徐々に追従することができ、タイムスタンプ処理動作の急激な変動を回避することができる。
【0030】
【数4】
Figure 2004289544
【0031】
CPU11Bは、以上のようにして生成した補正値Vを用いて、タイムスタンプ発生部13Bにより生成するSTCを調整する。図4に示すように、タイムスタンプ発生部13Bは、VCXO制御パルスカウンタ131、VCXO(電圧制御水晶発振器)132、分周器133、STCカウンタ134とを備える。補正値Vは、VCXO制御パルスカウンタ131に入力される。VCXO制御パルスカウンタ131は、補正値Vに応じて、VCXO132の発振を制御するための制御パルスを発生する。
【0032】
VCXO132の発振出力は、分周器133に入力されて分周される。分周器133の分周出力は、STCカウンタ134に入力される。STCカウンタ134は、入力された分周器133の分周出力をカウントして、STCを生成する。STCカウンタ134は、時計12Bと同一であってもよい。
【0033】
なお、本実施形態では、統計的な演算方法として、標準偏差値σを用いたが、σの2乗である分散値を用いてもよい。本発明は以上説明した本実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【0034】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のネットワーク接続機器及びこれに用いるタイムスタンプ処理方法によれば、不確定なジッタ量に対応して誤差の大きい時間情報を的確に除去することができる。よって、複数のネットワーク接続機器を的確に同期させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ネットワーク接続機器の使用例を示すブロック図である。
【図2】本発明のネットワーク接続機器の一実施形態を示すブロック図である。
【図3】ネットワーク上を流れるデータを説明するための図である。
【図4】図2中のタイムスタンプ発生部13Bの具体的構成例を示すブロック図である。
【図5】本発明のタイムスタンプ処理方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明のタイムスタンプ処理方法を説明するための特性図である。
【符号の説明】
1A,1B ネットワーク接続機器
2 ネットワーク
11A,11B 中央処理装置(CPU)(演算手段,除外手段,補正手段)
12A,12B 時計(カウンタ)
13A タイムスタンプ発生部
13B タイムスタンプ発生部(生成手段)
14A,14B デジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)
15A データ送信部
15B データ受信部(取り込み手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a network connection device used by being connected to a network, and particularly to a network connection device capable of avoiding a problem due to jitter of information flowing on a network when synchronously operating a plurality of network connection devices. And a time stamp processing method used therefor.
[0002]
[Prior art]
For example, when a video conference system is connected to a network at a plurality of different locations to conduct a video conference, network-connected devices have been widely used. When transmitting and receiving video data and audio data for a long time by connecting a plurality of network-connected devices to a network, it is necessary to synchronize the plurality of network-connected devices. If synchronization is not achieved between a plurality of network-connected devices, problems such as interruption of video may occur.
[0003]
Therefore, the network-connected device (transmitting device) that transmits data transmits the first time stamp, and the network-connected device (receiving device) that receives data receives the first time stamp based on the received first time stamp. The progress speed of the second time stamp generated in step (1) is adjusted. Thereby, the transmitting device and the receiving device can be synchronized.
[0004]
A method of synchronizing between a plurality of network connection devices is described in Patent Document 1 as an example. In this type of network connection device, the jitter of information flowing on the network adversely affects synchronization between the network connection devices. Performing jitter removal with a network connection device is described in Patent Document 2. Note that Patent Literature 2 does not describe a specific configuration (method) of jitter removal.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-55754 [Patent Document 2]
JP 2000-92130 A
[Problems to be solved by the invention]
The amount of jitter of information flowing on a network is not constant, and the amount of jitter greatly varies depending on the situation. When operating a plurality of network-connected devices while maintaining synchronization between the plurality of network-connected devices, the operation of the network-connected devices is adversely affected unless time information having a large error due to jitter is accurately removed. The conventional network connection device and the time stamp processing method have a problem that time information having a large error cannot be accurately removed in response to an uncertain jitter amount.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and has disclosed a network connection device capable of accurately removing time information having a large error corresponding to an uncertain jitter amount, and a time stamp processing method used therefor. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the related art.
(A) In a network connection device used by being connected to a network, a capturing means (15B) for capturing a first time stamp sequentially input via the network, a counter (12B) operating as a clock, Generating means (13B) for generating a second time stamp based on the count value of the counter; and using the difference between the first time stamp and the second time stamp to generate the first time stamp. Calculating means (11B) for statistically calculating the amount of jitter, and excluding, from the sequentially input first time stamps, the first time stamp in which the amount of jitter calculated by the calculating means exceeds a predetermined value. Exclusion means (11B), the first time stamp and the second time stamp not excluded by the exclusion means. By using the pump, to provide a network connection device, characterized by being configured and a correcting means for correcting (11B) of said second time stamp generated by said generating means,
(B) In a time stamp processing method used for a network connection device, a capturing step of capturing a first time stamp sequentially input through the network, and a second time based on a count value of a counter operating as a clock. A generating step of generating a stamp; a calculating step of statistically calculating a jitter amount of the first time stamp using a difference between the first time stamp and the second time stamp; An exclusion step of excluding the first time stamp whose jitter amount calculated in the operation step exceeds a predetermined value, among the first time stamps, and the first time stamp not excluded in the exclusion step. The second time stamp generated in the generation step using the time stamp of There is provided a time stamping method characterized by comprising the step of correcting the time stamp.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a network connection device of the present invention and a time stamp processing method used for the same will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of use of a network connection device, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the network connection device of the present invention, FIG. 3 is a diagram for explaining data flowing on a network, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration example of the time stamp generating unit 13B in FIG. 2, FIG. 5 is a flowchart for explaining one embodiment of the time stamp processing method of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram for explaining
[0010]
First, a usage example of a network connection device will be described with reference to FIG. In FIG. 1, network connection devices 1A and 1B are connected to a network 2. A monitor 3A, a speaker 4A, a camera 5A, and a microphone 6A are connected to the network connection device 1A. A monitor 3B, a speaker 4B, a camera 5B, and a microphone 6B are connected to the network connection device 1B. The network connection devices 1A and 1B are codec devices as an example, and both have the same configuration.
[0011]
When the network connection device 1A is used as a transmission device and the network connection device 1B is used as a reception device, video data from the camera 5A and audio data from the microphone 6A are transmitted to the network 2 by the network connection device 1A. The video data and the audio data are received by the network connection device 1B, the video based on the video data is displayed on the monitor 3B, and the audio based on the audio data is reproduced by the speaker 4B. When the network connecting device 1B is used as a transmitting device and the network connecting device 1A is used as a receiving device, the reverse is true.
[0012]
Here, a specific configuration of the network connection devices 1A and 1B will be described with reference to FIG. As described above, the network connection devices 1A and 1B have the same configuration, and both can be a transmission device and a reception device. However, FIG. 2 shows a case where the network connection device 1A is used as a transmission device and the network connection device 1B is used as a reception device for simplification, and the operation as a transmission device and the operation as a reception device will be described respectively. I do.
[0013]
In FIG. 2, the network connection device 1A includes a central processing unit (CPU) 11A, a clock 12A, a time stamp generator 13A, a digital signal processor (DSP) 14A, and a data transmitter 15A. The DSP 14A performs a function as an MPEG encoder or a function as an MPEG decoder under the control of the CPU 11A. Whether the DSP 14A operates as an MPEG encoder or an MPEG decoder can be switched by software (program) built in the CPU 11A. In the network connection device 1A as a transmission device, the DSP 14A operates as an encoder.
[0014]
The clock 12A is, for example, a 32-bit counter that oscillates at 90 kHz. The counter value from the clock 12A is input to the CPU 11A. The CPU 11A controls the time stamp generator 13A to generate a time stamp based on the input counter value. The time stamp generated by the transmitting device is called a PCR (Program Clock Reference). Hereinafter, the time stamp generated by the time stamp generating unit 13A is referred to as PCR.
[0015]
The PCR generated by the time stamp generator 13A is input to the CPU 11A. The network connection device 1A operates based on the PCR. Data from the camera 5A and the microphone 6A, not shown in FIG. 2, are MPEG-encoded by the DSP 14A and input to the CPU 11A as compressed data. The CPU 11A combines the PCR with the compressed video or audio data and supplies the combined data to the data transmission unit 15A. The data transmission unit 15A includes a memory and a transmission driver, and transmits data once stored in the memory to the network 2.
[0016]
On the other hand, the network connection device 1B includes a central processing unit (CPU) 11B, a clock 12B, a time stamp generator 13B, a digital signal processor (DSP) 14B, and a data receiver 15B. The DSP 14B performs a function as an MPEG encoder or a function as an MPEG decoder under the control of the CPU 11B. Whether the DSP 14B operates as an MPEG encoder or an MPEG decoder can be switched by software (program) built in the CPU 11B. In the network connection device 1B as the receiving device, the DSP 14B operates as a decoder.
[0017]
The clock 12B is, for example, a 32-bit counter that oscillates at 90 kHz. The counter value from the clock 12B is input to the CPU 11B. The CPU 11B controls the time stamp generator 13B to generate a time stamp based on the input counter value. The time stamp generated by the receiving device is called STC (System Time Clock). Hereinafter, the time stamp generated by the time stamp generating unit 13B is referred to as STC. The STC generated by the time stamp generator 13B is input to the CPU 11B.
[0018]
The data receiving unit 15B includes a receiving driver and a memory, and the received data once stored in the memory is input to the CPU 11B. The CPU 11B separates the PCR contained in the input data from the video or audio compressed data, and supplies the compressed data to the DSP 14B. The DSP 14B performs MPEG decoding on the input compressed data, and supplies the decoded data to the monitor 3B and the speaker 4B, which are not shown in FIG.
[0019]
Further, the CPU 11B controls the time stamp generating unit 13B based on the PCR so as to adjust the speed of the STC generated by the time stamp generating unit 13B (such as the oscillation frequency of the system clock). The STC generated while adjusting based on the input PCR is input to the CPU 11B. The network connection device 1B operates based on the STC.
[0020]
FIG. 3 shows data flowing on the network 2. Data flowing on the network 2 is a data stream in which D1, D2, D3,... Are one unit of data. Each of the unit data D1, D2, D3... Is a packet group formed by collecting a plurality of pieces of information including PCR.
[0021]
As shown in FIG. 3, the intervals of the unit data are not constant, and the data intervals vary. As described above, the amount of jitter of data flowing on the network 2 is not constant but is uncertain. In the example of FIG. 3, the interval between the unit data D1 and D2 is slightly narrow, and the interval between the unit data D8 and D9 is very wide. The difference between the intervals is called jitter, and the jitter causes an error in the shift of the arrival time of the time information.
[0022]
As a method of removing time information having a very large error, it is considered to exclude the PCR when the absolute value of the error amount exceeds a predetermined value, that is, when the interval is extremely narrow or extremely wide. Can be However, if the PCR is excluded with a simple absolute value, all the PCRs are excluded, and it may be impossible to synchronize the network-connected devices.
[0023]
Therefore, in the present invention, the CPU 11B removes time information having a large error due to jitter by the following procedure. As shown in FIG. 5, in step S1, a standard deviation value σ of jitter is calculated. Specifically, it is based on the following formula.
x (i) = PCR (i) -STC (i) (1)
First, the difference between the PCR input from the network connection device 1A and the STC generated in the network connection device 1B is calculated by equation (1). i is a chronological order.
[0024]
Then, the average value Avgx of x obtained by the equation (1) is calculated by the following equation (2), and the standard deviation value σ is calculated by the following equation (3). . In the equations (2) and (3), n is a predetermined total number of samples, and i is a time series order.
[0025]
(Equation 1)
Figure 2004289544
[0026]
(Equation 2)
Figure 2004289544
[0027]
Assuming that the deviation Δx of the standard deviation σ thus obtained is the horizontal axis and the probability is y, a parabola-shaped probability distribution curve as shown in FIG. 6 is shown. In step S2, the PCR indicating the difference value x (i) in which the deviation Δx exceeds ± 2σ is excluded. The range of occurrence within ± 2σ is a range where the occurrence probability is 95.45% or more, and the range of occurrence exceeding ± 2σ is less than 4.55%. Then, in step S3, an average value is newly calculated with the sample number m obtained by subtracting the data to be excluded from the total sample number n. The average value Avgx 'is expressed by the following equation (4).
[0028]
[Equation 3]
Figure 2004289544
[0029]
Next, in step S4, a smoothing operation is performed by the following equation (5) to generate a STC correction value V. In the equation (5), k is a loop gain, which is set to a value of 1 or less. By the smoothing calculation using the equation (5), it is possible to gradually follow the fluctuation of the jitter, and it is possible to avoid a rapid fluctuation of the time stamp processing operation.
[0030]
(Equation 4)
Figure 2004289544
[0031]
The CPU 11B adjusts the STC generated by the time stamp generator 13B using the correction value V generated as described above. As shown in FIG. 4, the time stamp generating unit 13B includes a VCXO control pulse counter 131, a VCXO (voltage controlled crystal oscillator) 132, a frequency divider 133, and an STC counter 134. The correction value V is input to the VCXO control pulse counter 131. The VCXO control pulse counter 131 generates a control pulse for controlling the oscillation of the VCXO 132 according to the correction value V.
[0032]
The oscillation output of the VCXO 132 is input to the frequency divider 133 and divided. The frequency-divided output of the frequency divider 133 is input to the STC counter 134. The STC counter 134 counts the frequency-divided output of the frequency divider 133 and generates an STC. The STC counter 134 may be the same as the clock 12B.
[0033]
In the present embodiment, the standard deviation value σ is used as a statistical calculation method, but a variance value that is the square of σ may be used. The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
[0034]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the network connection device of the present invention and the time stamp processing method used for the same, it is possible to accurately remove time information having a large error corresponding to an uncertain jitter amount. Therefore, it is possible to accurately synchronize a plurality of network connection devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a usage example of a network connection device.
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of a network connection device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining data flowing on a network.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a specific configuration example of a time stamp generating unit 13B in FIG. 2;
FIG. 5 is a flowchart illustrating an embodiment of a time stamp processing method according to the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram for explaining the time stamp processing method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1A, 1B Network connection equipment 2 Network 11A, 11B Central processing unit (CPU) (calculation means, exclusion means, correction means)
12A, 12B clock (counter)
13A Time stamp generator 13B Time stamp generator (generation means)
14A, 14B Digital Signal Processor (DSP)
15A Data transmission unit 15B Data reception unit (acquisition means)

Claims (2)

ネットワークに接続されて使用されるネットワーク接続機器において、
前記ネットワークを介して順次入力される第1のタイムスタンプを取り込む取り込み手段と、
時計として動作するカウンタと、
前記カウンタのカウント値を基にして第2のタイムスタンプを生成する生成手段と、
前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとの差分を用いて、前記第1のタイムスタンプのジッタ量を統計的に演算する演算手段と、
順次入力される前記第1のタイムスタンプの内、前記演算手段によって演算したジッタ量が所定の値を越える前記第1のタイムスタンプを除外する除外手段と、
前記除外手段によって除外されなかった前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとを用いて、前記生成手段で生成する前記第2のタイムスタンプを補正する補正手段とを備えて構成したことを特徴とするネットワーク接続機器。
In network connection equipment used by being connected to the network,
Capturing means for capturing a first time stamp sequentially input through the network;
A counter that operates as a clock,
Generating means for generating a second time stamp based on the count value of the counter;
Calculating means for statistically calculating the jitter amount of the first time stamp using a difference between the first time stamp and the second time stamp;
Excluding means for excluding, from the sequentially input first time stamps, the first time stamps whose jitter amount calculated by the calculating means exceeds a predetermined value;
Correction means for correcting the second time stamp generated by the generation means using the first time stamp and the second time stamp not excluded by the exclusion means. Network connection equipment characterized by the above-mentioned.
ネットワーク接続機器に用いるタイムスタンプ処理方法において、
前記ネットワークを介して順次入力される第1のタイムスタンプを取り込む取り込みステップと、
時計として動作するカウンタのカウント値を基にして第2のタイムスタンプを生成する生成ステップと、
前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとの差分を用いて、前記第1のタイムスタンプのジッタ量を統計的に演算する演算ステップと、
順次入力される前記第1のタイムスタンプの内、前記演算ステップにて演算したジッタ量が所定の値を越える前記第1のタイムスタンプを除外する除外ステップと、
前記除外ステップにて除外されなかった前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとを用いて、前記生成ステップで生成する前記第2のタイムスタンプを補正する補正ステップとを含むことを特徴とするタイムスタンプ処理方法。
In the time stamp processing method used for the network connection device,
Capturing a first time stamp sequentially input through the network;
A generation step of generating a second time stamp based on a count value of a counter operating as a clock;
A calculating step of statistically calculating a jitter amount of the first time stamp using a difference between the first time stamp and the second time stamp;
An exclusion step of excluding, from the sequentially input first time stamps, the first time stamps whose jitter amount calculated in the calculation step exceeds a predetermined value;
A correcting step of correcting the second time stamp generated in the generating step by using the first time stamp and the second time stamp that are not excluded in the removing step. Time stamp processing method.
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