JP2004320350A - 時刻同期方法および通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の時計部の時刻を同期させる際に、子局において同じ時刻が２回発生する事態を回避する。
【解決手段】計測装置１における発振器の精度を±Ａｐｐｍ、親局２と計測装置１との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、親局２による基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）の経過時点を起点として次の基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定時間Ｔｅ内のタイミング（００５）において基準時刻データＤｔｒを計測装置１に送信させ、計測装置１に対して、基準時刻データを受信する都度、時刻データＤｔｍが基準時刻データと相違するときに基準時刻データに修正させると共に親局２のカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ２をカウントするタイミングで計測装置１のカウント値を特定カウント値に修正させる。
【選択図】 図２
【解決手段】計測装置１における発振器の精度を±Ａｐｐｍ、親局２と計測装置１との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、親局２による基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）の経過時点を起点として次の基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定時間Ｔｅ内のタイミング（００５）において基準時刻データＤｔｒを計測装置１に送信させ、計測装置１に対して、基準時刻データを受信する都度、時刻データＤｔｍが基準時刻データと相違するときに基準時刻データに修正させると共に親局２のカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ２をカウントするタイミングで計測装置１のカウント値を特定カウント値に修正させる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振器によって生成される内部クロックをカウントして基準クロックを生成するカウンタおよび基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路をそれぞれ備えた複数の時計部の各時刻を同期させる時刻同期方法、およびこの時刻同期方法によって子局および親局の各時刻データを同期させる通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の時刻同期方法として、特開平５−１６１１８１号公報に開示された時刻同期方法が知られている。この時刻同期方法では、まず、親局（ａ）が、信号送出時間（ｔｓ）と信号受信時間（ｔｒ）とに基づいて子局（ｂ）との間の遅延時間（ｔｄ）を算出する。次いで、親局（ａ）は、算出した遅延時間（ｔｄ）を補正値として自らの第１の時計（２）によって生成される時刻（Ｔ２）に加算して補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）とし、この補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）を子局（ｂ）に送出する。一方、子局（ｂ）では、親局（ａ）から補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）を受信した時点で、この補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）を自らの第２の時計（６）にセットする。このようにして、親局（ａ）の第１の時計（２）と子局（ｂ）の第２の時計（６）とが同期される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１６１１８１号公報（第５頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の時刻同期方法には、以下のような解決すべき課題がある。すなわち、通常、親局（ａ）の第１の時計（２）や子局（ｂ）の第２の時計（６）のような時計回路は、発振器（水晶発振器等）によって生成される内部クロックを分周して得られた基準クロックに基づいて時刻（時刻データ）を生成している。この場合、通常、発振器の発振周波数がクロック精度の範囲内でばらつくため、この水晶発振器のクロック精度を例えば±１００ｐｐｍとし、かつ親局（ａ）から子局（ｂ）への補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）の送信間隔を２０秒とした場合、水晶発振器のクロック精度に起因して、子局（ｂ）が次の補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）を親局（ａ）から受信するまでの間に、±２ミリ秒のずれが生じる。したがって、例えば、２時７分２０秒という時刻データを子局（ｂ）が受信した場合、子局（ｂ）の第２の時計（６）によって生成される時刻が２時７分１９秒９９８ミリ秒〜２時７分２０秒００２ミリ秒の範囲内でばらつくため、２時７分１９秒９９８ミリ秒〜２時７分１９秒９９９ミリ秒の範囲内の時刻は、進むように修正されて２時７分２０秒０００ミリ秒にセットされる。一方、２時７分２０秒０００ミリ秒〜２時７分２０秒００２ミリ秒の範囲内の時刻は、遅れるように修正されて２時７分２０秒０００ミリ秒にセットされる。ところが、予め設定されたスケジュールに基づいてこのスケジュールに規定された計測時刻（○時△分□秒０００ｍｓ）に達した時点で計測対象についてのパラメータを計測して計測データを取得する子局では、その時刻が進むように修正されるときには問題が生じないが、遅れるように修正されたときには、スケジュールに規定された計測時刻が続けて２回発生するという不具合が生じる。具体的には、例えば、上記の例では、２時７分２０秒０００ミリ秒〜２時７分２０秒００２ミリ秒の範囲内の時刻が２時７分２０秒０００ミリ秒に修正されるために、２時７分２０秒０００ミリ秒の時刻が２回発生することとなる。このため、この点を解決するのが好ましい。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、複数の時計部の時刻を同期させる際に、子局としての時計部において同じ時刻が２回発生する事態を回避し得る時刻同期方法を提供することを主目的とする。また、複数の子局の時計部の時刻を親局の時計部の時刻に同期させる際に、子局の時計部において同じ時刻が２回発生する事態を回避し得る通信システムを提供することを主目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の時刻同期方法は、発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路をそれぞれ備えた複数の時計部の当該各時刻を同期させる時刻同期方法であって、前記複数の時計部の内の任意の一の時計部を親局とし、かつ他の前記時計部を子局として、当該子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、および当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該親局から当該子局に向けて送信させ、前記子局に対して、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正させると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を当該特定カウント値に修正させることにより、当該子局における前記時計部の前記時刻を前記親局の前記時刻に同期させる。
【０００７】
請求項２記載の時刻同期方法は、発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路をそれぞれ備えた複数の時計部の当該各時刻を同期させる時刻同期方法であって、前記複数の時計部の内の任意の一の時計部を親局とし、かつ他の前記時計部を子局として、当該子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、当該親局および当該子局の前記各時刻データ相互間の初期時間差をＴｂ、並びに当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ：Ｔｃは正の時間とする）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該親局から当該子局に向けて送信させ、前記子局に対して、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正させると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を前記初期時間差Ｔｂに対応する前記内部クロックの数を当該特定カウント値に加算したカウント値に修正させることにより、当該子局における前記時計部の前記時刻を前記親局の前記時刻に同期させる。
【０００８】
請求項３記載の通信システムは、発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた子局と、当該子局と伝送路を介して接続されると共に発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた親局とを有し、前記子局と前記親局との間でデータ通信可能に構成された通信システムであって、前記親局は、前記子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、および当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該子局に向けて送信可能に構成され、前記子局は、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正すると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を当該特定カウント値に修正する。
【０００９】
請求項４記載の通信システムは、発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた子局と、当該子局と伝送路を介して接続されると共に発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた親局とを有し、前記子局と前記親局との間でデータ通信可能に構成された通信システムであって、前記親局は、前記子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、当該親局および当該子局の前記各時刻データ相互間の初期時間差をＴｂ、並びに当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ：Ｔｃは正の時間とする）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該子局に向けて送信可能に構成され、前記子局は、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正すると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を前記初期時間差Ｔｂに対応する前記内部クロックの数を当該特定カウント値に加算したカウント値に修正する。
【００１０】
請求項５記載の通信システムは、請求項３または４記載の通信システムにおいて、前記子局は、計測対象についてのパラメータを計測して計測データを取得する計測部と、前記計測データを入力すると共に当該計測データを通信部を経由して通信対象機器に送信する制御部とを備え、前記制御部は、前記時計部によって生成される前記時刻データに基づいて前記計測データの計測時刻を特定すると共に、当該計測データを当該特定された計測時刻を示す時刻データと共に前記親局に前記伝送路を介して送信する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る時刻同期方法および通信システムの好適な実施の形態について説明する。なお、以下では、一例として、この時刻同期方法を採用した通信システムを構成要素の一部として備えた計測システムについて説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
まず、計測システムＭＳの構成について、図面を参照して説明する。
【００１３】
計測システムＭＳは、図１に示すように、１または２以上（一例として２つ）の子局としての計測装置１ａ，１ｂ（特に区別しないときには、「計測装置１」ともいう）、および親局２を備えている。この場合、計測装置１は、計測対象と同数配設される。一例として、本実施の形態では、計測対象として、２つの計測対象機器３ａ，３ｂ（特に区別しないときには、「計測対象機器３」ともいう）が設けられているため、計測装置１は、各計測対象機器３ａ，３ｂに対応させて２つ設けられている。また、各計測装置１ａ，１ｂは、親局２と伝送路４（一例としてＣＡＮバス）を介して接続されている。一方、親局２は、図外の管理装置と図示しない伝送路を介して接続されている。
【００１４】
次に、各計測装置１および親局２の各構成について具体的に説明する。
【００１５】
計測装置１は、図１に示すように、計測部１１、水晶発振器１２、時計部１３、通信部１４および制御部１５を備えている。この場合、計測部１１は、制御部１５からの指示に基づいて計測対象機器３ａ（３ｂ）についてのパラメータを定期的に計測して計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）を取得すると共に制御部１５に出力する。ここで、計測対象機器３についてのパラメータとしては、計測対象機器３の内部温度や内部湿度、計測対象機器３の任意部位における電流や電圧、計測対象機器３の消費電力、および計測対象機器３の内部信号についての特性（周波数、パルス幅および波高値等）などの少なくとも一つで構成される。
【００１６】
水晶発振器１２は、本発明における発振器に相当し、計測装置１の内部で使用される内部クロックＣＬＫ１を生成する。一例として、水晶発振器１２は、１ｋＨｚの内部クロックＣＬＫ１を生成する。この場合、水晶発振器１２の精度（クロック精度）は、±１００ｐｐｍとする。
【００１７】
時計部１３は、図１に示すように、カウンタ１３ａおよび時刻データ生成回路１３ｂを含んで構成されている。この場合、カウンタ１３ａは、一例として、内部クロックＣＬＫ１をカウント値０からカウントして（分周して）カウント値９９９をカウントした時点で（所定値に達したときに）１Ｈｚの基準クロックＣＬＫ２を生成して出力する１０００分周回路で構成されている。また、カウンタ１３ａは、内部クロックＣＬＫ１に同期して外部からカウント値をロードすることにより、現在のカウント値をロードしたカウント値に修正可能に構成されている。時刻データ生成回路１３ｂは、いわゆるリアルタイムクロックＩＣを用いて構成されて、基準クロックＣＬＫ２に基づいて現在の時刻を示す時刻データ（○時△分□秒を示すデータ）Ｄｔｍを出力する。また、時刻データ生成回路１３ｂは、現在の時刻データを外部からロードした時刻データに修正可能に構成されている。
【００１８】
通信部１４は、親局２と伝送路４を介してデータ通信を行うための通信機能を備えている。制御部１５は、一例として、ＣＰＵおよび内部メモリを含んで構成されている。また、制御部１５は、時計部１３によって出力される時刻データＤｔｍと内部メモリに予め記憶されたスケジュールに規定されている計測時刻とを比較して、時刻データＤｔｍが計測時刻に達したときに、計測部１１を制御することにより、計測対象機器３ａ（３ｂ）のパラメータを計測させてその計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）を入力する。また、制御部１５は、入力した計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）を時計部１３から入力した時刻データＤｔｍと共に内部メモリに記憶する。この場合、時刻データＤｔｍは、計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）が計測された時刻を示すタイムスタンプとして使用される。
【００１９】
さらに、制御部１５は、通信部１４を介して親局２と定期的に通信を行うことにより、各計測対象機器３ａ（３ｂ）についての計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）および計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）に対応する時刻データＤｔｍを親局２に送信する。また、制御部１５は、親局２から基準時刻データＤｔｒを受信したときには、その都度、基準時刻データＤｔｒと時刻データ生成回路１３ｂによって生成されている時刻データＤｔｍとを比較して、両者が相違するときには、基準時刻データＤｔｒを時刻データ生成回路１３ｂに設定することにより、時刻データ生成回路１３ｂによって生成される時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒに一致させる（修正する）。また、制御部１５は、時刻データ生成回路１３ｂの時刻データＤｔｍに対する修正と併せて、親局２における後述するカウンタ１３ａのカウント値が後述する所定期間Ｔｅ内において予め規定された特定カウント値（第２特定カウント値）Ｄｃｎ２をカウントするタイミングで、特定カウント値Ｄｃｎ２をカウント値Ｄｃｎｔとしてカウンタ１３ａにロードすることにより、時刻データ生成回路１３ｂのカウント値を特定カウント値Ｄｃｎ２に修正する。
【００２０】
次いで、親局２の構成について具体的に説明する。なお、計測装置（子局）１と同一の構成要素については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２１】
親局２は、図１に示すように、水晶発振器１２、時計部１３、通信部１４および制御部２５を備えている。この場合、制御部２５は、一例として、ＣＰＵおよび内部メモリ（図示せず）を含んで構成されている。また、制御部２５は、通信部１４を介して計測装置１と定期的に通信を行うことにより、計測装置１によって送信された各計測対象機器３ａ，３ｂについての計測データＤ１ａ，Ｄ１ｂおよび各計測データＤ１ａ，Ｄ１ｂについての時刻データＤｔｍを受信して内部メモリ内における各計測装置１ａ，１ｂ用の記憶領域に記憶する。また、制御部２５は、定期的に、または管理装置からの要求に応じて、内部メモリに記憶している各計測対象機器３の計測データＤ１ａ，Ｄ１ｂおよび各計測データＤ１ａ，Ｄ１ｂについての時刻データＤｔｍを管理装置に送信する。
【００２２】
また、制御部２５は、所定時間Ｔａ毎（例えば、２０秒毎）に、時計部１３の時刻データ生成回路１３ｂから時刻データＤｔｍを入力すると共にこの時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒとして各計測装置１に伝送路４を介して送信する。この場合、制御部２５は、計測装置１における水晶発振器１２の精度（クロック精度）を±Ａｐｐｍ、親局２と計測装置１との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、図２に示すように、カウンタ１３ａによる基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）を経過した時点を起点とし、かつカウンタ１３ａによる次の基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間Ｔｅ内であってカウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ１（第１特定カウント値）をカウントするタイミングで基準時刻データＤｔｒを送信する。本実施の形態では、時間Ｔｃとしては、一例として、水晶発振器１２の精度を±１００ｐｐｍ、所定時間Ｔａを２０秒、および通信遅延時間Ｔｄを１ミリ秒としたことにより、水晶発振器１２の精度に起因する時間のズレの最大値である２ミリ秒に通信遅延時間Ｔｄの１ミリ秒を加算した３ミリ秒となる。また、カウンタ１３ａの動作クロックである内部クロックＣＬＫ１の１周期が１ミリ秒のため、所定期間Ｔｅは、図２に示すように、カウンタ１３ａのカウント値が００３から９９６となるまでの期間となる。したがって、特定カウント値Ｄｃｎ１，Ｄｃｎ２は、００３から９９６までのいずれかの所定値となる。
【００２３】
次に、計測システムＭＳにおける時刻同期方法について、一例として、特定カウント値Ｄｃｎ１を００５とし、特定カウント値Ｄｃｎ２を００９として、図２を参照して説明する。
【００２４】
この計測システムＭＳでは、親局２が、所定時間Ｔａ毎（２０秒毎）に、時計部１３の時刻データ生成回路１３ｂから時刻データＤｔｍを入力して、この時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒとして各計測装置１に伝送路４を介して送信する。一例として、図２に示すように、親局２の時計部１３によって生成される時刻データＤｔｍが所定時間Ｔａに達した５時２６分２０秒を刻んだときに、親局２の制御部２５が、時刻データ生成回路１３ｂから取得した時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒとして、カウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ１（００５）となるタイミングに合わせて基準時刻データＤｔｒを各計測装置１に送信する。
【００２５】
一方、各計測装置１では、制御部１５が、親局２の送信から通信遅延時間Ｔｄ（１ミリ秒）経過後に、伝送路４および通信部１４を介して基準時刻データＤｔｒを受信する。この場合、最初の基準時刻データＤｔｒを受信したときは、通常、計測装置１側の時計部１３によって生成される時刻データＤｔｍは基準時刻データＤｔｒと相違している。このため、制御部１５は、受信した基準時刻データＤｔｒと時計部１３によって生成される時刻データＤｔｍとを比較した後、基準時刻データＤｔｒを時刻データ生成回路１３ｂに設定することにより、時刻データ生成回路１３ｂによって生成される時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒに一致させる（修正する）。一方、２回目以降の基準時刻データＤｔｒを受信したときは、計測装置１側の時計部１３によって生成される時刻データＤｔｍと基準時刻データＤｔｒとのずれ量は、水晶発振器１２のクロック精度に起因するズレの最大値である２ミリ秒以内に止まっている。したがって、通常時には、基準時刻データＤｔｒを受信した際の時刻データＤｔｍと基準時刻データＤｔｒとが一致するため、この際には、制御部１５は、時刻データ生成回路１３ｂに対する基準時刻データＤｔｒの設定は行わない。
【００２６】
次いで、制御部１５は、親局２におけるカウンタ１３ａが特定カウント値Ｄｃｎ１よりも大きい値の特定カウント値Ｄｃｎ２（００９）をカウントするタイミングに合わせて、カウント値Ｄｃｎｔ（００９）を自らの時刻データ生成回路１３ｂにロードすることにより、カウンタ１３ａのカウント値をカウント値Ｄｃｎｔ（００９）に修正する。これにより、各計測装置１と親局２との間の時刻データＤｔｍの時刻同期が完了する。この場合、この計測装置１では、制御部１５が、基準時刻データＤｔｒを受信したタイミングにおけるカウンタ１３ａのカウント値を基準として、特定カウント値Ｄｃｎ１（００５）と特定カウント値Ｄｃｎ２（００９）との差分カウント値（４カウント）から通信遅延時間Ｔｄ分のカウント値（１カウント）を減算したカウント値（３カウント）だけカウンタ１３ａのカウント値が増加した時点において、自らの時刻データ生成回路１３ｂに対してカウント値Ｄｃｎｔ（００９）を設定する（ロードする）。これにより、時刻データ生成回路１３ｂへのカウント値Ｄｃｎｔ（００９）のロード動作が、親局２におけるカウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ２（００９）をカウントするタイミングで行われることになる。
【００２７】
このように、この時刻同期方法および計測システムＭＳによれば、親局２のカウンタ１３ａによる基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃの経過時点を起点としてカウンタ１３ａによる次の基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間Ｔｅ内の所定のタイミング（カウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ１となるタイミング）において基準時刻データＤｔｒを計測装置１に向けて所定時間Ｔａ毎に送信し、計測装置１が、基準時刻データＤｔｒを受信する都度、時刻データ生成回路１３ｂによって生成される時刻データＤｔｍが基準時刻データＤｔｒと相違するときに時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒに修正すると共に、親局２におけるカウンタ１３ａのカウント値が所定期間Ｔｅ内の予め規定された特定カウント値Ｄｃｎ２をカウントするタイミングで計測装置１におけるカウンタ１３ａのカウント値を特定カウント値Ｄｃｎ２に修正することにより、計測装置１のカウンタ１３ａのカウント値が、時刻データＤｔｍが切り替わる初期値０００に戻されたり、時刻データＤｔｍの切り替わり目を越えて遅らされたり（例えば、００１から９９９にされる）することなく、また、逆に時刻データＤｔｍの切り替わり目を越えて進まされたり（例えば、９９８から００１にされる）することなく、親局２の時刻と計測装置１の時刻を１ミリ秒以内の精度で同期させることができる。つまり、計測装置１の時刻データ生成回路１３ｂにおいて、同じ時刻データＤｔｍの２回の生成を確実に回避しつつ（具体的に図２の場合においては、５時２６分２０秒０００ミリ秒の２回の生成を確実に回避しつつ）、１ミリ秒以内の精度で計測装置１を親局２に時刻同期させることができる。したがって、この計測システムＭＳによれば、各計測装置１において、同一タイムスタンプの計測データＤ１が併存するという不具合を確実に回避することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
上記の実施の形態では、親局２と各計測装置１とを１ミリ秒以内の精度で時刻同期させる例について説明したが、計測装置１において同一タイムスタンプの計測データＤ１が併存するという不具合を確実に回避するとの目的を少なくとも実現するのであれば、親局と各計測装置との間における１ミリ秒を超える初期時間差Ｔｂの発生を許容できることもある。以下、時刻同期に際して、親局と計測装置との間に任意の初期時間差Ｔｂを持たせ得る計測システムＭＳ１について説明する。なお、上記計測システムＭＳと同一の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２９】
計測システムＭＳ１は、計測システムＭＳと同一の構成要素を備えており、図１に示すように、１または２以上（一例として２つ）の子局としての計測装置３１ａ，３１ｂ（以下、区別しないときには「計測装置３１」ともいう）、および親局４１を備えている。この場合、計測装置３１は、親局４１と伝送路４を介して接続され、親局４１は、管理装置と図示しない伝送路を介して接続されている。
【００３０】
次に、各計測装置３１および親局４１の各構成について、具体的に説明する。
【００３１】
計測装置３１は、図１に示すように、計測部１１、水晶発振器１２、時計部１３、通信部１４および制御部３５を備えている。ここで、制御部３５は、一部の動作において上記した親局２と相違し、それ以外の点に関しては同一に作動する。具体的には、制御部３５は、親局４１から基準時刻データＤｔｒを受信したときに、初期時間差Ｔｂに対応する内部クロックＣＬＫ１のクロック数（カウント値）を特定カウント値Ｄｃｎ２に加算してカウント値Ｄｃｎｔを算出し、かつ親局４１におけるカウンタ１３ａのカウント値が所定期間Ｔｅ内において予め規定された特定カウント値Ｄｃｎ２をカウントするタイミングにおいてカウント値Ｄｃｎｔをカウンタ１３ａにロードすることにより、時刻データ生成回路１３ｂのカウント値をカウント値Ｄｃｎｔに修正する点において制御部１５と相違する。
【００３２】
次いで、親局４１の構成について、具体的に説明する。
【００３３】
親局４１は、図１に示すように、水晶発振器１２、時計部１３、通信部１４および制御部４５を備えている。この場合、制御部４５は、計測装置３１における水晶発振器１２の精度（クロック精度）を±Ａｐｐｍ、親局４１および計測装置３１の各時刻データＤｔｍ相互間の初期時間差をＴｂ、親局４１と計測装置３１との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、図３に示すように、計測装置１における水晶発振器１２の精度（クロック精度）を±Ａｐｐｍ、親局２と計測装置１との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、カウンタ１３ａによる基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ）を経過した時点を起点とし、かつカウンタ１３ａによる次の基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間Ｔｅ内であってカウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ１をカウントするタイミングで基準時刻データＤｔｒを送信する。本実施の形態では、時間Ｔｃとしては、一例として、水晶発振器１２の精度を±１００ｐｐｍ、所定時間Ｔａを２０秒、通信遅延時間Ｔｄを１ミリ秒、および親局４１の時刻に対して計測装置３１の時刻を２ミリ秒遅延させるとして初期時間差Ｔｂを２ミリ秒（なお、逆に進ませるときには初期時間差Ｔｂを−２ミリ秒とするものとする）とすることにより、５ミリ秒となる。したがって、所定期間Ｔｅは、図３に示すように、カウンタ１３ａのカウント値が００５から９９４となるまでの期間となる。したがって、特定カウント値Ｄｃｎ１，Ｄｃｎ２は、００５から９９４までのいずれかの所定値となる。
【００３４】
次に、計測システムＭＳ１における時刻同期方法について、一例として、特定カウント値Ｄｃｎ１を００６とし、特定カウント値Ｄｃｎ２を００９として、図３を参照して説明する。
【００３５】
この計測システムＭＳ１では、親局４１が、所定時間Ｔａ毎（２０秒毎）に、時計部１３の時刻データ生成回路１３ｂから時刻データＤｔｍを入力して、この時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒとして各計測装置１に伝送路４を介して送信する。一例として、図３に示すように、親局４１の時計部１３によって生成される時刻データＤｔｍが所定時間Ｔａに達した５時２６分２０秒を刻んだときに、親局４１の制御部４５が、時刻データ生成回路１３ｂから取得した時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒとして、カウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ１（００６）となるタイミングに合わせて基準時刻データＤｔｒを各計測装置１に送信する。
【００３６】
一方、各計測装置３１では、制御部３５が、親局４１の送信から通信遅延時間Ｔｄ（１ミリ秒）経過後に、基準時刻データＤｔｒを受信する。この場合、最初の基準時刻データＤｔｒを受信したときは、計測システムＭＳと同様にして、制御部３５は、基準時刻データＤｔｒを時刻データ生成回路１３ｂに設定して、時刻データ生成回路１３ｂによって生成される時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒに一致させる（修正する）。一方、２回目以降の基準時刻データＤｔｒを受信した通常時には、基準時刻データＤｔｒを受信した際の時刻データＤｔｍと基準時刻データＤｔｒとが一致するため、この際には、制御部３５は、時刻データ生成回路１３ｂに対する基準時刻データＤｔｒの設定は行わない。
【００３７】
次いで、制御部３５は、初期時間差Ｔｂ（２ミリ秒の遅れ）に対応する内部クロックＣＬＫ１のクロック数（−２クロック）を特定カウント値Ｄｃｎ２（００９）に加算してカウント値Ｄｃｎｔ（００９−００２＝００７）を算出する。次いで、制御部３５は、計測システムＭＳにおける制御部２５と同様にして、親局４１におけるカウンタ１３ａが特定カウント値Ｄｃｎ２（００９）をカウントするタイミングに合わせて、カウント値Ｄｃｎｔ（００７）を自らの時刻データ生成回路１３ｂにロードすることにより、カウンタ１３ａのカウント値をカウント値Ｄｃｎｔ（００７）に修正する。これにより、各計測装置３１と親局４１との間の時刻データＤｔｍの時刻同期が完了する。
【００３８】
このように、この時刻同期方法および計測システムＭＳ１によれば、時刻同期に際して、親局４１の時刻と計測装置３１の時刻との間に任意の初期時間差Ｔｂを持たせることができる。したがって、複数の計測装置３１間の時刻に時間差を持たせた時刻同期を行うこともできる。なお、初期時間差Ｔｂをゼロとすることにより、計測システムＭＳと同じように、親局４１の時刻と計測装置３１の時刻とを１ミリ秒以内の精度で時刻同期させることもできる。
【００３９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されない。例えば、一例として、水晶発振器１２によって生成される内部クロックＣＬＫ１は、その周期を１ミリ秒としたが、これに限定されるものではなく、さらに短い周期、またはさらに長い周期に規定することもできる。また、本発明の実施の形態では、制御部１５（または３５）とは別個独立した時計部１３を備えて記録再生装置１（または３１）を構成し、制御部２５（または４５）とは別個独立した時計部１３を備えて親局２（または４１）を構成した例について説明したが、本発明における時計部の構成（時計部全体の構成、または時計部内の一部の機能についての構成（例えば、カウンタや時刻データ生成回路の構成））に関しては、そのハードウェアに代えて、制御部１５（または２５，３５，４５）内のＣＰＵが内部クロックまたは外部クロックを利用したソフトウェアで実現する構成を採用することもできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１，３記載の時刻同期方法および通信システムによれば、親局が、子局における発振器の精度を±Ａｐｐｍ、および親局と子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、親局のカウンタによる基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）の経過時点を起点としてカウンタによる次の基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての時刻データを子局に向けて送信し、子局が、親局によって送信された基準時刻データを受信する都度、時刻データ生成回路によって生成される時刻データが基準時刻データと相違するときに時刻データを基準時刻データに修正すると共に親局におけるカウンタのカウント値が所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで子局におけるカウンタのカウント値を特定カウント値に修正することにより、子局としての時計部におけるカウンタのカウント値が、時刻データが切り替わる初期値に戻されたり、さらには時刻データの切り替わり目を越えて遅らされたりすることなく、また逆に時刻データの切り替わり目を越えて進まされたりすることなく、親局としての時計部の時刻と子局としての時計部の時刻を内部クロックの１クロック以内の精度で同期させることができる。したがって、子局としての時計部における時刻データ生成回路が、同じ時刻データを時刻同期に起因して２回生成するという誤動作を確実に防止することができる。
【００４１】
また、請求項２，４記載の時刻同期方法および通信システムによれば、親局が、子局における発振器の精度を±Ａｐｐｍ、親局および子局の各時刻データ相互間の初期時間差をＴｂ、並びに親局と子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、親局のカウンタによる基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ）の経過時点を起点としてカウンタによる次の基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての時刻データを子局に向けて送信し、子局が、親局によって送信された基準時刻データを受信する都度、時刻データ生成回路によって生成される時刻データが基準時刻データと相違するときに時刻データを基準時刻データに修正すると共に親局におけるカウンタのカウント値が所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで子局におけるカウンタのカウント値を初期時間差Ｔｂに対応する内部クロックの数を特定カウント値に加算したカウント値に修正することにより、子局としての時計部におけるカウンタのカウント値が、時刻データが切り替わる初期値に戻されたり、さらには時刻データの切り替わり目を越えて遅らされたりすることなく、また逆に時刻データの切り替わり目を越えて進まされたりすることなく、親局としての時計部の時刻と子局としての時計部の時刻を内部クロックの１クロック以内の精度で同期させることができる。したがって、子局としての時計部における時刻データ生成回路が同じ時刻データを２回生成するという誤動作を確実に防止しつつ、複数の子局間の各時刻に時間差を持たせた時刻同期を行うこともできる。
【００４２】
また、請求項５記載の通信システムによれば、時刻同期を行ったとしても、子局としての時計部の時刻データ生成回路が同じ時刻データを２回生成しないため、同一のタイムスタンプの計測データが親局に送信されるという不具合を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通信システムとしての計測システムＭＳ（ＭＳ１）、計測装置１（３１）、および親局２（４１）の構成を示すブロック図である。
【図２】計測システムＭＳにおける時刻同期処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】計測システムＭＳ１における他の時刻同期処理を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，３１ａ，３１ｂ 計測装置（子局）
２，４１ 親局
３ａ，３ｂ 計測対象機器
４ 伝送路
１１ 計測部
１２ 水晶発振器
１３ 時計部
１３ａ カウンタ
１３ｂ 時刻データ生成回路
１４ 通信部
１５，２５，３５，４５ 制御部
ＣＬＫ１ 内部クロック
ＣＬＫ２ 基準クロック
Ｄｃｎ１，Ｄｃｎ２ 特定カウント値
Ｄｃｎｔ カウント値
Ｄｔｍ 時刻データ
Ｄｔｒ 基準時刻データ
ＭＳ，ＭＳ１ 計測システム
Ｔｅ 所定期間
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振器によって生成される内部クロックをカウントして基準クロックを生成するカウンタおよび基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路をそれぞれ備えた複数の時計部の各時刻を同期させる時刻同期方法、およびこの時刻同期方法によって子局および親局の各時刻データを同期させる通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の時刻同期方法として、特開平５−１６１１８１号公報に開示された時刻同期方法が知られている。この時刻同期方法では、まず、親局（ａ）が、信号送出時間（ｔｓ）と信号受信時間（ｔｒ）とに基づいて子局（ｂ）との間の遅延時間（ｔｄ）を算出する。次いで、親局（ａ）は、算出した遅延時間（ｔｄ）を補正値として自らの第１の時計（２）によって生成される時刻（Ｔ２）に加算して補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）とし、この補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）を子局（ｂ）に送出する。一方、子局（ｂ）では、親局（ａ）から補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）を受信した時点で、この補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）を自らの第２の時計（６）にセットする。このようにして、親局（ａ）の第１の時計（２）と子局（ｂ）の第２の時計（６）とが同期される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１６１１８１号公報（第５頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の時刻同期方法には、以下のような解決すべき課題がある。すなわち、通常、親局（ａ）の第１の時計（２）や子局（ｂ）の第２の時計（６）のような時計回路は、発振器（水晶発振器等）によって生成される内部クロックを分周して得られた基準クロックに基づいて時刻（時刻データ）を生成している。この場合、通常、発振器の発振周波数がクロック精度の範囲内でばらつくため、この水晶発振器のクロック精度を例えば±１００ｐｐｍとし、かつ親局（ａ）から子局（ｂ）への補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）の送信間隔を２０秒とした場合、水晶発振器のクロック精度に起因して、子局（ｂ）が次の補正時刻（Ｔ２＋ｔｄ）を親局（ａ）から受信するまでの間に、±２ミリ秒のずれが生じる。したがって、例えば、２時７分２０秒という時刻データを子局（ｂ）が受信した場合、子局（ｂ）の第２の時計（６）によって生成される時刻が２時７分１９秒９９８ミリ秒〜２時７分２０秒００２ミリ秒の範囲内でばらつくため、２時７分１９秒９９８ミリ秒〜２時７分１９秒９９９ミリ秒の範囲内の時刻は、進むように修正されて２時７分２０秒０００ミリ秒にセットされる。一方、２時７分２０秒０００ミリ秒〜２時７分２０秒００２ミリ秒の範囲内の時刻は、遅れるように修正されて２時７分２０秒０００ミリ秒にセットされる。ところが、予め設定されたスケジュールに基づいてこのスケジュールに規定された計測時刻（○時△分□秒０００ｍｓ）に達した時点で計測対象についてのパラメータを計測して計測データを取得する子局では、その時刻が進むように修正されるときには問題が生じないが、遅れるように修正されたときには、スケジュールに規定された計測時刻が続けて２回発生するという不具合が生じる。具体的には、例えば、上記の例では、２時７分２０秒０００ミリ秒〜２時７分２０秒００２ミリ秒の範囲内の時刻が２時７分２０秒０００ミリ秒に修正されるために、２時７分２０秒０００ミリ秒の時刻が２回発生することとなる。このため、この点を解決するのが好ましい。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、複数の時計部の時刻を同期させる際に、子局としての時計部において同じ時刻が２回発生する事態を回避し得る時刻同期方法を提供することを主目的とする。また、複数の子局の時計部の時刻を親局の時計部の時刻に同期させる際に、子局の時計部において同じ時刻が２回発生する事態を回避し得る通信システムを提供することを主目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の時刻同期方法は、発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路をそれぞれ備えた複数の時計部の当該各時刻を同期させる時刻同期方法であって、前記複数の時計部の内の任意の一の時計部を親局とし、かつ他の前記時計部を子局として、当該子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、および当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該親局から当該子局に向けて送信させ、前記子局に対して、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正させると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を当該特定カウント値に修正させることにより、当該子局における前記時計部の前記時刻を前記親局の前記時刻に同期させる。
【０００７】
請求項２記載の時刻同期方法は、発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路をそれぞれ備えた複数の時計部の当該各時刻を同期させる時刻同期方法であって、前記複数の時計部の内の任意の一の時計部を親局とし、かつ他の前記時計部を子局として、当該子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、当該親局および当該子局の前記各時刻データ相互間の初期時間差をＴｂ、並びに当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ：Ｔｃは正の時間とする）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該親局から当該子局に向けて送信させ、前記子局に対して、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正させると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を前記初期時間差Ｔｂに対応する前記内部クロックの数を当該特定カウント値に加算したカウント値に修正させることにより、当該子局における前記時計部の前記時刻を前記親局の前記時刻に同期させる。
【０００８】
請求項３記載の通信システムは、発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた子局と、当該子局と伝送路を介して接続されると共に発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた親局とを有し、前記子局と前記親局との間でデータ通信可能に構成された通信システムであって、前記親局は、前記子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、および当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該子局に向けて送信可能に構成され、前記子局は、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正すると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を当該特定カウント値に修正する。
【０００９】
請求項４記載の通信システムは、発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた子局と、当該子局と伝送路を介して接続されると共に発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた親局とを有し、前記子局と前記親局との間でデータ通信可能に構成された通信システムであって、前記親局は、前記子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、当該親局および当該子局の前記各時刻データ相互間の初期時間差をＴｂ、並びに当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ：Ｔｃは正の時間とする）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該子局に向けて送信可能に構成され、前記子局は、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正すると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を前記初期時間差Ｔｂに対応する前記内部クロックの数を当該特定カウント値に加算したカウント値に修正する。
【００１０】
請求項５記載の通信システムは、請求項３または４記載の通信システムにおいて、前記子局は、計測対象についてのパラメータを計測して計測データを取得する計測部と、前記計測データを入力すると共に当該計測データを通信部を経由して通信対象機器に送信する制御部とを備え、前記制御部は、前記時計部によって生成される前記時刻データに基づいて前記計測データの計測時刻を特定すると共に、当該計測データを当該特定された計測時刻を示す時刻データと共に前記親局に前記伝送路を介して送信する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る時刻同期方法および通信システムの好適な実施の形態について説明する。なお、以下では、一例として、この時刻同期方法を採用した通信システムを構成要素の一部として備えた計測システムについて説明する。
【００１２】
（第１の実施の形態）
まず、計測システムＭＳの構成について、図面を参照して説明する。
【００１３】
計測システムＭＳは、図１に示すように、１または２以上（一例として２つ）の子局としての計測装置１ａ，１ｂ（特に区別しないときには、「計測装置１」ともいう）、および親局２を備えている。この場合、計測装置１は、計測対象と同数配設される。一例として、本実施の形態では、計測対象として、２つの計測対象機器３ａ，３ｂ（特に区別しないときには、「計測対象機器３」ともいう）が設けられているため、計測装置１は、各計測対象機器３ａ，３ｂに対応させて２つ設けられている。また、各計測装置１ａ，１ｂは、親局２と伝送路４（一例としてＣＡＮバス）を介して接続されている。一方、親局２は、図外の管理装置と図示しない伝送路を介して接続されている。
【００１４】
次に、各計測装置１および親局２の各構成について具体的に説明する。
【００１５】
計測装置１は、図１に示すように、計測部１１、水晶発振器１２、時計部１３、通信部１４および制御部１５を備えている。この場合、計測部１１は、制御部１５からの指示に基づいて計測対象機器３ａ（３ｂ）についてのパラメータを定期的に計測して計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）を取得すると共に制御部１５に出力する。ここで、計測対象機器３についてのパラメータとしては、計測対象機器３の内部温度や内部湿度、計測対象機器３の任意部位における電流や電圧、計測対象機器３の消費電力、および計測対象機器３の内部信号についての特性（周波数、パルス幅および波高値等）などの少なくとも一つで構成される。
【００１６】
水晶発振器１２は、本発明における発振器に相当し、計測装置１の内部で使用される内部クロックＣＬＫ１を生成する。一例として、水晶発振器１２は、１ｋＨｚの内部クロックＣＬＫ１を生成する。この場合、水晶発振器１２の精度（クロック精度）は、±１００ｐｐｍとする。
【００１７】
時計部１３は、図１に示すように、カウンタ１３ａおよび時刻データ生成回路１３ｂを含んで構成されている。この場合、カウンタ１３ａは、一例として、内部クロックＣＬＫ１をカウント値０からカウントして（分周して）カウント値９９９をカウントした時点で（所定値に達したときに）１Ｈｚの基準クロックＣＬＫ２を生成して出力する１０００分周回路で構成されている。また、カウンタ１３ａは、内部クロックＣＬＫ１に同期して外部からカウント値をロードすることにより、現在のカウント値をロードしたカウント値に修正可能に構成されている。時刻データ生成回路１３ｂは、いわゆるリアルタイムクロックＩＣを用いて構成されて、基準クロックＣＬＫ２に基づいて現在の時刻を示す時刻データ（○時△分□秒を示すデータ）Ｄｔｍを出力する。また、時刻データ生成回路１３ｂは、現在の時刻データを外部からロードした時刻データに修正可能に構成されている。
【００１８】
通信部１４は、親局２と伝送路４を介してデータ通信を行うための通信機能を備えている。制御部１５は、一例として、ＣＰＵおよび内部メモリを含んで構成されている。また、制御部１５は、時計部１３によって出力される時刻データＤｔｍと内部メモリに予め記憶されたスケジュールに規定されている計測時刻とを比較して、時刻データＤｔｍが計測時刻に達したときに、計測部１１を制御することにより、計測対象機器３ａ（３ｂ）のパラメータを計測させてその計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）を入力する。また、制御部１５は、入力した計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）を時計部１３から入力した時刻データＤｔｍと共に内部メモリに記憶する。この場合、時刻データＤｔｍは、計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）が計測された時刻を示すタイムスタンプとして使用される。
【００１９】
さらに、制御部１５は、通信部１４を介して親局２と定期的に通信を行うことにより、各計測対象機器３ａ（３ｂ）についての計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）および計測データＤ１ａ（Ｄ１ｂ）に対応する時刻データＤｔｍを親局２に送信する。また、制御部１５は、親局２から基準時刻データＤｔｒを受信したときには、その都度、基準時刻データＤｔｒと時刻データ生成回路１３ｂによって生成されている時刻データＤｔｍとを比較して、両者が相違するときには、基準時刻データＤｔｒを時刻データ生成回路１３ｂに設定することにより、時刻データ生成回路１３ｂによって生成される時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒに一致させる（修正する）。また、制御部１５は、時刻データ生成回路１３ｂの時刻データＤｔｍに対する修正と併せて、親局２における後述するカウンタ１３ａのカウント値が後述する所定期間Ｔｅ内において予め規定された特定カウント値（第２特定カウント値）Ｄｃｎ２をカウントするタイミングで、特定カウント値Ｄｃｎ２をカウント値Ｄｃｎｔとしてカウンタ１３ａにロードすることにより、時刻データ生成回路１３ｂのカウント値を特定カウント値Ｄｃｎ２に修正する。
【００２０】
次いで、親局２の構成について具体的に説明する。なお、計測装置（子局）１と同一の構成要素については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２１】
親局２は、図１に示すように、水晶発振器１２、時計部１３、通信部１４および制御部２５を備えている。この場合、制御部２５は、一例として、ＣＰＵおよび内部メモリ（図示せず）を含んで構成されている。また、制御部２５は、通信部１４を介して計測装置１と定期的に通信を行うことにより、計測装置１によって送信された各計測対象機器３ａ，３ｂについての計測データＤ１ａ，Ｄ１ｂおよび各計測データＤ１ａ，Ｄ１ｂについての時刻データＤｔｍを受信して内部メモリ内における各計測装置１ａ，１ｂ用の記憶領域に記憶する。また、制御部２５は、定期的に、または管理装置からの要求に応じて、内部メモリに記憶している各計測対象機器３の計測データＤ１ａ，Ｄ１ｂおよび各計測データＤ１ａ，Ｄ１ｂについての時刻データＤｔｍを管理装置に送信する。
【００２２】
また、制御部２５は、所定時間Ｔａ毎（例えば、２０秒毎）に、時計部１３の時刻データ生成回路１３ｂから時刻データＤｔｍを入力すると共にこの時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒとして各計測装置１に伝送路４を介して送信する。この場合、制御部２５は、計測装置１における水晶発振器１２の精度（クロック精度）を±Ａｐｐｍ、親局２と計測装置１との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、図２に示すように、カウンタ１３ａによる基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）を経過した時点を起点とし、かつカウンタ１３ａによる次の基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間Ｔｅ内であってカウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ１（第１特定カウント値）をカウントするタイミングで基準時刻データＤｔｒを送信する。本実施の形態では、時間Ｔｃとしては、一例として、水晶発振器１２の精度を±１００ｐｐｍ、所定時間Ｔａを２０秒、および通信遅延時間Ｔｄを１ミリ秒としたことにより、水晶発振器１２の精度に起因する時間のズレの最大値である２ミリ秒に通信遅延時間Ｔｄの１ミリ秒を加算した３ミリ秒となる。また、カウンタ１３ａの動作クロックである内部クロックＣＬＫ１の１周期が１ミリ秒のため、所定期間Ｔｅは、図２に示すように、カウンタ１３ａのカウント値が００３から９９６となるまでの期間となる。したがって、特定カウント値Ｄｃｎ１，Ｄｃｎ２は、００３から９９６までのいずれかの所定値となる。
【００２３】
次に、計測システムＭＳにおける時刻同期方法について、一例として、特定カウント値Ｄｃｎ１を００５とし、特定カウント値Ｄｃｎ２を００９として、図２を参照して説明する。
【００２４】
この計測システムＭＳでは、親局２が、所定時間Ｔａ毎（２０秒毎）に、時計部１３の時刻データ生成回路１３ｂから時刻データＤｔｍを入力して、この時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒとして各計測装置１に伝送路４を介して送信する。一例として、図２に示すように、親局２の時計部１３によって生成される時刻データＤｔｍが所定時間Ｔａに達した５時２６分２０秒を刻んだときに、親局２の制御部２５が、時刻データ生成回路１３ｂから取得した時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒとして、カウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ１（００５）となるタイミングに合わせて基準時刻データＤｔｒを各計測装置１に送信する。
【００２５】
一方、各計測装置１では、制御部１５が、親局２の送信から通信遅延時間Ｔｄ（１ミリ秒）経過後に、伝送路４および通信部１４を介して基準時刻データＤｔｒを受信する。この場合、最初の基準時刻データＤｔｒを受信したときは、通常、計測装置１側の時計部１３によって生成される時刻データＤｔｍは基準時刻データＤｔｒと相違している。このため、制御部１５は、受信した基準時刻データＤｔｒと時計部１３によって生成される時刻データＤｔｍとを比較した後、基準時刻データＤｔｒを時刻データ生成回路１３ｂに設定することにより、時刻データ生成回路１３ｂによって生成される時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒに一致させる（修正する）。一方、２回目以降の基準時刻データＤｔｒを受信したときは、計測装置１側の時計部１３によって生成される時刻データＤｔｍと基準時刻データＤｔｒとのずれ量は、水晶発振器１２のクロック精度に起因するズレの最大値である２ミリ秒以内に止まっている。したがって、通常時には、基準時刻データＤｔｒを受信した際の時刻データＤｔｍと基準時刻データＤｔｒとが一致するため、この際には、制御部１５は、時刻データ生成回路１３ｂに対する基準時刻データＤｔｒの設定は行わない。
【００２６】
次いで、制御部１５は、親局２におけるカウンタ１３ａが特定カウント値Ｄｃｎ１よりも大きい値の特定カウント値Ｄｃｎ２（００９）をカウントするタイミングに合わせて、カウント値Ｄｃｎｔ（００９）を自らの時刻データ生成回路１３ｂにロードすることにより、カウンタ１３ａのカウント値をカウント値Ｄｃｎｔ（００９）に修正する。これにより、各計測装置１と親局２との間の時刻データＤｔｍの時刻同期が完了する。この場合、この計測装置１では、制御部１５が、基準時刻データＤｔｒを受信したタイミングにおけるカウンタ１３ａのカウント値を基準として、特定カウント値Ｄｃｎ１（００５）と特定カウント値Ｄｃｎ２（００９）との差分カウント値（４カウント）から通信遅延時間Ｔｄ分のカウント値（１カウント）を減算したカウント値（３カウント）だけカウンタ１３ａのカウント値が増加した時点において、自らの時刻データ生成回路１３ｂに対してカウント値Ｄｃｎｔ（００９）を設定する（ロードする）。これにより、時刻データ生成回路１３ｂへのカウント値Ｄｃｎｔ（００９）のロード動作が、親局２におけるカウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ２（００９）をカウントするタイミングで行われることになる。
【００２７】
このように、この時刻同期方法および計測システムＭＳによれば、親局２のカウンタ１３ａによる基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃの経過時点を起点としてカウンタ１３ａによる次の基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間Ｔｅ内の所定のタイミング（カウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ１となるタイミング）において基準時刻データＤｔｒを計測装置１に向けて所定時間Ｔａ毎に送信し、計測装置１が、基準時刻データＤｔｒを受信する都度、時刻データ生成回路１３ｂによって生成される時刻データＤｔｍが基準時刻データＤｔｒと相違するときに時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒに修正すると共に、親局２におけるカウンタ１３ａのカウント値が所定期間Ｔｅ内の予め規定された特定カウント値Ｄｃｎ２をカウントするタイミングで計測装置１におけるカウンタ１３ａのカウント値を特定カウント値Ｄｃｎ２に修正することにより、計測装置１のカウンタ１３ａのカウント値が、時刻データＤｔｍが切り替わる初期値０００に戻されたり、時刻データＤｔｍの切り替わり目を越えて遅らされたり（例えば、００１から９９９にされる）することなく、また、逆に時刻データＤｔｍの切り替わり目を越えて進まされたり（例えば、９９８から００１にされる）することなく、親局２の時刻と計測装置１の時刻を１ミリ秒以内の精度で同期させることができる。つまり、計測装置１の時刻データ生成回路１３ｂにおいて、同じ時刻データＤｔｍの２回の生成を確実に回避しつつ（具体的に図２の場合においては、５時２６分２０秒０００ミリ秒の２回の生成を確実に回避しつつ）、１ミリ秒以内の精度で計測装置１を親局２に時刻同期させることができる。したがって、この計測システムＭＳによれば、各計測装置１において、同一タイムスタンプの計測データＤ１が併存するという不具合を確実に回避することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
上記の実施の形態では、親局２と各計測装置１とを１ミリ秒以内の精度で時刻同期させる例について説明したが、計測装置１において同一タイムスタンプの計測データＤ１が併存するという不具合を確実に回避するとの目的を少なくとも実現するのであれば、親局と各計測装置との間における１ミリ秒を超える初期時間差Ｔｂの発生を許容できることもある。以下、時刻同期に際して、親局と計測装置との間に任意の初期時間差Ｔｂを持たせ得る計測システムＭＳ１について説明する。なお、上記計測システムＭＳと同一の構成については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２９】
計測システムＭＳ１は、計測システムＭＳと同一の構成要素を備えており、図１に示すように、１または２以上（一例として２つ）の子局としての計測装置３１ａ，３１ｂ（以下、区別しないときには「計測装置３１」ともいう）、および親局４１を備えている。この場合、計測装置３１は、親局４１と伝送路４を介して接続され、親局４１は、管理装置と図示しない伝送路を介して接続されている。
【００３０】
次に、各計測装置３１および親局４１の各構成について、具体的に説明する。
【００３１】
計測装置３１は、図１に示すように、計測部１１、水晶発振器１２、時計部１３、通信部１４および制御部３５を備えている。ここで、制御部３５は、一部の動作において上記した親局２と相違し、それ以外の点に関しては同一に作動する。具体的には、制御部３５は、親局４１から基準時刻データＤｔｒを受信したときに、初期時間差Ｔｂに対応する内部クロックＣＬＫ１のクロック数（カウント値）を特定カウント値Ｄｃｎ２に加算してカウント値Ｄｃｎｔを算出し、かつ親局４１におけるカウンタ１３ａのカウント値が所定期間Ｔｅ内において予め規定された特定カウント値Ｄｃｎ２をカウントするタイミングにおいてカウント値Ｄｃｎｔをカウンタ１３ａにロードすることにより、時刻データ生成回路１３ｂのカウント値をカウント値Ｄｃｎｔに修正する点において制御部１５と相違する。
【００３２】
次いで、親局４１の構成について、具体的に説明する。
【００３３】
親局４１は、図１に示すように、水晶発振器１２、時計部１３、通信部１４および制御部４５を備えている。この場合、制御部４５は、計測装置３１における水晶発振器１２の精度（クロック精度）を±Ａｐｐｍ、親局４１および計測装置３１の各時刻データＤｔｍ相互間の初期時間差をＴｂ、親局４１と計測装置３１との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、図３に示すように、計測装置１における水晶発振器１２の精度（クロック精度）を±Ａｐｐｍ、親局２と計測装置１との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、カウンタ１３ａによる基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ）を経過した時点を起点とし、かつカウンタ１３ａによる次の基準クロックＣＬＫ２の生成終了時点から時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間Ｔｅ内であってカウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ１をカウントするタイミングで基準時刻データＤｔｒを送信する。本実施の形態では、時間Ｔｃとしては、一例として、水晶発振器１２の精度を±１００ｐｐｍ、所定時間Ｔａを２０秒、通信遅延時間Ｔｄを１ミリ秒、および親局４１の時刻に対して計測装置３１の時刻を２ミリ秒遅延させるとして初期時間差Ｔｂを２ミリ秒（なお、逆に進ませるときには初期時間差Ｔｂを−２ミリ秒とするものとする）とすることにより、５ミリ秒となる。したがって、所定期間Ｔｅは、図３に示すように、カウンタ１３ａのカウント値が００５から９９４となるまでの期間となる。したがって、特定カウント値Ｄｃｎ１，Ｄｃｎ２は、００５から９９４までのいずれかの所定値となる。
【００３４】
次に、計測システムＭＳ１における時刻同期方法について、一例として、特定カウント値Ｄｃｎ１を００６とし、特定カウント値Ｄｃｎ２を００９として、図３を参照して説明する。
【００３５】
この計測システムＭＳ１では、親局４１が、所定時間Ｔａ毎（２０秒毎）に、時計部１３の時刻データ生成回路１３ｂから時刻データＤｔｍを入力して、この時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒとして各計測装置１に伝送路４を介して送信する。一例として、図３に示すように、親局４１の時計部１３によって生成される時刻データＤｔｍが所定時間Ｔａに達した５時２６分２０秒を刻んだときに、親局４１の制御部４５が、時刻データ生成回路１３ｂから取得した時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒとして、カウンタ１３ａのカウント値が特定カウント値Ｄｃｎ１（００６）となるタイミングに合わせて基準時刻データＤｔｒを各計測装置１に送信する。
【００３６】
一方、各計測装置３１では、制御部３５が、親局４１の送信から通信遅延時間Ｔｄ（１ミリ秒）経過後に、基準時刻データＤｔｒを受信する。この場合、最初の基準時刻データＤｔｒを受信したときは、計測システムＭＳと同様にして、制御部３５は、基準時刻データＤｔｒを時刻データ生成回路１３ｂに設定して、時刻データ生成回路１３ｂによって生成される時刻データＤｔｍを基準時刻データＤｔｒに一致させる（修正する）。一方、２回目以降の基準時刻データＤｔｒを受信した通常時には、基準時刻データＤｔｒを受信した際の時刻データＤｔｍと基準時刻データＤｔｒとが一致するため、この際には、制御部３５は、時刻データ生成回路１３ｂに対する基準時刻データＤｔｒの設定は行わない。
【００３７】
次いで、制御部３５は、初期時間差Ｔｂ（２ミリ秒の遅れ）に対応する内部クロックＣＬＫ１のクロック数（−２クロック）を特定カウント値Ｄｃｎ２（００９）に加算してカウント値Ｄｃｎｔ（００９−００２＝００７）を算出する。次いで、制御部３５は、計測システムＭＳにおける制御部２５と同様にして、親局４１におけるカウンタ１３ａが特定カウント値Ｄｃｎ２（００９）をカウントするタイミングに合わせて、カウント値Ｄｃｎｔ（００７）を自らの時刻データ生成回路１３ｂにロードすることにより、カウンタ１３ａのカウント値をカウント値Ｄｃｎｔ（００７）に修正する。これにより、各計測装置３１と親局４１との間の時刻データＤｔｍの時刻同期が完了する。
【００３８】
このように、この時刻同期方法および計測システムＭＳ１によれば、時刻同期に際して、親局４１の時刻と計測装置３１の時刻との間に任意の初期時間差Ｔｂを持たせることができる。したがって、複数の計測装置３１間の時刻に時間差を持たせた時刻同期を行うこともできる。なお、初期時間差Ｔｂをゼロとすることにより、計測システムＭＳと同じように、親局４１の時刻と計測装置３１の時刻とを１ミリ秒以内の精度で時刻同期させることもできる。
【００３９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されない。例えば、一例として、水晶発振器１２によって生成される内部クロックＣＬＫ１は、その周期を１ミリ秒としたが、これに限定されるものではなく、さらに短い周期、またはさらに長い周期に規定することもできる。また、本発明の実施の形態では、制御部１５（または３５）とは別個独立した時計部１３を備えて記録再生装置１（または３１）を構成し、制御部２５（または４５）とは別個独立した時計部１３を備えて親局２（または４１）を構成した例について説明したが、本発明における時計部の構成（時計部全体の構成、または時計部内の一部の機能についての構成（例えば、カウンタや時刻データ生成回路の構成））に関しては、そのハードウェアに代えて、制御部１５（または２５，３５，４５）内のＣＰＵが内部クロックまたは外部クロックを利用したソフトウェアで実現する構成を採用することもできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１，３記載の時刻同期方法および通信システムによれば、親局が、子局における発振器の精度を±Ａｐｐｍ、および親局と子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、親局のカウンタによる基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）の経過時点を起点としてカウンタによる次の基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての時刻データを子局に向けて送信し、子局が、親局によって送信された基準時刻データを受信する都度、時刻データ生成回路によって生成される時刻データが基準時刻データと相違するときに時刻データを基準時刻データに修正すると共に親局におけるカウンタのカウント値が所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで子局におけるカウンタのカウント値を特定カウント値に修正することにより、子局としての時計部におけるカウンタのカウント値が、時刻データが切り替わる初期値に戻されたり、さらには時刻データの切り替わり目を越えて遅らされたりすることなく、また逆に時刻データの切り替わり目を越えて進まされたりすることなく、親局としての時計部の時刻と子局としての時計部の時刻を内部クロックの１クロック以内の精度で同期させることができる。したがって、子局としての時計部における時刻データ生成回路が、同じ時刻データを時刻同期に起因して２回生成するという誤動作を確実に防止することができる。
【００４１】
また、請求項２，４記載の時刻同期方法および通信システムによれば、親局が、子局における発振器の精度を±Ａｐｐｍ、親局および子局の各時刻データ相互間の初期時間差をＴｂ、並びに親局と子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、親局のカウンタによる基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ）の経過時点を起点としてカウンタによる次の基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての時刻データを子局に向けて送信し、子局が、親局によって送信された基準時刻データを受信する都度、時刻データ生成回路によって生成される時刻データが基準時刻データと相違するときに時刻データを基準時刻データに修正すると共に親局におけるカウンタのカウント値が所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで子局におけるカウンタのカウント値を初期時間差Ｔｂに対応する内部クロックの数を特定カウント値に加算したカウント値に修正することにより、子局としての時計部におけるカウンタのカウント値が、時刻データが切り替わる初期値に戻されたり、さらには時刻データの切り替わり目を越えて遅らされたりすることなく、また逆に時刻データの切り替わり目を越えて進まされたりすることなく、親局としての時計部の時刻と子局としての時計部の時刻を内部クロックの１クロック以内の精度で同期させることができる。したがって、子局としての時計部における時刻データ生成回路が同じ時刻データを２回生成するという誤動作を確実に防止しつつ、複数の子局間の各時刻に時間差を持たせた時刻同期を行うこともできる。
【００４２】
また、請求項５記載の通信システムによれば、時刻同期を行ったとしても、子局としての時計部の時刻データ生成回路が同じ時刻データを２回生成しないため、同一のタイムスタンプの計測データが親局に送信されるという不具合を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通信システムとしての計測システムＭＳ（ＭＳ１）、計測装置１（３１）、および親局２（４１）の構成を示すブロック図である。
【図２】計測システムＭＳにおける時刻同期処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】計測システムＭＳ１における他の時刻同期処理を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，３１ａ，３１ｂ 計測装置（子局）
２，４１ 親局
３ａ，３ｂ 計測対象機器
４ 伝送路
１１ 計測部
１２ 水晶発振器
１３ 時計部
１３ａ カウンタ
１３ｂ 時刻データ生成回路
１４ 通信部
１５，２５，３５，４５ 制御部
ＣＬＫ１ 内部クロック
ＣＬＫ２ 基準クロック
Ｄｃｎ１，Ｄｃｎ２ 特定カウント値
Ｄｃｎｔ カウント値
Ｄｔｍ 時刻データ
Ｄｔｒ 基準時刻データ
ＭＳ，ＭＳ１ 計測システム
Ｔｅ 所定期間
Claims (5)
- 発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路をそれぞれ備えた複数の時計部の当該各時刻を同期させる時刻同期方法であって、
前記複数の時計部の内の任意の一の時計部を親局とし、かつ他の前記時計部を子局として、当該子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、および当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該親局から当該子局に向けて送信させ、
前記子局に対して、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正させると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を当該特定カウント値に修正させることにより、当該子局における前記時計部の前記時刻を前記親局の前記時刻に同期させる時刻同期方法。 - 発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路をそれぞれ備えた複数の時計部の当該各時刻を同期させる時刻同期方法であって、
前記複数の時計部の内の任意の一の時計部を親局とし、かつ他の前記時計部を子局として、当該子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、当該親局および当該子局の前記各時刻データ相互間の初期時間差をＴｂ、並びに当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ：Ｔｃは正の時間とする）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該親局から当該子局に向けて送信させ、
前記子局に対して、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正させると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を前記初期時間差Ｔｂに対応する前記内部クロックの数を当該特定カウント値に加算したカウント値に修正させることにより、当該子局における前記時計部の前記時刻を前記親局の前記時刻に同期させる時刻同期方法。 - 発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた子局と、当該子局と伝送路を介して接続されると共に発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた親局とを有し、前記子局と前記親局との間でデータ通信可能に構成された通信システムであって、
前記親局は、前記子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、および当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｄ）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該子局に向けて送信可能に構成され、
前記子局は、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正すると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を当該特定カウント値に修正する通信システム。 - 発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた子局と、当該子局と伝送路を介して接続されると共に発振器によって生成される内部クロックをカウントして所定値に達したときに基準クロックを出力するカウンタおよび前記基準クロックに基づいて時刻を示す時刻データを生成する時刻データ生成回路を含む時計部を備えた親局とを有し、前記子局と前記親局との間でデータ通信可能に構成された通信システムであって、
前記親局は、前記子局における前記発振器の精度を±Ａｐｐｍ、当該親局および当該子局の前記各時刻データ相互間の初期時間差をＴｂ、並びに当該親局と当該子局との間の通信遅延時間をＴｄとしたときに、所定時間Ｔａ毎に、当該親局の前記カウンタによる前記基準クロックの生成終了時点から時間Ｔｃ（＝Ｔａ×Ａ＋Ｔｂ＋Ｔｄ：Ｔｃは正の時間とする）の経過時点を起点として当該カウンタによる次の前記基準クロックの生成終了時点に対して時間Ｔｃを遡った時点を終点とする所定期間内の所定のタイミングにおいて基準時刻を示す基準時刻データとしての前記時刻データを当該子局に向けて送信可能に構成され、
前記子局は、前記親局によって送信された前記基準時刻データを受信する都度、前記時刻データ生成回路によって生成される前記時刻データが当該基準時刻データと相違するときに当該時刻データを当該基準時刻データに修正すると共に前記親局における前記カウンタのカウント値が前記所定期間内の予め規定された特定カウント値をカウントするタイミングで当該子局における前記カウンタのカウント値を前記初期時間差Ｔｂに対応する前記内部クロックの数を当該特定カウント値に加算したカウント値に修正する通信システム。 - 前記子局は、計測対象についてのパラメータを計測して計測データを取得する計測部と、前記計測データを入力すると共に当該計測データを通信部を経由して通信対象機器に送信する制御部とを備え、
前記制御部は、前記時計部によって生成される前記時刻データに基づいて前記計測データの計測時刻を特定すると共に、当該計測データを当該特定された計測時刻を示す時刻データと共に前記親局に前記伝送路を介して送信する請求項３または４記載の通信システム。
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