JP2005509317A - 複数の装置のための電力線モデム・ネットワークによるクロック同期化方法および同期化装置 - Google Patents

Abstract

複数の装置用のための電力線モデム・ネットワークのクロック同期をとるための装置と方法が提供される。電力線モデムとクロックを有する複数の装置が設けられる（１００）。電力線モデムは、電力線ネットワークを通じて複数の装置間の通信を可能にする。電力線ネットワークを通じて同期メッセージが供給される（１０２）。該メッセージで得られるクロック時刻に従って複数の各装置がそれぞれのクロックを更新するための指令が前記同期メッセージに含まれる（１０４）。同期化装置（図３）は、電力線ネットワーク上で装置のクロックを更新するために設けられる。

Description

本発明は、電力線モデム（ｐｏｗｅｒ‐ｌｉｎｅ ｍｏｄｅｍ）のネットワークに関し、特に、電力線モデム・ネットワーク内の複数の装置にクロック同期を与える装置並びに方法に関する。

多くの家庭用装置は、メモリおよび内蔵されたクロックを備えており、例えば、電子レンジ、ＶＣＲなどはクロックの読出し情報を与える。停電（嵐などで）になると、これらの装置に於ては、時刻が遅れる。非常に多くの装置は、異なるプログラミング・システムを備えているので、これらの装置の全てについて時刻を変更することは煩わしく、多くの時間を要する。その上、これらの異なる装置内のクロックはドリフト（変動）する傾向があるので、ユーザの家庭内にある装置が示す時刻はそれぞれ異なり、数分異なることもしばしばある。

従って、各装置を個々にプログラムすることなく、或る場所におけるすべての装置の時刻を合わせる同期化方法が必要となる。更に、クロックのドリフトすなわち時刻の不一致を排除する同期化方法が必要である。

（発明の概要）
複数の装置のための電力線モデム・ネットワークのクロック同期化方法において、電力線モデムとクロックを有する複数の装置を供給する。この電力線モデムは、電力線ネットワークを介して複数の装置間の通信を可能にする。電力線ネットワークを介して同期メッセージが供給される。同期メッセージには、該同期メッセージで与えられるクロック・タイムに従って複数の装置の各々がそれぞれのクロックを更新するための指令が含まれている。

他の方法においては、同期メッセージを供給するステップで、一定時間の経過後に、同期メッセージを供給する。同期メッセージを供給するステップで、停電後に同期メッセージを供給する。同期メッセージを供給するステップで、バックアップ用のバッテリを有する同期化装置を設け、停電の間、正確な時刻を保持する。この方法には、外部のクロック源を動作させて、同期化装置のクロックを更新するステップを含んでいる。同期メッセージを供給するステップには、コンピュータにより同期を与えるステップを含んでいる。

電力線ネットワーク上で装置のクロックを更新するために同期化装置が設けられる。同期化装置は、電力線ネットワークに接続して同期化装置に電力を供給するプラグを有する。クロックは、同期化装置の時刻を保持する。電力線モデムはプラグに結合され、電力線ネットワーク内でクロックを有する複数の装置に同期メッセージを送る。同期メッセージは、同期化装置のクロックに従って複数の装置がそれぞれのクロックを更新できるようにする。

他の実施例では、バッテリを備えて同期化装置のクロックに電力を供給し、停電の間、時刻を保持する。同期化装置にはタイミング回路が含まれ、経過時間を測定して、同期メッセージを再び発生させる。同期化装置には受信器が含まれ、外部のクロック源から時刻を受信して、同期化装置のクロックを更新する。クロックを備える装置として、メディア・プレーヤ、テレビジョン受信機、自動応答機(留守番電話)、サーモスタット、（掛け、置き）時計、ステレオ、電子レンジ、セキュリティ・システムのうち少なくとも１つが含まれる。

本発明のこれらの目的およびその他の目的、特徴および利点は、添付の図面に関連して理解され、実施例についての以下の詳細な説明から明らかとなる。

本発明は、ユーザが停電後に数個の装置（例えば、電子レンジ、目覚し時計、ＶＣＲなど）のクロックを同期させ（時刻を一致させ）、且つクロックのドリフトを防止する方法を提供する。これを実現するためには、安価な電力線モデムが各装置に組み込まれる。マスタ（ｍａｓｔｅｒ）装置（例えば、ユーザが指定する）またはネットワーク上のコントローラ（例えば、パーソナルコンピュータ）からの時刻同期メッセージが、ネットワーク上にある装置の更新に使用される。

電力線モデムは、電力ネットワークを伝送媒体として通信を行う。電力線モデムは、マスタ（ｍａｓｔｅｒ：親）装置またはコントローラとの通信をセットアップするために使用される。電力線上で実行される通信によって、プラグイン（差込み式）装置は、電力線ネットワーク上で通信することができる。複数の場所におけるモデムは、電力線ネットワークを共有するので、共有された電力線によって、１つの場所または複数の場所における装置は、同じ場所および他の場所（例えば、他の家庭）でその電力線モデム（およびそれらのデータ）を「見てみる（調べる、確かめる、知る）」ことができる。

図面について詳細に述べるが、これらの図面を通じて同じ参照番号は、同様な、または同一の要素である。最初に、図１に、本発明に依るネットワーク１０のブロック図を例示する。電力線ネットワーク１２は、家庭用またはビル（ｂｕｉｌｄｉｎｇ）用に配線された電力システムを含み、複数の装置の各々に接続されている。これらの装置として、電子レンジ１６、ステレオ１８、ＶＣＲ／ＤＶＤまたは他のメディア・プレーヤ２０、目覚し時計２２、テレビジョン受信機２４、プログラム可能なサーモスタット２６、自動応答機（留守番電話）２８、警報／セキュリティ・システム３０、電力システムにプラグインされる他のクロック装置３１、などが含まれている。このリストはこれに限定されるものではなく、他の装置も考えられる。各装置には電力線モデム３３が備えられ、それによって、これらの装置自体およびマスタ装置３４との通信が可能となる。各装置には、停電の間ドリフトや時間の遅れを生じるクロック３５も備えられる。

マスタ装置３４は、パーソナルコンピュータまたは同期化装置５０（図３）を備えている。マスタ装置３４はその時刻を、バッテリのバックアップにより停電の間保持し、それ自身の電力線モデム３３を使用してメッセージを送出する。マスタ装置３４は、電力線ネットワーク１２を介して同期メッセージＳを送出し、電力線ネットワーク１２に接続された複数の装置に現在の時刻を伝えることができる。次にこれらの装置はその新しい時刻を、クロック３７（または図３のクロック５６）に従って、それぞれのクロックの中に取り入れる。これは、停電後に時刻をリセットするために、また定期的に時刻を合わせてクロック３５のドリフトを防止するために使用することができる。メッセージＳは、電力線モデム３３のプロトコルに適合する。電力線による通信は当業者に知られている方法で実行される。各装置には、プログラムされたソフトウェア・アルゴリズムまたはクロック・レジスタも設けられ、これはメッセージＳが送られると更新される。このようにして、各クロック３５はメッセージＳを受信すると更新される。メッセージＳは、クロックのドリフトを排除するために定期的に発せられ、停電後にも発せられる。

このシステムにおける各装置は、同期化装置３４または５０（図３）とは異なるクロック精度（ｃｌｏｃｋ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ：クロックの精度）を有する。同期化装置３４は或るクロック精度（システム内で最高のクロック精度）を提供するが、各装置自身は、異なる精度を有する自身のクロックを更新するために、この情報を解釈する機構を備える。１つの実施例において、これは、クロック信号の精度を特定する比較的下位のビットを捨てる（ｄｒｏｐ）ことによって達成される。

図２に関連して、受信装置４０（例えば、図１の装置１６〜３１のうちの１つ）は、電力線ネットワーク１２に接続される電力線モデム３３を備える。電力線モデム３３は、埋め込み式プロセッサを備えることが好ましい。電力線モデム３３のプロセッサはソフトウェアを実行することができ、このソフトウェアの機能には、データの変調／復調、および上位層ネットワークの機能（例えば、パケットの処理）が含まれるが、それだけに限定されるものではない。クロック同期のメッセージＳを処理し、且つタイミング同期化回路４１内の現在の時刻を抽出するソフトウェアのルーチンを付加することができる。現在の時刻を装置のクロックに転送する方法は、実施される装置に依り異なる。同期化回路４１は、メッセージＳ内の時刻に従ってタイム・メモリ４２を更新する。タイム・メモリ４２内の時刻はタイム・ディスプレイ４３に表示される。受信装置４０には、装置の主要な機能、例えば、マイクロ波機能（電子レンジ用）、表示機能（テレビジョン受信機用）などを実行するための他の回路も含まれる。また、タイム・メモリ４２、電力線モデム３３、および主機能回路４６に電力を供給するために電源４５が使用される。

装置のクロックを更新する１つの実施例では、装置内で正確な時刻の保持およびクロック表示の機能を処理するマイクロプロセッサあるいはタイミング同期化回路４１にインタラプト（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ：割込み）を送る。別の実施例では、バスを介して、装置内で正確な時刻を保持するタイマ（ｔｉｍｅｒ）回路に直接現在の時刻を送る。

図３に関して、同期化装置５０は、電力線ネットワーク１２を同期させるために設けられる。同期化装置５０は、電力線モデムを有する他の装置と通信できる電力線モデム３３を備える。同期化装置５０は、プラグ５２を使用して、電力システムに直接差し込まれる。同期化装置５０は、メッセージＳを発するために時間を測定するタイミング回路５４を備える。同期化装置５０は、ネットワーク１０（図１）のために時刻を保持するクロック５６を備える。同期化装置５０は、バックアップ用のバッテリ５８を備え、停電中でもクロック５６がその時刻を保持できるようにする。１つの実施例で、同期化装置５０は、電力が回復したときを感知する電力センサ６０を備える。メッセージＳはネットワーク１２における電力をスイッチ・オフ／オンすることによりトリガ（ｔｒｉｇｇｅｒ：始動）される。制御回路６４は、同期メッセージの発生を制御する。例えば、タイミング回路５４で所定の時間が経過すると、制御回路６４は同期メッセージを電力線ネットワーク１２（図１）に送るように促され、クロック５６の時刻はネットワーク１２上の各装置に送られて、それらのクロック３５を更新する。制御回路６４は、電力線ネットワーク上の装置との通信用プロトコルを記憶するメモリおよび／またはプロセッサを備えている。

１つの実施例で、同期化装置５０は終夜灯（ｎｉｇｈｔ ｌｉｇｈｔ）くらいの大きさである。別の実施例で、同期化装置５０は、放送されるラジオまたは衛星の信号を受信する受信器６２を備える。このようにして、同期化装置５０のクロック５６は、外部のタイム・ソース（時刻源）に従って更新される。これは、バッテリ５８のバックアップに加えて、あるいはバッテリのバックアップの代りに、行われる。

同期化装置５０は、装置５０がコマンドＳを発して、そのコマンドがネットワーク上に現れるとき使用される時間を補正するためクロック信号に加えられる前補正（例えば、プログラム可能な前補正：ｐｒｅ‐ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を必要とする。同期化装置５０の前補正では、例えば、制御回路６４またはモデム３３における処理遅延を補正する必要がある。また、各装置（例：図１の装置１６〜３０）は実際のクロック補正を行う前にそれ自身の処理チェーン（ｃｈａｉｎ）における遅延を補正する必要がある。多くの場合この小さな遅延は重要ではないが、重要になる場合もある。

クロックを更新する方法について説明をしてきたが、別の実施例では、各装置（例えば、図１の装置１〜３１）からのフィードバックを使用して、特定の装置においてクロックが選択的に更新される。１つの実施例で、各装置は、例えば、所定の時間の経過後に、同期化装置（３４または５０）からのクロックの更新をリクエストする。更新しようとするクロックを有する装置からのこのリクエストはメッセージＳを呼び起こす。この方法では、すべての装置を個別にアドレス指定する。これらの装置は自身を、例えば、最初のパワーアップでマスタ装置にレジスタ（登録）できる機能を有する。この場合、マスタ装置は更新を要するクロックを有する装置にＩＤコードを割り当てる必要があり、あるいはクロックを有する装置に、予めプログラムされたＩＤ番号（これは異なる業界の製造者および製品に依り異なる）が付けられる。一つの例としてインターネット・プロトコル・バージョン ＩＰｖ６（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｖｅｒｓｉｏｎ ６）（１２８ビットのアドレス）が世界中のすべての電子装置に割り当てられる。このアプリケーションで、そのようなアドレスは存在するが、装置はこのＩＰｖ６プロトコルを判別することができないかも知れない。しかし、ネットワークで独特な機能を実行するために、装置はこのアドレスを使用することもありうる。

図４に、電力線ネットワークを同期させる方法を説明する流れ図を示す。ブロック１００で、クロックと電力線モデムを有する複数の装置を含む電力線ネットワークが設けられる。ブロック１０２で、ネットワーク内のクロックはマスタ装置からの同期メッセージの発生によって更新される。ブロック１０４で、この同期メッセージは、クロックを有するすべての装置がそれぞれのクロックを、同期メッセージで得られる時刻に従って更新できるようにする。メッセージＳは、このネットワーク内に在って更新を必要とする複数の装置の１つによるリクエストに従って発せられる。ブロック１０６で、所定時間の経過後に、その同期メッセージをブロック１０２から再び発生できるように、時刻が測定される。ネットワークへの電源をスイッチ・オフ／オンして同期信号を再び発生させるために、ブロック１０８が設けられる。これに代る別の実施例では、マスタ装置のタイム・クロックは外部ソース（例えば、ラジオまたは衛星）と照合され、それに応じて、ブロック１１０で更新される。

複数の装置（例示的なものであって、限定的なものではない）用の電力線モデム・ネットワークによるクロック同期の好ましい実施例について説明したが、当業者は上述した教示に鑑みて変更および変形を行うことができる。従って、特許請求の範囲で概略を述べた本発明の精神と範囲内で、開示された本発明の実施例に変更がなされ得ることを理解されたい。本発明は、特許法で要求されるように詳細且つ綿密に説明され、特許証で主張され要望され保護される事項は特許請求の範囲に記述されている。

本発明により電力線ネットワークを同期させるシステムのブロック図ある。 本発明の実施例により更新されるクロックを有する装置のブロック図である。 本発明の実施例による同期化装置を示すブロック図である。 本発明により電力線ネットワークを同期させる方法を示す流れ図である。

Claims (11)

1. 複数の装置のための電力線モデム・ネットワークのクロック同期化方法であって、
   電力線ネットワークを介して複数の装置間の通信を可能にする電力線モデムおよびクロックを有する複数の装置を供給するステップと、
   同期メッセージで得られるクロック時刻に従って前記複数の装置の各々がそれぞれのクロックを更新するための指令を含んでいる前記同期メッセージを前記電力線ネットワークを介して供給するステップと、からなる前記方法。
2. 同期メッセージを供給するステップで、一定時間の経過後に前記同期メッセージを供給する、請求項１記載の方法。
3. 同期メッセージを供給するステップで、停電後に前記同期メッセージを供給する、請求項１記載の方法。
4. 同期メッセージを供給するステップで、バックアップ用バッテリを有する同期化装置を備え、停電の間、時刻を保持する、請求項１記載の方法。
5. 外部のクロック源を動作させて、同期化装置のクロックを更新するステップを更に含む、請求項１記載の方法。
6. 同期メッセージを供給するステップで、前記複数の装置の１つによって前記同期メッセージをリクエストし、該リクエストに従って前記同期メッセージを発生するステップを含む、請求項１記載の方法。
7. 電力線ネットワーク上にある装置のクロックを更新する同期化装置であって、
   電力線ネットワークに接続して、前記同期化装置に電力を供給するプラグと、
   時刻を保持するクロックと、
   前記プラグに結合され、これによって、電力線ネットワーク内でクロックを有する複数の装置に同期メッセージを送る電力線モデムと、からなり、前記同期メッセージは、前記同期化装置のクロックに従って前記複数の装置がそれぞれのクロックを更新できるようにする、前記同期化装置。
8. 停電の間、時刻を保持するために同期化装置のクロックに電力を供給するバッテリを更に含む、請求項７記載の同期化装置。
9. 同期メッセージを再び発生できるように経過時間を測定するタイミング回路を更に含む、請求項７記載の同期化装置。
10. 前記同期化装置のクロックを更新するために外部のソースから時刻を受信する受信器を更に含む、請求項７記載の同期化装置。
11. クロックを有する装置として、メディア・プレーヤ、テレビジョン受信機、自動応答機（留守番電話）、サーモスタット、（掛け、置き）時計、ステレオ、電子レンジ、セキュリティ・システムのうち少なくとも１つが含まれる、請求項７記載の同期化装置。

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