JP2008544592A - ネットワークノードの同期方法 - Google Patents

Abstract

各同期ドメインが同期マスタノードと少なくとも１つの同期スレーブノードとを有する複数の同期ドメインと中央ネットワークマスタノードとを含むローカルエリアネットワークのネットワークノードの同期方法であって、各同期ドメインに対して、該同期ドメインのすべての同期スレーブのＭＡＣアドレスを有するマルチキャストグループを設定又は変更するステップと、時点ｎにおける第１同期メッセージを前記中央マスタノードから他のすべてのネットワークノードに送信するステップと、他のすべてのネットワークノードにおいて前記第１同期メッセージを受信するステップと、他の各ネットワークノードにおいて前記第１同期メッセージを受信する際にローカルクロック値Ａ_ｘ，ｙ（ｎ）を取得するステップと、各同期ドメイン内の前記同期スレーブノードの関連する同期マスタノードのローカルクロック値Ａ_ｘ，０（ｎ）を含む第２同期メッセージを、前記同期マスタノードによって前記関連する同期ドメイン内で時点ｎ＋ｘにおいて前記同期スレーブノードにマルチキャストするステップと、前記関連する同期マスタノードのクロック値Ａ_ｘ，０（ｎ）を含む前記第２同期メッセージを前記同期スレーブノードにおいて受信するステップと、前記第１同期メッセージを受信する際に取得した前記ローカルクロック値Ａ_ｘ，ｙ（ｎ）と、前記第２同期メッセージにより受信した前記クロック値Ａ_ｘ，０（ｎ）とを比較するステップと、前記比較結果に応じて前記同期スレーブノードにおいて前記ローカルクロックを調整するステップとを有する方法。

Description

本発明は、中央ネットワークマスタノードと複数の同期ドメインとを有するローカルエリアネットワークのネットワークノードの同期方法に関する。さらに、本発明は、ネットワークの中央マスタノードと複数の同期ドメインとを有する通信ネットワークに関する。

高精度クロック同期は、分散リアルタイムシステムにおける最も基本的な要求の１つである。ネットワークノード内のローカルクロックの不可避なドリフトによって、各ノード間に共通の時間ベースは、クロック同期プロトコルによってのみ実現することができる。

非同期ネットワークは、クロックジッタを受ける。このようなネットワークは、オーディオ／ビデオ（Ａ／Ｖ）コンテンツのストリーミングなどに利用され、そこでは、訓練された耳により＋／−１．５μｓのジッタを可聴できる。高度に同期されたシステムに対するさらなる理由は、通信ノード間のクロックシフトが増大する場合、破棄されるデータ量が増加し、これにより効率性が低下するということである。

ネットワークのデータストリーム（オーディオ／ビデオストリームなど）の伝送は、ストリームソースである“サーバ”とストリームシンクである“レンダラ”との間の同期を、これらのノード内のバッファオーバーラン又はバッファアンダーランを回避するため要求する。１つの解決策は（ＩＥＥＥ１３９４と同様に）、ＷＬＡＮに存在するすべてのノードを同期させることであり、これはネットワークの精度に関して不必要に高い要求を提示する。

ＷＯ０３／０７５４８８は、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）のためのクロック同期機構について記載している。複数の非マスタノードが、ワイヤレスネットワークを介し接続されている。すべての非マスタノードを同期させるため、これら非マスタノードの１つを、非マスタノードのすべての非マスタローカル時間ベースが同期されるマスタクロックとしてのサービスを提供するマスタ時間ベースとして規定することが提案されている。

マスタ時間ベースとして規定されるマスタノードによって送信される専用の同期メッセージの受信が、ネットワークワイド同期イベントとして利用され、その後、それは非マスタノードにおけるローカルクロックを調整するのに利用される。しかしながら、上述されるように、この同期機構は、ストリーミングトラフィックに現在参加していない非マスタノードが同期されるため、大変厳しい信号処理を引き起こす。さらに、多数のネットワークノードを同期させることを要求することは、同期アルゴリズムのコンプレクシティの増大を招き、典型的には、安定的な同期状態が実現されるまで遅延を増大させることになる。

従って、本発明の課題は、シンプルかつスマートなネットワークノードを同期させ、トータルの信号処理労力の低減を可能にし、クロック同期アルゴリズムを簡単化するための方法及び通信ネットワークを提供し、同期遅延の低下を導くことである。

本発明は、あるデータストリームの送信に関係するノードのみの同期しか必要とされないというアイデアに基づく。さらに、本発明は、互いの同期要求によるやりとりを有しない複数のノードがＬＡＮ内に存在するというアイデアに基づく。このため、同一時間ベースにおいてすべてのノードを同期させることは要求されない。少数のネットワークノードを有するサブネットワーク間の同期は、より容易、正確及び迅速なものとすることが可能である。

上記課題は、各同期ドメインが同期マスタノードと少なくとも１つの同期スレーブノードとを有する複数の同期ドメインと中央ネットワークマスタノードとを含むローカルエリアネットワークのネットワークノードの同期方法であって、各同期ドメインに対して、該同期ドメインのすべての同期スレーブのＭＡＣアドレスを有するマルチキャストグループを設定又は変更するステップと、時点ｎにおける第１同期メッセージを前記中央マスタノードから他のすべてのネットワークノードに送信するステップと、他のすべてのネットワークノードにおいて前記第１同期メッセージを受信するステップと、他の各ネットワークノードにおいて前記第１同期メッセージを受信する際にローカルクロック値を取得するステップと、各同期ドメイン内の前記同期スレーブノードの関連する同期マスタノードのローカルクロック値を含む第２同期メッセージを、前記同期マスタノードによって前記関連する同期ドメイン内で時点ｎ＋ｘにおいて前記同期スレーブノードにマルチキャストするステップと、前記関連する同期マスタノードのクロック値を含む前記第２同期メッセージを前記同期スレーブノードにおいて受信するステップと、前記第１同期メッセージを受信する際に取得した前記ローカルクロック値と、前記第２同期メッセージにより受信した前記クロック値とを比較するステップと、前記比較結果に応じて前記同期スレーブノードにおいて前記ローカルクロックを調整するステップとを有する方法によって解決される。

本発明は、それの最も広範なアプリケーションでは、ローカルエリアネットワーク（８０２．１１ネットワークなど）を介し各ノードのクロックを同期させるためのクロック同期プロトコルに関する。本発明は、本発明による方法を利用したネットワークが、他のすべての中央マスタノード若しくは非中央マスタノードにアクセス可能な中央マスタノードによって制御されることを要求する。中央マスタノードは、ネットワークの処理を制御する。すなわち、これはＩＥＥＥ８０２．１１ワイヤレスローカルエリアネットワークの場合などである。本発明はさらに、本発明の方法を利用したシステムがブロードキャスト又はマルチキャスト通信原理に従って動作することを要求する。すなわち、本発明は、１以上のマスタノードがデータを含むメッセージをネットワークの複数のスレーブノードセットにブロードキャストするシステムに利用するためのものである。中央マスタノードは、ネットワーク全体を制御するためのものである。中央マスタノードは、共有される媒体へのアクセスなどをスケジューリングし（８０２．１１ポイント調整機能若しくは８０２．１１ｅハイブリッド調整機能）、ネットワークセキュリティを管理などする。上述したマスタノードは、ネットワーク全体の一部のみをそれらの範囲として有する。ネットワークの当該部分は、それらのネットワークノードが互いに同期される必要があり、そのため同期ドメインと呼ぶことが可能であるという事実によって特徴付けされる。本方法の適用は潜在的に広範な利用を有し、これによって、ノードは有線及び／又は無線通信システムに関連付けすることが可能である。例えば、これらのノードは、イーサネット（登録商標）や８０２．３などの周知の有線通信システムに関連付けされてもよい。あるいは、これらのノードは、無線通信システムに関連付けされてもよい。例えば、本発明の原理は、８０２．１１ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を介し無線接続されているノードに関してここで説明される。しかしながら、無線の実施例が非限定的な実施例であるということが理解されるべきである。

ＷＬＡＮ内のネットワークルートノード又は中央マスタノード（ＩＥＥＥ８０２．１１、ＨｉｐｅｒＬＡＮ／２など）が、アクセスポイントしてサービス提供する。本発明によると、アクセスポイントの形式による中央マスタノードは、同期ドメイン内で使用するための同期イベントを生成するため、第１同期メッセージを他のすべてのネットワークノードに送信するのに利用される。この同期イベントは、第１同期メッセージの受信によって表される。特に、第１同期メッセージを受信する際に取得される同期マスタノードのクロック値は、関連する同期ドメイン内の同期ベースとして利用される。同期マスタノードの当該クロック値は、マルチキャストメッセージを利用して同期マスタノードによって当該同期ドメイン内のスレーブノードのみに配信される。マルチキャストメッセージは、第２同期メッセージによって表される。このため、同期は同期ドメイン内でのみ実行される。ＷＬＡＮに接続されるすべてのネットワークノードを同一の時間ベースに同期させる必要はない。このため、信号処理の労力が軽減され、同期アルゴリズム（平均化機能）のコンプレクシティは大きく低減し、低遅延への収束を期待することができる。さらに、データタイプに応じたフレキシビリティが同期中に考えることが可能である。マスタノードから同期ドメイン内の少なくとも１つのスレーブノードに送信されるデータストリームが存在する場合に限って、同期が同期ドメインに対して実行される。

第１同期メッセージを送信する前、マルチキャストグループが決定される必要がある。マルチキャストグループは、同期ドメインのすべてのノードを含む。これは、ＷＬＡＮ内のソース・レンダラ関係を解析することによって（ＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）を用いた設定などとして）実現することが可能である。同期ドメインは、マルチキャストＭＡＣアドレスを当該同期ドメインのすべてのメンバーノードに割当て、同期ドメイン内の１つのネットワークノードを同期マスタとして選択することによって設定される。（これは、データストリームのソースとして有効であるが、他のノードが同期マスタとして選択することも可能である。）この設定は、中央マスタノード、同期マスタノード若しくはこのような設定プロトコルを実行可能な他のノード内などにおいて上位レイヤプロトコルにより実行される。ＭＡＣアドレスを利用して、何れのスレーブノードが何れの同期ドメインに属しているか決定される。メッセージをマルチキャストするため、同期マスタノードは、それのメッセージをそれの同期ドメインに送信し、当該メッセージの使用されているＭＡＣアドレスによって、スレーブノードは当該メッセージを受信することが可能である。同期マスタノードのクロック値を含むメッセージをマルチキャストするのに２つの可能性がある。第１の可能性では、アクセスポイントして機能する中央マスタノードが、特定のマルチキャストグループにマルチキャストされるメッセージをストリームソースから受信し、当該メッセージをマルチキャストグループに配信（すなわち、転送）することによって、マルチキャストトラフィックをサポートする。（当該メッセージの送信先アドレスが、マルチキャストグループアドレスである。）しかしながら、さらなる可能性は、第２同期メッセージを同期マスタノードから同期ドメイン内の関連するスレーブノードにダイレクトにマルチキャストすることである。第２同期メッセージをダイレクトにマルチキャストすることによって、中央マスタノードは第２同期メッセージを配信する必要がなくなる。これは、ネットワーク内のトラフィック量と時間の節約となる。

本発明は、ネットワークの中央マスタノードが第１同期メッセージを送信することによってのみ同期手順をスタートするという効果を有する。この第１同期メッセージは、エンプティとすることが可能である。しかしながら、すべてのノードにおいて第１同期メッセージを受信した後、各ノードはそれのクロック値を取得するよう促される。これは、中央マスタノードに属するすべてのノードにおいて実行される。複数の同期ドメイン内のすべての同期マスタノードが、それらが同期ドメイン内の同期マスタノードとして動作することを知っているため、同期マスタノードのみが、第１同期メッセージの受信時に取得されたそれらのクロック値を、それらに関連する同期ドメイン内の同期スレーブノードにマルチキャストする。すなわち、同期マスタノードは、メッセージをマルチキャストする可能性を利用することによって、各クロック値を直接的に若しくは中央マスタノードを介し間接的に割り当てられたスレーブノードに配信する。このメッセージが、第２同期メッセージとなる。同期マスタノードの各クロック値を含む第２同期メッセージは、割り当てられた同期ドメイン内のスレーブノードにのみ送信される。

従って、本発明は、特に８０２．１１ネットワークを含む各種通信環境により実現可能な新たなクロック同期機構を提案する。

本発明による同期方法は、ネットワークの複数の同期ドメインに対する解決策を提供する。複数の同期ドメインに対する要求は、ネットワークの各サーバ・レンダラ関係が自らのタイミングパラメータを有し、複数のサーバ・レンダラ関係が同時に機能する場合、多くのタイミング関係が維持される必要があるという事実から生じている。従来技術及び上記記載から知られているような解決策は、すべてのストリームを１つの同期マスタのみに同期させるものであるが、これはもちろん、同期要求を大きく複雑化するものである。この問題は、単一の同期マスタノードと多数のスレーブノード（典型的には、マスタから生じたストリームのレンダラ）が同期したストリーミングアプリケーションを実行する複数の同期ドメインを可能にすることによる本発明の方法によって解決される。従って、当該ストリーミングアプリケーションに対してのみ、同期ドメイン内のノードが同期されるだけでよい。ストリーミングアプリケーションを完了した後、同期ドメイン内のノードは異なる同期ドメインに割当て可能である。また、ストリーミングアプリケーションを終了した後、同期マスタノードがスレーブノードとして動作することが可能である。同様のことが、スレーブノードについても適用される。さらに、ストリーム伝送中、同期マスタの役割は関連する同期ドメインの１つのノードから他のノードに継承することが可能であり、これは、当初選択された同期マスタノードの通信リンク品質が低下し、これにより、より良好なリンク品質を有する他のノードが当該タスクを実行するのにより適している場合に必要となるかもしれない。

さらなる効果は、従属クレームによって提供される。

本発明の好適な実施例では、ノードにおけるクロック値の取得は、ＬＳＯＡ（Ｌａｓｔ Ｓｙｍｂｏｌ Ｏｎ Ａｉｒ）の出現により実行される。このイベントの観察は、良好なＱｏＳ機能を提供する８０２．１１規格群の変形である８０２．１１ｅに対して規定されるサービスを利用して実現することが可能である。

さらに、中央マスタノードが所定の定期的な時点において第１同期メッセージをその他のネットワークノードに送信することが好ましい。さらなる可能性は、マルチキャストグループがあるか確認した後、第１同期メッセージを送信するというものである。

同期マスタノードは、ノード属性に応じて割り当てられ、ノード属性は、ノードの動作状態若しくはクロックの特性である。例えば、各ノードが常時アクティブ状態にある場合、それは同期ドメイン内の同期マスタノードであると判断することができる。さらに、あるノードによるクロックの特性が大変正確なものである場合、それは同期ドメイン内の同期マスタノードであると判断することができる。さらに、あるノードが同期ドメイン内の他のすべてのノードと大変良好な通信リンク品質を有する場合、それが当該同期ドメインの同期マスタとして選択することができる。

本発明のさらなる特徴によると、同期ドメイン内の同期マスタノードが、データストリームソースとして自動的に割り当てられ、データストリームのレンダラが同期スレーブノードとなる。

データストリームをアクティブに実行する時間のみ同期ドメインをアクティブ化することが効果的である。従って、新たなサーバ・レンダラ関係に応じて新たな同期ドメインを設定するのに十分なフレキシビリティがＷＬＡＮ内に存在することとなる。

本発明のさらに好適な実施例では、上記課題はまた、中央ネットワークマスタノードと複数の同期ドメインとを有する通信システムによって解決され、各同期ドメインは、同期マスタノードと少なくとも１つの同期スレーブノードとを有し、各ノードはクロックとクロックレジスタとを有し、中央ネットワークマスタノードは、第１同期メッセージを送信する手段と、マルチキャスト通信をサポートする手段とを有し、同期ドメインの同期マスタノードと少なくとも１つのスレーブノードとは、中央ネットワークマスタノードからの第１同期メッセージの受信後に自らのローカルクロック値を取得するよう構成され、同期マスタノードは、それの同期ドメイン内の少なくとも１つの同期スレーブノードにそれのローカルクロック値を送信するよう構成され、同期スレーブノードは、クロック値を受信し、取得したローカルクロック値とそれに割り当てられた同期マスタノードからの各クロック値とを比較する手段を有し、スレーブノードのクロックが比較結果に応じて更新される。

本発明の上記特徴は、添付した図面を考慮しながら本発明の例示的な実施例の以下の詳細な説明を参照することによってより容易に理解されるであろう。

本発明の以下の詳細な説明では、本発明の完全なる理解を提供するため、多数の具体的詳細が提供される。しかしながら、本発明がこれら具体的詳細なしに実現可能であるということは、当業者に明らかであろう。いくつかの実施例では、本発明を不明りょうにすることを回避するため、周知の構成及び装置は、詳細にではなくブロック図形式により示される。

本発明が、８０２．１１ワイヤレスＬＡＮを介した無線ノード２１〜２３、３１〜３３の同期処理に関して説明される。しかしながら、ここに記載される本発明の教示はそれに限定されるものでないことが理解されるべきである。すなわち、本発明は、ここに規定されるような厳しい（ｓｔｒｉｎｇｅｎｔ）同期を要求する有線若しくは無線の任意の通信システムに適用可能である。例えば、本発明は、ＩＥＥＥ８０２．３及びイーサネット（登録商標）などの有線通信システムに適用可能である。

ここで図面を参照して、特に図１を参照して、本発明の好適な実施例が実現可能なＩＥＥＥ８０２．１１ワイヤレスネットワーク１０が示される。

図１において、ＡＰは８０２．１１“アクセスポイント”、すなわち、ＷＬＡＮにおけるすべての非中央マスタノード２１〜３３に対してネットワークを管理するネットワーク１０の中央マスタノード１１を示す。特にこのような管理機能は、例えば、８０２．１１規格に規定されるようないわゆるポイント調整機能若しくは８０２．１１ｅ規格に規定されるようないわゆるハイブリッド調整機能の実行などとして、ネットワークノードの媒体へのアクセスをスケジューリングする。Ｍ_ｘ，０は、同期ドメインｘの同期マスタノード２１及び３１を示す。Ｓ_ｘ，ｙは、同期ドメインｘのスレーブノードｙを示す。図示されるように、ネットワーク１０は、モバイルステーションとして実現される複数のノード１１、２１〜２３、３１〜３３を有し、ここでは、ノード１１がアクセスポイントＡＰとなる。この中央マスタノード１１はまた、８０２．１１ｅ規格によるハイブリッドコーディネータＨＣとしても実現することが可能である。すべてのモバイルステーション２１〜３３は、ＡＰ１１に登録される（すなわち、関連付けされる）必要がある。８０２．１１ｅ規格の範囲内では、モバイルステーション２１〜３３は、それらのトラフィック仕様（ＴＳＰＥＣ）を送信する。このトラフィック仕様（ＴＳＰＥＣ）は、要求される帯域幅、遅延及び伝送されるストリームのさらなる特性に関する情報を含む。ＴＳＰＥＣに応じて、ＡＰ１１は、リアルタイムデータのスループット時間を保証するため、ネットワーク内の優先順位を調整する。ＡＰ１１は、ネットワーク１０内で最も高い優先順位を有する。さらに、それは参加している全てのノード２１〜３３の存在を認識している。

本発明のさらなる特徴は、複数の同期ドメイン２０、３０が存在することである。同期ドメイン２０、３０は、データストリームが送信者から受信者に、すなわち、サーバからレンダラに送信される前に設定される。図示された実施例では、ノード（Ｍ_１，０）２１はサーバ若しくはデータソースであり、ノード２２及び２３は受信ノード若しくはレンダラである。以下において、ノード（Ｍ_１，０）２１は同期マスタノード（Ｍ_１，０）２１として指定され、受信ノードは同期スレーブノード（Ｓ_１，１，Ｓ_１，２）２３及び２２である。同様のことが、第２同期ドメイン３０について適用される。

図示されないが、同期マスタノード及びスレーブノードとしての機能の割当てが、これらのノードの各属性に対して実行することが可能である。例えば、最も正確なクロックを有するネットワーク１０内のノードが、同期マスタノードとして好ましくは設定される。さらに、アクティブ状態の期間が、同期マスタノード機能の割当てに利用可能である。この決定は、ＯＳＩモデルのＭＡＣレイヤより上位のレイヤにおけるプロトコルを利用することによって実現される。

本発明の基本的なアイデアは、無線ネットワーク内において互いに同期される必要のない複数の同期ドメイン２０、３０を有することが可能であるということである。例えば、異なる同期ドメインのノード間の同期されたやりとりはなく、ノード２２と３２は非同期的に通信するが、共通のストリーミングセッションに関わらず、このため、それらの間の同期は不要である。

中央マスタノード１１を介して同期ドメイン２０、３０との間のみで接続することが可能である。しかしながら、スレーブノード２２、２３、３２、３３はアクティブ解除され、第１同期ドメイン２０からサインオフされ、第２同期ドメイン３０内で適用及び登録可能である。中央マスタノード１１に、マルチキャストグループの設定若しくは変更のため、各スレーブノードの割当てを変更するよう通知される。

図２は、一例となるスレーブノードＳ_ｘ，ｙをより詳細に示す。ＰＤＡ、携帯電話又は携帯ビデオディスプレイはスレーブノードＳ_ｘ，ｙとして動作可能であり、スレーブノードＳ_ｘ，ｙは、各自の同期ドメインｘ内のマスタノードＭ_ｘ，ｏからデータストリームを受信している。

スレーブノードＳ_ｘ，ｙは、装置の種類に応じた一般的機能を有する。例えば、携帯ビデオディスプレイは、送受信部４１、アンテナ４５、ベースバンドコントローラ、ＤＳＰ、ビデオデコーダ、表示装置、入力装置（キーボードなど）などを含む。これらのコンポーネントの説明は、本発明を実現するのに必要なコンポーネントを指摘するため省略される。送受信部４１は、比較部４２と接続される。さらに、スレーブノードＳ_ｘ，ｙのクロック機能を提供するクロック部４３がある。クロックレジスタ４４が、同期メッセージの受信に応答してクロック値を格納するため設けられる。

図３は、本発明による方法のフローチャートを示す。ステップ１００において、同期手順が、例えば起動手順の一部として中央マスタノード１１内で開始される。これは、定期的な間隔により中央マスタノード１１が第１同期メッセージを送信することを意味する。これは、適切な間隔により（ネットワークノードのクロックの精度に応じて５００ミリ秒若しくは数秒など）、第１同期メッセージを送信するため中央マスタノード１１をトリガーするタイマー機能を中央マスタノード１１上で実行することによって容易に実現可能である。適切な間隔は、中央マスタノードと同期マスタとの間でもまた交渉可能である。

第１及び第２同期メッセージは、中央マスタノード又は同期マスタノードによって送信されるフレームを利用することによって送信される。

ストリーム送信を開始する前、ステップ１０１において少なくとも１つのマルチキャストグループが設定される必要がある。各同期ドメイン２０、３０に対して、１つのマルチキャストグループが規定される。各マルチキャストグループは、同期ドメイン２０、３０内にノードのＭＡＣアドレスを有している。送信者からのメッセージをマルチキャストすることによって、当該マルチキャストグループのアドレスに対応するＭＡＣアドレスを有するすべてのノードが当該メッセージを受信する。マルチキャストグループは、同期プロセスが実行される前及び実行中の任意の時点で規定されてもよい。にもかかわらず、それらは、関連する同期ドメインにおけるストリーミングが開始される前に規定されるべきである。マルチキャストグループはまた、任意の時点に消去されてもよい。簡単化のため、図３において、フローチャートのループの開始においてステップ１０１が示されているが、それはループ内の任意の地点に配置可能であり、ループ開始前に１回実行することも可能である。

同期手順が中央マスタノード１１において開始されると、それは、ステップ１０２において時点ｎにおける第１同期フレーム１２（図３に図示される）をＷＬＡＮ内のすべての非中央マスタノード２１〜３３に送信する。上述したタイマーが中央マスタノード１１内で経過するように時点ｎが決定される。中央マスタノード１１は、他のすべてのネットワークノード２１〜３３を知っている。なぜなら、他のすべてのネットワークノード２１〜３３が中央マスタノード１１に登録される必要があるためである。中央マスタノード１１からの第１同期フレーム１２の送信は、第１同期フレーム１２を他のすべてのネットワークノード２１〜３３にブロードキャストすることによって実行可能である。第１同期フレームを送信した後、中央マスタノード１１は、時間機能が再び経過した後に時点ｎ＋１に移行し、次の第１同期フレームが中央マスタノードによって送信されなければならないように、それの時間機能をリセットする。任意的には、中央マスタノード１１は、何れかのマルチキャストグループが設定されたかチェックする。このようなマルチキャストグループの少なくとも１つが設定された場合に限って、それは第１同期フレームを送信する。これは、不要な第１同期フレーム１２がネットワークにおいて送信されることを回避する。

ステップ１０３において、第１同期フレーム１２は他のすべてのネットワークノード２１〜３３によって受信される。時点ｎにおいて第１同期フレーム１２を受信すると、非中央マスタノード２１〜３３はそれらの現在のローカルクロック値を取得する。特に、この第１同期フレーム１２のＬＳＯＡ（Ｌａｓｔ Ｓｙｍｂｏｌ Ｏｎ Ａｉｒ）が出現すると、すべてのノード２１〜３３はそれらのローカルクロックの時間を取得する。同期マスタノード２１、３１は、ローカルクロック値の時間スナップショットを含むメッセージＡ_ｘ，０（ｎ）を生成する。同期スレーブノード２２、２３、３２、３３は、フレームｎにおいてスレーブノードｙ（ｙ＝０の場合、これは当該ドメインの同期マスタＭ_ｘ，０を示す。）によって取得されたドメインｘに時間スナップショットを含む時間スタンプＡ_ｘ，ｙ（ｎ）を生成し、当該時間スタンプＡ_ｘ，ｙ（ｎ）をそれらのクロックレジスタに格納する。

次のステップ１０４において、同期ドメイン２０、３０の同期マスタノード（Ｍ_１，０，Ｍ_２，０）２１、３１は、それらの同期ドメイン２０、３０のスレーブノード２２、２３、３２、３３にそれらのメッセージＡ_ｘ，０（ｎ）をマルチキャストする。このメッセージＡ_ｘ、０（ｎ）は、第１同期フレーム１２のＬＳＯＡの受信の際に取得される各同期マスタノード（Ｍ_１，０，Ｍ_２，０）のローカルクロック値を有する。

スレーブノード２２及び２３は、それらの同期マスタノード（Ｍ_１，０）２１のクロック値を受信し、第２同期ドメイン３０内のスレーブノード３２及び３３は、それらの同期マスタノード（Ｍ_２，０）３１のクロック値を受信する。

スレーブノード２２、２３、３２、３３において第２同期フレーム１３を受信すると、ステップ１０５において、同期マスタノード２１、３１の受信したクロック値が、第１同期フレーム１２を受信した際に取得したスレーブノードの格納されているローカルクロック値と比較される。ある閾値より大きな時間差が存在する場合、ステップ１０６において、ローカルクロックがそれの同期マスタノード２１、３１の受信したクロック値に基づき調整される。このため、同期ドメイン２０、３０内のノードは互いに同期され、同期マスタの同期時間ベースが利用される。

同期手順は、ステップ１０２から１０６までのループスパニングに移行し、すなわち、ステップ１０６が完了した後、ＡＰ（中央マスタノード）１１はそれのタイマー機能が経過するのを待機し、その後に時点ｎ＋１においてそれの次の第１同期フレームをブロードキャストする。

図３に示されるフローチャートは単なる一例に過ぎないということを再び言及する必要があり、具体的には、同期スレーブにおける各クロックを調整する処理は、次の同期ループが実行される前に完了されている必要はなく、その代わりに、調整処理の更新が、新たな第２同期フレーム１３が受信されると実行される。同様に、マルチキャストグループは任意の時点に変更されてもよい。

図４〜５を参照するに、同期ステップがより詳細に説明される。図４は、第１同期フレーム１２を送信する時点における状況を示す。この第１同期フレーム１２はエンプティとすることが可能である。それは、中央マスタノード１１によって送出された同期コマンドとしてみなすことが可能である。第１同期フレーム１２の受信後、同期ドメイン２０、３０内のすべての非中央マスタノード２１〜３３がそれらのローカルクロック値を取得する。このローカルクロック値は、ノードのクロックレジスタ４４に格納することが可能である。しかしながら、本発明の方法の簡略さは、同期マスタノード２１、３１のみがメッセージＡ_１，０（ｎ）のそれらのローカルクロック値を関連するスレーブノード２２、２３、３２、３３にマルチキャストする（図５）。

図５の実線の矢印によって示されるように、第２同期フレーム１３が同期マスタノード２１、３１によって同期ドメイン２０、３０内の関連するスレーブノード２２、２３、３２、３３に直接マルチキャストされる。ダイレクトなマルチキャストは、８０２．１１規格において利用可能な基本的なマルチキャスト機能と異なっている。すなわち、マルチキャストメッセージをメッセージソースからＡＰに送信する代わりに、ＡＰにこのメッセージをマルチキャストグループのすべてのマルチキャスト受信機に配信させ、メッセージソース（すなわち、同期マスタノード）がマルチキャストメッセージを各受信機（関連する同期スレーブノード）に直接送信する。基本的手段（非ダイレクトマルチキャスト）は、図５において破線を使用することによって示されている。メッセージをダイレクトにマルチキャストする可能性はすべてのネットワークに存在するとは限らないため、この基本的なケースにおける同期マスタノード２１、３１はまず第２同期フレーム１３を中央マスタノード１１に送信する。その後、中央マスタノード１１は、第２同期フレーム１３を各スレーブノード２２、２３、３２、３３に転送する。マルチキャストに使用されるＭＡＣアドレスによって、特定の同期ドメインのスレーブノードは、関連する同期マスタノード２１、３１のクロック値を有する第２同期フレーム１３のみを受信する。

図６は、本発明に使用されるレイヤモデルの概略を示す。ノード内の各サービスはレイヤ状に構成されている。そこでは、物理レイヤＰＨＹが物理チャネルを提供する。物理レイヤＰＨＹの上位のＭＡＣレイヤＭＡＣは、ＳＤＵやＰＤＵなどの送受信されるデータパケットのアドレッシングを提供し、これらのノードの媒体へのアクセスを構成する。ＭＡＣレイヤの上位には、アプリケーションレイヤまでＲＲＣ、ＲＬＣ、ＮＷ、ＴＲＳＰなどのいくつかの上位のレイヤが存在する。これらのレイヤＵＬ内において、同期スタートが開始される。さらに、それらはマルチキャストグループの設定及び変更を行う。

本発明は、厳しい信号処理なくスマートな同期手段を可能にする方法及び通信ネットワークを提供する。同期される必要があるノードのみが、互いに同期される。互いに同期される必要のないノードは（例えば、それらの間でストリーミング実行中でないなど）、同期されない。

図１は、本発明による中央マスタノードと複数の同期ドメインを有する一例となるＷＬＡＮ（８０２．１１）を示す。 図２は、本発明によるＷＬＡＮ内で使用される一例となるスレーブノードを示す。 図３は、ネットワークノードを同期させるためのフローチャートを示す。 図４は、中央マスタノードが第１同期フレームを送信する際の第１状態を示す。 図５は、同期マスタノードがそれらが取得したクロック値をスレーブノードにマルチキャストする際の以降の状態を示す。 図６は、要求される同期フレームを送信するのに使用されるレイヤの概略モデルを示す。

Claims (10)

1. 各同期ドメインが同期マスタノードと少なくとも１つの同期スレーブノードとを有する複数の同期ドメインと中央ネットワークマスタノードとを含むローカルエリアネットワークのネットワークノードの同期方法であって、
   各同期ドメインに対して、該同期ドメインのすべての同期スレーブのＭＡＣアドレスを有するマルチキャストグループを設定又は変更するステップと、
   時点ｎにおける第１同期メッセージを前記中央マスタノードから他のすべてのネットワークノードに送信するステップと、
   他のすべてのネットワークノードにおいて前記第１同期メッセージを受信するステップと、
   他の各ネットワークノードにおいて前記第１同期メッセージを受信する際にローカルクロック値Ａ_ｘ，ｙ（ｎ）を取得するステップと、
   各同期ドメイン内の前記同期スレーブノードの関連する同期マスタノードのローカルクロック値Ａ_ｘ，０（ｎ）を含む第２同期メッセージを、前記同期マスタノードによって前記関連する同期ドメイン内で時点ｎ＋ｘにおいて前記同期スレーブノードにマルチキャストするステップと、
   前記関連する同期マスタノードのクロック値Ａ_ｘ，０（ｎ）を含む前記第２同期メッセージを前記同期スレーブノードにおいて受信するステップと、
   前記第１同期メッセージを受信する際に取得した前記ローカルクロック値Ａ_ｘ，ｙ（ｎ）と、前記第２同期メッセージにより受信した前記クロック値Ａ_ｘ，０（ｎ）とを比較するステップと、
   前記比較結果に応じて前記同期スレーブノードにおいて前記ローカルクロックを調整するステップと、
   を有する方法。
2. 前記ローカルクロック値Ａ_ｘ，ｙの取得は、ＬＳＯＡ（Ｌａｓｔ Ｓｙｍｂｏｌ Ｏｎ Ａｉｒ）の出現により実行される、請求項１記載の方法。
3. 前記第１同期メッセージを受信すると、各非中央マスタノードにおいて前記取得したローカルクロック値Ａ_ｘ，ｙ（ｎ）を含む時間スナップショットメッセージを生成するステップと、
   前記ローカルクロック値Ａ_ｘ，０（ｎ）を含む時間スナップショットメッセージを、すべての同期マスタノードから対応する前記同期マスタノードの同期ドメイン内の同期スレーブにマルチキャストするステップと、
   を有する、請求項１又は２記載の方法。
4. 所定の定期的な時点に、若しくはマルチキャストグループが存在する場合に限って、前記第１同期メッセージを前記中央マスタノードから他のすべてのネットワークノードに送信するステップを有する、請求項１乃至３何れか一項記載の方法。
5. 前記同期マスタノードは、クロックの特性とオン状態の状態の少なくとも１つであるノード属性に応じて決定される、請求項１乃至４何れか一項記載の方法。
6. 前記第１同期メッセージは、前記第１同期メッセージを前記中央マスタノードから他のすべてのノードにブロードキャストすることによって送信される、請求項１乃至５何れか一項記載の方法。
7. 前記同期マスタノードは、データストリームソースに自動的に割り当てられ、
   前記データストリームのレンダラは、前記同期スレーブノードである、請求項１乃至６何れか一項記載の方法。
8. 前記同期ドメインは、データストリームをアクティブに実行している時間はアクティブ化される、請求項１乃至７何れか一項記載の方法。
9. 前記マルチキャストするステップにおいて、各同期マスタノードは、それのローカルクロック値Ａ_ｘ，０（ｎ）を含む第２同期メッセージを前記中央マスタノードに送信し、
   前記中央マスタノードは、前記第２同期メッセージを前記送信元の各同期マスタノードの関連する同期スレーブに配信する、請求項１乃至８何れか一項記載の方法。
10. 中央マスタノードと、
    複数の同期ドメインと、
    各同期ドメインに対して、該同期ドメインのすべての同期スレーブのＭＡＣアドレスを含むマルチキャストグループを設定する手段と、
    を有する通信ネットワークであって、
    各同期ドメインは、同期マスタノードと少なくとも１つの同期スレーブノードとを有し、
    各ノードは、クロックとクロックレジスタとを有し、
    前記中央マスタノードは、第１同期メッセージを送信する手段を有し、
    前記非中央マスタノードは、前記第１同期メッセージを受信し、該第１同期メッセージの受信後にそれらのローカルクロック値を取得するよう構成され、
    前記同期マスタノードは、それらのローカルクロック値を含む第２同期メッセージをそれの同期ドメインの関連する少なくとも１つの同期スレーブノードにマルチキャストするよう構成され、
    前記同期スレーブノードは、前記第２同期メッセージを受信し、前記受信したクロック値と前記取得されたローカルクロック値とを比較する手段を有し、
    前記クロックは、前記比較結果に応じて更新される通信ネットワーク。

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