JP2018088644A - 無線接続された複数端末間の時刻同期方法及び時刻同期システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線接続された複数の端末間で精度よく時刻同期を行う方法及び装置を提供する。【解決手段】時刻同期システムは、第１の端末と第２の端末とを備え、無線通信を介して第１の端末と第２の端末の間の時刻同期を行う。第１の端末はネットワークのアクセスポイントとして起動し（Ｓ１）、第２の端末は第１の端末にネットワークを介して接続する（Ｓ１２）。第１の端末は、複数の利用可能なチャンネルの中から空きチャンネルを検索し、検索した空きチャンネルを、前記第１の端末と前記第２の端末の間の通信に使用するチャンネルとして設定する（Ｓ３）。第１及び第２の端末は、設定したチャンネルを介した通信に基づき第１の端末と第２の端末間の時刻同期処理を実行する（Ｓ６）。【選択図】図３

Description

本開示は、無線接続された複数の端末間での時刻同期を行う方法及び装置に関する。

近年、液晶やＬＥＤパネルを搭載した表示端末を駅構内の柱等に配置し、所定の情報を含む画像を表示させて広告を行うデジタルサイネージが普及している。さらに、複数の表示端末をタイル状に並べて配置し、１つの表示端末のように機能させて１つの動画像を表示させるマルチディスプレイが普及している。

マルチディスプレイの各表示端末は、通常「プレイヤ」と呼ばれる動画像データを再生するためのアプリケーションプログラムを実装している。各表示端末は、ネットワークを経由して配信装置からスケジュール情報及び動画像データを受信し、スケジュール情報に基づき動画像データをプレイヤで再生する。その場合に、各表示端末は他の表示端末と協調して動画像を表示する必要があり、そのために表示端末間で時刻が同期している必要がある。

ネットワーク接続された端末間の時刻同期を行う従来技術として、ＮＴＰ（Ｎｅｔｏｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が広く知られている。ＮＴＰでは、基準時刻を提供するサーバに対して、クライアント端末が現在時刻を問い合わせることにより、クライアント端末の時刻をサーバの基準時刻に同期させる。ＮＴＰではサーバとクライアント間のパケットの往復の経路遅延並びにサーバから提供される時刻とクライアントが元々持っている時間の差を用いて時刻同期が実行される。

また、ＮＴＰよりもさらに高精度な時刻同期を行うための技術としてＩＥＥＥ１５８８がある。ＩＥＥＥ１５８８では、マスタ端末とスレーブ端末間でタイムスタンプ情報を交換する。スレーブ端末は、マスタ端末及びスレーブ端末におけるパケットの送受信時刻から、マスタ端末に対するスレーブ端末の時刻のずれを計算し、その計算結果に基づいて時刻を補正する。これにより、スレーブ端末の時刻をマスタ端末の時刻に同期させる。

ここで、ＩＥＥＥ１５８８では、時刻のずれを計算する際に、マスタ端末とスレーブ端末間のパケットの経路遅延時間は往復で等しいと仮定している。しかしながら、無線ＬＡＮを用いてネットワークを構成する場合、無線ＬＡＮが元々備えている衝突回避のアルゴリズムや干渉等の影響により、往復の経路遅延時間は必ずしも一致しない。このため、無線ＬＡＮを用いてネットワークを構成においては、ＩＥＥＥ１５８８の技術は必ずしも有効ではない。

また、特許文献１は、多数台の無線機器間の時刻同期に、パケット衝突やパケット欠落を回避し、狭い共有エリア内での干渉を少なくできる無線通信システムの時刻同期方法を開示する。特許文献１の方法では、無線ＬＡＮクライアント端末は、無線ＬＡＮアクセスポイントから送信されるビーコンパケット内のタイムスタンプを用いて時刻同期を行う。無線ＬＡＮクライアント端末は、時刻同期を行うためのパケットの送受信を開始する際に、事前に無線ＬＡＮアクセスポイントに送信許可を得てからパケットの送受信を開始する。これにより衝突や干渉等の影響を回避し、パケットの往復の経路遅延を限りなく一致させることができ、無線ＬＡＮを用いた時刻同期を実現している。

特開２０１０−０５０７６２号公報

本開示は無線接続された複数の端末間で精度よく時刻同期を行う方法及び装置を提供する。

本開示の第１の態様において、第１の端末と第２の端末とを備え、無線通信を介して第１の端末と第２の端末の間の時刻同期を行う時刻同期システムが提供される。第１の端末はネットワークのアクセスポイントとして起動し、第２の端末は第１の端末にネットワークを介して接続する。第１の端末は、複数の利用可能なチャンネルの中から空きチャンネルを検索し、検索した空きチャンネルを、前記第１の端末と前記第２の端末の間の通信に使用するチャンネルとして設定する。第１及び第２の端末は、設定したチャンネルを介した通信に基づき第１の端末と第２の端末間の時刻同期処理を実行する。

本開示の第２の態様において、無線通信を介して他の端末との間で時刻同期を行う第１の通信端末（マスタ端末）が提供される。第１の通信端末は、ネットワークのアクセスポイントとして起動するマスタ設定部と、他の端末と通信を行う無線通信部と、複数の利用可能なチャンネルの中から空きチャンネルを検索し、検索した空きチャンネルを、第１の通信端末と他の端末の間の通信に使用するチャンネルとして設定するチャンネル設定部と、設定したチャンネルを介した他の端末との通信に基づき、第１の通信端末と他の端末間の時刻同期処理を実行する時刻同期部と、を備える。

本開示の第３の態様において、無線通信を介して接続された他の端末との間で時刻同期を行う第２の通信端末（スレーブ端末）が提供される。第２の通信端末は、所定のチャンネルを介した他の端末と通信を行う無線通信部と、他の端末との通信に基づき第２の通信端末と他の端末間の時刻同期処理を実行する時刻同期部と、を備える。時刻同期部は、第２の通信端末と他の端末との間の時間差を求めるために、他の端末から第１のパケットを受信したときに、ランダムに設定された時間の経過した後に第２のパケットを他の端末に送信する。

本開示の第４の態様において、無線接続される複数の端末間の時刻同期を行うための時刻同期方法が提供される。時刻同期方法は、複数の端末の中の一つをマスタ端末とし、残りの端末をスレーブ端末とし、マスタ端末をネットワークのアクセスポイントとして起動し、スレーブ端末をマスタ端末に接続し、複数の利用可能なチャンネルの中から空きチャンネルを検索し、検索した空きチャンネルを、マスタ端末とスレーブ端末の間の通信に使用するチャンネルとして設定し、その後、設定されたチャンネルを介した通信に基づき、マスタ端末とスレーブ端末間の時刻同期処理を実行する。

本開示によれば、無線接続された複数の端末間で精度よく時刻同期が可能となる方法及び装置が提供される。

本開示の実施の形態１におけるマルチディスプレイシステムの構成を示す図 マルチディスプレイシステムにおける表示端末の構成を示す図 マルチディスプレイシステムにおける表示端末間の時刻同期のための動作を示すフローチャート 表示端末の周囲に存在する複数の無線ＬＡＮ環境を説明した図 空きチャンネルの設定処理を示すフローチャート 経路遅延のばらつきの計測処理を示すフローチャート 時刻同期処理を示すフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
［１−１．構成］
図１は本開示の実施の形態１におけるマルチディスプレイシステム１００の構成を説明した図である。マルチディスプレイシステム１００は、複数の表示端末１ａ〜１ｃと、無線ＬＡＮアクセスポイント２と、配信装置３とを含む。表示端末１ａ〜１ｃは、無線ＬＡＮのコンカレントモードを使用して、無線ＬＡＮアクセスポイント２に接続する。表示端末１ａ〜１ｃと配信装置３は、無線ＬＡＮアクセスポイント２を介して同一のＬＡＮに接続されている。

表示端末１ａ〜１ｃは画像（動画または静止画）を表示する装置である。図２は、表示端末１ａ〜１ｃの構成を示す図である。各表示端末１ａ〜１ｃは同一の構成を有している。表示端末１ａ〜１ｃは、表示端末１ａ〜１ｃを制御するための制御部１１と、動画像データを表示する表示部１２と、無線ＬＡＮにてデータの送受信を行うための無線通信部１３と、配信装置３から受信した動画像データを格納する記憶部１４とを備える。

表示部１２は、例えば、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネルまたはＬＥＤパネルで構成される。無線通信部１３は、所定の通信規格（ＷｉＦｉ等）にしたがい通信を行う通信モジュール（回路）を含む。

記憶部１４は、フラッシュメモリ、ハードディスクまたはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録媒体である。記憶部１４は、動画像データと、動画の表示スケジュールが記述された表示情報等を格納する。

制御部１１は、表示端末１ａ〜１ｃをマスタ／スレーブのいずれで起動させるかを設定するマスタ／スレーブ設定部１１ａと、無線ＬＡＮの設定を行うための無線ＬＡＮ設定部１１ｂとを備える。また、制御部１１は、表示端末間の時間差を計測するためのチャンネルを設定する空きチャンネル設定部１１ｃと、経路遅延を計測する経路遅延計測部１１ｄと、ＩＥＥＥ１５８８にしたがって時刻同期を行う時刻同期部１１ｅとを備える。さらに、制御部１１は、配信装置３からの動画像データ及び表示情報の受信を制御する動画像受信部１１ｆと、受信した動画像データと表示情報を記憶部１４への記録を制御する動画像記録部１１ｇと、表示部１２での動画の表示を制御する動画像表示部１１ｈとを備える。

制御部１１はＣＰＵと所定のプログラムで構成される。ＣＰＵが所定のプログラムを実行することで、上述した制御部１１の各処理部１１ａ〜１１ｈの機能が実現される。なお、制御部１１の各処理部１１ａ〜１１ｈの機能をハードウェア回路のみで実現しても良い。すなわち、制御部１１はＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等で構成することができる。

無線ＬＡＮアクセスポイント２は、例えば、ＷｉＦｉ規格にしたがい表示端末１ａ〜１ｃを無線接続でＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続するための装置である。

配信装置３は、表示端末１ａ〜１ｃで表示させる動画像データと、各表示端末１ａ〜１ｃでの動画の表示スケジュールが記述された表示情報とを表示端末１ａ〜１ｃに配信する。配信装置３は例えばパーソナルコンピュータで構成される。

［１−２．動作］
以上のように構成されたマルチディスプレイシステム１００の動作を以下に説明する。

表示端末１ａ〜１ｃは、各端末の設定に応じて、１台の表示端末がマスタ端末として機能し、残りの表示端末がスレーブ端末として機能する。本実施の形態では、表示端末１ａがマスタ端末として機能し、表示端末１ｂ、１ｃがスレーブ端末として機能するとする。マスタ端末として機能する表示端末１ａは、電源投入時に無線ＬＡＮアクセスポイントとして起動する。スレーブ端末として機能する表示端末１ｂ、１ｃは、電源投入時に無線ＬＡＮクライアントとして起動し、マスタ端末すなわち表示端末１ａに接続する。マスタ端末は基準時刻を与える端末であり、時刻同期動作において、スレーブ端末は自己の時刻をマスタ端末の基準時刻に同期させる。

［１−２−１．全体処理］
図３は、本実施の形態におけるマルチディスプレイシステム１００における時刻同期のための全体処理を示すフローチャートである。以下、図３を参照してマルチディスプレイシステム１００の動作を説明する。以下の説明では、マスタ端末として機能する表示端末１ａを「マスタ端末１ａ」と称し、スレーブ端末として機能する表示端末１ｂ、１ｃを「スレーブ端末１ｂ、１ｃ」と称する。図３のフローチャートは、マスタ端末１ａと、表示端末１ｂおよび１ｃのそれぞれとの間での動作を示す。

マスタ端末１ａは電源が投入されると、マスタ／スレーブ設定部１１ａの制御により、マスタとして起動する（Ｓ１）。一方、スレーブ端末１ｂ〜１ｃは、電源が投入されると、マスタ／スレーブ設定部１１ａの制御により、スレーブとして起動する（Ｓ１１）。

次に、マスタ端末１ａは、無線ＬＡＮ設定部１１ｂの制御により、無線ＬＡＮアクセスポイントに設定される（Ｓ２）。一方、スレーブ端末１ｂ、１ｃは、無線ＬＡＮ設定部１１ｂにより無線ＬＡＮクライアントに設定される（Ｓ１２）。

次に、マスタ端末１ａは、空きチャンネル設定部１１ｃの制御により、経路遅延の計測や時刻同期に使用するためのチャンネルを設定する（Ｓ３）。このチャンネルの設定処理の詳細は後述する。

使用するチャンネルの設定後、マスタ端末１ａ及びスレーブ端末１ｂ、１ｃは協働して、経路遅延計測部１１ｄにより、無線通信経路における遅延時間のばらつきの計測を行う（Ｓ４、Ｓ１３）。この遅延時間のばらつきの計測処理の詳細は後述する。

無線通信経路の遅延時間のばらつきの計測が完了すると、マスタ端末１ａは、計測した遅延時間のばらつきが所定値（例えば、１ｍｓ）より小さいか否かを判断する（Ｓ５）。

遅延時間のばらつきの値が所定値以上であった場合（Ｓ５でＮＯ）、マスタ端末１ａおよびスレーブ端末１ｂ、１ｃは、経路遅延時間のばらつきが所定値未満となるような（経路遅延時間が均一な）空きチャンネルが見つかるまで、ステップＳ３〜Ｓ５、Ｓ１３を繰り返し実行する。

遅延時間のばらつき（６σ）の値が所定値未満であった場合（Ｓ５でＹＥＳ）、マスタ端末１ａとスレーブ端末１ｂ、１ｃは協働して、時刻同期部１１ｅの制御により、無線通信部１３を介して時刻同期を行う（Ｓ６、Ｓ１４）。時刻同期処理（Ｓ６、Ｓ１４）の詳細は後述する。これにより、時刻同期において使用されるチャンネルとして、空きチャンネルであって、かつ、経路遅延時間のばらつきが所定値未満となる（経路遅延時間が均一な）チャンネルが設定される。

［１−２−１−１．空きチャンネルの設定処理］
図３のフローチャートにおける空きチャンネルの設定処理（Ｓ３）の詳細を説明する。この処理では、時刻同期処理（Ｓ６、Ｓ１４）を実行する際に、マスタ端末１ａとスレーブ端末１ｂ、１ｃ間の通信に使用される無線ＬＡＮのチャンネルを設定する。なお、設定されたチャンネルは無線通信経路の遅延時間の計測処理（Ｓ４、Ｓ１３）においても使用される。

表示端末１ａ〜１ｃが配置された環境においては、無線ＬＡＮアクセスポイント２や、表示端末１ａ（マスタ端末）による無線ＬＡＮアクセスポイントに加えて複数の無線ＬＡＮアクセスポイントが存在し得る。すなわち、図４に示すように、複数のアクセスポイントによる複数のＬＡＮ（ＮＥＴ１〜ＮＥＴ４）が存在する。各アクセスポイントは、その国で使用可能な複数のチャンネル（例えば、Ｃｈ１〜Ｃｈ１３）の中の１つのチャンネルを介してネットワーク内の通信を行う。よって、複数のネットワークが同じチャンネルを使用している場合、そのチャンネル内ではデータのトラフィックが増大し、パケットの衝突や干渉が起きやすくなる。このため、そのようなチャンネルを使用して経路遅延時間や端末間の時間差を測定した場合、衝突や干渉の影響を受け、精度よく測定ができないという問題がある。そこで、本実施の形態では、無線ＬＡＮにより使用可能な複数のチャンネルの中で空きチャンネルを検索し、その空きチャンネルを時刻同期処理に使用するチャンネルとして設定する。これにより、衝突や干渉の影響を排除する。

図５は、図３のフローチャートにおける空きチャンネルの設定処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。以下、図５のフローチャートを参照し、空きチャンネルの設定処理（Ｓ３）の詳細を説明する。以下の処理は主として、マスタ端末１ａの制御部１１におけるチャンネル設定部１１ｃにより実行される。

マスタ端末１ａはＩＥＥＥ８０２．１１で規定されているチャンネルの中で、マスタ端末１ａが設置されている国において使用可能なチャンネルのリストを取得する（Ｓ３１）。マスタ端末１ａの記憶部１４には予め各国用のチャンネルリストが格納されており、また、マスタ端末１ａが使用される国の情報が設定されている。よって、マスタ端末１ａは、設定されている国の情報に基づき、記憶部１４から、その国のチャンネルリストを読み出すことで、チャンネルリストを取得する。

次に、マスタ端末１ａは、リスト中の処理対象のチャンネルを示す変数ｉを０（初期値）に設定する（Ｓ３２）。マスタ端末１ａは、無線通信部１３に対して、リスト中のｉ番目のチャンネルを処理対象のチャンネルとして設定する（Ｓ３３）。

マスタ端末１ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されているプローブ要求パケットを、無線通信部１３を介して、設定したチャンネルを通じてブロードキャストする（３４）。マスタ端末１ａの周辺に無線ＬＡＮアクセスポイントがある場合、その無線ＬＡＮアクセスポイントは、ＩＥＥＥ８０２．１１の規定にしたがい、プローブ要求パケットに応答してプローブ応答パケットを送信する。よって、マスタ端末１ａはプローブ応答パケットを、無線通信部１３を介して受信する（Ｓ３５）。マスタ端末１ａは、受信したプローブ応答パケットの数をカウントする（Ｓ３６）。

次に、マスタ端末１ａは、変数ｉを１だけインクリメントし（Ｓ３７）、リスト中の次のチャンネルに対して、上記と同様の処理を行う（Ｓ３３〜Ｓ３６）。すなわち、リスト中の次のチャンネルを通じて、プローブ要求パケットを送信し、プローブ要求パケットに応答して返信されたプローブ応答パケットの数をカウントする。リスト中の全てのチャンネルに対して上記の処理（Ｓ３３〜３６）を行う（Ｓ３７〜Ｓ３８）。

リスト中の全てのチャンネルに対して上記の処理が終了すると（Ｓ３８でＹＥＳ）、マスタ端末１ａは、各チャンネルの受信プローブ応答パケット数のカウント結果に基づき、通信経路の遅延時間に使用するチャンネルを設定する（Ｓ３９）。具体的には、マスタ端末１ａは、受信プローブ応答パケット数のカウント値に基づき空きチャンネル（使用されていないチャンネル）を特定する。そしてマスタ端末１ａは、特定した空きチャンネルを、経路遅延計測及び時刻同期のために使用するチャンネルに設定する。なお、使用されていない空きチャンネルが見つからない場合は、カウント値が最も少なく且つカウント値が所定値以下のチャンネルを、空きチャンネルとして選択してもよい。そして、抽出したチャンネルを時刻同期に使用するチャンネルに設定してもよい。

このように、本実施の形態では、時刻同期等のために使用するチャンネルとして、データの衝突や干渉が起こりにくい空きチャンネル（すなわち、トラフィックの小さいチャンネル）を設定する。これにより、時刻同期等のための時間計測においてデータの衝突や干渉の影響が低減し、精度のよい計測が可能となる。

［１−２−１−２．経路遅延のばらつき計測処理］
図６は、図３のフローチャートにおける経路遅延の計測処理（Ｓ４、Ｓ１３）の詳細を示すフローチャートである。以下、図６のフローチャートを参照して、経路遅延の計測処理（Ｓ４、Ｓ１３）の詳細を説明する。以下の処理は主として、マスタ端末１ａとスレーブ端末１ｂ、１ｃの制御部１１における経路遅延計測部１１ｄにより実行される。

マスタ端末１ａ（制御部１１）は、まずカウンタｋを０（初期値）に設定する（Ｓ４１）。一方、スレーブ端末１ｂ、１ｃ（制御部１１）は、自装置を、無線通信部１３を介して計測用パケットを受信可能な状態に設定する（Ｓ５５）。

マスタ端末１ａは、現在時刻ｔ１を取得する（Ｓ４２）。マスタ端末１ａの制御部１１は、無線通信部１３により、時刻ｔ１を示す時刻情報を含む計測用パケットをスレーブ端末１ｂ、１ｃへ送信する（Ｓ４３）。その後、マスタ端末１ａは、自装置を、無線通信部１３を介して計測用応答パケットを受信可能な状態に設定する（Ｓ４４）。

一方、スレーブ端末１ｂ、１ｃは、無線通信部１３を介して計測用パケットを受信すると（Ｓ５６）、受信した計測用パケットのデータをそのまま付加した計測用応答パケットを生成し、無線通信部１３を介して送信する（Ｓ５７）。

その後、マスタ端末１ａは、無線通信部１３を介してスレーブ端末１ｂ、１ｃから計測用応答パケットを受信すると（Ｓ４５）、現在時刻ｔ２を取得する（Ｓ４６）。次に、マスタ端末１ａは、受信した計測用応答パケットから時刻情報（ｔ１）を取得する（Ｓ４７）。マスタ端末１ａは、取得した時刻情報（ｔ１）と時刻情報（ｔ２）より、経路遅延時間（無線通信による遅延時間）Δｔを下記式により算出する（Ｓ４８）。
Δｔ＝ｔ２−ｔ１ （１）

次に、マスタ端末１ａは、カウンタｋを１だけインクリメントし（Ｓ４９）、上述した経路遅延時間の計測が所定回数（例えば、１０回）実行されたか否かを確認する（Ｓ５０）。遅延時間の計測が所定回数実行されるまで、上記の処理（Ｓ４２〜Ｓ４８）を繰り返し実行する（Ｓ４９、Ｓ５０）。遅延時間の計測が所定回数実行された場合（Ｓ５０でＹＥＳ）、マスタ端末１ａは、所定回数分（例えば、１０回分）の計測結果に基づき遅延時間のばらつきを算出する（Ｓ５１）。

具体的には、マスタ端末１ａの制御部１１は、スレーブ端末１ｂ、１ｃから遅延時間の計測値を取得し、マスタ端末１ａおよびスレーブ端末１ｂ、１ｃのそれぞれにおいて計測された遅延時間群について標準偏差σを算出し、標準偏差σを定数倍（本例では、６倍）して、遅延時間のばらつき（＝６σ）を算出する。

以上のようにして、無線通信経路の遅延時間のばらつき（６σ）が計測される。

［１−２−１−３．時刻同期処理］
図７は、図３のフローチャートにおける時刻同期処理（Ｓ６、Ｓ１４）の詳細を示すフローチャートである。以下、図７のフローチャートを参照して、時刻同期処理（Ｓ６、Ｓ１４）の詳細を説明する。以下の処理は主として、マスタ端末１ａ及びスレーブ端末１ｂ、１ｃにおける制御部１１の時刻同期部１１ｅにより実行される。時刻同期部１１ｅはＩＥＥＥ１５８８のプロトコルにしたがい時刻同期処理を実行する。

マスタ端末１ａはまず現在時刻（ｔ１）を取得する（Ｓ６１）。一方、スレーブ端末１ｂ、１ｃは、自装置を、無線通信部１３を介してＩＥＥＥ１５８８のＳｙｎｃパケットを受信可能な状態に設定する（Ｓ７０）。

その後、マスタ端末１ａは、無線通信部１３を介して、時刻ｔ１を示す時刻情報を含むＳｙｎｃパケットをスレーブ端末１ｂ、１ｃに送信する（Ｓ６２）。スレーブ端末１ｂ、１ｃは、Ｓｙｎｃパケットを受信すると（Ｓ７１）、現在時刻（ｔ２）を取得する（Ｓ７２）。その後、スレーブ端末１ｂ、１ｃは、自装置を、無線通信部１３を介してＩＥＥＥ１５８８のＦｏｌｌｏｗＵｐパケットを受信可能な状態に設定する（Ｓ７３）。

マスタ端末１ａは、無線通信部１３を介して、時刻ｔ１を示す時刻情報を含むＦｏｌｌｏｗＵｐパケットをスレーブ端末１ｂ、１ｃに送信する（Ｓ６３）。その後、マスタ端末１ａは、自装置を、無線通信部１３を介してＩＥＥＥ１５８８のＤｅｌａｙＲｅｑｕｅｓｔパケットを受信可能な状態に設定する（Ｓ６４）。

スレーブ端末１ｂ、１ｃは、無線通信部１３を介してＦｏｌｌｏｗＵｐパケットを受信すると（Ｓ７４）、受信したＦｏｌｌｏｗＵｐパケットから時刻情報（ｔ１）を取得する（Ｓ７５）。その後、スレーブ端末１ｂ、１ｃは、端末毎にそれぞれ異なるランダム時間（Ｔｗ）だけ待機する（Ｓ７６）。このように、ランダム時間（Ｔｗ）をスレーブ端末毎に異なる時間に設定することで、遅延時間の計測のためのＤｅｌａｙＲｅｑｕｅｓｔパケット（後述）やＤｅｌａｙＲｅｓｐｏｎｓｅパケット（後述）の送信タイミングを表示端末毎に異ならせることができる。これにより、パケットの衝突や干渉を回避でき、遅延時間の計測値のばらつきを低減できる。

ランダム時間（Ｔｗ）経過後、スレーブ端末１ｂ、１ｃは、現在時刻（ｔ３）を取得する（Ｓ７７）。次に、スレーブ端末１ｂ、１ｃは、ＩＥＥＥ１５８８のＤｅｌａｙＲｅｑｕｅｓｔパケットを送信する（Ｓ７８）。その後、スレーブ端末１ｂ、１ｃは、自装置を、無線通信部１３を介してＩＥＥＥ１５８８のＤｅｌａｙＲｅｓｐｏｎｓｅパケットを受信可能な状態に設定する（Ｓ７９）。

マスタ端末１ａは、スレーブ端末１ｂ、１ｃからＤｅｌａｙＲｅｑｕｅｓｔパケットを受信すると（Ｓ６５）、現在時刻（ｔ４）を取得する（Ｓ６６）。マスタ端末１ａは、時刻ｔ５を示す時刻情報を含むＤｅｌａｙＲｅｓｐｏｎｓｅパケットを、無線通信部１３を介して送信する（Ｓ６７）。

スレーブ端末１ｂ、１ｃは、マスタ端末１ａから無線通信部１３を介してＤｅｌａｙＲｅｓｐｏｎｓｅパケットを受信すると（Ｓ８０）、受信したＤｅｌａｙＲｅｓｐｏｎｓｅパケットから時刻情報（ｔ４）を取得する（Ｓ８１）。各スレーブ端末１ｂ〜１ｃは、取得した時刻情報に基づき、各スレーブ端末１ｂ、１ｃが管理する時刻とマスタ端末１ａが管理する時刻との時間差ΔＴを算出する（Ｓ８２）。時間差ΔＴは以下の式で算出される。
ΔＴ＝｛（ｔ２−ｔ１）＋（ｔ３−ｔ４）｝／２ （２）

そして、各スレーブ端末１ｂ、１ｃは、各端末の現在時刻にそれぞれの時間差ΔＴｄを加算して現在時刻を修正する（Ｓ８３）。これにより、マスタ端末１ａと各スレーブ端末１ｂ〜１ｃとの間で時刻同期が実現される。

以上のように、本実施の形態における時刻同期方法によれば、専用の無線ＬＡＮアクセスポイントやパケットの送受信の際の事前ネゴシエーションを行う必要なく、精度のよい時刻同期を行うことができる。

［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態のマルチディスプレイシステム１００（時刻同期システムの一例）は、マスタ端末として機能する表示端末１ａ（第１の端末の一例）と、スレーブ端末として機能する表示端末１ｂ、１ｃ（第２の端末の一例）とを備え、無線通信を介して表示端末１ａと表示端末１ｂの間の時刻同期を行う。表示の端末１ａは、ネットワークのアクセスポイントとして起動する。表示端末１ｂ、１ｃは表示端末１ａにネットワークを介して接続する。
表示端末(マスタ端末）１ａは、複数の利用可能なチャンネルの中から空きチャンネルを検索し、検索した空きチャンネルを、表示端末間の通信に使用するチャンネルとして設定する。
表示端末(マスタ端末）１ａと表示端末（スレーブ端末）１ｂ、１ｃは、設定したチャンネルを介した端末間の通信に基づき、表示端末(マスタ端末）１ａと表示端末（スレーブ端末）１ｂ、１ｃ間の時刻同期処理を実行する。

このように、時刻同期処理において空きチャンネルを利用して通信を行う。これにより、パケットの衝突や干渉の影響を受けにくく、精度よく時間差の計測が可能となり、結果として精度よく時刻同期処理を実行できる。

表示端末（マスタ端末）１ａは、さらに、設定されたチャンネルにおける経路遅延時間のばらつきを求める。そして、経路遅延時間のばらつきが所定値より小さい場合に、表示端末（マスタ端末）１ａ及び表示端末（スレーブ端末）１ｂ、１ｃは時刻同期処理を実行してもよい。これにより、チャンネル内の経路遅延が均一であるときに時刻同期処理が実行されるため、精度よく時刻同期処理を実行できる。

また、時刻同期処理において、表示端末（マスタ端末）１ａ及び表示端末（スレーブ端末）１ｂ、１ｃは、それぞれの端末で管理する時間の差を求めるために互いにパケットを送信する。すなわち、表示端末（マスタ端末）１ａは、ＦｏｌｌｏｗＵｐパケット（第１のパケットの一例）を表示端末（スレーブ端末）１ｂ、１ｃに送信する。表示端末（スレーブ端末）１ｂ、１ｃは、ＦｏｌｌｏｗＵｐパケットを受信したときに、ランダムに設定された時間（Ｔｗ）の経過後にＤｅｌａｙＲｅｑｕｅｓｔパケット（第２のパケットの一例）を表示端末（マスタ端末）１ａに送信する。ＤｅｌａｙＲｅｑｕｅｓｔパケットを送信するタイミングをランダムに設定することで、スレーブ端末毎にＤｅｌａｙＲｅｑｕｅｓｔパケットの送信タイミングが異なり、その後のパケットの送受信のタイミングもスレーブ端末毎に異なる。これにより、パケットの衝突や干渉の影響を受けにくくなり、精度よく時刻同期処理を実行できる。

また、本実施の形態のマスタ端末として機能する表示端末１ａ（通信端末の一例）は、無線通信を介して表示端末１ｂ、１ｃ（他の端末の一例）との間で時刻同期を行う装置である。表示端末１ａ（マスタ端末）は、ネットワークのアクセスポイントとして起動するマスタ／スレーブ設定部１１ａ（マスタ設定部の一例）と、表示端末１ｂ、１ｃ（スレーブ端末）と通信を行う無線通信部１３（無線通信部の一例）と、複数の利用可能なチャンネルの中から空きチャンネルを検索し、検索した空きチャンネルを、表示端末間の通信に使用するチャンネルとして設定するチャンネル設定部１１ｃ（チャンネル設定部の一例）と、設定したチャンネルを介した他の表示端末との通信に基づき、表示端末間の時刻同期処理を実行する時刻同期部１１ｅとを備える。

表示端末１ａ（マスタ端末）は、設定されたチャンネルにおける経路遅延時間のばらつきを求める遅延計測部１１ｄ（経路遅延計測部）をさらに備える。設定されたチャンネルにおける経路遅延時間のばらつきが所定値より小さい場合に、時刻同期部１１ｅが時刻同期処理を実行する。

また、本実施の形態のスレーブ端末として機能する表示端末１ｂ、１ｃ（通信端末の一例）は、無線通信を介して接続された表示端末１ａ（他の端末の一例）との間で時刻同期を行う装置である。表示端末１ｂ、１ｃ（スレーブ端末）は、所定のチャンネルを介した表示端末１ａ（マスタ端末）と通信を行う無線通信部１３と、表示端末１ａとの通信に基づき表示端末間の時刻同期処理を実行する時刻同期部１１ｅと、を備える。時刻同期部１１ｅは、表示端末間の時間差ΔＴを求めるために、表示端末１ａから第１のパケット（Follow Upパケット）を受信したときに、ランダムに設定された時間（Ｔｗ）の経過後に第２のパケット（Delay Requestパケット）を表示端末１ａに送信する（Ｓ７４、Ｓ７６、Ｓ７８）。

また、本実施の形態は、無線接続される複数の端末間の時刻同期を行うための時刻同期方法を開示する。この時刻同期方法は、複数の端末の中の一つの端末１ａをマスタ端末とし（Ｓ１）、残りの端末１ｂ、１ｃをスレーブ端末とする（Ｓ１１）。マスタ端末１ａをネットワークのアクセスポイントとして起動し（Ｓ２）、スレーブ端末１ｂ、１ｃをマスタ端末１ａに接続する（Ｓ１２）。複数の利用可能なチャンネルの中から空きチャンネルを検索し、検索した空きチャンネルを、マスタ端末１ａとスレーブ端末１ｂ、１ｃの間の通信に使用するチャンネルとして設定する（Ｓ３）。その後、設定されたチャンネルを介した通信に基づき、マスタ端末１ａとスレーブ端末１ｂ、１ｃ間の時刻同期処理を実行する（Ｓ６、Ｓ１４）。

この時刻同期方法により、パケットの衝突や干渉の影響を受けにくく、精度よく時間差の計測が可能となり、結果として精度よく時刻同期処理を実行できる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

上記の実施の形態では、表示端末の台数は３台としているが、表示端末の台数は３台に限定されない。マルチディスプレイシステム１００は任意の台数の表示端末を含んでよい。

上記の実施の形態では、時刻同期のためのプロトコルとしてＩＥＥＥ１５８８を用いたが、ＮＴＰ（Ｎｅｔｏｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用してもよい。ＮＴＰを用いる場合であっても、時刻同期に使用するチャンネルとして空きチャンネルを設定することで、パケットの衝突や干渉を低減できることから、精度よい時刻同期が可能となる。また、経路遅延の均一なチャンネルを用いることでも、精度よい時刻同期が実現できる。

上記の実施の形態では、時刻同期を行う対象として表示端末を示したが、時刻同期技術に関する本開示の思想は他の種類の端末装置にも適用できる。すなわち、時刻同期技術に関する本開示の思想は、無線接続可能な端末であって、他の端末との間で時刻同期が必要な装置に適用することができる。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、無線接続された複数の端末間で時刻同期を行う場合に有用である。

１ａ〜１ｃ 表示端末（マスタ端末、スレーブ端末）
２ 無線ＬＡＮアクセスポイント
３ 配信装置
１１ 表示端末の制御部
１１ａ マスタ／スレーブ設定部
１１ｂ 無線ＬＡＮ設定部
１１ｃ チャンネル設定部
１１ｄ 経路遅延計測部
１１ｅ 時刻同期部
１２ 表示端末の表示部
１３ 表示端末の無線通信部
１４ 表示端末の記憶部

Claims (12)

1. 第１の端末と第２の端末とを備え、無線通信を介して前記第１の端末と前記第２の端末の間の時刻同期を行う時刻同期システムであって、
   前記第１の端末をネットワークのアクセスポイントとして起動し、前記第２の端末は前記第１の端末にネットワークを介して接続し、
   前記第１の端末は、
   複数の利用可能なチャンネルの中から空きチャンネルを検索し、
   検索した空きチャンネルを、前記第１の端末と前記第２の端末の間の通信に使用するチャンネルとして設定し、
   前記第１及び第２の端末は、前記設定したチャンネルを介した通信に基づき前記第１の端末と前記第２の端末間の時刻同期処理を実行する、
   時刻同期システム。
2. 前記第１の端末は、前記設定されたチャンネルにおける経路遅延時間のばらつきを求め、
   前記経路遅延時間のばらつきが所定値より小さい場合に、前記第１及び第２の端末は前記時刻同期処理を実行する、請求項１に記載の時刻同期システム。
3. 前記時刻同期処理において、前記第１及び第２の端末は、前記第１の端末と前記第２の端末それぞれで管理する時間の差を求めるために互いにパケットを送信し、
   前記第１の端末は、第１のパケットを前記第２の端末に送信し、
   前記第２の端末は、前記第１のパケットを受信したときに、ランダムに設定された時間の経過後に第２のパケットを前記第１の端末に送信する、
   請求項２に記載の時刻同期システム。
4. 前記時刻同期処理は、ＮＴＰ(Network Time Protocol)またはＩＥＥＥ１５８８にしたがって時刻同期を行う処理である、請求項１ないし３のいずれかに記載の時刻同期システム。
5. 前記第１及び第２の端末は表示デバイスを備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の時刻同期システム。
6. 無線通信を介して他の端末との間で時刻同期を行う通信端末であって、
   ネットワークのアクセスポイントとして起動するマスタ設定部と、
   他の端末と通信を行う無線通信部と、
   複数の利用可能なチャンネルの中から空きチャンネルを検索し、検索した空きチャンネルを、当該通信端末と前記他の端末の間の通信に使用するチャンネルとして設定するチャンネル設定部と、
   前記設定したチャンネルを介した前記他の端末との通信に基づき、当該通信端末と前記他の端末間の時刻同期処理を実行する時刻同期部と
   を備えた通信端末。
7. 前記設定されたチャンネルにおける経路遅延時間のばらつきを求める遅延計測部をさらに備え、
   前記設定されたチャンネルにおける経路遅延時間のばらつきが所定値より小さい場合に、前記時刻同期部が前記時刻同期処理を実行する、
   請求項６に記載の端末。
8. 無線通信を介して接続された他の端末との間で時刻同期を行う通信端末であって、
   所定のチャンネルを介した前記他の端末と通信を行う無線通信部と、
   前記他の端末との通信に基づき当該通信端末と前記他の端末間の時刻同期処理を実行する時刻同期部と、を備え、
   前記時刻同期部は、当該通信端末と前記他の端末との間の時間差を求めるために、前記他の端末から第１のパケット（Follow Upパケット）を受信したときに、ランダムに設定された時間の経過後に第２のパケット（Delay Requestパケット）を前記他の端末に送信する、
   端末。
9. 無線接続される複数の端末間の時刻同期を行うための時刻同期方法であって、
   複数の端末の中の一つをマスタ端末とし、残りの端末をスレーブ端末とし、
   前記マスタ端末をネットワークのアクセスポイントとして起動し、
   前記スレーブ端末を前記マスタ端末に接続し、
   複数の利用可能なチャンネルの中から空きチャンネルを検索し、検索した空きチャンネルを、前記マスタ端末と前記スレーブ端末の間の通信に使用するチャンネルとして設定し、
   その後、設定されたチャンネルを介した通信に基づき、前記マスタ端末と前記スレーブ端末間の時刻同期処理を実行する、
   時刻同期方法。
10. 前記設定されたチャンネルにおける経路遅延時間のばらつきを求め、
    経路遅延時間のばらつきが所定値より小さい場合に前記時刻同期処理を実行する、請求項９に記載の時刻同期方法。
11. 前記時刻同期処理において、前記マスタ端末と前記スレーブ端末のそれぞれで管理する時間の差を求めるために、前記マスタ端末から前記スレーブ端末に第１のパケットを送信し、
    前記スレーブ端末において前記第１のパケットを受信したときに、ランダムに設定された時間の経過後に第２のパケットを前記スレーブ端末から前記マスタ端末に送信する、
    請求項１０に記載の時刻同期方法。
12. 前記時刻同期処理は、ＮＴＰ(Network Time Protocol)またはＩＥＥＥ１５８８にしたがって時刻同期を行う処理である、請求項９ないし１１のいずれかに記載の時刻同期方法。

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