JP2019017056A - インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法と装置 - Google Patents

インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法と装置 Download PDF

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Abstract

【課題】物理層の同期過程によりバスシステム上のすべてのバス端末とバスコントローラーのクロック同期とシンボル同期を実現する。【解決手段】インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法と装置において、バス・アーキテクチャは１つのバスコントローラー、少なくとも１つのバス端末と２線式バスを含み、バスコントローラーとバス端末は２線式バスにより１つのバスシステムに連結しており、バスシステムは直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づいて通信を行い、当該方法のすべてのバス端末はバスコントローラーを標準とし、信号を受信または発射する場合、ダウンリンクパイロット信号に基づいて受信信号と送信信号に対する自己適応性クロック修正を行い、バスコントローラーとのクロック同期とシンボル同期を実現し、送信信号において伝送遅延に基づいて送信時間に対する調整を行う。【選択図】図２

Description

本発明は通信技術領域に関し、特にインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法と装置に関する。
通信技術において、オートメーション化領域における下位層データ通信は主にフィールドバスによって実現されている。フィールドバスとは製造あるいはプロセスエリアに据え付けた現場装置と制御室の自動装置間のデジタル、直列、マルチポイント通信のデータバスを指す。そのうち、フィールドバスは主にコントローラローカルエリアネットワーク（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ、ＣＡＮ）バス、プロフィバス（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｆｉｅｌｄ Ｂｕｓ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ）を含む。
しかし、ＣＡＮバスとＰＲＯＦＩＢＵＳバスの伝送ブロードバンドが比較的低く、一般的に５０Ｍ以下にあるため、伝送速度が遅く、大型インダストリアルフィールドにおける数多くのインダストリアルフィールド設備のアクセスと高速伝送の需要を満たすことができない。
Ｐｒｏｆｉｎｅｔなどの産業用イーサネット（登録商標）バスは、ＣＡＮとＰＲＯＦＩＢＵＳに比べて伝送帯域幅が比較的高いが、インダストリアルフィールドに応用する場合、イーサネットスイッチの助けを借りて設備のアクセスとデータ伝送を実現する必要があり、システムが複雑で、配線が困難なため、データの高速、リアルタイム伝送を満たすことができない。その上、インダストリアルフィールド規模の拡大につれて、インダストリアルフィールド設備も次第に繁雑で多くなり、フィールドバスに大量のインダストリアルフィールド設備をアクセスする必要があり、Ｐｒｏｆｉｎｅｔも大型インダストリアルフィールドの大量のインダストリアルフィールド設備のアクセスと高速伝送の要求を満たすことができない。かつイーサネットスイッチの助けを借りて設備とのアクセスおよびデータの伝送を実現する必要がるため、Ｐｒｏｆｉｎｅｔなどの産業用イーサネットバスの同期スキームが比較的複雑でかつ効果が劣っている。
インダストリアルフィールド規模の拡大、インダストリアルフィールド設備の増加につれて、既存の技術には高いリアルタイム、高いブロードバンド、高い速度を満たしてかつスイッチを必要としないフィールドバスがない。
本発明の実施形態はインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法と装置を提供し、バスシステム全体が同期になり、同期スキームが設定しやすく、システム同期が正確かつシステムの信頼性が高くなるように、ハードリアルタイムサービスを伝送するための基礎的保証を提供する。
本発明の実施形態は次の具体的な技術案を提供する。
第１態様について、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法であって、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャは、バスコントローラーと、少なくとも１つのバス端末と、２線式バスとを含み、バスコントローラーとバス端末は２線式バスにより１つのバスシステムを構成し、かつバスコントローラーといずれか１つのバス端末、および各バス端末の間には直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づいて通信を行い、各バス端末が占有しているサブキャリヤーの間には互いに干渉することなく、当該方法はそれぞれのバス端末に応用し、当該方法において、
バス端末は、バスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレーにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信し、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定し、
バス端末はクロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、クロック偏差に基づいて送信信号のロックを修正しシンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し、シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整し、バス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期を実現し、
バス端末は、バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、バス端末とその他バス端末間の伝送遅延に基づいて、その他バス端末に送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、それぞれのバス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期および伝送遅延の調整によりバスシステムの同期を実現する。
好ましくは、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定することは、
バスシステムの初期化に際して、バス端末は、毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信した二つのダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定し、あるいは、
バスシステムが安定に運行している場合、バス端末は、毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、バス端末とバスコントローラー間のクロック偏差を確定し、プリセットした個数の信号フレームごとに、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、バス端末とバスコントローラー間のシンボル偏差を確定する。
好ましくは、バス端末において前記クロック偏差に基づいて受信した信号のクロックを修正し、前記クロック偏差に基づいて伝送した信号のクロックを修正し、前記シンボル偏差に基づいて受信した信号のウィンドウウィング位置を調整し、前記シンボル偏差に基づいて伝送した信号のウィンドウウィング位置を調整した後、、当該方法において、
バス端末は、正確にバスコントローラーがダウンリンク・サブフレームにおいて送信したシステム放送情報を受信したことを確定した場合、バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつバスコントローラーとのシンボル同期も成功していると判定する。
好ましくは、バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつバスコントローラーとのシンボル同期も成功していると判断した後、バス端末においてバス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う前に、
バス端末は、初期にバスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、ノーマルフレームに含まれるアップリンク・サブフレームにおいてバスコントローラーにアクセスリクエスト情報を送信し、バスコントローラーをトリガーしてアクセスリクエスト情報に
基づいてバス端末にバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送しダウンリンク・サブフレームにおいてバスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信し、あるいは、
バス端末はランダムにバスコントローラーのバス端末にアクセスした場合、スペシャル・フレームに含まれるランダム・アクセス・システムにおいてバスコントローラーにアクセスリクエスト情報を送信し、バスコントローラーをトリガーしてアクセスリクエスト情報に基づいてバス端末にバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送しダウンリンク・サブフレームにおいてバスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信することを含み、
前記ノーマルフレームはダウンリンク・システムのサブフレームと、ダウンリンク・サブフレームと、アップリンク・サブフレームとを含む信号フレームであり、前記スペシャル・フレームはダウンリンク・システムのサブフレームと、ダウンリンク・サブフレームと、アップリンク・サブフレームと、ランダム・アクセス・システムのサブフレームとを含む信号フレームである。
好ましくは、バスコントローラーをトリガーしてアクセスリクエスト情報に基づいてバス端末にバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送することは
次のステップを実行するようにバスコントローラーをトリガーし、
アクセスリクエスト情報の受信時間を獲得し、そしてアップリンク・サブフレームが含む指定個数のＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を獲得し、
受信時間より小さく、かつ受信時間との差が最も小さいＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を、アクセスリクエスト情報の送信時間とし、
アクセスリクエスト情報の受信時間とアクセスリクエスト情報の送信時間の差に基づいて、バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延を確定し、そしてバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報をバス端末に送信する。
好ましくは、ダウンリンク・システムのサブフレームはそれぞれの信号フレーム上の１つ目のサブフレームであり、信号フレームはスペシャル・フレームあるいはノーマルフレームである。
本発明の第２の態様について、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期装置であって、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャは、バスコントローラーと、少なくとも１つのバス端末と、２線式バスとを含み、バスコントローラーとバス端末は２線式バスの連結により１つのバスシステムを構成し、かつバスコントローラーといずれか１つのバス端末、および各バス端末の間には直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づいて通信し、各バス端末が占有しているサブキャリヤーの間には互いに干渉することなく、
前記装置はそれぞれのバス端末に応用し、
前記装置は、
バスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信し、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定するのに用いる確定しユニットと、
クロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、クロック偏差に基づいて送信信号のロックを修正し、シンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し、シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整し、バス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期を実現するのに用いる調整ユニットと、
バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信し
た信号の送信時間の伝送遅延を調整し、バス端末とその他バス端末間の伝送遅延に基づいて、その他バス端末に送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、それぞれのバス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期および伝送遅延の調整によりバスシステムの同期を実現するのに用いる同期ユニットとを含む。
好ましくは、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定する場合、確定ユニットは、
バスシステムの初期化に際して、毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・サブフレームにおいて受信した二つのダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定し、あるいは、
バスシステムが安定に運行している場合、毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、バス端末とバスコントローラー間のクロック偏差を確定し、プリセットした個数の信号フレームごとに、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、バス端末とバスコントローラー間のシンボル偏差を確定する。
好ましくは、バス端末においてクロック偏差に基づいて伝送した信号のクロックに対するクロック同期調整を行い、シンボル偏差に基づいて伝送した信号のウィンドウウィング位置に対するシンボル同期調整を行った後、バス端末においてバスコントローラーが返送してきたバス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う前に、調整ユニットは、
バス端末が正確にバスコントローラーがダウンリンク・サブフレームにおいて送信したシステム放送情報を受信したことを確定した場合、バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつバスコントローラーとのシンボル同期も成功していると判定する。
好ましくは、バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつバスコントローラーとのシンボル同期も成功していると判断した後、バス端末においてバス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う前に、調整ユニットは、
バス端末が初期にバスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、ノーマルフレームに含まれるアップリンク・サブフレームにおいてバスコントローラーにアクセスリクエスト情報を送信し、バスコントローラーをトリガーしてアクセスリクエスト情報に基づいてバス端末にバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送しダウンリンク・サブフレームにおいてバスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信し、あるいは、
バス端末がランダムにバスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、スペシャル・フレームに含まれるランダム・アクセス・システムにおいてバスコントローラーにアクセスリクエスト情報を送信し、バスコントローラーをトリガーしてアクセスリクエスト情報に基づいてバス端末にバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送しダウンリンク・サブフレームにおいてバスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信するのに用い、
前記ノーマルフレームはダウンリンク・システムのサブフレームと、ダウンリンク・サブフレームと、アップリンク・サブフレームとを含む信号フレームであり、前記スペシャル・フレームはダウンリンク・システムのサブフレームと、ダウンリンク・サブフレームと、アップリンク・サブフレームと、ランダム・アクセス・システムのサブフレームとを
含む信号フレームである。
好ましくは、バスコントローラーをトリガーしてアクセスリクエスト情報に基づいてバス端末にバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送する場合、調整ユニットは、
次のステップを実行するようにバスコントローラーをトリガーし、
アクセスリクエスト情報の受信時間を獲得し、そしてアップリンク・サブフレームが含む指定個数のＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を獲得し、
受信時間より小さく、かつ受信時間との差が最も小さいＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を、アクセスリクエスト情報の送信時間とし、
アクセスリクエスト情報の受信時間とアクセスリクエスト情報の送信時間の差に基づいて、バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延を確定し、そしてバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報をバス端末に送信する。
好ましくは、ダウンリンク・システムのサブフレームはそれぞれの信号フレーム上の１つ目のサブフレームであり、信号フレームはスペシャル・フレームあるいはノーマルフレームである。
本発明の第３態様によれば、電子設備であって、少なくとも１つのプロセッサーと、
少なくとも１つのコンピュータ可読記録媒体とを含み、
前記可読記録媒体の上にインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期に用いるプログラムが記憶されていることを含み、そのうち、プログラムは少なくとも１つのプロセッサーによって実行される場合、前記第１の任意項目の方法のステップを実現する。
本発明の第４態様によれば、少なくとも１つのコンピュータ可読記録媒体であって、前記可読記録媒体の上にインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期に用いるプログラムが記憶されており、前記プログラムは少なくとも１つのプロセッサーによって実行される場合、前記第１の任意項目の方法のステップを実現する。
本発明の第５態様によれば、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法であって、前記インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャは、バスコントローラーと、バス端末とを含み、
各バス端末の間には直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づいて通信し、
バス端末は、バスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信し、
バス端末は、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定し、前記クロック偏差は伝送信号に対するクロック修正に用いられ、シンボル偏差は伝送信号のウィンドウウィング位置を調整することに用いられ、
バス端末は、ローカルに記憶している伝送遅延を獲得し、クロック偏差、シンボル偏差および伝送遅延に基づいて、伝送した信号に対する対応の調整を行い、伝送遅延はバス端末とバスコントローラー間の遅延およびそれぞれのバス端末間の遅延を含む。
好ましくは、クロック偏差、シンボル偏差および伝送遅延に基づいて、伝送した信号に対する対応の調整を行うことは、
バス端末は、クロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、クロック偏差に基づいて送信信号のロックを修正し、シンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し、シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整し、バ
ス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期を実現し、
バス端末はバス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、バス端末とその他バス端末間の伝送遅延に基づいて、その他バス端末に送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、それぞれのバス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期および伝送遅延の調整によりバスシステムの同期を実現することを含む。
本発明の第６の態様によれば、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期装置であって、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャは、バスコントローラーと、バス端末とを含み、
各バス端末の間には直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づいて通信し、
前記同期装置は、
バスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信するのに用いる受信ユニットと、
受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定する確定しユニットと、
ローカルに記憶している伝送遅延を獲得し、クロック偏差、シンボル偏差および遅延に基づいて、伝送した信号に対する対応の調整を行う調整ユニットとを含む。
前記クロック偏差は伝送信号に対するクロック修正を行うことに用い、シンボル偏差は伝送信号のウィンドウウィング位置を調整するのに用い、前記伝送遅延はバス端末とバスコントローラー間の遅延およびそれぞれのバス端末間の遅延を含む。
好ましくは、クロック偏差、シンボル偏差および遅延に基づいて、伝送した信号に対する対応の調整を行う場合、調整ユニットは、
クロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、クロック偏差に基づいて送信信号のロックを修正し、シンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し、シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整し、バス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期を実現し、
バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、バス端末とその他バス端末間の伝送遅延に基づいて、その他バス端末に送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、それぞれのバス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期および伝送遅延の調整によりバスシステムの同期を実現するのに用いる。
本発明の第７の態様によれば、電子設備であって、少なくとも１つのプロセッサーと、少なくとも１つのコンピュータ可読記録媒体とを含み、
前記可読記録媒体の上にインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期に用いるプログラムが記憶されており、前記プログラムは少なくとも１つのプロセッサーによって実行される場合、前記第１ないし前記第５態様のいずれか１の方法のステップを実行する。
本発明の第８の態様によれば、少なくとも１つのコンピュータ可読記録媒体であって、可読記録媒体の上にインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期に用いるプログラムが記憶されており、そのうち、プログラムは少なくとも１つのプロセッサーによって実行される場合、前記第１ないし前記第５態様のいずれか１の方法のステップを実行する。
本発明の実施形態において、バス端末はバスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信し、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定し、バス端末はクロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、クロック偏差に基づいて送信信号のロックを修正し、シンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し、シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整し、バス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期を実現し、バス端末はバス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、バス端末とその他バス端末間の伝送遅延に基づいて、その他バス端末に送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、それぞれのバス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期および伝送遅延の調整によりバスシステムの同期を実現する。本発明が提供している同期スキームにおいて、バスコントローラーはクロック同期とシンボル同期を行う必要がなく、すべてのバス端末はバスコントローラーを標準とし、信号を受信または発射する場合、ダウンリンクパイロット信号に基づいて受信信号と送信信号に対する自己適応性クロック修正を行いかつウィンドウウィング位置を確定し、ローカルのクロックを調整する必要がなく、バスコントローラーとのクロック同期およびシンボル同期を実現し、かつ、すべてのバス端末は送信信号において伝送遅延に基づいて送信時間に対する調整を行うため、すべてのバス端末がクロック同期、シンボル同期および伝送遅延の調整により、バスシステム上のすべての設備の同期を実現し、ハードリアルタイムサービスを実現するための基礎的な保障を提供している。バスコントローラーは発射時にも受信時にも調整を行わない。物理層の同期過程によりバスシステム上のすべてのバス端末とバスコントローラーのクロック同期とシンボル同期を実現した。
本発明の実施形態におけるバスシステムの構造構成図である。 本発明の実施形態におけるバスシステムのフレーム構造構成図である。 本発明の実施形態１のインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法のフローチャートである。 本発明の実施形態２のインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法のフローチャートである。 本発明の実施形態２の信号フレームの伝送時間の構成図である。 本発明の実施形態におけるインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく第１の同期装置の構成図である。 本発明の実施形態におけるインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく第２の同期装置の構成図である。
次に本発明の実施形態の図面に合わせて、本発明の技術的解決手段を一層明瞭、完全に説明するが、当然のことながら、ここで説明する実施形態は本発明実施形態の一部に過ぎず、すべての実施形態ではない。本発明の実施形態に基づいて、当該分野の普通の技術者が創造的労働をせずに獲得したその他のあらゆる実施形態は、すべて本発明の保護範囲に属するものである。
バスシステム全体が同期に達し、ハードリアルタイムサービスを伝送するための基礎的保障を提供するために、本発明の実施形態において、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法を設計した。当該方法においてバス端末はバスコントローラーが送信したダウンリンクパイロット信号で確定したクロック偏差とシンボル偏差に基づいて、クロック同期調整とシンボル同期調整を行い、さらに、バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、その他バス端末に送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う。
ハードリアルタイムサービスは期限に対する厳格な要求があり、いったん任務が期限を誤ると、予期できない結果をもたらす可能性があり、ひいては甚大な災難を招く可能性さえある。フィールドバスシステムはリアルタイム性と信頼性に対する要求が比較的高く、任務が締め切り期限を逃すと非常に厳重な結果をもたらす可能性がある。本発明が提供している同期方法において、バスコントローラーはクロック同期とシンボル同期を行う必要がなく、すべてのバス端末はバスコントローラーを標準とし、信号を受信または発射する場合、ダウンリンクパイロット信号に基づいて受信信号と送信信号に対する自己適応性のクロック修正を行いかつウィンドウウィング位置を確定し、ローカルのクロックを調整する必要がなく、バスコントローラーのクロックと同期とシンボル同期を実現し、かつ、すべてのバス端末は送信信号において伝送遅延に基づいて送信時間に対する調整を行うため、すべてのバス端末がクロック同期とシンボル同期および伝送遅延の調整により、バスシステム上のすべての設備の同期を実現し、ハードリアルタイムサービスを実現するための基礎的な保障を提供している。バスコントローラーは発射および受信する時いずれもクロック同期とシンボル同期を行わない。
次には図面に合わせて本発明の好ましい実施態様に対して説明する。
まず、バス端末は、バスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信する。
そして、バス端末は受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定する。クロック偏差は伝送信号に対するクロック修正を行うことに用い、シンボル偏差は伝送信号のウィンドウウィング位置を調整することに用いる。
最後には、バス端末はローカルに記憶している伝送遅延を獲得し、クロック偏差、シンボル偏差および遅延に基づいて、伝送した信号に対する対応の調整を行う。前記伝送遅延はバス端末とバスコントローラー間の遅延およびそれぞれのバス端末間の遅延を含む。
次に図面と合わせて本発明の好ましい実施方法を詳しく説明する。
図１ａに示したように、本発明の実施形態において、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャは、バスコントローラーと、少なくとも１つのバス端末と、２線式バスとを含み、バスコントローラーとバス端末は２線式バスにより１つのバスシステムを構成し、かつバスコントローラーといずれか１つのバス端末、および各バス端末の間には直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＯＦＤＭ）技術に基づいて通信を行う。ここで、各バス端末が占有しているサブキャリヤーの間には互いに干渉しない。本発明の前記バスシステムは同時にハイリアルタイム、ハイブロードバンドおよび高速の需要を満たしかつバス上の伝送もスイッチも必要せず、データの伝送帯域幅が百メガ以上になっている。
かつ、本発明の実施形態において、バス端末の間には直接通信することができ、バス端末の間にもバスコントローラーにより通信を行うことができ、つまりバス端末はデータをバスコントローラーに送信し、バスコントローラーは再びデータを対応のバス端末に伝送する。バスコントローラーはネットワーク全体の通信に対する制御を行い、ネットワークの設定と初期化を完成し、そして物理チャンネル資源に対する管理調整を行い、同時にバスコントローラーはバスネットワークと外部の通信に対する高速制御を完成することができる。
ここで、２線式バスは一対の差動伝送線路である。差動伝送線路は差分信号を搭載するための一対のルーティングである。差分信号とはドライバ端が送信した二つの等価、逆位相の信号を指し、受信端子はこの二つの電圧の差を比較することにより論理状態“０”それとも“１”を判断する。２線式バスは一種のフィールドブロードバンドバスであり、例えば一対の差分式２線式バスであってもよく、ＯＦＤＭ技術で信号を伝送する。
いくつかの特殊な応用場面、例えば、信頼度に対する要求が非常に高く、この場合、二つ同じかつ独立したバスを用いて、それぞれのユーザー設備にこの二つのバスを同時にアクセスすることが可能で、この二つのバスは互いにバックアップしているとともに、一つのみのバスが動作される。
ここで、ＯＦＤＭ技術は主に周波数領域内に与えられたチャネルをいくつかの直交サブチャネルに分けて、それぞれのサブチャネルにおいて１つのサブキャリヤーを使って変調を行い、かつそれぞれのサブキャリヤーが並行して伝送する。ＯＦＤＭ技術は効果的にマルチパス効果に対抗し、符号間干渉（Ｉｎｔｅｒ―Ｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ、ＩＳＩ）を取り除き、周波数選択フェージングに対抗することができ、チャンネル利用率が高い。ＯＦＤＭ技術は一種の変調技術と一種のマルチタスク技術と見なすことができ、直交周波数分割多重の伝送方式である。
ここで、マルチパス効果とはいわゆる電磁波伝送チャンネルのマルチパス現象によって引き起こされた干渉遅延効果を指す。ＩＳＩとはいわゆるマルチパスによって引き起こされた第ｉ経路信号が条第１経路に与えた影響を指す。
バスコントローラーとバス端末の間には時分割複信方法を用いてデータ伝送を行う。本発明はＯＦＤＭをフィールドバスに援用した後、信号フレームのフレーム構造を設計した。図１ｂは本発明の実施形態におけるバスシステムのフレーム構造の構成図である。物理層信号の基本単位は信号フレームであり、２５６個の信号フレームで１スーパーフレームを構成し、それぞれのスーパーフレームの最後の１つ信号フレームはスペシャル・フレームで、残りはノーマルフレームである。信号フレームはいくつかのＯＦＤＭシンボルを含む。
ここで、ノーマルフレームは時間領域において順次にダウンリンク・システムのサブフレーム、ダウンリンク・サブフレーム、ガードインターバルとアップリンク・サブフレームおよびガードインターバルを含む。そのうち、スペシャル・フレームが時間領域においてダウンリンク・システムのサブフレーム、ダウンリンク・サブフレーム、ガードインターバル、アップリンク・サブフレーム、アクセス・ガードインターバ１とランダム・アクセス・システム・サブフレームおよびアクセス・ガードインターバ２を含む。ガードインターバルは信号フレームのダウンリンク・サブフレームとアップリンク・サブフレームを切替るための予備時間として用いられる。スペシャル・フレームにおいてアップストリームランダム・アクセス・システムのサブフレームの両側にアクセス・ガードインターバ１とアクセス・ガードインターバ２が含まれている。
ここで、アップリンク・サブフレームはアップストリームデータの伝送に用いる。選択可能な、アップリンク・サブフレーム中の１つのＯＦＤＭシンボルは同時にデータ信号とアップストリームパイロット信号を搭載している。
ランダム・アクセス・システムのサブフレームは臨時あるいは新しくバスにアクセスしたバス端末に前もって残した時間である。選択可能な、ランダム・アクセス・システムのサブフレーム中の１つのＯＦＤＭシンボルは、アップストリームパイロット信号とデータ信号を同時に搭載しており、データ信号は例えばアクセスリクエスト情報であってもよい
。アップストリームデータ信号とアップストリームパイロット信号は周波数領域においてのサブキャリヤー数量は一定割合で交差に配列している。ここで、アップストリームデータ信号とアップストリームパイロット信号が占有しているアップリンク・サブフレームのサブキャリヤーは、プリセットしたの割合で分配し、フォルトの割合は実際の需要に基づいて設定することが可能で、好ましくは、２：１に設定してもよい。当該アップストリームパイロット信号はバスコントローラーを指示してチャンネル推定に用いることができる。すなわち、バスコントローラーはアップリンク・サブフレームを通してバス端末が送信したデータを受信した後、アップストリームパイロット信号を取り出してチャンネル推定を行うことが可能で、具体的には、アップリンク・サブフレームを利用して、チャンネルの近似衝撃応答を算出することができ、できるだけ真実のチャンネル衝撃応答に近づけることによって、チャンネル補償を行う。
ダウンリンク・サブフレームはダウンリンクデータの伝送に用いる。ダウンリンク・システムのサブフレームは二つのＯＦＤＭシンボルを含み、専ら二つのダウンリンクパイロット信号を送信するのに用いる。ダウンリンク・システムのサブフレーム上のすべてのＯＦＤＭシンボルは、専らバスコントローラーがダウンリンクパイロット信号を送信するのに用いる。選択可能な、ダウンリンク・システムのサブフレームは、信号フレーム上の１つ目のサブフレームにおいてある。ダウンリンクパイロット信号はシステム同期に用いることが可能で、チャンネル推定に用いることもできる。
また、バス端末はＯＦＤＭ技術に基づいてバスコントローラーと通信を行うほか、各バス端末の間にも直接バスによりＯＦＤＭ技術に基づいて通信を行うことが可能で、例えば、バス端末Ａはバス端末Ａ自身が占有しているアップリンク・サブフレームチャンネルの資源グロックによりバス端末Ｂにデータを伝送することができる。さらに、バス端末Ｂはバス端末Ａが伝送したデータを獲得した後、バス端末Ｂ自身が占有しているアップリンク・サブフレームの資源グロックによりバス端末Ａにデータを伝送することもできる。
図２に示したように、本発明の実施形態において、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法の具体的な流れは次の通りで、それぞれのバス端末は以下のステップを実行する。
ステップ２００、バス端末はバスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信し、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定する。
具体的には、まず、バスコントローラーは、ダウンリンク・システムのサブフレームが含む二つの２個ＯＦＤＭシンボルが搭載した二つのダウンリンクパイロット信号を、それぞれのバス端末に送信する。ここで、ダウンリンク・システムのサブフレームはそれぞれの信号フレーム上の１つ目のサブフレームで、信号フレームはスペシャル・フレームあるいはノーマルフレームである。
現在のダウンリンク・システムのサブフレーム上の二つのダウンリンクパイロット信号により、クロック偏差とシンボル偏差を計算することが可能で、現在のダウンリンクサシステムのブフレーム上の１つあるいは二つのダウンリンクパイロット信号と、前の信号フレームのダウンリンク・システムのサブフレーム上の１つあるいは二つのパイロット信号に基づいて、クロック偏差とシンボル偏差を計算することもできる。
また、クロック偏差は次の方法で計算することができる。
二つのダウンリンクパイロット信号に対する共役乗算を行い、そして二つのダウンリン
クパイロット信号のサブキャリヤーの間にさらに共役乗算を行い、そうすると両者間の差はクロック偏差である。
ステップ２１０、バス端末はクロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、クロック偏差に基づいて送信信号のロックを修正し、シンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し、シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整し、バス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期を実現する。
選択可能な、ウィンドウウィング位置は高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ、ＦＦＴ）のウィンドウウィング位置であってもよい。バス端末はパイロット位相差に基づくシンボル同期の計算方法を用いて、シンボル偏差を計算して、ＦＦＴのウィンドウウィング位置を確定することができる。
システム初期化の段階において、シンボル同期は普通粗同期を用いるが、粗同期の構想は、シンボル同期の計算方法により現在の受信シンボルの実際受信開始位置と理想同期位置の相対的関係を判断し、現在の実際受信開始位置は理想同期位置の前または後にあるかを確定し、そして対応の繰り返し調整を行い、および調整後の同期位置を現在の同期位置として、次のＯＦＤＭシンボルを受信し、システム同期要求を満たすまで以上のステップを繰り返す。システムが安定運行してから、シンボル同期が普通精微同期を用いる。シンボル同期の粗同期が完成した後、シンボル偏差あるいは位置偏差はすでに許与範囲内にあり、精微同期により、シンボル偏差と位置偏差に対する更なる精微な調整を行い、シンボル偏差と位置偏差をさらに縮小する。
本発明の実施形態において、バスシステムは各バス端末を含み、クロック偏差により受信信号と送信信号のロックを修正し、バス端末とバスコントローラーのクロック同期を完成する。シンボル偏差によりＦＦＴのウィンドウウィング位置を探し出し、バス端末とバスコントローラーのシンボル同期を実現する。このように、クロック同期とシンボル同期により、バス端末は後続のステップにおいて、正確にバスコントローラーが送信した信号を受信することができる。
ステップ２２０、バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延、バスコントローラーに送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、バス端末とその他バス端末間の伝送遅延に基づいて、その他バス端末に送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、それぞれのバス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期および伝送遅延の調整によりバスシステムの同期を実現する。
具体的には、まず、バスコントローラーはバス端末に送信したアクセスリクエスト情報を受信した後、獲得したアクセスリクエスト情報の受信時間とアップリンク・サブフレームに含まれている指定個数のＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間に基づいて、アクセスリクエスト情報の送信時間を確定する。
次に、バス端はアクセスリクエスト情報の受信時間とアクセスリクエスト情報の送信時間の差に基づいて、バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延を確定し、そしてバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報をバス端末に送信する。
最後に、バス端末はダウンリンク・サブフレームにおいてバスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信し、バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う。
このように、すべてのバス端末はバスコントローラーを標準とし、すべてのバス端末は信号を受信または発射する時ダウンリンクパイロット信号に基づく自己適応調整によって、バスコントローラーとのクロック同期およびシンボル同期を実現した。バスコントローラーは発射時にも受信時にも調整を行わない。物理層同期すなわちクロック同期とシンボル同期過程によりバスシステム上のすべてのバス端末とバスコントローラーのクロック同期とシンボル同期を実現した。かつ、クロック同期、シンボル同期および伝送遅延の調整により、システムレベルの同期を実現し、ハードリアルタイムサービスを伝送するための基礎的保障を提供している。
図３ａに示したように、本発明の実施形態において、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期の具体的な流れについて、更なる詳しい説明を行。それぞれのバス端末はすべて次のステップを実行する。
ステップ３００、バスコントローラーはダウンリンク・システムのサブフレームにおいてバス端末にダウンリンクパイロット信号を送信する。
具体的には、バスコントローラーはダウンリンク・システムのサブフレームが含む二つのＯＦＤＭシンボルが搭載している二つのダウンリンクパイロット信号により、各バス端末に送信する。そのうち、ダウンリンク・システムのサブフレームはそれぞれの信号フレーム上の１つ目のサブフレームで、信号フレームはスペシャル・フレームあるいはノーマルフレームである。
ステップ３０１、バス端末はバスコントローラーが送信したダウンリンクパイロット信号を受信し、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、ローカルとバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定する。
具体的には、バスシステムは初期化を行い、バス端末は毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、受信した二つのダウンリンクパイロット信号に基づいてクロック偏差を獲得する。
ここで、クロック偏差は次の方法で計算することができる。
二つのダウンリンクパイロット信号に対する共役乗算を行い、そして再び二つのダウンリンクパイロット信号のサブキャリヤーの間に対する共役乗算を行い、すると両者間の差はクロック偏差である。
このように、同一のダウンリンク・システムのサブフレーム上の二つのダウンリンクパイロット信号により、対応のクロック偏差とシンボル偏差を予想し、二つのダウンリンクパイロット信号のインターバルタイムが比較的短いため、予想したクロック偏差とシンボル偏差の正確率が比較的低いが、予想の範囲が比較的大きく、バスシステムの初期化段階に適応している。
そのうち、偏差値の上限は通常１００ｐｐｍ、つまり１００万単位は１００個の偏差が許される。
ステップ３０２、バス端末はクロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、クロック偏差に基づいて送信信号に対するクロック修正を行う。
このように、バス端末とバスコントローラー間のクロック同期、およびバス端末とその他バス端末の間のクロックと同期を実現することができる。
ステップ３０３、バス端末はシンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し、シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整する。
具体的には、ステップ３０３を実行する時、ウィンドウウィング位置はＦＦＴのウィンドウウィング位置であってもよい。パイロット位相差のシンボル同期計算方法に基づいて、ＦＦＴのウィンドウウィング位置を確定することができる。
このように、バス端末とバスコントローラー間のシンボル同期、およびバス端末とその他のそれぞれのバス端末間のシンボル同期を実現することができる。
それぞれの信号フレームの中にすべてダウンリンクパイロット信号を伝送するための専用ダウンリンク・システムのサブフレームを設けており、それぞれの信号フレーム中の１つ目のサブフレームはすべてダウンリンク・システムのサブフレームであるため、ダウンリンク・システムのサブフレームの中に搭載されているダウンリンクパイロット信号の設置が密集しており、こうなると、バス端末はそれぞれの信号フレームに基づいてすべてクロック同期とシンボル同期を行い、バスシステム全体がクロック同期とシンボル同期におけるデバッグ能力を極めて大きく高めた。
ステップ３０４、バス端末はバスコントローラーがダウンリンク・サブフレームにおいて送信したシステム放送情報を正確に受信したことを確定した場合、バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつバスコントローラーとのシンボル同期も成功してつまり物理層同期が完成したと判定する。
実際の応用に際して、ステップ３００からステップ３４０までは同一の信号フレームにおいて完成することができるし、複数の信号フレームにおいて完成することもできる。クロック同期が成功しかつシンボル同期も成功した後、バスシステムの物理層同期が完成する。本発明は物理層同期によりバスシステム上のすべてのバス端末とバスコントローラーのクロック同期とシンボル同期を実現している。
ステップ３０５、バス端末はバスコントローラーにアクセスリクエスト情報を送信する。
具体的には、ステップ３０５を実行する時、次の２つの方式を用いることができる。
第１方式、バス端末は初期にバスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、ノーマルフレームに含まれるアップリンク・サブフレームの中でＯＦＤＭシンボルが搭載しているアクセスリクエスト情報をランダムに選択し、アクセスリクエスト情報をバスコントローラーに送信する。
物理層の同期過程を完成した後に、それぞれのバス端末はノーマルフレームにおいて１つのアップリンク・サブフレーム中の資源グロックをランダムに選択してアクセスリクエスト情報を送信する。バスコントローラーはアクセスリクエスト情報を受信した後、バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延などのアドミッションコントロールを計算する。そしてダウンリンク・サブフレームの中でアクセスリクエスト確認情報を送信すれば、当該バス端末の初期アクセス過程が完了する。すべてのバス端末が初期アクセス過程を完成した後、物理層の初期アクセス過程が終了する。ここで、物理層は初期アクセス過程において、アップリンク・サブフレーム中の資源グロックはタイム領域の二つの連続ＯＦＤＭシンボルと周波数領域上側波帯全体あるいは下側波帯の偶数位置のサブキャリヤーにより構成されている。
第２方式、バス端末はランダムにバスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、スペシャル・フレームに含まれるランダム・アクセス・システム・サブフレームにおいてバスコントローラーにアクセスリクエスト情報とアップストリームパイロット信号を送信する。
ここで、ランダムにバスにアクセスしたバス端末は臨時あるいは新しくバスにアクセスしたバス端末である。正常なサービスの伝送過程において、臨時または新しくアクセスしたバス端末がある可能性があるため、この場合バス端末のアクセスリクエストはランダムアクセス過程を用いる。バス端末はまず物理層の同期過程を行う。物理層同期過程が終了した後、ランダムに連続した二つのゲートを選択してシステム・サブフレームの資源グロックにアクセスしてアクセスリクエスト情報を送信する。物理層のランダムアクセス過程において、ランダム・アクセス・システム・サブフレームの資源グロックは周波数領域上側波帯全体あるいは下側波帯の偶数位置のサブキャリヤーにより構成され、かつバス端末が選択した二つのランダム・アクセス・システム・サブフレームの資源グロックの周波数位置は同じである。
ノーマルフレームに含まれているアップリンク・サブフレーム中の１つのＯＦＤＭシンボルはアクセスリクエスト情報を搭載し、スペシャル・フレームに含まれるランダム・アクセス・システム・サブフレーム中の１つのＯＦＤＭシンボルは、アップストリームパイロット信号とアクセスリクエスト情報を同時に搭載している。アップストリームパイロット信号はチャンネル推定に用い、さらに２５６個の信号フレームが１スーパーフレームを構成し、それぞれのスーパーフレームの最後の１つの信号フレームはスペシャル・フレームで、残りはノーマルフレームである。
このように、ランダムにバスコントローラーにアクセスしたバス端末に対して、またスペシャル・フレームによりバスコントローラーにアップストリームパイロット信号を送信することによって、バスコントローラーはアップストリームパイロット信号に基づいてチャンネル推定を実現することができる。
ステップ３０６、バスコントローラーはアクセスリクエスト情報を受信し、そして獲得したアクセスリクエスト情報に基づいて伝送遅延を確定する。
具体的には、まずバスコントローラーはバス端末が送信したアクセスリクエスト情報を受信し、そしてアクセスリクエスト情報の受信時間を獲得する。
次に、バスコントローラーはアップリンク・サブフレームに含まれている指定個数のＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を獲得し、および受信時間より小さくかつ受信時間との差が最も小さいＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を、アクセスリクエスト情報の送信時間とする。
そのうち、それぞれのＯＦＤＭシンボルの送信時間はすべて前もって設定したもので、そのため、バスコントローラーは直接それぞれのＯＦＤＭシンボルが対応しているスタートタイムを獲得することができる。
引き続いて、バス端末はアクセスリクエスト情報の受信時間とアクセスリクエスト情報の送信時間の差に基づいて、バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延を確定する。
例えば、図３ｂに示したように、アップリンク・サブフレームの第０個ＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間は１時、第１個ＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間は１時０５分、第２個が対応している送信時間は１時１０分、第３個が対応する時刻は１時１５分である。バスコントローラーはＴ２（１時１７分）にバス端末が送信したアクセスリク
エスト情報を受信し、各ＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間に基づいて、バス端末がアップリンク・サブフレームの第３個ＯＦＤＭシンボルにおいて送信した当該アクセスリクエスト情報を確定し、そのうえ当該アクセスリクエスト情報の送信時間はＴ１（１時１５分）であると確定する。その後、バスコントローラーはＴ２‐Ｔ１がバス端末とバスコントローラー間の伝送遅延であると確定する。
さらに、バス端末がアップリンク・サブフレームにおいて送信したデータは、その他バス端末もアップリンク・サブフレームにおいて受け取ることができる。そのため、その他のそれぞれのバス端末は受信した前記バス端末が送信したデータの時間により、さらにＯＦＤＭシンボルの送信時間と合わせて、前記バス端末との伝送遅延を確定することができる。その後、次の信号フレームのアップリンク・サブフレームにおいて獲得した伝送遅延を前記バス端末に送信する。
例えば、バス端末Ａはアップリンク・サブフレームにおいてバス端末Ｂにデータを送信し、バス端末Ｂはバス端末Ａのデータを受信した後、前記データの受信時間、およびＯＦＤＭシンボルの送信時間に基づいて、バス端末Ｂとバス端末Ａの間の伝送遅延を確定し、そして、次の信号フレームのアップリンク・サブフレームにおいて、獲得した伝送遅延をバス端末Ａに送信することができる。
こうすれば、バス端末とバスコントローラー間の距離によって引き起こした伝送遅延、および各バス端末ペア間の伝送遅延を確定することができる。
ステップ３０７、バスコントローラーはバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報をバス端末に送信する。
ステップ３０８、バス端末は受信したバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う。さらに、バス端末はその他の各バス端末間の伝送遅延に基づいて、その他バス端末に送信した信号の送信時間に対して対応の伝送遅延の調整を行う。バス・アーキテクチャの初期化が完了し、安定な運行状態に入る。
ステップ３０９、バスシステムが安定に運行している場合、バス端末はそれぞれの信号フレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した場合、現在のフレームと前のフレームが受信したダウンリンクパイロット信号に基づいてクロック偏差を計算し、クロック偏差に基づいて受信信号と送信信号に対するクロック修正を行う。
具体的には、バスシステムが安定に運行している場合、バス端末は毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、バス端末とバスコントローラー間のクロック偏差を確定する。
具体的には、バス端末は毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に対する共役乗算、２つのダウンリンクパイロット信号を搬送するサブキャリヤー間の再共役乗算を行い、両者間の差を計算して、クロック偏差を獲得する。
そのうち、バス端末は１つのダウンリンク・システムのサブフレームの中から獲得した
ダウンリンクパイロット信号（クロック偏差の計算に用いられるダウンリンクパイロット信号）は、１つのダウンリンクパイロット信号であってもよく、二つのダウンリンクパイロット信号であってもよい。
ステップ３１０、バスシステムが安定に運行している場合、バス端末はプリセットした個数の信号フレームごとにシンボル偏差を計算し、シンボル偏差に基づいて受信信号と送信信号のウィンドウウィング位置を調整する。
具体的には、バス端末はプリセットした個数の信号フレームごとに、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、バス端末とバスコントローラー間のシンボル偏差を確定し、シンボル偏差に基づいて受信信号と送信信号のウィンドウウィング位置を調整する。このように、すべてのバス端末はバスコントローラーを標準とし、すべてのバス端末は信号を受信または発射する時ダウンリンクパイロット信号の自己適応性調整に基づいて、バスコントローラーとのクロック同期およびシンボル同期を実現した。バスコントローラーは発射時にも受信時にも調整を行わない。物理層の同期過程によりバスシステム上のすべてのバス端末とバスコントローラーのクロック同期とシンボル同期を実現した。かつ、クロック同期、シンボル同期および伝送遅延の調整により、システムレベルの同期を実現し、ハードリアルタイムサービスを伝送するための基礎的保障を提供している。
本発明の実施形態に係る電子設備は、少なくとも１つのプロセッサーと、少なくとも１つのコンピュータ可読記録媒体とを含む。可読記録媒体上にインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期に用いるプログラムが記憶されており、プログラムが少なくとも１つのプロセッサーによって実行される場合、前記電子設備は、前記実施形態のそれぞれのステップを実現することができる。
本発明の実施形態に係る少なくとも１つのコンピュータ可読記録媒体は、可読記録媒体上にインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期に用いるプログラムが記憶されており、当該プログラムが少なくとも１つのプロセッサーによって実行される場合、前記実施形態のそれぞれのステップを実現する。
前記の実施形態に基づいて、図４はインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく第１の同期装置の構造を示す図である。
本発明の実施形態において、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャはバスコントローラー、少なくとも１つのバス端末と２線式バスを含む。バスコントローラーとバス端末は２線式バスのアクセスにより１つのバスシステムを構成し、かつバスコントローラーといずれか１つのバス端末の間、および各バス端末の間には直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づいて通信を行い、各バス端末が占有しているサブキャリヤーの間には互いに干渉しない。同期装置は、それぞれのバス端末に用い、バスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信し、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定するのに用いる確定ユニット４０と、
クロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、クロック偏差に基づいて送信信号のロックを修正し、シンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し
、シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整し、バス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期を実現するに用いる調整ユニット４１と、
バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、バス端末とその他バス端末間の伝送遅延に基づいて、その他バス端末に送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、それぞれのバス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期および伝送遅延の調整によりバスシステムの同期を実現するのに用いる同期ユニット４２とを含む。
好ましくは、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定する場合、確定ユニット４０は、バスシステムの初期化に際して、毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信した二つのダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定する。
あるいは、確定ユニット４０は、バスシステムが安定に運行している場合、毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、バス端末とバスコントローラー間のクロック偏差を確定し、プリセットした個数の信号フレームごとに、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、バス端末とバスコントローラー間のシンボル偏差を確定するのに用いる。
好ましくは、バス端末においてクロック偏差に基づいて伝送した信号のクロックに対するクロック同期調整を行い、シンボル偏差に基づいて伝送した信号のウィンドウウィング位置に対するシンボル同期調整を行った後、バス端末においてスコントローラーが返送してきたバス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う前に、調整ユニット４１は、バス端末は正確にバスコントローラーがダウンリンク・サブフレームにおいて送信したシステム放送情報を受信したことを確定した場合、バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつバスコントローラーとのシンボル同期も成功していると判定するのに用いる。
好ましくは、バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつバスコントローラーとのシンボル同期も成功していると判断した後、バス端末においてバス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う前に、調整ユニット４１は、バス端末が初期にバスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、ノーマルフレームに含まれるアップリンク・サブフレームにおいてバスコントローラーにアクセスリクエスト情報を送信し、バスコントローラーをトリガーしてアクセスリクエスト情報に基づいてバス端末にバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送しダウンリンク・サブフレームにおいてバスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信するのに用いる。ここで、当該ノーマルフレームはダウンリンク・システムのサブフレームと、ダウンリンク・サブフレームと、アップリンク・サブフレームとを含む信号フレームである。
あるいは、前記調整ユニット４１は、バス端末がランダムにバスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、スペシャル・フレームに含まれるランダム・アクセス・システムのサブフレームにおいてバスコントローラーにアクセスリクエスト情報を送信し、
バスコントローラーをトリガーしてアクセスリクエスト情報に基づいてバス端末にバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送しダウンリンク・サブフレームにおいてバスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信するのに用いる。前記スペシャル・フレームはダウンリンク・システムのサブフレームと、ダウンリンク・サブフレームと、アップリンク・サブフレームと、ランダム・アクセス・システムのサブフレームとを含む信号フレームである。
好ましくは、バスコントローラーをトリガーしてアクセスリクエスト情報に基づいてバス端末にバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送する場合、調整ユニット４１は、
下記のステップを実行させるようにバスコントローラーをトリガーする：
アクセスリクエスト情報の受信時間を獲得し、そしてアップリンク・サブフレームに含まれている指定個数のＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を獲得し、
受信時間より小さく、かつ受信時間との差が最も小さいＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を、アクセスリクエスト情報の送信時間とし、
アクセスリクエスト情報の受信時間とアクセスリクエスト情報の送信時間の差に基づいて、バス端末とバスコントローラー間の伝送遅延を確定し、そしてバスコントローラーとバス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報をバス端末に送信する。
好ましくは、ダウンリンク・システムのサブフレームはそれぞれの信号フレーム上の１つ目のサブフレームであり、信号フレームはスペシャル・フレームあるいはノーマルフレームである。
前記の実施形態に基づいて、図５はインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく第２の同期装置の構造図である。本発明の実施形態において、インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期装置は具体的に、
バスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信するのに用いる受信ユニット５０と、
受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定するのに用いる確定ユニット５１と、
ローカルに記憶している伝送遅延を獲得し、クロック偏差、シンボル偏差および伝送遅延に基づいて、伝送した信号に対する対応の調整を行うのに用いる調整ユニット５２とを含る。
ここで、前記クロック偏差は伝送信号に対するクロック修正を行うことに用い、シンボル偏差は伝送信号のウィンドウウィング位置を調整するのに用い、前記伝送遅延はバス端末とバスコントローラー間の遅延および各バス端末間の遅延を含む。
本発明の実施形態において、バス端末はバスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信し、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれバス端末とバスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定し、バス端末はクロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、クロック偏差に基づいて送信信号のロックを修正し、シンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し、シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整し、バス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期を実現し、バス端末はバス端末とバスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、バスコントローラーに送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、バス端末とその他バス端末間の伝送遅延に基づいて、その他バス端末に送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、それぞれのバス端末とバスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期および伝送遅
延の調整によりバスシステムの同期を実現する。このように、すべてのバス端末はバスコントローラーを標準とし、すべてのバス端末は信号を受信または発射する時ダウンリンクパイロット信号の自己適応調整に基づいて、バスコントローラーとのクロック同期およびシンボル同期を実現した。バスコントローラーは発射時にも受信時にも調整を行わない。物理層の同期過程によりバスシステム上のすべてのバス端末とバスコントローラーのクロック同期とシンボル同期を実現した。かつクロック同期、シンボルは同期および伝送遅延の調整により、システムレベルの同期を実現し、ハードリアルタイムサービスを伝送したための基礎を提供している。
当該領域の技術者には、本発明の実施形態は手段、システム、あるいはコンピュータプログラム製品を提供できることがわかってもらいたい。そのため、本発明は完全ハードウエア実施形態、完全ソフトウェア実施形態、あるいはソフトウェアとハードウエアを組み合わせた実施形態の形式を採用することができる。その上、本発明は少なくとも１つのコンピュータが利用できるプログラムコードを含むコンピュータが利用できる記憶媒体（ディスク記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ、光記憶装置などを含むが、それらに限らない）において実施するコンピュータプログラム製品の形式を採用することができる。
本発明の実施形態は本発明実施形態の手段、設備（システム）およびコンピュータプログラム製品のフローチャートと／あるいはブロック図を参照して陳述したものである。コンピュータプログラム命令でフローチャートと／あるいはブロック図のなかのそれぞれのチャートと／あるいはブロック、ならびにフローチャートと／あるいはブロック図のなかのチャートと／あるいはブロックの組み合わせを実現させることができると理解すべきである。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込み式処理機あるいはその他のプログラミングできるデータ処理装置のプロセッサーに提供することによって１つの機器を生成させ、コンピュータあるいはその他のプログラミングできるデータ処理装置のプロセッサーが実行する命令によりフローチャートの少なくとも１つのチャートと／あるいはブロック図の少なくとも１つのブロックに指定された機能に用いる装置を形成させる。
これらのコンピュータプログラム命令はコンピュータあるいはその他のプログラミングできるデータ処理装置を誘導して特定の方式で働くコンピュータが読み取れる記憶装置のなかに記憶することも可能で、当該コンピュータが読み取れる記憶装置のなかに記憶している命令にコマンド装置を含む製造品を生成させ、当該コマンド装置はフローチャートの少なくとも１つのチャートと／あるいはブロック図の少なくとも１つのブロックに指定された機能を実現する。
これらのコンピュータプログラム命令はコンピュータあるいはその他のプログラミングできる処理装置に搭載することも可能で、コンピュータあるいはその他のプログラミングできる設備のにおいて一連の操作ステップを実行させてコンピュータで実現する処理を生成させることによって、コンピュータあるいはその他のプログラミングできる設備のにおいて実行する命令にフローチャートの少なくとも１つのチャートと／あるいはブロック図少なくとも１つのブロックに指定された機能を実現するのに用いるステップを提供させる。
本発明の好ましい実施形態について陳述してきたが、当該領域の技術者は一旦基本創造理念を知っておけば、これらの実施形態を変更したり修正したりすることが可能である。そのため、本発明は好ましい実施形態および本発明実施形態に包括された如何なる変形と修正もカバーすることを意図する。
当然なことながら、当該領域の技術者は本発明の思想と範囲を逸脱せずに本発明の実施
形態に対する種々の修正と変形を行うことができる。このように、本発明のこれらの修正と変形は本発明実施形態の請求項請求および同等の技術範囲内に属するものであれば、本発明の実施形態はこれらの変更と変形を含むことを意図する。

Claims (13)

  1. インダストリアル・インターネット層フィールドブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法であって、
    前記インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャは、バスコントローラーと、少なくとも１つのバス端末と、２線式バスとを含み、バスコントローラーとバス端末は２線式バスの連結により１つのバスシステムを構成し、かつ前記バスコントローラーといずれか１つのバス端末、および各バス端末の間には直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づいて通信し、各バス端末が占有しているサブキャリヤーの間には互いに干渉することなく、
    前記同期方法は、それぞれのバス端末に応用し、
    バス端末は、バスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信し、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、前記バス端末と前記バスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差それぞれを確定し、
    バス端末は、前記クロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、前記クロック偏差に基づいて送信信号のロックを修正し、前記シンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し、前記シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整し、前記バス端末と前記バスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期を実現し、
    バス端末は、前記バス端末と前記バスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、前記バスコントローラーに送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、前記バス端末とその他バス端末間の伝送遅延に基づいて、前記その他バス端末に送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、それぞれのバス端末と前記バスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期および伝送遅延の調整によりバスシステムの同期を実現することを含むことを特徴とするインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法。
  2. 受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、前記バス端末と前記バスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差それぞれを確定することは、
    前記バスシステムの初期化に際して、バス端末は、毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信した二つのダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれ前記バス端末と前記バスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定し、あるいは、
    前記バスシステムが安定に運行している場合、バス端末は毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、前記バス端末と前記バスコントローラー間のクロック偏差を確定し、プリセットした個数の信号フレームごとに、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、前記バス端末と前記バスコントローラー間のシンボル偏差を確定することを含むことを特徴とする請求項１に記載したインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法。
  3. バス端末において前記クロック偏差に基づいて受信した信号のクロックを修正し、前記クロック偏差に基づいて伝送した信号のクロックを修正し、前記シンボル偏差に基づいて受信した信号のウィンドウウィング位置を調整し、前記シンボル偏差に基づいて伝送した
    信号のウィンドウウィング位置を調整した後、
    バス端末は、正確に前記バスコントローラーがダウンリンク・サブフレームにおいて送信したシステム放送情報を受信したことを確定した場合、前記バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつ前記バスコントローラーとのシンボル同期も成功していると判定する
    ことを特徴とする請求項１に記載したインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法。
  4. 前記バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつ前記バスコントローラーとのシンボル同期も成功していると判断した後、バス端末において前記バス端末と前記バスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、前記バスコントローラーに送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う前に、
    前記バス端末は、初期に前記バスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、ノーマルフレームに含まれるアップリンク・サブフレームにおいて前記バスコントローラーに前記アクセスリクエスト情報を送信し、前記バスコントローラーをトリガーして前記アクセスリクエスト情報に基づいて前記バス端末に前記バスコントローラーと前記バス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送しダウンリンク・サブフレームにおいて前記バスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信し、あるいは、
    前記バス端末はランダムに前記バスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、スペシャル・フレームに含まれるランダム・アクセス・システムにおいて前記バスコントローラーにアクセスリクエスト情報を送信し、前記バスコントローラーをトリガーして前記アクセスリクエスト情報に基づいて前記バス端末に前記バスコントローラーと前記バス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送しダウンリンク・サブフレームにおいて前記バスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信し、
    前記ノーマルフレームはダウンリンク・システムのサブフレームと、ダウンリンク・サブフレームと、アップリンク・サブフレームとを含む信号フレームであり、前記スペシャル・フレームはダウンリンク・システムのサブフレームと、ダウンリンク・サブフレームと、アップリンク・サブフレームと、ランダム・アクセス・システムのサブフレームとを含む信号フレームであることを含むことを特徴とする請求項３に記載したインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法。
  5. 前記バスコントローラーをトリガーしてアクセスリクエスト情報に基づいて前記バス端末に前記バスコントローラーと前記バス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送することは、
    次のステップを実行するように前記バスコントローラーをトリガーし、
    前記アクセスリクエスト情報の受信時間を獲得し、前記アップリンク・サブフレームに含まれている指定個数のＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を獲得し、
    前記受信時間より小さく、かつ前記受信時間との差が最も小さいＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を、前記アクセスリクエスト情報の送信時間とし、
    前記アクセスリクエスト情報の受信時間と前記アクセスリクエスト情報の送信時間の差に基づいて、前記バス端末と前記バスコントローラー間の伝送遅延を確定し、前記バスコントローラーと前記バス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を前記バス端末に送信することを特徴とする請求項４に記載したインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期方法。
  6. 前記ダウンリンク・システムのサブフレームはそれぞれの信号フレーム上の１つ目のサブフレームであり、前記信号フレームはスペシャル・フレームあるいはノーマルフレームであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに１に記載したインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく
    同期方法。
  7. インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期装置であって、
    前記インダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャは、バスコントローラーと、少なくとも１つのバス端末と、２線式バスとを含み、バスコントローラーとバス端末は２線式バスのアクセスにより１つのバスシステムを構成し、かつ前記バスコントローラーといずれか１つのバス端末の間、および各バス端末の間には直交周波数分割多重ＯＦＤＭ技術に基づいて通信を行い、各バス端末が占有しているサブキャリヤーの間には互いに干渉しなく、
    前記同期装置はそれぞれのバス端末に用い、
    前記同期装置は、
    バスコントローラーがダウンリンク・システムのサブフレームにおいて送信したダウンリンクパイロット信号を受信し、受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれ前記バス端末と前記バスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定するのに用いる確定ユニットと、
    前記クロック偏差に基づいて受信信号のロックを修正し、前記クロック偏差に基づいて送信信号のロックを修正し、前記シンボル偏差に基づいて受信信号のウィンドウウィング位置を調整し、前記シンボル偏差に基づいて送信信号のウィンドウウィング位置を調整し、前記バス端末と前記バスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期を実現するに用いる調整ユニットと、
    前記バス端末と前記バスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、前記バスコントローラーに送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、前記バス端末とその他バス端末間の伝送遅延に基づいて、前記その他バス端末に送信した信号の送信時間の伝送遅延を調整し、それぞれのバス端末と前記バスコントローラー間のクロック同期とシンボル同期および伝送遅延の調整によりバスシステムの同期を実現するのに用いる同期ユニットとを含むことを特徴とするインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期装置。
  8. 受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれ前記バス端末と前記バスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定する場合、前記確定ユニットは、
    前記バスシステムの初期化に際して、毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・サブフレームにおいて受信した二つのダウンリンクパイロット信号に基づいて、それぞれ前記バス端末と前記バスコントローラー間のクロック偏差とシンボル偏差を確定し、あるいは、
    前記バスシステムが安定に運行している場合、毎回現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいてダウンリンクパイロット信号を受信した後、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、前記バス端末と前記バスコントローラー間のクロック偏差を確定し、プリセットした個数の信号フレームごとに、現在のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号、および直前のダウンリンク・システムのサブフレームにおいて受信したダウンリンクパイロット信号に基づいて、前記バス端末と前記バスコントローラー間のシンボル偏差を確定することを特徴とする請求項７つに記載したインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期装置。
  9. バス端末において前記クロック偏差に基づいて伝送した信号のクロックに対するクロック同期調整を行い、前記シンボル偏差に基づいて伝送した信号のウィンドウウィング位置に対するシンボル同期調整を行った後、バス端末において前記バスコントローラーが返送
    してきた前記バス端末と前記バスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、前記バスコントローラーに送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う前に、前記調整ユニットは、
    バス端末が正確に前記バスコントローラーがダウンリンク・サブフレームにおいて送信したシステム放送情報を受信したことを確定した場合、前記バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつバスコントローラーとのシンボル同期も成功していると判定することを特徴とする請求項７つに記載したインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期装置。
  10. 前記バスコントローラーとのクロック同期が成功しかつバスコントローラーとのシンボル同期も成功していると判断した後、バス端末において前記バス端末と前記バスコントローラー間の伝送遅延に基づいて、前記バスコントローラーに送信した信号の送信時間に対する伝送遅延の調整を行う前に、前記調整ユニットは、
    前記バス端末が初期にバスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、ノーマルフレームに含まれるアップリンク・サブフレームにおいて前記バスコントローラーにアクセスリクエスト情報を送信して、前記バスコントローラーをトリガーして前記アクセスリクエスト情報に基づいて前記バス端末に前記バスコントローラーと前記バス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送しダウンリンク・サブフレームにおいて前記バスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信し、あるいは、
    前記バス端末は、ランダムに前記バスコントローラーにアクセスしたバス端末である場合、スペシャル・フレームに含まれるランダム・アクセス・システム・サブフレームにおいて前記バスコントローラーにアクセスリクエスト情報を送信して、前記バスコントローラーをトリガーして前記アクセスリクエスト情報に基づいて前記バス端末に前記バスコントローラーと前記バス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送しダウンリンク・サブフレームにおいて前記バスコントローラーが送信したアクセス確認情報を受信し、
    前記ノーマルフレームは、ダウンリンク・システムのサブフレームと、ダウンリンク・サブフレームとアップリンク・サブフレームとを含む信号フレームであり、前記スペシャル・フレームはダウンリンク・システムのサブフレームと、ダウンリンク・サブフレームと、アップリンク・サブフレームと、ランダム・アクセス・システムのサブフレームとを含む信号フレームであることを特徴とする請求項９に記載したインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期装置。
  11. 前記バスコントローラーをトリガーして前記アクセスリクエスト情報に基づいて前記バス端末に前記バスコントローラーと前記バス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を返送する場合、前記調整ユニットは、
    次のステップを実行するように前記バスコントローラーをトリガーし、
    前記アクセスリクエスト情報の受信時間を獲得し、前記アップリンク・サブフレームに含まれている指定個数のＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を獲得し、
    前記受信時間より小さく、かつ前記受信時間との差が最も小さいＯＦＤＭシンボルが対応している送信時間を、前記アクセスリクエスト情報の送信時間とし、
    前記アクセスリクエスト情報の受信時間と前記アクセスリクエスト情報の送信時間の差に基づいて、前記バス端末と前記バスコントローラー間の伝送遅延を確定し、前記バスコントローラーと前記バス端末間の伝送遅延を含むアクセス確認情報を前記バス端末に送信することを特徴とする請求項１０に記載したインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期装置。
  12. 前記ダウンリンク・システムのサブフレームはそれぞれの信号フレーム上の１つ目のサブフレームであり、前記信号フレームはスペシャル・フレームあるいはノーマルフレームであることを特徴とする請求項７ないし請求項１１のいずれか１に記載したインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期装置。
  13. 少なくとも１つのプロセッサーと、
    少なくとも１つのコンピュータ可読記録媒体とを含み、
    前記可読記録媒体においてインダストリアル・インターネット・フィールド層ブロードバンドバス・アーキテクチャに基づく同期に用いるプログラムが記憶されており、前記プログラムが前記少なくとも１つのプロセッサーによって実行される時、請求項１ないし請求項６のいずれか１に記載した前記方法を実現することを特徴とする電子設備。
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