JP2023015845A - 通信装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】常時接続状態ではない通信装置による効率的な時刻同期確立技術を提供すること。
【解決手段】基地局の制御に基づいて接続が確立された接続状態と接続が確立されていない非接続状態とを切り替えて無線通信を行う通信装置は、基地局との間で接続を確立している間に時刻同期システムの基準時刻情報を取得して時刻同期を確立する同期処理を行い、通信装置において保持されている装置内時刻の、基準時刻情報によって示される時刻情報に対する誤差に基づいて同期処理を行う時間間隔を設定し、通信装置が非接続状態で動作している場合に、時間間隔に基づいて、同期処理を行うべきタイミングで接続状態となるように基地局へ要求する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、無線通信ネットワークを用いた時刻同期技術に関する。

電子機器において、その電子機器の動作の制御やその電子機器へのサービスの提供などのために時刻同期を確立することが有用である。特許文献１には、サーバに対して時刻を問い合わせて応答を受信することにより時刻同期を確立する技術が記載されている。特許文献１に記載の技術によれば、時刻同期誤差が所定値以内であれば時刻同期信号の受信間隔を長くすることにより、サーバの負荷を軽減し、高効率に時刻同期を確立することができる。

特開２００３－１１０５６２号公報 特開２００２－３００１７５号公報

電子機器によっては、常時サーバと接続できない場合がありうる。例えば、特許文献２には、通信装置の省電力化のために、データの送信予定時間を通信装置に通知して、データが送信されない期間は、通信装置の電源をオフとすることが記載されている。このような通信装置は、自装置宛のデータがない場合には起動しないため、その間は時刻同期信号を取得するための手続きができない。

本発明は、常時接続状態ではない通信装置における効率的な時刻同期確立技術を提供する。

本発明の一態様による通信装置は、基地局の制御に基づいて接続が確立された接続状態と接続が確立されていない非接続状態とを切り替えて無線通信を行う通信装置であって、前記基地局との間で接続を確立している間に時刻同期システムの基準時刻情報を取得して時刻同期を確立する同期処理を行う確立手段と、前記通信装置において保持されている装置内時刻の前記基準時刻情報によって示される基準時刻に対する誤差に基づいて前記同期処理を行う時間間隔を設定する設定手段と、前記通信装置が前記非接続状態で動作している場合に、前記時間間隔に基づいて、前記同期処理を行うタイミングで前記接続状態となるように前記基地局へ要求する要求手段と、を有し、前記確立手段は、前記通信装置が前記接続状態で動作しており、かつ前記時間間隔に基づくタイミングにおいて、前記同期処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、常時接続状態ではない通信装置が効率的に時刻同期を確立することが可能となる。

時刻同期システムの構成例を示す図である。 通信装置のハードウェア構成例を示す図である。 通信装置の機能構成例を示す図である。 通信装置が実行する処理の流れの第１の例を示す図である。 同期誤差と同期処理の実行時間間隔との関係の例を示す図である。 通信装置が実行する処理の流れの第２の例を示す図である。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

（システム構成）
図１に、本実施形態における時刻同期システムの構成例を示す。本システムは、タイムサーバ１０１が基準時刻情報を配信し、電子機器がその基準時刻情報に基づいて、タイムサーバ１０１と時刻を合わせるように構成される。タイムサーバ１０１は、例えば、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）１５８８規格に準拠したグランドマスターとして動作しうる。本実施形態では、セルラ通信網において基地局１０２と接続可能な通信装置１０３が、このタイムサーバ１０１と時刻同期を確立するものとする。基地局１０２は、セルラ通信網における基地局であり、例えば、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）や第５世代（５Ｇ）などの第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）によるセルラ通信規格に準拠した通信を行うように構成される。なお、以下では、３ＧＰＰによるセルラ通信規格を「３ＧＰＰ規格」と呼ぶ。通信装置１０３は、ＬＴＥや５Ｇのセルラ通信規格に準拠した端末装置であり、例えば基地局１０２と接続を確立して無線通信を行うことができるように構成される。なお、図１の例では、基地局１０２（及び通信装置１０３）とタイムサーバ１０１とが、外部のネットワーク１０４を介して接続される例を示しているが、これに限られない。例えば、タイムサーバ１０１は、セルラ通信網の内部に配置されてもよいし、基地局１０２の内部に含まれてもよい。

通信装置１０３は、例えば、定期的にタイムサーバ１０１からの基準時刻情報を受信して、必要に応じて、基準時刻と自装置内で保持されている装置内時刻との誤差が十分に小さくなるように時刻の補正を行う。このとき、通信装置１０３は、例えば、基準時刻と装置内時刻との誤差の大きさによって、基準時刻情報を取得して同期処理を実行する頻度を調整しうる。例えば、通信装置１０３は、基準時刻と装置内時刻との誤差が所定値以内であれば同期処理の実行頻度を相対的に低くし、その誤差が所定値を超える場合には同期処理の実行頻度を相対的に高くしうる。一方で、通信装置１０３は、基地局１０２と接続を確立しなければタイムサーバ１０１からの基準時刻情報を取得することができない。このため、通信装置１０３が、同期処理を実行すべきタイミングにおいて基準時刻情報を取得することができないことがありうる。

本実施形態では、このような事情に鑑み、通信装置１０３が適時に同期処理を実行可能とする手法を提供する。以下では、通信装置１０３の構成を説明した後に、通信装置１０３が実行する処理の流れの例について説明する。

（装置構成）
図２に、通信装置１０３のハードウェア構成例を示す。なお、図２は、通信装置１０３が有するハードウェア構成の一部の例であり、通信装置１０３は、図２に示す以外のハードウェア構成を当然に有しうる。また、通信装置１０３は、図２に示されるハードウェア構成の少なくとも一部を有しなくてもよい。さらに、通信装置１０３は、図２に示されるブロックのうちの２つ以上が組み合わされた１つのデバイスを含んでもよいし、協働して１つのブロックを実現する複数のデバイスを含んでもよい。通信装置１０３は、例えば、制御部２０１、記憶部２０２、時刻同期処理部２０３、無線通信部２０４、表示部２０５、及び入力部２０６を有する。

制御部２０１は、記憶部２０２に記憶される制御プログラムを実行することにより、通信装置１０３の全体を制御する。制御部２０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の１つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部２０１は、これらに代えて又はこれらに加えて、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などを含んでもよい。記憶部２０２は、制御部２０１によって実行される制御プログラム、通信パラメータ、撮像によって得られた画像データ等の各種情報を記憶する。後述の各種動作は、例えば、記憶部２０２に記憶された制御プログラムを制御部２０１が実行することにより実現されうる。記憶部２０２は、例えば、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等の１つ以上のメモリを含んで構成される。なお、これは一例であり、記憶部２０２は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの大容量記憶装置を含んでもよいし、他の記憶媒体を含んでもよい。記憶部２０２は、着脱可能な記憶装置によって構成されてもよい。

時刻同期処理部２０３は、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠する時刻同期処理を実行する。時刻同期処理部２０３は、例えば、内部時計を保持しており、タイムサーバ１０１から取得した基準時刻情報に基づいて、その内部時計を調整するように構成される。また、時刻同期処理部２０３は、同期処理を実行するタイミングを決定するための内部的なタイマを保持していてもよい。無線通信部２０４は、３ＧＰＰのＬＴＥ規格や５Ｇ規格などのセルラ通信規格に準拠した通信を行う。無線通信部２０４は、例えば、ベースバンドチップ、無線周波数（ＲＦ）チップ、アンテナなどを含んで構成される。無線通信部２０４は、例えば制御部２０１による制御に基づいて、基地局１０２との間で通信を行う。なお、無線通信部２０４は、基地局１０２の制御に基づいて基地局１０２と接続を確立するための無線通信を実行する。無線通信部２０４は、例えば、基地局１０２の制御の下で、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤや、物理レイヤなどのＲＲＣレイヤより下位レイヤの接続が確立された接続状態であるＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移して、基地局１０２と通信を行う。また、無線通信部２０４は、基地局１０２の制御の下で、基地局１０２やコアネットワークにおいてＲＲＣ等のコンテキストが保持されながら、下位レイヤにおいて非接続状態となることにより電力消費が抑制されるＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態で動作しうる。さらに、無線通信部２０４は、基地局１０２の制御の下で、ＲＲＣ等のコンテキストも破棄された非接続状態であるＲＲＣ＿Ｉｄｌｅ状態で動作しうる。基地局１０２は、通信装置１０３との通信を行わない状態の場合に、通信装置１０３をＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態又はＲＲＣ＿Ｉｄｌｅ状態に遷移させることにより、通信装置１０３の消費電力を低減させることができる。なお、ＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態を用いることによって、通信装置１０３への制御信号を抑制して省電力を達成しながら、通信復帰時には通信装置１０３を速やかにネットワークに接続させることができる。

表示部２０５は、視覚で認識可能な情報を出力するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）やＬＥＤ（発光ダイオード）など、聴覚で認識可能なスピーカなど、又は触覚で認識可能な振動素子などの少なくともいずれかを含んで構成される。なお、これらは一例であり、通信装置１０３のユーザが情報を認識可能な任意の装置が表示部２０５として用いられる。入力部２０６は、ユーザ操作による情報の入力を受け付けるキーボードやタッチパネル、環境の観測結果を出力するセンサを含んで構成され、外部からの情報を取り込む。なお、表示部２０５および入力部２０６は、タッチパネルディスプレイなどによって、一体化されたデバイスによって実現されてもよい。

続いて、図３を用いて、通信装置１０３の機能構成例について説明する。通信装置１０３は、例えば、信号送信部３０１、信号受信部３０２、データ記憶部３０３、表示制御部３０４、ＲＲＣ状態制御部３０５、タイマ部３０７、同期処理部３０８、同期誤差取得部３０９および同期間隔設定部３１０を有する。なお、ＲＲＣ状態制御部３０５は、ＲＲＣ Ｒｅｓｕｍｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ送信部３０６を含む。これらの機能部は、例えば、制御部２０１が、記憶部２０２に記憶されているプログラムを実行することによって、また必要に応じて制御部２０１が無線通信部２０４と協働することによって、実現されうる。ただし、これに限られず、例えば、上述の機能部の少なくともいずれかが、例えば無線通信部２０４のみによって実現されてもよいし、別の例では専用のハードウェアによって実現されてもよい。

信号送信部３０１および信号受信部３０２は、通信の相手装置（例えば基地局１０２）との間で、３ＧＰＰ規格の規定に従って信号を送信および受信する。データ記憶部３０３は、通信装置１０３が実行すべきソフトウェアや、認証情報などの情報を記憶保持する。表示制御部３０４は、表示部２０５に画面表示や音声出力等の出力を実行させるための制御を行う。ＲＲＣ状態制御部３０５は、ＲＲＣ＿Ｉｄｌｅ状態と、ＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態と、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態との各状態への遷移のための制御を行う。ＲＲＣ Ｒｅｓｕｍｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ送信部３０６は、通信装置１０３が、ＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態からＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移することを基地局１０２へ要求するためのＲＲＣ Ｒｅｓｕｍｅ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信する。

タイマ部３０７は、通信装置１０３がＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態で動作中に、所定の時刻にまたはタイマ起動後から所定の時間が経過した後に、通信装置１０３に事前に設定された動作を実行させるための計時を行う。同期処理部３０８は、ＩＥＥＥ１５８８規格に準拠した同期処理を行う。なお、本実施形態では、同期処理のための基準時刻情報が、タイムサーバ１０１から１秒周期で配信されるものとする。同期誤差取得部３０９は、同期処理部３０８による処理によって得られる基準時刻と通信装置１０３の内部で保持されている装置内時刻との差分である誤差を取得する。同期間隔設定部３１０は、例えば同期誤差取得部３０９によって取得された誤差に基づいて、同期処理を実行する時間間隔を設定する。

（処理の流れ）
続いて、通信装置１０３が実行する処理の流れのいくつかの例について説明する。通信装置１０３は、同期処理を実行して、基準時刻と装置内時刻との誤差に基づいて、同期処理を実行する時間間隔（同期間隔）を設定する。そして、通信装置１０３は、その同期間隔に従って、基地局１０２との通信に関する処理を実行する。以下で説明する処理は、例えば、通信装置１０３が省電力で時刻同期を維持するモードなどで動作を開始したことに応じて開始される。また、以下の処理は、通信装置１０３の電源がオンとされた場合などの通信装置１０３において以下の処理が実行されていないことが、例えば制御部２０１において検出された場合に開始されてもよい。この処理は、例えば、通信装置１０３の制御部２０１が、記憶部２０２に記憶されているコンピュータプログラムを読み出して実行することにより、実現されうる。なお、これは一例であり、時刻同期処理部２０３と無線通信部２０４が、制御部２０１による制御と独立して以下の処理の少なくとも一部を実行してもよいし、以下の処理の少なくとも一部を実行するための専用のハードウェアが用いられてもよい。

＜処理例１＞
図４を用いて、通信装置１０３が実行する処理の流れの第１の例を説明する。本処理では、通信装置１０３は、同期処理を実行するためにＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移する（Ｓ４０１）。なお、通信装置１０３は、例えば電源がオンとされたことに応じて、少なくとも一度は位置登録のためにＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移するはずであるため、Ｓ４０１の処理は特段の契機なく実行されうる。その後、通信装置１０３は、ＩＥＥＥ１５８８規格に規定された手順を用いて、タイムサーバ１０１から提供された基準時刻に一致するように、装置内時刻を同期させる同期処理を実行する（Ｓ４０２）。そして、通信装置１０３は、同期処理の結果として、例えば誤差＝｜基準時刻－装置内時刻｜などのようにして、基準時刻と装置内時刻との間の誤差（同期誤差）を取得する（Ｓ４０３）。この誤差は、例えば、「５マイクロ秒」などのような値によって表される。

通信装置１０３は、取得した同期誤差に基づいて、Ｓ４０２で実行した同期処理から、次に実行するべき同期処理までの時間間隔（同期間隔）を決定する（Ｓ４０４）。通信装置１０３は、例えば、誤差が小さいほど同期間隔を長く、誤差が大きいほど同期間隔を短く設定しうる。例えば、通信装置１０３は、図５のような対応表を事前に保持しておき、誤差の大きさに対応する同期間隔を選択するようにしてもよい。なお、これは一例であり、例えば、誤差が所定値より大きい場合には、通信回線の状況が良好でないことなどが想定されるため、同期間隔を長くしてもよい。すなわち、例えば、誤差が大きいほど同期間隔を長く設定してもよい。また、例えば、例えば３０マイクロ秒などの所定値の誤差までは、図５の誤差と同期間隔との対応関係のように誤差が大きいほど同期間隔を短く設定する一方で、所定値以上の大きい誤差があった場合に、同期間隔を長く設定してもよい。すなわち、所定値以上の大きい誤差があった場合の同期間隔は、例えば誤差が１５マイクロ秒以上所定値未満の場合の同期間隔より長い任意の値に設定されうる。例えば、所定値以上の大きい誤差があった場合の同期間隔は、例えば誤差が５マイクロ秒未満の場合の同期間隔と同じ又はそれより長く設定されうる。なお、図６の数値は一例であり、例えば通信装置１０３が実行するサービスにおいて要求される時刻同期の誤差などに基づいて、他の値が用いられてもよい。

その後、通信装置１０３は、Ｓ４０４で決定した同期間隔期間内に、（ｓｕｓｐｅｎｄＣｏｎｆｉｇを含んだ）ＲＲＣＲｅｌｅａｓｅを受信したか否かを判定する（Ｓ４０５）。このＲＲＣＲｅｌｅａｓｅは、基地局１０２（無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ））から送信される、通信装置１０３をＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態からＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態へ遷移させるための指示メッセージである。通信装置１０３は、同期間隔期間内に上述のＲＲＣＲｅｌｅａｓｅメッセージを受信しなかった場合（Ｓ４０５でＮＯ）、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態が維持されるため、そのまま次の同期処理を実行する（Ｓ４０２）。一方で、通信装置１０３は、同期間隔期間内に上述のＲＲＣＲｅｌｅａｓｅメッセージを受信した場合（Ｓ４０５でＹＥＳ）、Ｓ４０４で決定した同期間隔期間に基づいてタイマをセットして、ＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態に遷移する（Ｓ４０６）。通信装置１０３は、後述するように、このタイマで設定されたタイミングにおいて、同期処理を実行するためにＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態からＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移するように動作する。なお、このタイマは、「２０２０年１月２日３時４分５６．７８９秒」などの具体的な日時によって設定されてもよいし、「今から０．７８９秒後」などの相対的な時間によって設定されてもよい。相対的な時間によるタイマの設定値は、通信装置１０３が非接続状態（例えばＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態）で動作すべき時間長に対応しうる。すなわち、タイマは、ＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態へ遷移したタイミングにおいて計時を開始し、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態へ遷移するための処理を開始するべきタイミングにおいて満了するように設定されうる。なお、これは一例であり、ＲＲＣＲｅｌｅａｓｅの受信タイミングにおいて計時が開始されてもよいし、また、同期処理の完了後に計時が開始されてもよい。また、このタイマの設定値は、同期間隔で定まるタイミングにおいて、同期処理を実行可能な状態となるように決定される。すなわち、同期処理を実行すべきタイミングにおいて、通信装置１０３がＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態への遷移が完了しているようにタイマの設定値が決定される。なお、ここでのタイマの設定値は、誤差の影響を考慮して、基準時刻情報が配信されることが想定される時間より一定時間だけ早いタイミングで満了するように決定されうる。また、通信装置１０３は、同期に関する信号の到着間隔および到着時刻、ＲＲＣＲｅｌｅａｓｅの受信時刻、後述のＲＲＣＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔの送信後にＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態へ遷移するまでの時間等に基づいてタイマの設定値を決定しうる。

通信装置１０３は、タイマにおいて設定されたタイミングに到達すると（Ｓ４０７でＹＥＳ）、ＲＲＣＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔを送信する（Ｓ４０８）。ＲＲＣＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔは、ＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態で動作する通信装置１０３が、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態へ遷移することを基地局１０２（ＲＡＮ）に対して要求するためのメッセージである。通信装置１０３は、ＲＲＣＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔの送信後、基地局１０２からＲＲＣＲｅｓｕｍｅを受信するのを待ち受ける（Ｓ４０９）。そして、通信装置１０３は、ＲＲＣＲｅｓｕｍｅを受信すると（Ｓ４０９でＹＥＳ）、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移し（Ｓ４１０）、処理をＳ４０２に戻して同期処理を実行する。

以上のような処理により、通信装置１０３は、時刻同期誤差に応じて、時刻同期信号の受信間隔を適切に設定して時刻同期処理を実行することができる。すなわち、本処理例によれば、基地局１０２側によって接続状態が制御され、常時接続状態ではない通信装置１０３のような電子機器において、時刻同期を適時に実行することが可能となる。これによれば、通信装置１０３は、効率的に時刻同期処理を実行することが可能となり、例えば不必要に時刻同期処理を行わないことにより、消費電力を抑制することができる。

なお、上述の処理は、通信装置１０３がＲＲＣＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔを送信してＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移する例を説明したが、ネットワーク側の要求によってＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移してもよい。すなわち、基地局１０２は、通信装置１０３へ送信すべきデータが存在する場合に、通信装置１０３をＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移させるためにページングメッセージを送信しうる。この場合、通信装置１０３は、ページングメッセージに応答してＲＲＣＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔを送信してＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移し、Ｓ４０２に戻って時刻同期処理を実行することができる。この場合、通信装置１０３は、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移したことに応じてタイマをクリアし、Ｓ４０７の計時を停止しうる。また、通信装置１０３は、ページングメッセージに対してＲＲＣＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔを送信せず、Ｓ４０７で設定されたタイミングが到来するまで待機して、そのタイミングにおいてＲＲＣＲｅｓｕｍｅＲｅｑｕｅｓｔを送信するようにしてもよい。この場合、通信装置１０３は、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移した際に、ページングメッセージを生じさせたデータを受信しうる。これによれば、通信装置１０３は、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態で動作する時間を減らすことができるため、電力消費を抑制することが可能となる。

＜処理例２＞
続いて、図６を用いて、通信装置１０３が実行する処理の流れの第２の例について説明する。なお、図４の処理と同じ処理については、同じ参照符号を付してその説明については省略する。処理例１では、同期誤差の値と同期間隔とを関連付けておき、同期誤差の値に対応する同期間隔の値を用いるが、本処理例では、同期誤差の値に応じて適応的に同期間隔の値を変化させる。なお、通信装置１０３は、初期的な同期間隔の設定を上述の処理例１のように実行し、その後に処理例２のような処理を実行するようにしてもよい。

本処理例では、通信装置１０３は、Ｓ４０３で取得した同期誤差が第１の閾値未満であるか（Ｓ６０１）、第１の閾値以上で第２の閾値未満であるか又は第２の閾値以上であるか（Ｓ６０３）を判定する。なお、第２の閾値は第１の閾値より大きい値である。例えば、第１の閾値は５マイクロ秒であり、第２の閾値は１５マイクロ秒である。通信装置１０３は、同期誤差が第１の閾値未満である場合（Ｓ６０１でＹＥＳ）には同期間隔を１秒延長し（Ｓ６０２）、同期誤差が第２の閾値以上である場合（Ｓ６０３でＹＥＳ）には同期間隔を１秒短縮する（Ｓ６０４）。一方、通信装置１０３は、同期誤差が第１の閾値以上で第２の閾値未満である場合（Ｓ６０１でＮＯ、Ｓ６０３でＮＯ）、同期間隔を変更せずに維持する（Ｓ６０５）。例えば、通信装置１０３は、同期誤差が、５マイクロ秒未満の場合は同期間隔を１秒延長し、１５マイクロ秒以上の場合は同期間隔を１秒短縮し、５マイクロ秒以上１５マイクロ秒未満の場合は同期間隔を変更せずに維持する。

通信装置１０３は、Ｓ６０５で同期間隔を維持すると決定した場合、同期間隔が１分などの第１の所定期間において変化したかを判定する（Ｓ６０６）。そして、通信装置１０３は、第１の所定期間以上、同期間隔が変化していない場合（Ｓ６０６でＹＥＳ）、その後、２分間などの第２の所定期間にわたって維持することを決定しうる（Ｓ６０７）。このように、通信装置１０３は、判定した同期間隔が安定している場合は、後述のＳ６０８およびＳ６０９の処理を実行せずに、第２の所定期間にわたって同期処理を実行しうる。なお、この場合、通信装置１０３は、維持された同期間隔に従って、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態への遷移などの処理を実行して同期処理を実行する。すなわち、通信装置１０３は、例えば処理をＳ４０５へ移し、Ｓ４０６～Ｓ４１０の処理の後にＳ４０２で同期処理を実行する。そして、通信装置１０３は、第２の所定期間においては、Ｓ４０２の同期処理の後は、Ｓ４０３の同期誤差の取得とＳ６０１やＳ６０３の判定などの処理を行わず、直ちに処理をＳ４０５に移しうる。これにより、Ｓ６０１やＳ６０３などの判定のための演算等を行う必要がなくなるため、通信装置１０３の消費電力を抑制することができる。

通信装置１０３は、Ｓ６０２やＳ６０４で同期間隔を変更した場合や、Ｓ６０５で同期間隔を維持したものの、第１の所定期間において同期間隔が変化した場合（Ｓ６０６でＮＯ）は、処理をＳ６０８へ移す。Ｓ６０８では、通信装置１０３は、決定した同期間隔が、基準時刻情報の配信周期（例えば１秒）と一致するか、すなわち、配信された基準時刻情報を全て受信するように同期間隔が設定されているか否か、を判定する。そして、通信装置１０３は、決定した同期間隔が基準時刻情報の配信周期と一致する場合（Ｓ６０８でＹＥＳ）、ＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態へ遷移せずに、基準時刻情報の受信を待ち受ける（Ｓ６０９）。なお、通信装置１０３は、同期間隔が基準時刻情報の配信周期と一致する場合にＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態を維持すると説明したが、これに限られない。すなわち、通信装置１０３は、同期間隔が所定の時間長（例えば３秒など）より短い場合にＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態を維持するようにしてもよい。その後、通信装置１０３は、基準時刻情報を受信した場合（Ｓ６０９でＹＥＳ）、Ｓ４０２に処理を戻して同期処理を実行する。なお、ＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態に遷移しないために、例えば、通信装置１０３は、上りリンクのスケジューリング要求を送信するなどにより、通信が行われるべき状態が維持されていることを基地局１０２へ通知してもよい。これにより、通信装置１０３がＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態とＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態との間で状態遷移を過剰に繰り返すことを防ぐことができる。一方、通信装置１０３は、決定した同期間隔が基準時刻情報の報知周期と一致しない場合（Ｓ６０８でＮＯ）、ＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態への遷移も含め、以後は処理例１と同様に動作する。

なお、Ｓ６０２では、同期間隔の最大時間長が設定されている場合、その最大時間長を超えては同期間隔を延長しないようにしうる。例えば、同期間隔の最大時間長が１５秒と設定されている場合、１５秒より長くなるような同期間隔の延長は行われないようにしうる。同様に、Ｓ６０４では、同期間隔の最短時間長が設定されている場合、同期間隔をその最短時間長より短く短縮しないようにしうる。例えば、同期間隔の最短時間長が１秒と設定されている場合には、同期間隔が１秒未満とはならないように、同期間隔の短縮が行われる。また、例えば上述のＳ６０６のように、第１の所定期間（例えば１分）にわたって、Ｓ６０２で最大時間長の制約によって同期間隔の延長が行われなかった場合、その後の第２の所定期間（例えば２分）にわたって同期間隔を維持するようにしてもよい。同様に、第１の所定期間（例えば１分）にわたって、Ｓ６０４で最短時間長の制約によって同期間隔の短縮が行われなかった場合、その後の第２の所定期間（例えば２分）にわたって同期間隔を維持するようにしてもよい。

処理例２では、上述の処理により、同期間隔を１秒単位で適応的に設定することができる。このため、同期誤差の値に応じて、状況に適した同期間隔が適切に設定されるようにすることができる。なお、上述の各処理例での同期間隔は、基準時刻情報の配信周期の倍数となるように設定される。すなわち、上述の例では基準時刻情報の配信周期が１秒であるため、処理例１では、１秒、３秒、又は１０秒が同期間隔として使用され、処理例２では、１秒単位で同期間隔を延長又は短縮している。このようにすることで、通信装置１０３は、適切なタイミングでＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態へ遷移して、時刻同期処理を実行することができる。基準時刻情報の配信周期が１秒でない場合にも、同期間隔の長さをその配信周期の倍数とすることにより、通信装置１０３は確実に時刻同期処理を実行することができる。

なお、上述の例では、通信装置１０３をＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態へ遷移させる場合の例について説明したが、ＲＲＣ＿Ｉｄｌｅ状態へ遷移させる場合も同様の処理を用いることができる。この場合、通信装置１０３は、ＲＲＣ＿Ｉｎａｃｔｉｖｅ状態に遷移する場合と比して、接続が確立されるまでの時間が長くなることを前提として、ＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態へ遷移するための処理の開始タイミングを特定して、タイマの値を設定する。なお、通信装置１０３は、基地局１０２から受信する報知信号に基づいて、ランダムアクセス（ＲＡ）プリアンブルの送信用の周波数・時間リソースを特定しうる。そして、通信装置１０３は、ネットワークでのＲｅｓｕｍｅ処理に要する時間を考慮して、同期処理に間に合うタイミングでＲＲＣ＿Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態へ遷移可能となるようなタイミングのリソースでＲＡプリアンブルを送信するようにタイマを設定しうる。

なお、上述の実施形態では、通信装置１０３がセルラ通信システムの端末装置である場合について説明したが、これは一例であり、他の通信装置によって上述のような処理が行われうる。すなわち、基地局１０２などのような制御装置の制御の下で接続状態と非接続状態とを切り替えて無線通信を行う通信装置が、同期処理を実行する時間間隔に応じて接続状態となるように、制御装置へ要求を送信する。なお、通信装置は、基地局などの制御装置に同期間隔の情報を通知し、基地局にその同期間隔に応じたタイミングで（例えばページングなどによる）接続状態への遷移指示を送信させるようにしてもよい。また、通信装置は、誤差の情報を制御装置へ送信し、制御装置が同期間隔を決定して、その決定した同期間隔に応じて通信装置を接続状態へと遷移させてもよい。このように、通信装置は、上述のように単独で、誤差の情報を基地局等に通知せずに自装置内で同期間隔を決定して、その決定に応じたタイミングで接続状態へ遷移するためのメッセージを送信しうるが、基地局等の制御装置にその動作の一部を行わせてもよい。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１０３：通信装置、２０１：制御部、２０３：時刻同期処理部、２０４：無線通信部

Claims (14)

1. 基地局の制御に基づいて接続が確立された接続状態と接続が確立されていない非接続状態とを切り替えて無線通信を行う通信装置であって、
   前記基地局との間で接続を確立している間に時刻同期システムの基準時刻情報を取得して時刻同期を確立する同期処理を行う確立手段と、
   前記通信装置において保持されている装置内時刻の、前記基準時刻情報によって示される時刻情報に対する誤差に基づいて前記同期処理を行う時間間隔を設定する設定手段と、
   前記通信装置が前記非接続状態で動作している場合に、前記時間間隔に基づいて、前記同期処理を行うべきタイミングで前記接続状態となるように前記基地局へ要求する要求手段と、
   を有し、
   前記確立手段は、前記通信装置が前記接続状態で動作しており、かつ前記時間間隔に基づくタイミングにおいて、前記同期処理を行うことを特徴とする通信装置。
2. 前記通信装置が前記同期処理を行うべきタイミングにおいて前記接続状態で動作している場合、前記確立手段は、前記要求手段による前記要求を行うことなく、前記同期処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記通信装置は、前記誤差の大きさと前記時間間隔とを対応させる情報を保持しておき、
   前記設定手段は、前記誤差の大きさと前記情報とに基づいて前記時間間隔を選択して設定する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記設定手段は、前記誤差の大きさに基づいて前記時間間隔を適応的に延長、維持、または短縮することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記設定手段は、前記誤差の大きさが第１の閾値未満である場合に前記時間間隔を延長し、前記誤差の大きさが第２の閾値以上である場合に前記時間間隔を短縮することを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 前記設定手段は、第１の所定期間にわたって前記時間間隔を維持した状態でさらに前記時間間隔を維持すると決定した後の第２の所定の期間において、前記誤差の大きさによらずに前記時間間隔を維持することを特徴とする請求項４又は５に記載の通信装置。
7. 前記通信装置は、前記時間間隔に基づいて、前記接続状態で前記同期処理を行った後に前記非接続状態へ遷移するかを決定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 前記通信装置は、前記基準時刻情報の配信周期と前記時間間隔が一致する場合に、前記同期処理を行った後に前記非接続状態へ遷移しないことを決定することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
9. 前記通信装置は、前記基準時刻情報の配信周期が所定の時間長より短い場合に、前記同期処理を行った後に前記非接続状態へ遷移しないことを決定することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
10. 前記要求手段は、前記基地局へ前記要求を行ってから前記基地局の制御により前記通信装置が前記接続状態へ遷移するまでの時間と前記時間間隔とに基づいて、前記要求を行うタイミングを決定することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の通信装置。
11. 前記要求手段は、前記非接続状態となるべき時間長を計時するタイマを含み、前記タイマが満了したことに応じて前記要求を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の通信装置。
12. 前記通信装置は、前記非接続状態の間に、前記基地局から前記接続状態へと遷移すべきことを示すメッセージを受信した場合に当該メッセージに応答せずに、前記要求手段が前記要求を行うことによって前記接続状態へ遷移することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の通信装置。
13. 基地局の制御に基づいて接続が確立された接続状態と接続が確立されていない非接続状態とを切り替えて無線通信を行う通信装置によって実行される制御方法であって、
    前記基地局との間で接続を確立している間に時刻同期システムの基準時刻情報を取得して時刻同期を確立する同期処理を行うことと、
    前記通信装置において保持されている装置内時刻の、前記基準時刻情報によって示される時刻情報に対する誤差に基づいて前記同期処理を行う時間間隔を設定することと、
    前記通信装置が前記非接続状態で動作している場合に、前記時間間隔に基づいて、前記同期処理を行うべきタイミングで前記接続状態となるように前記基地局へ要求することと、
    を含み、
    前記通信装置は、前記通信装置が前記接続状態で動作しており、かつ前記時間間隔に基づくタイミングにおいて、前記同期処理を行うことを特徴とする制御方法。
14. コンピュータを請求項１から１２のいずれか１項に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。

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