JP6436164B2 - 時刻参照端末、計測端末、時刻同期システムおよび時刻同期方法 - Google Patents

Description

本発明は、時刻参照端末、計測端末、時刻同期システムおよび時刻同期方法に関する。

センサネットワークなどで利用される、センシング機能と通信機能を搭載する計測端末は、各々の計測端末間における時刻の同期に高い精度を要する。また、これらの計測端末は、商用電源が確保しにくい場所に設置されることも多いので、電力量に制限があり、バッテリ駆動が要求される。これに対して、特許文献１には、時刻同期信号を受信するために長い時間待機する必要なく、そのため消費電力量を低く抑える方法が開示されている。

また、特許文献２には、水、油およびガス等が配管の特定位置から漏れている際に、漏れている個所を、相関方式を利用して感知し、検出する手法が開示されている。

特開２００６−７４３２６号公報 特開昭５８−２０８６３６号公報

各計測端末がバッテリ駆動を利用して無線通信するセンサネットワークでは、当該各計測端末の長期間動作のために、低電力で各計測端末間を時刻同期する必要がある。例えば、特許文献１に記載の時刻同期方法では、低電力に時刻同期を実現するために、時間管理された端末間において周期的に時刻同期処理を行うことにより、消費電力量の高い無線通信を実行する頻度を抑制する。しかし、計測端末に搭載するクロック精度によりカウント時間には誤差が発生する。このため、リファレンス端末が、同期時刻と実際に計測する計測時刻との間隔を長くすると計測開始時間の誤差が大きくなり、同期時刻と計測時刻との間隔を短くすると計測開始時刻を超過してしまうという問題がある。

また、特許文献２に記載の相関処理を用いた位置特定手法は、異なる２点間で取得する時間波形が完全に同期されていることが前提となっており、実際の運用においてはこの時間波形の同期誤差を抑制する必要がある。しかし、屋外で広範囲に亘りセンサ端末を設置して、計測データ送信に無線通信を使用する場合、通信環境の変動による同期誤差の低下や、センサ端末の高負荷動作により電力消費が高くなるという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するべくなされた。本発明は、通信環境の変動や計測の時間間隔が計測誤差の発生要因とならず、高い同期精度を得られ、且つ、低い消費電力を実現する時刻参照端末等を提供することを主たる目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点は、
所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始する少なくとも１つ以上の処理端末と接続された時刻参照端末であって、
処理開始時刻まで処理を開始しないことを指示する信号を、処理端末の各々に送信する動作開始指示手段と、
現在時刻から処理開始時刻に至る時間のうち、処理端末の各々の動作に関するクロックの精度に相当する時間分、処理開始時刻に先立って完了するよう、処理端末の各々との間で同期処理を実施する同期処理手段とを備える、時刻参照端末である。

本発明の第２の観点は、
所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始するよう指示する時刻参照端末と接続された処理端末であって、
処理開始時刻まで処理の開始を待つ待機手段と、
時刻参照端末から通知される同期開始時刻に、時刻参照端末との同期処理を実施する同期処理手段と、
処理開始時刻に、処理を開始する処理手段
とを備える、処理端末である。

本発明の第３の観点は、
上記のいずれかに記載された時刻参照端末と、上記のいずれかに記載された処理端末を備える時刻同期システムである。

本発明の第４の観点は、
所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始する少なくとも１つ以上の処理端末と接続された時刻参照端末が行う時刻同期方法であって、
処理開始時刻まで処理を開始しないことを指示する信号を、処理端末の各々に送信し、
現在時刻から処理開始時刻に至る時間のうち、処理端末の各々の動作に関するクロックの精度に相当する時間分、処理開始時刻に先立って完了するよう、処理端末の各々との間で同期処理を実施することを備える、
時刻同期方法である。

本発明の第５の観点は、
所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始するよう指示する時刻参照端末と接続された少なくとも１つ以上の処理端末が行う時刻同期方法であって、
処理開始時刻まで処理の開始を待ち、
時刻参照端末から通知される同期開始時刻に、時刻参照端末との同期処理を実施し、
処理開始時刻に、処理を開始することを備える、
時刻同期方法である。

本発明の時刻参照端末等によると、通信環境の変動や計測の時間間隔が計測誤差の発生要因とならず、高い同期精度を得られ、且つ、低い消費電力を実現することができる。

本発明の第一の実施形態に係る時刻同期システムの構成を示す図である。 第一の実施形態における時刻参照端末の機能構成の一例を示す図である。 第一の実施形態における計測端末の機能構成の一例を示す図である。 第一の実施形態における時刻参照端末および計測端末の時間の概念を説明するための図である。 第一の実施形態に係る時刻同期システムの動作をフロー図である。 本発明の第二の実施形態に係る時刻同期システムの構成を示す図である。 第二の実施形態に係る時刻同期処理の動作を示すフロー図である。 本発明の第三の実施形態に係る時刻同期システムの時刻参照端末の内部構成図である。 第三の実施形態に係る時刻同期システムの計測端末の内部構成図である。 第三の実施形態に係る時刻同期処理の動作を示すフロー図である。 第三の実施形態におけるフラグ間のクロックパルスの概念を示す図である。 第三の実施形態におけるフラグ間のカウンタ値の概念を示す図である。 第三の実施形態におけるフラグ送信回数とカウンタ値との関係を示すグラフ図である。 第三の実施形態における時刻参照端末と各計測端末との通信処理を時系列で示すグラフ図である。 クロック補正なしの同期誤差を示すグラフ図である。 クロック補正ありの同期誤差を示すグラフ図である。 本発明の第四の実施形態に係る時刻参照端末の構成を示す図である。 本発明の第五の実施形態に係る処理端末の構成を示す図である。 本発明の第六の実施形態に係る時刻同期システムの構成を示す図である。

次に図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。更に以下に記載される実施形態は一例であり、その本質を同一とする範囲において適宜変更可能であることに留意すべきである。

また、以下の実施形態の説明において、各装置の各構成要素は、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。各装置のハードウェアは、その構成要素として、任意のコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、プログラムをロードするためのメモリを含む。更にハードウェアによる構成要素は、プログラムを格納するためのハードディスクなどの記憶メディアと、ネットワーク接続用インタフェースを含む。

上記の各構成要素をメインとした、ハードウェア、ソフトウエア、またはこれらの任意の組合せによって各装置は実現される。そして、その実現方法等には様々な変形例がある。例えば、ＣＰＵの他に、ＭＰＵ（Micro-processing unit）やＭＣＵ（Micro Controller Unit）が使用されてもよい。
＜第一の実施形態＞
（時刻同期システム）
第一の実施形態に係る時刻同期システム１は、計測端末間の計測開始時刻の同期をとるシステムであり、図１に示すように、時刻参照端末２０および複数の計測端末１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…）を備えている。時刻参照端末２０は、時刻同期システム１内に１つ以上存在する。時刻参照端末２０と計測端末１０ａ、１０ｂおよび１０ｃは、通信網７を介して互いに通信することができる。尚、多くの場合、計測端末１０ａ〜１０ｃと通信網７の間の通信は無線で行われ、この無線通信の際に、計測端末１０ａ〜１０ｃは多くの電力を消費する。
（時刻参照端末）
時刻参照端末２０は、図２に示すように、計測開始時刻設定部１００、計測間隔算出部１１０、クロック精度記憶部１２０、最大誤差時間算出部１３０、同期開始時刻設定部１４０、動作開始指示部１５０、同期処理部１７０、計測開始時刻記憶部１８０、残時間設定部１９０および送受信部１６０等を備えている。

計測開始時刻設定部１００は、時刻同期システム１の管理者等であるユーザに、計測開始時刻の設定を促す。計測開始時刻記憶部１８０は、設定された計測開始時刻を記憶する。計測間隔算出部１１０は、予め設定された計測開始時刻および現在時刻である動作開始時刻から、計測間隔を算出する。クロック精度記憶部１２０は、各計測端末１０ａ〜１０ｃのクロック周波数の許容誤差（以下「クロック精度」と記載）に関する情報であるクロック精度情報を記憶する。最大誤差時間算出部１３０は、計測間隔とクロック精度情報とを基に、各計測端末１０ａ〜１０ｃの最大誤差時間を算出する。

同期開始時刻設定部１４０は、計測開始時刻、最大誤差時間および同期に必要とされる時間である同期処理時間を基に、計測開始時刻の直前に同期を行うように、同期開始時刻を算出する。動作開始指示部１５０は、各計測端末１０ａ〜１０ｃに動作待機を示す指示を送信する。同期開始時刻記憶部１４１は、同期開始時刻を記憶する。同期処理部１７０は、同期開始時刻に、各計測端末１０ａ〜１０ｃとの間で時刻同期処理を行う。残時間設定部１９０は、同期処理時間と計測開始時刻とから、計測開始時刻までの残時間を算出する。残時間設定部１９０は、算出された残時間を、無線通信を介して、各計測端末１０ａ〜１０ｃに設定する。送受信部１６０は、通信網７を介して計測端末１０ａ〜１０ｃと無線通信する。
（計測端末）
計測端末１０ａ〜１０ｃは、図３に示すように、計測待機部２００、同期処理部２１０、計測処理部２２０、送受信部２３０、同期開始時刻記憶部２４０および残時間記憶部２５０等を備えている。計測待機部２００は、時刻参照端末２０からの動作待機指示により周辺機能の電源をオフにし、同期開始時刻もしくは計測開始時刻までオフ状態を維持する。同期処理部２１０は、同期開始時刻において、時刻参照端末１０との時刻同期を行う。計測処理部２２０は、様々な計測処理、例えば配管の漏洩位置の計測等を行う。計測処理部２２０の計測に用いるセンサは、例えば振動センサ、温度センサ、圧力センサなどがある。送受信部２３０は、通信網７を介して、時刻参照端末２０と無線通信を行う。尚、これは有線通信であっても構わない。同期開始時刻記憶部２４０は、同期開始時刻を一時記憶するメモリである。残時間記憶部２５０は、残時間を一時記憶するメモリである。

尚、上述した各部は図示しないコンピュータのＣＰＵ等に格納されている。または図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ(Random Access Memory)に格納されて、適宜ＣＰＵが演算処理を行うことでこれらの処理は実行される。
（時刻同期システムの動作）
時刻同期システム１にて使用される各時刻および各時間等を、時刻参照端末２０および計測端末１０ａ〜１０ｃ間の時系列に沿った動作を参照しながら説明する。図４において、ｔは時間軸を表す。

まず、図４に示すように、時刻参照端末２０に設定された計測開始時刻３０と現在時刻である動作開始時刻３１とから、計測端末１０ａ〜１０ｃに設定すべき計測間隔３２が算出される。

ここで、一般的な計測端末１０ａ〜１０ｃのクロック精度は±数十ｐｐｍ（パーツパーミリオン）程度であり、仮に±１００ｐｐｍとすると１日の誤差時間は約±１０秒となる。当然、計測間隔３２が、より長い設定となれば、誤差時間も大きくなる。例えば、クロック周波数の許容誤差が負値（例えばクロック精度が-１００ｐｐｍ）であり、且つ、計測開始を予定している時刻が一日後の場合を考える。この場合、実際の計測開始時刻は、予定より１０秒遅くなり、本来の計測開始時刻３０を超過することになる。

よって、本実施形態では、各計測端末１０ａ〜１０ｃの製品カタログに記載されている精度情報（以下「カタログ値」と記載）のうち、クロック精度の負値の最大絶対値（以下「最小カタログ値」と記載）を得て、これを基に、計測間隔３２に最小カタログ値を乗じた結果である最大誤差時間３３を算出する。例えば、計測間隔３２が２４時間、最小カタログ値が｜−１００ｐｐｍ｜であると、２４時間×６０分×６０秒×｜−１００ｐｐｍ｜／１０^６＝８．６秒となる。但し、「｜ ｜」は絶対値を表し、「／」は除算を表す。ここで、計測開始時刻３０から最大誤差時間３３と同期処理時間３４を減算した時刻が同期開始時刻３５となる。

これにより、時刻参照端末２０と通信する全ての計測端末１０ａ〜１０ｃにおいて、クロック精度の個体差によらず、計測開始時刻３０より前に同期開始処理３６が実行される。その後、同期開始時刻３５から同期処理時間３４が経過した時刻、すなわち同期処理完了時刻から、計測開始時刻３０を減じた結果である残時間３７が算出される。そして、同期処理完了時刻から残時間３７経過後が、計測端末１０ａ〜１０ｃが計測処理３８を開始すべき計測開始時刻３０となる。

次に、本実施形態に係る時刻同期システム１の各部の動作を、図５のフロー図を用いて説明する。

（ａ）ステップＳ１００において、図２の時刻参照端末２０側の計測開始時刻設定部１００は、計測開始時刻を設定する。具体的には、計測開始時刻設定部１００は、システム管理者等のユーザ等に対し、時刻参照端末２０に設定すべき計測開始時刻の入力および設定を促す。ステップＳ１１０において、計測開始時刻設定部１００は、設定された計測開始時刻３０を計測開始時刻記憶部１８０に格納する。

（ｂ）ステップＳ１２０において、計測間隔算出部１１０は、動作開始時刻３１から計測開始時刻３０までの計測間隔を算出する。ステップＳ１３０において、最大誤差時間算出部１３０は、算出された計測間隔３２と、予めクロック精度記憶部１２０に保持していた各計測端末１０ａ〜１０ｃのクロック精度情報とを用いて、計測端末毎の最大誤差時間を算出する。ステップＳ１４０において、同期開始時刻設定部１４０は、計測開始時刻３０から、最大誤差時間および同期処理に要する時間を減算した時刻を、同期開始時刻３５として、計測端末１０ａ〜１０ｃに通信網７を介して送信する。更に、同期開始時刻設定部１４０は、同期開始時刻３５を同期開始時刻記憶部１４１に格納する。

（ｃ）次にステップＳ１４１において、図３の計測端末１０ａ〜１０ｃ側の送受信部２３０が送信された同期開始時刻３５を受信すると、計測待機部２００は、受信した同期開始時刻３５を同期開始時刻記憶部２４０に格納する。その後、計測待機部２００は、通信機能を代表とする、不要な全ての周辺機能の電源をオフとし、計測端末１０ａ〜１０ｃを計測待機状態とする。

ステップＳ１６０において、計測待機部２００が同期開始時刻記憶部２４０に格納される同期開始時刻になったと判断する場合（ステップＳ１６０でＹＥＳ）、ステップＳ１７０において、同期処理部２１０が時刻参照端末２０と、通信網７を介して、同期処理を開始する。ステップＳ１６０において、同期時刻ではないと判断する場合（ステップＳ１６０でＮＯ）、ステップＳ１５０に戻り、計測待機状態が継続する。ただし、同期時刻でない場合、ステップＳ１５０に戻らず、同期時刻になるかの判定（ステップＳ１６０）に戻ってもよい。

具体的には、時刻参照端末２０の同期処理部１７０は、計測端末１０ａ〜１０ｃに同期信号を送信する。これに応じて、計測端末１０ａ〜１０ｃの同期処理部２１０は、時刻参照端末２０に同期信号を返信する。この同期信号送受信のタイミングは、同期開始時刻設定部１４０により計測開始時刻の直前に行うよう設定されている。同期誤差は、時間経過につれて大きくなるので、このように計測開始時刻３０の直前に同期処理を行うことで、正確な残時間を算出することができるようになる。

（ｄ）ステップＳ１７１において、図２の同期処理部１７０は、同期開始時刻記憶部１４１に格納されている同期開始時刻になったと判断すると、計測端末１０ａ〜１０ｃと、通信網７を介して、同期処理を開始する。ステップＳ１８０において、同期処理完了後、残時間設定部１９０は、各計測端末１０ａ〜１０ｃの同期処理完了時刻から、計測開始時刻３０を減じた結果である残時間３７を各々算出し、この各残時間３７を、通信網７を介して、各計測端末１０ａ〜１０ｃに送信する。

（ｅ）ステップＳ１８１において図３の計測端末側の送受信部２３０が通信網７を介して残時間３７を受信すると、計測待機部２００は、受信した残時間３７を残時間記憶部２５０に格納する。その後、ステップＳ１９０において、計測待機部２００は、再度、通信機能を代表とする不要な全ての周辺機能の電源をオフとして、計測端末１０ａ〜１０ｃを計測待機状態とする。ステップＳ２００において、計測処理部２２０が、残時間記憶部２５０に格納される残時間が経過し、計測開始時刻３０になったと判断すると、ステップＳ２１０において、計測処理部２２０が様々な計測処理を実行する。

以上記載したように、本発明の第一の実施形態によれば、時刻同期システム１は、どのような計測開始時刻を設定しても、計測開始時刻を超過しない範囲で、計測開始時刻に最も近い同期開始時刻を自動的に１回設定する。これにより、時刻同期システム１は、比較的短い周期で複数回の同期処理を行う場合と比較し、同期精度を維持するために同期処理にかかる消費電力を削減することができると共に、より高い同期精度を実現することができる。
＜第二の実施形態＞
（時刻同期システム）
第二の実施形態に係る時刻同期システム（図示しない）は、図１の時刻同期システム１と同様に、時刻参照端末２１と、これと通信可能な、計測のための図示しない複数の計測端末を備えている。

時刻参照端末２１は、図６に示すように、以下の構成を備える。
計測開始時刻設定部３００、
計測間隔算出部３１０、
クロック精度記憶部３２０、
最大誤差時間算出部３３０、
同期開始時刻設定部３４０、
同期開始時刻記憶部３４１、
動作開始指示部３５０、
同期処理部３７０、
クロック精度実測部３７１、
計測開始時刻記憶部３８０、
補正残時間設定部３９０および
送受信部３６０。

同期開始時刻記憶部３４１は、基準となる同期開始時刻と、各計測端末にて実際に同期処理が開始された時刻である実測同期開始時刻を一時記憶する。クロック精度記憶部３２０は、計測端末毎のカタログ値から得られる基準クロック精度の情報、および実際に測定された結果得られる実測クロック精度の情報を記憶する。

クロック精度実測部３７１は、各計測端末にて実際に同期処理が開始された時刻を取得し、取得した実測時刻と、同期開始時刻記憶部３４１に格納される同期開始時刻を基に、各計測装置のクロック精度の実測を行い、実測クロック精度を算出する。補正残時間設定部３９０は、同期処理完了後から計測開始時刻までの時間を、実測クロック精度を基に補正する。

尚、他の各部については第一の実施形態と同様であるため説明を割愛する。

次に、第二の実施形態に係る時刻同期システムの各部の動作を、図７のフロー図を用いて説明する。
（ａ）ステップＳ３００においては、図６の時刻参照端末側の計測開始時刻設定部３００は、時刻参照端末２１に設定すべき計測開始時刻を設定する。具体的には、計測開始時刻設定部３００は、ユーザ等に対し、計測開始時刻の入力および設定を促す。ステップＳ３１０において、計測開始時刻設定部３００は、設定された計測開始時刻を計測開始時刻記憶部３８０に格納する。
（ｂ）ステップＳ３２０において、計測間隔算出部３１０は、動作開始時刻から計測開始時刻までの計測間隔を算出する。ステップＳ３３０においては、最大誤差時間算出部３３０は、クロック精度記憶部３２０から基準クロック精度を表す情報を取得し、計測間隔と各計測端末の基準クロック精度情報とを基に最大誤差時間を算出する。ステップＳ３４０において、同期開始時刻設定部３４０は、計測開始時刻から、最大誤差時間および同期処理に要する時間を減算した時刻を、同期開始時刻として、各計測端末に通信網７を介して送信する。更に同期開始時刻設定部３４０は、同期開始時刻を、同期開始時刻記憶部３４１に格納する。
（ｃ）次にステップＳ３４１において、各計測端末が同期開始時刻を受信すると、計測端末の計測待機部２００は、通信機能等の電源をオフとし、自端末を計測待機状態とする（ステップＳ３５０）。ステップＳ３６０において、計測待機部２００が同期開始時刻になったと判断すると、ステップＳ３７０において、同期処理部２１０は、時刻参照端末２１との間で同期処理を行う。
（ｄ）ステップＳ３７１において時刻参照端末２１と各計測端末の間での同期処理が完了すると、ステップＳ３７２において、図６のクロック精度実測部３７１は、各計測端末にて実際に同期処理が開始された時刻を、通信網７を介して、取得する。ステップＳ３７３においては、クロック精度実測部３７１は、取得した実測同期開始時刻と、同期開始時刻記憶部３４１に格納される基準同期開始時刻とを比較し、各計測端末のクロック精度の測定を行う。ステップＳ３８０において、補正残時間設定部３９０は、同期処理時間経過直後の時刻から計測開始時刻までの残時間を、クロック精度の測定結果に応じて補正した、補正残時間を算出する。

例えば、ある計測端末の遅延時間が１０μｓ（マイクロ秒）で、計測開始時刻まで残時間が１０ｓなら、その計測端末に１０ｓ−１０μｓを、補正した残時間として設定する。

尚、ステップＳ３８１〜Ｓ４１０は、図５のステップＳ１８１〜Ｓ２１０と同様であるため説明を割愛する。

以上説明したように、本発明の第二の実施形態によると、同期処理後から計測開始時刻までの残時間を、各計測端末装置固有の実測したクロック精度で補正することにより、より高い同期精度を得ることができる。ひいては、本実施形態によれば、より正確に時刻同期処理を行うことができる。
＜第三の実施形態＞
第三の実施形態の時刻同期システム（図示せず）は、図１の時刻同期システム１と同様に、時刻参照端末２２および複数の計測端末１１ａ〜１１ｃを備えている。時刻参照端末２２と各計測端末１１ａ〜１１ｃは通信可能に接続されている。

時刻参照端末２２は、図８に示すように、以下の構成を備える。
計測開始時刻設定部４００、
計測間隔算出部４１０、
クロック精度記憶部４２０、
最大誤差時間算出部４３０、
同期開始時刻設定部４４０、
同期開始時刻記憶部４４１、
動作開始指示部４５０、
同期処理部４７０、
計測開始時刻記憶部４８０、
残時間設定部４９０および
送受信部４６０。

同期処理部４７０は、フラグ送信部４７０ａ、同期信号送信部４７０ｂおよび通信時間設定部４７０ｃ等を備えている。

フラグ送信部４７０ａは、計測端末１１ａ〜１１ｃに一定の時間間隔で受信の目印となるデータ（以下「フラグ」と記載する）を所定回数送信する。同期信号送信部４７０ｂは、計測端末１１ａ〜１１ｃに同期をとるための同期信号を送信する。通信時間設定部４７０ｃは、時刻参照端末２２と計測端末１１ａ〜１１ｃの各々の間の通信時間を設定し、設定された通信時間を基に、計測開始時刻までの残時間を算出する。

計測端末１１ａ〜１１ｃは、図９に示すように、計測待機部５００、同期処理部５１０、計測処理部５２０、送受信部５３０、同期開始時刻記憶部５４０および残時間記憶部５５０等を備えている。同期処理部５１０は、平均値算出部５１０ａ、閾値判定部５１０ｂ、差分算出部５１０ｃ、補正値算出部５１０ｄおよび同期信号送信部５１０ｅ等を備えている。

平均値算出部５１０ａは、あるフラグを受信したタイミングから、次のフラグを受信するまでの間に発生するクロックパルスをカウントした値（以下「カウンタ値」と記載する）を取得し、複数のカウンタ値がある場合は、その平均値を算出する。閾値判定部５１０ｂは、算出された平均値が、所定の上下限閾値内であるかを判定する。差分算出部５１０ｃは、時刻参照端末２２のカウンタ値と計測端末１１ａ〜１１ｃのカウンタ値の差分を算出する。補正値算出部５１０ｄは、算出された差分を基に、計測端末１１ａ〜１１ｃの動作に関するクロック周波数（以下、「動作クロック」とも記載）の補正値を算出する。ここでカウンタ値と動作クロックとは、逆数関係を有しており、各実施形態を例に説明する本発明において、係る動作クロックの単位は「秒」に基づくヘルツ（Ｈｚ）には限定されない。同期信号送信部５１０ｅは、計測端末１１ａ〜１１ｃから時刻参照端末２２に対し、同期をとるための同期信号を送信する。

尚、他の各部は第一および第二の実施形態と同様であるため説明を省略する。

次に第三の実施形態の時刻同期システムにおける各部の動作は、第一の実施形態で説明した図５のフローチャートおよび第二の実施形態で説明した図７のフローチャートに示す動作と、同期動作以外は、同様である。よって、以下においては、第三の実施形態の時刻同期システムにおける同期動作について主に説明を行ない、他のステップについては説明を省略する。

先ず、第三の実施形態の時刻同期システムにおける同期動作の概要について説明する（図５のステップＳ１７０〜Ｓ１７１および図７のステップＳ３７０〜Ｓ３７１に該当）。尚、本実施形態における同期動作とは、時刻参照端末２２と各計測端末１１ａ〜１１ｃとの間の信号の往復通信時間を得るために行われる。計測動作開始の直前近くに、時刻参照端末２２と各計測端末の間の通信時間の差を得て、この差を用い計測動作迄の残時間を補正することで、各計測端末１１ａ〜１１ｃが同時に計測動作を開始できるようになる。

図８および図９には図示しないが、時刻参照端末２２および計測端末１１ａ〜１１ｃは、基準クロックを生成するための基準オシレータを内蔵する。各端末は、内蔵されている基準オシレータが発振する所定の低周波を源振として逓倍することによって、基準クロックを生成する。基準クロックを生成する際、当該基準オシレータの周波数は、使用するＣＰＵ、ＭＰＵまたはＭＣＵの個体差、環境温度変化により値が変化する。そこで、同期処理部４７０は、時刻参照端末２２の基準クロックを基準に逓倍する係数を補正し、時刻参照端末２２と各計測端末１１ａ〜１１ｃの基準クロック周波数を一致させる。これにより、同期処理部４７０は、時刻参照端末２２と各計測端末１１ａ〜１１ｃ間の正確な通信時間差を得て、この通信時間差にて各計測端末１１ａ〜１１ｃの計測開始時刻を補正する。

以下に同期動作について図１０のフロー図を用いてより詳細に説明する。尚、他のステップは第一および第二の実施形態と同様であるため説明を省略する。

（ａ）まずステップＳ６００において、図８の時刻参照端末２２のフラグ送信部４７０ａは、計測端末１１ａ〜１１ｃにフラグを所定数ｎ回送信する。尚、これは時刻参照端末２２と計測端末１１ａ〜１１ｃとの間でのクロックパルスの周期の違いを調べるためである。

図１１に示す例では、時刻参照端末２２において、１秒間に５回のクロックパルスが計測される一方、計測端末１１ａ〜１１ｃでは４回のクロックパルスが計測されており、周期に違いがある。尚、図１１のクロック周波数では説明の便宜上フラグ間隔が１秒の場合について説明しているが、フラグ間隔は１秒の場合のみに限定されず、任意のフラグ間隔において時刻参照端末２２と計測端末１１のクロックパルスをカウントするようにしても構わない。

（ｂ）ステップＳ６１０において、図９の計測端末１１ａ〜１１ｃの平均値算出部５１０ａは、フラグを受信すると、フラグを前回受信したタイミングと今回受信したタイミングとの期間におけるカウンタ値を取得する。

例えば図１２に示すように、フラグ１からフラグ２を受信するまでに４回クロックパルスが発生していると、カウンタ値ａは４となる。同様にフラグ２とフラグ３間のカウンタ値ｂは５、フラグ３とフラグ４間のカウンタ値ｃは５となる。尚、図１１では説明の便宜上１秒間隔で計測を行っているが、フラグ間隔はこれに限定されるものではない。

図１３は、第３の実施形態における、フラグ送信部４７０ａが送信するフラグ送信回数ｎと平均値算出部５１０ａが算出するカウンタ値との関係を示すグラフである。図１３において、時刻参照端末２２が、計測端末１１ａ〜１１ｃに対し、２回（ｎ＝２）から６回（ｎ＝６）までの送信回数に亘って、フラグを送信したとする。この場合、ｎ＝４では、一定間隔でフラグが４回送信され（図１２参照）、計測端末１１ａ〜１１ｃは、１回目と２回目とのフラグ間のカウンタ値ａ（図１２では４回）、２回目と３回目とのフラグ間のカウンタ値ｂ（図１２では５回）、３回目と４回目とのフラグ間のカウンタ値ｃ（図１２では５回）を取得する。次に、ステップＳ６２０において、平均値算出部５１０ａは、受信したｎ回分のカウンタ値の平均値を算出する。例えば、平均値算出部５１０ａは、図１３に破線で示されたｎ＝４の場合、３回分のカウンタ値ａ、ｂおよびｃの平均値を算出する。

（ｃ）次にステップＳ６３０において、閾値判定部５１０ｂは、予め設定した上下限閾値と算出された平均値を比較する。この閾値との比較は各フラグ間のクロックパルス数に大きなばらつきがないかを調べるために行われる。ここで平均値が上下限閾値内であったらステップＳ６４０へ進む。尚、比較の結果、上下限閾値範囲外であれば、閾値判定部５１０ｂは、閾値範囲外である旨の通知を計測端末２２に送信する。ステップＳ６３１において、この通知を受けた計測端末２２のフラグ送信部４７０ａは、フラグの送信回数を１回増加させる。これは、カウンタ値のばらつきが大きくなると予測される場合に、なるべく少ない送信回数で高精度なカウンタ値を得るためである。ステップＳ６３１の処理が終了すると、処理はステップＳ６００へ戻される。

例えば、係るカウンタ値のばらつきが小さい時は、なるべく少ないフラグ送信回数にすることにより、電力消費の大きい無線通信を最小限にする。反対に、ばらつきが大きい時は、カウンタ値の平均処理と許容判定処理により、バラつきを抑えた高精度なカウンタ値を得るようにする。これにより、一定精度を保ちつつ、電力消費の少ない時刻同期ができる。

（ｄ）ステップＳ６４０において、差分算出部５１０ｃは、フラグ間カウンタの平均値を基に計測端末１１ａ〜１１ｃのクロック周波数を算出し、時刻参照端末２２と計測端末１１ａ〜１１ｃのクロック周波数の差分を算出する。

一例を示すと、マイクロコントローラの基準クロックであるＡＣＬＫ（ＡｕｘｉｌｉａｒｙＣｌｏｃｋ）、ＭＣＬＫ（ＭａｓｔｅｒＣｌｏｃｋ）およびＳＭＣＬＫ（ＳｕｂｍａｉｎＣｌｏｃｋ）を基に、時刻参照端末２２のマスタークロックの周波数と、計測端末１１ａ〜１１ｃのマスタークロックの周波数との差分を算出する。ここでＡＣＬＫ＝リファレンスクロック周波数、ＭＣＬＫ＝α×ＡＣＬＫ、ＳＭＣＬＫ＝ＭＣＬＫ／βとし、リファレンスクロック周波数の値、α値、β値を初期設定しておく。

時刻参照端末２２のマスタークロックの周波数と、計測端末１１ａ〜１１ｃのマスタークロックの周波数差は、
Δｆ_ＭＣＬＫ＝ＭＣＬＫ_ＧＷ×（１−ＳＭＣＬＫ_ＩＦ／ＳＭＣＬＫ_ＧＷ）…（式１）
により求めることができる。尚、ＧＷは時刻参照端末２２を、ＩＦは計測端末１１ａ〜１１ｃを示す。

尚、上記の各クロック周波数は、予め計測端末１１ａ〜１１ｃに設定されている。又は上記の各クロック周波数は、ステップＳ６００で計測端末１１ａ〜１１ｃに通知してもよい。

（ｅ）ステップＳ６５０において、補正値算出部５１０ｄは、上記の差分から、計測端末１１ａ〜１１ｃの動作クロックの補正値を算出し、この算出された補正値を用いて、クロック周波数を補正する。一例を示すと、補正値γを、下記の式２によって求める。

γ＝Δｆ_ＭＣＬＫ／ＡＣＬＫ_ＧＷ…（式２）
更に、この補正値γを用いて、補正後の計測端末１１ａ〜１１ｃのクロック周波数を、下記の式３によって求める。

ＭＣＬＫ_ＩＦ＝（α＋γ）×ＡＣＬＫ…（式３）

ここで具体例として、時刻参照端末２２および計測端末１１ａ〜１１ｃ共通で、リファレンスクロック周波数＝３２．７６８ｋＨｚ（キロヘルツ）、α＝６１０、β＝２と初期設定する。時刻参照端末２２における各基準クロック周波数を、ＡＣＬＫ_ＧＷ＝３２．７６８ｋＨｚ、ＭＣＬＫ_ＧＷ＝２０．０２１２４８ＭＨｚ（メガヘルツ）、ＳＭＣＬＫ_ＧＷ＝１０．０１０６２４ＭＨｚと設定する。計測端末１１ａ〜１１ｃにおけるサブメインクロック周波数を、ＳＭＣＬＫ_ＩＦ＝１０．０７９２７８ＭＨｚと設定する。この場合、マスタークロックの周波数差（差分）は式１よりΔｆ_ＭＣＬＫ＝−１３７３０８Ｈｚと算出され、補正値γは式２よりγ＝−４と算出される。更にこの補正値を式３に代入し、補正後のクロック周波数は、ＭＣＬＫ_ＩＦ＝６０６となる。

（ｆ）ステップＳ６６０において、ステップＳ６５０における補正値の算出が終了した後に、図８の時刻参照端末２２の同期信号送信部４７０ｂは、計測端末１１ａ〜１１ｃに同期信号を送信する。これに対しステップＳ６７０において、図９の計測端末１１ａ〜１１ｃの同期信号送信部５１０ｅは、時刻参照端末２２に同期信号を返信する。ただし、この同期信号送受信のタイミングは、同期開始時刻設定部４４０により計測開始時刻の直前に僅差の時間となるよう予め設定されているものとする。

（ｇ）ステップＳ６８０において、図８の時刻参照端末２２の通信時間設定部４７０ｃは、ステップＳ６６０およびＳ６７０の同期信号の送受信にかかる時間から計測端末１１ａ〜１１ｃの内部処理時間を減算した半値を、時刻参照端末と計測端末の通信時間に設定する。

図１４を用いて第三の実施形態における通信時間設定処理の一例について説明する。図１４に計測端末間の計測開始時刻を同期するための時刻参照端末２２と計測端末１１ａ、１１ｂの通信処理動作を示す。尚、説明の簡略のため計測端末を２つのみ使用した場合の通信処理を説明する。

図１４に示す斜線で表された矩形部（通信時間（往））は、時刻参照端末２２から計測端末１１ａ、１１ｂへの通信に要する時間を示す。白い矩形部（内部処理）は、計測端末１１ａ、１１ｂでの内部処理に要する時間を示す。横線で表された矩形部（通信時間（復））は、計測端末１１ａ、１１ｂから時刻参照端末２２への通信に要する時間を示す。各計測端末１１ａ、１１ｂと時刻参照端末２２との間の通信時間が異なると、時刻参照端末２２からの動作開始指示が遅延するので計測開始タイミングがずれる。そこで、本実施形態では、各計測端末１１ａ、１１ｂの通信時間差（図１４上のΔｔ）を算出し、計測端末１１ａ、１１ｂの計測開始タイミングを個別に設定する。

時刻参照端末２２から計測端末１１ａに対し、ｔ_１の時に同期信号が送信され、計測端末１１ａはこれをｔ_２にて受信する。その後内部処理が行われ、計測端末１１ａはｔ_３の時に時刻参照端末２２に対し同期信号を返信し、時刻参照端末２２はｔ_４でこれを受信する。しかしながら、別の計測端末１１ｂにおいては、ｔ_１より通信開始が遅延したｔ_１´のタイミングにおいて同期信号が送信され、計測端末１１ｂは、通信開始遅延時間や通信時間差Δｔの分、ｔ_２より遅延した時刻で同期信号を受信する。その後同じ内部処理が行われ、計測端末１１ｂは時刻参照端末２２に対し同期信号を返信し、時刻参照端末２２はこれをｔ_４´で受信する。

このため、計測端末１１ａ、１１ｂの各々の片道の通信時間ｔ_ＩＦａ、ｔ_ＩＦｂは、以下に示す式の通りになる。

・計測端末１１ａ： ｔ_ＩＦａ＝｛（ｔ_４−ｔ_１）−（ｔ_３−ｔ_２）｝／２
・計測端末１１ｂ： ｔ_ＩＦｂ＝｛（ｔ_４´−ｔ_１´）−（ｔ_３−ｔ_２）｝／２
尚、この際に計測端末１１ａ、１１ｂの通信時間差Δｔは、
Δｔ＝ｔ_ＩＦｂ−ｔ_ＩＦａとなる。

（ｈ）ステップＳ６９０において、通信時間設定部４７０ｃは、上記の通信時間差を基に計測開始時刻を補正する。具体的には、通信時間差Δｔの分、計測端末１１ｂの計測開始時刻を早める、または計測端末１１ａの計測開始時刻を遅延させるように設定し、計測端末１１ａ、１１ｂ間の計測開始時刻を同期させる。

例えば、計測端末１１ａの遅延時間が０μｓ、計測端末１１ｂの遅延時間、即ち通信時間差が１００μｓで、計測開始時刻まで残時間が１０ｓなら、計測端末１１ａには１０ｓを、計測端末１１ｂには１０ｓ−１００μｓを、補正した残時間として算出する。また、通信時間設定部４７０ｃは、算出された残時間を残時間設定部４９０に送信し、残時間として設定するように促す。
（実施例）
以下に、本発明の第三の実施形態に係る時刻同期システムを用いて、２つの計測端末を用いて行われた計測開始時刻同期の実験およびその結果について説明する。時刻同期システムの単純な構成として、動作制御およびデータ取得用パソコン（以下、「ＰＣ」と記載する）、時刻参照端末１台、計測端末ＡおよびＢの２台を使用した。時刻参照端末および計測端末Ａ、ＢはＭＣＵを備える。ＰＣと時刻参照端末は有線で接続し、時刻参照端末と計測端末Ａ間の距離１．５ｍ（メートル）、時刻参照端末と計測端末Ｂの距離を０．５ｍとし、各間は特定小電力無線で接続した。計測端末Ａ、Ｂと時刻参照端末の開始時刻の同期精度を計測するため、シグナルジェネレータから基準信号を発生し２台の計測端末Ａ、Ｂに入力した。計測開始の指令は時刻参照端末から行った。計測開始時刻は、予め算出した２つの計測端末Ａ、Ｂの通信時間差の分ずらして対象の計測端末毎に個別に設定した。

計測条件としては、計測端末Ａ、Ｂに入力する基準信号は、周波数５０Ｈｚ、振幅１Ｖ_ｐｐ（ピーク間電圧）方形波とし、１．６５Ｖ（ボルト）のオフセットを与えた。計測端末Ａ、Ｂのサンプリング周波数は６ｋＨｚとした。また、ＭＣＵ基準クロックの補正効果を確認するため、基準クロックの補正有無の２水準で時刻同期精度を各１０回計測した。

補正前、時刻参照端末の基準クロック周波数は１００１０６２４Ｈｚ、補正前の計測端末Ａの基準クロック周波数は１００６１８６４Ｈｚ、補正前の計測端末Ｂの基準クロック周波数は１００７９２７８Ｈｚであった。しかし、補正後の計測端末Ａの基準クロック周波数は１００１２３７９Ｈｚ、補正後の計測端末Ｂの基準クロック周波数は１００１３１８４Ｈｚとなり、補正の効果が表れた。尚、補正後の時刻参照端末の基準クロックとの誤差は計測端末Ａで０．０２％（パーセント）（補正前０．５１％）、計測端末Ｂで０．０３％（補正前０．６９％）であった。

図１５Ａおよび図１５Ｂに２つの計測端末Ａ、Ｂで取得した基準信号波形の代表例を示す。図１５ＡはＭＣＵ基準クロックを補正しない場合、図１５ＢはＭＣＵ基準クロックを補正した場合の結果を示している。横軸が時間、縦軸が電圧を示す。図１５Ａでは、計測端末Ａ、Ｂのパルス波形の立ち上がりエッジがずれ、両者のパルス幅も波形もずれているが、図１５Ｂでは計測端末Ａ、Ｂのパルス波形の立ち上がりエッジが揃い、パルス幅も波形もほぼ重なっている。この結果から、ＭＣＵ基準クロックを補正した場合、補正しない場合と比較して同期精度が向上することがわかった。

以上に記載したように、本発明の第三の実施形態によれば、時刻参照端末と各計測端末で、一定時間をカウントする動作クロック数が補正される。また、算出するカウンタ値に上下限閾値による判定処理を設け、閾値外であればフラグ送信回数を１つずつ増やすことで、最少のフラグ送信回数で高いクロック精度を維持する。これにより、同期処理に伴う電力消費が少なくすることができ、又、高精度のクロック同期を実現することができる。
＜第四の実施形態＞
図１６は、第四の実施形態に係る時刻参照端末２４の構成を示す図である。時刻参照端末２４は、所定の処理を予め定められた時刻である処理開始時刻に開始する少なくとも１つ以上の処理端末（図１６には不図示）と接続される。時刻参照端末２４は、動作開始指示部２４ａおよび同期処理部２４ｃを少なくとも備える。

動作開始指示部２４ａは、処理開始時刻まで処理を開始しないことを指示する信号を処理端末の各々に送信する。同期処理部２４ｃは、処理端末の各々との間で同期処理を実施するに際して、現在時刻から処理開始時刻までに至る時間（期間）のうち、個々の処理端末の動作に関するクロックの精度に相当する時間分だけ、当該同期処理を、処理開始時刻に先立って完了する。

本発明の第四の実施形態によると、同期処理部が、複数の処理端末の各々のクロック精度を基に同期処理を行うため、通信環境の変動や計測の時間間隔による計測誤差が発生しない。これにより、高いクロック同期精度を得ることができる。更に、本実施形態によれば、同期を一度のみとすることができるので、消費電力を低く抑えることができる。
＜第五の実施形態＞
図１７は、第五の実施形態の処理端末１２ａ〜１２ｃの構成を示す図である。処理端末１２ａ〜１２ｃは、所定の処理を予め定められた時刻である処理開始時刻に開始するよう指示する時刻参照端末（図１７には不図示）と接続されている。処理端末１２ａ〜１２ｃは、待機部１２ｄ、同期処理部１２ｅおよび処理部１２ｆを少なくとも備える。

待機部１２ｄは、処理開始時刻まで処理の開始を待つ。同期処理部１２ｅは、時刻参照端末から通知される同期開始時刻に、時刻参照端末との同期処理を実施する。処理部１２ｆは、処理開始時刻に、当該処理を開始する。

本発明の第五の実施形態によると、同期処理部が、処理端末のクロック精度を基に時刻参照端末が設定した時刻に同期処理を行うので、通信環境の変動や計測の時間間隔を原因とする計測誤差を発生させず、高い同期精度を得られる。更に、本実施形態によれば、同期を一度のみとすることができるので、消費電力を低く抑えることができる。
＜第六の実施形態＞
図１８は、第六の実施形態における時刻同期システム４の構成を示す図である。時刻同期システム４は、第四の実施形態に記載された時刻参照端末２４の各部の機能と、第五の実施形態に記載された処理端末１２ａ〜１２ｃの各部の機能を含む。

第六の実施形態によると、処理端末１２ａ〜１２ｃのクロック精度を基に、時刻参照端末２４が設定した時刻に互いの同期処理部（２４ｃ、１２ｅ）が同期処理を行うため、通信環境の変動や計測の時間間隔が計測誤差発生の要因とならず、高い同期精度を得られる。

上記の各実施形態及び各変形例の一部又は全部は、以下に示す付記のようにも特定され得る。但し、各実施形態及び各変形例が以下の記載に限定されるものではない。
［付記１］
所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始する少なくとも１つ以上の処理端末と接続された時刻参照端末であって、
前記処理開始時刻まで前記処理を開始しないことを指示する信号を、前記処理端末の各々に送信する動作開始指示手段と、
現在時刻から前記処理開始時刻に至る時間のうち、前記処理端末の各々の動作に関するクロックの精度に相当する時間分、前記処理開始時刻に先立って完了するよう、前記処理端末の各々との間で同期処理を実施する同期処理手段とを備える、時刻参照端末。
［付記２］
前記クロックの精度を、前記処理端末の各々にて実測するクロック精度実測手段を更に備え、
前記同期処理手段は、現在時刻から前記処理開始時刻に至る時間のうち、前記実測されたクロックの精度に相当する時間分、前記処理開始時刻に先立って完了するよう、前記処理端末の各々との間で前記同期処理を実施する、
付記１に記載の時刻参照端末。
［付記３］
前記処理端末が複数ある場合に、
前記同期処理の完了時間を基に、前記処理端末毎の前記時刻参照端末との通信時間を算出し、前記複数の処理端末の内、ある処理端末の通信時間と別の処理端末との通信時間の差を算出し、前記算出された差を基に、前記ある処理端末と前記別の処理端末の各々の計測開始時間を補正する通信時間設定手段を更に備える、
付記１又は２に記載の時刻参照端末。
［付記４］
所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始するよう指示する時刻参照端末と接続された処理端末であって、
前記処理開始時刻まで前記処理の開始を待つ待機手段と、
前記時刻参照端末から通知される同期開始時刻に、前記時刻参照端末との同期処理を実施する同期処理手段と、
前記処理開始時刻に、前記処理を開始する処理手段
とを備える、処理端末。
［付記５］
前記同期処理手段は、
前記時刻参照端末から少なくとも１つ以上のフラグを一定の時間間隔で受信し、受信した前記フラグ間の各々に発生するクロックパルスをカウントし、前記フラグ間における各々のカウント値の平均値を算出する平均値算出手段と、
前記平均値が所定の閾値の範囲内であるか判定する判定手段と、
前記判定の結果閾値の範囲内であれば、前記時刻参照端末で計測された前記フラグ間における各々で発生したクロックパルスのカウンタ値と、前記平均値との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分を基に、自端末の動作に関するクロックの補正値を算出し、前記補正値を基に自端末のクロック周波数を補正する補正値算出手段
とを更に備える、付記４に記載の処理端末。
［付記６］
付記１乃至３のいずれか１項に記載された時刻参照端末と、前記処理端末を備え、
前記処理端末は付記４又は５に記載された処理端末を備える、
時刻同期システム。
［付記７］
前記時刻参照端末は、前記処理端末の各々に一定の時間間隔でフラグを送信するフラグ送信手段を更に備え、
前記フラグ送信手段は、前記判定の結果閾値の範囲外であれば、前記フラグを再度送信し、
前記処理端末は付記５に記載された処理端末であり、前記差分算出手段は、前記再度送信されたフラグと前回送信されたフラグとの間を含めた、各々のカウント値から前記平均値を算出する、
付記６に記載の時刻同期システム。
［付記８］
所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始する少なくとも１つ以上の処理端末と接続された時刻参照端末が行う時刻同期方法であって、
前記処理開始時刻まで前記処理を開始しないことを指示する信号を、前記処理端末の各々に送信し、
現在時刻から前記処理開始時刻に至る時間のうち、前記処理端末の各々の動作に関するクロックの精度に相当する時間分、前記処理開始時刻に先立って完了するよう、前記処理端末の各々との間で同期処理を実施することを備える、
時刻同期方法。
［付記９］
前記クロックの精度を、前記処理端末の各々にて実測することを更に備え、
前記同期処理を実施することは、現在時刻から前記処理開始時刻に至る時間のうち前記実測されたクロックの精度に相当する時間分、前記処理開始時刻に先立って完了するよう、前記処理端末の各々との間で前記同期処理を実施する、
付記８に記載の時刻同期方法。
［付記１０］
前記処理端末が複数ある場合に、
前記同期処理の完了時間を基に、前記処理端末毎の前記時刻参照端末との通信時間を算出し、前記複数の処理端末の内、ある処理端末の通信時間と別の処理端末との通信時間の差を算出し、前記算出された差を基に、前記ある処理端末と前記別の処理端末の各々の計測開始時間を補正することを更に備える、
付記８又は９に記載の時刻同期方法。
［付記１１］
所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始するよう指示する時刻参照端末と接続された少なくとも１つ以上の処理端末が行う時刻同期方法であって、
前記処理開始時刻まで前記処理の開始を待ち、
前記時刻参照端末から通知される同期開始時刻に、前記時刻参照端末との同期処理を実施し、
前記処理開始時刻に、前記処理を開始することを備える、
時刻同期方法。
［付記１２］
前記同期処理を実施することは、
前記時刻参照端末から少なくとも１つ以上のフラグを一定の時間間隔で受信し、受信した前記フラグ間の各々に発生するクロックパルスをカウントし、前記フラグ間における各々のカウント値の平均値を算出し、
前記平均値が所定の閾値の範囲内であるか判定し、
前記判定の結果閾値の範囲内であれば、前記時刻参照端末で計測された前記フラグ間における各々で発生したクロックパルスのカウンタ値と、前記平均値との差分を算出し、
前記差分を基に、自端末の動作に関するクロックの補正値を算出し、前記補正値を基に自端末のクロック周波数を補正すること、
を更に備える、付記１１に記載の時刻同期方法。
［付記１３］
付記８乃至１０のいずれか１項に記載された時刻参照端末が行う時刻同期方法と、
付記１１又は１２に記載された処理端末が行う時刻同期方法を備える、時刻同期方法。
［付記１４］
前記時刻参照端末は、前記処理端末の各々に一定の時間間隔でフラグを送信することを更に備え、
前記フラグを送信することは、前記判定の結果閾値の範囲外であれば、前記フラグを再度送信し、
前記処理端末が前記差分を算出することは、前記再度送信されたフラグと前回送信されたフラグとの間を含めた、各々のカウント値から前記平均値を算出する、
付記１３に記載の時刻同期方法。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

この出願は２０１４年３月２８日に出願された日本出願特願２０１４−０６７３６３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ 時刻同期システム
２０、２１、２２ 時刻参照端末
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 計測端末
１００、３００、４００ 計測開始時刻設定部
１１０、３１０、４１０ 計測間隔算出部
１２０、３２０、４２０ クロック精度記憶部
１３０、３３０、４３０ 最大誤差時間算出部
１４０、３４０、４４０ 同期開始時刻設定部
１５０、３５０、４５０ 動作開始指示部
１６０、３６０、４６０ 送受信部
１７０、３７０、４７０ 同期処理部
１８０、３８０、４８０ 計測開始時刻記憶部
１９０、４９０ 残時間設定部
３９０ 補正残時間設定部
２００、５００ 計測待機部
２１０、５１０ 同期処理部
２２０、５２０ 計測処理部
２３０、５３０ 送受信部
２４０、５４０ 同期開始時刻記憶部
２５０、５５０ 残時間記憶部

Claims (9)

1. 所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始する少なくとも１つ以上の処理端末と接続された時刻参照端末であって、
   前記処理開始時刻まで前記処理を開始しないことを指示する信号を、前記処理端末の各々に送信する動作開始指示手段と、
   現在時刻から前記処理開始時刻に至る時間のうち、前記処理端末の各々の動作に関するクロックの精度に相当する時間分、前記処理開始時刻に先立って完了するよう、前記処理端末の各々との間で同期処理を実施する同期処理手段とを備える、時刻参照端末。
2. 前記クロックの精度を、前記処理端末の各々にて実測するクロック精度実測手段を更に備え、
   前記同期処理手段は、現在時刻から前記処理開始時刻に至る時間のうち、前記実測されたクロックの精度に相当する時間分、前記処理開始時刻に先立って完了するよう、前記処理端末の各々との間で前記同期処理を実施する、
   請求項１に記載の時刻参照端末。
3. 前記処理端末が複数ある場合に、
   前記同期処理の完了時間を基に、前記処理端末毎の前記時刻参照端末との通信時間を算出し、前記複数の処理端末の内、ある処理端末の通信時間と別の処理端末との通信時間の差を算出し、前記算出された差を基に、前記ある処理端末と前記別の処理端末の各々の計測開始時間を補正する通信時間設定手段を更に備える、
   請求項１又は２に記載の時刻参照端末。
4. 所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始するよう指示する時刻参照端末と接続された処理端末であって、
   前記処理開始時刻まで前記処理の開始を待つ待機手段と、
   前記時刻参照端末から通知される同期開始時刻に、前記時刻参照端末との同期処理を実施する同期処理手段と、
   前記処理開始時刻に、前記処理を開始する処理手段と
   を備える、処理端末であって
   前記同期処理手段は、
   前記時刻参照端末から少なくとも１つ以上のフラグを一定の時間間隔で受信し、受信した前記フラグ間の各々に発生するクロックパルスをカウントし、前記フラグ間における各々のカウント値の平均値を算出する平均値算出手段と、
   前記平均値が所定の閾値の範囲内であるか判定する判定手段と、
   前記判定の結果閾値の範囲内であれば、前記時刻参照端末で計測された前記フラグ間における各々で発生したクロックパルスのカウンタ値と、前記平均値との差分を算出する差分算出手段と、
   前記差分を基に、自端末の動作に関するクロックの補正値を算出し、前記補正値を基に自端末のクロック周波数を補正する補正値算出手段と
   を更に備える処理端末。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載された時刻参照端末と、
   請求項４に記載された処理端末を備える、
   時刻同期システム。
6. 前記時刻参照端末は、前記処理端末の各々に一定の時間間隔でフラグを送信するフラグ送信手段を更に備え、
   前記フラグ送信手段は、前記判定の結果閾値の範囲外であれば、前記フラグを再度送信し、
   前記差分算出手段は、前記再度送信されたフラグと前回送信されたフラグとの間を含めた、各々のカウント値から前記平均値を算出する、
   請求項５に記載の時刻同期システム。
7. 所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始する少なくとも１つ以上の処理端末と接続された時刻参照端末が行う時刻同期方法であって、
   前記処理開始時刻まで前記処理を開始しないことを指示する信号を、前記処理端末の各々に送信し、
   現在時刻から前記処理開始時刻に至る時間のうち、前記処理端末の各々の動作に関するクロックの精度に相当する時間分、前記処理開始時刻に先立って完了するよう、前記処理端末の各々との間で同期処理を実施することを備える、
   時刻同期方法。
8. 前記クロックの精度を、前記処理端末の各々にて実測することを更に備え、
   前記同期処理を実施することは、現在時刻から前記処理開始時刻に至る時間のうち前記実測されたクロックの精度に相当する時間分、前記処理開始時刻に先立って完了するよう、前記処理端末の各々との間で前記同期処理を実施する、
   請求項７に記載の時刻同期方法。
9. 所定の処理を、予め定められた時刻である処理開始時刻に開始するよう指示する時刻参照端末と接続された少なくとも１つ以上の処理端末が行う時刻同期方法であって、
   前記処理開始時刻まで前記処理の開始を待ち、
   前記時刻参照端末から通知される同期開始時刻に、前記時刻参照端末との同期処理を実施し、
   前記処理開始時刻に、前記処理を開始することを備える、
   時刻同期方法であって、
   前記同期処理を実施することは、
   前記時刻参照端末から少なくとも１つ以上のフラグを一定の時間間隔で受信し、受信した前記フラグ間の各々に発生するクロックパルスをカウントし、前記フラグ間における各々のカウント値の平均値を算出し、
   前記平均値が所定の閾値の範囲内であるか判定し、
   前記判定の結果閾値の範囲内であれば、前記時刻参照端末で計測された前記フラグ間における各々で発生したクロックパルスのカウンタ値と、前記平均値との差分を算出し、
   前記差分を基に、自端末の動作に関するクロックの補正値を算出し、前記補正値を基に自端末のクロック周波数を補正すること
   を更に備える時刻同期方法。

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