JP7466804B2

JP7466804B2 - 通信装置、制御回路、記憶媒体およびクロック偏差算出タイミング決定方法

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Publication number: JP7466804B2
Application number: JP2023574844A
Authority: JP
Inventors: 亮松永; 正夫大賀; 啓二郎武
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2024-04-12
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Description

本開示は、５Ｇ（5th Generation）システムの通信装置、制御回路、記憶媒体およびクロック偏差算出タイミング決定方法に関する。

３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、５Ｇシステムは、仮想的なブリッジとして、５Ｇシステム外のＴＳＮ（Time Sensitive Networking）上に配置される制御機器間のＴＳＣ（Time Sensitive Communication）をサポートする機能を有している。また、５Ｇシステムは、ＰＴＰ（Precise Time Protocol）のトランスペアレントクロック、バウンダリークロックなどとして、非ＴＳＮブリッジとしてのＴＳＣ動作も拡張して標準化されている。５Ｇシステムは、入力ポートに時刻同期メッセージであるＳｙｎｃメッセージが入力されると、入力ポートにおける５Ｇシステム時刻を５Ｇシステム入力タイムスタンプとして記憶する。５Ｇシステムは、Ｓｙｎｃメッセージ、または直後に入力されるメッセージであって前述のＳｙｎｃメッセージと同一シーケンス番号を持つＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージの拡張フォーマット領域に５Ｇシステム入力タイムスタンプを記録したうえで５Ｇシステム内をブリッジする。

５Ｇシステムは、ブリッジされた時刻同期メッセージのうちＳｙｎｃメッセージが出力される５Ｇシステム時刻を算出して５Ｇシステム出力タイムスタンプとし、５Ｇシステム入力タイムスタンプと５Ｇシステム出力タイムスタンプとの差分値にクロック偏差分を考慮した値をＣｏｒｒｅｃｒｉｏｎＦｉｅｌｄ値に反映させる。５Ｇシステムは、前述の処理によって５Ｇシステム内の滞留時間を、ブリッジするネットワーク間の時刻同期メッセージに反映させることで、時刻同期を行うことが可能となる。例えば、特許文献１には、ネットワーク装置相当の通信装置が、クロック偏差を算出することでＴＳＣＡＩ（Time Sensitive Communication Assistance Information）の値を更新し、より効率的な５Ｇシステムの運用を可能にする技術が開示されている。無線システムを介した仮想的なブリッジにおいて、時刻同期メッセージの入力ポートおよび時刻同期メッセージの出力ポートは、同一の無線システムクロックを持つことが前提とされている。ここで、ネットワーク装置相当の通信装置のクロック偏差の算出だけでなく、端末相当の通信装置においても無線システムクロックのクロック偏差を考慮することで、より高精度に時刻同期メッセージをブリッジすることが可能になることが知られている。

５Ｇシステムなどで無線システム時刻を無線基地局、コアネットワークなどのネットワーク装置相当の通信装置で扱う場合、ネットワーク装置相当の通信装置は、５Ｇシステム時刻グランドマスタクロックと有線で接続できるため、ＰＴＰなどのパケット交換を前提にした時刻同期プロトコルの利用に加えて、ＳｙｎｃＥ（Synchronous Ethernet（登録商標））などの物理層のタイミング同期技術を活用することで高精度に同期することができる。この場合、ネットワーク装置相当の通信装置は、５Ｇシステム時刻の高精度同期に加えて、クロック偏差の算出もパケット交換を利用して算出すればよい。一方で、端末相当の通信装置は、５Ｇシステム時刻を扱うため、５Ｇシステム時刻グランドマスタクロックとユーザデータプレーン経路を用いた無線回線経由でのＰＴＰなどのパケット交換時刻同期プロトコル、無線インタフェースを用いた時刻同期、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）などを利用することが考えられる。しかしながら、一般的な制御機器用途でネットワークを構築する場合は屋内利用であることが考えられるため、端末相当の通信装置は、ＧＮＳＳによる時刻同期を利用することは環境によっては不可能となる。無線インタフェースを利用した時刻同期について、ＲＲＣ（Radio Resource Control）レイヤのＳＩＢ（System Information Block）およびＴＡ（Timing Advance）コマンドを活用して、伝搬遅延を補償しつつ５Ｇシステム時刻に時刻同期する技術が知られている。

国際公開第２０２０／２５９１３４号

しかしながら、上記従来の技術によれば、端末相当の通信装置がパケット交換での時刻同期、無線インタフェースでの時刻同期などを行う場合、端末相当の通信装置の移動などに伴って伝搬遅延が変動する可能性がある。そのため、無線システムを介した仮想的なブリッジにおいて、端末相当の通信装置が無線システムクロックに同期する場合、伝搬遅延の変動がクロック偏差の算出に影響を及ぼす可能性がある、という問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、仮想的なブリッジを構成する装置であって、伝搬遅延が変動する環境下でも伝搬遅延の影響を抑えてクロック偏差の算出が可能な通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、第１のネットワークと第２のネットワークとの間で信号を転送する通信装置である。通信装置は、第１のネットワークと時刻同期可能な時刻同期部と、第１のネットワークにおける時刻を出力するクロックと、第１のネットワークから信号を受信したときに時刻を受信時刻として打刻するインタフェースと、インタフェースで受信された第１のネットワークからの伝搬遅延を補正するための伝搬遅延補正指示値、信号に含まれる時刻情報、および時刻情報の受信時刻を格納し、伝搬遅延補正指示値、時刻情報、および受信時刻を用いて第１のネットワークでの伝搬遅延の状態を判定し、伝搬遅延が許容レベルの範囲内のときに第１のネットワークに対するクロック偏差を算出するタイミングであると決定し、時刻同期部に対してクロック偏差の算出を指示する伝搬遅延変動監視部と、を備えることを特徴とする。

本開示に係る通信装置は、仮想的なブリッジを構成する装置であって、伝搬遅延が変動する環境下でも伝搬遅延の影響を抑えてクロック偏差の算出ができる、という効果を奏する。

実施の形態に係る通信装置を含んで構成される無線通信システムが複数のＴＳＮ間を仮想的にブリッジするＴＳＮシステムの構成例を示す図実施の形態に係る端末側通信装置の構成例を示すブロック図実施の形態に係る無線基地局装置の構成例を示すブロック図実施の形態に係る端末側通信装置がクロック偏差を算出するタイミングを決定する動作を示すフローチャート実施の形態に係る無線通信システムにおいて端末側通信装置がクロック偏差を算出するまでの各装置の動作を示すシーケンス図実施の形態に係る端末側通信装置を実現する処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図実施の形態に係る端末側通信装置を実現する処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図

以下に、本開示の実施の形態に係る通信装置、制御回路、記憶媒体およびクロック偏差算出タイミング決定方法を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態．
図１は、本実施の形態に係る通信装置を含んで構成される無線通信システム２が複数のＴＳＮ３間を仮想的にブリッジするＴＳＮシステム１の構成例を示す図である。ＴＳＮシステム１は、複数のＴＳＮ３を無線通信システム２によって仮想的にブリッジすることで、物理的に有線で直接接続されず異なる位置に展開されるＴＳＮ３上に配置される制御機器５０間のアプリケーションのための通信を実現する。ＴＳＮシステム１は、無線通信システム２と、複数のＴＳＮ３と、を備える。無線通信システム２は、端末側通信装置１０と、無線基地局装置２０と、ネットワーク側通信装置３０と、無線時刻ＧＭ（Grand Master）４０と、を備える。ＴＳＮ３は、制御機器５０またはＴＳＮＧＭ６０を備える。以降の説明において、無線通信システム２内のネットワークを第１のネットワークと称し、ＴＳＮ３を第２のネットワークと称することがある。

制御機器５０は、ＴＳＮ３上に存在する装置であり、例えば、工場内の装置を制御するための通信を制御機器５０間でやり取りする。全ての制御機器５０は、ＴＳＮ３全体のマスタクロックとしてＴＳＮＧＭ６０と高精度に時刻同期する。ＴＳＮ３は、狭義のＰＴＰであるＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１ＡＳなどを用いることで、複数のＴＳＮ３によるネットワーク全体が同期する。なお、ＩＥＥＥ８０２．１ＡＳについては、ｇＰＴＰ（generalized Precise Time Protocol）とも称する。

全てのＴＳＮ３に対して時刻同期メッセージが転送される場合、仮想的なブリッジである無線通信システム２は、Ｔｉｍｅ－ａｗａｒｅｄＳｙｓｔｅｍとして動作する。無線通信システム２は、ＴＳＮ３から入力されるｇＰＴＰメッセージのＳｙｎｃメッセージ受信時の無線時刻を、ＳｙｎｃメッセージまたはＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージの拡張領域に追加し、ＴＳＮ３にＳｙｎｃメッセージを送信するときの無線時刻を用いて無線通信システム２でＳｙｎｃメッセージがどの程度滞留していたかを情報要素に反映させる。なお、Ｆｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージは、Ｓｙｎｃメッセージの直後のメッセージであって、Ｓｙｎｃメッセージと同一のシーケンス番号を持つメッセージである。無線通信システム２は、ＴＳＮ３との有線インタフェースを持ち、具体的には、端末側通信装置１０およびネットワーク側通信装置３０が仮想的なＴＳＮポートとして扱われる。

端末側通信装置１０は、無線通信システム２における移動体端末としての機能を持ち、無線基地局装置２０との無線インタフェース、およびＴＳＮポートとしての有線インタフェースを有する。また、端末側通信装置１０は、無線通信システム２をＴＳＮブリッジとして成立させるため、無線通信システム２用の時刻およびＴＳＮ３用の時刻を同時に扱う。そのため、端末側通信装置１０は、無線インタフェース経由で無線時刻ＧＭ４０に時刻同期する機能を持つ。このとき、端末側通信装置１０は、一般的な５Ｇシステム、すなわち第五世代通信システムを利用する場合、無線時刻ＧＭ４０に高精度に時刻同期する無線基地局装置２０に従属する形で時刻同期する。また、端末側通信装置１０は、無線インタフェースで受信した制御機器５０の時刻同期メッセージを含むアプリケーショントラヒックを有線インタフェースに転送する機能を持ち、有線インタフェースで受信した制御機器５０のアプリケーショントラヒックを無線インタフェースに転送する機能を持つ。このとき、端末側通信装置１０は、ＴＳＮ３の時刻同期メッセージに対して、受信時には無線時刻を拡張領域に追加し、送信時には無線通信システム２における該当メッセージの滞留時間を情報要素に反映させる。端末側通信装置１０は、無線通信システム２内のネットワークとＴＳＮ３との間で前述のメッセージなどの信号を転送する通信装置である。

ネットワーク側通信装置３０は、無線通信システム２を制御する機能を持つ。ここでいう無線通信システム２の制御とは、端末側通信装置１０と無線基地局装置２０との間の無線アクセス管理、モビリティ管理、加入者情報管理、セッション管理、スライス管理、ポリシー課金管理などである。また、ネットワーク側通信装置３０は、無線通信システム２をＴＳＮブリッジとして成立させるため、無線通信システム２用の時刻およびＴＳＮ３用の時刻を同時に扱う。そのため、ネットワーク側通信装置３０は、無線時刻ＧＭ４０に時刻同期する機能を持ち、一般的には、ＰＴＰを利用したパケット交換で時刻同期する。また、ネットワーク側通信装置３０は、無線基地局装置２０で無線受信されてから転送された制御機器５０のアプリケーショントラヒックを、適切な宛先となる制御機器５０が存在するＴＳＮポートとなる端末側通信装置１０と無線リンクを確立している無線基地局装置２０、またはネットワーク側通信装置３０の有線インタフェースに転送する機能を持つ。また、ネットワーク側通信装置３０は、有線インタフェースで受信した制御機器５０のアプリケーショントラヒックを、適切な宛先となる制御機器５０が存在するＴＳＮポートとなる端末側通信装置１０と無線リンクを確立している無線基地局装置２０、またはＴＳＮ３に転送する機能を持つ。このとき、ネットワーク側通信装置３０は、ＴＳＮ３の時刻同期メッセージに対して、受信時には無線時刻を拡張領域に追加し、送信時には無線通信システム２における該当メッセージの滞留時間を情報要素に反映させる。

無線基地局装置２０は、無線通信システム２における無線基地局としての機能を持ち、端末側通信装置１０との無線インタフェース、およびネットワーク側通信装置３０との有線インタフェースを有する。また、無線基地局装置２０は、端末側通信装置１０との無線リンク確立を管理する機能を持ち、各端末側通信装置１０との間の無線伝搬遅延量を算出し、端末側通信装置１０に対して無線伝搬遅延量を補正するための指示値である伝搬遅延補正指示値を与える機能を持つ。また、無線基地局装置２０は、無線通信システム２の無線時刻を端末側通信装置１０に無線インタフェース経由で時刻同期させるため、無線時刻ＧＭ４０に時刻同期する機能を持つ。このとき、無線基地局装置２０は、一般的な第五世代通信システムを利用する場合、無線時刻ＧＭ４０とＰＴＰを利用したパケット交換で時刻同期する。また、無線基地局装置２０は、無線インタフェースで受信した制御機器５０の時刻同期メッセージを含むアプリケーショントラヒックを有線インタフェースに転送する機能を持ち、有線インタフェースで受信したネットワーク側通信装置３０から転送された制御機器５０のアプリケーショントラヒックを無線インタフェースに転送する機能を持つ。

なお、図１において、無線通信システム２は、端末側通信装置１０を２台備えているが、端末側通信装置１０を３台以上備えることも可能であり、無線通信システム２が備える端末側通信装置１０の台数は図１の例に限定されるものではない。また、図１において、無線通信システム２は、無線基地局装置２０を１台備えているが、無線基地局装置２０を２台以上備えることも可能であり、無線通信システム２が備える無線基地局装置２０の台数は図１の例に限定されるものではない。また、図１において、ネットワーク側通信装置３０が有線接続するＴＳＮ３は２網であるが、ネットワーク側通信装置３０が有線接続するＴＳＮ３は３網以上とする構成も可能であり、ネットワーク側通信装置３０が有線接続するＴＳＮ３の数は図１の例に限定されるものではない。また、図１において、ＴＳＮ３は、制御機器５０を１台備えているが、制御機器５０を２台以上備えることも可能であり、ＴＳＮ３が備える制御機器５０の台数は図１の例に限定されるものではない。

図２は、本実施の形態に係る端末側通信装置１０の構成例を示すブロック図である。端末側通信装置１０は、無線インタフェース１０１と、無線時刻リアルタイムクロック１０２と、有線インタフェース１０３と、有線時刻リアルタイムクロック１０４と、アンテナ１０７と、有線ＮＩＣ（Network Interface Card）１０８と、無線時刻同期部１１０と、有線時刻同期部１１１と、ユーザデータ転送部１１２と、伝搬遅延変動監視部１１３と、を備える。

無線インタフェース１０１は、無線基地局装置２０と無線通信をする際にアンテナ１０７と無線信号を送受信する機能と、無線基地局装置２０との間で無線リンク確立をする機能と、無線基地局装置２０経由でネットワーク側通信装置３０と制御プレーン信号の通信をする機能と、を有する。また、無線インタフェース１０１は、無線信号として受信したユーザデータをユーザデータ転送部１１２に転送する機能と、ユーザデータ転送部１１２から無線送信するユーザデータを受け取り無線信号として送信する機能と、を有する。また、無線インタフェース１０１は、無線信号として受信した無線時刻同期のための時刻情報を無線時刻同期部１１０および伝搬遅延変動監視部１１３に転送する機能と、無線信号受信時点の無線時刻リアルタイムクロック１０２の出力値を受信時刻として無線時刻同期部１１０および伝搬遅延変動監視部１１３に転送する機能と、無線受信した伝搬遅延補正指示値を無線時刻同期部１１０および伝搬遅延変動監視部１１３に転送する機能と、を有する。無線インタフェース１０１は、無線通信システム２内のネットワークから信号を受信したときに無線時刻リアルタイムクロック１０２から出力された時刻を受信時刻として打刻するインタフェースである。無線インタフェース１０１は、第五世代通信システムにおけるユーザ端末で用いられる無線インタフェースである。

無線時刻リアルタイムクロック１０２は、無線時刻同期部１１０から指示された時刻を無線時刻として設定する機能と、無線時刻を周期的に単調増加させる機能と、を有する。また、無線時刻リアルタイムクロック１０２は、無線インタフェース１０１に無線時刻を出力する機能と、有線インタフェース１０３に対して無線時刻を出力する機能と、を有する。無線時刻リアルタイムクロック１０２は、端末側通信装置１０が前述の無線通信システム２用の時刻を扱うためのクロックである。無線時刻リアルタイムクロック１０２は、無線通信システム２内のネットワークにおける時刻を出力する。

有線インタフェース１０３は、有線ＮＩＣ１０８と有線信号を送受信する機能と、ＴＳＮ３との間で有線リンクを確立する機能と、ユーザデータ転送部１１２から有線送信するユーザデータを受け取り有線信号として送信する機能と、有線時刻同期部１１１から有線送信する時刻同期メッセージを受け取り有線信号として送信する機能と、を有する。また、有線インタフェース１０３は、有線信号として受信したユーザデータをユーザデータ転送部１１２に転送する機能と、有線信号として受信したユーザデータのうち有線時刻同期用メッセージを有線時刻同期部１１１に転送する機能と、を有する。また、有線インタフェース１０３は、有線信号受信時点の有線時刻リアルタイムクロック１０４の出力値を有線受信時刻として有線時刻同期部１１１に転送する機能と、有線信号受信時点の無線時刻リアルタイムクロック１０２の出力値を入力タイムスタンプとして有線時刻同期部１１１に転送する機能と、を有する。また、有線インタフェース１０３は、有線信号を送信した時点の有線時刻リアルタイムクロック１０４の出力値を有線送信時刻として有線時刻同期部１１１に転送する機能と、有線信号を送信した時点の無線時刻リアルタイムクロック１０２の出力値を出力タイムスタンプとして有線時刻同期部１１１に転送する機能と、を有する。また、有線インタフェース１０３は、ユーザデータ転送部１１２から有線送信する時刻同期メッセージを受け取り、有線信号を送信する際に入力タイムスタンプと出力タイムスタンプとの差分値に無線時刻同期部１１０から出力されるクロック偏差を考慮して滞留時間を情報要素に反映させる機能を有する。

有線時刻リアルタイムクロック１０４は、有線時刻同期部１１１から指示された時刻を有線時刻として設定する機能と、有線時刻を周期的に単調増加させる機能と、有線インタフェース１０３に対して有線時刻を出力する機能と、を有する。有線時刻リアルタイムクロック１０４は、端末側通信装置１０が前述のＴＳＮ３用の時刻を扱うためのクロックである。

アンテナ１０７は、端末側通信装置１０において、無線インタフェース１０１が無線基地局装置２０との間で無線通信を行う際の物理的なインタフェースである。

有線ＮＩＣ１０８は、端末側通信装置１０において、有線インタフェース１０３がＴＳＮ３と有線通信を行う際の物理的なインタフェースである。

無線時刻同期部１１０は、無線インタフェース１０１から転送された無線信号として受信した無線時刻同期のための時刻情報と、受信時刻と、伝搬遅延補正指示値とを利用して無線時刻を算出する機能と、算出した無線時刻を無線時刻リアルタイムクロック１０２に設定する機能と、を有する。また、無線時刻同期部１１０は、伝搬遅延変動監視部１１３から出力されたクロック偏差算出タイミング信号に従ってクロック偏差を算出する機能と、算出したクロック偏差を有線インタフェース１０３に出力する機能と、を有する。無線時刻同期部１１０は、無線時刻同期プロトコルに従って動作する。無線時刻同期部１１０は、無線通信システム２内のネットワークと時刻同期可能な時刻同期部である。

有線時刻同期部１１１は、ＴＳＮ３に時刻同期するためのプロトコルとして、有線インタフェース１０３から転送された有線時刻同期用メッセージと、有線受信時刻と、有線送信時刻とを用いて有線時刻を算出し、有線時刻リアルタイムクロック１０４に設定する機能を有する。また、有線時刻同期部１１１は、有線インタフェース１０３に対して時刻同期メッセージを送信指示する機能と、有線インタフェース１０３から転送された有線時刻同期用メッセージと、有線受信時刻と、入力タイムスタンプとを用いて、有線リンクを確立していないＴＳＮ３に転送するために拡張領域に入力タイムスタンプの追加を含めた情報要素を更新した有線時刻同期用メッセージをユーザデータ転送部１１２に転送する機能と、を有する。有線時刻同期部１１１は、有線時刻同期プロトコルに従って動作する。

ユーザデータ転送部１１２は、有線インタフェース１０３および有線時刻同期部１１１から転送された時刻同期メッセージを含むユーザデータを無線信号として送信するため、無線インタフェース１０１に転送する機能と、無線インタフェース１０１から受信したユーザデータを有線信号として送信するため、有線インタフェース１０３に転送する機能と、を有する。

伝搬遅延変動監視部１１３は、無線インタフェース１０１から転送された時刻情報を取得した際、直前に取得した伝搬遅延補正指示値と直後に取得する伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が閾値以下であるときに有効な時刻情報および時刻情報の受信時刻として格納する機能を有する。また、伝搬遅延変動監視部１１３は、有効な時刻情報および時刻情報の受信時刻が格納されるたびにこのとき取得した伝搬遅延補正指示値と、直前の有効な時刻情報および時刻情報の受信時刻が格納されたときに取得していた伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が閾値以下であるときにクロック偏差算出タイミングとして決定する機能と、無線時刻同期部１１０に対してクロック偏差を算出するように指示する機能と、を有する。

図３は、本実施の形態に係る無線基地局装置２０の構成例を示すブロック図である。無線基地局装置２０は、無線インタフェース２０１と、無線時刻リアルタイムクロック２０２と、有線インタフェース２０３と、アンテナ２０７と、有線ＮＩＣ２０８と、時刻同期部２１１と、ユーザデータ転送部２１２と、無線端末管理部２１３と、を備える。

無線インタフェース２０１は、端末側通信装置１０と無線通信をする際にアンテナ２０７と無線信号を送受信する機能と、端末側通信装置１０との間で無線リンク確立をする機能と、無線信号で受信した端末側通信装置１０からの制御プレーン信号を無線端末管理部２１３に転送する機能と、を有する。また、無線インタフェース２０１は、無線信号として受信したユーザデータをユーザデータ転送部２１２に転送する機能と、ユーザデータ転送部２１２から無線送信するユーザデータを受け取り無線信号として送信する機能と、を有する。また、無線インタフェース２０１は、無線信号受信時点の無線時刻リアルタイムクロック２０２の出力値を受信時刻として無線端末管理部２１３に転送する機能と、無線端末管理部２１３から出力された伝搬遅延補正指示を含めた制御プレーン信号を該当する端末側通信装置１０宛に無線信号として送信する機能と、を有する。

無線時刻リアルタイムクロック２０２は、時刻同期部２１１から指示された時刻を無線時刻として設定する機能と、無線時刻を周期的に単調増加させる機能と、を有する。また、無線時刻リアルタイムクロック２０２は、無線インタフェース２０１に無線時刻を出力する機能と、有線インタフェース２０３に対して無線時刻を出力する機能と、を有する。無線時刻リアルタイムクロック２０２は、無線基地局装置２０が無線通信システム２用の時刻を扱うためのクロックである。

有線インタフェース２０３は、有線ＮＩＣ２０８と有線信号を送受信する機能と、ネットワーク側通信装置３０との間で有線リンクを確立する機能と、ユーザデータ転送部２１２から有線送信するユーザデータを受け取りネットワーク側通信装置３０宛に有線信号として送信する機能と、を有する。また、有線インタフェース２０３は、時刻同期部２１１から有線送信する時刻同期メッセージを受け取り有線信号として送信する機能と、有線信号として受信したユーザデータをユーザデータ転送部２１２に転送する機能と、有線信号として受信した無線時刻同期用メッセージを時刻同期部２１１に転送する機能と、を有する。また、有線インタフェース２０３は、有線信号を受信した時点の無線時刻リアルタイムクロック２０２の出力値を有線受信時刻として時刻同期部２１１に転送する機能と、無線端末管理部２１３から転送された制御プレーン信号をネットワーク側通信装置３０宛に有線信号として送信する機能と、を有する。

アンテナ２０７は、無線基地局装置２０において、無線インタフェース２０１が端末側通信装置１０との間で無線通信を行う際の物理的なインタフェースである。

有線ＮＩＣ２０８は、無線基地局装置２０において、有線インタフェース２０３がネットワーク側通信装置３０と有線通信を行う際の物理的なインタフェースである。

時刻同期部２１１は、無線時刻ＧＭ４０に時刻同期するためのプロトコルとして有線インタフェース２０３から転送された無線時刻同期用メッセージと、有線受信時刻と、有線送信時刻とを用いて無線時刻を算出し、無線時刻リアルタイムクロック２０２に設定する機能と、有線インタフェース２０３に対して時刻同期メッセージの送信を指示する機能と、を有する。時刻同期部２１１は、無線時刻同期プロトコルに従って動作する。

ユーザデータ転送部２１２は、有線インタフェース２０３から転送されたユーザデータを無線信号として送信するため、無線インタフェース２０１に転送する機能と、無線インタフェース２０１から受信したユーザデータを有線信号として送信するため、有線インタフェース２０３に転送する機能と、を有する。

無線端末管理部２１３は、無線インタフェース２０１から転送された制御プレーン信号から無線通信システム２として構成するのに必要な情報をネットワーク側通信装置３０に転送するため有線インタフェース２０３に転送する機能を有する。また、無線端末管理部２１３は、無線インタフェース２０１から転送された制御プレーン信号に含まれる無線リンクの確立、無線リンクの継続などのために必要な情報、および受信時刻情報から端末側通信装置１０の伝搬遅延などを算出する機能と、算出した伝搬遅延を補正するように伝搬遅延補正指示値を無線信号として送信するため、無線インタフェース２０１に転送する機能と、を有する。

図４は、本実施の形態に係る端末側通信装置１０がクロック偏差を算出するタイミングを決定する動作を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、端末側通信装置１０と無線基地局装置２０との間で無線リンクが確立している状態において、端末側通信装置１０の伝搬遅延変動監視部１１３が実施するものである。

伝搬遅延変動監視部１１３は、図４に示すフローチャートの動作、すなわちクロック偏差を算出する動作において使用する変数の初期化を行う（ステップＳ１０１）。

伝搬遅延変動監視部１１３は、無線基地局装置２０から伝搬遅延を補正するための伝搬遅延補正指示値の無線信号を受信したか否か、すなわち無線基地局装置２０から端末側通信装置１０に対して伝搬遅延補正指示値があるか否かを確認する（ステップＳ１０２）。伝搬遅延補正指示値がある場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延変動の変数ｄ０に伝搬遅延補正指示値を格納する（ステップＳ１０３）。なお、伝搬遅延補正指示値が前回の伝搬遅延補正指示値に対して相対値で指示されている場合、伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延補正指示値の累積値を算出して伝搬遅延変動の変数ｄ０として扱えばよい。伝搬遅延補正指示値がない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳ１０３を省略する。

伝搬遅延変動監視部１１３は、無線信号を受信した際に無線信号に無線基地局装置２０の無線時刻の時刻情報が含まれているか否かを確認する（ステップＳ１０４）。無線時刻の時刻情報が含まれていない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳ１０２に戻って前述の動作を繰り返す。無線時刻の時刻情報が含まれている場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、該当する無線基地局装置２０から無線時刻の時刻情報の無線信号を受信したときの受信時刻を受信時刻の変数Ｔ０に格納し、該当する無線基地局装置２０の無線時刻の時刻情報を時刻情報の変数ｔ０に格納する（ステップＳ１０５）。

伝搬遅延変動監視部１１３は、無線基地局装置２０から伝搬遅延を補正するための最新の伝搬遅延補正指示値の無線信号を受信したか否か、すなわち無線基地局装置２０から端末側通信装置１０に対して最新の伝搬遅延補正指示値があるか否かを確認する（ステップＳ１０６）。伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳ１０６において、直後の伝搬遅延補正指示値を待ち受けて、伝搬遅延変動のない有効な時刻情報および受信時刻であるか否かを確認する。伝搬遅延補正指示値がない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、無線基地局装置２０から最新の時刻情報を受信しているか否かを確認する（ステップＳ１０７）。最新の時刻情報を受信している場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、受信時刻の変数Ｔ０を最新の受信時刻で更新し、時刻情報の変数ｔ０を最新の時刻情報で更新する（ステップＳ１０５）。最新の時刻情報を受信していない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳ１０６に戻る。伝搬遅延補正指示値がある場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、伝達遅延変動の変数ｄ１に伝搬遅延補正指示値を格納する（ステップＳ１０８）。

伝搬遅延変動監視部１１３は、前回の伝搬遅延補正指示値が格納されている伝達遅延変動の変数ｄ０と最新の伝搬遅延補正指示値が格納されている伝達遅延変動の変数ｄ１との差分の絶対値を算出し、算出した差分の絶対値と規定された閾値ｃとを比較する（ステップＳ１０９）。閾値ｃは、クロック偏差の算出において、伝搬遅延の変動の影響をどこまで許容するのかを意味するものである。伝搬遅延変動監視部１１３は、閾値ｃが大きい程、伝搬遅延の変動を許容してクロック偏差の算出を行うことになる。算出した差分の絶対値が閾値ｃより大きい場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延変動の変数ｄ０を伝搬遅延変動の変数ｄ１で更新し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０２に戻る。算出した差分の絶対値が閾値ｃを下回る場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、有効な時刻情報および受信時刻として扱い、最新の伝搬遅延変動の変数ｄ２に伝搬遅延変動の変数ｄ１と同じ値を格納する（ステップＳ１１１）。

伝搬遅延変動監視部１１３は、無線基地局装置２０から伝搬遅延を補正するための最新の伝搬遅延補正指示値の無線信号を受信したか否か、すなわち無線基地局装置２０から端末側通信装置１０に対して最新の伝搬遅延補正指示値があるか否かを確認する（ステップＳ１１２）。伝搬遅延補正指示値がある場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延変動の変数ｄ２に伝搬遅延補正指示値を格納して更新する（ステップＳ１１３）。伝搬遅延補正指示値がない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳ１１３を省略する。

伝搬遅延変動監視部１１３は、無線基地局装置２０から最新の時刻情報を受信しているか否かを確認する（ステップＳ１１４）。最新の時刻情報を受信していない場合（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳ１１２に戻る。最新の時刻情報を受信している場合（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、該当する無線基地局装置２０から無線時刻の時刻情報の無線信号を受信したときの受信時刻を受信時刻の変数Ｔ１に格納し、該当する無線基地局装置２０の無線時刻の時刻情報を時刻情報の変数ｔ１に格納する（ステップＳ１１５）。

伝搬遅延変動監視部１１３は、変数Ｔ１，ｔ１が有効な値であるか否かを確認するため、無線基地局装置２０から伝搬遅延を補正するための最新の伝搬遅延補正指示値の無線信号を受信したか否か、すなわち無線基地局装置２０から端末側通信装置１０に対して最新の伝搬遅延補正指示値があるか否かを確認する（ステップＳ１１６）。伝搬遅延補正指示値がない場合（ステップＳ１１６：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、無線基地局装置２０から最新の時刻情報を受信しているか否かを確認する（ステップＳ１１７）。最新の時刻情報を受信している場合（ステップＳ１１７：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、受信時刻の変数Ｔ１を最新の受信時刻で更新し、時刻情報の変数ｔ１を最新の時刻情報で更新する（ステップＳ１１５）。最新の時刻情報を受信していない場合（ステップＳ１１７：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳ１１６に戻る。伝搬遅延補正指示値がある場合（ステップＳ１１６：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、伝達遅延変動の変数ｄ３に伝搬遅延補正指示値を格納する（ステップＳ１１８）。

伝搬遅延変動監視部１１３は、前回の伝搬遅延補正指示値が格納されている伝達遅延変動の変数ｄ２と最新の伝搬遅延補正指示値が格納されている伝達遅延変動の変数ｄ３との差分の絶対値を算出し、算出した差分の絶対値と規定された閾値ｃとを比較する（ステップＳ１１９）。算出した差分の絶対値が閾値ｃより大きい場合（ステップＳ１１９：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、伝達遅延変動の変数ｄ０を伝達遅延変動の変数ｄ３で更新し（ステップＳ１２０）、ステップＳ１０２に戻る。算出した差分の絶対値が閾値ｃを下回る場合（ステップＳ１１９：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、変数Ｔ１、ｔ１は有効と判定する。

伝搬遅延変動監視部１１３は、有効な変数Ｔ０，ｔ０および有効な変数Ｔ１，ｔ１が互いに伝搬遅延変動が少ないか否かを確認するため、伝達遅延変動の変数ｄ３と伝達遅延変動の変数ｄ０との差分の絶対値と閾値ｃとを比較し、伝達遅延変動の変数ｄ２と伝達遅延変動の変数ｄ１との差分の絶対値と閾値ｃとを比較する（ステップＳ１２１）。変数ｄ３と変数ｄ０との差分の絶対値が閾値ｃより小さく、かつ変数ｄ２と変数ｄ１との差分の絶対値が閾値ｃより小さい場合（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、クロック偏差を算出するタイミングであるとして、無線時刻同期部１１０に対して、クロック偏差算出タイミング信号を出力する（ステップＳ１２２）。なお、変数ｄ３と変数ｄ０との差分の絶対値が閾値ｃより大きい、または変数ｄ２と変数ｄ１との差分の絶対値が閾値ｃより大きい、または変数ｄ３と変数ｄ０との差分の絶対値が閾値ｃより大きく、かつ変数ｄ２と変数ｄ１との差分の絶対値が閾値ｃより大きい場合（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳ１２２を省略する。

ここで、無線時刻同期部１１０がクロック偏差を算出する際に使用する変数は変数Ｔ０，ｔ０，Ｔ１，ｔ１であり、クロック偏差は、式（１）のように計算される。そのため、伝搬遅延変動監視部１１３は、クロック偏差算出タイミング信号とともに、変数Ｔ０，ｔ０，Ｔ１，ｔ１を無線時刻同期部１１０に出力する。なお、伝搬遅延変動監視部１１３は、クロック偏差算出タイミング信号に変数Ｔ０，ｔ０，Ｔ１，ｔ１を含めて無線時刻同期部１１０に出力してもよい。

クロック偏差＝（Ｔ１－Ｔ０）／（ｔ１－ｔ０） …（１）

伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳ１２２の後、またはステップＳ１２１：Ｎｏの場合、変数を初期化する（ステップＳ１２３）。具体的には、伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延変動の変数ｄ０を伝搬遅延変動の変数ｄ２で初期化し、伝達遅延変動の変数ｄ１を伝達遅延変動の変数ｄ３で初期化する。また、伝搬遅延変動監視部１１３は、受信時刻の変数Ｔ０を受信時刻の変数Ｔ１で初期化し、時刻情報の変数ｔ０を時刻情報の変数ｔ１で初期化する。伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳ１２３の後はステップＳ１１２に戻り、次のクロック偏差の算出タイミングを決定する動作を行う。

なお、閾値ｃについては、下記の要求クロック偏差に対して、伝搬遅延変動のない環境で理想的に算出される理想のクロック偏差から、下記の式（２）の不等式を満たすような値を設定すればよい。

要求クロック偏差＞（（ｔ１－ｔ０）＋（理想のクロック偏差－１）×（ｔ１－ｔ０）＋伝搬遅延変動）／（ｔ１－ｔ０）
→
（ｔ１－ｔ０）×（要求クロック偏差－理想のクロック偏差）＞伝搬遅延変動による誤差 …（２）

閾値ｃの値は、ＴＳＮシステム１のサービスに要求される同期精度、無線通信システム２の転送遅延量、無線時刻情報の送信周期、伝搬遅延変動に許容されるクロック偏差量などで一意に定めることも可能である。なお、無線通信システム２の転送遅延量は、滞留時間とも言い換えられる。閾値ｃは、無線通信システム２内のネットワークを介して複数のＴＳＮ３の間で転送される信号が無線通信システム２内のネットワークで転送される際に想定される最大の滞留時間、およびＴＳＮ３において要求される時刻同期精度から決定されるとも言える。

以降の説明において、時刻情報の変数ｔ０を第１の時刻情報と称し、受信時刻の変数Ｔ０を第１の受信時刻と称し、時刻情報の変数ｔ１を第２の時刻情報と称し、受信時刻の変数Ｔ１を第２の受信時刻と称することがある。また、伝達遅延変動の変数ｄ０を第１の伝搬遅延補正指示値と称し、伝達遅延変動の変数ｄ１を第２の伝搬遅延補正指示値と称し、伝達遅延変動の変数ｄ２を第３の伝搬遅延補正指示値と称し、伝達遅延変動の変数ｄ３を第４の伝搬遅延補正指示値と称することがある。

図５は、本実施の形態に係る無線通信システム２において端末側通信装置１０がクロック偏差を算出するまでの各装置の動作を示すシーケンス図である。

無線基地局装置２０および無線時刻ＧＭ４０は、無線基地局装置２０の無線時刻同期を行う（ステップＳＴ１０１）。これにより、無線基地局装置２０は、無線時刻を扱うことができるようになる。

端末側通信装置１０および無線基地局装置２０は、無線リンクの確立を行う（ステップＳＴ１０２）。端末側通信装置１０および無線基地局装置２０は、無線リンクを確立することで、制御プレーンデータ、ユーザデータなどの無線信号の送受信を行うことができる。この段階から、端末側通信装置１０の伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延変動の監視を開始する。

無線基地局装置２０は、端末側通信装置１０に対して、伝搬遅延補正指示値で伝搬遅延を補正する指示を含めた無線信号を送信する（ステップＳＴ１０３）。一般的に、時分割複信のような同じ周波数帯を時分割してアップリンクおよびダウンリンクを構成する場合、アップリンクの伝搬遅延およびダウンリンクの伝搬遅延は同様ととらえられる。第五世代通信システムであれば、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤのＴＡＣ（Timing Advance Command）コマンドを活用することができる。すなわち、無線通信システム２内のネットワークからの伝搬遅延補正指示値を含む信号は、第五世代通信システムの無線インタフェースのＭＡＣレイヤにおけるＴＡＣである。

端末側通信装置１０において、伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳＴ１０３で受信した伝搬遅延補正指示値を伝搬遅延変動の変数ｄ０として格納する（ステップＳＴ１０４）。

無線基地局装置２０は、端末側通信装置１０に対して、無線時刻情報を含めた無線信号を送信する（ステップＳＴ１０５）。第五世代通信システムであれば、ＲＲＣレイヤの時刻情報であるＳＩＢ９（System Information Block type9）が周期的に送信される時刻情報であるため利用可能である。すなわち、無線通信システム２内のネットワークからの時刻情報は、ＳＩＢ９の情報要素である。または、無線時刻同期プロトコルにＰＴＰを採用する場合、無線基地局装置２０にＰＴＰマスタとしての動作をさせることで、周期的にタイムスタンプが格納されるＳｙｎｃメッセージおよびＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージが無線基地局装置２０から端末側通信装置１０に送信されるため利用可能である。すなわち、無線時刻同期部１１０は、ＰＴＰスレーブとして動作する。この場合、無線通信システム２内のネットワークからの時刻情報は、無線通信システム２内のネットワークに存在するＰＴＰマスタから周期的にマルチキャストされるＳｙｎｃメッセージまたは直後にマルチキャストされるＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージに含まれる情報要素である。

または、端末側通信装置１０から周期的にＤｅｌａｙ＿ｒｅｑメッセージをＰＴＰマスタに送信することで、周期的に応答されるＤｅｌａｙ＿ｒｅｓｐメッセージを端末側通信装置１０で受信可能であるため利用可能である。無線時刻同期プロトコルにＮＴＰを採用する場合、例えば、端末側通信装置１０をＮＴＰクライアントとして周期的にＭｏｄｅ３パケットを無線通信システム２の無線時刻ＧＭ４０に同期している無線通信システム２内のＮＴＰサーバ宛に送信することで、周期的なＭｏｄｅ４パケットが端末側通信装置１０で受信されることが期待されるため、利用可能である。無線通信システム２内のＮＴＰサーバについて、無線基地局装置２０がＮＴＰサーバとして動作も兼ねる場合は無線基地局装置２０でもよい。すなわち、無線時刻同期部１１０は、ＮＴＰクライアントとして周期的に無線通信システム２内のネットワークに存在するＮＴＰサーバへＮＴＰパケットによる問合せを行う。この場合、無線通信システム２内のネットワークからの時刻情報は、無線通信システム２内のネットワークに存在するＮＴＰサーバからのＮＴＰパケットの問合せ応答に含まれる情報要素である。

端末側通信装置１０において、伝搬遅延変動監視部１１３は、受信時刻の変数Ｔ０に受信時刻を格納し、時刻情報の変数ｔ０に時刻情報を格納し、伝搬遅延変動の少ない状態で取得した有効な値かの判定に移る（ステップＳＴ１０６）。

無線基地局装置２０は、端末側通信装置１０に対して、伝搬遅延補正指示値で伝搬遅延を補正する指示を含めた無線信号を送信する（ステップＳＴ１０７）。

端末側通信装置１０において、伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延変動の変数ｄ１に最新の伝搬遅延補正指示値を格納する（ステップＳＴ１０８）。伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延変動の変数ｄ１と伝搬遅延変動の変数ｄ０との差分の絶対値から、変数Ｔ０，ｔ０が有効な値か否かを判定する。図５の例では、変数Ｔ０，ｔ０が有効な場合のシーケンスを示している。伝搬遅延変動監視部１１３は、有効な変数Ｔ０，ｔ０と判定できた場合、次の有効な変数Ｔ１，ｔ１の取得を試みるため、再び伝搬遅延変動監視を行う。

無線基地局装置２０は、端末側通信装置１０に対して、伝搬遅延補正指示値で伝搬遅延を補正する指示を含めた無線信号を送信する（ステップＳＴ１０９）。

端末側通信装置１０において、伝搬遅延変動監視部１１３は、ステップＳＴ１０９で受信した伝搬遅延補正指示値を伝搬遅延変動の変数ｄ２として格納する（ステップＳＴ１１０）。

無線基地局装置２０は、端末側通信装置１０に対して、無線時刻情報を含めた無線信号を送信する（ステップＳＴ１１１）。

端末側通信装置１０において、伝搬遅延変動監視部１１３は、受信時刻の変数Ｔ１に受信時刻を格納し、時刻情報の変数ｔ１に時刻情報を格納し、伝搬遅延変動の少ない状態で取得した有効な値かの判定に移る（ステップＳＴ１１２）。

無線基地局装置２０は、端末側通信装置１０に対して、伝搬遅延補正指示値で伝搬遅延を補正する指示を含めた無線信号を送信する（ステップＳＴ１１３）。

端末側通信装置１０において、伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延変動の変数ｄ３に最新の伝搬遅延補正指示値を格納する（ステップＳＴ１１４）。伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延変動の変数ｄ３と伝搬遅延変動の変数ｄ２との差分の絶対値から、変数Ｔ１，ｔ１が有効な値か否かを判定する。図５の例では、変数Ｔ１，ｔ１が有効な場合のシーケンスを示している。

伝搬遅延変動監視部１１３は、変数Ｔ０，ｔ０，Ｔ１，ｔ１が有効である場合、変数ｄ３と変数ｄ０との差分の絶対値が閾値ｃよりも小さく、かつ変数ｄ２と変数ｄ１との差分の絶対値が閾値ｃよりも小さい場合、クロック偏差の算出タイミングとして決定し、無線時刻同期部１１０に対して、クロック偏差算出タイミング信号を出力する。そして、無線時刻同期部１１０は、クロック偏差の算出を行う（ステップＳＴ１１５）。

端末側通信装置１０は、図５に示すようなシーケンスをたどることで、伝搬遅延が変動するような環境でも伝搬遅延変動の影響を抑えてクロック偏差を算出することが可能となる。

つづいて、端末側通信装置１０のハードウェア構成について説明する。端末側通信装置１０において、無線インタフェース１０１は無線通信可能なインタフェース回路である。無線時刻リアルタイムクロック１０２は無線通信用のクロックを生成する回路である。有線インタフェース１０３は有線通信可能なインタフェース回路である。有線時刻リアルタイムクロック１０４は有線通信用のクロックを生成する回路である。アンテナ１０７は電波を送受信する装置である。有線ＮＩＣ１０８は有線通信で使用されるインタフェースカードである。端末側通信装置１０において、無線時刻同期部１１０、有線時刻同期部１１１と、ユーザデータ転送部１１２、および伝搬遅延変動監視部１１３は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。

図６は、本実施の形態に係る端末側通信装置１０を実現する処理回路をプロセッサ９１およびメモリ９２で実現する場合の処理回路９０の構成例を示す図である。図６に示す処理回路９０は制御回路であり、プロセッサ９１およびメモリ９２を備える。処理回路９０がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、処理回路９０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９０では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９０は、端末側通信装置１０の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。このプログラムは、処理回路９０により実現される各機能を端末側通信装置１０に実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。

上記プログラムは、無線時刻同期部１１０が、第１のネットワークと時刻同期する第１のステップと、無線時刻リアルタイムクロック１０２が、第１のネットワークにおける時刻を出力する第２のステップと、無線インタフェース１０１が、第１のネットワークから信号を受信したときに時刻を受信時刻として打刻する第３のステップと、伝搬遅延変動監視部１１３が、無線インタフェース１０１で受信された第１のネットワークからの伝搬遅延を補正するための伝搬遅延補正指示値、信号に含まれる時刻情報、および時刻情報の受信時刻を格納し、伝搬遅延補正指示値、時刻情報、および受信時刻を用いて第１のネットワークでの伝搬遅延の状態を判定し、伝搬遅延が許容レベルの範囲内のときに第１のネットワークに対するクロック偏差を算出するタイミングであると決定し、無線時刻同期部１１０に対してクロック偏差の算出を指示する第４のステップと、を端末側通信装置１０に実行させるプログラムであるとも言える。

ここで、プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図７は、本実施の形態に係る端末側通信装置１０を実現する処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路９３の例を示す図である。図７に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

無線基地局装置２０のハードウェア構成も同様である。無線基地局装置２０において、無線インタフェース２０１は無線通信可能なインタフェース回路である。無線時刻リアルタイムクロック２０２は無線通信用のクロックを生成する回路である。有線インタフェース２０３は有線通信可能なインタフェース回路である。アンテナ２０７は電波を送受信する装置である。有線ＮＩＣ２０８は有線通信で使用されるインタフェースカードである。無線基地局装置２０において、時刻同期部２１１、ユーザデータ転送部２１２、および無線端末管理部２１３は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、端末側通信装置１０において、伝搬遅延変動監視部１１３は、無線インタフェース１０１で受信された無線通信システム２内のネットワークからの伝搬遅延を補正するための伝搬遅延補正指示値、信号に含まれる時刻情報、および時刻情報の受信時刻を格納し、伝搬遅延補正指示値、時刻情報、および受信時刻を用いて無線通信システム２内のネットワークでの伝搬遅延の状態を判定する。伝搬遅延変動監視部１１３は、伝搬遅延が許容レベルの範囲内のときに無線通信システム２内のネットワークに対するクロック偏差を算出するタイミングであると決定し、無線時刻同期部１１０に対してクロック偏差の算出を指示する。

具体的には、伝搬遅延変動監視部１１３は、第１の時刻情報および第１の受信時刻の取得前に取得した第１の伝搬遅延補正指示値と第１の時刻情報および第１の受信時刻の取得後に取得した第２の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が規定された閾値ｃより小さい場合、有効なものとして第１の時刻情報、第１の受信時刻、第１の伝搬遅延補正指示値、および第２の伝搬遅延補正指示値を保持する。また、伝搬遅延変動監視部１１３は、第２の時刻情報および第２の受信時刻の取得前に取得した第３の伝搬遅延補正指示値と第２の時刻情報および第２の受信時刻の取得後に取得した第４の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が閾値ｃより小さい場合、有効なものとして第２の時刻情報、第２の受信時刻、第３の伝搬遅延補正指示値、および第４の伝搬遅延補正指示値を保持する。伝搬遅延変動監視部１１３は、第１の伝搬遅延補正指示値と第４の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が閾値ｃより小さく、かつ第２の伝搬遅延補正指示値と第３の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が閾値ｃより小さい場合、クロック偏差を算出するタイミングであると決定し、無線時刻同期部１１０に対してクロック偏差の算出を指示する。

伝搬遅延変動監視部１１３から指示を受けた無線時刻同期部１１０は、第１の時刻情報、第１の受信時刻、第２の時刻情報、および第２の受信時刻を用いて、クロック偏差を算出する。

これにより、端末側通信装置１０は、伝搬遅延が変動している状態のときの時刻情報および受信時刻をクロック偏差の算出に使用するべきではないことが判断できるため、仮想的なブリッジを構成する装置である端末相当の通信装置である端末側通信装置１０における伝搬遅延が変動する環境下でも、伝搬遅延の影響を抑えてクロック偏差を算出することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ＴＳＮシステム、２無線通信システム、３ＴＳＮ、１０端末側通信装置、２０無線基地局装置、３０ネットワーク側通信装置、４０無線時刻ＧＭ、５０制御機器、６０ＴＳＮＧＭ、１０１，２０１無線インタフェース、１０２，２０２無線時刻リアルタイムクロック、１０３，２０３有線インタフェース、１０４有線時刻リアルタイムクロック、１０７，２０７アンテナ、１０８，２０８有線ＮＩＣ、１１０無線時刻同期部、１１１有線時刻同期部、１１２，２１２ユーザデータ転送部、１１３伝搬遅延変動監視部、２１１時刻同期部、２１３無線端末管理部。

Claims

第１のネットワークと第２のネットワークとの間で信号を転送する通信装置であって、
前記第１のネットワークと時刻同期可能な時刻同期部と、
前記第１のネットワークにおける時刻を出力するクロックと、
前記第１のネットワークから信号を受信したときに前記時刻を受信時刻として打刻するインタフェースと、
前記インタフェースで受信された前記第１のネットワークからの伝搬遅延を補正するための伝搬遅延補正指示値、信号に含まれる時刻情報、および前記時刻情報の受信時刻を格納し、前記伝搬遅延補正指示値、前記時刻情報、および前記受信時刻を用いて前記第１のネットワークでの伝搬遅延の状態を判定し、前記伝搬遅延が許容レベルの範囲内のときに前記第１のネットワークに対するクロック偏差を算出するタイミングであると決定し、前記時刻同期部に対して前記クロック偏差の算出を指示する伝搬遅延変動監視部と、
を備えることを特徴とする通信装置。
前記伝搬遅延変動監視部は、第１の時刻情報および第１の受信時刻の取得前に取得した第１の伝搬遅延補正指示値と前記第１の時刻情報および前記第１の受信時刻の取得後に取得した第２の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が規定された閾値より小さい場合、有効なものとして前記第１の時刻情報、前記第１の受信時刻、前記第１の伝搬遅延補正指示値、および前記第２の伝搬遅延補正指示値を保持し、
第２の時刻情報および第２の受信時刻の取得前に取得した第３の伝搬遅延補正指示値と前記第２の時刻情報および前記第２の受信時刻の取得後に取得した第４の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が前記閾値より小さい場合、有効なものとして前記第２の時刻情報、前記第２の受信時刻、前記第３の伝搬遅延補正指示値、および前記第４の伝搬遅延補正指示値を保持し、
前記第１の伝搬遅延補正指示値と前記第４の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が前記閾値より小さく、かつ前記第２の伝搬遅延補正指示値と前記第３の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が前記閾値より小さい場合、前記クロック偏差を算出するタイミングであると決定し、前記時刻同期部に対して前記クロック偏差の算出を指示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記閾値は、前記第１のネットワークを介して複数の前記第２のネットワークの間で転送される信号が前記第１のネットワークで転送される際に想定される最大の滞留時間、および前記第２のネットワークにおいて要求される時刻同期精度から決定される、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
前記時刻同期部は、前記第１の時刻情報、前記第１の受信時刻、前記第２の時刻情報、および前記第２の受信時刻を用いて、前記クロック偏差を算出する、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の通信装置。
前記インタフェースは、第五世代通信システムにおけるユーザ端末で用いられる無線インタフェースであり、
前記第１のネットワークからの前記伝搬遅延補正指示値を含む信号は、前記第五世代通信システムの無線インタフェースのＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌレイヤにおけるＴｉｍｉｎｇＡｄｖａｎｃｅＣｏｍｍａｎｄである、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の通信装置。
前記インタフェースは、第五世代通信システムにおけるユーザ端末で用いられる無線インタフェースであり、
前記第１のネットワークからの前記時刻情報は、ＳｙｓｔｅｍＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｌｏｃｋｔｙｐｅ９の情報要素である、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の通信装置。
前記時刻同期部は、ＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌクライアントとして周期的に第１のネットワークに存在するＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌサーバへＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌパケットによる問合せを行い、
前記第１のネットワークからの前記時刻情報は、前記第１のネットワークに存在するＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌサーバからのＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌパケットの問合せ応答に含まれる情報要素である、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の通信装置。
前記時刻同期部は、ＰｒｅｃｉｓｅＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌスレーブとして動作し、
前記第１のネットワークからの前記時刻情報は、第１のネットワークに存在するＰｒｅｃｉｓｅＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌマスタから周期的にマルチキャストされるＳｙｎｃメッセージまたは直後にマルチキャストされるＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージに含まれる情報要素である、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の通信装置。
第１のネットワークと第２のネットワークとの間で信号を転送する通信装置を制御するための制御回路であって、
前記第１のネットワークと時刻同期、
前記第１のネットワークにおける時刻を出力、
前記第１のネットワークから信号を受信したときに前記時刻を受信時刻として打刻、
受信された前記第１のネットワークからの伝搬遅延を補正するための伝搬遅延補正指示値、信号に含まれる時刻情報、および前記時刻情報の受信時刻を格納し、前記伝搬遅延補正指示値、前記時刻情報、および前記受信時刻を用いて前記第１のネットワークでの伝搬遅延の状態を判定し、前記伝搬遅延が許容レベルの範囲内のときに前記第１のネットワークに対するクロック偏差を算出するタイミングであると決定し、前記クロック偏差の算出を指示、
を前記通信装置に実施させることを特徴とする制御回路。
第１のネットワークと第２のネットワークとの間で信号を転送する通信装置を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記プログラムは、
前記第１のネットワークと時刻同期、
前記第１のネットワークにおける時刻を出力、
前記第１のネットワークから信号を受信したときに前記時刻を受信時刻として打刻、
受信された前記第１のネットワークからの伝搬遅延を補正するための伝搬遅延補正指示値、信号に含まれる時刻情報、および前記時刻情報の受信時刻を格納し、前記伝搬遅延補正指示値、前記時刻情報、および前記受信時刻を用いて前記第１のネットワークでの伝搬遅延の状態を判定し、前記伝搬遅延が許容レベルの範囲内のときに前記第１のネットワークに対するクロック偏差を算出するタイミングであると決定し、前記クロック偏差の算出を指示、
を前記通信装置に実施させることを特徴とする記憶媒体。
第１のネットワークと第２のネットワークとの間で信号を転送する通信装置のクロック偏差算出タイミング決定方法であって、
時刻同期部が、前記第１のネットワークと時刻同期する第１のステップと、
クロックが、前記第１のネットワークにおける時刻を出力する第２のステップと、
インタフェースが、前記第１のネットワークから信号を受信したときに前記時刻を受信時刻として打刻する第３のステップと、
伝搬遅延変動監視部が、前記インタフェースで受信された前記第１のネットワークからの伝搬遅延を補正するための伝搬遅延補正指示値、信号に含まれる時刻情報、および前記時刻情報の受信時刻を格納し、前記伝搬遅延補正指示値、前記時刻情報、および前記受信時刻を用いて前記第１のネットワークでの伝搬遅延の状態を判定し、前記伝搬遅延が許容レベルの範囲内のときに前記第１のネットワークに対するクロック偏差を算出するタイミングであると決定し、前記時刻同期部に対して前記クロック偏差の算出を指示する第４のステップと、
を含むことを特徴とするクロック偏差算出タイミング決定方法。
前記第４のステップにおいて、前記伝搬遅延変動監視部は、第１の時刻情報および第１の受信時刻の取得前に取得した第１の伝搬遅延補正指示値と前記第１の時刻情報および前記第１の受信時刻の取得後に取得した第２の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が規定された閾値より小さい場合、有効なものとして前記第１の時刻情報、前記第１の受信時刻、前記第１の伝搬遅延補正指示値、および前記第２の伝搬遅延補正指示値を保持し、
第２の時刻情報および第２の受信時刻の取得前に取得した第３の伝搬遅延補正指示値と前記第２の時刻情報および前記第２の受信時刻の取得後に取得した第４の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が前記閾値より小さい場合、有効なものとして前記第２の時刻情報、前記第２の受信時刻、前記第３の伝搬遅延補正指示値、および前記第４の伝搬遅延補正指示値を保持し、
前記第１の伝搬遅延補正指示値と前記第４の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が前記閾値より小さく、かつ前記第２の伝搬遅延補正指示値と前記第３の伝搬遅延補正指示値との差分の絶対値が前記閾値より小さい場合、前記クロック偏差を算出するタイミングであると決定し、前記時刻同期部に対して前記クロック偏差の算出を指示する、
ことを特徴とする請求項１１に記載のクロック偏差算出タイミング決定方法。
前記閾値は、前記第１のネットワークを介して複数の前記第２のネットワークの間で転送される信号が前記第１のネットワークで転送される際に想定される最大の滞留時間、および前記第２のネットワークにおいて要求される時刻同期精度から決定される、
ことを特徴とする請求項１２に記載のクロック偏差算出タイミング決定方法。
前記時刻同期部が、前記第１の時刻情報、前記第１の受信時刻、前記第２の時刻情報、および前記第２の受信時刻を用いて、前記クロック偏差を算出する第５のステップ、
を含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載のクロック偏差算出タイミング決定方法。
前記インタフェースは、第五世代通信システムにおけるユーザ端末で用いられる無線インタフェースであり、
前記第１のネットワークからの前記伝搬遅延補正指示値を含む信号は、前記第五世代通信システムの無線インタフェースのＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌレイヤにおけるＴｉｍｉｎｇＡｄｖａｎｃｅＣｏｍｍａｎｄである、
ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１つに記載のクロック偏差算出タイミング決定方法。
前記インタフェースは、第五世代通信システムにおけるユーザ端末で用いられる無線インタフェースであり、
前記第１のネットワークからの前記時刻情報は、ＳｙｓｔｅｍＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｌｏｃｋｔｙｐｅ９の情報要素である、
ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１つに記載のクロック偏差算出タイミング決定方法。
前記第１のステップにおいて、前記時刻同期部は、ＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌクライアントとして周期的に第１のネットワークに存在するＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌサーバへＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌパケットによる問合せを行い、
前記第１のネットワークからの前記時刻情報は、前記第１のネットワークに存在するＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌサーバからのＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌパケットの問合せ応答に含まれる情報要素である、
ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１つに記載のクロック偏差算出タイミング決定方法。
前記第１のステップにおいて、前記時刻同期部は、ＰｒｅｃｉｓｅＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌスレーブとして動作し、
前記第１のネットワークからの前記時刻情報は、第１のネットワークに存在するＰｒｅｃｉｓｅＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌマスタから周期的にマルチキャストされるＳｙｎｃメッセージまたは直後にマルチキャストされるＦｏｌｌｏｗ＿ｕｐメッセージに含まれる情報要素である、
ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１つに記載のクロック偏差算出タイミング決定方法。