WO2023145229A1 - 通信装置、通信装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

通信装置、通信装置の制御方法及びプログラム Download PDF

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WO2023145229A1
WO2023145229A1 PCT/JP2022/043670 JP2022043670W WO2023145229A1 WO 2023145229 A1 WO2023145229 A1 WO 2023145229A1 JP 2022043670 W JP2022043670 W JP 2022043670W WO 2023145229 A1 WO2023145229 A1 WO 2023145229A1
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communication device
time
base station
communication
time synchronization
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Inventor
光太郎 小池
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キヤノン株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a communication device, a communication device control method, and a program.
  • one device in the network acquires time information from a device outside the network, and performs time synchronization within the network using the acquired time information.
  • a network is formed between multiple cameras, and one camera acquires time information from outside the network.
  • time information from outside the network.
  • devices outside the network include GPS, radio-controlled clocks, and synchronization signals from high-precision clocks via wires (Patent Document 1).
  • a synchronization signal is received from a GPS or a radio-controlled clock, or from a high-precision clock via a wire.
  • GPS cannot perform time synchronization because positioning cannot be performed indoors. Also, it is unclear whether the accuracy of the received time is acceptable to the user.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a technique for stably realizing time synchronization with a predetermined accuracy.
  • a communication device configuring a network between communication devices, determining means for determining whether or not a base station existing outside the network supports time synchronization with a predetermined accuracy; time synchronization processing means for synchronizing the time of the communication device with the time of the base station when the base station supports time synchronization with the predetermined precision; and a control means for controlling the communication device, When the time of the communication device is synchronized with the time of the base station, the control means operates the communication device as a time synchronization source for other communication devices within the network.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example hardware configuration of a communication device according to an embodiment.
  • Communication device 100 includes control unit 101 , storage unit 102 , operation unit 103 , display unit 104 , wireless communication unit 105 , and speaker 106 .
  • the control unit 101 is, for example, one or more CPUs (Central Processing Units), and controls the operation of each component of the communication device 100 according to input signals and programs described later. Note that instead of the control unit 101 controlling the entire apparatus, a plurality of pieces of hardware may share processing to control the entire apparatus.
  • the storage unit 102 stores one or more control programs executed by the control unit 101 and various information such as communication parameters and captured image data. Various operations to be described later are performed by the control unit 101 executing a control program stored in the storage unit 102 .
  • the operation unit 103 is used to receive instructions from the user to the communication device 100 .
  • it is a physical operation unit such as a keyboard and physical buttons.
  • the display unit 104 can be used as an operation unit.
  • the operation unit 103 accepts a selection operation to operate the communication device 100 as either a master device operating as a wireless LAN access point or a slave device operating as a station. Further, the operation unit 103 can accept a setting of a first mode (power saving mode) in which the communication apparatus 100 operates in the power saving state or a second mode (normal operation mode) in which the communication apparatus 100 does not operate in the power saving state.
  • a first mode power saving mode
  • second mode normal operation mode
  • the display unit 104 is a display unit that performs various displays, and has a function of outputting visually recognizable information such as LCD (Liquid Crystal Display) and LED (Light Emitting Diode).
  • LCD Liquid Crystal Display
  • LED Light Emitting Diode
  • the wireless communication unit 105 complies with the 3GPP (Third Generation Partnership Project) (registered trademark) standard or the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) (registered trademark) 802.11a/b/g/n/ac/ax (registered trademark) Wireless LAN communication conforming to standards is implemented.
  • a speaker 106 is a notification unit capable of outputting sound information.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the software configuration of the communication device 100 according to one embodiment.
  • the communication device 100 includes a signal reception section 201 , a signal transmission section 202 , a data storage section 203 and a display control section 204 .
  • the communication device 100 also includes a parent/child device determination unit 205 , a BMCA processing unit 206 , a PTP support determination unit 208 , a time synchronization processing unit 209 , an operation mode confirmation unit 210 and a time error calculation unit 211 .
  • BMCA processing section 206 includes Priority 1 value setting section 207 .
  • the signal receiving unit 201 and the signal transmitting unit 202 communicate with the counterpart device via a wireless LAN conforming to the 3GPP (registered trademark) standard or the IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax (registered trademark) standard. Carry out signal reception and signal transmission.
  • a signal receiving unit 201 and a signal transmitting unit 202 correspond to the wireless communication unit 105 .
  • a data storage unit 203 stores software itself and information such as authentication information, and corresponds to the storage unit 102 .
  • the display control unit 204 performs control processing of the screen displayed on the display unit 104 .
  • the master device/child device determination unit 205 determines whether the own device is operating as a master device or as a slave device within the network.
  • the master device operates as a wireless LAN access point, and the slave device operates as a wireless LAN station.
  • the BMCA processing unit 206 is a processing unit that operates based on the BMCA (Best Master Clock Algorithm) that automatically determines the optimum grandmaster from among multiple grandmaster candidates.
  • the BMCA processing section 206 includes a Priority 1 value setting section 207 .
  • This Priority1 value is information to be compared with the first priority among a plurality of grandmaster candidates when determining a grandmaster based on BMCA.
  • the possible range of the Priority1 value is 0 to 255, and the one with the smallest value becomes the grand master.
  • the PTP compatibility determination unit 208 determines whether the base station 500, which will be described later, supports IEEE (registered trademark) 1588.
  • the time synchronization processing unit 209 performs time synchronization processing with the base station 500 and the communication devices 300 and 301, which will be described later. Specifically, time synchronization processing conforming to the IEEE (registered trademark) 1588 standard or RFC (Request for Comments) (registered trademark) 1305 is performed.
  • the operation mode confirmation unit 210 confirms the operation mode of its own device.
  • the operating mode is any one of a plurality of operating modes including a power saving mode that specifically reduces power consumption and a normal mode that does not.
  • the time error calculator 211 calculates the time error between its own device and the base station 500, which will be described later.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to one embodiment.
  • the communication system includes a communication device 100 , a communication device 300 , a communication device 301 , a public network 400 and a base station 500 .
  • the communication device 100 communicates with the public network 400 according to the 3GPP (registered trademark) standard, while communicating with the communication devices 300 and 301 using Wi-Fi (registered trademark).
  • 3GPP registered trademark
  • Wi-Fi registered trademark
  • FIG. 4 is a flow chart showing the procedure of processing when the communication device 100 is established as the grandmaster in the network formed between the communication devices according to this embodiment.
  • the control unit 101 is notified.
  • the control unit 101 uses the parent device/child device determination unit 205 to determine whether or not the communication device 100 is selected as the master device (S401). When selected as a master device, communication device 100 operates as a wireless LAN access point. The control unit 101 activates the wireless communication unit 105, sets the Priority1 value to 255 using the Priority1 value setting unit 207, and then starts communication with the base station 500 according to the 3GPP standard (registered trademark) (S402).
  • the 3GPP standard registered trademark
  • radio communication section 105 When radio communication section 105 receives system information transmitted from base station 500 as a notification signal or an RRC (Radio Resource Control) message exchanged with base station 500 , radio communication section 105 notifies control section 101 .
  • RRC Radio Resource Control
  • the control unit 101 uses the PTP compatibility determination unit 208 to check whether a parameter called "TimeInfo", which will be described later, is included in the SIB (System Information Block) 9, which is one of the blocks that make up the received system information. . Further, the control unit 101 checks whether the received RRC message includes "AbsoluteTimeInfo" described later (S403).
  • SIB System Information Block
  • TimeInfo contains four items: "TimeInfoUTC” (required), "DayLightSavingTime” (optional), “LeapSeconds” (optional), and “LocalTimeOffset” (optional). With only the required items, UTC (Coordinated Universal Time) time information can be obtained. If option items are also included, the time can be obtained with the same accuracy as GPS. However, the time included in TimeInfo does not include the communication delay required between the base station 500 and the communication device 100 . AbsoluteTimeInfo indicates an absolute time composed of year, month, day, hour, minute, and second.
  • control unit 101 When the control unit 101 confirms TimeInfo or AbsoluteTimeInfo, it determines that time synchronization with a base station 500 outside the network is possible with a predetermined accuracy, and starts time synchronization (S404). In that case, the control unit 101 uses the time synchronization processing unit 209 to perform time synchronization processing with the base station 500 via the wireless communication unit 105 in compliance with the IEEE (registered trademark) 1588 standard.
  • the control unit 101 stores, in the storage unit 102, information indicating that the communication device 100 is the master device and the grand master in the network formed between the communication devices (S405). Thereafter, the communication device 100 operates as a master/grandmaster device in a network formed between communication devices. That is, when the time of the communication device 100 is synchronized with the time of the base station 500, the control unit 101 operates the communication device 100 as a time synchronization source for the other communication devices 300 and 301 in the network.
  • the control unit 101 waits for the communication devices 300 and 301 to connect to the communication device 100 via the wireless communication unit 105 (S406).
  • the control unit 101 uses the time synchronization processing unit 209 to perform time synchronization processing with the communication devices 300 and 301 via the wireless communication unit 105 (S407). This completes the time synchronization between the communication devices.
  • the control unit 101 determines that time synchronization processing conforming to the IEEE (registered trademark) 1588 standard with the base station 500 is impossible, and notifies the determination result via the display unit 104 (S408).
  • the display control unit 204 controls the display unit 104 to display the information indicating that the time synchronization processing conforming to the IEEE (registered trademark) 1588 standard is impossible, and the time synchronization with the base station 500 regardless. and information for selecting whether or not to Alternatively or in conjunction with this, the speaker 106 may be used to provide the notification by voice.
  • the control unit 101 determines whether to perform time synchronization based on the user's selection (S409).
  • the selection result is notified to the control unit 101 by selecting the time synchronization using the operation unit 103 .
  • the control unit 101 uses the time synchronization processing unit 209 to perform time synchronization processing conforming to RFC (registered trademark) 1305 with the base station 500 via the wireless communication unit 105 (S410). After that, the same processing as each processing from S405 to S407 is performed.
  • the process proceeds to S411. Then, the communication device 100 operates as a slave device in the network formed between the communication devices (S411). In this case, the communication device 100 operates as a wireless LAN station.
  • the control unit 101 searches for a communication device (for example, either the communication device 300 or the communication device 301) to be the master device via the wireless communication unit 105 (S412). If a communication device serving as a master device is detected, the process proceeds to S413.
  • the control unit 101 uses the time synchronization processing unit 209 to perform time synchronization processing with the communication device serving as the master device via the wireless communication unit 105 (S413).
  • control unit 101 stops wireless communication unit 105 .
  • time information may be extracted from either TimeInfo or AbsoluteTimeInfo acquired in S403 and set in the time synchronization processing unit 209 without performing time synchronization with the base station 500 in S404 or S410.
  • an error may occur due to the communication time required between communication apparatus 100 and base station 500 .
  • FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of processing after the communication device 100 is established as the grandmaster in the network formed between the communication devices according to one embodiment.
  • the operation unit 103 can accept settings for a first mode (power saving mode) in which the communication apparatus 100 operates in the power saving state or a second mode (normal operation mode) in which the communication apparatus 100 does not operate in the power saving state.
  • a first mode power saving mode
  • a second mode normal operation mode
  • the control unit 101 causes the storage unit 102 to store the operation mode.
  • the setting of the operation mode may be performed before the communication device 100 is selected to operate as the grandmaster.
  • the control unit 101 uses the operation mode confirmation unit 210 to determine whether or not the operation mode currently set in the communication device 100 is the power saving mode for reducing power consumption (S501). When the power saving mode is set, the control unit 101 performs time synchronization with the base station 500 via the wireless communication unit 105 using the time synchronization processing unit 209 after a certain period of time T1 has elapsed (S502). .
  • the constant time T1 is, for example, the first predetermined time counted after the previous time synchronization.
  • the control unit 101 uses the time error calculation unit 211 to check the error E between the time of the communication device 100 before time synchronization in S502 and the time of the communication device 100 after time synchronization. (S503). After confirmation, the control unit 101 stops the function of the wireless communication unit 105 to communicate according to the 3GGP standard (S504).
  • control unit 101 calculates the value of the time error that occurs per unit time based on the fixed time T1 and the time error E that occurs with the passage of the fixed time T1.
  • the current time error is calculated based on the elapsed time since the synchronization was performed. Then, it is determined whether or not the current time error exceeds the allowable value Z.
  • control unit 101 activates the function of communicating according to the 3GPP standard of the wireless communication unit 105, and restarts communication with the base station 500 (S506). .
  • the control unit 101 uses the time synchronization processing unit 209 to perform time synchronization with the base station 500 via the wireless communication unit 105 (S507). Thereafter, the control unit 101 uses the time synchronization processing unit 209 to perform time synchronization with the communication devices 300 and 301 via the wireless communication unit 105 within the network of the communication devices (S508). After that, the control unit 101 determines whether to end the process (S510), and if not, returns to S501 and repeats the process thereafter. The termination may be, for example, when the power of the communication device 10 is turned off by a user operation, or when an input to stop the time synchronization processing is received.
  • the process proceeds to S509.
  • the control unit 101 uses the time synchronization processing unit 209 to perform time synchronization with the base station 500 via the wireless communication unit 105 (S509).
  • the certain period of time T2 is, for example, a second predetermined period of time counted after the previous time synchronization, where T1>T2. That is, when operating in the power saving mode, power saving can be achieved by lowering the frequency of time synchronization with the base station 500 .
  • a mode other than the power saving mode for example, normal operation mode
  • the time information of the communication device 100 can be held at a more accurate value by increasing the frequency of time synchronization. Become. After that, the process proceeds to S508.
  • the above is the series of processing in FIG.
  • time synchronization when the communication device 100 performs time synchronization with the base station 500, it is determined whether time synchronization is possible with a predetermined time accuracy based on communication with the base station 500. Time synchronization is performed after determination. As a result, the user can perform time synchronization after confirming whether or not time synchronization can be performed with desired accuracy before performing time synchronization.
  • the present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.
  • a circuit for example, ASIC

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

通信装置間でネットワークを構成する通信装置であって、前記ネットワーク外に存在する基地局が所定精度の時刻同期に対応しているか否かを判定する判定手段と、前記基地局が前記所定精度の時刻同期に対応している場合、前記基地局の時刻に前記通信装置の時刻を同期させる時刻同期処理手段と、前記通信装置を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記基地局の時刻に前記通信装置の時刻が同期している場合、前記通信装置を前記ネットワーク内の他の通信装置に対する時刻同期源として動作させる。

Description

通信装置、通信装置の制御方法及びプログラム
 本発明は、通信装置、通信装置の制御方法及びプログラムに関する。
 装置間でネットワークを形成して時刻同期を実施する場合、ネットワーク内における1台の装置がネットワーク外部の機器から時刻情報を取得して、その取得した時刻情報を用いてネットワーク内で時刻同期を行うことがある。
 一例として、複数カメラ間でネットワークを形成し、ある1台のカメラが当該ネットワーク外部から時刻情報を取得する。そして、その時刻をネットワーク内のカメラ間で同期させると、例えば複数のユーザが撮影した複数の画像を時系列に整理することが可能となるなど、編集作業を効率化できる。ネットワーク外部の機器としては、具体的にはGPSや電波時計、有線経由での高精度時計からの同期信号などが挙げられる(特許文献1)。
 また、現在5G基地局でIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)(登録商標)1588規格に準拠したPTP(Precision Time Protocol)による高精度な時刻同期が可能となるような検討が進められている。
特開2009-111654号公報
 特許文献1では、GPSや電波時計から、或いは有線経由で高精度時計から同期信号を受信する。しかし、GPSに関しては屋内では測位できないため時刻同期を行うことができない。また、受信した時刻の精度がユーザにとって許容できる精度であるかは不明である。
 また、前述したPTPに対応する5G基地局へ接続することで高精度な時刻同期が可能となるが、PTP未対応の基地局へ接続した場合は、高精度な時刻同期を期待して基地局に接続したにも関わらず、それを実現することができない。
 本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、所定精度の時刻同期を安定的に実現するための技術を提供する。
 上記の目的を達成する本発明の一態様による通信装置は、
 通信装置間でネットワークを構成する通信装置であって、
 前記ネットワーク外に存在する基地局が所定精度の時刻同期に対応しているか否かを判定する判定手段と、
 前記基地局が前記所定精度の時刻同期に対応している場合、前記基地局の時刻に前記通信装置の時刻を同期させる時刻同期処理手段と、
 前記通信装置を制御する制御手段と、を備え、
 前記制御手段は、前記基地局の時刻に前記通信装置の時刻が同期している場合、前記通信装置を前記ネットワーク内の他の通信装置に対する時刻同期源として動作させることを特徴とする。
 本発明によれば、所定精度の時刻同期を安定的に実現することができる。
 本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
 添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
一実施形態に係る通信装置をハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る通信装置のソフトウェア構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 一実施形態に係る通信装置が実施する、ローカルネットワーク内でグランドマスタが確立される時の処理の手順を示すフローチャートである。 一実施形態に係る通信装置が実施する、ローカルネットワーク内でグランドマスタが確立された後の処理の手順を示すフローチャートである。
 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。
 <ハードウェア構成>
 図1は、一実施形態に係る通信装置のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。通信装置100は、制御部101、記憶部102、操作部103、表示部104、無線通信部105、及びスピーカ106を備える。
 制御部101は、例えば1以上のCPU(Central Processing Unit)であり、入力された信号や後述のプログラムに従って通信装置100の各構成要素の動作を制御する。なお、制御部101が装置全体を制御する代わりに、複数のハードウェアが処理を分担することで、装置全体を制御してもよい。記憶部102は、制御部101が実行する1以上の制御プログラムと、通信パラメータや撮影画像データ等の各種情報を記憶する。後述する各種の動作は、記憶部102に記憶された制御プログラムを制御部101が実行することにより行われる。
 操作部103は、通信装置100に対する指示をユーザから受け付けるために用いられる。例えば、キーボードや物理ボタンなどの物理的な操作部である。或いは、表示部104がタッチ操作を受け付けるタッチパネルとして機能する場合には表示部104を操作部として用いることもできる。
 操作部103は、無線LANのアクセスポイントとして動作するマスタ機器、または、ステーションとして動作するスレーブ機器の何れかで通信装置100を動作させる選択操作を受け付ける。また、操作部103は、通信装置100を省電力状態で動作させる第1のモード(省電力モード)又は省電力状態で動作させない第2のモード(通常動作モード)の設定を受付可能である。
 表示部104は、各種表示を行う表示部であり、LCD(Liquid Crystal Display)やLED(Light Emitting Diode)のように視覚で認知可能な情報を出力する機能を有する。
 無線通信部105は、3GPP(Third Generation Partnership Project)(登録商標)規格、もしくはIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)(登録商標)802.11a/b/g/n/ac/ax(登録商標)規格に準拠する無線LAN通信を実施する。スピーカ106は、音情報の出力が可能な報知部である。
 <ソフトウェア構成>
 図2は、一実施形態に係る通信装置100のソフトウェア構成の一例を表すブロック図である。通信装置100は、信号受信部201、信号送信部202、データ記憶部203、及び表示制御部204を備える。通信装置100はまた、親機子機判定部205、BMCA処理部206、PTP対応判定部208、時刻同期処理部209、動作モード確認部210、及び時刻誤差算出部211を備える。BMCA処理部206はPriority1値設定部207を含む。
 信号受信部201及び信号送信部202はそれぞれ、対向装置との間で3GPP(登録商標)規格、もしくはIEEE802.11a/b/g/n/ac/ax(登録商標)規格に準拠した無線LANの信号受信、信号送信を実施する。信号受信部201及び信号送信部202は無線通信部105に対応する。データ記憶部203は、ソフトウェアそのものおよび、認証情報などの情報を記憶保持しており、記憶部102に対応する。
 表示制御部204は、表示部104に表示する画面の制御処理を実施する。親機子機判定部205は、自装置がネットワーク内においてマスタ機器として動作しているか或いはスレーブ機器として動作しているかを判定する。なお、マスタ機器は無線LANのアクセスポイントとして動作し、スレーブ機器は無線LANのステーションとして動作する。
 BMCA処理部206は、複数のグランドマスタ候補の中から最適なグランドマスタを自動で決定するBMCA(Best Master Clock Algorithm)に基づいて動作する処理部である。BMCA処理部206中には、Priority1値設定部207が含まれる。このPriority1値は、BMCAに基づいてグランドマスタを決定する際に、複数のグランドマスタ候補間で、第一優先で比較する情報である。Priority1値の取りうる範囲は、0から255であり、この値が最も小さいものがグランドマスタになる。
 PTP対応判定部208は、後述する基地局500がIEEE(登録商標)1588に対応しているか判定する。時刻同期処理部209は、後述する基地局500や通信装置300、301との間で時刻同期処理を実施する。具体的にはIEEE(登録商標)1588規格、もしくはRFC(Request for Comments)(登録商標)1305に準拠した時刻同期処理を実施する。
 動作モード確認部210は、自装置の動作モードを確認する。動作モードとは、具体的には消費電力を抑える省電力モードと、そうでない通常モードとを含む複数の動作モードの何れかである。時刻誤差算出部211は、自装置と後述する基地局500との間における時刻誤差を算出する。
 <システム構成>
 図3は、一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。本実施形態に係る通信システムは、通信装置100、通信装置300、通信装置301、公衆網400、及び基地局500を含む。通信装置100は、公衆網400とは3GPP(登録商標)規格での通信を行う一方、通信装置300、通信装置301とはWi-Fi(登録商標)で通信を行うものとする。なお、通信装置300、通信装置301は通信装置100と同じ構成を有するため、説明を省略する。
 <処理>
 図4は、本実施形態における通信装置間で形成されるネットワーク内で通信装置100がグランドマスタとして確立される時の処理の手順を示すフローチャートである。通信装置100の操作部103で自装置をマスタ機器として動作させるか、スレーブ機器として動作させるか設定する操作を受け付けると、制御部101へ通知が行われる。
 制御部101は、親機子機判定部205を用いて、通信装置100がマスタ機器として選択されているか否かを判定する(S401)。マスタ機器として選択されている場合、通信装置100は無線LANのアクセスポイントとして動作する。制御部101は、無線通信部105を起動させ、Priority1値設定部207を用いてPriority1値を255と設定してから3GPP規格(登録商標)で基地局500との通信を開始させる(S402)。
 ここでPriority1値を最大値である255としているのは、ネットワーク外の基地局500と接続した時に、通信装置100がBMCAによって基地局500により形成されたネットワーク内のグランドマスタにならないようにするためである。無線通信部105は、基地局500から報知信号として送信されるシステム情報や、基地局500との間でやり取りされるRRC(Radio Resource Control)メッセージを受信した場合、制御部101へ通知する。
 制御部101は、PTP対応判定部208を用いて、受信したシステム情報を構成するブロックの一つであるSIB(System Information Block)9に、後述する「TimeInfo」というパラメータが含まれているか確認する。更に、制御部101は、受信したRRCメッセージの中に、後述する「AbsoluteTimeInfo」が含まれているか確認する(S403)。
 TimeInfoには「TimeInfoUTC」(必須)、「DayLightSavingTime」(オプション)、「LeapSeconds」(オプション)、「LocalTimeOffset」(オプション)の4つの項目が含まれている。必須項目だけであれば、UTC(Coordinated Universal Time)時刻情報が取得できる。オプション項目も含まれていると、GPSと同等精度の時刻が取得できる。ただし、TimeInfoに含まれている時刻には、基地局500と通信装置100との間で要する通信遅延は含まれていない。AbsoluteTimeInfoは、年・月・日・時・分・秒で構成された絶対時刻を指す。
 制御部101は、TimeInfoかAbsoluteTimeInfoを確認した場合、ネットワーク外に存在する基地局500と所定の精度での時刻同期が可能と判定し、時刻同期を開始する(S404)。その場合、制御部101は、時刻同期処理部209を用いて、無線通信部105を介して基地局500とのIEEE(登録商標)1588規格に準拠した時刻同期処理を実施する。制御部101は、記憶部102に、通信装置間に形成されるネットワークにおいて、通信装置100がマスタ機器であることと、グランドマスタであることとを示す情報を記憶する(S405)。以降、通信装置100は、通信装置間に形成されるネットワークにおけるマスタ兼グランドマスタ機器として動作する。すなわち、制御部101は、基地局500の時刻に通信装置100の時刻が同期している場合、通信装置100を、ネットワーク内の他の通信装置300、301に対する時刻同期源として動作させる。
 制御部101は、無線通信部105を介して、通信装置300、通信装置301が通信装置100に接続してくるのを待つ(S406)。通信装置300、301が接続したら、制御部101は、時刻同期処理部209を用いて、無線通信部105を介して通信装置300、通信装置301と時刻同期処理を行う(S407)。これにより通信装置間での時刻同期が完了する。
 一方、S403でTimeInfoとAbsoluteTimeInfoの両方を確認できなかった場合、S408へ進む。そして、制御部101は、基地局500とのIEEE(登録商標)1588規格に準拠した時刻同期処理が不可能であると判定し、その判定結果を表示部104を介して通知する(S408)。表示制御部204は、表示部104を制御して、IEEE(登録商標)1588規格に準拠した時刻同期処理が不可能であることを示す情報と、それでも基地局500との間で時刻同期を実施するか否かを選択させるための情報とを表示する。これに代えて或いはこれと共に、スピーカ106を用いて音声により通知を行ってもよい。
 そして、制御部101は、ユーザの選択に基づいて時刻同期を行うかを判定する(S409)。ユーザが基地局500と時刻同期を行いたい場合、操作部103を用いて時刻同期を行う旨を選択することで、制御部101に選択結果が通知される。制御部101は、時刻同期処理部209を用いて、無線通信部105を介して基地局500とのRFC(登録商標)1305に準拠した時刻同期処理を実施する(S410)。以降はS405からS407までの各処理と同様の処理を実施する。
 また、S401で通信装置100がスレーブ機器として選択されている場合、S411へ進む。そして、通信装置100は、通信装置間に形成されるネットワークにおいてスレーブ機器として動作する(S411)。この場合、通信装置100は無線LANのステーションとして動作することになる。その後、制御部101は、無線通信部105を介してマスタ機器となる通信装置(例えば通信装置300、通信装置301の何れか)を検索する(S412)。マスタ機器となる通信装置を検知した場合、S413へ進む。制御部101は、時刻同期処理部209を用いて、無線通信部105を介してマスタ機器となる通信装置と時刻同期処理を実施する(S413)。
 ここで、S409においてユーザが基地局500と時刻同期しない選択をした場合、操作部103から制御部101にその旨が通知される。通知を受けて、制御部101は無線通信部105を停止させる。以上が図4の一連の処理である。
 なお、S404やS410において基地局500と時刻同期を行わずに、S403で取得したTimeInfoかAbsoluteTimeInfoのいずれかから時刻情報を取り出して時刻同期処理部209に設定してもよい。ただし、この場合、通信装置100と基地局500との間で要する通信時間だけ誤差が生じうる。
 続いて、図5は、一実施形態に係る通信装置間に形成されるネットワーク内で通信装置100がグランドマスタとして確立された後の処理の手順を示すフローチャートである。
 操作部103は、通信装置100を省電力状態で動作させる第1のモード(省電力モード)又は省電力状態で動作させない第2のモード(通常動作モード)の設定を受付可能である。操作部103により通信装置100の動作モード(例えば省電力モード、通常動作モード等)が設定されている場合、制御部101は、記憶部102に動作モードを記憶させる。なお、動作モードの設定は、通信装置100がグランドマスタとして動作することが選択される前に行われてもよい。
 制御部101は、動作モード確認部210を用いて、通信装置100に現在設定されている動作モードが、消費電力を抑える省電力モードであるか否かを判定する(S501)。省電力モードが設定されている場合、制御部101は、一定時間T1が経過した後に、時刻同期処理部209を用いて、無線通信部105を介して基地局500と時刻同期を行う(S502)。
 ここで一定時間T1は、例えば前回の時刻同期を行ってからカウントする第1の所定時間である。制御部101は、時刻誤差算出部211を用いて、S502で時刻同期する前の通信装置100の時刻と、時刻同期した後の通信装置100の時刻との誤差Eを確認して、記憶部102に記憶させる(S503)。確認後、制御部101は、無線通信部105の3GGP規格で通信する機能を停止させる(S504)。
 制御部101は、基地局500との時刻誤差が許容値Zを超えるまで無線通信部105の動作の停止を継続する(S505)。すなわち、時刻誤差が許容値Zを超えたか否かを判定し、超えるまで待機する。より具体的には、制御部101は、時刻誤差算出部211を用いて、S502で要した一定時間T1と、S503で確認した時刻誤差Eとから、基地局500との単位時間あたりの時刻誤差T1/E=Yを算出する。そして、単位時刻ごとにYだけ時刻誤差が増加していくので、制御部101は、時刻誤差算出部211を用いて、時間の経過に伴って増加した誤差の合計値が許容値Zを超えたか否かを確認する。
 このように、制御部101は、一定時間T1と、一定時間T1の経過に伴って生じた時刻誤差Eとに基づいて、単位時間あたりに生じる時刻誤差の値を算出し、当該値と、時刻同期を実施してからの経過時間とに基づいて現在の時刻誤差を算出する。そして、現在の時刻誤差が許容値Zを超えたか否かを判定する。
 誤差が許容値Zを超えた場合は時刻同期の必要があるため、制御部101は、無線通信部105の3GPP規格で通信する機能を起動させ、基地局500との通信を再開させる(S506)。
 制御部101は、時刻同期処理部209を用いて、無線通信部105を介して基地局500と時刻同期を実施する(S507)。その後、制御部101は、時刻同期処理部209を用いて、無線通信部105を介して通信装置300、301と、通信装置のネットワーク内にて時刻同期を実施する(S508)。その後、制御部101は、処理を終了するかを判定し(S510)、終了しない場合はS501に戻って、以降処理を繰り返す。終了する場合とは、例えばユーザ操作により通信装置10の電源がオフにされたり、時刻同期処理を中止する入力を受け付けたりした場合とすることができる。
 一方、S501において通信装置100に省電力モード以外のモード(例えば通常動作モード)が設定されていると判定された場合、S509へ進む。制御部101は、S502における所定時間T1よりも短い所定時間T2が経過した後に、時刻同期処理部209を用いて、無線通信部105を介して基地局500と時刻同期を行う(S509)。
 ここで一定時間T2は、例えば前回の時刻同期を行ってからカウントする第2の所定時間であり、T1>T2である。すなわち、省電力モードで動作している場合は、基地局500と時刻同期を行う頻度を下げることで、より省電力化を図ることができる。一方、省電力モード以外のモード(例えば通常動作モード)が設定されている場合には、時刻同期を行う頻度を上げることで通信装置100の時刻情報をより正確な値に保持することが可能となる。その後、S508へ進む。以上が図5の一連の処理である。
 以上説明したように、本実施形態では、通信装置100が基地局500と時刻同期を実施する際、基地局500との通信に基づいて所定の時刻精度で時刻同期が可能であるか否かを判定した上で時刻同期を行う。これにより、ユーザは、時刻同期を行う前に、所望の精度での時刻同期が可能であるかを確認してから時刻同期を行うことが可能となる。
 このように、本実施形態によれば、所定精度の時刻同期を安定的に実現することができる。また、所定精度の時刻同期を期待して基地局に接続したものの、所定精度の時刻同期を実現できないことを回避することが可能となる。
 (その他の実施形態)
 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ー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。
 本願は、2022年1月31日提出の日本国特許出願特願2022-013584を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (16)

  1.  通信装置間でネットワークを構成する通信装置であって、
     前記ネットワーク外に存在する基地局が所定精度の時刻同期に対応しているか否かを判定する判定手段と、
     前記基地局が前記所定精度の時刻同期に対応している場合、前記基地局の時刻に前記通信装置の時刻を同期させる時刻同期処理手段と、
     前記通信装置を制御する制御手段と、を備え、
     前記制御手段は、前記基地局の時刻に前記通信装置の時刻が同期している場合、前記通信装置を前記ネットワーク内の他の通信装置に対する時刻同期源として動作させることを特徴とする通信装置。
  2.  前記判定手段は、3GPP(Third Generation Partnership Project)規格を用いて、前記基地局が前記所定精度の時刻同期に対応しているか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3.  ユーザからの操作を受け付ける操作手段をさらに備え、
     前記操作手段は、無線LANのアクセスポイントとして動作するマスタ機器、または、ステーションとして動作するスレーブ機器の何れかで前記通信装置を動作させる選択操作を受け付けることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  4.  前記通信装置が前記マスタ機器として選択された場合に前記基地局と通信する通信手段をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
  5.  前記通信手段は、PTP(Precision Time Protocol)のPriority1値を最大値である255に設定して前記基地局と通信することを特徴とする請求項4に記載の通信装置。
  6.  前記判定手段は、前記通信手段を介して前記基地局から受信したSIB(System Information Block)9にTimeInfoが含まれている場合に、前記基地局が前記所定精度の時刻同期に対応していると判定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.  前記判定手段は、前記通信手段を介して前記基地局から受信したRRC(Radio Resource Control)メッセージにAbsoluteTimeInfoが含まれている場合に、前記基地局が前記所定精度の時刻同期に対応していると判定することを特徴とする請求項4乃至6の何れか1項に記載の通信装置。
  8.  前記制御手段は、前記判定手段により前記基地局が前記所定精度の時刻同期に対応していないと判定された場合に、対応していないことを示す情報を表示手段に表示させることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の通信装置。
  9.  前記制御手段は、前記基地局の時刻に前記通信装置の時刻が同期している場合、前記ネットワーク内の他の通信装置に対して前記通信装置を、マスタ機器且つ前記ネットワーク内のグランドマスタとして動作させることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の通信装置。
  10.  前記操作手段は、前記通信装置を省電力状態で動作させる第1のモード又は前記省電力状態で動作させない第2のモードの設定を受付可能であることを特徴とする請求項3乃至7の何れか1項に記載の通信装置。
  11.  前記時刻同期処理手段は、
      前記通信装置が前記第1のモードで前記時刻同期源として動作している場合、第1の所定時間が経過した後に前記基地局との時刻同期を行い、
      前記通信装置が前記第2のモードで前記時刻同期源として動作している場合、前記第1の所定時間よりも短い第2の所定時間が経過した後に前記基地局との時刻同期を行うことを特徴とする請求項10に記載の通信装置。
  12.  前記制御手段は、前記第1の所定時間が経過した後に行われた前記基地局との時刻同期の後、前記基地局と前記通信装置との間で生じた時刻誤差を確認して、前記基地局との通信を停止させることを特徴とする請求項11に記載の通信装置。
  13.  前記制御手段は、
      前記第1の所定時間と、前記第1の所定時間の経過に伴って生じた時刻誤差とに基づいて、単位時間あたりに生じる時刻誤差の値を算出し、
      当該値と、時刻同期を実施してからの経過時間とに基づいて現在の時刻誤差を算出し、
      前記現在の時刻誤差が許容値を超えた場合に、前記基地局との通信を再開させることを特徴とする請求項12に記載の通信装置。
  14.  前記時刻同期処理手段は、前記基地局との通信が再開された場合に、前記基地局との時刻同期を行うことを特徴とする請求項13に記載の通信装置。
  15.  通信装置間でネットワークを構成する通信装置の制御方法であって、
     前記ネットワーク外に存在する基地局が所定精度の時刻同期に対応しているか否かを判定する判定工程と、
     前記基地局が前記所定精度の時刻同期に対応している場合、前記基地局の時刻に前記通信装置の時刻を同期させる時刻同期処理工程と、
     前記通信装置を制御する制御工程と、を有し、
     前記制御工程では、前記基地局の時刻に前記通信装置の時刻が同期している場合、前記通信装置を前記ネットワーク内の他の通信装置に対する時刻同期源として動作させることを特徴とする通信装置の制御方法。
  16.  コンピュータを、請求項1乃至14の何れか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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