通信设备、通信系统、同步处理方法及程序的制作方法
【专利摘要】本发明涉及通信设备、通信系统、同步处理方法及程序，具体提供了一种通信设备，包括数据处理单元和通信单元。数据处理单元执行通信设备与通信对方设备之间的时钟同步处理。通信单元执行与通信对方设备的通信。当执行时钟同步处理时，数据处理单元将限定应用于同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口与同步数据包的网络延迟时间相比较，选择网络延迟时间在偏移窗口内的同步数据包，并应用从该同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制，且当同步数据包的网络延迟时间在当前偏移窗口内时，减小当前偏移窗口的宽度，以及当网络延迟时间在当前偏移窗口外部时，增大当前偏移窗口的宽度。
【专利说明】通信设备、通信系统、同步处理方法及程序
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种通信设备、通信系统、同步处理方法以及程序。具体地，本公开涉及一种用于经由网络在彼此连接的多个设备中执行时钟同步处理的通信设备、通信系统、同步处理方法以及程序。
【背景技术】
[0002]有一种情况是，当经由网络执行通信时通信设备间的同步处理是必需的，且例如，执行处理以用于传送数据。
[0003]例如，在生成TV广播的内容的情况下，当由放置在多个不同位置的多个摄像机拍摄的图像经由网络被传输到编辑工作室并用编辑工作室中的编辑设备对图像进行编辑时，在包括摄像机的通信设备中，同步处理是必须的。编辑工作室中的编辑设备从由多个摄像机接收的多个拍摄图像中选择一个图像，顺序切换所选择的图像，并生成用于广播的内容。
[0004]在这种编辑处理中，当由摄像机单独拍摄图像时，必须正确确定时序。例如，除非正确掌握由每个摄像机的拍摄时间，否则在切换摄像机图像时，无法获得连续运动的图像可作为广播图像来输出。
[0005]在许多情况下，为由摄像机拍摄的每个图像设置指示拍摄时间的时间戳，且编辑设备参照时间戳执行编辑处理。
[0006]然而，通过使用从纳入经由网络彼此连接的每个设备中的时钟传输的时钟信号来设置时间戳。若在经由网络连接的设备的时钟信号中有相位偏移或频率漂移，则在单个设备中设置的时间戳之间会引起滞后。
[0007]为校正经由网络连接的设备之间的时钟信号的滞后，执行时钟同步处理，其中，在网络连接的设备间发送和接收同步数据包。
[0008]例如，作为现有技术，日本专利申请公开第2010-190635号公开了一种经由诸如以太网(注册商标)的数据包传输网络连接的多个设备间的同步处理。
[0009]在日本专利申请公开第2010-190635号中，公开了一种结构，其中，在执行同步处理的主设备与从属设备之间发送和接收同步数据包，并执行对其应用为数据包记录的数据包传输时间信息和数据包接收时间信息的分析，从而在主设备与从属设备之间执行时钟同步处理。
[0010]然而，在通过使用同一网络发送和接收例如用于上述同步处理的诸如电影信号的高速、大容量数据存储数据包和同步数据包的所谓交叉流量结构中，可能会发生由于传输负荷、拥塞等的网络延迟。
[0011]这种网络延迟可能发生在各种通信处理中，例如，在从主设备到从属设备的数据包的“去往”方向上、从从属设备到主设备的数据包的“返回”方向上、或者对应于去往方向和返回方向的“往返”方向上。
[0012]若通过使用生成大延迟的这种同步数据包来执行同步处理，则有执行不正确处理的可能性，且难以执行高度精确的同步处理。
【发明内容】
[0013]考虑到上述情况，期望提供一种即使在生成网络延迟的这种通信条件下也能执行高度精确的时钟同步处理的通信设备、通信系统、同步处理方法以及程序。
[0014]根据本公开的一种实施方式，提供了一种包括数据处理单元和通信单元的通信设备。数据处理单元被配置为执行所述通信设备与通信对方设备之间的时钟同步处理；以及通信单元被配置为执行与所述通信对方设备的通信。
[0015]当执行伴随有向所述通信对方设备发送和从所述通信对方设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制。
[0016]所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
[0017]此外，在根据本公开实施方式的通信设备中，在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口内的情况下，所述数据处理单元将所述当前偏移窗口的所述宽度减小预定固定宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，将所述当前偏移窗口的所述宽度增大所述预定固定宽度。
[0018]此外，在根据本公开实施方式的通信设备中，在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口内的情况下，所述数据处理单元以预定固定减小率来减小所述当前偏移窗口的所述宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，以预定固定增大率来增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
[0019]此外，在根据本公开实施方式的通信设备中，所述数据处理单元根据对所述偏移窗口的所述宽度的增大处理的连续计数将所述偏移窗口的所述宽度的增大幅度设置为更大，以及根据对所述偏移窗口的所述宽度的减小处理的连续计数将所述偏移窗口的所述宽度的减小幅度设置为更大。
[0020]此外，在根据本公开实施方式的通信设备中，所述数据处理单元在从预定的所述偏移窗口宽度的上限值到下限值的范围内执行对所述偏移窗口的所述宽度的增大和减小处理。
[0021]此外，在根据本公开实施方式的通信设备中，所述数据处理单元计算从所述通信对方设备接收所述同步数据包所需的时间段与向所述通信对方设备发送所述同步数据包所需的时间段之和，作为所述网络延迟。
[0022]此外，在根据本公开实施方式的通信设备中，所述数据处理单元基于顺序计算的所述同步数据包的延迟时间数据来更新作为所述偏移窗口的末端的最小值。
[0023]根据本公开的另一实施方式，提供了一种通信系统，包括第一通信设备；以及第二通信设备，被配置为执行与所述第一通信设备的通信。
[0024]所述第一通信设备包括:数据处理单元，被配置为执行所述第一通信设备与所述第二通信设备之间的时钟同步处理；以及通信单元，被配置为执行与所述第二通信设备的通信。
[0025]当执行伴随有向所述第二通信设备发送和从所述第二通信设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制。
[0026]所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
[0027]根据本公开的另一实施方式，提供了一种用于在通信设备中执行时钟相位同步处理的同步处理方法，所述通信设备包括:数据处理单元，被配置为执行所述通信设备与通信对方设备之间的时钟同步处理；以及通信单元，被配置为执行与所述通信对方设备的通信。
[0028]所述同步处理方法包括:当执行伴随有向所述通信对方设备发送和从所述通信对方设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，由所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制；以及由所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
[0029]根据本公开的另一实施方式，提供了一种使得在通信设备中执行时钟相位同步处理的程序。所述通信设备包括:数据处理单元，被配置为执行所述通信设备与通信对方设备之间的时钟同步处理；以及通信单元，被配置为执行与所述通信对方设备的通信。
[0030]所述程序使所述数据处理单元执行以下步骤:当执行伴随有向所述通信对方设备发送和从所述通信对方设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，由所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制；以及由所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
[0031]应注意，根据本公开的程序是可被设置为能够通过存储介质或计算机可读通信介质执行各种程序代码的信息处理设备或计算机系统的程序。这种程序以计算机可读形式来设置，从而根据信息处理设备或计算机系统上的程序来实现处理。
[0032]通过本公开的以下实施方式以及基于附图的详细描述将揭示本公开的另一特征和优势。应注意，说明书中的系统是指多个设备的逻辑组装结构，且设备不必被设置在同一壳体中。
[0033]根据本公开的实施方式，实现了通信设备中的高度精确的时钟同步处理。
[0034]具体地，通信设备包括数据处理单元和通信单元。数据处理单元被配置为执行所述通信设备与通信对方设备之间的时钟同步处理；以及通信单元被配置为执行与所述通信对方设备的通信。当执行伴随有向所述通信对方设备发送和从所述通信对方设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制。所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
[0035]采用该结构，在适合当前状况的最优窗口宽度的设置下，可以选择用于执行可靠同步控制的同步数据包,并执行高度精确的时钟同步处理。
[0036]如附图中所示，根据其最佳模式实施方式的以下详细描述，本公开的这些和其他目标、特征和优势将变得更加明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是用于说明执行时钟同步处理的通信设备的结构和处理的示意图；
[0038]图2是用于说明时钟同步处理的具体实例的示意图；
[0039]图3是用于说明在通信设备之间执行的时钟同步处理中的通信序列的示意图；
[0040]图4是用于说明被应用于相位同步处理的偏移窗口的实例以及同步数据包的往返延迟时间的分布的示意图；
[0041]图5是用于说明执行应用了偏移窗口的相位同步处理的设备以及该处理的实例的不意图；
[0042]图6是用于说明对应用了偏移窗口的相位同步处理应用的网络延迟时间的示意图；
[0043]图7是用于说明通过顺序改变偏移窗口的大小来执行相位同步处理的设备以及处理的实例的示意图；以及
[0044]图8是用于说明偏移窗口的按比例增大和缩小算法的实例的示意图。
【具体实施方式】
[0045]下文中，将参照附图对根据本公开的通信设备、通信系统、同步处理方法以及程序给出详细描述。应注意，将按照以下条目给出描述。
[0046]1.关于使用同步数据包的时钟同步处理的概述
[0047]2.关于通过设置偏移窗口进行的同步处理
[0048]3.关于应用偏移窗口的同步处理的基本处理
[0049]4.关于执行对偏移窗口的顺序缩放处理的处理实例[0050]5.关于偏移缩放处理算法的实例
[0051]6.本公开的结构的结论
[0052]( 1.关于使用同步数据包的时钟同步处理的概述)
[0053]首先，将描述使用同步数据包的时钟同步处理的概述。
[0054]下文中，作为使用同步数据包的时钟同步处理的一个实例，将描述IEEE1588中定义的时钟同步序列。
[0055]图1是示出作为执行时钟同步处理的两个设备的主设备110和从属设备120的示意图。主设备Iio和从属设备120经由作为异步传输网络的诸如以太网(注册商标)的IP通信网络向和从彼此发送和接收数据包。
[0056]具体地，例如，从属设备120是摄像机，且主设备110是接收摄像机的图像并执行编辑处理的编辑设备。
[0057]主设备110包括主时钟111、计数器112、数据处理单元113、以及通信单元114。
[0058]主时钟111生成主时钟信号(Mclk) 115并将时钟信号输出到计数器112。
[0059]计数器112基于从主时钟111输入的主时钟信号(Mclk) 115生成计数器值，并将该值输出到数据处理单元113。
[0060]数据处理单元113输入由计数器112生成的计数器值，并基于该计数器值执行各种数据处理。
[0061]数据处理单元113执行用于时钟同步处理的处理、根据设备的处理(若主设备110是摄像机，则诸如为对摄像机拍摄数据的获得处理)、基于计数器值的时间戳设置处理等。
[0062]此外，若主设备110是对从作为摄像机的从属设备接收的内容进行编辑的编辑设备，例如，则执行使用为内容设置的时间戳的内容编辑处理。
[0063]数据处理单元113由具有程序执行功能的CPU、存储程序、数据、各种参数等的存储器等组成。
[0064]例如，数据处理单元113执行从存储器读取的程序，并执行以下描述的时钟同步
处理等。
[0065]通信单元114向和从从属设备120发送和接收数据包。
[0066]从属设备120包括从属时钟121、计数器122、数据处理单元123、以及通信单元124。
[0067]从属时钟121生成从属时钟信号(Sclk) 125，并将所生成的时钟信号输出到计数器 122。
[0068]计数器122基于从从属时钟121输入的从属时钟信号(Sclk) 125生成计数器值，并将该值输出到数据处理单元123。
[0069]数据处理单元123输入由计数器122生成的计数器值，并基于计数器值执行各种数据处理。
[0070]数据处理单元123执行用于时钟同步处理的处理、根据设备的处理(诸如若从属设备120是摄像机，则为对摄像机拍摄数据的获得处理)、基于计数器值的时间戳设置处理
坐寸ο
[0071]此外，若从属设备120是对从作为摄像机的主设备接收的内容进行编辑的编辑设备，例如，则执行使用为内容设置的时间戳的内容编辑处理。[0072]数据处理单元123由具有程序执行功能的CPU、存储程序、数据、各种参数等的存储器等组成。
[0073]例如，数据处理单元123执行从存储器读取的程序，并执行以下描述的时钟同步
处理等。
[0074]通信单元124向和从主设备110发送和接收数据包。
[0075]这里，由主设备110的主时钟111生成的时钟信号(Mclk)和由从属设备120的从属时钟121生成的时钟信号(Sclk)不一定同步。即，一般地，如图2所示，会产生频率漂移和相位偏移。
[0076]在具有这种异步时钟的主设备110与从属设备120之间执行数据通信的情况下，可能必须执行时钟同步处理。
[0077]换句话说，在执行基于上述时间戳的数据编辑等的情况下，必须时钟同步。
[0078]对于时钟同步处理有多种方法。例如，在IEEE1588中，定义了一种时钟同步处理序列。
[0079]在下文中，将描述IEEE1588的时钟同步处理序列。
[0080]在根据IEEE1588序列的时钟同步中，主设备110向从属设备120发送PTP (精密时间协议)消息。
[0081]例如，PTP消息是存储了消息传输时间信息等的消息数据包。应注意，对于时间信息，使用通过将主设备Iio的计数器112中设置的计数器值转换成作为时间信息的以纳秒(ns)为单位的值而获得的值。对于转换处理，主设备110的数据处理单元113配备有用于将计数器值转换成以纳秒(ns)为单位的时间信息值的功能。
[0082]在一个单位的同步数据包传输处理中，从主设备110发送到从属设备120的PTP消息中，包括了同步消息(Sync)和延迟响应消息(RelayResponse)。
[0083]同步消息(Sync)是存储了用于执行时间同步的时间信息的消息。主设备110连续发送多个同步消息(Sync)。应注意,在前一同步消息(Sync)之后的同步消息(Sync)可被称为后续消息。
[0084]延迟响应消息是在从从属设备120接收到延迟请求(DelayRequest)消息之后作为响应而发送的消息，并且是包括来自从属设备120的延迟请求(DelayRequest)消息的接收时间信息的消息。
[0085]从属设备120从主设备110接收PTP消息，且由从属设备生成的PTP消息被发送到主设备110。
[0086]从从属设备120发送到主设备110的PTP消息是延迟请求(DelayRequest)消息。
[0087]在从主设备110接收到同步消息(Sync)之后，发送延迟请求消息，以向主设备110请求延迟响应消息。
[0088]图3是用于说明图1中所示的主设备110与从属设备120之间的时钟同步处理序列的序列图。
[0089]将描述步骤SlOl至S108的处理。
[0090](步骤S101)
[0091]从主设备110向从属设备120发送第一同步消息(Sync (til))。
[0092]在第一同步消息(Sync (til))中，存储第一同步消息的传输时间til。这是基于主时钟(Mclk)的时间信息(til (M))。
[0093]下文中，对于采用主时钟作为基准时钟测量的时间信息以及采用从属时钟作为基准时钟测量的时间信息,分别向时间信息(txy)的片添加(M)和(S)。
[0094](步骤S102)
[0095]从属设备120接收从主设备110发送的第一同步消息(Sync (til (M)))，且所接收的存储在第一同步消息(Sync (til (M)))中的消息传输时间信息(til (M))和消息接收时间(即，基于从属时钟(Sclk)的接收时间信息(t21 (S)))被记录在存储器中。
[0096](步骤S103)
[0097]从主设备110向从属设备120发送第二同步消息(Sync (tl2 (Μ)))。
[0098]在第二同步消息(Sync (tl2 (M)))中，存储第二同步消息的传输时间tl2。这是基于主时钟(Mclk)的时间信息(tl2 (M))。
[0099](步骤S104)
[0100]从属设备120接收从主设备110发送的第二同步消息(Sync (tl2 (M)))，并在存储器中记录所接收的存储在同步消息(Sync (tl2(M)))中的消息传输时间信息(tl2 (M))和消息接收时间(即，基于从属时钟(Sclk)的接收时间信息(t22(S))。
[0101](步骤S105a、S105b)
[0102]接下来,从从属设备120向主设备110发送延迟请求消息(DelayRequest)。
[0103]从属设备120在存储器中将延迟请求消息的发布(传输)时间t31 (S)记录为基于从属时钟(ScIk)的时间信息(t31 (S))。
[0104](步骤SlO6)
[0105]主设备110接收从从属设备120发送的延迟请求消息,并在存储器中记录延迟请求消息的接收时间t41 (M)，即，基于主时钟(Mclk)的时间信息(t41 (M))。
[0106](步骤SlO7)
[0107]接下来,从主设备110向从属设备120发送延迟响应消息(DelayResponse)。
[0108]在延迟响应消息中，存储延迟请求消息接收时间t41，即，基于主时钟(Mclk)的时间信息(t41(M))。
[0109](步骤S108)
[0110]从属设备120接收从主设备110发送的延迟响应消息，获得延迟请求消息接收时间t41 (M)，即基于主时钟(Mclk)的时间信息，并在存储器中记录该时间信息。
[0111]通过这些处理，在从属设备120的存储器中记录如下的时间信息。
[0112](Dtll(M):基于指示第一同步消息的传输时间的主时钟(Mclk)的时间信息
[0113](2)t21(S):基于指示第一同步消息的接收时间的从属时钟(Sclk)的时间信息
[0114](3) tl2(M):基于指示第二同步消息的传输时间的主时钟(Mclk)的时间信息
[0115](4)t22(S):基于指示第二同步消息的接收时间的从属时钟(Sclk)的时间信息
[0116](5) t31⑶:基于指示延迟请求消息的传输时间的从属时钟(Sclk)的时间信息
[0117](6) t41 (M):基于指示延迟请求消息的接收时间的主时钟(Mclk)的时间信息
[0118]从属设备120的数据处理单元123应用这些时间信息项来计算由主设备110的主时钟111生成的主时钟信号(Mclk)与由从属设备120的从属时钟121生成的从属时钟信号(Sclk)之间的相位偏移和频率漂移，并基于所计算的频率漂移和相位偏移来执行时钟同步处理。
[0119]具体地，例如，从属设备120的数据处理单元123向计数器122输出校正信号，以将基于由从属时钟121生成的从属时钟信号(Sclk)的计数器值校正为与基于与主时钟同步的信号的计数器值相同。通过该处理，校正了从属时钟121相对于主时钟111的差异，且结果是实现了同步。
[0120]应注意，图3中所示的步骤SlOl至S108的处理指示同步处理算法的一个单位的处理序列。在通信处理的执行周期中，实际通信设备之间，会重复执行步骤SlOl至S108的处理，且执行用于保持通信设备的同步的处理。
[0121]例如，从主设备向从属设备连续发送每秒64个数据包的同步消息数据包，并通过使用这些数据包的控制处理，执行用于保持两个通信设备(主和从)之间的同步的处理。
[0122]应注意，在由从属设备120的数据处理单元123执行的同步处理中，例如，执行以下处理。
[0123]数据处理单元123根据从属时钟121相对于主时钟111的差量生成控制电压，控制电压被输出到VCO (电压控制振荡器)，VCO输出被输入到计数器122，且执行计数器122的计数处理的PID控制。执行这种伺服处理等。
[0124]应注意，从以下表达式I和2来计算频率漂移和相位偏移。
[0125]表达式1:频率漂移=(七12(皿)-七11(皿))-(七22(5)-七21(5))
[0126]表达式2:相位偏移={(t22 (S) -t 12 (M)) - (t41 (M) _t31 (S))} /2
[0127]从属设备120的数据处理单元123从上述表达式I和2计算主时钟(Mclk)与从属时钟(Sclk)之间的频率漂移和相位偏移，以基于计算结果生成校正信号。
[0128]校正信号被输入到计数器122，且控制基于从属时钟(Sclk)生成的计数器值，从而执行同步处理。
[0129]应注意，在主设备与从属设备之间的数据通信周期中，连续执行同步处理。
[0130](2.关于通过设置偏移窗口进行的同步处理)
[0131]如上所述，通过经由网络发送和接收诸如同步消息的多个消息数据包来执行经由网络连接的通信设备之间的同步处理。
[0132]从上述表达式2获得的相位偏移对应于主时钟(Mclk)与从属时钟(Sclk)之间的时间差。即，建立了以下关系。
[0133]时间差=相位偏移={(t22(S) -t12 (M)) - (t41 (M) _t31 (S))} /2
[0134]这里，下文中从主设备到从属设备的数据包传输被称为“去往”，且下文中从从属设备到主设备的数据包传输被称为“返回”。
[0135]作为“去往”和“返回”的网络延迟的和的值的“往返延迟”可通过以下表达式3表
/Jn ο
[0136]表达式3:往返延迟={(t22 (S) -tl2 (M)) - (t41 (M) _t31 (S))} /2
[0137]在主设备与从属设备之间没有传输负荷的情况下，同步数据包传送处理所需的时间段是去往和返回这两种情况下的最短时间段。例如，根据图3中示出的序列图，在主设备与从属设备之间发送和接收的数据包通信处理所需的时间段例如是去往和返回这两种情况下的最短时间段。因此，往返延迟的频率分布如图4的曲线图(I)中所示。
[0138]在图4的曲线图(I)中，横轴对应于往返延迟时间，且纵轴对应于频率，该频率与具有往返延迟时间的数据包的数量相对应。
[0139]在主设备与从属设备之间没有传输负荷的情况下，往返延迟集中在一个峰上(峰I)。
[0140]然而，在交叉流量结构中，诸如活动信号的高速、大容量数据存储数据包连同用于主设备与从属设备之间的上述同步处理的同步数据包一起通过同一网络，其中，由于传输负荷、拥塞等生成网络延迟，且还引起延迟量的变化。
[0141]在从主到从的数据包的“去往”方向、从从到主的“返回”方向、或者对应于两个方向的“往返”方向上，可能在各种通信处理中产生网络延迟。
[0142]在这种条件下的网络中，同步数据包的往返延迟的频率分布如图4的曲线图(2)中所示。
[0143]与图4的曲线图(I)类似，在图4的曲线图(2)中，横轴对应于往返延迟时间，且纵轴对应于频率，该频率对应于具有往返延迟时间的数据包的数量。
[0144]在主设备与从属设备之间有传输负荷的情况下，往返延迟形成如图4的曲线图
(2)中所示的多个峰(峰1、峰2和峰3)。
[0145]估计这些峰是由于发生以下延迟而引起的。
[0146]峰1:在去往和返回中几乎没有延迟的情形
[0147]峰2:在去往和返回的一个中引起延迟的情形
[0148]峰3:在去往和返回中均引起延迟的情形
[0149]由于连同同步数据包一起发送和接收的诸如电影信号的大容量数据包，往返延迟的峰根据网络负荷的变化而改变。
[0150]如图4的曲线图(2)所示，在生成不同延迟时间的同步数据包的环境中，高度精确的同步处理是很困难的。
[0151]在这种情况下，用于提高同步处理的精度的一种方法是通过选择性仅使用具有小往返延迟时间的同步数据包来执行同步处理。
[0152]例如,仅选择并使用落入来自往返延迟时间的最小值(min)的特定范围内的同步数据包来执行同步处理。
[0153]为选择具有小延迟时间的数据包，使用偏移窗口。该偏移窗口是对应于用于选择从往返延迟时间的最小值(min)到可允许的最大延迟时间的数据包作为要被应用于同步处理的数据包的延迟时间的时间帧。
[0154]在图4的曲线图(I)所示的实例中，在从往返延迟时间的最小值(min)到可允许的最大延迟时间的时间部分中设置偏移窗口。将往返延迟时间在偏移窗口内的这种同步数据包选择为应用于同步处理的数据包。对于在偏移窗口外部的同步数据包，执行不将该数据包应用于同步处理的处理。
[0155]在图4的曲线图(2)所示的实例中，也设置了偏移窗口。仅往返延迟时间在偏移窗口内的同步数据包被选择为应用于同步处理的数据包。对于在偏移窗口外部的同步数据包，这种不将该数据包应用于同步处理的设置有效。
[0156]然而，如图4的曲线图(2)所示，在有大量数据包具有较大往返延迟时间的情况下，偏移窗口内的同步数据包的数量变小。即，出现了可应用于同步处理的每单位时间的同步数据包数量变小的问题。[0157]具体地，若连续生成具有较大网络延迟的周期，则对于特定时间段，没有完全生成偏移窗口内的同步数据包，且结果是可能无法长时间执行同步处理。
[0158]结果，产生了用于执行同步处理的同步数据包之间的时间间隔，且随着时间流逝，可能引起主设备与从属设备之间的时钟的较大相位偏移。若这种情况发生一次，则之后要花费更长的时间来建立同步。
[0159](3.关于应用偏移窗口的同步处理的基本处理)
[0160]在描述根据本公开的通信设备中执行的同步处理之前，将描述应用偏移窗口的同步处理的基本实例。
[0161]图5是示出执行应用偏移窗口的基本同步处理的通信设备的数据处理单元的结构实例的示意图。
[0162]例如，图5中所示的数据处理单元300对应于图1中所示的从属设备120的数据处理单元123。
[0163]如上文参照图3所述，从属设备120向和从主设备110发送和接收同步消息(Sync)的同步数据包、延迟请求(DelayRequest)消息等，以执行同步处理。
[0164]从属设备120的数据处理单元123基于上述表达式I和2来计算主时钟(Mclk)与从属时钟(Sclk)之间的相位偏移和频率漂移，并基于计算结果生成校正信号。该校正信号被输入到计数器122，并控制基于从属时钟(Sclk)生成的计数器值，以执行同步处理。
[0165]以下描述的处理实例是执行对主时钟(Mclk)与从属时钟(Sclk)之间的相位偏移的控制(即，对主时钟(Mclk)与从属时钟(Sclk)之间的时间差的控制)的处理实例。
[0166]图5中示出的数据处理单元300生成用于控制主时钟(Mclk)与从属时钟(Sclk)之间的相位偏移(即，二者之间的时间差)的控制信号，并将该信号输出到计数器400。
[0167]到计数器400的控制信号基于图5中所示的以下数据项中的任一个。
[0168](a)控制数据，由通过PID控制生成控制信号的相位控制单元370输出
[0169](b)非控制数据
[0170]开关381选择两个数据项之一作为到DAC (数模转换器)382的输出数据。
[0171]选择信号由DAC (数模转换器)382转换成模拟值，且这样获得的转换值作为针对VCO (电压控制振荡器)383的控制电压而被输入。VC0383根据控制电压向计数器400输出具有预定频率的输出信号，以调节计数器输出。
[0172]这里，开关381是用于执行开关控制以输出以下数据项中的任一个的开关。
[0173](a)控制数据，由通过PID控制生成控制信号的相位控制单元370输出
[0174](b)非控制数据
[0175]开关381由电平窗口 360的比较器(Comp) 361的输出控制。
[0176]在发送到主设备以及从主设备接收的同步数据包的往返延迟时间在预设偏移窗口内的情况下，比较器(Comp) 361控制开关381，以向计数器400输出由相位控制单元370生成的控制数据。
[0177]另一方面，在同步数据包的往返延迟时间在预设偏移窗口外部的情况下，控制开关381以向计数器400输出非控制数据，而不是由相位控制单元370生成的控制数据。
[0178]应注意，非控制数据是用于维持计数器400的当前控制状态的数据。
[0179]S卩，仅在由开关381选择来自相位控制单元370的控制数据的情况下，执行用于改变计数器400的输出的控制。
[0180]换句话说，仅在确认发送到主设备以及从主设备接收的同步数据包的往返延迟时间在预设偏移窗口内的情况下，由相位控制单元370生成根据同步数据包的控制数据，并执行对计数器400的控制。
[0181]将描述对数据处理单元300的组成部分的处理。
[0182]延迟和偏移计算单元310测量发送到主设备以及从主设备接收的同步数据包的往返延迟时间，并计算主时钟与从属时钟之间的相位偏移。
[0183]网络延迟(NW delay (T2-T1))计算单元311和网络延迟(NW delay (T4-T3))计算单元312计算发送到主设备以及从主设备接收的同步数据包的延迟时间。
[0184]参照图6，将描述由网络延迟计算单元311和312计算的网络延迟时间。
[0185]图6是示出图3中所示的简化同步数据包发送和接收序列的示意图，其中，仅示出了用于相位控制的数据包的发送和接收。
[0186]网络延迟计算单元311和312分别测量以下两个网络延迟时间(I)和(2)。
[0187](I)针对“去往”数据包的网络延迟时间(T2-T1)，“去往”数据包是从主设备110到从属设备120的传输数据包
[0188](2)针对“返回”数据包的网络延迟时间(T4-T3)，“返回”数据包是从从属设备120到主设备Iio的传输数据包
[0189]图6中示出的网络延迟(NW delay(T2_Tl))计算单元311测量上述项目(I)的针对“去往”数据包的网络延迟时间(T2-T1)。
[0190]网络延迟(NW delay (T4-T3))计算单元312测量上述项目(2)的针对“返回”数据包的网络延迟时间(T4-T3)。
[0191]延迟和偏移计算单元310的减法器313从网络延迟(NW delay (T2-T1))计算单元311的输出值(T2-T1)减去网络延迟(NW delay(T4-T3))计算单元312的输出值(T4-T3)，以获得主时钟与从属时钟之间的相位偏移的两倍数据。即，从以下表达式4获得两倍偏移数据。
[0192]表达式4:2X (Offset) = (Τ2-Τ1)-(Τ4_Τ3)
[0193]表达式4对应于用于计算被示出为表达式2的相位偏移计算表达式的两倍值的表达式。
[0194]减法器313的输出被输入到除法器(/2) 315，且从表达式4获得的值除以2。
[0195]通过该处理，计算了与表达式2的情形相同的相位偏移。该相位偏移信息被输入到电平窗口 360的开关362。
[0196]另一方面，偏移计算单元310的加法器314将网络延迟(NW delay (Τ2-Τ1))计算单元311的输出值(T2-T1)与网络延迟(NW delay(T4-T3))计算单元312的输出值(T4-T3)相加。
[0197]通过加法处理，计算了主设备与从属设备之间的数据包的往返延迟时间(2XDelay)。S卩，根据以下表达式5计算往返延迟时间(2XDelay)。
[0198]表达式5:2X (Delay) = (T2-T1) + (T4-T3)
[0199]从表达式5计算的往返延迟时间(2XDelay)的信息被输入到电平窗口 360的比较器(Comp) 361。此外，往返延迟时间(2 X Delay )信息也被输入到最小值检测单元320的最小值选择单元321。
[0200]接下来，将描述最小值检测单元320的结构和处理。
[0201]最小值检测单元320的最小值选择单元(min) 321从延迟和偏移计算单元310的加法器314输入根据表达式5计算的往返延迟时间(2XDelay)信息。
[0202]往返延迟时间(2XDelay)信息经由延迟处理单元(Z)322被再次输入到最小值选择单元(min) 321。
[0203]最小值选择单元(min) 321比较从延迟和偏移计算单元310的加法器314输入的最新往返延迟时间(2XDelay)信息与从延迟处理单元(Z) 322输入的前一往返延迟时间(2XDelay)信息，并输出具有较小值的往返延迟时间(2XDelay)信息作为最小值(min)。
[0204]最小值(min)对应于参照图4描述的偏移窗口的最小值(min)的设置信息。
[0205]作为最小值选择单元(min) 321的输出的最小值(min)被输入到加法器350。
[0206]接下来，将描述偏移窗口生成单元330的结构和处理。
[0207]在偏移窗口生成单元330中，多个偏移窗口被存储在其存储器中。这些偏移窗口是限定不同窗口宽度的数据片。在附图所示的实例中，设置了 N个偏移窗口 I至N，341至34N。
[0208]偏移窗口生成单元330的网络测量电路331观察主设备与从属设备之间的通信网络的条件。即，测量网络中的通信流量。
[0209]测量信息被输入到识别电路332，且识别电路332基于测量结果分析当前网络的负荷状况和拥塞状况。
[0210]识别电路332基于识别结果来控制偏移窗口选择开关333，确定应用于数据包选择的偏移窗口，并输出所确定的偏移窗口。
[0211]具体地，例如，在网络上有大负荷的情况下，选择具有较大窗口宽度的偏移窗口并输出。
[0212]此外，在网络上有小负荷的情况下，选择具有较小窗口宽度的偏移窗口并输出。
[0213]通过执行这种处理，可以抑制可应用于控制的数据包的每单位时间的数量变化，并执行适当控制。
[0214]加法器350从最小值检测单元320输入最小值(min)，从偏移窗口生成单元330输入所选择的偏移窗口的宽度信息，生成对应于应用于控制的数据包的往返延迟量的偏移窗口的定义数据，并将该数据输入到电平窗口 360的比较器(Comp) 361。
[0215]从加法器350输入到比较器(Comp)361的数据对应于限定偏移窗口的数据包的往返延迟量和包括(最小值(min))至(最小值(min) +偏移窗口宽度)的数据的偏移窗口信息。
[0216]电平窗口 360的比较器(Comp) 361从加法器350输入偏移窗口信息,且输入基于来自延迟和偏移计算单元310的最新同步数据包测量的往返延迟时间(2XDelay)信息。
[0217]比较器(Comp) 361将这两个信息片彼此比较。即，比较器确定基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息是否在由偏移窗口限定的延迟时间内，并根据确定信息来控制开关362和381。
[0218]在基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息在由偏移窗口限定的延迟时间内的情况下，电平窗口 360的开关362被开启，且由延迟和偏移计算单元310基于最新同步数据包计算的相位偏移信息被输入到相位控制单元370。[0219]此外，开关381经过这样一种设置，使得作为来自相位控制单元370的生成数据的控制数据被转移到计数器400。
[0220]另一方面，在基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息不在由偏移窗口限定的延迟时间内的情况下，电平窗口 360的开关362关闭，且提供这样一种设置，使得由延迟和偏移计算单元310基于最新同步数据包计算的相位偏移信息不被输入到相位控制单元370。
[0221]此外，对于开关381，将非控制数据而不是作为来自相位控制单元370的生成数据的控制数据设置为被转移到计数器400。
[0222]通过上述开关控制，仅往返延迟时间在由偏移窗口限定的延迟时间内的这种数据包被选择，并应用基于所选择的数据包计算的相位偏移信息，选择并应用因此而生成的控制数据，从而控制计数器400。
[0223]然而，在图5所示的结构中，偏移窗口生成单元330中，网络测量电路331通过监测网络通信来测量通信流量等，且在识别电路332中，必须执行用于基于测量状况来分析网络的负荷状况的处理。
[0224]为提供上述结构，导致了设备的电路尺寸的增大以及成本的增加，这对于要求达到减小尺寸和降低成本的设备而言是不期望的。
[0225](4.关于执行对偏移窗口的顺序缩放处理的处理实例)
[0226]接下来，将描述在根据本公开的通信设备中执行的同步处理。图7是示出在根据本公开的通信设备中执行同步处理(即，伴随偏移窗口的顺序缩放处理的同步处理)的通信设备的数据处理单元的结构实例的示意图。
[0227]例如，图7中所示的数据处理单元500对应于图1中所示的从属设备120的数据处理单元123。
[0228]如上文参照图3所述，从属设备120向和从主设备110发送和接收同步消息(Sync)的同步数据包、延迟请求(DelayRequest)消息等，以执行同步处理。
[0229]从属设备120的数据处理单元123从上述表达式I和2计算主时钟(Mclk)与从属时钟(Sclk)之间的相位偏移和频率漂移，以基于计算结果生成校正信号。校正信号被输入到计数器122，控制基于从属时钟(Sclk)生成的计数值，从而执行同步处理。
[0230]以下描述的处理实例是用于控制主时钟(Mclk)与从属时钟(Sclk)之间的相位偏移(即，主时钟(Mclk)与从属时钟(Sclk)之间的时间差)的处理。
[0231]图7中示出的数据处理单元500生成用于控制主时钟(Mclk)与从属时钟(Sclk)之间的相位偏移(即，二者之间的时间差)的控制信号，并将控制信号输出到计数器600。
[0232]在图7所示的结构中，与上述图5中示出的结构类似，到计数器600的控制信号基于以下数据项。
[0233](a)控制数据，由通过PID控制生成控制信号的相位控制单元570输出
[0234](b)非控制数据
[0235]开关581选择两个数据项之一作为到DAC (数模转换器)582的输出数据。
[0236]选择信号被DAC (数模转换器)582转换成模拟值，且这样获得的转换值作为针对VCO (电压控制震荡器)583的控制电压而被输入。VC0583根据控制电压向计数器600输出具有预定频率的输出信号，以调节计数器输出。[0237]这里，开关581是用于执行开关控制以输出以下数据项中的任一个的开关。
[0238](a)控制数据，由通过PID控制生成控制信号的相位控制单元570输出
[0239](b)非控制数据
[0240]开关581通过电平窗口 560的比较器(Comp) 561的输出来控制。
[0241]在发送到主设备和从主设备接收的同步数据包的往返延迟时间在预设偏移窗口内的情况下，比较器(Comp)561控制开关581以输出由相位控制单元570生成的控制数据。
[0242]另一方面，在同步数据包的往返延迟时间在预设偏移窗口外部的情况下，控制开关581向计数器600输出非控制数据，而不是由相位控制单元570生成的控制数据。
[0243]应注意，非控制数据是用于维持计数器600的当前控制状态的数据。
[0244]即，仅在由开关581选择来自相位控制单元570的控制数据的情况下，执行用于改变计数器600的输出的控制。
[0245]换句话说，仅在确认发送到主设备以及从主设备接收的同步数据包的往返延迟时间在预设偏移窗口内的情况下，由相位控制单元570生成根据同步数据包的控制数据，并执行对计数器600的控制。
[0246]将描述数据处理单元500的组成部分的处理。
[0247]延迟和偏移计算单元510测量发送到主设备以及从主设备接收的同步数据包的往返延迟时间，并计算主时钟与从属时钟之间的相位偏移。
[0248]网络延迟(NW delay (T2-T1))计算单元511和网络延迟(NW delay (T4-T3))计算单元512计算发送到主设备以及从主设备接收的同步数据包的延迟时间。
[0249]网络延迟计算单元511和512的处理与网络延迟计算单元311和312的处理相同。
[0250]S卩，计算上文参照图6描述的以下网络延迟时间。
[0251](I)针对“去往”数据包的网络延迟时间，“去往”数据包是从主设备110到从属设备120的传输数据包(T2-T1)
[0252](2)针对“返回”数据包的网络延迟时间，“返回”数据包是从从属设备120到主设备110的传输数据包(T4-T3)
[0253]延迟和偏移计算单元510的减法器513从网络延迟(NW delay (T2-T1))计算单元511的输出值(T2-T1)减去网络延迟(NW delay(T4-T3))计算单元512的输出值(T4-T3)，以计算主时钟与从属时钟之间的相位偏移的两倍数据。即，从以下的上述表达式4获得两倍偏移数据。
[0254]表达式4:2X (Offset) = (T2-T1) -(T4-T3)
[0255]相位偏移信息被输入到电平窗口 560的开关562。
[0256]另一方面，偏移计算单元510的加法器514将网络延迟(NW delay (T2-T1))计算单元511的输出值(T2-T1)与网络延迟(NW delay(T4-T3))计算单元512的输出值(T4-T3)相加。
[0257]通过加法处理，根据以下的上述表达式5来计算往返延迟时间(2XDelay)。
[0258]表达式5:2X (Delay) = (T2-T1) + (T4-T3)
[0259]从表达式5计算的往返延迟时间(2XDelay)的信息被输入到电平窗口 560的比较器(Comp) 561。此外，往返延迟时间(2 X Delay )信息也被输入到最小值检测单元520的最小值选择单元521。[0260]接下来，将描述最小值检测单元520的结构和处理。
[0261]最小值检测单元520的最小值选择单元(min) 521从延迟和偏移计算单元510的加法器514输入根据表达式5计算的往返延迟时间(2XDelay)信息。
[0262]往返延迟时间(2XDelay)信息经由延迟处理单元(Z)522被再次输入到最小值选择单元(min) 521。
[0263]最小值选择单元(min) 521比较从延迟和偏移计算单元510的加法器514输入的最新往返延迟时间(2XDelay)信息与从延迟处理单元(Z) 522输入的前一往返延迟时间(2XDelay)信息，并输出具有较小值的往返延迟时间(2XDelay)信息作为最小值(min)。
[0264]最小值(min)对应于参照图4描述的偏移窗口的最小值(min)的设置信息。
[0265]最小值检测单元520执行用于基于顺序计算的同步数据包的延迟时间数据更新作为偏移窗口之一的端部的最小值的处理。
[0266]作为最小值选择单元(min) 521的输出的最小值(min)被输入到加法器550。
[0267]接下来，将描述偏移窗口生成单元530的结构和处理。
[0268]偏移窗口生成单元530具有与以上参照图5描述的结构不同的结构。
[0269]偏移窗口生成单元530在其存储器中存储偏移窗口放大处理数据541和偏移窗口缩小处理数据542。这些数据项是用于放大或缩小当前偏移窗口宽度的数据。
[0270]当前偏移窗口宽度的数据是偏移窗口生成单元530的偏移窗口 534。偏移窗口 534经由延迟单元(z) 531被输入到加法器533。
[0271]在加法器533中，调整当前偏移窗口的宽度。
[0272]S卩，在窗口大小控制开关532被连接至偏移窗口放大处理数据541侧的情况下，在加法器533中，偏移窗口放大处理数据541被增加到当前偏移窗口宽度，且窗口宽度增大。偏移窗口放大处理数据541具有作为偏移窗口的增大宽度信息的正值。
[0273]另一方面，在窗口大小控制开关532被连接至偏移窗口缩小处理数据542侧的情况下，在加法器533中，偏移窗口缩小处理数据542被增加到当前偏移窗口宽度，且窗口宽度减小。偏移窗口缩小处理数据542具有作为偏移窗口的减小宽度信息的负值。
[0274]其窗口宽度被放大或缩小的更新偏移窗口 534通过限制器535被输出到加法器550。
[0275]限制器535具有偏移窗口的最大宽度和最小宽度，S卩，窗口宽度的上限值和下限值，且执行控制，使得偏移窗口的宽度落入从上限值到下限值的范围内。
[0276]通过电平窗口 560的比较器(Comp) 561的输出来设置窗口大小控制开关532。
[0277]电平窗口 560的比较器(Comp)561确定由延迟和偏移计算单元510基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息是否在由偏移窗口限定的延迟时间内，并根据确定信息控制窗口大小控制开关532。
[0278]在基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息在由偏移窗口限定的延迟时间内的情况下，偏移窗口生成单元530的窗口大小控制开关532被设置到偏移窗口缩小处理数据542侧。
[0279]S卩，设置为执行用于减小当前窗口宽度的处理。
[0280]另一方面，在基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息不在由偏移窗口限定的延迟时间内的情况下，偏移窗口生成单元530的窗口大小控制开关532被设置到偏移窗口放大处理数据541侦U。
[0281]S卩，设置为执行用于增大当前窗口宽度的处理。
[0282]如上所述，在基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息在由当前偏移窗口限定的延迟时间内的情况下，偏移窗口宽度生成单元530缩小窗口宽度。在该往返延迟时间(2XDelay)信息不在由当前偏移窗口限定的延迟时间内的情况下，偏移窗口生成单元530放大窗口宽度。以此方式，执行顺序的窗口大小(宽度)更新处理。
[0283]通过控制窗口大小，以上参照图5描述的网络测量电路和分析电路变得不需要。
[0284]通过放大或缩小窗口宽度而获得的更新偏移窗口 534经由限制器535被输出到加法器550。
[0285]限制器535具有偏移窗口的最大宽度和最小宽度，S卩，窗口宽度的上限值和下限值，且执行控制，使得偏移窗口的宽度落入从上限值到下限值的范围内。
[0286]加法器550从最小值检测单元520输入最小值(min)，从偏移窗口生成单元530输入所选择的偏移窗口的宽度的信息，生成与应用于控制的数据包的往返延迟量相对应的偏移窗口的定义数据，并将该数据输入到电平窗口 560的比较器(Comp) 561。
[0287]从加法器550输入到比较器(Comp)561的数据对应于限定偏移窗口的数据包的往返延迟量和包括(最小值(min))到(最小值(min) +偏移窗口宽度)的数据的偏移窗口信息。
[0288]电平窗口 560的比较器(Comp) 561从加法器550输入偏移窗口信息,并从延迟和偏移计算单元510输入基于最新同步数据包测量的往返延迟时间(2XDelay)信息。
[0289]比较器(Comp) 561将这两个信息片彼此比较。即，比较器确定基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息是否在由偏移窗口限定的延迟时间内，并根据该确定信息来控制窗口大小控制开关532。此外，控制开关562和581。
[0290]在基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息在由偏移窗口限定的延迟时间内的情况下，电平窗口 560的开关562开启，且由延迟和偏移计算单元510基于最新同步数据包计算的相位偏移信息被输入到相位控制单元570。
[0291]此外，开关581经过这样一种设置，使得作为来自相位控制单元570的生成数据的控制数据被转移到计数器600侦U。
[0292]另一方面，在基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息不在由偏移窗口限定的延迟时间内的情况下，电平窗口 560的开关562关闭，并提供这样一种设置，使得由延迟和偏移计算单元510基于最新同步数据包计算的相位偏移信息不被输入到相位控制单元570。
[0293]此外，对于开关581，设置为将非控制数据而不是作为来自相位控制单元570的生成数据的控制数据转移到计数器600侦U。
[0294]执行上述基于开关控制的计数器600的控制。
[0295]即，仅选择其往返延迟时间在由偏移窗口限定的延迟时间内的数据包，且选择并应用通过应用基于所选择的数据包计算的相位偏移信息而生成的控制数据，从而控制计数器 600。
[0296]在图7所示的结构中，基于最新同步数据包的延迟时间信息，控制偏移窗口的窗口大小(宽度)。
[0297]因此，不必为偏移窗口生成单元530提供以上参照图5描述的网络测量电路331和识别电路332，且因此不会引起电路尺寸以及成本的增加，且结果是实现了尺寸减小和成本降低。
[0298]此外，根据最新数据包的延迟状况来顺序放大或缩小偏移窗口的宽度，且结果是可以用其上进一步反映的当前状态来控制窗口大小。此外，在该结构中，由于窗口大小被顺序放大和缩小，所以减少了长时间不应用同步数据包的这种情况。结果，以较高精度实现了同步控制。
[0299](5.关于偏移缩放处理算法的实例)
[0300]在图7所示的结构中，偏移窗口放大处理数据541和偏移窗口缩小处理数据542是用于调节当前偏移窗口的大小(宽度)的数据项。
[0301 ] 可提供对这些数据项的各种设置。
[0302]例如，偏移窗口放大处理数据541被设置为增大了固定时间宽度tl的数据，且偏移窗口缩小处理数据542被设置为缩小了固定时间宽度t2的数据。
[0303]例如，偏移窗口宽度的当前值被设置为OffsetWindow_cur，更新的偏移窗口的宽度的值被设置为OffsetWindow_upd，偏移窗口放大处理数据541被设置为OffsetWindow_inc,且偏移窗口缩小处理数据542被设置为OffsetWindow_dec。
[0304]满足0ffsetWindow_inc>0 且 0ffsetWindow_dec〈0。
[0305]此时，在基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息不在由当前偏移窗口(0ffsetWindOW_cur)限定的延迟时间内的情况下，基于以下表达式来更新偏移窗口览度。
[0306]Offsetffindow_upd=Offsetffindow_cur+Offsetffindow_inc
[0307]通过上述更新处理，偏移窗口宽度增大。
[0308]另一方面，在基于最新同步数据包计算的往返延迟时间(2XDelay)信息在由当前偏移窗口(0ffSetWindOW_CUr)限定的延迟时间内的情况下，基于以下表达式来更新偏移窗口宽度。
[0309]Offsetffindow_upd=Offsetffindow_cur+Offsetffindow_dec
[0310]通过上述更新处理，偏移窗口宽度缩小。
[0311]当执行上述算法时，在同步数据包的网络延迟时间在当前偏移窗口内的情况下，图7中所示的数据处理单元500将当前偏移窗口的宽度减小预定固定宽度。另一方面，在同步数据包的网络延迟时间不在当前偏移窗口内的情况下，数据处理单元500将当前偏移窗口的宽度增大预定固定宽度。
[0312]可选地，偏移窗口放大处理数据541被设置为增大当前窗口宽度的n%的数据，例如，10%,且偏移窗口缩小处理数据542被设置为减小当前窗口宽度的m%的数据，例如，10%。
[0313]可提供如上所述的各种设置。
[0314]当执行上述算法时，在同步数据包的网络延迟时间在当前偏移窗口内的情况下，图7中示出的数据处理单元500将当前偏移窗口的宽度减小预定固定减小率。另一方面，在同步数据包的网络延迟时间不在当前偏移窗口内的情况下，数据处理单元500将当前偏移窗口的宽度增大预定固定增大率。
[0315]此外，可提供以下设置。在相继执行放大处理的情况下，根据连续次数来改变放大宽度，且在相继执行缩小处理的情况下，根据连续次数来改变缩小宽度。[0316]参照图8，将描述窗口大小控制算法。
[0317]在图8的上部，按时间顺序指示基于同步数据包I至7测量的往返延迟时间是否在当前偏移窗口内，是为(O),否为(X)。
[0318]同步数据包I至7是在时间tl至t7处接收的数据包。
[0319]在图8的下部，示出了偏移窗口宽度的过渡。
[0320]应注意，初始偏移窗口宽度被设置为预定宽度。初始偏移窗口宽度在附图中的时间to至tl处指示。
[0321]在时间tl处测量的同步数据包I的延迟时间为(X)，即，不在当前偏移窗口内。
[0322]在该情况下，在时间tl处，时间t0至tl处指示的初始偏移窗口的宽度被放大附图中示出的大小incl，且结果是获得了在时间tl至t2处指示的窗口宽度。
[0323]接下来，在时间t2处测量的同步数据包2的延迟时间也是(X)，即，不在当前偏移窗口内。
[0324]同步数据包的延迟时间连续两次在偏移窗口外部。
[0325]在该情况下，在时间tl至t2处指示的偏移窗口的宽度被放大附图中示出的大小(inc2)，且结果是获得了在时间t2至t3处指示的窗口宽度。
[0326]满足incl〈inc2，因此执行将窗口大小放大比初始放大宽度更大的宽度的处理。
[0327]接下来，在时间t3处测量的同步数据包3的延迟时间也是(X)，即，不在当前偏移窗口内。
[0328]同步数据包的延迟时间连续三次在偏移窗口外部。
[0329]在该情况下，在时间t2至t3处指示的偏移窗口的宽度被放大附图中示出的大小(inc3)，且结果是获得了在时间t3至t4处指示的窗口宽度。
[0330]满足incl〈inc2〈inc3，因此执行将窗口大小放大比初始和第二放大宽度更大的宽度的处理。
[0331]在执行上述处理的情况下，图7中示出的偏移窗口放大处理数据被设置为根据放大处理的连续次数而顺序增大的数据。
[0332]接下来，在时间t4处测量的同步数据包4的延迟时间是(O)，即，在当前偏移窗口内。
[0333]在窗口大小的放大处理之后，同步数据包的延迟时间第一次落入偏移窗口内。
[0334]在该情况下，在时间t3至t4处指示的偏移窗口的宽度被缩小附图中所示的大小(decl)，且结果是获得了在时间t4至t5处指示的窗口宽度。
[0335]接下来，在时间t5处测量的同步数据包5的延迟时间也是(O)，即，在当前偏移窗口内。
[0336]同步数据包的延迟时间连续两次在偏移窗口内。
[0337]在该情况下，在时间t4至t5处指示的偏移窗口的宽度被减小附图中示出的大小(dec2)，且结果是获得了在时间t5至t6处指示的窗口宽度。
[0338]窗口宽度的减小幅度(decl)与(dec2)之间的关系是decl〈dec2。因此，执行将窗口大小缩小比初始缩小宽度更大的宽度的处理。
[0339]接下来，在时间t6处测量的同步数据包6的延迟时间也是(O)，即，在当前偏移窗口内。[0340]同步数据包的延迟时间连续三次在偏移窗口内。
[0341]在该情况下，在时间t5至t6处指示的偏移窗口的宽度被缩小附图中示出的大小(dec3)，且结果是获得了在时间t6至t7处指示的窗口宽度。
[0342]窗口宽度的缩小幅度(decl)、(dec2)和(dec3)间的关系是decl〈dec2〈dec3。因此，执行将窗口大小缩小比第一和第二缩小宽度更大的宽度的处理。
[0343]在执行上述处理的情况下，图7中示出的偏移窗口缩小处理数据被设置为窗口宽度的缩小幅度根据缩小处理的连续次数而顺序增大的数据。
[0344]在如上所述连续执行放大和缩小的情况下，增大幅度和缩小幅度被设置为顺序变大。
[0345]通过执行上述处理，可以更快获得最优窗口大小。
[0346]应注意,在图8所示的实例中，放大和缩小窗口大小的连续处理次数被设置为三次，但在四次或更多次的设置中，可执行相同的处理。
[0347]可选地，可限定特定的最大放大宽度和特定的最大缩小宽度。对于预定次数或更多的连续放大处理，可连续应用所限定的最大放大宽度，且对于预定次数或更多的连续缩小处理，可连续应用所限定的最大缩小宽度。
[0348](6.本公开的结构的结论)
[0349]以上已参照具体实例详细描述了本公开的实施方式。显然，在不背离本公开的要旨的情况下，本领域技术人员可修改和替换实施方式，且不应进行限定性解释。即，描述了本公开的实施方式，且不应对本公开进行限定性解释。为确定本公开的要旨，应考虑权利要求。
[0350]应注意，本公开可采用以下配置。
[0351](I) 一种通信设备，包括:
[0352]数据处理单元，被配置为执行所述通信设备与通信对方设备之间的时钟同步处理；以及
[0353]通信单元，被配置为执行与所述通信对方设备的通信，其中，
[0354]当执行伴随有向所述通信对方设备发送和从所述通信对方设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制，以及
[0355]所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
[0356](2)根据项目(I)所述的通信设备，其中，
[0357]在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口内的情况下，所述数据处理单元将所述当前偏移窗口的所述宽度减小预定固定宽度，以及
[0358]在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，所述数据处理单元将所述当前偏移窗口的所述宽度增大所述预定固定宽度。[0359](3)根据项目(I)所述的通信设备，其中，
[0360]在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口内的情况下，所述数据处理单元以预定固定减小率来减小所述当前偏移窗口的所述宽度，以及
[0361]在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，所述数据处理单元以预定固定增大率来增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
[0362](4)根据项目(I)所述的通信设备，其中，
[0363]所述数据处理单元根据对所述偏移窗口的所述宽度的增大处理的连续计数将所述偏移窗口的所述宽度的增大幅度设置为更大，以及
[0364]所述数据处理单元根据对所述偏移窗口的所述宽度的减小处理的连续计数将所述偏移窗口的所述宽度的减小幅度设置为更大。
[0365](5)根据项目(I)至(4)中任一项所述的通信设备，其中，
[0366]所述数据处理单元在从预定的所述偏移窗口宽度的上限值到下限值的范围内执行对所述偏移窗口的所述宽度的增大和减小处理。
[0367](6)根据项目(I)至(5)中任一项所述的通信设备，其中，
[0368]所述数据处理单元计算从所述通信对方设备接收所述同步数据包所需的时间段与向所述通信对方设备发送所述同步数据包所需的时间段之和，作为所述网络延迟。
[0369](7)根据项目(I)至(6)中任一项所述的通信设备，其中，
[0370]所述数据处理单元基于顺序计算的所述同步数据包的延迟时间数据来更新作为所述偏移窗口的末端的最小值。
[0371](8) 一种通信系统，包括:
[0372]第一通信设备；以及
[0373]第二通信设备，被配置为执行与所述第一通信设备的通信，其中，
[0374]所述第一通信设备包括:
[0375]数据处理单元，被配置为执行所述第一通信设备与所述第二通信设备之间的时钟同步处理；以及
[0376]通信单元，被配置为执行与所述第二通信设备的通信，
[0377]当执行伴随有向所述第二通信设备发送和从所述第二通信设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制，以及
[0378]所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
[0379]此外，在上述设备和系统中执行处理的方法和用于执行该处理的程序也包括在本公开的结构中。
[0380]此外，上述一系列处理可由硬件、软件、或者硬件和软件的组合结构来执行。在通过软件执行处理的情况下，可以将记录处理序列的程序安装到纳入专用硬件中的计算机的存储器并执行该程序，或者将该程序安装到能够执行各种处理的通用计算机并执行该程序。例如，该程序可以提前被记录在记录介质中。可以将程序从记录介质安装到计算机中或者经由诸如LAN (局域网)和因特网的网络接收程序并将该程序安装到诸如内置硬盘的记录介质。
[0381]应注意，在说明书中描述的各种处理可不一定以根据说明书的时间顺序来执行。必要时或者根据执行处理的设备的处理能力，这些处理可并行或单独执行。此外，在说明书中，系统是指多个设备的逻辑组装结构，且结构的设备不一定在同一壳体中。
[0382]如上所述，采用根据本公开实施方式的结构，在通信设备中实现了高度精确的时钟同步处理。
[0383]具体地，所述通信设备包括:数据处理单元，被配置为执行所述通信设备与通信对方设备之间的时钟同步处理；以及通信单元，被配置为执行与所述通信对方设备的通信。当执行伴随有向所述通信对方设备发送和从所述通信对方设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制，以及所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
[0384]采用该结构，在适合当前状况的最佳窗口宽度的设置下，可以选择用于执行可靠同步控制的同步数据包,并执行高度精确的时钟同步处理。
[0385]本公开包括涉及于2012年7月26日在日本专利局提交的日本在先专利申请第JP2012-165355号中所公开的主题，将其全部内容结合于此供参考。
[0386]本领域技术人员应当理解，只要在所附权利要求或其等同物的范围内，可根据设计需求和其他因素，进行各种修改、组合、子组合和变更。
【权利要求】
1.一种通信设备，包括: 数据处理单元，被配置为执行所述通信设备与通信对方设备之间的时钟同步处理；以及 通信单元，被配置为执行与所述通信对方设备的通信，其中， 当执行伴随有向所述通信对方设备发送和从所述通信对方设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制，以及 所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其中， 在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口内的情况下，所述数据处理单元将所述当前偏移窗口的所述宽度减小预定固定宽度，以及 在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，所述数据处理单元将所述当前偏移窗口的所述宽度增大所述预定固定宽度。
3.根据权利要求1所述的通信设备，其中， 在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口内的情况下，所述数据处理单元以预定固定减小率来减小所述当前偏移窗口的所述宽度，以及 在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，所述数据处理单元以预定固定增大率来增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
4.根据权利要求1所述的通信设备，其中， 所述数据处理单元根据对所述偏移窗口的所述宽度的增大处理的连续计数将所述偏移窗口的所述宽度的增大幅度设置为更大，以及 所述数据处理单元根据对所述偏移窗口的所述宽度的减小处理的连续计数将所述偏移窗口的所述宽度的减小幅度设置为更大。
5.根据权利要求1所述的通信设备，其中， 所述数据处理单元在从预定的所述偏移窗口宽度的上限值到下限值的范围内执行对所述偏移窗口的所述宽度的增大和减小处理。
6.根据权利要求1所述的通信设备，其中， 所述数据处理单元计算从所述通信对方设备接收所述同步数据包所需的时间段与向所述通信对方设备发送所述同步数据包所需的时间段之和，作为所述网络延迟。
7.根据权利要求1所述的通信设备，其中， 所述数据处理单元基于顺次计算的所述同步数据包的延迟时间数据来更新作为所述偏移窗口的末端的最小值。
8.一种通信系统，包括: 第一通信设备；以及第二通信设备，被配置为执行与所述第一通信设备的通信，其中， 所述第一通信设备包括: 数据处理单元，被配置为执行所述第一通信设备与所述第二通信设备之间的时钟同步处理；以及 通信单元，被配置为执行与所述第二通信设备的通信， 当执行伴随有向所述第二通信设备发送和从所述第二通信设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制，以及 所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
9.一种用于在通信设备中执行时钟相位同步处理的同步处理方法，所述通信设备包括:数据处理单元，被配置为执行所述通信设备与通信对方设备之间的时钟同步处理；以及通信单元，被配置为执行与所述通信对方设备的通信，所述同步处理方法包括: 当执行伴随有向所述通信对方设备发送和从所述通信对方设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，由所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制；以及 由所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
10.根据权利要求9所述的同步处理方法，其中， 在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口内的情况下，由所述数据处理单元将所述当前偏移窗口的所述宽度减小预定固定宽度，以及 在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，由所述数据处理单元将所述当前偏移窗口的所述宽度增大所述预定固定宽度。
11.一种使得在通信设备中执行时钟相位同步处理的程序，所述通信设备包括:数据处理单元，被配置为执行所述通信设备与通信对方设备之间的时钟同步处理；以及通信单元，被配置为执行与所述通信对方设备的通信，所述程序使所述数据处理单元执行以下步骤: 当执行伴随有向所述通信对方设备发送和从所述通信对方设备接收同步数据包的所述时钟同步处理时，由所述数据处理单元将限定应用于所述同步处理的数据包的可允许延迟时间范围的偏移窗口和所述同步数据包的网络延迟时间相互比较，选择所述网络延迟时间在所述偏移窗口内的所述同步数据包，并应用从所选择的所述同步数据包计算的相位偏移信息来执行相位控制；以及 由所述数据处理单元执行偏移窗口宽度更新处理，所述偏移窗口宽度更新处理在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于当前偏移窗口内的情况下，减小所述当前偏移窗口的宽度，以及在所述同步数据包的所述网络延迟时间处于所述当前偏移窗口之外的情况下，增大所述当前偏移窗口的所述宽度。
【文档编号】H04J3/06GK103580769SQ201310306277
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2012年7月26日
【发明者】浜松俊彦, 染谷郁男, 儿岛俊明 申请人:索尼公司