5836183 無線通信システム、無線通信装置および基準装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5836183

(24)【登録日】2015年11月13日

(45)【発行日】2015年12月24日

(54)【発明の名称】無線通信システム、無線通信装置および基準装置

(51)【国際特許分類】

   H04W 56/00 20090101AFI20151203BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20151203BHJP

   H04W 4/04 20090101ALI20151203BHJP

【ＦＩ】

   H04W56/00 130

   H04W84/18

   H04W4/04 190

【請求項の数】25

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2012-87722(P2012-87722)

(22)【出願日】2012年4月6日

(65)【公開番号】特開2013-153400(P2013-153400A)

(43)【公開日】2013年8月8日

【審査請求日】2014年10月29日

(31)【優先権主張番号】特願2011-286602(P2011-286602)

(32)【優先日】2011年12月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】角 武憲

(72)【発明者】

【氏名】平井 博昭

【審査官】 東 昌秋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２２８１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１５６６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６５７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

Ｈ０４Ｂ ７／２４− ７／２６

Ｈ０４Ｌ ７／００

Ｈ０４Ｌ １２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基準時刻を管理する基準装置および個別に時刻を管理する複数の無線通信装置により形成された無線通信システムであって、
前記基準装置は、
前記基準時刻の情報を周囲に送信する時刻情報配信手段と、
直接通信が可能な無線通信装置から、各無線通信装置が管理している時刻の情報を取得し、当該各無線通信装置が管理しているそれぞれの時刻が前記基準時刻と同期状態にあるかどうかを判定する同期状態判定手段と、
前記無線通信装置が通知する同期状態判定結果を取得し無線通信システム中の無線通信装置の同期状態を管理する同期管理手段と、
を備え、
前記無線通信装置は、
直接通信が可能な前記基準装置または直接通信が可能な他の無線通信装置である同期先装置が管理している時刻の情報を取得し、自身が管理している時刻を当該同期先装置が管理している時刻に同期させる時刻同期手段と、
自身が管理している時刻の情報を周囲に送信する時刻情報配信手段と、
前記同期先装置とは異なる他の無線通信装置が管理している時刻が同期状態にあるかどうかを判定するとともに、判定結果を前記基準装置へ通知する同期状態判定手段と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。

【請求項2】

前記基準装置の時刻情報配信手段は、自身が管理している時刻情報とともにシーケンス番号を送信し、
前記無線通信装置の前記時刻同期手段は、最新のシーケンス番号を保持し、新しいシーケンス番号の時刻配信情報のみを時刻同期に使用し、
前記無線通信装置の前記時刻情報配信手段は、時刻情報とともに、前記保持している最新のシーケンス番号とを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項3】

前記無線通信装置の前記同期状態判定手段は、他の無線通信装置が管理している時刻と自身が管理している時刻との同期状態を保持し、同期状態に変更がある場合に、同期状態判定結果を前記基準装置へ通知する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。

【請求項4】

前記時刻情報配信手段は、自身が管理している時刻の情報と前記基準装置からのホップ数とを周囲に送信する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の無線通信システム。

【請求項5】

前記時刻同期手段は、前記基準装置と直接通信が不可能な場合、自身のホップ数より前記基準装置からのホップ数が少ない他の無線通信装置を前記同期先装置とする
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。

【請求項6】

前記無線通信装置の前記同期状態判定手段は、自身のホップ数より前記基準装置からのホップ数が多い他の無線通信装置を対象として前記判定処理を行う
ことを特徴とする請求項４または５に記載の無線通信システム。

【請求項7】

前記時刻情報配信手段は、前記同期先装置の識別情報を、自身が管理している時刻の情報とともに周囲に送信し、
前記無線通信装置の前記同期状態判定手段は、他の無線通信装置から、時刻情報とともに同期先装置の識別情報を受信した場合、当該識別情報が自身を示していれば、当該他の無線通信装置が管理している時刻と自身が管理している時刻が同期状態にあるかどうかを判定する処理を実行する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の無線通信システム。

【請求項8】

前記無線通信装置の前記時刻同期手段は、基準装置が複数ある中で予め設定されている基準装置または当該基準装置との間で時刻同期が完了している他の無線通信装置から時刻情報を取得した場合に、自身が管理している時刻を当該時刻情報の取得元の装置が管理している時刻に同期させる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の無線通信システム。

【請求項9】

前記基準装置および前記無線通信装置の前記同期状態判定手段は、前記判定結果を前記基準装置とは異なる管理装置へ通知することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の無線通信システム。

【請求項10】

前記無線通信装置の前記同期状態判定手段は、前記判定結果を前記同期先装置に対して送信し、前記判定結果を受信した前記同期先装置が自身の同期先装置に対して前記判定結果を中継送信し、前記基準装置まで前記判定結果を中継して通知すること
を特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の無線通信システム。

【請求項11】

前記無線通信装置の前記同期状態判定手段は、前記判定結果を前記同期先装置に対して送信し、前記判定結果を受信した前記同期先装置が自身の同期先装置に対して前記判定結果および自身の識別情報を中継情報として中継送信し、前記基準装置まで前記判定結果を中継して通知するとともに、前記基準装置において前記中継情報により前記基準装置から前記判定結果の対象の無線通信装置までの経路を把握し管理する
ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。

【請求項12】

前記基準装置の前記同期管理手段は、前記無線通信装置からの同期状態判定結果を受信し、当該同期状態判定結果の送信元の無線通信装置に対して応答を通知し、
前記無線通信装置の前記同期状態判定手段は、同期状態判定結果の通知に対する前記基準装置からの応答により送達確認を行う
ことを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。

【請求項13】

基準時刻を管理する基準装置とともに無線通信システムを形成する無線通信装置であって、
直接通信が可能な前記基準装置または直接通信が可能な他の無線通信装置である同期先装置が管理している時刻情報を取得し、自身が管理している時刻を当該同期先装置が管理している時刻に同期させる時刻同期手段と、
自身が管理している時刻情報を周辺に送信する時刻情報配信手段と、
前記同期先装置とは異なる他の無線通信装置が管理している時刻の情報を取得して当該他の無線通信装置が管理している時刻と自身が管理している時刻が同期状態にあるかどうかを判定するとともに、判定結果を前記基準装置へ通知する同期状態判定手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。

【請求項14】

前記時刻同期手段は、最新のシーケンス番号を保持し、新しいシーケンス番号の時刻配信情報のみを時刻同期に使用し、
前記時刻情報配信手段は、時刻情報とともに、前記保持している最新のシーケンス番号とを送信する
ことを特徴とする請求項１３に記載の無線通信装置。

【請求項15】

前記同期状態判定手段は、他の無線通信装置が管理している時刻と自身が管理している時刻との同期状態を保持し、同期状態に変更がある場合に、同期状態判定結果を前記基準装置へ通知する
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の無線通信装置。

【請求項16】

前記時刻情報配信手段は、自身が管理している時刻の情報と前記基準装置からのホップ数とを周囲に送信する
ことを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一つに記載の無線通信装置。

【請求項17】

前記時刻同期手段は、前記基準装置と直接通信が不可能な場合、自身のホップ数より前記基準装置からのホップ数が少ない他の無線通信装置を前記同期先装置とする
ことを特徴とする請求項１６に記載の無線通信装置。

【請求項18】

前記時刻情報配信手段は、前記同期先装置の識別情報を、自身が管理している時刻の情報とともに周囲に送信し、
前記同期状態判定手段は、自身のホップ数より前記基準装置からのホップ数が多い他の無線通信装置を対象として前記判定処理を行う
ことを特徴とする請求項１６または１７に記載の無線通信装置。

【請求項19】

前記時刻情報配信手段は、前記同期先装置の識別情報を、自身が管理している時刻の情報とともに周囲に送信し、
前記同期状態判定手段は、他の無線通信装置から、時刻情報とともに同期先装置の識別情報を受信した場合、当該識別情報が自身を示していれば、当該他の無線通信装置が管理している時刻と自身が管理している時刻が同期状態にあるかどうかを判定する処理を実行する
ことを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一つに記載の無線通信装置。

【請求項20】

前記時刻同期手段は、基準装置が複数ある中で予め設定されている基準装置または当該基準装置との間で時刻同期が完了している他の無線通信装置から時刻情報を取得した場合に、自身が管理している時刻を当該時刻情報の取得元の装置が管理している時刻に同期させる
ことを特徴とする請求項１３〜１９のいずれか一つに記載の無線通信装置。

【請求項21】

前記基準装置および前記同期状態判定手段は、前記判定結果を前記基準装置とは異なる管理装置へ通知することを特徴とする請求項１３〜２０のいずれか一つに記載の無線通信装置。

【請求項22】

前記同期状態判定手段は、前記判定結果を前記同期先装置に対して送信し、前記判定結果を受信した前記同期先装置が自身の同期先装置に対して前記判定結果を中継送信し、前記基準装置まで前記判定結果を中継して通知すること
を特徴とする請求項１３〜２０のいずれか一つに記載の無線通信装置。

【請求項23】

前記同期状態判定手段は、前記判定結果を前記同期先装置に対して送信し、前記判定結果を受信した前記同期先装置が自身の同期先装置に対して前記判定結果および自身の識別情報を中継情報として中継送信し、前記基準装置まで前記判定結果を中継して通知する
ことを特徴とする請求項２２に記載の無線通信装置。

【請求項24】

複数の無線通信装置とともに無線通信システムを形成する基準装置であって、
自身の管理している基準時刻の情報を周囲に送信する時刻情報配信手段と、
直接通信が可能な他の無線通信装置から、各無線通信装置が管理している時刻の情報を取得し、当該各無線通信装置が管理しているそれぞれの時刻が前記基準時刻と同期状態にあるかどうかを判定する同期状態判定手段と、
他の無線通信装置が通知する同期状態判定結果を取得し無線通信システム中の無線通信装置の同期状態を管理する同期管理手段と、
を備えることを特徴とする基準装置。

【請求項25】

前記基準装置の前記同期管理手段は、前記無線通信装置からの同期状態判定結果を受信し、当該同期状態判定結果の送信元の無線通信装置に対して応答を通知する
ことを特徴とする請求項２４に記載の基準装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、システム内で基準となる時刻（基準時刻）を管理している装置と無線通信を行って内部時刻を基準時刻に同期させて動作する無線通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

分散配置による無線センサネットワークを活用し、地震や火山活動の環境モニタリングに使用される事例が報告されている（非特許文献１）。無線センサネットワークでは、各ノードが自身のクロックで時刻情報の管理を行うため、各ノードの時刻情報がずれてしまい、同期が取れないという問題がある。

【0003】

また、近年、デジタルサイネージの市場が急速に拡大しており、低価格化とディスプレイの大型化を実現するために、安価なディスプレイを複数枚組み合わせた製品が販売されている。デジタルサイネージシステムは、例えば、コンテンツ配信サーバと、コンテンツ配信サーバが管理している各種コンテンツを受け取って表示させる複数のディスプレイとによって構成され、コンテンツ配信サーバから各ディスプレイへの広告コンテンツなどの表示コンテンツ、表示スケジュール、時刻情報の配信には、運用コスト低減のためネットワークによる配信が用いられる場合がある。配信用ネットワークとして有線ネットワークを用いる場合、通信の信頼性が高いため、ＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のような時刻同期プロトコルを用いることで、表示コンテンツを容易に同期して複数枚のディスプレイに表示することが可能である。しかしながら、配信用ネットワークとして無線通信を用いる場合は、通信の信頼性が低く、複数枚のディスプレイを同期して動作させることが困難であるという問題がある。

【0004】

無線センサネットワークなどの無線アドホックネットワークにおいて各ノードの時刻同期を実現する方法として、例えば、非特許文献２で開示されているＦＴＳＰ（Ｆｌｏｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）がある。ＦＴＳＰは、ネットワーク中の端末が時刻配信メッセージを繰り返し周囲に送信することにより、ネットワーク全体の時刻同期を行う時刻同期技術である。ＦＴＳＰを適用した無線アドホックネットワークにおいては、特定のノード（時刻配信マスター）が、自身の管理する時刻情報を時刻配信メッセージにより周囲に送信し、これを受信した周辺のノード（時刻配信スレーブ＃Ａ）は、時刻配信メッセージ中の時刻情報を演算処理し、時刻同期を行う。さらに、時刻配信スレーブ＃Ａが、自身のタイミングで、時刻配信メッセージを周囲に送信することにより、周辺の時刻配信スレーブ＃Ｂ（時刻配信マスターとの直接通信が不可能なノード）が時刻同期を行う。時刻配信スレーブ＃Ｂが時刻配信メッセージをさらに周囲に送信することにより、時刻配信スレーブ＃Ｂよりもさらに下位に位置しているネットワーク末端のノード（時刻配信スレーブ）まで時刻同期を行う。このようにして、システム全体の時刻同期を実現する。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】鈴木誠，猿渡俊介，南正輝，森川博之，“無線センサネットワークにおける時刻同期技術の研究動向”，森川研究室 技術研究報告書 Ｎｏ．２００８００１，２００８．

【非特許文献2】Ｍ．Ｍａｒｏｔｉ，Ｂ．Ｋｕｓｙ，Ｇ．Ｓｉｍｏｎ ａｎｄ Ａ．Ｌｅｄｅｃｚｉ，“Ｔｈｅ Ｆｌｏｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ｔｈｅ ２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｎｓｏｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ （ＳｅｎＳｙｓ ‘０４），ｐｐ．３９−４９，２００４．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

アプリケーションによっては、各時刻配信スレーブの同期状態、つまりシステム全体が正常に時刻同期しているかを把握する必要がある。例えば、システム中の各端末（時刻配信スレーブ）がある時刻に指定された処理を実行するアプリケーション（例えば、デジタルサイネージシステム）や、無線センサネットワークなど各端末のセンサ情報の取得時刻が重要となるアプリケーションがある。

【0007】

しかしながら、ＦＴＳＰのような従来の時刻同期方法では、片方向で時刻情報を配信することによりシステム全体の時刻同期を行うため、ネットワーク内の時刻配信スレーブの同期状態をネットワークの管理者、または管理ノードが把握することができないという問題がある。さらに、ネットワーク内のいずれかの時刻配信スレーブが、時刻情報の受信エラーや、装置故障などの要因により、時刻同期エラーを起こした場合など、システム全体が正常に稼動していない状態の管理が困難であるという問題がある。例えば、デジタルサイネージシステムにおいて、コンテンツ配信サーバと各ディスプレイ間の接続を無線化し、コンテンツ配信サーバを時刻配信マスター、各ディスプレイを時刻配信スレーブとした場合について考える。この場合、コンテンツ配信サーバは、直接通信できる第１のディスプレイ（複数の場合もある）に対して時刻配信を行い、第１のディスプレイが管理している時刻をコンテンツ配信サーバが管理している時刻（基準時刻）に同期させる。また、コンテンツ配信サーバと直接通信できない第２のディスプレイ（複数の場合もある）に対しては、同期処理が完了した第１のディスプレイから時刻配信を行い、第２のディスプレイが管理している時刻を間接的に基準時刻に同期させる。このように、各ディスプレイが直接的または間接的にコンテンツ配信サーバと時刻同期を取ることにより、システム全体の時刻同期を取る。しかしながら、第１のディスプレイと第２のディスプレイの間の通信状態が劣化するなどしてパケットロスが発生し、第２のディスプレイが同期エラーを起こした場合、コンテンツ配信サーバは、システム内で同期エラーが発生していることを把握することができない。

【0008】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線センサネットワークなどの無線アドホックネットワークにおいて、各ノード間の時刻同期を実現するとともに、時刻配信マスター側（ネットワークの管理者側）がネットワーク内の各ノードの時刻同期状態を把握可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、基準時刻を管理する基準装置および個別に時刻を管理する複数の無線通信装置により形成された無線通信システムであって、前記基準装置は、前記基準時刻の情報を周囲に送信する時刻情報配信手段と、直接通信が可能な無線通信装置から、各無線通信装置が管理している時刻の情報を取得し、当該各無線通信装置が管理しているそれぞれの時刻が前記基準時刻と同期状態にあるかどうかを判定する同期状態判定手段と、前記無線通信装置が通知する同期状態判定結果を取得し無線通信システム中の無線通信装置の同期状態を管理する同期管理手段と、を備え、前記無線通信装置は、直接通信が可能な前記基準装置または直接通信が可能な他の無線通信装置である同期先装置が管理している時刻の情報を取得し、自身が管理している時刻を当該同期先装置が管理している時刻に同期させる時刻同期手段と、自身が管理している時刻の情報を周囲に送信する時刻情報配信手段と、前記同期先装置とは異なる他の無線装置が管理している時刻が同期状態にあるかどうかを判定するとともに、判定結果を前記基準装置へ通知する同期状態判定手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、無線センサネットワークなどの無線アドホックネットワークにおいて、各ノード間の時刻同期を実現するとともに、時刻配信マスターがネットワーク内の各ノードの時刻同期状態を把握できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明にかかる無線通信装置を含んだ無線通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。

【図2】図２は、時刻同期と同期状態確認シーケンスの一例を示す図である。

【図3】図３は、時刻配信メッセージの構成例を示す図である。

【図4】図４は、同期状態通知メッセージの構成例を示す図である。

【図5】図５は、時刻配信マスター（コンテンツ配信サーバ）の装置構成例を示す図である。

【図6】図６は、実施の形態１の時刻配信スレーブ（無線通信装置）の装置構成例を示す図である。

【図7】図７は、実施の形態２の時刻配信スレーブ（無線通信装置）の装置構成例を示す図である。

【図8】図８は、時刻配信メッセージの構成例を示す図である。

【図9】図９は、同期状態通知メッセージの構成例を示す図である。

【図10】図１０は、同期状態通知メッセージの構成例を示す図である。

【図11】図１１は、同期状通知応答メッセージの構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本発明にかかる無線通信システム、無線通信装置および基準装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0013】

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線通信装置を含んだ無線通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。この無線通信システムは、時刻配信マスターであるコンテンツ配信サーバ１と、時刻配信スレーブである複数の無線通信装置２（無線通信装置２−１〜２−４）とを含んで構成されている。コンテンツ配信サーバ１と無線通信装置２、および無線通信装置２同士は無線により接続されている。無線通信装置２−１および２−４とコンテンツ配信サーバ１は直接接続され、無線通信装置２−２とコンテンツ配信サーバ１は無線通信装置２−１経由で接続されている。無線通信装置２−３とコンテンツ配信サーバ１は無線通信装置２−１および２−２経由で接続されている。

【0014】

以下、本実施の形態の時刻配信マスター（コンテンツ配信サーバ１）と時刻配信スレーブ（無線通信装置２）の動作について、図２から図６を用いて説明する。

【0015】

図２は、時刻配信マスターから時刻配信スレーブへの時刻同期、および時刻配信マスターから見て３段目までの時刻配信スレーブ（図２では時刻配信スレーブ＃Ｃとしている）の同期状態確認シーケンスの一例を示す図である。なお、４段目以降の時刻配信スレーブの同期状態確認シーケンスについても同様である。

【0016】

まず、時刻配信マスターが自身の管理する時刻情報を時刻配信メッセージにより、周囲に送信する（ステップＳ１１）。

【0017】

時刻配信メッセージは、図３に示すように、時刻配信メッセージであることを示すメッセージ種別と、メッセージの送信元のノードを示す送信者識別子と、時刻情報と、を含む。なお、シーケンス番号については必須ではない。

【0018】

時刻配信マスターが送信した時刻配信メッセージは、周辺のノード（時刻配信スレーブ＃Ａ）によって受信され、時刻配信メッセージを受信した時刻配信スレーブ＃Ａは、時刻配信メッセージ中の時刻情報を演算処理し、自身が管理している時刻（ローカル時刻）を時刻配信メッセージの送信元のノード（ここでは時刻配信マスター）が管理している時刻（基準時刻）に同期させる時刻同期処理を行う（ステップＳ１２）。時刻配信スレーブ＃Ａは、さらに、自身のタイミングで、自身が管理している時刻を時刻情報に設定した時刻配信メッセージを周囲に送信する（ステップＳ１３）。この時刻配信メッセージを受信したノード（時刻配信スレーブ＃Ｂ）は、時刻配信スレーブ＃Ａが時刻配信マスターから時刻配信メッセージを受信した場合と同様の手順で時刻同期処理と時刻配信メッセージの送信とを行う（ステップＳ１６，Ｓ１７）。

【0019】

ここで、時刻配信スレーブ＃Ａが送信した時刻配信メッセージは時刻配信マスターにも到達する。時刻配信マスターは、時刻配信スレーブ＃Ａの同期状態を確認するために、時刻配信スレーブ＃Ａが送信した時刻配信メッセージを受信し、受信時の自身の時刻と比較する時刻演算処理を行い、時刻配信スレーブ＃Ａの同期状態を判定する（ステップＳ１４）。なお、当該時刻配信メッセージが時刻配信スレーブ＃Ａのメッセージであることは、時刻配信メッセージ中の送信者識別子により判断する。時刻配信マスターは、例えば、自身が管理している基準時刻と受信した時刻配信メッセージ中の時刻情報が示すローカル時刻との差の絶対値が規定時間以下である場合に同期状態と判定し、規定時間を越える場合に同期エラー（非同期状態）と判定する。

【0020】

時刻配信マスターは、時刻配信スレーブ＃Ａの同期状態判定結果（ステップＳ１４での判定結果）をテーブルに保持して管理する（ステップＳ１５）。これにより、現在の時刻同期状態を管理者が容易に確認することが可能となる。なお、時刻同期状態を保持するステップＳ１５の処理は必須ではなく、同期状態エラーと判定された場合に、管理者にメールで通知する処理や、アラームを上げる処理としてもよい。

【0021】

また、時刻配信マスターから見て２段目の時刻配信スレーブ＃Ｂの同期状態の確認は、時刻配信スレーブ＃ＢがステップＳ１７で送信した時刻配信メッセージを受信した時刻配信スレーブ＃Ａが行う。すなわち、時刻配信メッセージを時刻配信スレーブ＃Ｂから受信した時刻配信スレーブ＃Ａは、時刻配信マスターが実行する上記ステップＳ１４と同様の手順により、時刻配信スレーブ＃Ｂの同期状態を判定する（ステップＳ１８）。なお、当該時刻配信メッセージが時刻配信スレーブ＃Ｂの時刻配信メッセージであることは、時刻配信メッセージ中の送信者識別子により判断する。

【0022】

時刻配信スレーブ＃Ａは、時刻配信スレーブ＃Ｂの同期状態判定が終了すると、判定結果を図４に示した同期状態通知メッセージにより、自身の同期元である時刻配信マスターへ通知する（ステップＳ１９）。同期状態通知メッセージは、図４に示すとおり、同期状態通知メッセージであることを示すメッセージ種別（同期中通知メッセージ、または同期エラー通知メッセージ）と、メッセージのあて先（時刻配信マスター）を示すあて先端末識別子と、同期状態判定の対象とした時刻配信スレーブ（ここでは時刻配信スレーブ＃Ｂとなる）を示す端末識別子と、同期状態通知メッセージの送信時刻と、を含む。同期状態の判定結果が同期中となった場合は、メッセージ種別に同期中通知メッセージを設定し、同期状態の判定結果が同期エラーとなった場合は、メッセージ種別に同期エラー通知メッセージを設定する。なお、同期状態通知メッセージ中の送信時刻については、同期状態通知の発生タイミングを通知先の時刻配信マスターで管理する必要がない場合は必須ではない。

【0023】

時刻配信マスターは、時刻配信スレーブ＃Ａから通知された同期状態通知メッセージを受信することで、時刻配信スレーブ＃Ｂの同期状態を取得し（ステップＳ２０）、時刻配信スレーブ＃Ｂの同期状態をテーブルに保持して管理する（ステップＳ２１）。なお、ステップＳ２１の処理は必須ではなく、同期状態エラーと判定された場合に、管理者にメールで通知する処理や、アラームを上げる処理としてもよい。

【0024】

ステップＳ１７で時刻配信スレーブ＃Ｂから送信された時刻配信メッセージを受信したノード（時刻配信スレーブ＃Ｃ）は、時刻配信スレーブ＃Ａおよび＃Ｂが時刻配信メッセージを受信した場合と同様の手順で時刻同期処理と時刻配信メッセージの送信を行う（ステップＳ２２，Ｓ２３）。

【0025】

時刻配信スレーブ＃Ｃの同期状態確認は、時刻配信スレーブ＃Ｂが行う。時刻配信スレーブ＃Ｂは、時刻配信スレーブ＃ＣがステップＳ２３で送信した時刻配信メッセージを受信すると、時刻配信マスターが実行する上記ステップＳ１４や時刻配信スレーブ＃Ａが実行する上記ステップＳ１８と同様の手順により、時刻配信スレーブ＃Ｃの同期状態を判定する（ステップＳ２４）。時刻配信スレーブ＃Ｂは、時刻配信スレーブ＃Ｃの同期状態判定が終了すると、判定結果を自身の同期元である時刻配信スレーブ＃Ａへ通知する（ステップＳ２５）。これは、時刻配信スレーブ＃Ｂは、時刻配信マスターから直接通信できる範囲に存在しないため、時刻配信スレーブ＃Ａを介して時刻配信マスターへ時刻配信スレーブ＃Ｃの同期状態を通知するためである。

【0026】

時刻配信スレーブ＃Ａは、時刻配信スレーブ＃Ｂから通知された同期状態通知メッセージを受信すると、自身の同期元である時刻配信マスターへ転送する（ステップＳ２６，Ｓ２７）。

【0027】

時刻配信マスターは、時刻配信スレーブ＃Ａから通知された同期状態通知メッセージを受信することで、時刻配信スレーブ＃Ｃの同期状態を取得し（ステップＳ２８）、時刻配信スレーブ＃Ｃの同期状態をテーブルに保持して管理する（ステップＳ２９）。なお、ステップＳ２９の処理は必須ではなく、同期状態エラーと判定された場合に、管理者にメールで通知する処理や、アラームを上げる処理としてもよい。

【0028】

以上の方法により、無線通信システム内の時刻配信スレーブの同期状態を時刻配信マスターで管理することが可能となる。なお、本実施の形態では時刻配信マスターから時刻配信スレーブ＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｃと各階層に１台ずつ時刻配信スレーブが接続された例を用いて説明したが、各階層に属する時刻配信スレーブは複数存在してもよい。その場合、複数の時刻配信スレーブが周辺ノードの同期確認を行い、その結果を示す同期状態通知メッセージを上位階層のノード（時刻配信マスター，時刻配信スレーブ）へ通知してもよい。また、上記では、同期状態を図４に示した時刻配信メッセージを用いて時刻配信マスターへ通知するようにしたが、別途ルーティングプロトコルや手動設定によりルートを用いて、時刻配信マスター、または時刻配信マスターとは別の同期状態管理サーバへ通知するようにしてもよい。

【0029】

次に、実施の形態１の時刻配信マスター（コンテンツ配信サーバ１）の装置構成について図５を用いて説明する。

【0030】

図５に示したように、本実施の形態の時刻配信マスターは、復調・復号処理部１１と、メッセージ種別判定部１２と、時刻演算処理部１３と、時刻管理部１４と、端末同期管理部１５と、時刻配信メッセージ生成部１６と、送信時刻生成部１７と、符号化・変調処理部１８と、を備える。時刻演算処理部１３は受信時刻生成部１３１および時刻配信メッセージ処理部１３２を含み、端末同期管理部１５は同期状態通知メッセージ処理部１５１および同期状態管理部１５２を含んでいる。

【0031】

この様な構成の時刻配信マスターは、主要な処理として、周辺の端末（時刻配信スレーブである無線通信装置）へ時刻配信メッセージを送信する処理（時刻配信メッセージ送信処理）と、周辺の端末から送信された時刻配信メッセージを受信する処理（時刻配信メッセージ受信処理）と、周辺の端末から送信された同期状態通知メッセージを受信する処理（同期状態通知メッセージ受信処理）と、を行う。これらの処理を実施する場合の各部の動作を以下に示す。

【0032】

＜時刻配信メッセージ送信処理＞
時刻配信メッセージ送信処理では、まず、時刻管理部１４から時刻配信メッセージ送信タイミング信号を時刻配信メッセージ生成部１６に通知する。時刻配信メッセージ送信タイミング信号を通知された時刻配信メッセージ生成部１６は、時刻配信メッセージの準備処理を行う。時刻配信メッセージは図３に示したとおり、メッセージ種別と、送信者識別子と、シーケンス番号と、時刻情報と、を含む。時刻配信メッセージ生成部１６は、メッセージ種別と送信者識別子を時刻配信メッセージに設定し、この時刻配信メッセージを送信時刻生成部１７へ通知する。シーケンス番号は、時刻配信メッセージ準備処理を実施後、新たな番号に更新し、保持する。次回の時刻配信メッセージ送信時は、更新したシーケンス番号を使用する。シーケンス番号の初期値は任意の値でよい。ただし、時刻配信メッセージにシーケンス番号を含まない場合は、シーケンス番号の更新、およびシーケンス番号の保持は行わなくてもよい。

【0033】

送信時刻生成部１７は、無線アクセス制御（例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)）により無線への送信が可能となったタイミングで時刻管理部１４から通知される時刻情報を時刻配信メッセージに設定し、この時刻配信メッセージを符号化・変調処理部１８に通知する。なお、時刻配信を高精度に行うため、送信時刻生成部１７において時刻配信メッセージへの時刻情報設定を実施しているが、時刻配信の精度が低くても問題ないシステムにおいては、時刻情報設定を時刻配信メッセージ生成部１６の処理において実施してもよく、この場合は、送信時刻生成部１７は必要なく、時刻配信メッセージ生成部１６から直接、符号化・変調処理部１８へ時刻配信メッセージを通知する。

【0034】

符号化・変調処理部１８は、通知された時刻配信メッセージに対して符号化および変調処理を行い、無線信号として送信する。

【0035】

＜時刻配信メッセージ受信処理＞
時刻配信メッセージ受信処理では、まず、復調・復号処理部１１が周辺の端末から送信されたメッセージ（時刻配信メッセージまたは同期状態通知メッセージ）を受信し、メッセージの受信タイミング信号を時刻演算処理部１３内の受信時刻生成部１３１へ通知する。また、受信したメッセージに対して復調および復号処理を行い、復号したメッセージをメッセージ種別判定部１２へ通知する。メッセージ種別判定部１２では、メッセージ中のメッセージ種別から時刻配信メッセージであるか、同期状態通知メッセージであるかを判定する。

【0036】

メッセージ種別判定部１２は、受信したメッセージが時刻配信メッセージであると判定した場合、受信したメッセージを時刻演算処理部１３内の時刻配信メッセージ処理部１３２へ通知する。ここで、受信時刻生成部１３１は、復調・復号処理部１１からメッセージ受信タイミング信号を通知された時に、時刻管理部１４から時刻情報を取得し、取得した時刻情報を時刻配信メッセージ処理部１３２へ通知する。時刻配信メッセージ処理部１３２は、時刻配信メッセージに含まれる時刻情報と、受信時刻生成部１３１から通知された時刻情報とを比較し、それぞれの時刻情報が示している時刻の差の絶対値が規定時間以内であれば、時刻配信メッセージの送信者を同期状態と判定し、受信した時刻配信メッセージ中の送信者識別子（端末識別子）と、状態「同期状態」と、を同期状態管理部１５２へ通知する。また、上記時刻の差の絶対値が規定時間を越えている場合には、時刻配信メッセージの送信者を同期エラーと判定し、受信した時刻配信メッセージ中の送信者識別子（端末識別子）と、状態「同期エラー」と、を同期状態管理部１５２へ通知する。

【0037】

なお、以上の手順では、時刻同期確認を高精度に行うため、復調・復号処理部１１から、メッセージ受信タイミングを受信時刻生成部１３１へ通知し、正確な受信時刻情報を時刻配信メッセージ処理部１３２へ通知するようにしているが、時刻同期確認の精度が低くても問題ないシステムにおいては、復調・復号処理部１１からのメッセージ受信タイミング通知を受信時刻生成部１３１へ通知する処理を行わず、時刻配信メッセージ処理部１３２は、時刻配信メッセージが通知された時点の時刻情報を時刻管理部１４から取得するようにし、取得した時刻情報と受信メッセージ中の時刻情報とを比較することで同期状態確認を行ってもよい。この場合は、受信時刻生成部１３１は必要ない。

【0038】

＜同期状態通知メッセージ受信処理＞
受信したメッセージの種別をメッセージ種別判定部１２が判定するまでの手順は上述した時刻配信メッセージ受信処理と同様であるため、説明を省略する。

【0039】

メッセージ種別判定部１２は、受信したメッセージが時刻配信メッセージであると判定した場合、受信したメッセージを端末同期管理部１５の同期状態通知メッセージ処理部１５１へ通知する。

【0040】

同期状態通知メッセージ処理部１５１は、通知された同期状態通知メッセージ中のあて先端末識別子が自ノードである場合は、端末識別子と、同期状態と、を抽出し、同期状態管理部１５２へ通知する。あて先端末識別子が自ノードでない場合は当該メッセージを破棄する。

【0041】

同期状態管理部１５２では、時刻配信メッセージ処理部１３２、または同期状態通知メッセージ処理部１５１から通知された端末識別子と同期状態を保持する。なお、端末識別子と同期状態を保持せず、同期エラーの場合に端末識別子と同期エラーである旨を管理者などに対してメールで通知するようにしてもよく、アラームを上げるようにしてもよい。

【0042】

次に、実施の形態１の時刻配信スレーブ（無線通信装置２）の装置構成について図６を用いて説明する。

【0043】

図６に示したように、本実施の形態の時刻配信スレーブは、復調・復号処理部２１と、メッセージ種別判定部２２と、時刻演算処理部２３と、時刻管理部２４と、端末同期管理部２５と、時刻配信メッセージ生成部２６と、送信時刻生成部２７と、符号化・変調処理部２８と、同期先端末管理部２９と、を備える。時刻演算処理部２３は受信時刻生成部２３１および時刻配信メッセージ処理部２３２を含み、端末同期管理部２５は同期状態通知メッセージ処理部２５１および同期状態通知メッセージ生成部２５２を含んでいる。

【0044】

この様な構成の時刻配信スレーブは、主要な処理として、周辺の端末（時刻配信マスター，他の時刻配信スレーブ）へ時刻配信メッセージを送信する処理（時刻配信メッセージ送信処理）と、周辺の端末から送信された時刻配信メッセージを受信する処理（時刻配信メッセージ受信処理）と、周辺端末の同期状態を確認して同期先の端末へ通知する処理（同期状態確認・通知処理）と、を行う。これらの処理を実施する場合の各部の動作を以下に示す。

【0045】

＜時刻配信メッセージ送信処理＞
時刻配信メッセージ送信処理は、上述した時刻配信マスター（コンテンツ配信サーバ１）が実行する時刻配信メッセージ送信処理と同様である。ただし、シーケンス番号については、同期先状態管理部２９で保持している自身の同期先端末から受信した最新のシーケンス番号を使用する。

【0046】

すなわち、時刻配信スレーブにおける時刻配信メッセージ送信処理では、まず、時刻管理部２４から時刻配信メッセージ送信タイミング信号を時刻配信メッセージ生成部２６に通知する。時刻配信メッセージ送信タイミング信号を通知された時刻配信メッセージ生成部２６は、時刻配信メッセージの準備処理を行う。すなわち、時刻配信メッセージ生成部２６は、メッセージ種別と送信者識別子を時刻配信メッセージに設定し、この時刻配信メッセージを送信時刻生成部２７へ通知する。

【0047】

送信時刻生成部２７は、無線アクセス制御（例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ）により無線への送信が可能となったタイミングで時刻管理部２４から通知される時刻情報を時刻配信メッセージに設定し、この時刻配信メッセージを符号化・変調処理部２８に通知する。なお、時刻配信を高精度に行うため、送信時刻生成部２７において時刻配信メッセージへの時刻情報設定を実施しているが、時刻配信の精度が低くても問題ないシステムにおいては、時刻情報設定を時刻配信メッセージ生成部２６の処理において実施してもよく、この場合は、送信時刻生成部２７は必要なく、時刻配信メッセージ生成部２４から直接、符号化・変調処理部２８へ時刻配信メッセージを通知する。

【0048】

符号化・変調処理部２８は、通知された時刻配信メッセージに対して符号化および変調処理を行い、無線信号化して送信する。

【0049】

＜時刻配信メッセージ受信処理＞
時刻配信メッセージ受信処理では、まず、復調・復号処理部２１が周辺の端末から送信されたメッセージ（時刻配信メッセージまたは同期状態通知メッセージ）を受信し、メッセージの受信タイミング信号を時刻演算処理部２３内の受信時刻生成部２３１へ通知する。また、受信したメッセージに対して復調および復号処理を行い、復号したメッセージをメッセージ種別判定部２２へ通知する。メッセージ種別判定部２２では、メッセージ中のメッセージ種別から時刻配信メッセージであるか、同期状態通知メッセージであるかを判定する。

【0050】

メッセージ種別判定部２２は、受信したメッセージが時刻配信メッセージであると判定した場合、受信したメッセージを時刻演算処理部２３内の時刻配信メッセージ処理部２３２へ通知する。ここで、受信時刻生成部２３１は、復調・復号処理部２１からメッセージ受信タイミング信号を通知された時に、時刻管理部２４から時刻情報を取得し、取得した時刻情報を時刻配信メッセージ処理部２３２へ通知する。

【0051】

時刻配信メッセージ処理部２３２は、時刻配信メッセージが同期先端末管理部２９で同期先端末として管理されている端末から取得したものである場合は、時刻同期処理を行う。ここで、同期先端末とは、自身（自無線通信装置）が管理しているローカル時刻を同期させる相手の端末であり、例えば、時刻配信スレーブが起動後、最初に受信した時刻配信メッセージの送信元端末（送信者識別子が示しているコンテンツ配信サーバ、または周囲の他の無線通信装置）が該当する。なお、時刻配信メッセージにシーケンス番号を含む場合は、前記時刻配信メッセージ処理部２３２の処理に加え、同期先端末管理部２９が管理する最新のシーケンス番号と、時刻配信メッセージ中のシーケンス番号と、を比較し、時刻配信メッセージ中のシーケンス番号が有効なものであると判定した場合に限り、受信した時刻配信メッセージ中のシーケンス番号を最新のシーケンス番号として同期先端末管理部２９に通知するとともに、時刻同期処理を行う。時刻配信メッセージ処理部２３２は、同期先端末管理部２９が同期先端末の識別情報を保持していない状態で時刻配信メッセージを受信した場合には、受信した時刻配信メッセージの送信者識別子を同期先端末の識別情報として同期先端末管理部２９へ通知する。時刻配信メッセージにシーケンス番号が含まれている場合は、前記シーケンス番号を最新のシーケンス番号として同期先端末管理部２９に通知する。同期先端末管理部２９が同期先端末識情報を保持しており、かつ時刻配信メッセージが同期先端末管理部２９で同期先端末として管理されている端末から取得したものではない場合、同期状態確認処理を実施する。

【0052】

また、時刻配信メッセージ処理部２３２は次の処理により、同期先端末の変更要否を判定し、同期先端末変更処理を行ってもよい。同期先時刻配信メッセージにシーケンス番号を含まない場合は同期先端末からの時刻配信メッセージの受信が一定時間無い時に、その後に受信した最初の時刻配信メッセージの送信元端末を同期先端末として同期先端末管理部２９に通知する。また、時刻配信メッセージにシーケンス番号を含む場合は有効なシーケンス番号の時刻配信メッセージの受信が一定時間無い時に、その後に受信した最初の時刻配信メッセージの送信元端末を同期先端末とし、前記時刻配信メッセージ中のシーケンス番号を最新のシーケンス番号として同期先端末管理部２９に通知する。

【0053】

時刻配信メッセージ処理部２３２は、時刻同期処理では、受信した時刻配信メッセージに含まれる時刻情報と受信時刻生成部２３１から通知された時刻情報（時刻配信メッセージの受信時刻の情報）とを比較し、これらの時刻情報が示している時刻の差分を時刻管理部２４へ通知することにより、時刻管理部２４が管理している時刻を補正する（時刻管理部２４は通知された差分に基づいて、自身が管理している時刻を補正する）。なお、複数の時刻配信メッセージを受信してそれらに含まれている複数の時刻情報と各時刻配信メッセージの受信時刻情報から、クロックドリフトを算出することで、時刻補正精度を向上させるようにしてもよい。

【0054】

時刻配信メッセージ処理部２３２は、同期状態確認処理では、受信した時刻配信メッセージに含まれる時刻情報と、受信時刻生成部２３１から通知された時刻情報とを比較し、それぞれの時刻情報が示している時刻の差の絶対値が規定時間以内であれば、時刻配信メッセージの送信者を同期状態と判定し、受信した時刻配信メッセージ中の送信者識別子と、状態「同期状態」と、を同期状態通知メッセージ生成部２５２へ通知する。また、上記時刻の差の絶対値が規定時間を越えている場合には、時刻配信メッセージの送信者を同期エラーと判定し、受信した時刻配信メッセージ中の送信者識別子と、状態「同期エラー」と、を同期状態通知メッセージ生成部２５２へ通知する。

【0055】

なお、以上の手順では、時刻同期確認を高精度に行うため、復調・復号処理部２１から、メッセージ受信タイミングを受信時刻生成部２３１へ通知し、正確な受信時刻情報を時刻配信メッセージ処理部２３２へ通知するようにしているが、時刻同期確認の精度が低くても問題ないシステムにおいては、復調・復号処理部２１からのメッセージ受信タイミング通知を受信時刻生成部２３１へ通知する処理を行わず、時刻配信メッセージ処理部２３２は、時刻配信メッセージが通知された時点の時刻情報を時刻管理部２４から取得するようにし、取得した時刻情報と受信メッセージ中の時刻情報とを比較することで同期状態確認を行ってもよい。この場合は、受信時刻生成部２３１は必要ない。

【0056】

＜同期状態確認・通知処理＞
受信したメッセージの種別をメッセージ種別判定部２２が判定するまでの手順は上述した時刻配信メッセージ受信処理と同様であるため、説明を省略する。

【0057】

メッセージ種別判定部２２は、受信したメッセージが同期状態通知メッセージであると判定した場合、受信したメッセージを端末同期管理部２５の同期状態通知メッセージ処理部２５１へ通知する。

【0058】

同期状態通知メッセージ処理部２５１は、通知された同期状態通知メッセージ中のあて先端末識別子が自ノードである場合は、端末識別子と、同期状態と、を抽出し、同期状態通知メッセージ生成部２５２へ通知する。あて先端末識別子が自ノードでない場合は当該メッセージを破棄する。

【0059】

同期状態通知メッセージ生成部２５２は、時刻配信メッセージ処理部２３２、または同期状態通知メッセージ処理部２５１から通知された端末識別子と同期状態から、同期状態通知メッセージを生成する。同期状態通知メッセージのあて先端末識別子には同期先端末管理部２９から取得した同期先端末の識別子を設定する。生成した同期状態通知メッセージは符号化・変調処理部２８へ通知する。

【0060】

符号化・変調処理部２８は、通知された同期状態通知メッセージに対して符号化・変調処理を行い、無線信号化して送信する。

【0061】

このように、本実施の形態の無線通信システムにおいて、時刻配信マスターは、自身が管理している時刻（基準時刻）の情報を含んだ時刻配信メッセージを周囲に送信し、また、時刻配信スレーブから時刻配信メッセージを受信した場合には、受信したメッセージに含まれている時刻情報とメッセージの受信時刻とに基づいて、メッセージの送信元の時刻配信スレーブで管理されている時刻と自身が管理している時刻が同期しているかどうかを判定する。時刻配信スレーブは、自身が管理している時刻の情報を含んだ時刻配信メッセージを周囲に送信し、また、時刻配信メッセージを受信した場合の処理として、メッセージの送信元が同期先端末に設定されていれば、受信したメッセージに含まれている時刻情報とメッセージの受信時刻とに基づいて、自身が管理している時刻を補正して同期先端末で管理されている時刻と同期させる処理を行い、一方、メッセージの送信元が同期先端末に設定されていなければ、受信したメッセージに含まれている時刻情報とメッセージの受信時刻とに基づいて、メッセージの送信元の時刻配信スレーブで管理されている時刻と自身が管理している時刻が同期しているかどうかを判定し、判定結果を時刻配信マスターに通知する処理を行う。これにより、無線センサネットワークなどの無線アドホックネットワークにおいて、各ノード間の時刻同期を実現するとともに、時刻配信マスターがネットワーク内の各ノードの時刻同期状態を把握できるようになる。

【0062】

実施の形態２．
実施の形態２の時刻配信スレーブ（無線通信装置２ａ）の装置構成について、図７を用いて説明する。なお、時刻配信マスター（コンテンツ配信サーバ）の構成は、実施の形態１と同様である。また、無線通信システムの構成は実施の形態１と同様である。

【0063】

図７に示したように、本実施の形態の時刻配信スレーブは、実施の形態１の時刻配信スレーブ（図６参照）が備えていた端末同期管理部２５を端末同期管理部２５ａに置き換えたものである。この端末同期管理部２５ａは、端末同期管理部２５に対して同期状態管理部２５３を追加したものである。本実施の形態では、実施の形態１の時刻配信スレーブと異なる部分についてのみ説明する。

【0064】

本実施の形態の時刻配信スレーブにおいて、時刻配信メッセージ処理部２３２は、同期状態確認処理を実行すると、その結果（同期状態か否かを示す情報）および送信者識別子を同期状態管理部２５３へ通知する。同期状態通知メッセージ処理部２５１は、同期状態通知メッセージから抽出した端末識別子および同期状態の情報を同期状態管理部２５３へ通知する。

【0065】

同期状態管理部２５３は、時刻配信メッセージ処理部２３２および同期状態通知メッセージ処理部２５１から通知された端末識別子および同期状態の情報を保持し、保持している各端末識別子それぞれに対応する端末の同期状態に変更があった場合にのみ、当該端末の端末識別子と同期状態を同期状態通知メッセージ処理部２５２へ通知する。

【0066】

同期状態通知メッセージ処理部２５２は、同期状態管理部２５３から端末識別子と同期状態が通知されると、同期状態通知メッセージを生成する。

【0067】

このように、本実施の形態の時刻配信スレーブは、同期状態管理部を備え、同期状態が変化した場合に同期状態メッセージを生成して時刻配信マスターへ通知することとしたので、無線ネットワーク内に不要な同期状態通知メッセージを送信するのを回避し、無線リソースの枯渇を防ぐことができる。

【0068】

実施の形態３．
本実施の形態の無線通信システムでは、図３に示した構成の時刻配信メッセージに代えて、図８に示した構成の時刻配信メッセージを使用する。なお、無線通信システムの構成、時刻配信マスターの構成、および時刻配信スレーブの構成は実施の形態１または２と同様である。

【0069】

すなわち、本実施の形態では、実施の形態１および２で使用した時刻配信メッセージに時刻配信マスターからのホップ数を追加したものを使用する。そして、時刻配信スレーブでの時刻配信メッセージ受信処理においては、よりホップ数の少ない時刻配信メッセージの送信者識別子の端末を同期先端末とする。同期先端末管理部２９（図６および図７参照）では、同期先端末の端末識別子、および最新のシーケンス番号に加え、受信したホップ数に１を加えた値を自身のホップ数として管理する。時刻配信メッセージ処理部２３２は、同期先端末管理部２９で管理しているホップ数よりも少ないホップ数が設定された時刻配信メッセージを受信した場合、同期先端末管理部２９で管理している同期先端末の端末識別子、最新のシーケンス番号およびホップ数を更新し、同期先端末を切り替える。

【0070】

また、時刻配信メッセージ生成部２６は、時刻配信メッセージの生成時には、同期先端末管理部２９で管理しているホップ数を、メッセージ中の時刻配信マスターからのホップ数として設定する。

【0071】

以上の処理を加えることにより、よりホップ数の少ない効率的な時刻配信が可能となり、時刻同期誤差の削減が可能となる。

【0072】

実施の形態４．
実施の形態４の無線通信システムでは、実施の形態３の時刻配信スレーブを構成している時刻配信メッセージ処理部２３２が、時刻配信メッセージ中の時刻配信マスターからのホップ数が自身のホップ数より大きい場合に限り、時刻同期確認処理を実施することを特徴とする。これにより、自身より上位の端末の時刻同期確認を行うことを防止でき、不要な処理の実施を回避できる。

【0073】

実施の形態５．
実施の形態１〜４の無線通信システムにおいて、時刻配信メッセージ（図３，図８参照）に同期先端末識別子を追加したものを使用する。同期先端末識別子とは、時刻配信メッセージの送信元端末が時刻を同期させている相手端末（上位の端末）の識別子、つまり同期先端末識別子は、同期先端末管理部２９で管理している同期先端末の識別子である。時刻配信メッセージの送信元端末は、自身が管理している時刻の同期先の端末を示す同期先端末識別子を時刻配信メッセージに含ませて送信する。なお、時刻配信マスターは、同期先の端末が存在しないため、自身の端末識別子または特別な値を同期先端末識別子に設定する。時刻配信スレーブとなる各端末は、周囲に複数の時刻配信スレーブが存在する場合、複数の時刻配信メッセージを受信するが、受信した時刻配信メッセージのうち、同期先端末識別子に自身の識別子が設定されているメッセージを対象として、同期状態確認処理を行う。同期先端末識別子に自身以外の識別子が設定されているメッセージについては無視（破棄）する。

【0074】

このように、時刻配信メッセージに同期先端末識別子を追加し、端末（時刻配信スレーブ）は、同期先端末識別子に自身の識別子が設定されている場合に同期状態確認処理を行うことにより、端末の処理負荷の低減、および端末から送信される同期状態メッセージ数の低減による無線トラヒックの低減を実現できる。

【0075】

実施の形態６．
実施の形態６では、実施の形態５の無線通信システムにおいて、図９に示す同期状態通知メッセージを使用する。同期状態通知メッセージには、同期状態通知メッセージであることを示すメッセージ種別（同期開始通知メッセージ、同期終了通知メッセージ、または同期エラー通知メッセージ）と、メッセージのあて先を示すあて先端末識別子と、メッセージ長と、同期状態判定の対象とした時刻配信スレーブを示す端末識別子と、同期状態通知メッセージの送信時刻と、本メッセージの送信元端末の識別子と、同期状態通知先（時刻配信マスター）までに中継した端末の識別子（複数個）と、を含む。メッセージ種別は、同期状態判定の結果により次のように設定する。自身に同期している端末の同期状態を保持しておき、同期状態判定において当該端末が新規に同期した場合、または別の端末に同期した場合は同期開始通知メッセージとする。同期している状態から非同期状態となった場合、または自身に同期している端末からの時刻同期メッセージが一定時間受信できない場合は同期終了通知メッセージとする。また、同期エラーとなった場合は、同期エラー通知メッセージとする。

【0076】

時刻配信マスターへの同期状態通知メッセージの送信手順は、実施の形態１に記載のとおりであるが、同期状態通知メッセージを次端末へ中継する際に、同期状態通知メッセージの中継端末識別子の最後に自身の端末識別子を追加していく。

【0077】

図１を例に本動作を説明する。時刻配信スレーブ２−２は、時刻配信スレーブ２−３が自身に同期したことを時刻配信スレーブ２−３が送信する時刻配信メッセージを受信することにより確認する。時刻配信スレーブ２−３が非同期状態から新たに時刻配信スレーブ２−２に同期した場合、時刻配信スレーブ２−２は、時刻配信スレーブ２−１に対して同期開始通知メッセージを送信する。この時、当該時刻同期開始通知メッセージには中継端末識別子は含まれない。

【0078】

次に、時刻配信スレーブ２−１は、時刻配信スレーブ２−２が送信した前記同期開始通知メッセージを受信し、中継処理を行う。ここで、中継する時刻同期開始通知メッセージの中継端末識別子の末尾に自身の識別子（時刻配信スレーブ２−１の識別子）を追加し、あて先を時刻配信マスター１として当該時刻同期開始通知メッセージを送信する。

【0079】

時刻マスター１は、時刻配信スレーブ２−１が送信した前記同期開始通知メッセージを受信し、メッセージ内容の確認を行う。ここで、時刻配信マスター１から時刻配信スレーブ２−３までの経路は、前記同期開始通知メッセージの中継端末識別子を末尾から順にたどり（ここでは時刻配信スレーブ２−１のみ）、送信元端末識別子（時刻配信スレーブ２−２）、状態通知対象端末識別子（時刻配信スレーブ２−３）の順となり、時刻配信ネットワークのトポロジを時刻配信マスター１で管理することができる。

【0080】

上記の例では、同期状態開始通知メッセージについて説明したが、同期状態終了通知では経路が削除されたことを確認することができる。また、同期エラー通知では、通知対象の時刻同期期スレーブまでの経路と、当該通知対象端末が同期エラー状態にあることを確認することができる。

【0081】

以上の方法により、時刻配信マスターにおいて、時刻配信ネットワークのトポロジを常に管理し、トポロジの変化、および時刻配信スレーブのエラーを迅速に検出することが可能となる。

【0082】

実施の形態７．
実施の形態７では、実施の形態６の無線通信システムにおいて、図１０に示す同期状態通知メッセージを使用する。図１０に示す同期状態通知メッセージは、実施の形態６の同期状態通知メッセージ（図９）に、シーケンス番号を追加したものである。前記シーケンス番号は、同期状態通知先（時刻配信マスター）からの送達確認に使用するものである。つまり、各時刻配信スレーブから送信される同期状態通知メッセージを識別するために使用するものであり、各時刻配信スレーブにおいて同期状態通知メッセージ毎に個別のユニークな値が設定できればよく、ネットワーク全体でユニークである必要はない。なお、同期状態通知メッセージを送信した時刻配信スレーブは、送達確認のため、当該メッセージの応答である同期状態通知応答メッセージが通知されるまで、前記同期状態通知メッセージの内容を保持する。

【0083】

送達確認には、図１１に示す同期状態通知応答メッセージを使用する。同期状態通知応答メッセージには、同期状態通知応答メッセージであることを示すメッセージ種別（同期開始応答メッセージ、同期終了応答メッセージ、または同期エラー応答メッセージ）と、メッセージのあて先を示すあて先端末識別子と、メッセージ長と、応答対象の同期状態通知メッセージのシーケンス番号と、同期状態判定の対象とした時刻配信スレーブを示す端末識別子と、本メッセージの応答先端末の識別子と、同期状態通知先（時刻配信マスター）までに中継した端末の識別子（複数個）と、を含む。

【0084】

同期状態通知応答メッセージの通知手順は次のとおりである。時刻配信マスターは、受信した同期状態通知メッセージのメッセージ種別に対応する同期状態応答メッセージを生成し、送信する。同期状態通知メッセージの各情報要素は次のように設定する。シーケンス番号は、受信した同期状態通知メッセージと同じ値を設定する。状態通知対象端末識別子は、受信した同期状態通知メッセージと同じ値を設定する。応答先端末識別子は、受信した同期状態通知メッセージの送信元端末識別子を設定する。中継端末識別子は、受信した同期状態通知メッセージの中継端末識別子の末尾の値を削除したものを設定する。ただし、中継端末識別子が存在しない場合は、中継端末識別子は設定しない。あて先端末識別子は、同期状態通知メッセージの中継端末識別子の末尾の値を設定する。ただし、中継端末識別子が存在しない場合は、応答先端末識別子と同じ値を設定する。

【0085】

時刻配信マスターからの同期状態通知応答メッセージを受信した時刻配信スレーブは、あて先端末識別子が自身の識別子と一致するかを確認する。不一致の場合は、当該同期状態通知応答メッセージを破棄する。一致している場合は、応答先端末識別子が自身の端末識別子と一致しているかを確認し、一致している場合は、同期状態通知応答メッセージの内容確認を行う。不一致の場合は同期状態通知応答メッセージの中継処理を行う。

【0086】

時刻配信スレーブでの同期状態通知応答メッセージの中継処理は、次の手順で行う。受信した同期状態通知応答メッセージの中継端末識別子の末尾の値を削除し、あて先端末識別子として設定し、送信する。中継端末識別子が存在しない場合は、応答先端末識別子をあて先端末識別子として設定し、送信する。

【0087】

応答先端末での時刻同期状態通知応答メッセージの確認処理は、次の手順で行う。受信した同期状態通知応答メッセージのメッセージ種別、シーケンス番号、および状態通知対象端末識別子を確認し、保持している同期状態通知メッセージの内容と一致するか確認する。不一致の場合は、受信した同期状態応答メッセージを破棄する。一致している場合は、前記同期状態通知メッセージの応答であると判断し、保持している同期状態通知メッセージの内容を破棄し、送信完了とする。

【0088】

同期状態通知メッセージの送信後、一定時間以内に、対応する同期状態通知応答メッセージが受信できなかった場合は、同期状態通知メッセージの送信に失敗したものと判断し、保持していた同期状態通知メッセージの再送を行う。

【0089】

以上の方法により、同期状態通知メッセージの送達確認を行うことで、同期状態通知メッセージの時刻配信マスターへの確実な通知を実現する。これにより、時刻配信マスターでの、時刻配信ネットワークの状態管理の精度を向上することが可能となる。

【0090】

実施の形態８．
実施の形態１〜７の無線通信システムにおいて、時刻配信メッセージに時刻配信マスターの端末識別子を追加したものを使用する。そして、時刻配信スレーブは時刻同期メッセージ受信処理において、時刻配信メッセージ内の時刻配信マスターの端末識別子を確認し、同期可否を判定する処理を行う。同期可否の判定処理は、あらかじめ時刻配信スレーブに設定された時刻配信マスターの端末識別子と比較し一致した場合に同期する処理や、時刻配信マスターの端末識別子の値がより小さいほうに同期する処理などの決められたルールに従って行う。ただし、前述の同期可否判定のルールに限定するものではない。

【0091】

以上の手順により、無線通信システム内に複数の時刻配信マスターが存在する場合に、ある時刻配信スレーブが、１つの時刻配信マスターに対して安定して時刻同期を行うことが可能となる。

【0092】

実施の形態９．
実施の形態８の無線通信システムでは、実施の形態１〜６の時刻配信スレーブが、同期状態通知を時刻配信マスターではなく、あらかじめ指定した管理サーバに通知することを特徴とする。また、時刻配信マスターについても、同期状態確認の結果を管理サーバに通知することを特徴とする。

【0093】

以上により、時刻配信マスター、およびスレーブが時刻配信に使用する無線通信手段とは別の通信手段を備えている場合に、前記別の通信手段により同期状態を時刻配信ネットワーク外の管理サーバに通知し、時刻配信ネットワークの同期状態を管理することが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0094】

以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、ネットワークの管理者がシステム内の各ノードの時刻同期状態を把握可能な無線通信ネットワークに適している。

【符号の説明】

【0095】

１ コンテンツ配信サーバ（時刻配信マスター）
２，２ａ 無線通信装置（時刻配信スレーブ）
１１，２１ 復調・復号処理部
１２，２２ メッセージ種別判定部
１３，２３ 時刻演算処理部
１４，２４ 時刻管理部
１５，２５，２５ａ 端末同期管理部
１６，２６ 時刻配信メッセージ生成部
１７，２７ 送信時刻生成部
１８，２８ 符号化・変調処理部
２９ 同期先端末管理部
１３１，２３１ 受信時刻生成部
１３２，２３２ 時刻配信メッセージ処理部
１５１，２５１ 同期状態通知メッセージ処理部
１５２ 同期状態管理部
２５２ 同期状態通知メッセージ生成部
２５３ 同期状態管理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】