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JP3833164B2 - Clock signal adjustment device - Google Patents

Clock signal adjustment device Download PDF

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JP3833164B2
JP3833164B2 JP2002316214A JP2002316214A JP3833164B2 JP 3833164 B2 JP3833164 B2 JP 3833164B2 JP 2002316214 A JP2002316214 A JP 2002316214A JP 2002316214 A JP2002316214 A JP 2002316214A JP 3833164 B2 JP3833164 B2 JP 3833164B2
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JP
Japan
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clock signal
transmission
adjustment
signal
frequency
Prior art date
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JP2002316214A
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Japanese (ja)
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啓 東
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Toa Corp
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Toa Corp
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Publication date
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークに接続された複数の端末装置において使用されているクロック信号を同期させるクロック信号調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ネットワークで接続された端末装置間で通信を行う場合、例えばインターネット(IP)プロトコールを使用することがある。IPプロトコールを用いたネットワークでは、パケット通信が行われる。従って、音声等のリアルタイムデータをストリーム配信する場合、送信側の端末装置から送信された各音声パケットを受信側の端末装置で一旦バッファリングしてから、音声として出力する。そのため、送信側及び受信側端末装置で使用されるクロック信号が完全に同期している必要がないが、長期間にわたって見た場合、送信側及び受信側で同じ周波数でないと、受信側の端末装置のバッファがオーバーフローしたり、アンダーフローしたりして、音切れを生じたり、遅延時間が伸張したりしていた。
【0003】
この点を解決するために、例えば1対1のストリームの場合、送信側端末装置が送信する音声パケットに周波数調整用の基準情報を含ませ、受信側の端末装置でこの基準情報を元にクロック調整を行うものを、本出願人は提案した(特願2001−182931号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の技術は、1対1のストリームにしか適用することができず、多対多のストリームや、双方向のストリームの場合に適用することができなかった。
【0005】
本発明は、多対多や双方向のネットワークにおいても、各端末装置のクロック信号の周波数を容易に一致させることができるクロック信号調整装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によるクロック信号調整装置は、ネットワークにそれぞれが接続された複数台の端末装置を前提とする。これら端末装置は、クロック信号源を備えている。これら複数台の端末装置のうち予め定められた1台に、ネットワークを介して他の端末装置にクロック信号調整用信号を送信する送信手段が設けられている。このネットワークを介しての通信プロトコールとしては種々のものを使用することができる。例えばIPプロトコールを使用することができる。他の端末装置に調整手段が設けられている。この調整手段は、ネットワークを介して受信したクロック信号調整用信号によって、前記予め定められた端末装置のクロック信号に他の端末装置のクロック信号の周波数を一致させる。
【0007】
このように構成されたクロック信号調整装置では、予め定められた1台の端末装置のクロック信号の周波数に、他の端末装置のクロック信号の周波数を一致させることができる。従って、多対多のネットワーク等において、それぞれの端末装置のクロック信号の周波数を一致させることができる。
【0008】
前記調整用信号は、間隔をあけて送信される送信間隔情報を表す信号である。この信号は、調整用信号を送信する端末装置のクロック信号に基づいて生成されている。他の端末装置は、調整用信号を受信するごとに、その受信間隔情報を取得する手段を有している。この受信間隔情報は、調整用信号を受信した端末装置のクロック信号に基づいて生成される。調整手段は、送信間隔情報と、受信間隔情報とに基づいて、前記クロック信号の周波数を補正する。例えば、受信間隔に対する、送信間隔及び受信間隔の偏差の比率に基づいて周波数を補正することができる。
【0009】
予め定められた1台の端末装置の送信手段から送信間隔情報を表す信号を他の端末装置に送信した場合、送信間隔情報は、送信間隔情報を発生する端末装置のクロック信号に基づいて生成され、受信間隔情報は、受信間隔情報を発生する端末装置のクロック信号に基づいて生成されている。従って、これら端末装置のクロック信号に周波数のずれが無ければ、送信間隔と受信間隔とは一致する。しかし、クロック信号の周波数に端末装置間で差があれば、送信間隔と受信間隔とは相違する。この送信間隔と受信間隔との差が大きければ大きいほど、クロック信号の周波数の差が大きい。従って、この差に応じて周波数を調整することによって、全てのクロック信号の周波数を一致させることができる。
【0010】
調整用信号が送信される間隔を徐々に長く設定することができる。この場合、ネットワークでの通信には、パケット通信を使用することが望ましい。調整用信号の送信間隔が短いと、パケット通信を使用している場合には、パケットの揺らぎの影響を受けて調整誤差が大きくなる。送信間隔を長くすると、クロック信号の周波数が一致するまでに時間がかかる。そこで、当初には送信間隔を短くして、大まかに合わせて、その後に徐々に送信間隔を長くして、誤差を小さくしている。
【0011】
上記のように調整用信号の送信間隔を調整開始時から徐々に長く設定する構成に加えて、他の端末装置のうち1台が起動したときに今まで発生していた調整用信号をリセットし、送信手段が調整用信号の送信を新たに開始するように構成することもできる。この場合、前記調整手段は、許容周波数範囲内においてクロック信号の周波数を調整する。この許容周波数範囲は、例えば周波数調整が行われるごとに、徐々に狭く設定される。
【0012】
複数台の端末装置のうち或る1台が起動したときに、他の端末装置が既に起動していることがある。この状態で、或る1台の端末装置のクロック信号の周波数を予め定めた1台の端末装置のクロック信号の周波数に一致させるために予め定めた1台の端末装置から調整用信号の送信が新たに開始された場合、当初には調整用信号の間隔は狭いので、既に起動されていてクロック信号の周波数が既に一致している端末装置のクロック信号までもが大きくずれる可能性がある。しかし、各調整手段は、許容周波数範囲が制限されており、その範囲は徐々に狭められているので、既に周波数が調整されている端末装置での許容周波数範囲は狭く、クロック信号の周波数が大きくずれることはない。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の1実施の形態のクロック信号調整装置は、図2に示すようなネットワーク2に接続された複数台の端末装置、例えば送受信装置4に設置されている。ネットワーク2としては、LANまたはWAN等を使用することができる。
【0019】
送受信装置4は、ネットワーク2を介して多対多に可聴周波数信号、例えば音声信号を送受信可能なもので、それぞれ可聴周波数信号源、例えばマイクロホン6と、放音手段、例えばスピーカ8とを、それぞれ備えている。これら音声信号による通信にはストリーム配信技術が使用されている。
【0020】
図1に示すように、送受信装置4は、送信装置10と受信装置12とを有している。送信装置10は、マイクロホン6で集音された音声信号が増幅器14で増幅され、A/D変換器16において後述するクロック信号に基づいてディジタル化される。このディジタル化音声信号は、入力バッファ18に入力される。この入力バッファ18の出力信号は、符号化回路20によって圧縮音声符号化情報に符号化され、送信バッファ22に蓄積される。送信部24が、送信バッファ22のデータをパケットに組み立て一定の時間間隔でネットワーク2に送出する。これらパケットは、RTPプロトコールに基づいて送信されている。
【0021】
従って、各パケットには、RTPヘッダが含まれ、RTPヘッダには、送信時間情報、例えば送信タイムスタンプが含まれている。更に、シーケンス番号もRTPヘッダに含まれている。送信タイムスタンプは、タイムスタンプカウンタ23が、クロック信号源、例えば電圧制御発振器25が発生するクロック信号に基づいて生成され、パケットの先頭のデータをサンプリングした時刻を表している。シーケンス番号は、パケットの順番を示す。
【0022】
受信装置12は、ネットワーク2からパケットを受信する受信部24を有している。受信部24は、パケットを圧縮音声符号化情報に分解して、受信バッファ26に格納する。受信バッファ26の圧縮音声符号化情報は、復号化部28により復号化及び伸張され、ディジタル音声信号に変換される。このディジタル音声信号は、出力バッファ30に格納され、D/A変換器32によってアナログ音声信号に変換される。この変換にもクロック信号が使用される。アナログ音声信号は、増幅部34によって増幅され、スピーカ8から拡声される。
【0023】
A/D変換器16、D/A変換器32によって使用されるクロック信号は、電圧制御発振器25によって生成されたものである。このクロック信号は、補正部36によって補正される。補正部36には、タイムスタンプカウンタ25がパケットを受信するたびに発生する受信タイムスタンプが供給される。
【0024】
このような各送受信装置4において、クロック信号の周波数を一致させる必要が生じるのは、例えば或る送受信装置から音声信号の送信を開始する前である。この場合、各送受信装置4のうちマスターとなる送受信装置(例えば、任意の送受信装置)4が、図3(a)に示すように、時間間隔をおいて、クロック信号調整用信号として、パケットを、ブロードキャスト若しくはマルチキャストで、他の送受信装置4に送信する。このパケットには、以前にクロック信号調整用信号を送信した時刻からの経過時間Tsと、送信元(マスター送受信装置)の識別子、例えばIPアドレスとが含まれている。この経過時間は、マスター送受信装置のクロック信号に基づいて算出されている。但し、このクロック信号調整用信号を当初に送信するとき、経過時間は零である。
【0025】
マスター送受信装置以外の送受信装置(スレーブ送受信装置)は、クロック信号調整用信号を受信するごとに、タイムスタンプカウンタ23が、このタイムスタンプカウンタ23が設けられているスレーブ送受信装置のクロック信号に基づいて受信タイムスタンプを発生する。この受信タイムスタンプは、補正部36に供給され、補正部36に記憶される。そして、この受信タイムスタンプと、前回にクロック信号調整用信号を受信したときの受信タイムスタンプとの差を算出して、図3(b)に示す受信間隔Trを算出する。但し、初めてクロック信号調整用信号を受信したときには、補正部36に記憶するだけで、受信間隔Trの算出は行わない。
【0026】
補正部36は、この送信間隔Tsと受信間隔Trとを用いて、スレーブ送受信装置のクロック信号の周波数を、マスター送受信装置のクロック信号の周波数に一致させる。本来、送信間隔Tsと受信間隔Trとは一致する。しかし、ネットワーク2の揺らぎ等の影響を受けると両者には誤差が生じる。そこで、a*(Tr−Ts)/Trの演算を行い(但し、aは所定の係数)、この調整値を算出し、この調整値に基づいてスレーブ送受信装置の電圧制御発振器25の周波数を調整する。
【0027】
送信間隔Tsは、図3(a)に示すように、初期には短いが、徐々に長くなるように設定されている。送信間隔Tsが短いと、ネットワーク2での揺らぎの影響が大きいので、調整を行っても、マスター送受信装置とスレーブ送受信装置のクロック信号の周波数の誤差が大きい。また、送信間隔Tsが長いと、マスター送受信装置とスレーブ送受信装置のクロック信号の周波数の誤差は小さくなるが、調整に要する時間が長くなる。そこで、上記のように送信間隔を変化させて、当初にはクロック信号を粗く合わせて、徐々に誤差を小さくするようにしている。
【0028】
なお、今までマスター送受信装置として機能していた送受信装置が、故障等により停止したときには、別の送受信装置がマスター送受信装置となる。この場合にも、上記のようにして新たなマスター及びスレーブ送受信装置間でクロック信号の周波数の調整が行われる。
【0029】
また、既に起動されているスレーブ送受信装置(既起動スレーブ送受信装置)が存在するのに加えて、新たに起動されたスレーブ送受信装置が生じた場合、マスター送受信装置とスレーブ送受信装置との間で周波数を一致させる必要が生じる。このとき、上述したように送信間隔を当初には短く設定し、徐々に長く設定しているので、既起動スレーブ送受信装置にもクロック信号調整用信号が供給されることにより、周波数が一致している既起動スレーブ送受信装置のクロックが、マスター送受信装置のクロック信号からずれる可能性がある。
【0030】
そこで、スレーブ送受信装置では、現在の周波数から高い周波数にどれだけ、また低い周波数側にどれだけ周波数を変更することを許容するかを表した許容周波数範囲が設定されている。この許容周波数の範囲内での周波数の変更が指示された場合には、そのように周波数を調整する。しかし、この許容周波数範囲を超える周波数の変更が指示された場合には、許容周波数範囲の上限値または下限値しか周波数を変更しないように設定されている。しかも、この許容周波数範囲は、周波数の変更が行われるごとに、図4に示すように、徐々に狭められている。
【0031】
従って、マスター送受信装置のクロック信号と周波数が一致している既起動スレーブ送受信装置では、許容周波数範囲は狭くなっている。この状態で、新たに起動されたスレーブ送受信装置が発生したことにより、マスター送受信装置から、短い送信間隔でクロック調整用信号が送信されて、大きくクロック信号の周波数を調整するように指示が決定されても、この値が、既起動スレーブ送受信装置では、許容周波数範囲よりも大きいので、この許容周波数範囲の上限値または下限値を超える周波数の変更は行われず、既起動スレーブ送受信装置のクロック信号の周波数が大きく変動することはない。
【0032】
なお、新たに起動されたスレーブ送受信装置は、起動時に、マスター送受信装置に認識信号を送り、マスター送受信装置に対して、最初から(短い送信間隔から)クロック調整用信号を送信することを要求する。
【0033】
図5は、各スレーブ送受信装置がクロック信号調整用信号を受信するごとに、スレーブ受信装置が行う処理を示したフローチャートである。
【0034】
まず、クロック信号調整用信号を受信すると、マスター送受信装置が変更されたのか、或いは当該スレーブ送受信装置が起動時であるかが判断される(ステップS2)。この判断の答えがイエスであると、許容周波数範囲を初期値(最も周波数変動範囲が大きい値)に設定し(ステップS4)、この処理を終了する。
【0035】
ステップS2の判断の答えがノーである場合、上述したようにして調整値を決定する(ステップS6)。次に、この調整値が、許容周波数範囲内の値であるか判断する(ステップS8)。この答えがイエスであると、狭めるように許容周波数範囲を更新し(ステップS10)、調整値に基づいて電圧制御発振器25の周波数を調整し(ステップS12)、この処理を終了する。ステップS8の判断の答えがノーであると調整値を許容値に置き換える(ステップS14)。即ち、調整値が正であると、そのときの許容周波数範囲の上限値に、または調整値が負であると、下限値に変更する。そして、ステップS12を実行して、この処理を終了する。なお、許容周波数範囲は、予め定めた値(ごく僅かだけ周波数を変更する値)に向かって徐々に小さくなり、その後にこの予め定めた値に固定される。
【0036】
第1の実施の形態のように、ネットワーク2がLANまたはWANの場合には、マルチキャストまたはブロードキャストによって各送受信装置4のクロック信号の周波数を一致させることが可能になる。しかし、インターネットのような広域ネットワーク中の別々のLANまたはWANに接続されている送受信装置間でクロック信号の周波数を一致させるために、マルチキャストやブロードキャストを利用することが困難なことが多い。
【0037】
この場合、図6に示す第2の実施の形態のように、ユニキャストを使用して、クロック信号調整用信号を別々のLANまたはWANに転送して、各ネットワークのクロック信号の周波数を一致させる。即ち、1つのネットワーク40に存在する1台の送受信装置(マスター送受信装置4Mであっても、スレーブ送受信装置4Sであってもよい)を転送用の送受信装置に設定する。この転送用の送受信装置には、クロック信号調整用信号の転送先である別のネットワーク42に存在するマスター送受信装置4Mの識別子、例えばIPアドレス等の送信に必要な情報が設定されている。この転送用の送受信装置は、ユニキャストで、時間間隔をあけてクロック信号調整用信号を転送先のマスター送受信装置4Mに転送する。
【0038】
別のネットワーク42のマスター送受信装置は、転送元からのクロック信号調整用信号に基づいて、第1の実施の形態のスレーブ送受信装置と同様にしてクロック信号の周波数が調整される。その後に、ネットワーク42のスレーブ送受信装置4Sに対して、第1の実施の形態と同様にして、スレーブ送受信装置のクロック信号の周波数をマスター送受信装置4Mのクロック信号の周波数に一致させる。別のネットワーク42のいずれかの送受信装置から、更に別のネットワーク44のマスター送受信装置4Mに対してクロック信号調整用信号を送信することによって、同様にネットワーク40、42、44での各クロック信号の周波数を一致させることができる。
【0039】
上記の実施の形態では、端末装置として、それぞれ音声信号を送受信する送受信装置4を使用した。これは双方向での音声信号の送受信を考慮したものであるが、単方向の送受信だけを行う場合には、端末装置としては、送信装置10のみを設けたものと、受信装置12のみを設けたものを使用することもできる。また、端末装置としては、音声信号での通信だけでなく、映像信号での通信を行うものや、逆に各端末装置に被制御機器を設け、これら被制御機器を制御するための制御情報を送受信するものを使用することもできる。また、上記の実施の形態では、マスター送受信装置は、クロック信号調整用信号として送信間隔を表す情報を送信したが、これに代えて送信タイムスタンプを送信し、スレーブ送受信装置において、送信タイムスタンプの差を求めて送信間隔を求めても良い。
【0040】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、1台の端末装置のクロック信号の周波数に他の複数の端末装置のクロック信号の周波数を、容易に一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のクロック信号調整装置が設けられた送受信装置のブロック図である。
【図2】図1の送受信装置を使用したネットワークのブロック図である。
【図3】図1の送受信装置におけるクロック信号調整用信号の送信間隔と受信間隔とを示す図である。
【図4】図1の送受信装置におけるクロック信号の周波数の調整状態を示す図である。
【図5】図1の送受信装置におけるクロック信号の周波数の調整処理のフローチャートである。
【図6】本発明の第2の実施の形態のクロック信号調整装置を使用した複数のネットワークを示すブロック図である。
【符号の説明】
2 ネットワーク
4 送受信装置
10 送信装置
12 受信装置
24 送信部(送信手段)
36 補正部(調整手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clock signal adjustment device for synchronizing clock signals used in a plurality of terminal devices connected to a network.
[0002]
[Prior art]
When communicating between terminal devices connected via a network, for example, an Internet (IP) protocol may be used. In a network using the IP protocol, packet communication is performed. Accordingly, when streaming real-time data such as voice, each voice packet transmitted from the transmission-side terminal device is temporarily buffered by the reception-side terminal device and then output as voice. Therefore, the clock signals used in the transmission side and reception side terminal devices do not need to be completely synchronized. However, when viewed over a long period of time, the reception side terminal device must have the same frequency on the transmission side and reception side. The buffer overflowed or underflowed, causing interruptions in the sound and extending the delay time.
[0003]
In order to solve this problem, for example, in the case of a one-to-one stream, reference information for frequency adjustment is included in the voice packet transmitted by the transmission side terminal device, and the reception side terminal device clocks based on this reference information. The present applicant has proposed an adjustment (Japanese Patent Application No. 2001-182931).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above technique can be applied only to one-to-one streams, and cannot be applied to many-to-many streams and bidirectional streams.
[0005]
An object of the present invention is to provide a clock signal adjusting device that can easily match the frequency of the clock signal of each terminal device even in a many-to-many or bidirectional network.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The clock signal adjustment device according to one aspect of the present invention is premised on a plurality of terminal devices each connected to a network. These terminal devices include a clock signal source. A transmission unit that transmits a clock signal adjustment signal to another terminal device via a network is provided in a predetermined one of the plurality of terminal devices. Various protocols can be used as communication protocols via this network. For example, an IP protocol can be used. Adjustment means is provided in another terminal device. This adjustment means makes the frequency of the clock signal of the other terminal device coincide with the predetermined clock signal of the terminal device by the clock signal adjustment signal received via the network.
[0007]
In the clock signal adjustment device configured as described above, the frequency of the clock signal of another terminal device can be matched with the frequency of the clock signal of one terminal device determined in advance. Therefore, in a many-to-many network or the like, the frequency of the clock signal of each terminal device can be matched.
[0008]
The adjustment signal is a signal representing transmission interval information transmitted at intervals . This signal is generated based on the clock signal of the terminal device that transmits the adjustment signal. The other terminal device has means for acquiring the reception interval information every time the adjustment signal is received. The reception interval information is generated based on the clock signal of the terminal device that has received the adjustment signal. The adjusting unit corrects the frequency of the clock signal based on the transmission interval information and the reception interval information. For example, the frequency can be corrected based on the ratio of the deviation between the transmission interval and the reception interval with respect to the reception interval.
[0009]
When a signal representing transmission interval information is transmitted from another transmission device of one terminal device to another terminal device, the transmission interval information is generated based on a clock signal of the terminal device that generates the transmission interval information. The reception interval information is generated based on the clock signal of the terminal device that generates the reception interval information. Therefore, if there is no frequency shift in the clock signals of these terminal devices, the transmission interval and the reception interval coincide. However, if there is a difference in the frequency of the clock signal between the terminal devices, the transmission interval and the reception interval are different. The greater the difference between the transmission interval and the reception interval, the greater the difference in clock signal frequency. Therefore, by adjusting the frequency according to this difference, the frequencies of all the clock signals can be matched.
[0010]
The interval at which the adjustment signal is transmitted can be set gradually longer. In this case, it is desirable to use packet communication for communication on the network. When the transmission interval of the adjustment signal is short, when packet communication is used, the adjustment error increases due to the influence of packet fluctuations. If the transmission interval is lengthened, it takes time until the frequencies of the clock signals match. Therefore, the transmission interval is initially shortened and roughly adjusted, and thereafter the transmission interval is gradually increased to reduce the error.
[0011]
In addition to the configuration in which the adjustment signal transmission interval is set to be gradually longer from the start of adjustment as described above, the adjustment signal that has been generated up to now when one of the other terminal devices is activated is reset. The transmission unit may be configured to newly start transmission of the adjustment signal. In this case, the adjusting means adjusts the frequency of the clock signal within the allowable frequency range. This allowable frequency range is gradually set narrower, for example, every time frequency adjustment is performed.
[0012]
When one of a plurality of terminal devices is activated, another terminal device may already be activated. In this state, in order to make the frequency of the clock signal of one terminal device coincide with the frequency of the clock signal of one predetermined terminal device, an adjustment signal is transmitted from one predetermined terminal device. When newly started, since the interval between the adjustment signals is initially narrow, there is a possibility that the clock signal of the terminal device that has already been started and the frequency of the clock signal already matches may be greatly shifted. However, since the permissible frequency range of each adjustment means is limited and the range is gradually narrowed, the permissible frequency range in the terminal device whose frequency has already been adjusted is narrow, and the frequency of the clock signal is large. There is no deviation.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The clock signal adjustment apparatus according to one embodiment of the present invention is installed in a plurality of terminal apparatuses, for example, transmission / reception apparatuses 4 connected to a network 2 as shown in FIG. As the network 2, a LAN or a WAN can be used.
[0019]
The transmission / reception device 4 can transmit and receive audible frequency signals, for example, audio signals in a many-to-many manner via the network 2. Each of the audible frequency signal sources, for example, a microphone 6 and sound emission means, for example, a speaker 8, I have. Stream communication technology is used for communication using these audio signals.
[0020]
As illustrated in FIG. 1, the transmission / reception device 4 includes a transmission device 10 and a reception device 12. In the transmission device 10, an audio signal collected by the microphone 6 is amplified by an amplifier 14 and digitized by an A / D converter 16 based on a clock signal described later. This digitized audio signal is input to the input buffer 18. The output signal of the input buffer 18 is encoded into compressed audio encoded information by the encoding circuit 20 and stored in the transmission buffer 22. The transmission unit 24 assembles the data in the transmission buffer 22 into packets and transmits the packets to the network 2 at regular time intervals. These packets are transmitted based on the RTP protocol.
[0021]
Accordingly, each packet includes an RTP header, and the RTP header includes transmission time information, for example, a transmission time stamp. Furthermore, the sequence number is also included in the RTP header. The transmission time stamp represents a time when the time stamp counter 23 is generated based on a clock signal generated by a clock signal source, for example, the voltage controlled oscillator 25, and samples the head data of the packet. The sequence number indicates the order of packets.
[0022]
The receiving device 12 includes a receiving unit 24 that receives packets from the network 2. The receiving unit 24 decomposes the packet into compressed audio coding information and stores the packet in the reception buffer 26. The compressed audio coding information in the reception buffer 26 is decoded and expanded by the decoding unit 28 and converted into a digital audio signal. This digital audio signal is stored in the output buffer 30 and converted into an analog audio signal by the D / A converter 32. A clock signal is also used for this conversion. The analog audio signal is amplified by the amplifying unit 34 and amplified from the speaker 8.
[0023]
The clock signal used by the A / D converter 16 and the D / A converter 32 is generated by the voltage controlled oscillator 25. This clock signal is corrected by the correction unit 36. The correction unit 36 is supplied with a reception time stamp that is generated each time the time stamp counter 25 receives a packet.
[0024]
In each of the transmission / reception devices 4, the frequency of the clock signal needs to be matched before, for example, transmission of an audio signal from a certain transmission / reception device. In this case, the master transmitter / receiver (for example, an arbitrary transmitter / receiver) 4 among the transmitters / receivers 4 sends a packet as a clock signal adjustment signal at a time interval as shown in FIG. Then, the data is transmitted to another transmission / reception device 4 by broadcast or multicast. This packet includes an elapsed time Ts from the time when the clock signal adjustment signal was previously transmitted, and an identifier of the transmission source (master transmission / reception device), for example, an IP address. This elapsed time is calculated based on the clock signal of the master transmission / reception device. However, when this clock signal adjustment signal is initially transmitted, the elapsed time is zero.
[0025]
Each time a transmission / reception apparatus (slave transmission / reception apparatus) other than the master transmission / reception apparatus receives a clock signal adjustment signal, the time stamp counter 23 is based on the clock signal of the slave transmission / reception apparatus in which the time stamp counter 23 is provided. Generate a reception timestamp. This reception time stamp is supplied to the correction unit 36 and stored in the correction unit 36. Then, the difference between this reception time stamp and the reception time stamp when the clock signal adjustment signal was received last time is calculated, and the reception interval Tr shown in FIG. 3B is calculated. However, when the clock signal adjustment signal is received for the first time, it is only stored in the correction unit 36 and the reception interval Tr is not calculated.
[0026]
The correction unit 36 uses the transmission interval Ts and the reception interval Tr to match the frequency of the clock signal of the slave transmission / reception device with the frequency of the clock signal of the master transmission / reception device. Originally, the transmission interval Ts and the reception interval Tr coincide. However, when affected by fluctuations in the network 2 or the like, an error occurs between the two. Therefore, a * (Tr−Ts) / Tr is calculated (where a is a predetermined coefficient), this adjustment value is calculated, and the frequency of the voltage controlled oscillator 25 of the slave transceiver is adjusted based on this adjustment value. To do.
[0027]
As shown in FIG. 3A, the transmission interval Ts is set to be gradually longer although it is short initially. If the transmission interval Ts is short, the influence of fluctuations in the network 2 is large, so that even if adjustment is performed, the frequency error of the clock signal of the master transmission / reception device and the slave transmission / reception device is large. When the transmission interval Ts is long, the error in the frequency of the clock signal between the master transmission / reception device and the slave transmission / reception device becomes small, but the time required for adjustment becomes long. Therefore, the transmission interval is changed as described above, and the clock signal is initially roughly adjusted to gradually reduce the error.
[0028]
When a transmission / reception device that has been functioning as a master transmission / reception device stops due to a failure or the like, another transmission / reception device becomes a master transmission / reception device. Also in this case, the frequency of the clock signal is adjusted between the new master and slave transmission / reception devices as described above.
[0029]
In addition, when a slave transmitter / receiver that is activated in addition to the slave transmitter / receiver that is already activated exists, the frequency between the master transmitter / receiver and the slave transmitter / receiver is increased. Need to match. At this time, as described above, since the transmission interval is initially set to be short and gradually set to be long, the clock signal adjustment signal is also supplied to the already-activated slave transmission / reception device, so that the frequencies match. There is a possibility that the clock of the already-activated slave transmission / reception device is deviated from the clock signal of the master transmission / reception device.
[0030]
Therefore, in the slave transmission / reception apparatus, an allowable frequency range is set that indicates how much the frequency is allowed to change from the current frequency to the high frequency and how much the frequency is allowed to be changed to the low frequency side. When an instruction to change the frequency within the allowable frequency range is given, the frequency is adjusted as such. However, when the change of the frequency exceeding the allowable frequency range is instructed, only the upper limit value or the lower limit value of the allowable frequency range is set to change the frequency. Moreover, this allowable frequency range is gradually narrowed as shown in FIG. 4 each time the frequency is changed.
[0031]
Therefore, the allowable frequency range is narrow in the already-activated slave transmission / reception device whose frequency matches the clock signal of the master transmission / reception device. In this state, when a newly activated slave transmission / reception device is generated, the master transmission / reception device transmits a clock adjustment signal at a short transmission interval, and an instruction is determined to greatly adjust the frequency of the clock signal. However, since this value is larger than the allowable frequency range in the already-initiated slave transmission / reception apparatus, the frequency exceeding the upper limit value or the lower limit value of this allowable frequency range is not changed, and the clock signal of the already-initiated slave transmission / reception apparatus is not changed. The frequency does not fluctuate greatly.
[0032]
The newly activated slave transmission / reception device sends a recognition signal to the master transmission / reception device at the time of activation, and requests the master transmission / reception device to transmit a clock adjustment signal from the beginning (from a short transmission interval). .
[0033]
FIG. 5 is a flowchart showing a process performed by the slave reception device every time each slave transmission / reception device receives a clock signal adjustment signal.
[0034]
First, when the clock signal adjustment signal is received, it is determined whether the master transmission / reception device has been changed or whether the slave transmission / reception device is being activated (step S2). If the answer to this determination is yes, the allowable frequency range is set to an initial value (a value with the largest frequency fluctuation range) (step S4), and this process is terminated.
[0035]
If the answer to the determination in step S2 is no, an adjustment value is determined as described above (step S6). Next, it is determined whether this adjustment value is a value within the allowable frequency range (step S8). If the answer is yes, the allowable frequency range is updated so as to narrow (step S10), the frequency of the voltage controlled oscillator 25 is adjusted based on the adjustment value (step S12), and this process is terminated. If the answer to the determination in step S8 is no, the adjustment value is replaced with an allowable value (step S14). That is, if the adjustment value is positive, the upper limit value of the allowable frequency range at that time is changed, or if the adjustment value is negative, the lower limit value is changed. And step S12 is performed and this process is complete | finished. Note that the allowable frequency range gradually decreases toward a predetermined value (a value that changes the frequency only slightly), and is thereafter fixed to the predetermined value.
[0036]
As in the first embodiment, when the network 2 is a LAN or WAN, it is possible to match the frequencies of the clock signals of the transmission / reception devices 4 by multicast or broadcast. However, it is often difficult to use multicast or broadcast in order to match the frequency of the clock signal between the transmitting and receiving apparatuses connected to different LANs or WANs in a wide area network such as the Internet.
[0037]
In this case, as in the second embodiment shown in FIG. 6, the clock signal adjustment signals are transferred to different LANs or WANs using unicast to match the clock signal frequencies of the respective networks. . That is, one transmission / reception device (may be the master transmission / reception device 4M or the slave transmission / reception device 4S) existing in one network 40 is set as a transmission / reception device for transfer. In this transmission / reception apparatus, information necessary for transmission such as an identifier of the master transmission / reception apparatus 4M existing in another network 42 to which the clock signal adjustment signal is transferred, for example, an IP address, is set. This transmission / reception apparatus transfers the clock signal adjustment signal to the transfer destination master transmission / reception apparatus 4M by unicast at intervals.
[0038]
The master transmission / reception device of another network 42 adjusts the frequency of the clock signal based on the clock signal adjustment signal from the transfer source in the same manner as the slave transmission / reception device of the first embodiment. Thereafter, the frequency of the clock signal of the slave transmission / reception device is matched with the frequency of the clock signal of the master transmission / reception device 4M for the slave transmission / reception device 4S of the network 42 in the same manner as in the first embodiment. Similarly, by transmitting a clock signal adjustment signal from any one of the transmission / reception devices of the network 42 to the master transmission / reception device 4M of the further network 44, each of the clock signals in the networks 40, 42, 44 is similarly transmitted. The frequencies can be matched.
[0039]
In the above-described embodiment, the transmission / reception device 4 that transmits and receives audio signals is used as the terminal device. This considers the transmission and reception of audio signals in both directions. However, when only transmitting and receiving in one direction, the terminal device is provided with only the transmission device 10 and the reception device 12 is provided. Can also be used. Also, as terminal devices, not only communication by audio signals but also communication by video signals, and conversely, each terminal device is provided with controlled devices and control information for controlling these controlled devices is provided. You can also use what you send and receive. In the above embodiment, the master transmission / reception device transmits information indicating the transmission interval as the clock signal adjustment signal. Instead, the master transmission / reception device transmits a transmission time stamp, and the slave transmission / reception device transmits the transmission time stamp. The transmission interval may be obtained by obtaining the difference.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to easily match the frequencies of clock signals of a plurality of other terminal devices with the frequency of the clock signal of one terminal device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a transmission / reception apparatus provided with a clock signal adjustment apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a network using the transmission / reception apparatus of FIG.
3 is a diagram illustrating a transmission interval and a reception interval of a clock signal adjustment signal in the transmission / reception apparatus of FIG. 1. FIG.
4 is a diagram illustrating an adjustment state of a frequency of a clock signal in the transmission / reception apparatus of FIG. 1;
5 is a flowchart of frequency signal adjustment processing in the transmission / reception apparatus of FIG. 1;
FIG. 6 is a block diagram showing a plurality of networks using a clock signal adjustment device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Network 4 Transmission / reception device 10 Transmission device 12 Reception device 24 Transmission unit (transmission means)
36 Correction unit (adjustment means)

Claims (3)

ネットワークにそれぞれが接続され、かつクロック信号源を備える複数台の端末装置のうち予め定められた1台に設けられ、前記ネットワークを介して他の前記端末装置にクロック信号調整用信号を送信する送信手段と、
他の前記端末装置に設けられ、前記ネットワークを介して受信した前記クロック信号調整用信号によって、前記予め定められた端末装置のクロック信号に前記他の端末装置のクロック信号の周波数を一致させる調整手段とを、
具備し、
前記調整用信号は、間隔をあけて送信され、かつ調整用信号を送信する端末装置のクロック信号に基づいて生成された送信間隔情報を表す信号であって、
他の前記端末装置は、前記調整用信号を受信するごとに、その受信間隔情報を前記他の端末装置のクロック信号に基づいて取得する手段を、
有し、
前記調整手段は、前記送信間隔情報と、前記受信間隔情報との差に基づいて、前記クロック信号の周波数を補正するクロック信号調整装置。
Transmission that is connected to a network and is provided in a predetermined one of a plurality of terminal devices each including a clock signal source, and transmits a clock signal adjustment signal to the other terminal devices via the network Means,
Adjusting means provided in the other terminal device and adapted to match the frequency of the clock signal of the other terminal device with the predetermined clock signal of the terminal device by the clock signal adjustment signal received via the network And
Equipped ,
The adjustment signal is transmitted at intervals, and is a signal representing transmission interval information generated based on a clock signal of a terminal device that transmits the adjustment signal,
Each time the other terminal device receives the adjustment signal, means for obtaining the reception interval information based on the clock signal of the other terminal device,
Have
The said adjustment means is a clock signal adjustment apparatus which correct | amends the frequency of the said clock signal based on the difference of the said transmission interval information and the said reception interval information .
請求項1記載のクロック信号調整装置において、前記調整用信号が送信される間隔が調整開始時から徐々に長く設定されているクロック信号調整装置。  2. The clock signal adjustment device according to claim 1, wherein an interval at which the adjustment signal is transmitted is set gradually longer from the start of adjustment. 請求項2記載のクロック信号調整装置において、前記他の端末装置のうち1台が起動したときに、前記送信手段が前記調整用信号を送信し、前記調整手段は、許容周波数範囲内において前記クロック信号の周波数を調整し、前記許容周波数範囲が徐々に狭く設定されているクロック信号調整装置。  3. The clock signal adjustment device according to claim 2, wherein when one of the other terminal devices is activated, the transmission unit transmits the adjustment signal, and the adjustment unit is configured to transmit the clock signal within an allowable frequency range. A clock signal adjusting device that adjusts the frequency of a signal, and wherein the allowable frequency range is gradually narrowed.
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