CN102566409B - 时刻信息取得装置以及电波表 - Google Patents
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Abstract
本发明提供时刻信息取得装置以及电波表。时刻信息取得装置具有:接收部,其接收标准时刻电波;输入波形数据模式生成部,其生成输入波形数据模式;内部计时部,其对基准时间进行计时;预测波形数据模式生成部,其生成具有与输入波形数据模式相同时间长度的多个预测波形数据模式;错误检测部,其取得表示关于多个预测波形数据模式中的各个预测波形数据模式的不一致的数量的错误数;当前时刻修正部,其修正基准时间,错误检测部具有:无效比特位检测部,其检测多个预测波形数据模式的样本值中不应进行比较的无效比特位;以及错误数算出部,其针对各个预测波形数据模式比较有效比特位的样本值与输入波形数据模式的对应比特位的样本值,算出错误数。
Description
技术领域
本发明涉及接收标准时刻电波并取得其时刻信息的时刻信息取得装置,以及搭载有该时刻信息取得装置的电波表。
背景技术
现在,在日本以及德国、英国、瑞士等国家,从发射台发出长波的标准时刻电波。例如在日本,从福岛县以及佐贺县的发射台分别发出40kHz以及60kHz的振幅调制后的标准时刻电波。标准时刻电波包含构成表示年月日时间的时间代码的代码串,以1周期为60秒来发送。亦即时间代码的周期是60秒。
能够接收包含这样的时间代码的标准时刻电波并从接收到的标准时刻电波取出时间代码来修正时刻的表(电波表)正在实用化。电波表的接收电路具有:用于接受通过天线接收到的标准时刻电波并仅取出标准时刻电波信号的带通滤波器(BPF);通过包络线检波等解调进行振幅调制后的标准时刻电波信号的解调电路;以及读出通过解调电路解调出的信号中包含的时间代码的处理电路。
现有的处理电路在解调后信号的上升沿取同步后,以预定的采样周期进行二值化,从而取得作为二进制比特位(bit)串的单位时间长度(1秒)的时间代码输出(TCO)数据。进而,处理电路测量TCO数据的脉冲宽度(即比特位为“1”的时间、比特位为“0”的时间),对应于该宽度的大小,决定各代码是代码“1”、代码“0”或者位置标记代码“P”的哪一个,根据决定出的代码串取得时刻信息。
在现有的处理电路中,从开始接收标准时刻电波到取得时刻信息,经过秒同步处理、分同步处理、代码取入、匹配判定这样的过程。在各个过程中处理未能适当地结束的情况下,处理电路有必要从最初开始重新进行处理。因此,存在由于信号中包含的噪声的影响而必须多次从最初开始重新进行处理的情况,存在到能够取得时刻信息为止的时间显著增长的情况。
所谓秒同步,是检测由TCO数据表示的代码中每一秒出现的代码的上升沿。另外,所谓分同步,是确定分的开头位置。在遵照JJY的规定的数据中,通过检测配置在帧末尾的位置标记P0和配置在帧开头的标记M相连续的部分能够实现。由于通过上述分同步识别帧的开头,所以在以后开始取入代码并获得1帧量的数据后,检查奇偶检验位,判断是否是不能实现的值(年月日时间在现实中不可能发生的值(匹配判定)。例如,由于分同步是找出帧的开头,所以有时需要60秒的时间,当然,为了连续数帧检测帧的开头,则需要其数倍的时间。
在日本特开2005-249632号公报(与美国US2005/0195690A1对应)中,取得对解调后的信号以预定的采样间隔(50ms)进行二值化所得到的TCO数据,将每一秒(20样本)的二进制比特位串组成的数据组列表化。日本特开2005-249632号公报(与美国US2005/0195690A1对应)中公开的装置将该比特位串与表示位置标记P的二进制比特位串的模板、表示代码“1”的二进制比特位串的模板以及表示代码“0”的二进制比特位串的模板分别进行比较,求其相关值,基于相关值判断比特位串符合标记P、代码“1”、代码“0”的哪一个。
在日本特开2005-249632号公报(与美国US2005/0195690A1对应)中公开的技术中,取得作为二值比特位串的TCO数据,与模板进行匹配。在电场强度弱的状态或者解调后的信号中混入了大量噪声的状态下,在取得的TCO数据中包含许多误差。因此,有必要对用于从解调后的信号中去除噪声的滤波器、或AD变换器的阈值进行微调,从而提高TCO数据的质量。
在日本特开2009-216544号公报(与美国US2009/0231963A1对应)中,公开了如下技术:生成1帧(60秒)量的输入波形数据,并生成具有同样数据长度并与遵照基于内部表的时刻(基准时间(base time))的当前时刻对应的预测波形数据,比较输入波形数据的样本值与预测波形数据的对应的样本值,检测其错误数。在日本特开2009-216544号公报(与美国US2009/0231963A1对应)的技术中,将预测波形数据移动一比特位(数据末尾的样本值成为开头的样本值),反复比较输入波形数据的样本值与移位后的预测波形数据的新对应的样本值。反复60次处理,根据关于各预测波形数据的错误数,找出错误数最少的预测波形数据,基于找出的预测波形数据的移位数,取得基准时间的误差。
在日本特开2009-216544号公报(与美国US2009/0231963A1对应)的技术中,需要60秒量的输入波形数据。另外,需要通过移位来生成60种预测波形数据以及比较输入波形数据的样本值与预测波形数据的样本值。因此,存在为了取得输入波形数据和比较样本值需要处理时间这样的问题。另外,由于电波的接收状况不一定恒定,所以为了取得输入波形数据希望缩短标准时刻电波的接收时间。
发明内容
本发明提供能够在短时间内高精度地取得基于标准时刻电波的当前时刻的时刻信息取得装置以及电波表。
本发明的形态之一是一种时刻信息取得装置,该装置具有:接收部,其接收标准时刻电波;输入波形数据模式生成部,其对从所述接收部输出的包括由多个比特位构成的时间代码的信号进行取样,生成具有一个以上单位时间长度的输入波形数据模式;内部计时部,其通过内部时钟信号对基准时间进行计时;预测波形数据模式生成部,其基于所述基准时间生成具有与所述输入波形数据模式相同的单位时间长度的多个预测波形数据模式;错误检测部,其对所述输入波形数据模式的样本值与所述多个预测波形数据模式的样本值进行比较,来检测不一致,取得表示关于所述多个预测波形数据模式中的各个预测波形数据模式的不一致的数量的错误数;以及当前时刻修正部,其基于具有最小错误数的预测波形数据模式修正所述基准时间,所述错误检测部具有:无效比特位检测部,其检测所述多个预测波形数据模式的样本值中不应进行比较的无效比特位;以及错误数算出部,其针对所述多个预测波形数据模式的各个预测波形数据模式,对除所述无效比特位之外的有效比特位的样本值与所述输入波形数据模式的对应比特位的样本值进行比较,来算出所述错误数。
进而,本发明的形态之一是一种时刻信息取得装置,该装置具有:接收部,其接收标准时刻电波;输入波形数据模式生成部,其对从所述接收部输出的包括由多个比特位构成的时间代码的信号进行取样,生成具有一个以上的单位时间长度的输入波形数据模式;内部计时部,其通过内部时钟信号对基准时间进行计时;预测波形数据模式生成部,其基于所述基准时间生成具有与所述输入波形数据模式相同的单位时间长度的多个预测波形数据模式;错误检测部,其对所述输入波形数据模式的样本值与所述多个预测波形数据模式的样本值进行比较,来检测不一致,取得表示关于所述多个预测波形数据模式中的各个预测波形数据模式的不一致的数量的错误数;当前时刻修正部,其基于具有最小错误数的预测波形数据模式修正所述基准时间;预测波形数据模式决定部,其决定所述多个预测波形数据模式各自的开始位置,使得所述多个预测波形数据模式的样本值中不应进行比较的无效比特位的数量小于预定数;以及输入波形数据模式决定部,其决定与通过所述预测波形数据模式决定部决定出的开始位置一致的所述输入波形数据模式的开始位置。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式所涉及的电波表10的结构的框图。
图2是表示本实施方式所涉及的接收电路16的结构例的框图。
图3是表示本实施方式所涉及的信号比较电路18的结构的框图。
图4是表示本实施方式所涉及的错误检测部25的结构的框图。
图5是表示本实施方式所涉及的电波表10中执行的处理的概略的流程图。
图6是更详细地表示步骤505的流程图。
图7A、图7B是表示遵照JJY的规格的标准时刻电波信号的例子的图。
图8A、图8B、图8C是更详细地表示构成遵照JJY的规格的标准时刻电波信号的各个代码的图。
图9A、图9B、图9C是说明遵照JJY的规格的标准时刻电波信号的各比特位的功能的图。
图10A、图10B、图10C、图10D、图10E、图10F是用于说明本实施方式所涉及的输入波形数据、输入波形数据模式以及多个预测波形数据模式的图。
图11A、图11B、图11C、图11D、图11E分别是表示预测波形数据模式的本来的比特位数N=19~23时的预测波形数据模式的例子的图。
图12A、图12B、图12C、图12D、图12E分别是表示预测波形数据模式的本来的比特位数N=19~23时的无效比特位数,有效比特位数、调整后的有效比特位数的例子的图。
图13A、图13B、图13C、图13D、图13E分别是表示图11A、图11B、图11C、图11D、图11E中所示预测波形数据模式的调整后的有效比特位的图。
图14A、图14B、图14C是说明预测波形数据模式的调整后的有效比特位的样本值与输入波形数据模式的对应的样本值的比较的图。
图15A、图15B、图15C是说明预测波形数据模式的调整后的有效比特位的样本值与输入波形数据模式的对应的样本值的比较的图。
图16是表示本实施方式所涉及的最大允许BER表的例子的图。
图17A、图17B、图17C是表示遵照DCF77的规格的标准时刻电波信号的各比特位的功能的图。
图18A、图18B分别是表示基于DCF77的标准时刻电波信号的预测波形数据模式的例子的图。
图19是表示第二实施方式所涉及的信号比较电路18的结构的框图。
图20是说明第二实施方式中预测波形数据的开始时刻以及比特位长度的图。
图21是说明第二实施方式中预测波形数据的开始时刻以及比特位长度的图。
图22是说明第二实施方式中预测波形数据的开始时刻以及比特位长度的图。
图23是说明第二实施方式中处理开始时刻Now与预测波形数据模式以及输入波形数据模式的开始位置的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。在本发明的实施方式中,在电波表中设有本发明所涉及的时刻信息取得装置,该电波表接收长波带的标准时刻电波,对该信号进行检波,取出信号中包含的表示时间代码的代码串,基于该代码串修正时刻。
现在,在日本、德国、英国、瑞士等国家,从预定的发射台发送标准时刻电波。例如在日本,从福岛县以及佐贺县的发射台分别发射40kHz以及60kHz的振幅调制后的标准时刻电波。标准时刻电波包含构成表示年月日时间的时间代码的代码串,以一周期为60秒来发射。由于表示一个代码的比特位为单位时间长度(1秒),所以一周期中可以包含60个代码。
图1是表示本发明第一实施方式所涉及的电波表10的结构的框图。如图1所示,电波表10具有CPU11(当前时刻修正部)、输入部12、显示部13、ROM14、RAM15、接收电路16(接收部)、内部计时电路17(内部计时部)以及信号比较电路18。
CPU11以预定的定时或者根据从输入部12输入的操作信号读出在ROM14中保存的程序,在RAM15中展开,基于该程序执行对构成电波表10的各部的指示、数据的传送等。具体地,例如每隔预定时间控制接收电路16接收标准时刻电波,根据基于从接收电路16得到的信号的数字数据确定标准时刻电波信号中包含的代码串,基于该代码串执行向显示部13传送通过内部计时电路17得到的基准时间的处理、和修正基准时间BT的处理等。
在本实施方式中,如后文所述,使用通过内部计时电路17得到的时刻即基准时间BT确定处理开始时刻Now,生成多个将在处理开始时刻Now之前或之后偏差预定时间的时刻作为开始时刻的、具有1个以上的单位时间长度的预测波形数据模式。分别比较多个预测波形数据模式与根据接收波形生成的输入波形数据模式。
上述比较的结果为,能够确定接收信号中包含的代码,算出基准时间BT与基于接收信号的时刻之间的误差,能够修正内部计时电路17中的基准时间BT。
输入部12包含用于指示电波表10的各种功能的执行的开关,当操作开关时,向CPU11输出对应的操作信号。显示部13包括表盘、通过CPU11控制的模拟指针机构、和液晶面板,并显示基于由内部计时电路17计时得到的基准时间的时刻。ROM14存储用于使电波表10动作、并实现预定功能的系统程序和应用程序等。在用于实现预定功能的程序中还包括:为了进行秒脉冲位置的检测处理、本实施方式中的预测波形数据模式与输入波形数据模式的比较处理、分开头位置的检测处理、以及代码的解码处理等而对信号比较电路18进行控制的程序。RAM15作为CPU11的作业区域使用,其临时存储从ROM14中读出的程序和数据、以及在CPU11中处理过的数据等。
接收电路16包括天线电路和检波电路等,接收电路16从由天线电路接收到的标准时刻电波得到解调后的信号,并向信号比较电路18输出。内部计时电路17包括振荡电路,内部计时电路17对从振荡电路输出的时钟信号进行计数来对基于基准时间的时刻进行计时,并向CPU11输出时刻的数据。
图2是表示本实施方式所涉及的接收电路16的结构例的框图。如图2所示,接收电路16具有:接收标准时刻电波的天线电路50;去除通过天线电路50接收到的标准时刻电波信号的噪声的滤波电路51;对作为滤波电路51的输出的高频信号进行放大的RF放大电路52;和对从RF放大电路52输出的信号进行检波,从而解调标准时刻电波信号的检波电路53,通过检波电路53解调后的信号向信号比较电路18输出。
图3是表示本实施方式所涉及的信号比较电路18的结构的框图。如图3所示,本实施方式所涉及的信号比较电路18具有:输入波形数据生成部21(输入波形数据模式生成部)、接收波形数据缓冲部22、预测波形数据模式生成部23、波形切取部24(输入波形数据模式生成部)、错误检测部25、一致判定部26(当前时刻修正部)以及秒同步执行部27。
输入波形数据生成部21以预定的采样间隔将从接收电路16(检波电路53)输出的信号变换为数字数据,该数字数据的值取多个值中的某一个(1或者0)。在第一实施方式中,例如上述采样间隔为50ms,每一秒能够取得20个样本的数据。接收波形数据缓冲部22依次对在输入波形数据生成部21中生成的数据进行存储。接收波形数据缓冲部22能够存储多个单位时间长度(1单位时间:1秒)的数据(例如40秒的数据),在新存储数据的情况下,按照时间上由远及近的顺序删除数据。
输入波形数据生成部21在通过由秒同步执行部27执行的秒同步确定了秒的开头位置后,从秒开头位置按秒即按代码生成输入波形数据的样本值D(n)。在该情况下,例如,得到以上述预定的采样间隔取得的值中与预定的时间带(500ms~800ms)对应的数据,通过判断数据值1、0的哪个存在得多,能够得到每秒的输入波形数据的样本值D(n)。
在第一实施方式中,将通过输入波形数据生成部21生成的、1比特位量的代码的数据称为输入波形数据,将其值称为样本值。将在预定的多秒取得的多个比特位量的代码的数据称为输入波形数据模式。在以下叙述的预测波形数据模式生成部23中,也将1比特位量的代码的数据称为预测波形数据,将多个比特位量的代码的数据称为预测波形数据模式。
预测波形数据模式生成部23生成应该与输入波形数据模式进行比较的多个预测波形数据模式。关于多个预测波形数据模式,将在后文中详述。波形切取部24从接收波形数据缓冲部22中取出时间长度与预测波形数据模式的时间长度相同的输入波形数据模式。
秒同步执行部27例如通过现有公知的方法在通过输入波形数据生成部21生成的输入波形数据中检测其秒开头位置。例如,在遵照JJY的标准时刻电波中,如图8A、图8B、图8C所示,全部代码中,在秒的开头位置具有上升沿。因此,通过检测该信号的上升沿能够检测秒的开头位置。
错误检测部25算出表示多个预测波形数据模式的每一个与输入波形数据模式的值的不一致的错误数。如上所述,输入波形数据模式具有构成每秒的输入波形数据的每比特位的样本值D(n)。预测波形数据模式同样也有构成每秒的预测波形数据的每比特位的样本值P(n)。因此,如果构成为通过比较输入波形数据的样本值与对应的预测波形数据的样本值,并在不一致的情况下使错误数的计数加1,则能够算出错误数。
图4是表示本实施方式所涉及的错误检测部25的结构的框图。如图4所示,本实施方式所涉及的错误检测部25具有无效比特位检测部31、错误数算出部32以及模式长度调整部33(比特位数调整部)。无效比特位检测部31检测预测波形数据模式中不应与通过波形切取部24得到的输入波形数据模式的样本值进行比较的无效比特位。错误数算出部32基于预测波形数据模式的非无效比特位的比特位(有效比特位)的样本值与输入波形数据的样本值的比较结果算出错误数。另外,模式长度调整部33为了使多个预测波形数据模式各自的有效比特位数相同而调整模式长度。关于在它们中执行的处理,在后文中也将再次进行说明。
一致判定部26算出基于多个预测波形数据模式各自的错误数的比特位错误率(BER),基于算出的BER,确定与输入波形数据模式一致的预测波形数据模式。
图5是表示本实施方式所涉及的电波表10中执行的处理的概略的流程图。另外,图6是更详细地表示步骤505的流程图。图5所示的处理主要通过CPU11以及基于CPU11的指示的信号比较电路18执行。如图5所示,CPU11以及信号比较电路18检测秒脉冲位置(步骤501)。秒脉冲位置的检测的处理也称秒同步。
秒同步由信号比较电路18的秒同步执行部27通过例如现有公知的方法实现。通过秒同步,能够确定输入波形数据中的秒开头位置,得到输入波形数据的开头与已确定的秒开头位置的时间差Δt。
图7A、图7B是表示遵照JJY的规格的标准时刻电波信号的例子的图。如图7A、图7B所示,遵照JJY的规格的标准时刻电波信号以确定的顺序发送JJY的代码。在JJY的标准时刻电波信号中,单位时间长度为1秒的位置标记代码“P”、代码“0”、代码“1”相连。标准时刻电波以60秒为1帧,在1帧中包含60个代码。另外,在标准时刻电波中,作为位置标记代码P,每10秒出现位置标记P1、P2、...或者标记M。另外,通过检测在帧的末尾配置的位置标记P0以及在帧的开头配置的标记M相连续的部分,能够找出每60秒出现的帧的开头、亦即分的开头位置。秒同步是找出上述60个代码某一个的开头位置。
图8A、图8B、图8C是更详细地表示构成遵照JJY的规格的标准时刻电波信号的各个代码的图。如图8A、图8B、图8C所示,在JJY中,包括单位时间长度为1秒的位置标记代码“P”、代码“0”、代码“1”。在图8A的代码“0”中,在起始的800ms的区间内为高电平(值1),在剩余的200ms的区间内为低电平(值0)。在图8B的代码“1”中,在起始的500ms的区间内为高电平(值1),在剩余的500ms的区间内为低电平(值0)。在图8C的位置标记代码“P”中,在起始的200ms的区间内为高电平(值1),在剩余的800ms的区间内为低电平(值0)。
遵照JJY的规格的标准时刻电波信号中,代码“0”和代码“1”之间在500ms~800ms的时间带上的值不同。亦即,代码“0”在上述时间带上为高电平(值1),而代码“1”在上述时间带上为低电平(值0)。于是,在本实施方式中,输入波形数据生成部21得到与上述时间带对应的数据,并通过判断数据值1、数据值0哪一个存在得多来取得每秒的输入波形数据的样本值D(n)。当然,在遵照其他规格的信号中,根据代码不同,出现不同值的区间不同。因此,优选输入波形数据生成部21根据规格变更基于数据值1、数据值0的数目决定样本值的时间带。
在图7A、图7B中,遵照JJY的规格的标准时刻电波信号中,不仅包含“分”、“小时”、“从1月1日起的总计天数”、“年”、“星期”等用于表示日期和时间的代码,还包含称作扩展比特位的、现状下被赋予固定值“0”但是将来有可能被使用的比特位。另外,在标准时刻电波信号中,还包含与夏令时间的实施相关的比特位、用于表示闰秒的比特位等现在没有使用或者仅在特定时期使用的比特位。这些比特位在现状下被赋予特定的值,但是在将来或者暂时有可能被赋予其他值,将这些比特位在下文中称作无效比特位。亦即,无效比特位为根据规格被分配了一定值的比特位或者根据日期和时间(年月日以及时刻)唯一地被确定了值的比特位以外的比特位。
图9A、图9B、图9C是说明遵照JJY的规格的标准时刻电波信号的各比特位的功能的图。在图9A、图9B、图9C中,上层(参照参照数字910)表示从秒开头开始的经过时间,中层(参照参照数字911)表示代码的内容,下层(参照参照数字912)表示值的含义。此处,最下层的值的含义中显示为“扩展”的比特位(例如参照参照数字901、902)属于扩展比特位。在图9A、图9B、图9C中,参照数字901~908所示的比特位为无效比特位。
图10A是用于说明本实施方式所涉及的输入波形数据、输入波形数据模式的图,图10B~图10F是用于说明多个预测波形数据模式的图。图10A表示基于作为内部计时电路17所计时的时刻的基准时间BT的处理开始时刻Now成为数据开头的输入波形数据1000。表示的是通过秒同步执行部27执行秒同步,秒开头位置在时间轴上比基于基准时间BT的处理开始时刻Now靠后Δt。以下,在输入波形数据中,以时刻Now+Δt以及与时刻Now+Δt以秒为单位间隔开的位置作为基准进行数据的切取。该时刻Now+Δt称为代码开头时刻。基准时间BT是指通过本实施方式所涉及的电子表10的内部计时电路17计时的时刻。另外,处理开始时刻Now是遵照基准时间BT的标准时刻电波的接收开始的时刻。
在图5中,当秒同步(步骤501)结束时,CPU11以及信号比较电路18判断是否存在先前的处理中取得的、在RAM15的预定区域中保存的最终修正时刻Tlast(步骤502)。并且,Tlast在复位了电子表10整体时或者用户通过操作输入部12而变更了内部计时电路17的时刻时被复位。因此,在这样的情况下,在步骤502中判断为否(No)。
在步骤502中判断为是(Yes)的情况下,CPU11以及信号比较电路18根据下式计算基于电子表10中的内部表精度Pr假设的误差、即假设最大误差ΔSmax(步骤503)。
ΔSmax=Pr×(BT-Tlast)
(BT-Tlast)表示从在上次的处理中时刻被修正时开始到通过内部计时电路17计时得到的时刻BT为止的期间,亦即没有进行时刻修正的期间。在Pr是与月差±15秒对应的值(例如15秒)的情况下,如果(BT-Tlast)是30日,则ΔSmax为15秒。
接着,判断假设最大误差ΔSmax是否比阈值Sth大(步骤504)。在本实施方式中,电波表10为月差±15秒,如果没有进行时刻修正的期间在30日以内(即Sth相当于30日),则执行使用本实施方式所涉及的多个预测波形数据模式的时刻取得处理(步骤505)。当设ΔSmax为秒数时,生成2×ΔSmax+1个的多个预测波形数据模式。
图6是更详细地表示本实施方式所涉及的步骤505的流程图。如图6所示,信号比较电路18的波形切取部24从接收波形数据缓冲部22读出输入波形数据,生成从基于秒同步的秒开头位置Now+Δt开始具有预定秒数的时间长度的输入波形数据模式DP(步骤601)。在图10A表示的例子中,表示输入波形数据的样本值D(0)~D(4)的5秒量的输入波形数据模式DP(参照参照数字1002)。实际上,样本值D(n)(n=0~N-1)的个数N由在接收电路16中接收的标准时刻电波的接收强度等来决定。例如,可以由CPU11以将N-1=20左右作为最小值并使样本值的个数随着标准时刻电波的接收强度减小而增大的方式决定样本值的个数。
在图10A中,样本值D(0)~D(4)分别从时刻Now+Δt、Now+Δt+1、Now+Δt+2、Now+Δt+3、Now+Δt+4开始,另外,分别包含表示1比特位量的代码的值(0或1)。
接着,预测波形数据模式生成部23以基于基准时间的上述处理开始时刻Now为中心,在前后ΔS(ΔS≤ΔSmax)的范围内生成开始时刻错开的多个预测波形数据模式(步骤602)。亦即,预测波形数据模式生成部23生成以Now±ΔS分别作为模式的开头、而且具有与输入波形数据模式相同时间长度的多个预测波形数据模式。在图10B~图10F表示的例子中,ΔSmax=2(秒),生成ΔS=-2~2的5个预测波形数据模式。
并且,如后文所述,在预测波形数据模式中存在无效比特位的情况下,无效比特位被从样本值的比较对象中除外。另外,通过调整比特位长度,有效比特位中也存在被从比较对象中除外的比特位(除外比特位)。因此,预测波形数据模式的比特位数减小,减小的数量相当于被除外的无效比特位以及除外比特位的数量。关于预测波形数据模式以及输入波形数据模式的比特位数,将在后文中详述。
第1预测波形数据模式PP(0)~第5预测波形数据模式PP(4)(参照参照数字1010~1014)分别以Now-2、Now-1、Now、Now+1、Now+2作为模式的开始时刻。例如,第1预测波形数据模式PP(0)由与时刻Now-2时的代码对应的样本值P(-2)、与时刻Now-1时的代码对应的样本值P(-1)、与时刻Now时的代码对应的样本值P(0)、与时刻Now+1时的代码对应的样本值P(1)以及与时刻Now+2时的代码对应的样本值P(2)构成。
错误检测部25的无效比特位检测部31确定预测波形数据模式中的无效比特位(步骤603)。图11A~图11E分别是表示预测波形数据模式的本来的比特位数N=19~23时的预测波形数据模式的例子的图。在图11A~图11E的各个例子中,表示的是以秒开头时刻Now作为“0”秒,前后各相差1秒(ΔS=-1、0、1)的共计3个预测波形数据模式。例如,在图11A中,表示的是分别包含19比特位的样本值的3个预测波形数据模式(参照参照数字1100)。ΔS=0的预测波形数据模式(参照参照数字1102)具有相当于从第0秒至第18秒为止的代码的样本值。ΔS=-1的预测波形数据模式(参照参照数字1101)具有相当于从第59秒至第17秒为止的代码的样本值,ΔS=1的预测波形数据模式(参照参照数字1103)具有相当于从第1秒至第19秒为止的代码的样本值。
在图11A~图11E中,无效比特位以阴影显示。在图11A中,无效比特位位于第4秒、第10秒、第11秒以及第14秒。在图11A的例子中,无效比特位检测部31判断各个预测波形数据模式中第4秒、第10秒、第11秒以及第14秒的比特位为无效比特位。如图11A所示,在本来的比特位数N=19的情况下,在各个预测波形数据模式中,无效比特位的数目为4,除无效比特位之外的比特位(有效比特位)的数目分别为15。
对此,在图11B的例子中,3个预测波形数据模式(参照参照数字1110)中,在ΔS=-1、ΔS=0的预测波形数据模式中,无效比特位位于第4秒、第10秒、第11秒以及第14秒,无效比特位的数目为4。而在ΔS=1的预测波形数据模式中,无效比特位不仅位于第4秒、第10秒、第11秒以及第14秒,还位于第20秒,无效比特位的数目为5。
进而,在图11C的例子中,3个预测波形数据模式(参照参照数字1120)中,在ΔS=-1的预测波形数据模式中,无效比特位位于第4秒、第10秒、第11秒以及第14秒,无效比特位的数目为4。另外,在ΔS=0的预测波形数据模式中,无效比特位位于第4秒、第10秒、第11秒、第14秒以及第20秒,无效比特位的数目为5。进而,在ΔS=1的预测波形数据模式中,无效比特位不仅位于第4秒、第10秒、第11秒、第14秒以及第20秒,还位于第21秒,无效比特位的数目为6。
在图11D的例子中,3个预测波形数据模式(参照参照数字1130)中,在ΔS=-1的预测波形数据模式中,无效比特位的数目为5,在ΔS=0、ΔS=1的预测波形数据模式中,无效比特位的数目为6。另外,在图11E的例子中,3个预测波形数据模式(参照参照数字1140)各自的无效比特位的数目为6。这样,依照预测波形数据模式的比特位数以及秒开头时刻的不同,ΔS不同的预测波形数据模式中的无效比特位数有可能不同。
错误数算出部32比较预测波形数据模式的有效比特位的样本值与输入波形数据模式的对应的比特位的样本值来算出相当于样本值的不一致的错误数。此时,有必要使多个预测波形数据模式(在图11A~图11E的例子中为3个预测波形数据模式)的有效比特位数一致。例如,在图11A所示的N=19的情况以及图11E所示的N=23的情况下,多个预测波形数据模式的无比特位数一致。因此,在图11A所示的例子中,从本来的比特位数19减去无效比特位的比特位数4所得的值15即为有效比特位数N′(参照图12A)。另外,在图11E所示的例子中,从本来的比特位数23减去无效比特位的比特位数6所得的值17即为有效比特位数(参照图12E)。
另一方面,在多个预测波形数据模式的无比特位数不一致的情况下,最小的有效比特位数成为调整后的有效比特位数N′。亦即,在图11B所示的例子中,从本来的比特位数20减去无效比特位数的最大值5所得的值15即为调整后的有效比特位数N′(参照图12B)。在图11C所示的例子中,从本来的比特位数21减去无效比特位数的最大值6所得的值15即为调整后的有效比特位数N′(参照图12C)。另外,在图11D所示的例子中,从本来的比特位数22减去无效比特位数的最大值6所得的值16即为调整后的有效比特位数N′(参照图12D)。
在本实施方式中,错误检测部25的模式长度调整部33比较多个预测波形数据模式的有效比特位的比特位数,并将其最小值作为调整后的有效比特位数N′。另外,模式长度调整部33针对多个预测波形数据模式的每一个,取得表示基于调整后的有效比特位数N′的有效比特位的位置的信息,并提供给错误数算出部32(步骤604)。
图13A~图13E分别是表示图11A~图11E中所示预测波形数据模式的调整后的有效比特位的图。在图13A~图13E的每一个中,多个预测波形数据模式1300~1340与图11A~图11E的参照数字1100~1140所示的预测波形数据模式相同。
在图13A以及图13E所示的例子中,调整后的有效比特位数N′与本来的有效比特位数N相同。在图13B所示的例子中,调整后的有效比特位数N′为15。因此,在ΔS=-1的预测波形数据模式(参照参照数字1311)中,最末尾的比特位(第18秒的比特位:参照参照数字1313)成为从调整后的有效比特位中被除外的比特位(除外比特位)。同样,在ΔS=0的预测波形数据模式(参照参照数字1312)中,最末尾的比特位(第19秒的比特位:参照参照数字1314)成为通过比特位长度调整而被除外的除外比特位。
在图13C所示的例子中,调整后的有效比特位数N′为15。因此,在ΔS=-1的预测波形数据模式(参照数字1321)中,位于后端的2比特位(第18秒以及第19秒的比特位:参照参照数字1323)成为通过比特位长度调整而被除外的除外比特位。另外,在ΔS=0的预测波形数据模式(参照参照数字1322)中,从最末尾起第2个比特位(第19秒的比特位:参照参照数字1324)成为通过比特位长度调整而被除外的除外比特位。另外,在图13D所示的例子中,在ΔS=-1的预测波形数据模式(参照参照数字1331)中,从最末尾起第2个比特位(第19秒的比特位:参照参照数字1332)成为通过比特位长度调整而被除外的除外比特位。
在进行了如上所述的无效比特位的确定以及比特位长度的调整之后,错误数算出部32比较预测波形数据模式中调整后的有效比特位(亦即、除无效比特位和除外比特位之外的比特位)的样本值与输入波形数据模式的对应的样本值,算出相当于样本值的不一致的错误数(步骤605)。
图14A~图14C以及图15A~图15C是说明预测波形数据模式的调整后的有效比特位的样本值与输入波形数据模式的对应的样本值的比较的图。图14A为N=20(相当于图11B以及图13B)时的说明图,图15A为N=21(参照图11C以及图13C)时的说明图。
如图14A所示,N=20的情况下,在与ΔS=-1的预测波形数据模式(参照数字1401)进行比较的输入波形数据模式DP(参照数字1411)中,D(5)(参照数字1412)、D(11)~D(12)(参照数字1413)以及D(15)(参照数字1414)为与预测波形数据模式1401的无效比特位对应的比特位,D(19)(参照数字1415)成为与除外比特位对应的比特位。因此,预测波形数据模式的第59秒~第3秒的比特位的样本值与输入波形数据模式DP的D(0)~D(4)、第5秒~第9秒的比特位的样本值与输入波形数据模式DP的D(6)~D(10)、第12秒~第13秒的样本值与输入波形数据模式DP的D(13)~D(14)、以及第15秒~第17秒的样本值与输入波形数据模式DP的D(16)~D(18)被分别进行比较。
如图14B所示,在与ΔS=0的预测波形数据模式(参照数字1402)进行比较的输入波形数据模式DP(参照数字1421)中,D(4)(代码1422)、D(10)~D(11)(参照数字1423)以及D(14)(参照数字1424)为与预测波形数据模式1402的无效比特位对应的比特位,D(19)(参照数字1425)成为与除外比特位对应的比特位。因此,对除这些无效比特位或者除外比特位所对应的比特位之外的比特位的样本值与预测波形数据模式的样本值进行比较。
在图14C中,在与ΔS=1的预测波形数据模式(参照数字1403)进行比较的输入波形数据模式DP(参照数字1431)中,参照数字1432、1433、1434、1435所示的比特位成为与无效比特位对应的比特位。
另外,在图15A中,在与ΔS=-1的预测波形数据模式(参照数字1501)进行比较的输入波形数据模式DP(参照数字1511)中,参照数字1512、1513、1514所示的比特位成为与无效比特位对应的比特位,参照数字1515所示的比特位成为与除外比特位对应的比特位。在图15B中,在与ΔS=0的预测波形数据模式(参照数字1502)进行比较的输入波形数据模式DP(参照数字1521)中,参照数字1522、1523、1524、1526所示的比特位成为与无效比特位对应的比特位,参照数字1525所示的比特位成为与除外比特位对应的比特位。另外,在图15C中,在与ΔS=1的预测波形数据模式(参照数字1503)进行比较的输入波形数据模式DP(参照数字1531)中,参照数字1532、1533、1534、1535所示的比特位成为与无效比特位对应的比特位。
比较对应的样本值的结果为,如果双方一致则错误数为0。在双方不一致的情况下错误数为1。错误检测部25的错误数算出部32针对多个预测波形数据模式的每一个算出基于样本值比较结果的错误数的总和。
接着,一致判定部26基于针对上述多个预测波形数据模式中的每一个预测波形数据模式算出的错误数(错误数的总和),算出与多个预测波形数据模式中的每一个预测波形数据模式对应的比特位错误率(BER)(步骤606)。例如,比特位错误率(BER)可以通过运算(错误数的总和)/(输入波形数据模式的样本数I)来求得。一致判定部26找出比特位错误率BER中最小比特位错误率(最小BER)(步骤607)。然后,一致判定部26取得通过输入波形数据模式的样本数I决定的最大允许比特位错误率BERmax(I)(步骤608),判断最小BER是否比最大允许比特位错误率BERmax(I)小(步骤609)。
下面说明比特位错误率。最大允许比特位错误率BERmax(I)随接收的数据的数量(输入波形数据模式的样本数)增大(即数据长度增大)而增大。亦即,随着数据长度增大,即使错误率增大,数据一致的可信度也增高。
在输入波形数据模式与预测波形数据模式的一致判定中,为了不进行错误的一致判定,有必要使偶然数据一致的概率(错误率)尽可能接近0。
电波表10一天接收24次标准时刻电波,如果即使使其重复100年也仅出错一次,则把误一致的概率设定为1/106左右=1/(24×365×100)即可。下面,关于误一致的概率,留有余地考虑1/108为目标值。
在0和1的出现概率相等的情况下,N比特位(N样本)的输入波形数据模式(样本值:0或1)偶然与预测波形数据模式一致的概率如下。
P0=P1=0.5(P0:0出现的概率,P1:1出现的概率)
当设误一致的概率为P0N<1/108时,N≥27。这意味着在接收27比特位的数据并且N比特位均与预测波形数据模式一致时能够获得可信度。意味着在假设比特位数N比其小的情况下不能得到可信度。
实际上,有时0和1的出现概率不相等。亦即,像P0>P1那样,出现概率产生偏差。在这样的情况下,当进行与上述同样的计算时,则P0>P1。作为常识,对于出现概率最大的数值而言,全部N比特位是0,作为误一致概率最大。另外,其出现概率成为P0N。
将代码出现概率的偏差认为是P0=0.55、P1=0.45,当解P0N<1/108时,则N≥31。亦即,与P0=P1的例子(N=27)比较,意味着只有多接收4比特位才能获得可信度。
以上说明了N比特位全部一致的情况。但是在弱电场时,由于噪声的影响很难出现全部比特位一致。即使是存在若干这样的不一致比特位的不完全一致,只要其出现频度成为1/108以下的解为一个,就能够将其判定为一致。
当设输入波形数据模式为N比特位(N个样本)、与预测波形数据模式不一致的样本数(错误比特位数)为e时,在数据的0/1的代码串中,输入波形数据模式与预测波形数据模式完全一致的存在一种,存在e个不一致的情况有COMBIN(N,e)种。另外,COMBIN(N,e)是从N个中选e个的组合的数量。
如果设N相对于e足够大(即e<<N),则其不完全一致的各个出现概率可以视为与完全一致的出现概率大体相等。在P0>P1下,在所有的不完全一致中最大的出现概率为P0N·COMBIN(N,e)。如果该值在1/108以下,则即使不完全一致也可以视为一致。这可以用下式表示。
P0N·COMBIN(N,e)<1/108
在e=1的情况下针对N对该式求解时,
则N≥40。
同样,针对e=10、21、31、42进行运算时可以得到以下那样的结果。
e=10 N≥80 BER=0.125
e=21 N≥120 BER=0.175
e=31 N≥160 BER=0.194
e=42 N≥200 BER=0.21
由此可知,对应于接收比特位数N,为了确保可信度所需要的允许错误比特位数e发生变化。
通常,由于e随着N增大而增大,如果利用该特性,即使在BER差而不能进行时刻修正的情况下,如果能延长接收时间,增大比特位数(样本值的数量)N,则能够进行时刻修正的可能性也很高。
在本实施方式中,在输入波形数据的样本数的各范围内,具有例如图16所示那样的最大允许BER表。一致判定部26能够根据输入波形数据模式的样本数I取得对应的BERmax(I)(步骤608)。
一致判定部26比较在步骤607中取得的最小BER与在步骤608中取得的BERmax(I),判断是否满足最小BER<BERmax(I)(步骤609)。在步骤609中判断为是的情况下,一致判定部26向CPU11输出作为修正信息的表示修正成功的信息、以及体现出最小BER的预测波形数据模式的信息(表示与BT的偏差的信息)(步骤610)。
与基准时间BT的偏差时间ΔT如下表示。
ΔT=BT+s-(BT+Δt)=s-Δt
此处,s是预测波形数据模式的开头的代码数据中的与基准时间BT偏差的时间。
在步骤609中判断为否的情况下,一致判定部26向CPU11输出作为修正信息的表示修正失败的信息(步骤611)。CPU11在接受到作为修正信息的修正成功的情况下(在步骤506中为是),将基准时间BT作为最终修正时刻Tlast保存在RAM15中(步骤507)。另外,基于与基准时间BT的偏差时间ΔT来修正基准时间BT(步骤508)。在步骤508中,CPU11在修正内部计时电路17的时刻之外,在显示部13上显示修正后的当前时刻。
在步骤502中判断为否或者在步骤504中判断为否的情况下,CPU11使用现有公知的方法检测分开头位置(步骤509),而且从分开头位置确定每1秒的代码,解码分、小时、星期等,得到当前时刻(步骤510)。
根据本实施方式,波形切取部24从秒开头位置以预定的采样周期采样上述标准电波的信号,生成各样本点的样本值取表示低电平的第一值以及表示高电平的第二值中的某一个、而且具有1个以上的单位时间长度的一个输入波形数据模式。另外,预测波形数据模式生成部23生成多个预测波形数据模式,该多个预测波形数据模式的各样本点的样本值取第一值以及第二值中的某一个,该多个预测波形数据模式具有与输入波形数据模式相同的时间长度,并分别表示基于通过内部计时电路17计时得到的基准时间BT的代码串,而且开头位置为基准时间BT以及在该基准时间前后错开预定的秒数(±ΔS)的时刻。错误检测部25判断输入波形数据模式的样本值与预测波形数据模式的样本值的一致和不一致,对表示不一致的错误数进行计数,取得关于多个预测波形数据模式中的各个预测波形数据模式的错误数,一致判定部26基于示出最小值的错误数的预测波形数据模式的开头位置来算出基准时间BT的误差。因此,根据本实施方式,能够使用多个预测波形数据模式进行代码判定。
尤其是,在本实施方式中,无效比特位检测部31从预测波形数据模式中确定无效比特位。由此,对预测波形数据模式中的将无效比特位除外的、有效比特位的样本值与输入波形数据模式的对应的样本值进行比较。因此,能够仅使用将通过年月日、时刻值不能唯一确定的比特位除外的有效比特位进行样本值的比较,因此能够实现精度良好的代码判定。
在本实施方式中,模式长度调整部33针对多个预测波形数据模式的每一个比较除无效比特位之外的有效比特位的比特位数,将预测波形数据模式的比特位数调整为一致。亦即,除了无效比特位,还通过比特位长度调整确定应该从比较对象除外的除外比特位,从而对预测波形数据模式中将无效比特位以及除外比特位除外后的、调整后的有效比特位的样本值与输入波形数据模式的对应的样本值进行比较。由此,针对多个预测波形数据模式的每一个,使用调整比特位数后的有效比特位的样本值算出所述错误数。因此,在本实施方式中,使得多个预测波形数据模式各自的作为错误数算出根据的样本数(比特位数)相同,能够确保错误数的可信度。
针对本发明的第二实施方式进行说明。在第一实施方式中,从预测波形数据模式中确定无效比特位以及通过比特位长度调整应该从比较对象除外的除外比特位,对预测波形数据模式中将无效比特位以及除外比特位除外后的、调整后的有效比特位的样本值与输入波形数据模式的对应的样本值进行比较。在第二实施方式中,生成分别具有相同比特位数的多个预测波形数据模式,使预测波形数据模式尽量不包括无效比特位。
图17A、图17B、图17C是表示遵照DCF77的规格的标准时刻电波信号的各比特位的功能的图。同图9A、图9B、图9C所示的JJY的标准时刻电波信号一样,图17A、图17B、图17C中也是上层(参照参照数字1710)表示从秒开头开始的经过时间,中层(参照参照数字1711)表示代码的内容,下层(参照参照数字1712)表示值的含义。图17A、图17B、图17C中同样是在最下层的值的含义中示为“扩展”的比特位(参照参照数字1701)属于扩展比特位。另外,与夏令时间的实施相关的比特位、用于表示闰秒的比特位等现在没有使用或者仅在特定时期使用的比特位设在第15秒至第19秒(参照参照数字1702)。因此,在遵照DCF77的规格的标准时刻电波信号中,从第1秒至第19秒的比特位为无效比特位。
根据图17A、图17B、图17C可以理解的是,在遵照DCF77的规格的标准时刻电波信号中,从第1秒至第19秒为止,无效比特位是连续的。图18A、图18B分别是表示基于DCF77的标准时刻电波信号的预测波形数据模式的例子的图。在各预测波形数据模式(参照参照数字1800、1810)中,比特位数为30比特位。在图18A的例子中,处理开始时刻Now为0秒,ΔS=0的预测波形数据模式从0秒所对应的代码开始。另外,在图18B的例子中,处理开始时刻Now为21秒,ΔS=0的预测波形数据模式从21秒所对应的代码开始。另外,在图18A、图18B中,预测波形数据模式中的无效比特位以阴影表示(参照参照数字1803、1804)。
在图18A的例子中,如参照数字1801所示,考虑3个预测波形数据模式(ΔS=-1、0、1)。在该例子中,3个预测波形数据模式中分别存在19个无效比特位,有效比特位的比特位数为11,数目非常小。另一方面,在图18B的例子中,如参照数字1802所示,也考虑3个预测波形数据模式(ΔS=-1、0、1)。在该例子中,3个预测波形数据模式中不存在无效比特位,能够将30个比特位全部作为有效比特位处理。
在第二实施方式中,作为适合于无效比特位连续出现的DCF77这样的标准时刻电波信号的方法,通过调整预测波形数据模式的开始时刻(开始位置)以及比特位长度,使得多个预测波形数据模式各自所含的无效比特位少于预定数。尤其是在第二实施方式中,能够取得仅包含有效比特位的预测波形数据模式。
图19是表示第二实施方式所涉及的信号比较电路18的结构的框图。在图19中,对于与图3所示第一实施方式所涉及的信号比较电路18的结构要素相同的结构要素赋予相同的标记。如图19所示,第二实施方式所涉及的信号比较电路18具有决定预测波形数据模式的比特位长度以及各自的开始位置的开始位置及比特位长度决定部30(预测波形数据模式决定部、输入波形数据模式决定部)。开始位置及比特位长度决定部30以预测波形数据模式不包含无效比特位的方式决定预测波形数据模式的开始时刻(开始位置),并且还决定预测波形数据模式的比特位长度。预测波形数据模式的开始时刻还被输出到波形切取部24。波形切取部24依照上述开始时刻以及比特位长度得到从预定的位置开始的预定的比特位长度的输入波形数据。
图20~图22是说明第二实施方式中预测波形数据的开始时刻以及比特位长度的图。第二实施方式中也同第一实施方式一样算出假设最大误差来生成多个预测波形数据模式。图20表示生成ΔS=-1、0、1这三个预测波形数据模式(参照参照数字2000)的情况,图21表示生成ΔS=-2、-1、0、1、2这五个预测波形数据模式(参照参照数字2100)的情况,另外,图22表示生成ΔS=-5~5这十一个预测波形数据模式(参照参照数字2200)的情况。另外,图20~图22的每一个中由阴影表示的部分(参照参照数字2001、2002、2101、2102、2201、2202)表示无效比特位。
在该实施方式中,为了生成各自只包括有效比特位的预测波形数据模式,使ΔS最小的预测波形数据模式(亦即时间上位置最靠前的预测波形数据模式)的开头比特位对应于一系列的无效比特位的最终比特位的下一个比特位,使ΔS最大的预测波形数据模式(亦即时间上位置最靠后的预测波形数据模式)的最终比特位对应于上述一系列的无效比特位的开头比特位的前一个比特位可以。
在图20的例子中,3个预测波形数据模式(参照参照数字2000)中,ΔS=-1的预测波形数据模式的开头比特位具有相当于第20秒的代码的样本值。根据图20能够理解的是,上述开头比特位的前一个比特位(第19秒的比特位)相当于一系列的无效比特位的最终比特位。另外,ΔS=1的预测波形数据模式的最终比特位具有相当于第0秒的代码的样本值。上述最终比特位的下一个比特位(第1秒的比特位)相当于一系列的无效比特位的开头比特位。因此,在该例子中,预测波形数据模式的比特位长度为39比特位。
在图21的例子中,5个预测波形数据模式(参照参照数字2100)中,ΔS=-2的预测波形数据模式的开头比特位具有相当于第20秒的代码的样本值。根据图21能够理解的是,上述开头比特位的前一个比特位(第19秒的比特位)相当于一系列的无效比特位的最终比特位。另外,ΔS=2的预测波形数据模式的最终比特位具有相当于第0秒的代码的样本值。上述最终比特位的下一个比特位(第1秒的比特位)相当于一系列的无效比特位的开头比特位。因此,在该例子中,预测波形数据模式的比特位长度为37比特位。
在图22的例子中,11个预测波形数据模式(参照参照数字2200)中,ΔS=-5的预测波形数据模式的开头比特位具有相当于第20秒的代码的样本值。根据图22能够理解的是,上述开头比特位的前一个比特位(第19秒的比特位)相当于一系列的无效比特位的最终比特位。另外,ΔS=5的预测波形数据模式的最终比特位具有相当于第0秒的代码的样本值。上述最终比特位的下一个比特位(第1秒的比特位)相当于一系列的无效比特位的开头比特位。因此,在该例子中,预测波形数据模式的比特位长度为31比特位。
在本实施方式中,如上所述,开始位置及比特位长度决定部30能够根据基于假设最大误差的预测波形数据模式的数量得到ΔS=0的开头比特位的时刻(开始位置)以及预测波形数据模式的比特位数。例如,可以将使预测波形数据模式的数量与开始位置以及比特位数相关联的表保存在RAM15中,开始位置及比特位长度决定部30参照该表。
另外,在本实施方式中,ΔS=0的预测波形数据模式不是从秒同步时使用的处理开始时刻Now开始,预测波形数据模式从通过开始位置及比特位长度决定部30决定出的开始时刻(开始位置)开始。因此,有必要基于开始时刻与处理开始时刻Now之间的时间间隔调整输入波形数据模式的开始位置。图23是说明第二实施方式中处理开始时刻Now与预测波形数据模式以及输入波形数据模式的开始位置的图。
同图10A一样,通过秒同步执行部27执行秒同步所取得的秒开头位置在时间轴上比基于基准时间BT的处理开始时刻Now靠后Δt。如图23所示,如果设处理开始时刻Now与通过开始位置及比特位长度决定部30得到的开始位置(开始时刻)之间的时间间隔为T,则输入波形数据模式的开头位置从秒开头位置Now+ΔT起偏移T,成为(Now+T)+Δt。开始位置及比特位长度决定部30将表示输入波形数据模式的开头位置的信息连同比特位长度一起输出到波形切取部24。
由此,该波形切取部24将时刻(Now+T)+Δt以及与时刻(Now+T)+Δt以秒为单位间隔开的位置作为基准切取输入波形数据,生成预定比特位长度的输入波形数据模式(参照参照数字2302)。错误检测部25比较预测波形数据模式(ΔS=0的预测波形数据模式由参照数字2302表示)的比特位的样本值(图23的例子中,P(0)、P(1)、......)与输入波形数据模式(参照参照数字2302)的比特位的对应样本值(D(0)、D(1)、......)。
根据第二实施方式,开始位置及比特位长度决定部30决定多个预测波形数据模式各自的开始位置,使得无效比特位数小于预定数。另外,波形切取部24生成具有与预测波形数据模式的开始位置一致的开始位置的输入波形数据模式。由此,能够增大在预测波形数据模式中能够作为比较对象的比特位数,能够实现比特位的有效利用。
尤其是,在第二实施方式中,开始位置及比特位长度决定部30以不包含无效比特位的方式决定多个预测波形数据模式各自的开始位置以及所述预测波形数据模式的比特位数。由此,能够有效利用比特位,并且由于不再需要以比特位为单位将无效比特位除外或者调整比特位长度,因此能够使处理简化。
更详细地,在第二实施方式中,开始位置及比特位长度决定部30决定开始位置以及比特位数,使得多个预测波形数据模式中时间上最靠前的预测波形数据模式的开头比特位对应于一系列的无效比特位的最终比特位的下一个比特位,使时间上最靠后的预测波形数据模式的最终比特位对应于一系列的无效比特位的开头比特位的前一个比特位。由此,能够使预测波形数据模式的比特位数最大化,能够实现精度更好的代码判定。
本发明不局限于以上的实施方式,在权利要求中记载的发明的范围之内,能够进行各种变更,毋庸赘言,这些变更也包含在本发明的范围之内。
例如,在第一实施方式中,针对每一预测波形数据模式检测无效比特位,并针对每一预测波形数据模式对除无效比特位之外的有效比特位的样本值与输入波形数据模式的对应比特位的样本值进行比较,来算出错误数。此处,可以将第二实施方式的结构、亦即以不包含无效比特位数的方式取得多个预测波形数据模式各自的开始位置以及所述预测波形数据模式的比特位数的结构加入第一实施方式中。
在遵照JJY的规格的标准时刻电波中,也如图9A、图9B、图9C所示,在第34秒~第38秒连续存在5比特位的无效比特位(参照参照数字906),并且,在第39秒的标记的后面也存在1比特位的无效比特位(参照参照数字907)。另外,在第53秒~第58秒也连续存在6比特位的无效比特位。于是,也可以是,以第34秒至第40秒以及第53秒至第58秒的比特位作为无效比特位,预测波形数据模式生成部23以不包含上述无效比特位的方式决定预测波形数据模式各自的开始位置以及预测波形数据模式的比特位长度。并且,在该情况下,也可以在预测波形数据模式中包含其他的无效比特位(例如图9A的扩展比特位、参照数字902等)。该情况下,如第一实施方式中所述,实施将无效比特位从比较对象中除外的处理即可。由此,能够增大在预测波形数据模式中能够作为比较对象的比特位数,能够实现比特位的有效利用。
另外,在第二实施方式中,开始位置及比特位长度决定部30以不包含无效比特位的方式决定预测波形数据模式的开始位置以及比特位长度。但是,并不局限于此,开始位置及比特位长度决定部30也可以以使无效比特位的比特位数小于预定数的方式决定预测波形数据模式的开始位置以及比特位长度。
另外,在第一实施方式以及第二实施方式中,在所得的最小BER为最大允许比特位错误率BERmax(I)以上的情况下,判断为修正失败(参照步骤611)。在该情况下,可再次执行步骤505。在第一实施方式中,在再次执行步骤505时,使输入波形数据模式的秒数(亦即代码数)大于在之前的步骤505中生成的输入波形数据模式的秒数。通过延长接收时间并增大比特位数(样本值的数目)N,能够修正时刻的可能性得以提高。
另外,在第一实施方式以及第二实施方式中,对最小BER与最大允许比特位错误率BERmax(I)进行了比较,但是也不局限于此,也能够采用其他方法。
Claims (17)
1.一种时刻信息取得装置,其特征在于,具有:
接收部,其接收标准时刻电波;
输入波形数据模式生成部,其对从所述接收部输出的包括由多个比特位构成的时间代码的信号进行取样,生成输入波形数据模式;
内部计时部,其通过内部时钟信号对基准时间进行计时;
预测波形数据模式生成部,其基于所述基准时间生成具有与所述输入波形数据模式相同时间长度的多个预测波形数据模式;
错误检测部,其对所述输入波形数据模式的样本值与所述多个预测波形数据模式的样本值进行比较,来检测不一致,取得表示关于所述多个预测波形数据模式中的各个预测波形数据模式的不一致的数量的错误数;以及
当前时刻修正部,其基于具有最小错误数的预测波形数据模式修正所述基准时间,
所述错误检测部具有:
无效比特位检测部,其检测所述多个预测波形数据模式的样本值中、根据规格被分配了一定值的比特位或者根据日期和时间唯一地被确定了值的比特位以外的不应进行比较的无效比特位;
错误数算出部,其针对所述多个预测波形数据模式的各个预测波形数据模式,对除所述无效比特位之外的有效比特位的样本值与所述输入波形数据模式的对应比特位的样本值进行比较,来算出所述错误数;以及
比特位数调整部,该比特位数调整部针对所述多个预测波形数据模式的各个预测波形数据模式,比较除无效比特位之外的有效比特位的比特位数,调整成使得所述多个预测波形数据模式的有效比特位数一致,
所述错误数算出部使用通过所述比特位数调整部调整后的有效比特位的样本值来算出错误数。
2.根据权利要求1所述的时刻信息取得装置,其特征在于,具有:
预测波形数据模式决定部,其决定所述多个预测波形数据模式各自的开始位置,使得所述无效比特位的数量小于预定数;以及
输入波形数据模式决定部,其决定与通过所述预测波形数据模式决定部决定出的开始位置一致的所述输入波形数据模式的开始位置。
3.根据权利要求1所述的时刻信息取得装置,其特征在于,具有:
预测波形数据模式决定部,其决定所述多个预测波形数据模式各自的开始位置,使得所述无效比特位的数量小于预定数;以及
输入波形数据模式决定部,其决定与通过所述预测波形数据模式决定部决定出的开始位置一致的所述输入波形数据模式的开始位置。
4.根据权利要求2所述的时刻信息取得装置,其特征在于,
所述预测波形数据模式决定部决定除掉所述无效比特位之后的所述多个预测波形数据模式各自的开始位置以及比特位数。
5.根据权利要求3所述的时刻信息取得装置,其特征在于,
所述预测波形数据模式决定部决定除掉所述无效比特位之后的所述多个预测波形数据模式各自的开始位置以及比特位数。
6.根据权利要求4所述的时刻信息取得装置,其特征在于,
所述预测波形数据模式决定部决定所述开始位置以及比特位数,使预测波形数据模式的开头比特位对应于一系列的无效比特位的最终比特位的下一比特位,使预测波形数据模式的最终比特位对应于一系列的无效比特位的开头比特位的前一比特位。
7.根据权利要求5所述的时刻信息取得装置,其特征在于,
所述预测波形数据模式决定部决定所述开始位置以及比特位数,使得预测波形数据模式的开头比特位对应于一系列的无效比特位的最终比特位的下一比特位,使预测波形数据模式的最终比特位对应于一系列的无效比特位的开头比特位的前一比特位。
8.一种时刻信息取得装置,其特征在于,具有:
接收部,其接收标准时刻电波;
输入波形数据模式生成部,其对从所述接收部输出的包括由多个比特位构成的时间代码的信号进行取样,生成输入波形数据模式;
内部计时部,其通过内部时钟信号对基准时间进行计时;
预测波形数据模式生成部,其基于所述基准时间生成具有与所述输入波形数据模式相同时间长度的多个预测波形数据模式;
错误检测部,其对所述输入波形数据模式的样本值与所述多个预测波形数据模式的样本值进行比较,来检测不一致,取得表示关于所述多个预测波形数据模式中的各个预测波形数据模式的不一致的数量的错误数;
当前时刻修正部,其基于具有最小错误数的预测波形数据模式修正所述基准时间;
预测波形数据模式决定部,其决定所述多个预测波形数据模式各自的开始位置,使得所述多个预测波形数据模式的样本值中不应进行比较的无效比特位的数量小于预定数;以及
输入波形数据模式决定部,其决定与通过所述预测波形数据模式决定部决定出的开始位置一致的所述输入波形数据模式的开始位置。
9.根据权利要求8所述的时刻信息取得装置,其特征在于,
所述预测波形数据模式决定部决定除掉所述无效比特位之后的所述多个预测波形数据模式各自的开始位置以及比特位数。
10.根据权利要求9所述的时刻信息取得装置,其特征在于,
所述预测波形数据模式决定部决定所述开始位置以及比特位数,使预测波形数据模式的开头比特位对应于一系列的无效比特位的最终比特位的下一比特位,使预测波形数据模式的最终比特位对应于一系列的无效比特位的开头比特位的前一比特位。
11.一种电波表,其特征在于,具有权利要求1所述的时刻信息取得装置和显示所述基准时间的显示部。
12.一种电波表,其特征在于,具有权利要求2所述的时刻信息取得装置和显示所述基准时间的显示部。
13.一种电波表,其特征在于,具有权利要求4所述的时刻信息取得装置和显示所述基准时间的显示部。
14.一种电波表,其特征在于,具有权利要求6所述的时刻信息取得装置和显示所述基准时间的显示部。
15.一种电波表,其特征在于,具有权利要求8所述的时刻信息取得装置和显示所述基准时间的显示部。
16.一种电波表,其特征在于,具有权利要求9所述的时刻信息取得装置和显示所述基准时间的显示部。
17.一种电波表,其特征在于,具有权利要求10所述的时刻信息取得装置和显示所述基准时间的显示部。
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