CN110235066B - 时刻同步系统和发送装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够针对设置于接收不到GNSS信号的位置的多个装置实现时刻同步的系统。时刻同步系统包括：基准时刻获取部，其基于来自卫星定位系统的无线信号来获取第一定时信号以及与该第一定时信号所表示的定时对应的时刻信息；调制部，其与分为多个分支的布线连接，并且与第一定时信号同步地生成包括对应的时刻信息的调制信号并将该调制信号发送到布线上；一个以上的解调部，所述解调部与布线的某一个分支连接，并且对在布线上传输的调制信号进行解调；以及一个以上的发送部，所述发送部基于通过由某一个解调部进行解调所获取到的第二定时信号和时刻信息，来发送与来自卫星定位系统的无线信号具有兼容性的第一无线信号。

Description

时刻同步系统和发送装置

技术领域

本技术涉及一种时刻同步系统以及该时刻同步系统中使用的发送装置。

背景技术

在多个装置间需要时刻同步的系统中，利用GPS(Global Positioning System：全球定位系统)等卫星定位系统(Global Navigation Satellite System：GNSS，全球导航卫星系统)的方法得到普及。代表性地，在CDMA(Code Division Multiple Access：码分多址)方式的移动通信基站(下面也简称为“基站”。)中，从刚开始实际使用时起，就使用来自GNSS的无线信号(下面也称为“GNSS信号”。)实现了数据发送接收控制所需的系统同步。

作为典型的结构，在各基站设置GNSS的接收机，各基站基于从该接收机输出的定时信号(在GPS的情况下为PPS(Pulse Per Second：秒脉冲)信号等)和时刻消息来管理时刻，由此实现多个基站间的时刻同步(也参照非专利文献1等)。

为了应对增大的通信量，实际应用被称为LTE-Advanced(Long Term Evolution-Advanced：增强的长期演进)的通信技术，并且，对于被称为5G的下一代移动通信系统进行的技术研究及开发也取得进展(也参照非专利文献2等)。LTE-Advanced作为提高吞吐量的技术，包括MIMO(multiple-input and multiple-output：多输入多输出)、CoMP(Coordinated Multiple Point transmission/reception：协作多点传输/接收)等，为了实现这样的技术，需要精度更高的时刻同步。

另外，作为提高频率的利用效率来增大通信容量的方法，小区的小型化也得到推进，还使被称为飞蜂窝(Femtocell)的超小型基站实用化。关于这样的超小型基站，也与通常的基站同样需要实现系统同步。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：新井薰，村上诚，“ITU-T中的网络同步技术的标准化趋势”，NTT技术刊物，2015年12月

非专利文献2：田岡他，“LTE-Advanced中的MIMO及小区间协同发送接收技术”，NTTDOCOMO技术期刊Vol.18No.2，2010年7月

非专利文献3：“IMES用户接口规格书(IS-IMES)”，宇宙航空研究开发机构，2016年10月

发明内容

发明要解决的问题

假设如上述那样的超小型基站例如设置在用户自家等的屋内。这种设置于屋内的超小型基站多数情况下接收不到GNSS信号或者接收到的GNSS信号的强度不足，存在无法实现以往的基站所采用的时刻同步的问题。

本技术是考虑了这样的问题等所得到的，其目的之一在于提供一种能够针对设置于接收不到GNSS信号的位置的多个装置实现时刻同步的系统。

用于解决问题的方案

根据本发明的一个方面的时刻同步系统包括：基准时刻获取部，其基于来自卫星定位系统的无线信号来获取第一定时信号以及与该第一定时所表示的定时对应的时刻信息；调制部，其与分为多个分支的布线连接，并且与第一定时信号同步地生成包括对应的时刻信息的调制信号并将该调制信号送出到布线上；一个以上的解调部，该解调部与布线的某一个分支连接，并且对在布线上传输的调制信号进行解调；以及一个以上的发送部，该发送部基于通过由某一个解调部进行解调所获取到的第二定时信号和时刻信息，来发送与来自该卫星定位系统的无线信号具有兼容性第一无线信号。

优选的是，第一定时信号被周期性地输出，调制部以输出第一定时信号的时间点为基准来将调制信号送出到布线上，调制信号除了包括时刻信息以外还包括同步字。

优选的是，解调部当检测到在布线上传输的调制信号中包括的同步字时，将紧接在检测到的该同步字之后的信息作为解调数据输出，并且以比检测到该同步字的时间点提前预先决定的校正时间的时间点为基准来输出第二定时信号。

优选的是，时刻同步系统还包括校正装置，该校正装置获取与在由基准时刻获取部中获取的第一定时信号实质上相同的第三定时信号，并且测量第三定时信号与从解调部输出的第二定时信号的时间差，由此决定校正时间。

优选的是，发送部以比从解调部输出的第二定时信号的周期长的周期发送第一无线信号。

优选的是，第一无线信号支持第一格式和第二格式中的至少一方，该第一格式包括从规定的基准日开始起算的经过周数和从周初开始起算的秒数的信息，该第二格式包括西历年、月、日、时、分及秒的信息。

优选的是，第一无线信号构成为包括多个字的帧，构成帧的多个字的开头与发送周期的开始时间点相对应，帧中的第一个字被固定为预先决定的值。

优选的是，时刻同步系统还包括接收部，该接收部对来自发送部的第一无线信号进行解调，来获取第四定时信号以及与该第四定时信号所表示的定时对应的时刻信息，接收部包括对第一个字执行多次卷积运算处理的电路。

优选的是，发送部在不发送第一无线信号的期间，发送代替来自卫星定位系统的无线信号的第二无线信号。

优选的是，布线包括共用天线电视系统的信号线、有线电视的信号线以及通信用的信号线中的至少一方。

优选的是，第一无线信号包括基于由基准时刻获取部获取到的时刻信息计算出的规定长度的消息。

更优选的是，规定长度的消息是以密钥和时刻信息为输入且按照密码学哈希函数计算出的。

根据本发明的一个方面的时刻同步系统包括：基准时刻获取部，其基于来自卫星定位系统的无线信号来获取第一定时信号以及与该第一定时信号所表示的定时对应的时刻信息；以及调制部，其与分为多个分支的布线连接，并且与第一定时信号同步地生成包括对应的时刻信息的调制信号并将该调制信号送出到布线上。在布线的分支上设置用于连接解调部的一个以上的端口，该解调部对在布线上传输的调制信号进行解调。

根据本发明的一个方面的发送装置包括解调部，该解调部连接在分为多个分支的布线中的某一个位置并且对在布线上传输的调制信号进行解调。调制信号是基于作为基准的第一定时信号以及与该第一定时信号所表示的定时对应的时刻信息生成的，并且与第一定时信号同步地被送出到布线上。发送装置还包括发送部，该发送部基于通过由解调部进行解调所获取到的第二定时信号以及时刻信息，来发送与来自卫星定位系统的无线信号具有兼容性的无线信号。

根据本发明的一个方面的发送装置包括：接收部，其接收基于来自卫星定位系统的第一无线信号生成的第一定时信号；以及发送部，其基于由接收部接收到的信号和时刻信息，来发送与来自卫星定位系统的无线信号具有兼容性的第二无线信号。第二无线信号包括位置、时刻、定时信号以及认证信息。

发明的效果

根据本发明的一个实施方式，能够提供一种能够针对设置于接收不到GNSS信号的位置的多个装置实现时刻同步的系统。

附图说明

图1是表示包括根据本实施方式的时刻同步系统的移动通信系统的一例的示意图。

图2是表示包括根据本实施方式的时刻同步系统的移动通信系统的一例的示意图。

图3是表示包括根据本实施方式的时刻同步系统的移动通信系统的一例的示意图。

图4是表示根据本实施方式的移动通信系统中包括的基站的结构例的示意图。

图5是表示包括根据本实施方式的时刻同步系统的移动通信系统的一例的示意图。

图6是表示包括根据本实施方式的时刻同步系统的移动通信系统的一例的示意图。

图7是表示构成根据本实施方式的时刻同步系统的S2调制器的电路结构例的框图。

图8是表示由构成根据本实施方式的时刻同步系统的S2调制器生成的传送RF信号的结构例的图。

图9是表示构成根据本实施方式的时刻同步系统的S2解调器的电路结构例的框图。

图10是表示构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机的电路结构例的框图。

图11是表示从构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机发送的信号的消息类型(MT)的一例的图。

图12是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TS信号的消息格式的帧结构的一例的图。

图13是表示从构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机发送的信号的消息类型(MT)的另一例的图。

图14是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TS信号的消息格式的帧结构的一例的图。

图15是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TS信号的消息格式的帧结构的一例的图。

图16是表示从构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机发送的信号的消息类型(MT)的又一例的图。

图17是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TAS信号的消息格式的帧结构的一例的图。

图18是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TAS信号的消息格式的帧结构的一例的图。

图19是表示从构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机发送的信号的消息类型(MT)的再一例的图。

图20是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TAS信号的消息格式的帧结构的一例的图。

图21是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TAS信号的消息格式的帧结构的一例的图。

图22是用于说明在根据本实施方式的时刻同步系统中作为IMES-TAS信号发送的定时码的一例的图。

图23是用于说明从根据本实施方式的时刻同步系统中的S3发送机发送的消息的一例的图。

图24是用于说明从根据本实施方式的时刻同步系统中的S3发送机发送的消息的另一例的图。

图25是表示从构成根据本实施方式的时刻同步系统3的发送机生成并发送IMES-TAS信号时的处理过程的流程图。

图26是表示构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3接收机的电路结构例的框图。

图27是用于说明在构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3接收机中进行的包括遥测字的消息的接收处理的图。

图28是用于说明根据本实施方式的时刻同步系统中采用的消息的结构的图。

图29是用于说明根据本实施方式的时刻同步系统中发送的信号中包括的信息的一例的图。

图30是用于说明根据本实施方式的时刻同步系统中的认证码的生成方法的一例的图。

图31是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

图32是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

图33是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

图34是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

图35是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

图36是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

图37是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

图38是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

图39是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

图40是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

图41是用于说明根据本实施方式的时刻同步系统中产生的传送延迟的图。

图42是用于说明根据本实施方式的时刻同步系统中的定时校正装置的应用例的图。

图43是表示根据本实施方式的时刻同步系统中提供的定时校正装置的电路结构例的框图。

图44是用于说明根据本实施方式的时刻同步系统中的延迟时间的自动校正功能的图。

图45是表示包括根据本实施方式的变形例1的时刻同步系统的移动通信系统的一例的示意图。

图46是表示图45所示的移动通信系统中包括的基站的结构例的示意图。

图47是表示包括根据本实施方式的变形例2的时刻同步系统的移动通信系统的一例的示意图。

图48是表示图47所示的移动通信系统中包括的基站的结构例的示意图。

图49是表示包括根据本实施方式的变形例3的时刻同步系统的移动通信系统的一例的示意图。

图50是表示包括根据本实施方式的变形例4的时刻同步系统的移动通信系统的一例的示意图。

具体实施方式

参照附图详细地说明本发明的实施方式。此外，对图中的相同或相当的部分标注相同的标记，不进行重复说明。

<A.系统概要>

首先，说明根据本实施方式的时刻同步系统的概要。下面，作为根据本实施方式的时刻同步系统的典型的应用例，对在应用于在包括飞蜂窝等基站的移动通信系统中进行的时刻同步的情况下的结构进行说明，但不限于所说明的结构，能够应用任意的装置或系统。

(a1：安装例1)

图1～图3是表示包括根据本实施方式的时刻同步系统的移动通信系统1的一例的示意图。作为图1～图3所示的移动通信系统1的一例，是通过在已设的建筑物10内新设置多个基站300-1、300-2···(下面有时统称为“基站300”)而构成的。代表性地，针对建筑物10内的每个房间设置基站300。

基站300设为具有能够接收GNSS信号来实现系统同步的接收机。时刻同步系统通过对基站300提供用于对GNSS信号进行补充的伪信号，来实现包括基站300的移动通信系统中的系统同步。在本实施方式中，作为一例，使用基于用于对公知的被称为“IMES(IndoorMessaging System：屋内消息传递系统)信号”的GNSS信号进行补充的伪信号的、适于时刻同步的替代信号(关于IMES信号，参照非专利文献3等)。

在下面的说明中，将对基站300提供的用于系统同步的信号也记载为“IMES-TS(Indoor Messaging System-Timing Sync：屋内消息传递系统-定时同步)”或“IMES-TS信号”。

代表性地，IMES-TS信号包括位置(Position)、时刻(Clock)、定时信号(Timing)。在后文中叙述这些信息的详情。并且，也可以使IMES-TS信号中包括认证码(Authentication Code)等。代表性地，为了确保接收到的位置、时刻等信息的完整性或真实性而利用认证码。在后文中叙述这样的认证码的详情。

将还包括认证码的IMES-TS信号也记载为“IMES-TAS(Indoor Messaging System-Timing Authentication Sync：屋内消息传递系统-定时认证同步)”或“IMES-TAS信号”。例如，可以对智能电话、移动电话等移动终端提供这样的IMES-TAS信号。

为了便于说明，对IMES-TAS信号进行说明，但关于从IMES-TAS信号中去除认证码所得到的IMES-TS信号，显然也能够同样地进行应用。

在本实施方式中，例示对已有的IMES具有后向兼容性和前向兼容性的时刻同步系统，但采用这样的基于IMES的信号是为了方便，能够采用任意的信号形式。也就是说，本发明的保护范围不限定于与公知的IMES相关联的技术，应基于权利要求书的记载来判断。

在移动通信系统1中，在使各个基站300-1、300-2···能够接收到IMES-TAS信号的位置处分别设置用于提供IMES-TAS信号的发送单元200-1、200-2···(下面有时也统称为“发送单元200”。)。并且，针对各个发送单元200设置提供用于生成IMES-TAS信号的信号(下面也称为“传送RF(Radio Frequency：射频)信号”。)的基准单元100。在图1所示的移动通信系统1中，假设针对每个已设的建筑物10设置一个基准单元100的结构。发送单元200-1、200-2···分别基于从基准单元100提供的传送RF信号来生成IMES-TAS信号，基站300-1、300-2···通过接收各个IMES-TAS信号，能够决定当前时刻。

假设从发送单元200向基站300发送的IMES-TAS信号是以无线方式发送的。传送RF信号从基准单元100向发送单元200的发送也可以是无线方式，但假设基本上以有线方式进行发送。

作为一例，当假设在已设的建筑物10新设置多个基站300时，既可以在建筑物10新铺设信号线，也可以利用存在于已设的建筑物10的已设线缆。作为这样的已设线缆，能够利用电话线、通信线、电力线、天线布线等。另外，用于传送信号的介质既可以是导体(金属布线)，也可以是光纤。

在本实施方式中，作为一例，假设利用设置于建筑物10的共用天线电视系统的情况。在该情况下，利用构成共用天线电视系统的天线布线16。天线布线16从混合放大器12拉出后遍布在建筑物10内，在天线布线16的路径上设置用于连接电视装置的一个或多个端口18。例如，可以针对每个房间设置端口18。

如上述那样，发送单元200接收基于来自卫星定位系统的第一无线信号生成的第一定时信号。而且，发送单元200基于由接收部接收到的信号和时刻信息，发送与来自卫星定位系统的无线信号具有兼容性的第二无线信号(IMES-TS信号/IMES-TAS信号)。IMES-TAS信号包括位置、时刻、定时信号以及认证信息。

基准单元100经由混合放大器12而与天线布线16电连接。各个发送单元200经由某一个端口18而与基准单元100电连接。即，从基准单元100输出的传送RF信号经由混合放大器12及天线布线16被提供给各个发送单元200，各个发送单元200基于来自基准单元100的传送RF信号来生成IMES-TAS信号，并向基站300发送该IMES-TAS信号。在天线布线16的分支上设置用于连接发送单元200的一个以上的端口18，该发送单元200对在天线布线16上传输的传送RF信号进行解调。通过采用这样的结构，能够实现包括基站300的移动通信系统中的系统同步。

在根据本实施方式的时刻同步系统中，使处理和功能分级地构成，将处理和功能的各级也称为“分段”。更具体地说，如图3所示，将从GNSS信号等获取所需的信息的处理和功能称为“分段1”或“S1”。将对生成IMES-TAS信号或IMES-TS信号所需的信息进行传送的处理和功能称为“分段2”或“S2”。将与IMES-TAS信号或IMES-TS信号的生成和发送相关的处理和功能称为“分段3”或“S3”。

在下面的说明中，标注“S1”、“S2”、“S3”等记载来进行说明，以表示是属于哪个分段的功能。

基准单元100包括GNSS接收机110和S2调制器120(S2TX)，该GNSS接收机110用于对经由GNSS天线102接收到的GNSS信号进行处理，该S2调制器120(S2TX)生成传送RF信号，该传送RF信号用于生成IMES-TAS信号。示出将GNSS接收机110和S2调制器120安装在基准单元100内的结构例，但也可以独立地安装各个装置。在后文中叙述GNSS接收机110和S2调制器120的详情。

代表性地，基准单元100基于GNSS信号来获取作为时刻同步的基准的信息，但作为时刻同步的基准的信息不限于GNSS信号，也可以使用其它信息。

基准单元100可以向发送单元200提供用于生成认证码的密钥。在该情况下，也可以是，基准单元100接收由任意的认证服务器108发行的密钥，并向发送单元200发送包括该密钥的传送RF信号。此外，关于密钥，优选多个发送单元200之间使用各自独有的密钥。因此，也可以是，基准单元100将指向某个发送单元200的密钥与表示该密钥的发送目的地的识别信息进行组合后嵌入到传送RF信号。

认证服务器108与基准单元100之间可以构成为能够经由因特网、专用网络等网络109进行通信。

发送单元200基于从基准单元100提供的时刻信息来生成认证码。即，认证码相当于基于由作为基准时刻获取部发挥功能的GNSS接收机110获取到的时刻信息计算出的规定长度的消息。作为这样的认证码，例如能够使用取决于时刻的当前值等的一次性密码(TOTP：Time-Based One-Time Password：基于时间的一次性密码)。下面，将认证码也称为“TOTP”。通过将这样的TOTP与位置及时刻的信息进行组合并发送，能够实现位置的认证等。

发送单元200包括对从S2调制器120发送的传送RF信号进行解调的S2解调器210(S2RX)以及根据S2解调器210的解调结果来生成IMES-TAS信号的S3发送机220(S3TX)。示出将S2解调器210和S3发送机220安装在发送单元200内的结构例，但也可以独立地安装各个装置。在后文中叙述S2解调器210和S3发送机220的详情。

图4是表示根据本实施方式的移动通信系统1中包括的基站300的结构例的示意图。参照图4，基站300包括无线发送接收部310和S3接收机320(S3RX)，该无线发送接收部310与小区区域内的移动终端之间交换无线信号，该S3接收机320(S3RX)接收GNSS信号和IMES-TAS信号。

在无线发送接收部310连接有天线312，该天线312用于与移动终端之间发送和接收无线信号，在S3接收机320连接有天线340，该天线340用于接收GNSS信号或IMES-TAS信号。基站300构成为支持任意的通信方式。作为一例，在基站300支持TD-LTE(Time DivisionLong Term Evolution：时分长期演进)的情况下，作为无线发送接收部310，也采用用于通过时分复用来与移动终端交换数据的结构。此外，基站300也可以构成为除了支持TD-LTE以外还支持FDD-LTE(Frequency Division Duplex Long Term Evolution：频分双工长期演进)。无线发送接收部310的结构是公知的，因此不进行详细的说明。在后文中叙述S3接收机320的详情。

如上述那样，根据本实施方式，能够最大限度地利用已设的设备来实现移动通信系统1。在利用已设的设备来设置基站300的情况下，如图2所示，仅新设置基准单元100以及一个或多个发送单元200即可。此外，也可以设为多个基站300利用从同一发送单元200发送的IMES-TAS信号。因此，可以不新设置与新设置的基站300的数量相同的发送单元200。

这样，在需要新设置超小型基站等基站300等的情况下，通过利用根据本实施方式的时刻同步系统，能够以更低的成本实现。

(a2：安装例2)

在上述的图1和图2中示出针对每个建筑物10设置基准单元100的例子，但也可以采用如多个建筑物10之间共用单一的基准单元100那样的结构。下面，例示与图1及图2所示的移动通信系统1相比能够减少基准单元100的数量的结构。

图5和图6是表示包括根据本实施方式的时刻同步系统的移动通信系统2的一例的示意图。图5和图6所示的移动通信系统2设为与图1～图3所示的移动通信系统1同样地通过在已设的建筑物10内新设置多个基站300-1、300-2···来构成。

在此，设为向已设的建筑物10导入了有线电视(CATV)。即，设为CATV网的引入线20与混合放大器12连接。在这样的结构中，在某一个CATV网设置基准单元100，经由CATV网发送传送RF信号，由此能够在多个建筑物10中利用IMES-TAS信号。

作为具体的结构，如图5所示那样，在CATV广播电视台的前端30连接有构成多个CATV网的传送线32，在各个传送线32分别连接有接收分配器34。接收分配器34将来自CATV广播电视台的信号进行解调以及分配后经由多个引入线20分别发送到多个建筑物。

一般来说，传送线32使用同轴线缆或光缆。根据本实施方式的时刻同步系统能够不受传送线32的种类限制地进行应用。

如上述那样，根据本实施方式，能够最大限度地利用已设的设备来以更低的成本实现多个移动通信系统2。在利用已设的设备来设置基站300的情况下，如图6所示那样，关于已设的建筑物10，包括已设的CATV网的引入线20在内无需进行任何改造，在已设的CATV网设置基准单元100并且使用已设的天线布线16和端口18在所需的场所设置一个或多个发送单元200即可。此外，也可以使多个基站300利用从同一个发送单元200发送的IMES-TAS信号。因此，可以不新设置与新设置的基站300的数量相同的发送单元200。

这样，通过利用CATV网等已设的设备，即使在需要新设置超小型基站等基站300的情况下，只要除了设置所需数量的发送单元200以外还在CATV广播电视台等设置基准单元100，就能够在所有的基站300之间实现系统同步。因此，即使在设置很多的基站300的情况下，也能够抑制导入成本来实现普及。

此外，不限于CATV网，在设置有能够向多个建筑物发送任意的信号且从多个建筑物接收任意的信号的传送线的情况下，也能够利用这样的传送线来安装根据本实施方式的时刻同步系统。例如，也可以设为利用地区的防灾联络网等。

(a3：系统同步的精度)

参照图1和图5，系统同步能够包括将由基站300分别提供的小区区域间的定时偏差抑制在预先决定的上限值以下。例如，设想由基站300-1、300-2、300-3、300-4分别提供的小区区域350-1、350-2、350-3、350-4。在图1和图5所示的例子中，小区区域350-1与小区区域350-2重叠。通过使用根据本实施方式的时刻同步系统，能够将该重叠的小区区域彼此的定时偏差Terr1-2例如抑制在±500纳秒以内。同样地，关于小区区域350-1与小区区域350-3的定时偏差Terr1-3，也能够维持在相同程度的精度。另外，关于由通常的基站(未图示)提供的小区区域400与由基站300-3提供的小区区域350-3之间的定时偏差Terr3-out，也能够维持在相同程度的精度。关于这样的精度，在图1～图3所示的移动通信系统1中能够实现将基准单元100与发送单元200之间的定时偏差抑制在±500纳秒以内。

(a4：小结)

如上述那样，在根据本实施方式的时刻同步系统中，将基于由基准单元100管理的基准时刻的传送RF信号叠加于传送线并分配给多个端口18。与各个端口18连接的发送单元200接受所分配的传送RF信号，能够接收GNSS信号的基站300以无线方式发送与GNSS信号具有兼容性的IMES-TAS信号。基站300基于IMES-TAS信号来实现系统同步。

在根据本实施方式的时刻同步系统中，IMES-TAS信号是由设置在基站300的附近的发送单元200生成以及提供的，因此可以使针对从基准单元100到发送单元200的传送路径的限制少。因此，能够利用已设的设备，即使在必须设置大量的基站300的情况下也能够降低其成本。

(a5：可提供服务)

根据本实施方式的时刻同步系统能够提供如下的服务。

(1)提供屋内的定位服务

即使在接收不到来自GNSS(GPS、准天顶卫星(Quasi-Zenith Satellite System：QZSS)等)的GNSS信号的屋内，也能够提供与GNSS具有兼容性的定位服务和层级信息。

(2)提供与GNSS同步的时刻信息

能够提供与GNSS同步的西历年、月、日、时、分、秒的信息。也能够考虑闰年、闰秒。

(3)提供与GNSS同步的定时源

能够提供与GNSS(GPS、QZSS等)同步的定时信号(例如，1秒脉冲信号/1PPS信号)。

(4)提供与GNSS同步的频率源

能够提供能够利用于与GNSS(GPS、QZSS等)的比较校准的频率源(时钟)。

(5)提供利用位置和时刻进行的认证服务

能够提供用于证明“何时”及“何地”的认证服务(例如，后述的TOTP)。在云服务、E商务服务等服务中，除了用于证明“何人”的用户认证以外，还能够控制“何时”和“何地”这样的限制。通过利用这样的认证服务，例如作为针对云服务的地理围栏优先发挥功能。

(6)提供复杂的ID信息

能够从与网络连接的IMES-S3发送机对移动终端等广播能够在消息通知、票据发行等中使用的复杂的ID信息。

(7)灾害信息的屋内发布或屋内广播

提供接收由QZSS等广播的灾害信息(Disaster Message)并对存在于屋内的移动终端等进行发布或广播的功能。更具体地说，在基准单元100安装接收从QZSS广播的灾害信息的功能以及生成符合IMES消息格式的消息的功能。通过采用这样的结构，即便是存在于接收不到来自QZSS的无线信号的位置(例如，屋内、住宅内)的移动终端，也能够接收到灾害信息并向用户通知该灾害信息。通过这样的功能，能够实现屋内防灾系统。

下面，对构成包括根据本实施方式的时刻同步系统的移动通信系统的各装置的详情进行说明。

<B.获取基准单元100的基准时刻>

基准单元100获取根据本实施方式的时刻同步系统中的作为基准的时刻。作为获取该时刻的方法，能够假设任意的方法。在根据本实施方式的时刻同步系统中，使用GNSS信号或PTP(Precision Time Protocol：精确时间协议)技术。

在使用GNSS信号的情况下，在基准单元100安装GNSS接收机110。GNSS接收机110接收GNSS信号来获取至少包括时刻信息的各种信息。

关于用于GNSS接收机110获取基准时刻的GNSS信号，能够采用任意的信号。作为GNSS，代表性地，已知有GPS、GLONASS(Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统)、SBAS(Satellite-based augmentation system：星基增强系统)、北斗卫星定位系统(BeiDou Navigation Satellite System)、Galileo、准天顶卫星(Quasi-ZenithSatellite System：QZSS)等。能够利用能够在设置基准单元100的位置处接收到的任意的GNSS信号。

作为用于接收GNSS信号的GNSS接收机110，能够采用通用的装置。GNSS接收机110基于接收到的GNSS信号来进行PVT(位置/时间/速度)运算。GNSS接收机110输出通过这些PVT运算而得到的位置信息、时刻信息、频率信号等信息以及定时信号(在GPS的情况下为1PPS信号)。

这样，GNSS接收机110作为基准时刻获取部发挥功能，该基准时刻获取部基于来自GNSS的无线信号(GNSS信号)来获取定时信号(例如，1PPS信号)以及与定时信号所表示的定时对应的时刻信息。

也可以是，取代GNSS信号或在GNSS信号的基础上，使用PTP技术来获取时刻同步的基准。作为PTP技术的典型例，可以采用遵循IEEE(Institute of Electrical andElectronic Engineers：电气与电子工程师学会)1588(PTP)或IEEE1588v2(PTPv2)中规定的协议的从时钟104(参照图2和图3)。从时钟104与未图示的超级主时钟之间取得时刻同步，对S2调制器120提供作为时刻同步的基准的信息。在还连接与从时钟104同步的时钟的情况下，也可以将从时钟104作为超级从时钟进行安装。此外，从时钟104也可以设置为在GNSS接收机110中接收不到GNSS信号的情况下的备份。

也可以是，取代GNSS信号或在GNSS信号的基础上，从自移动通信系统的基站发送的系统同步信号获取时刻同步的基准。在采用该结构的情况下，例如可以使用用于接收系统同步信号的接收机106。接收机106除了具有与安装移动终端等时同样的无线信号的接收电路及解调电路以外，还可以具有根据要解码的系统同步信号来计算时刻的电路。通过采用这样的接收机106，能够对S2调制器120提供作为时刻同步的基准的信息。

基准单元100能够从从时钟104获取时刻信息、定时信号等。即，在利用PTP技术的情况下，虽然无法获取位置信息等，但只要实现系统同步，即使无法获取位置信息也不存在运用上的问题。

在实现图5和图6所示的移动通信系统2的情况下，由多个发送单元200利用来自基准单元100的传送RF信号，因此优选提高冗余性来实现高可靠性。因此，可以在基准单元100安装多个GNSS接收机110，或者也可以在基准单元100一并设置GNSS接收机110和从时钟104。

<C.基准单元100的S2调制器120和传送RF信号>

接着，说明基准单元100的S2调制器120中的传送RF信号的生成处理。

S2调制器120对由GNSS接收机110接收到的GNSS信号中包括的时刻信息等各种信息进行调制来生成传送RF信号。S2调制器120与定时信号(1PPS信号)同步地生成传送RF信号。传送RF信号被叠加于已设的共用天线电视系统和/或已设的CATV网。如上述那样，叠加于共用天线电视系统或CATV网的传送RF信号被传送到与共用天线电视系统连接的所有的住宅内。

这样，S2调制器120作为调制部发挥功能，该调制部与分为多个分支的布线连接，并且与定时信号(1PPS信号)同步地生成包括对应的时刻信息的调制信号(传送RF信号)并送出到布线上。在此，用于送出传送RF信号的布线可以是导体(金属布线)和光纤中的任一方。关于这样的布线，例如能够利用共用天线电视系统的信号线、CATV的信号线以及通信用(电话、DSL(Digital Subscriber Line：数字用户线)、FTTH(Fiber To The Home：光纤到户))的信号线中的至少任一方。

一般来说，利用一个或多个信道向已设的共用天线电视系统和已设的CATV网传送视频音频信号。因此，在叠加传送RF信号时，需要利用具有足够的传送带宽的空闲信道。考虑这样的情形，作为S2调制器120，优选能够使生成的传送RF信号的RF频率根据空闲信道而变化。另外，优选传送RF信号的占用频带宽度也与空闲信道对应。

在根据本实施方式的时刻同步系统中，作为一例，使用相移键控(PSK：phase-shift keying)将从GNSS接收机110输出的输入信号转换为数字信号。作为相移键控的一例，可以采用BPSK(binary phase-shift keying：二进制相移键控)调制。

图7是表示构成根据本实施方式的时刻同步系统的S2调制器120的电路结构例的框图。参照图7，S2调制器120包括IF(Intermediate Frequency：中频)信号生成电路121、载波振荡器125以及上变频电路126。

IF信号生成电路121在对来自GNSS接收机110的输入信号进行加工之后，输出进行了BPSK调制的IF信号。输入信号包括时刻信息和遥测信号。对各组的时刻信息和遥测信号附加有同步字(以下也称为“SYNC字”。)，如后述那样，使由发送单元200的S2解调器210容易进行解调处理。

更具体地说，IF信号生成电路121包括调制电路122、低通滤波器(LPF：Low PassFilter)123以及数字模拟转换器(DAC：Digital Analog Converter)124。

调制电路122基于来自GNSS接收机110的定时信号，从来自GNSS接收机110的输入信号中包括的信息中提取时刻信息和遥测信号并且附加SYNC字，之后进行NRZ-BPSK调制来生成调制信号。在IMES-TAS信号中包括认证码的情况下，认证码被输入到调制电路122，调制电路122生成包括认证码的调制信号。

NRZ-BPSK调制后的信号被FIR(Finite Impulse Response：有限长冲激响应)滤波器限制带宽。例如，调制电路122接受与要叠加传送RF信号的传送路径上的空闲信道相应的频率TBD[MHz]的输入，输出以中心频率为TBD的调制信号。在本实施方式中，调制信号的比特率设为1Mbps。但是，调制信号的调制方式、比特率等并非特别地限定于上述的结构，能够根据要求规格、系统结构等选择最适合的结构。例如，可以使用QPSK(正交相移键控)调制等来取代BPSK(二进制相移键控)调制，也可以使用NRZI(Non Return to Zero Inversion：非归零反转)方式等来取代NRZ(Non Return to Zero：非归零)方式。也能够随着这样的调制方式的变更来适当地变更比特率等。

从调制电路122输出的调制信号在被低通滤波器123限制带宽之后，被数字模拟转换器124模拟转换为IF信号后输出。

此外，关于调制电路122、或调制电路122及其外围电路，也可以使用FPGA(field-programmable gate array：现场可编程门阵列)来进行数字处理。

上变频电路126利用来自载波振荡器125的载波(例如，10MHz)将来自调制电路122的IF信号上变频为传送RF信号后输出。具体地说，上变频电路126包括混频器127、可变放大器128以及低通滤波器129。混频器127将来自调制电路122的IF信号乘以来自载波振荡器125的载波。从混频器127输出的信号经过可变放大器128和低通滤波器129后作为传送RF信号被输出。

图8是表示由构成根据本实施方式的时刻同步系统的S2调制器120生成的传送RF信号的结构例的图。参照图8，在S2调制器120中，与周期性地输出的定时信号(1PPS信号)同步地生成传送RF信号。代表性地，使各个传送RF信号中包括的SYNC字的开始位置与定时信号上升沿(或下降沿)一致。通过采用这样的结构，在发送单元200的S2解调器210中，除了能够再现时刻信息以外还能够再现定时信号。也就是说，传送RF信号除了包括时刻信息以外还包括SYNC字，该包括SYNC字的传送RF信号以输出定时信号的时间点为基准被送出到布线上。

通过采用以上那样的电路结构，能够生成包括来自GNSS接收机110的输入信号的传送RF信号。

<D.发送单元200的S2解调器210>

接着，说明发送单元200的S2解调器210中的传送RF信号的解调处理。

S2解调器210对经由共用天线电视系统和/或CATV网发送的传送RF信号进行解调，来提取传送RF信号中包括的数据。

在根据本实施方式的时刻同步系统中，具有对取决于从基准单元100的S2调制器120到发送单元200的S2解调器210的传送路径的、传送RF信号的传送延迟进行校正的功能(延迟校正功能)。传送延迟的校正量(校正时间)可以是预先测量得到的固定值，也可以是根据传送路径的状态而动态地变化的可变值。

在将现实的共用天线电视系统和CATV网假设为传送路径的情况下，传送RF信号的传送方向是一个方向，并且传送RF信号占有特定的空闲信道的频率，因此使用预先测量到的固定的传送延迟就足以进行校正。但是，也可以安装后述那样的延迟时间的自动校正功能。

图9是表示构成根据本实施方式的时刻同步系统的S2解调器210的电路结构例的框图。参照图9，S2解调器210在使从S2调制器120接收到的传送RF信号变化为IF信号之后解调为数字信号，并对解调得到的数字信号中包括的SYNC字进行检测，由此输出与定时信号(1PPS信号)同步的解调数据。具体地说，S2解调器210包括下变频电路212、解调电路214、载波振荡器217以及系统振荡器218。

下变频电路212利用来自载波振荡器217的载波将接收到的传送RF信号下变频为IF信号(I成分和Q成分)后输出。载波振荡器217按照将来自系统振荡器218的进行了环路控制的系统时钟进行分频所得到的时钟来产生载波。具体地说，下变频电路212包括可变放大器2121、混频器2122、放大器2123、2125以及低通滤波器2124、2126。

传送RF信号在被可变放大器2121调整振幅之后，通过混频器2122而与来自载波振荡器217的载波相乘，由此输出作为IF信号的I成分和Q成分。从混频器2122输出的传送RF信号的I成分经过放大器2123和低通滤波器2124后被输出到解调电路214。同样地，从混频器2122输出的传送RF信号的Q成分经过放大器2125和低通滤波器2126后被输出到解调电路214。

解调电路214对从下变频电路212输出的IF信号进行解调来输出解调数据。具体地说，解调电路214包括模拟数字转换器2141、2142、相位旋转器2143、低通滤波器2144、2145、混频器2146、位同步部2147、SYNC探测部2148、数据提取部2149、串行/并行转换部2150、延迟校正量保持部2151、同步调整部2152、相位比较部2153、分频器2154、2159、环路滤波器2156、2157、数字模拟转换器2158以及放大器2160。此外，关于解调电路214的全部或一部分，也可以使用FPGA来进行数字处理。

来自下变频电路212的I成分和Q成分分别通过模拟数字转换器2141和2142被转换为数字信号，之后被输出到相位旋转器2143。通过相位旋转器2143对I成分和Q成分进行BPSK解调，各个解调结果被输出到混频器2146。另外，I成分的解调结果被输入到位同步部2147而被解调为位串。SYNC探测部2148通过探测从位同步部2147输出的位串中包括的SYNC字，来生成定时信号(1PPS信号)。来自SYNC探测部2148的定时信号被输出到同步调整部2152。另外，数据提取部2149提取紧接在由SYNC探测部2148探测出的SYNC字之后的数据。最终，由数据提取部2149提取出的数据被串行/并行转换部2150格式化为规定的数据格式后作为解调数据被输出。解调数据被提供给S3发送机220。此外，关于串行/并行转换部2150，例如能够使用UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器)等电路来实现。

在IMES-TAS信号中包括密码的情况下，还可以安装用于将传送RF信号的解调结果中包括的密码安全地输出的接口。

混频器2146构成被称为科斯塔斯环(Costas环)的环路的一部分，来自混频器2146的输出经过环路滤波器2157和数字模拟转换器2158后被反馈给系统振荡器218。系统振荡器218是用于提供解调电路214的系统时钟的振荡器，例如产生频率为传送RF信号的载波(例如，10MHz)的10倍的、100MHz的时钟。系统振荡器218根据来自数字模拟转换器2158的反馈信号来改变振荡频率。作为系统振荡器218，可以采用电压控制晶体振荡器(VCXO：Voltage Controlled Crystal Oscillator)或温度补偿型晶体振荡器(TCXO：TemperatureCompensated Crystal Oscillator)。

来自系统振荡器218的系统时钟被分频器2159分频为1/10而再生为接收到的传送RF信号的载波。这样，利用科斯塔斯环对进行了BPSK调制的信号进行解调，利用载波再生循环来进行再生，由此输出传送RF信号的载波(10MHz)。

SYNC探测部2148通过对传送RF信号中包括的SYNC字进行探测，来对定时信号(1PPS信号)进行再生。来自SYNC探测部2148的定时信号在被同步调整部2152校正传送延迟之后，与由系统振荡器218在解调电路214的内部生成的定时信号(1Hz)进行相位比较。即，来自同步调整部2152的定时信号和利用分频器2154对系统时钟进行分频所得到的定时信号被输入相位比较部2153。由相位比较部2153检测到的相位差经由环路滤波器2156反馈给相位旋转器2143。也就是说，通过这些循环动作来使被输入到科斯塔斯环的相位适当地旋转，能够使定时信号(1PPS信号)与系统时钟之间取得同步。而且，例如使利用分频器2154对系统时钟进行分频所得到的定时信号作为1PPS信号输出。此时，考虑到传送延迟，在探测传送RF信号中包括的SYNC字的定时之前输出定时信号(1PPS信号)。也就是说，在提取紧接在SYNC字之后的数据之前进行定时信号(1PPS信号)的输出。

如以上那样，S2解调器210作为解调部发挥功能，该解调部与分为多个分支的布线中的某一个分支连接，并且对在布线上传输的调制信号(传送RF信号)进行解调。如图1和图5所示那样，基本上针对一个基准单元100设置多个S2解调器210。

对根据本实施方式的时刻同步系统中采用的传送RF信号的传送延迟进行校正的功能(延迟校正功能)主要由延迟校正量保持部2151和同步调整部2152实现。通过对延迟校正量保持部2151设定预先测量得到的固定的延迟时间，定时信号(1PPS信号)被校正了与所设定的该时间相应的量，由此能够校正传送RF信号的传送延迟。更具体地说，S2解调器210当检测到在布线上传输的调制信号(传送RF信号)中包括的SYNC字时，将紧接在检测到的该SYNC字之后的信息作为解调数据输出，并且将比检测到该SYNC字的时间点提前预先决定的校正时间的时间点作为基准来输出定时信号(1PPS信号)。通过应用这样的延迟校正功能，定时信号(1PPS信号)的输出与解调数据的输出错开，但由于1PPS信号的周期精度高，因此通过利用该周期性使得在生成以及发送IMES-TAS信号时不会发生问题。

通过根据本实施方式的S2解调器210的延迟校正功能，能够维持将由与同一时刻同步系统连接的发送单元200进行处理的传送RF信号以±500ns(目标值)的精度进行了同步的状态。

通过采用以上那样的结构，在与各住宅中的端口18连接的S2解调器210中，通过对传送RF信号进行解调处理和同步跟踪处理来输出位置信息、时刻信息、频率信号等信息以及定时信号(1PPS信号)。

<E.发送单元200的S3发送机220>

接着，说明发送单元200的S3发送机220中的IMES-TAS信号的生成处理和发送处理。S3发送机220基于来自S2解调器210的解调数据和定时信号来生成IMES-TAS信号并进行发送。例如，在基站300的S3接收机320作为GNSS来与GPS对应的情况下，IMES-TAS信号的RF频率被设定为1.57542GHz。但是，可以根据在运用本系统的地方对电波的行政限制等适当地改变RF频率。并且，在安装与GPS以外的其它卫星定位系统之间具有兼容性的系统的情况下，也可以采用与作为对象的卫星定位系统相应的一个或多个RF频率。

(e1：电路结构)

图10是表示构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机220的电路结构例的框图。参照图10，S3发送机220具备数字处理块221、EEPROM(Electronically Erasable andProgrammable Read Only Memory：电可擦除可编程只读存储器)222、天线224、数字输入输出接口225、定时接口226、振荡器227、与数字处理块221电连接的模拟处理块223、以及电源228。

数字处理块221包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)2212和RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)2214。EEPROM 222、数字输入输出接口225、定时接口226以及振荡器227与数字处理块221电连接。另外，天线224与模拟处理块223电连接。

EEPROM 222保存有由数字处理块221的CPU 2212执行的程序、生成IMES信号和IMES-TAS信号所需的数据。EEPROM 222中保存的程序和所需的数据在S3发送机220启动时被读出，并被传输到RAM 2214。EEPROM 222还能够保存从S3发送机220的外部输入的数据。此外，用于保存程序和所需的数据的存储装置不限于EEPROM 222，只要是至少能够将数据以不易失的方式保存的存储装置即可。

数字处理块221接收经由数字输入输出接口225从S2解调器210获取到的解调数据(位置信息、时刻信息、频率信号等信息)以及经由定时接口226从S2解调器210获取到的定时信号(1PPS信号)，来生成用于生成IMES信号和IMES-TAS信号的源数据。数字处理块221将所生成的数据作为比特流送出到模拟处理块223。

振荡器227向数字处理块221提供用于规定CPU 2212的动作的时钟或者用于生成载波的时钟。

模拟处理块223使用从数字处理块221输出的比特流，利用1.57542GHz的载波进行调制来生成发送信号并送出到天线224。该信号通过天线224被送出。通过这样，从S3发送机220送出IMES信号和IMES-TAS信号。

电源228向构成S3发送机220的各部供给电力。此外，既可以如图10所示那样将电源228内置于S3发送机220，也可以是从外部接受电力供给的方式。

在以上的说明中，作为用于实现数字处理块221中的处理的运算处理装置，使用了CPU 2212，但也可以使用其它的运算处理装置。或者，也可以利用FPGA来构成数字处理块221。

在图10中，从数字处理块221向模拟处理块223提供时钟(Clk)，但也可以直接从振荡器227向模拟处理块223提供时钟(Clk)。

并且，为了使说明清楚，在本实施方式中将数字处理块221与模拟处理块223单独示出，但在安装时也可以混合搭载于一个芯片。

(e2：消息格式：IMES-TS信号的例子(其一))

接着，说明从S3发送机220发送的IMES-TS信号的消息格式的一例。在根据本实施方式的时刻同步系统中，作为一例，采用基于IMES的信号。因此，关于作为IMES-TS信号采用的信号结构，也是优选能够实现与IMES信号之间的后向兼容性的结构。也就是说，S3发送机220作为发送部发挥功能，该发送部基于通过利用对应的S2解调器210进行解调所获取到的定时信号(1PPS信号)和时刻信息，来发送与来自GNSS的无线信号(GNSS信号)具有兼容性的无线信号。

图11是表示从构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机220发送的信号的消息类型(MT)的一例的图。参照图11，除了采用公知的作为IMES信号规定的四种消息类型(MT0、MT1、MT3、MT4)以外，还可以采用消息格式260A(MT7)以供IMES-TS信号用。图11所示的消息是一例，只要包括时刻同步所需的信息即可，可以利用任意的消息格式。

作为一例，消息格式260A包括GPSNav消息兼容的GPS周(GPSWeek)和TOW(Time OfWeek：周内时间)、月、日、时、分、秒的信息。说明该消息格式260A的详情。

图12是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TS的消息格式260A的帧结构的一例的图。参照图12，图12所示的消息格式260A是符合GPSNav消息兼容的格式的格式。

具体地说，消息格式260A由4个字261、262、263、264构成。字261、262、263、264各自由30比特构成。第一个字261包括前导码区域2611、消息类型区域2612、遥测区域2613以及奇偶校验位区域2614。第二个字262包括计数器区域2621、闰秒区域2627、GPS周区域2628、时刻源区域2625以及奇偶校验位区域2626。第三个字263包括计数器区域2631、TOW区域2637、卫星健康区域2635以及奇偶校验位区域2636。TOW(Time Of Week)是指从周初开始起算的秒数。第四个字264包括计数器区域2641、时区域2642、分区域2643、秒区域2644、卫星健康(日语：ヘルシー)区域2645以及奇偶校验位区域2646。

通过使用消息格式260A中包括的保存于GPS周区域2628的信息(从基准日(1980年1月6日)开始起算的经过周数)以及保存于TOW区域2637的信息，能够计算出西历年、月、日、时、分、秒来作为时刻信息。

如图11所示，IMES-TS信号构成为包括多个字的帧。

(e3：消息格式：IMES-TS信号的例子(其二))

接着，说明从S3发送机220发送的IMES-TS信号的消息格式的另一例。在根据本实施方式的时刻同步系统中，作为一例，采用基于IMES的信号。因此，关于作为IMES-TS信号采用的信号结构，也是优选能够实现与IMES信号之间的后向兼容性的结构。也就是说，S3发送机220作为发送部发挥功能，该发送部基于通过利用对应的S2解调器210进行解调所获取到的定时信号(1PPS信号)和时刻信息，来发送与来自GNSS的无线信号(GNSS信号)具有兼容性的无线信号。

图13是表示从构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机220发送的信号的消息类型(MT)的另一例的图。参照图13，除了采用公知的作为IMES信号规定的四个消息类型以外，还可以采用消息格式250及260这两种消息格式来作为IMES-TS信号。此外，不一定必须安装两种消息格式这两方，也可以仅安装其中任一方。另外，图13所示的消息是一例，只要包括时刻同步所需的信息即可，可以利用任意的消息格式。

作为一例，消息格式250包括GPSNav消息兼容的GPSWeek和TOW的信息。消息格式260包括西历年、月、日、时、分、秒的信息。根据S3接收机320的安装方式等适当地决定使用消息格式250和消息格式260中的哪一方。这样，可以使IMES-TS信号支持消息格式250和消息格式260中的至少一方。下面，说明各消息格式的详情。

图14是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TS信号的消息格式250的帧结构的一例的图。图14所示的消息格式250是GPSNav消息兼容的格式。在S3接收机320与GPS对应的情况下，由于具有对消息格式250进行处理的消息解码器，因此无需对消息解码器进行改造就能够获取西历年、月、日、时、分、秒来作为时刻信息。

具体地说，消息格式250由3个字251、252、253构成。字251、252、253各自由30比特构成。第一个字251包括前导码区域2511、消息类型区域2512、遥测区域2513以及奇偶校验位区域2514。第二个字252包括计数器区域2521、闰秒区域2522、GPS周区域2523、时刻源区域2524以及奇偶校验位区域2525。第三个字253包括计数器区域2531、TOW区域2532、卫星健康区域2533以及奇偶校验位区域2534。

通过使用消息格式250中包括的保存于GPS周区域2523的信息(从基准日(1980年1月6日)开始起算的经过周数)以及保存于TOW区域2532的信息，能够计算出西历年、月、日、时、分、秒来作为时刻信息。

图15是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TS信号的消息格式260的帧结构的一例的图。参照图15，图15所示的消息格式260是直接表现西历年、月、日、时、分、秒的格式。

具体地说，消息格式260由3个字261、262、263构成。字261、262、263各自由30比特构成。第一个字261包括前导码区域2611、消息类型区域2612、遥测区域2613以及奇偶校验位区域2614。第二个字262包括计数器区域2621、年区域2622、月区域2623、日区域2624、时刻源区域2625以及奇偶校验位区域2626。第三个字263包括计数器区域2631、时区域2632、分区域2633、秒区域2634、卫星健康区域2635以及奇偶校验位区域2636。

通过直接利用消息格式260中包括的年区域2622、月区域2623、日区域2624、时区域2632、分区域2633以及秒区域2634中各自保存的信息，能够获取西历年、月、日、时、分、秒来作为时刻信息。

如图14和图15所示，IMES-TS信号构成为包括多个字的帧。

(e4：消息格式：IMES-TAS信号的例子(其一))

接着，说明从S3发送机220发送的IMES-TAS信号的消息格式的一例。在根据本实施方式的时刻同步系统中，作为一例，采用基于IMES的信号。因此，关于作为IMES-TAS信号采用的信号结构，也是优选能够实现与IMES信号之间的后向兼容性的结构。也就是说，S3发送机220作为发送部发挥功能，该发送部基于通过利用对应的S2解调器210进行解调所获取到的定时信号(1PPS信号)和时刻信息，来发送与来自GNSS的无线信号(GNSS信号)具有兼容性的无线信号。

图16是表示从构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机220发送的信号的消息类型(MT)的再一例的图。参照图16，除了采用公知的作为IMES信号规定的四个消息类型以外，还可以采用消息格式270来作为IMES-TAS信号。图16所示的消息是一例，只要包括时刻同步所需的信息即可，可以利用任意的消息格式。

关于图16所示的IMES-TAS信号的消息格式270(MT7)，通过导入“页”的概念，能够在维持与已有的消息格式之间的兼容性的同时进行扩展以发送更多的信息。即，在消息格式270中，通过将消息类型的值与页的值进行组合，由此关于特定的消息类型的消息，能够发送字数超过已有的字数的消息。图16中示出消息格式270能够作为4字的数据存在3页的例子，但不限于此，使页数扩展到所需的数量即可。

图17和图18是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TAS信号的消息格式270的帧结构的一例的图。能够使消息格式270的页数根据用途等而变化，除了仅采用图17所示的消息格式(4字/1页)的情况以外，也能够采用将图17所示的消息格式与图18所示的消息格式组合而成的结构(合计8字/2页)。也能够采用将图18所示的将消息格式(4个字)重复组合而成的结构(合计4字×页数)。能够像这样使消息格式的长度(字数/页数)根据用途而变化。

图17和图18所示的消息格式270是GPSNav消息兼容的格式。在S3接收机320与GPS对应的情况下，由于具有对消息格式270进行处理的消息解码器，因此无需对消息解码器进行改造就能够获取西历年、月、日、时、分、秒来作为时刻信息。

具体地说，消息格式270由至少4个字271、272、273、274构成。并且，在附加认证码的情况下，也可以将图18所示的字275、276、277、278组合进来。字271、272、273、274、275、276、277、278各自由30比特构成。

第一个字271包括前导码区域2711、保存用于指定消息类型的信息的消息类型区域2712、保存遥测信息的遥测区域2713以及奇偶校验位区域2714。

第二个字272包括保存消息的计数值的计数器区域2721、消息页区域2722、闰秒区域2723、保存从基准日(例如，1980年1月6日)开始起算的经过周数的GPS周区域2724以及奇偶校验位区域2725。在闰秒区域2723保存表示被插入或删除的闰秒的定时的信息以及表示是插入还是删除的信息。

消息格式270构成为覆盖多页(每页4字)，因此在消息页区域2722保存用于指定各消息处于第几页的信息。

第三个字273包括计数器区域2731、TOW区域2732、LAS区域2733、时刻源区域2734以及奇偶校验位区域2735。在TOW区域2732保存以星期日的上午0点为起点每隔1.5秒进行一次计数来进行加法运算所得到的值。在每隔3秒发送消息格式270的情况下，在先前的IMES-TAS信号与紧随其后的IMES-TAS信号之间，在TOW区域2732保存进行两次计数而增加后的值。在LAS区域2733保存闰秒的应用是否有效化的状态值。

第四个字274包括计数器区域2741、闰秒应用周区域2742、闰秒应用日区域2743、应用闰秒区域2744、发送机ID 2745、卫星健康区域2746以及奇偶校验位区域2747。根据保存于闰秒应用周区域2742的经过周和保存于闰秒应用日区域2743的周内日，来对应用闰秒的定时制定时间表。在应用闰秒区域2744中规定所应用的闰秒的大小。例如，在应用闰秒区域2744中保存表示是否应用“1秒”来作为闰秒或者是否应用“1秒”的信息。在发送机ID2745保存用于指定生成了IMES-TAS信号的发送单元200的识别信息。

此外，关于图17所示的消息格式270中保存的信息，希望也参照上述的关于图12、图14、图15所示的消息格式的说明。

参照图18，消息格式270的字275、276、277、278提供用于发送TOTP的区域。如后述那样，字275、276、277、278合计能够发送64比特的TOTP。通过持续发送与字275、276、277、278相同的消息格式，能够发送128比特的TOTP。

第五个字275包括计数器区域2751、控制区域2752、TOTP区域2753以及奇偶校验位区域2754。在控制区域2752中保存表示使用TOTP进行认证处理所需的过程等的控制码。在TOTP区域2753中保存构成TOTP的数据中的6比特的数据。

第六个字276包括计数器区域2761、消息页区域2762、TOTP区域2763以及奇偶校验位区域2764。在TOTP区域2763中保存构成TOTP的数据中的17比特的数据。

第七个字277包括计数器区域2771、TOTP区域2772以及奇偶校验位区域2773。在TOTP区域2772中保存构成TOTP的数据中的21比特的数据。第八个字278与第七个字277同样包括计数器区域2781、TOTP区域2782以及奇偶校验位区域2783。

(e5：消息格式：IMES-TAS信号的例子(其二))

接着，说明从S3发送机220发送的IMES-TAS信号的消息格式的另一例。可以采用以下所示的消息格式来取代图16～图18中规定的基于IMES的消息格式。

图19是表示从构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机220发送的信号的消息类型(MT)的再一例的图。参照图19，除了采用公知的作为IMES信号规定的四个消息类型以外，还可以采用消息格式250A及270A这两种消息格式来作为IMES-TAS信号。图19所示的消息是一例，只要包括时刻同步所需的信息即可，可以利用任意的消息格式。

在图19所示的IMES-TAS信号的消息格式250A(MT6)和消息格式270A(MT7)中，通过导入“页”的概念，能够在维持与已有的消息格式之间的兼容性的同时进行扩展以发送更多的信息。

图20是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TAS信号的消息格式270A的帧结构的一例的图。能够使消息格式270A的页数根据用途等而变化，除了仅采用图20所示的消息格式(4字/1页)的情况以外，也能够采用将图20所示的消息格式与上述的图18所示的消息格式组合而成的结构(合计8字/2页)。也能够采用将图20所示的消息格式(4个字)重复组合而成的结构(合计4字×页数)。能够像这样使消息格式的长度(字数/页数)根据用途而变化。

图20所示的消息格式270A是GPSNav消息兼容的格式。在S3接收机320与GPS对应的情况下，由于具有对消息格式270A进行处理的消息解码器，因此无需对消息解码器进行改造就能够获取西历年、月、日、时、分、秒来作为时刻信息。

具体地说，消息格式270A由至少4个字271A、272A、273A、274A构成。字271A、272A、273A、274A各自由30比特构成。

第一个字271A包括前导码区域2711、保存用于指定消息类型的信息的消息类型区域2712、保存遥测信息的遥测区域2713以及奇偶校验位区域2714。

第二个字272A包括保存消息的计数值的计数器区域2721、消息页区域2726、闰秒区域2723、保存从基准日(例如，1980年1月6日)开始起算的经过周数的IMES周区域2727以及DPC区域2728。

第三个字273A包括计数器区域2731、EOW反转区域2736、TOW区域2732、LAS区域2733、LTF区域2737以及奇偶校验位区域2735。

第四个字274A包括计数器区域2741、闰秒应用秒区域2748、闰秒应用日区域2743、延迟时间区域2749、发送机ID 2745、卫星健康区域2746以及奇偶校验位区域2747。

此外，关于图20所示的消息格式270A中保存的信息，希望也参照上述的关于图12、图14、图15、图18所示的消息格式的说明。

图21是表示在根据本实施方式的时刻同步系统中被用作IMES-TAS信号的消息格式250A的帧结构的一例的图。图21所示的消息格式250A用以提供利用位置和时刻进行的认证服务。参照图21，消息格式250A的字251A、252A、253A、254A用以保存在认证服务中使用的数据。

具体地说，消息格式250A由4个字251A、252A、253A、254A构成。字251A、252A、253A、254各自由30比特构成。

第一个字251A包括前导码区域2511、消息类型区域2512、控制区域2515以及奇偶校验位区域2514。第二个字252A包括计数器区域2526、消息类型区域2527、内容区域2528以及奇偶校验位区域2525。第三个字253A包括计数器区域2535、内容区域2536以及奇偶校验位区域2534。第四个字254A包括计数器区域2541、内容区域2542以及奇偶校验位区域2543。

此外，除了图21所示的消息格式250A以外，希望也参照上述的关于图12、图14、图15、图18所示的消息格式说明。

(e6：发送周期/发送序列)

接着，说明从S3发送机220发送的IMES-TAS信号的发送周期等。在根据本实施方式的时刻同步系统中，作为IMES-TAS信号的定时码，每隔规定的发送周期发送包括遥测区域2513中保存的遥测字的消息。在此，作为遥测字，使用预先决定的固定的代码。通过使用这样的固定的代码，能够作为用于取得同步的SYNC字发挥功能。

作为一例，S3发送机220以每3秒为时间间隔，重复发送包括遥测字的消息来作为定时码。在该情况下，例如当将从S3发送机220发送的信号的比特率设定为250bps时，每3秒能够发送25个字(250bps×3秒÷30bit)。

在以下的说明中，以从S3发送机220发送的信号的比特率为250bps的情况为例进行说明，但比特率不限于此，能够使用适于系统的值。例如，从GPS的卫星发送的消息为50bps，为与该已有的规格相匹配，可以将从S3发送机220发送的信号的比特率设为50bps。在该情况下，每单位时间能够发送的数据量变为1/5(＝50/250)，因此如下面说明的那样使在250bps的前提下设定的发送周期等变更为5倍即可。另外，时间间隔也不限于3秒，例如也可以变更为6秒等时间。关于这样的时间间隔和比特率，能够根据要求规格、系统结构等适当地选择最佳的时间间隔和比特率。

图22是用于说明在根据本实施方式的时刻同步系统中作为IMES-TAS信号发送的定时码的一例的图。参照图22，当来自S3发送机220的IMES-TAS信号的发送周期到来时，开始发送构成图17和图18所示的消息格式270(MT7)的各字。具体地说，依次发送构成消息格式270(MT7)的字271、272、273、274、275、276、277、278。当完成MT7的消息的发送时，实施其它消息的发送。

从发送最初的字271起经过发送周期Ts(在该例中为3秒)后，下一个IMES-TAS信号的发送周期到来，因此重复发送构成消息格式270(MT7)的字271、272、273、274、275、276、277、278。下面，同样地每隔发送周期Ts重复发送消息格式270(MT7)以及其它消息格式所涉及的数据。也就是说，构成IMES-TAS信号的帧的多个字的开头(第一个字)与S3发送机220的发送周期的开始时间点建立了对应。在IMES-TAS信号中使用固定值的遥测字，因此开头的字被固定为预先决定的值。因此，也能够将开头的字整体用作SYNC字或者解调时的副本。在S3接收机320中，基于该周期性地重复发送的定时码来实现时刻同步。

实际上，作为IMES-TAS信号的消息格式270由8个字构成，因此在3秒的发送周期中能够发送的消息(25个字)中包括IMES-TAS信号中的8个字。关于其余的17个字，能够自由地分配给公知的IMES信号(图11、图13、图16所示的MT0、MT1、MT3、MT4)的消息。

即，只要满足在每个发送周期Ts一定发送包括遥测字的消息(MT7或MT6)这一条件即可，能够任意地决定在其余的时间发送的消息的种类。此外，有时在发送包括遥测字的消息的发送定时之前会存在几个多余的字。在这样的情况下，需要插入以MT3等的1个字完结的消息来进行填充。

S3发送机220以比从S2解调器210输出的定时(1PPS)的周期(1秒)长的周期(3秒)发送IMES-TAS信号。这样，通过使IMES-TAS信号的发送周期变长，能够在间隙时间发送IMES信号，能够使对基站300侧提供信息的方法多样化。也就是说，S3发送机220也能够在发送IMES-TAS信号的期间发送取代来自GNSS的无线信号(GNSS信号)的无线信号(IMES信号)。

图23是用于说明从根据本实施方式的时刻同步系统中的S3发送机220发送的消息的一例的图。如图23所示，可知在每个发送周期Ts(在该例中为3秒)一定会发送构成消息格式270的8个字。在其余的时间发送任意的消息。

如上述那样，从S3发送机220发送的IMES-TAS信号与GNSS信号及IMES信号具有后向兼容性，因此能够同时运用。即，S3接收机320能够对GNSS信号进行接收以及解码，并且也能够对IMES信号和IMES-TAS信号进行接收以及解码。

此外，假设S3发送机220的服务区域(S3发送机220与S3接收机320的距离)为几米～十几米，进行IMES-TAS信号的传送所需的延迟时间为每10m延迟约33纳秒，因此在根据本实施方式的时刻同步系统的系统规格上，能够忽视IMES-TAS信号的传送所产生的延迟时间。

在上述的图23中示出以3秒为周期来发送作为IMES-TAS信号的消息格式270的例子，但也可以采用更长的发送周期。例如，S3发送机220以每6秒为时间间隔，重复发送包括遥测字的消息(符合消息格式250的消息)来作为定时码。在该情况下，例如当将从S3发送机220发送的信号的比特率设定为250bps时，每6秒能够发送50个字(250bps×6秒÷30bit)。

图24是用于说明从根据本实施方式的时刻同步系统中的S3发送机220发送的消息的另一例的图。如图24所示，可知在每个发送周期Ts(在该例中为6秒)一定会发送构成消息格式250的3个字。在其余的时间发送任意的消息。

如上述那样，从S3发送机220发送的IMES-TS信号与GNSS信号及IMES信号具有后向兼容性，因此能够同时运用。即，S3接收机320能够对GNSS信号进行接收以及解码，并且也能够对IMES信号和IMES-TS信号进行接收以及解码。

(e7：IMES-TAS信号的生成/发送的处理过程)

接着，说明与S3发送机220中的IMES-TAS信号的生成和发送相关的处理过程的一例。

图25是表示从构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3发送机220生成以及发送IMES-TAS信号时的处理过程的流程图。图25所示的各步骤基本由S3发送机220的数字处理块221执行。

参照图25，S3发送机220判断IMES-TAS信号的生成以及发送准备是否完成(步骤S200)。也可以是，基于是否从S2解调器210接收到解调数据和定时信号，来判断有无完成发送准备。如果没有完成IMES-TAS信号的生成以及发送准备(步骤S200中为“否”)，则重复步骤S200的处理。

当完成IMES-TAS信号的生成以及发送准备时(步骤S200中为“是”)，S3发送机220等待接收来自S2解调器210的下一个定时信号(步骤S202)。然后，当从S2解调器210接收到下一个定时信号时，S3发送机220基于当时来自S2解调器210的解调数据，生成并发送构成IMES-TAS信号的消息格式270(或者，消息格式250或260)的第一个字(步骤S204)。即，生成以及发送MT7或MT6的消息。接下来，S3发送机220基于来自S2解调器210的同一解调数据，生成并依次发送构成IMES-TAS信号的消息格式270(或者，消息格式250或260)的后续的字(步骤S206)。

接下来，S3发送机220判断是否从S2解调器210接收到定时信号(步骤S208)。当从S2解调器210接收到定时信号时(步骤S208中为“是”)，S3发送机220判断在最新进行的IMES-TAS信号的发送之后接收到定时信号的接收累计数是否达到与发送周期Ts对应的次数(步骤S210)。在发送周期Ts为3秒的情况下，判断是否在最新进行的IMES-TAS信号的发送之后第三次接收到定时信号。

如果在最新进行的IMES-TAS信号的发送之后接收定时信号的接收累计数达到与发送周期Ts对应的次数(步骤S210中为“是”)，则重复步骤S204以后的处理。

与此相对地，如果没有从S2解调器210接收到定时信号(步骤S208中为“否”)，或者在最新进行的IMES-TAS信号的发送之后接收定时信号的接收累计数没有达到与发送周期Ts对应的次数(步骤S210中为“否”)，则S3发送机220按照预先决定的规则生成IMES信号并进行发送(步骤S212)。即，生成并发送MT0、MT1、MT3、MT4中的任一消息。然后，重复步骤S208以后的处理。

通过以上那样的处理过程来从S3发送机220对S3接收机320发送IMES-TAS信号。

<F.基站300的S3接收机320>

接着，说明基站300的S3接收机320中的IMES-TAS信号的接收处理和解调处理。

图26是表示构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3接收机320的电路结构例的框图。参照图26，S3接收机320包括多个信道块321、导航处理部322、选择控制部323、同步检测部324、分频器325、327以及稳定化循环部326。

多个信道块321的各信道块321对接收信号(RF信号)进行解调后输出其中包括的消息。多个信道块321分别并行地执行接收信号的解调以及消息输出，由选择控制部323将来自各个信道块321的输出选择性地输出到后级。

具体地说，各个信道块321分别包括相关器3211、3212、消息提取部3213、C/A(coarse/access：粗略访问)码生成部3214、卷积运算部3215以及积分电路3216。

相关器3211计算接收信号与从C/A码生成部3214输出的作为扩频码的C/A码之间的相关性。

消息提取部3213提取来自相关器3211的输出中包括的消息(帧)。消息提取部3213输出表示提取出的消息的比特流(bit stream)。并且，消息提取部3213对通过循环控制生成的时钟(Clock)的相位进行调整，由此管理信道块321中的同步检测定时。

积分电路3216按照来自消息提取部3213的时钟使相位同步，并且将其输出向卷积运算部3215输出。卷积运算部3215对接收信号与来自积分电路3216的同步信号之间进行卷积运算。将其结果输出到相关器3212。相关器3212计算来自卷积运算部3215的卷积运算的结果与从C/A码生成部3214输出的C/A码之间的相关性。也就是说，使用相关器3212和卷积运算部3215来实施C/A码相干积分处理。来自相关器3212的输出被提供给消息提取部3213。消息提取部3213基于分别来自相关器3211和相关器3212的输出，来调整时钟的相位。通过这样的循环控制，能够高精度地检测接收信号中包括的消息。

可以使由积分电路3216对消息进行的循环处理次数(卷积运算处理)根据消息的种类而不同。例如，可以对IMES-TAS信号(MT6和MT7)实施120次卷积运算处理，对IMES信号(MT0、MT1、MT3、MT4)实施4次卷积运算处理，对GNSS信号实施20次卷积运算处理。在后文中叙述对IMES-TAS信号进行的卷积运算处理。

当从某一个信道块321输出GNSS信号或IMES信号中包括的消息时，导航处理部322对该消息进行PVT运算。导航处理部322输出作为PVT运算的结果得到的位置(GNSSPosition)、时刻(GNSS time)、定时信号(GNSS 1PPS)以及IMES数据(包括认证用数据)。

选择控制部323检测通过向信道块321输入IMES-TAS信号而输出的消息，将检测到的消息输出到同步检测部324和稳定化循环部326。

同步检测部324检测周期性地发送的包括遥测字的消息，将其作为IMES-TAS信号的定时信号输出。如上述那样，以3秒为周期来发送包括遥测字的消息，因此同步检测部324每3秒进行一次脉冲信号的输出(IMES-TAS 1脉冲/3秒)。

另外，同步检测部324将被输入的各比特的定时作为时钟(CLK)输出。如上述那样，当将从S3发送机220发送的信号的比特率设为250bps时，同步检测部324输出250Hz的时钟。分频器325是一种计数器，针对250次的时钟进行1次脉冲的输出。也就是说，从分频器325输出的定时信号(IMES-TAS1PPS(Real))相当1PPS信号。此外，当将从S3发送机220发送的信号的比特率设为50bps时，采用针对50次的时钟进行1次脉冲的输出那样的分频器即可。

稳定化循环部326接受来自消息提取部3213的时钟和来自导航处理部322的位串，利用包括局部振荡器的PLL(Phase Locked Loop：锁相环)来进行相位锁定，由此输出IMES-TAS信号和GNSS信号的时钟(IMTS-TAS/GNSS时钟(稳定))。通过稳定化循环部326的PLL，输出的时钟更加稳定。

分频器327与分频器325同样是一种计数器，针对250次的时钟进行1次脉冲的输出。也就是说，从分频器327输出的定时信号(IMES-TAS 1PPS(稳定))是相当于1PPS信号的更加稳定的信号。

稳定化循环部326和分频器327是可选的结构，根据在作为基站300的利用目的地的无线发送接收部310中要求的时刻同步的精度来适当进行设置。

如以上那样，S3接收机320作为接收部发挥功能，该接收部对来自S3发送机220的IMES-TAS信号进行解调来获取定时信号(1PPS)以及与该定时信号所表示的定时对应的时刻信息。当接收到MT7的IMES-TAS信号时，能够获取GPSNav消息兼容的GPSWeek和TOW(参照图17)。另外，当接收到MT8的IMES-TAS信号时，能够直接获取西历年、月、日、时、分、秒(参照图18)。

每隔发送周期Ts(在该例中为3秒)重复发送IMES-TAS信号(MT7或MT8)，另外，在包括遥测字的消息(图22所示的第一个字271或者图23所示的第一个字271)中，从前导码区域到奇偶校验位区域的30比特全部为固定值，因此通过相关器3212的C/A码相干积分处理能够得到更高的C/N(Carrier to Noise：载波/噪声)比。其结果，能够提高同步精度。

图27是用于对构成根据本实施方式的时刻同步系统的S3接收机320中的接收包括遥测字的消息的接收处理进行说明的图。参照图27，S3接收机320能够判断为包括遥测字的消息(字251或字261)的第一比特的上升沿是发送周期Ts(在该例中为3秒)的任意整数倍。而且，通过接收紧接在包括遥测字的消息之后发送的两个消息(字252及253或者字262及263)，能够获取与时刻有关的所需的全部信息。

例如，设为S3接收机320接收MT7来作为IMES-TAS信号，并解码成其时刻是“2016年6月30日10时23分30秒”。之后，当在发送周期Ts(3秒)后接收到新的MT7时，能够解释为该新接收到的MT7的帧的第一比特的接收时刻是“2016年6月30日10时23分33秒”。每隔发送周期Ts(3秒)重复这样的处理。

另外，从S3发送机220发送的信号的比特率为250bps，因此如果在接收到包括遥测字的消息之后由计数器检测到计数250次(1比特计数1次)，则能够输出作为定时信号的1PPS信号。即，图26所示的同步检测部324和分频器325基于从S3发送机220发送的IMES-TAS信号对1PPS信号进行再生。从S3发送机220发送的250bps的调制信号的精度总是保持时刻同步所需的精度，因此只要不要求特別的稳定度，从图26所示的同步检测部324和分频器325输出的1PPS信号在实际应用上就具有足够的精度。

在从S3发送机220发送的信号的比特率为50bps的情况下，花费5倍的时间来进行同步匹配，由此能够实现与比特率为250bps的情况下的精度同样的精度。

此外，在要求特別的稳定度的情况下，利用图26所示的稳定化循环部326和分频器327。稳定化循环部326实施基于使用遥测字的积分处理的C/N比改善和相关处理，由此提取更清楚的信号以及降低定时信号的相位噪音。稳定化循环部326不仅对构成消息的比特进行计数，还具有使用PLL的针对遥测字的相位同步机构。并且，关于稳定化循环部326，为了针对3秒这样比较长的发送周期也实现稳定的循环，可使用高精度晶体振荡器(OCXO：OvenControlled Crystal Oscillator：恒温晶体振荡器)、温度补偿型晶体振荡器(TCXO)之类的具有高精度且高稳定度的振荡器。

这样，被用作IMES-TAS信号的MT7及MT8具有扩展性，也能够充分应对针对更高的稳定度的要求。

另外，S3接收机320有时能够同时接收GNSS信号和IMES-TAS信号。然而，在能够接收IMES-TAS信号的环境下，从GNSS信号获取的时刻信息和定时信号的可靠性可能非常低。一般来说，这是因为S3发送机220设置于接收不到GNSS信号的环境或者接收的GNSS信号的可靠性明显低的环境(例如，屋内)等。

考虑到这样的原因，可以说优选在同时接收到GNSS信号和IMES-TAS信号的情况下不利用从GNSS信号获取的时刻信息和定时信号。或者，也可以采用在接收到IMES-TAS信号的情况下不接收任何GNSS信号的结构。再或者，也可以针对S3接收机320预先设定接收GNSS信号。例如，在S3接收机320中，将针对MT3的BD(Binary Decoder：二进制解码器)设定为“0”，由此表示是屋内接收机。也就是说，表示基于GNSS信号进行的定位的可靠性低，或者表示接收不到GNSS信号。通过切断GNSS信号的处理，能够降低S3接收机320中的消耗电力，并且能够得到稳定的同步信号。

此外，也可以是，在由S3接收机320接收到从接近地设置的多个S3发送机220分别发送的IMES-TAS信号的情况下，选择在最早的定时接收到的IMES-TAS信号。该定时的差仅为纳秒级别，因此优选使用相关器等检测更早的定时的信号。

接着，说明S3接收机320中的改善C/N比的方法。

图28是用于对根据本实施方式的时刻同步系统中采用的消息的结构进行说明的图。图28中示出C/A码与IMES-TAS信号(MT7的消息格式270)的关系。在IMES-TAS信号中，将作为扩频码的C/A码重复4次来表现1比特的消息。此外，在通常的GNSS信号中，将C/A码重复20次来表现1比特的消息。

因此，一般的GNSS接收机当捕捉到C/A码时构成信号跟踪循环，以C/A码的定时对接收信号实施相干积分处理(卷积运算处理)。由此，改善C/N比，提高信号跟踪循环的稳定性。

与此相对地，在根据本实施方式的时刻同步系统中使用的IMES-TAS信号中，将C/A码重复4次来表现1比特。因此，在与一般的GNSS接收机同样的卷积运算中，改善C/N比的改善效果小。

因此，在IMES-TAS信号中，准备用于信号跟踪和积分处理的消息。也就是说，IMES-TAS信号(MT7的消息格式270)的第一个字271能够作为同步字发挥功能。如上述那样，第一个字271的30比特均为固定值，因此在S3接收机320中能够与C/A码同样地用作副本。通过使用这样的包括遥测字的消息，最多能够将相干积分处理(卷积运算处理)实施120次。也就是说，在S3接收机320安装对构成IMES-TAS信号的第一个字执行多次卷积运算处理的电路。通过使用这样的多次卷积运算处理来改善C/N比，能够提高信号跟踪循环的稳定性，由此能够提高IMES-TAS信号必不可少的的频率和时间性能。

如以上那样，在S3接收机320中，利用从S3发送机220发送的IMES-TAS信号的特征来改善C/N比，能够输出高精度的时刻信息和定时信号。

<G.认证码的生成和利用>

接着，说明认证码的生成以及利用。

图29是用于对根据本实施方式的时刻同步系统中发送的信号中包括的信息的一例进行说明的图。参照图29，代表性地，由基准单元100接收的GNSS信号103包括定时信号1031、时钟1032、位置信息1033、时刻信息1034以及闰秒信息1035。

定时信号1031例如是用于提供与GNSS同步的定时信号的信息，例如包括1秒脉冲信号(1PPS信号)。

时钟1032例如是用于提供与GNSS同步的频率源的信息，例如包括10MHz的脉冲信号。

位置信息1033是用于提供定位服务的信息，例如包括纬度、经度、高度、楼层信息等。

时刻信息1034是用于提供与GNSS同步的时刻信息的信息，例如包括西历年、月、日、时、分、秒的信息等。同样地，闰秒信息1035也是用于提供与GNSS同步的时刻信息的信息，包括用于校正闰秒的信息。

另外，代表性地，从发送单元200的S3发送机220发送的IMES-TAS信号203包括定时信号2031、时钟2032、位置信息2033、时刻信息2034、闰秒信息2035以及认证码2036。

定时信号2031、时钟2032、位置信息2033、时刻信息2034以及闰秒信息2035与GNSS信号103中包括的对应的信息相同，因此不重复进行详细的说明。

认证码2036例如包括TOTP的值来作为取决于位置和时刻的当前值的一次性密码。

从发送单元200的S3发送机220接收到IMES-TAS信号203的基站300或移动终端等通过接收IMES-TAS信号203，除了接收到位置和时刻以外，还能够实现用于保证位置和时刻的完整性或真实的认证处理等。

图30是用于对根据本实施方式的时刻同步系统中生成认证码的方法的一例进行说明的图。参照图30，发送单元200的S3发送机220包括用于生成TOTP的编码器280以及生成包括由编码器280生成的TOTP的IMES-TAS信号(消息)的IMES-TAS生成器282。

编码器280对于通过对传送RF信号进行解调所获取到的时刻信息和任意的种子码(日语：シードコード)执行规定的不可逆运算，由此生成规定比特数的TOTP。代表性地，TOTP能够设为64比特或128比特。当然，也可以采用包括更多的比特数的TOTP，还可以采用包括更少的比特数的TOTP。

代表性地，作为用于生成TOTP的不可逆运算，优选使用密码学哈希函数。作为这样的密码学哈希函数，能够使用SHA(Secure Hash Algorithm：安全哈希算法)系列的函数。从这样的密码学哈希函数输出的消息摘要相当于TOTP。或者，也可以采用按照规定为RFC6238的生成算法生成的TOTP。

在编码器280中，时刻信息和针对每个发送单元200设定的密钥被提供给密码学哈希函数。这样，以密钥和时刻信息为输入，按照密码学哈希函数来计算作为规定长度的消息的TOTP。

密钥被用作用于生成消息摘要(TOTP)的种子码。在采用这样的结构的情况下，优选采用相对于对基准单元100的攻击具有高的防篡改性的硬件。例如，优选采用如能够在单芯片内实现密钥对的生成、消息摘要的计算等那样的结构。作为这样的结构的一例，公知有TPM(Trusted Platform Module：可信平台模块)等。在TPM中，还设计了当试图进行物理逆向工程时使内置的存储器破损来使已保存的值无法读取。通过采用这样的具有高的防篡改性的硬件，能够针对来自网络上的攻击、物理逆向工程等维持安全性。

或者，也可以是，不对发送单元200预先设定密钥，使用由认证服务器108生成的密钥。认证服务器108随机生成密钥。由认证服务器108生成的密钥可以包括在从基准单元100向发送单元200发送的传送RF信号中。通过利用来自认证服务器108的密钥，基准单元100自身无需保持静态密钥，因此能够提高安全强度。

IMES-TAS生成器282除了生成位置信息、时刻信息、IMES消息、识别信息以外，还根据由编码器280生成的TOTP生成上述那样的IMES-TAS信号。

通过将如图30所示那样的结构安装于基准单元100，能够广播包括TOTP的IMES-TAS信号。

<H.解调数据输出格式>

关于通过接收从发送单元200发送的IMES-TAS信号并对接收到的该IMES-TAS信号进行解码所得到的信息，例如可以以符合从一般的GPS接收模块输出接收数据时使用的NMEA格式的形式输出。

图31～图40是表示根据本实施方式的时刻同步系统中的IMES-TAS信号的数据输出格式的一例的图。

在图31中示出将用于接受位置和时刻的服务的信息进行输出的格式(IMTCS)的一例。在图31所示的格式中保存包括当前时刻等在内的基本信息。

在图32中示出用于将接受位置和时刻的服务的更原始的信息进行输出的格式(IMTCR)的一例。在图32所示的格式中直接保存所接收的IMES-TAS信号中包括信息。

在图33中示出将用于接受使用认证码的服务的信息进行输出的格式(IMASC)的一例。在图33所示的格式中，除了保存位置的信息以外还保存与该位置的信息相关联的认证码(TOTP)。

在图34中示出将与IMES-TAS信号的接收处理等有关的信息进行输出的格式(IMMSG)的一例。在图34所示的格式中保存所接收的IMES-TAS信号的种类、接收到的比特流本身。

在图35中示出将单体的位置信息进行输出的格式(IMIPI)的一例。在图35所示的格式中保存从特定的发送单元200接收到的IMES-TAS信号中包括的当前位置的信息。

在图36中示出将合成所得到的位置信息进行输出的格式(IMSPI)的一例。在图36所示的格式中保存基于多个信息进行合成所得到的当前位置的信息。

在图37中示出将所发送的消息中包括的短ID等进行输出的格式(IMSID)的一例。在图37所示的格式中保存从接收到的消息中得到的短ID以及边界位等信息。

在图38中示出将所发送的消息中包括的中等ID等进行输出的格式(IMMID)的一例。在图38所示的格式中保存从接收到的消息中得到的中等ID以及边界位等信息。

在图39中示出使用根据本实施方式的时刻同步系统来传送由QZSS等广播的灾害信息(Disaster Message)的情况下的格式(IMDSA)的一例。在图39所示的格式中保存用于通知灾害信息的信息。

在图40中示出将所广播的IMES-TAS信号的内容进行输出的格式(GPGGA)的一例。在图40中，输出IMES-TAS信号中包括的内容本身以供调试等。

图31～图40中示出的格式只是一例，能够采用任意的NMEA格式。

<I.延迟校正功能以及延迟时间的测量和设定>

接着，说明用于使根据本实施方式的时刻同步系统中的延迟校正功能发挥功能的对延迟时间进行测量以及设定的处理。

图41是用于对根据本实施方式的时刻同步系统中产生的传送延迟进行说明的图。参照图41，例如设为在某个时刻T1从基准单元100的S2调制器120发送了消息。设为发送单元200的S2解调器210在时刻T2接收到同一消息。此时，时刻T1与时刻T2的差相当于延迟时间。特别地，在图5和图6所示的移动通信系统2中，从基准单元100的S2调制器120到发送单元200的S2解调器210的传送路径相对较长，因此无法忽视延迟时间，需要进行校正。为了使这样的延迟校正功能有效地发挥功能，需要针对各个S2解调器210分别设定传送延迟的校正量(校正时间)。

为了使这样的延迟时间的测量及设定变得容易，可以采用定时校正装置。

图42是用于对根据本实施方式的时刻同步系统中的定时校正装置500的应用例进行说明的图。参照图42，能够在构成根据本实施方式的时刻同步系统之后，通过与发送单元200的S2解调器210连接，来自动地测量延迟时间，基于该测量的结果对S2解调器210设定传送延迟的校正量(校正时间)。代表性地，定时校正装置500进行延迟时间的测量以及校正时间的设定。

图43是表示对根据本实施方式的时刻同步系统提供的定时校正装置500的电路结构例的框图。参照图43，定时校正装置500将在内部生成的定时信号(1PPS信号)与由S2解调器210从传送RF信号再生出的定时信号(1PPS信号)进行比较，由此测量延迟时间。

即，定时校正装置500获取在内部生成的与在基准单元100的GNSS接收机110中获取的定时信号(1PPS)实质相同的定时信号(1PPS)，并且测量该在内部生成的定时信号(1PPS)与从S2解调器210输出的定时信号(1PPS)的时间差，由此决定传送延迟的校正量(校正时间)。

具体地说，定时校正装置500包括CPU 502、时间差检测器504、基准定时产生部506、混频器510、高通滤波器512、模拟数字转换器514、显示器516以及电池518。

CPU 502对各部下达指示，并且基于处理结果来对S2解调器210设定校正时间。另外，CPU 502也能够对S2解调器210设定与载波有关的偏差、各种设定值、状态信息等。

时间差检测器504响应于来自CPU 502的指令，检测来自基准定时产生部506的定时信号(1PPS)与来自S2解调器210的定时信号(1PPS)的延迟时间(相位差)，将检测到的延迟时间输出到CPU 502。该延迟时间是应该对S2解调器210设定的校正量。

基准定时产生部506具有芯片级原子钟(CSAC：Chip Scale Atomic Clock)，以对经由天线508接收到的GNSS信号进行解码所得到的信息为基准来输出高精度的基准定时信号。具体地说，基准定时产生部506输出定时信号(1PPS信号)以及相当于载波的RF信号(10MHz)。

混频器510将来自基准定时产生部506的RF信号与来自S2解调器210的载波相乘。混频器510中的乘法运算结果经过高通滤波器512而被模拟数字转换器514转换为数字信号。从模拟数字转换器514输出的值表示载波的频移。

这样，混频器510、高通滤波器512以及模拟数字转换器514构成用于检测频率偏差的频率偏差检测部509。由CPU 502对从频率偏差检测部509输出的信号进行计数。但是，也可以使用外部的计数器来安装频率偏差检测部509。

在显示器516中，除了显示定时校正装置500的动作状态(例如，测量中、设定中)等信息以外，还可以显示测量得到的延迟时间、校正时间、基准定时产生部506中的定时信号的输出状态等。

能够使由定时校正装置500进行的包括延迟时间的测量以及校正时间的设定等在内的一系列的作业自动地进行。通过使这样的一系列的作业自动化，即使在设置有很多发送单元200(S2解调器210和S3发送机220)的情况下也能够以简单的过程设定所需的校正时间。

在根据本实施方式的时刻同步系统中采用的延迟校正功能中，需要针对各个S2解调器210分别设定校正时间，但通过使用定时校正装置500，能够实现该作业时间的缩短化。

<J.延迟时间的自动校正功能>

接着，说明根据本实施方式的时刻同步系统中的延迟时间的自动校正功能。

图44是用于对根据本实施方式的时刻同步系统中的延迟时间的自动校正功能进行说明的图。参照图44，例如在CATV广播电视台的前端30的下游侧设置TAS主收发器(TASTRX-M)520，并且以与S2解调器210连接的方式设置TAS从收发器530。而且，TAS主收发器520与TAS从收发器530之间构成双向同步机构。此外，在利用CATV网的情况下，双向同步机构也可以在BS/CS频带构成。

在该情况下，通过针对TASTRX-M广播包中包括的TASTRX-SID发出测量请求，来测量TAS主收发器520与TAS从收发器530之间的延迟时间。通过使用测量得到的延迟时间来构成FLL(Frequency Locked Loop：锁频环)校正循环，能够建立自动地校正延迟时间的循环。通过将这样的FLL校正循环的结果应用于S2解调器210中的延迟时间的自动校正功能，即使在如传送路径的状态频繁地变化那样的环境下，也能够动态地使校正时间最佳化。因此，无论传送路径的状况如何，总是能够维持精度高的时刻同步。

<K.变形例>

(k1：传送RF信号的产生以及传送)

在上述的实施方式中，例示了利用多个发送单元200分别接收从一个基准单元100发送的传送RF信号的结构，为了提高冗余性，也可以设置多个基准单元100。在该情况下，可以使多个基准单元100以各不相同的频率(信道)发送传送RF信号。在发送单元200中，可以通过多个信道来接收传送RF信号，选择性地接收这些可接收的传送RF信号中的预先决定的传送RF信号。

或者，也可以是，使多个基准单元100之间相互进行监视，由此仅使任意一个基准单元100发送传送RF信号，在担当传送RF信号的发送的基准单元100发生某种不良状况的情况下，其它基准单元100立即以更换角色的形式待机。

在根据本实施方式的时刻同步系统中，使用传送RF信号来发送定时信号(1PPS)和时刻信息，因此对从基准单元100到发送单元200的传送路径的品质的要求不高。因此，能够使用多个传送路径、例如同轴线缆与光缆的组合、CATV网与电话线的组合之类的任意的传送路径，能够扩大应用范围。

(k2：来自发送单元的信号传送)

在上述的说明中，例示了使用以用于对GPS信号进行补充的伪信号的一例即IMES信号为基础的IMES-TAS信号的情况，但作为基础的信号不限于此。例如，也可以是，按照与来自GPS以外的GLONASS、SBAS、北斗卫星定位系统、Galileo之类的卫星定位系统的无线信号具有兼容性的格式，以无线方式发送位置信息、系统时钟、时刻信息等信息。

或者，如果基站300的接收电路是对应的，则也可以使用遵循公知或专有的协议的无线信号来对系统时钟、时刻信息等信息进行无线发送。例如，可以采用与所谓的无线电时钟类似的协议并且利用进一步提了高精度的方法来发送无线信号。

并且，也可以如下面所例示的那样将发送单元与基站进行有线连接。在该情况下，能够采用任意形式的信号。

(k3：发送单元与基站的有线连接例1)

图45是表示包括根据本实施方式的变形例1的时刻同步系统的移动通信系统1A的一例的示意图。图46是表示图45所示的移动通信系统1A中包括的基站300A的结构例的示意图。

图45所示的移动通信系统1A中的发送单元200A-1、200A-2···(下面，有时也统称为“发送单元200A”。)包括对从S2调制器120发送的传送RF信号进行解调的S2解调器210以及用于向基站300A传送S2解调器210的解调结果的传送接口230。各个发送单元200A分别经由信号线232而与基站300A-1、300A-2···(下面，有时也统称为“基站300A”。)中的某一个基站电连接。

从发送单元200A经由信号线232向基站300A传送S2解调器210的解调结果中包括的时刻信息、定时信号、各种数据。信号的传送形式可以是任意的方式和过程。参照图46，在基站300A中配置传送接口330来取代S3接收机320(参照图4)。即，发送单元200A的传送接口230和基站300A的传送接口330是用于经由信号线232传送所需的信息的结构。

通过采用这样的结构，即使在如IMES-TAS信号等无线信号的发送受限那样的场所，也能够配置基站300A。

(k4：发送单元与基站的有线连接例2)

图47是表示包括根据本实施方式的变形例2的时刻同步系统的移动通信系统1B的一例的示意图。图48是表示图47所示的移动通信系统1B中包括的基站300B的结构例的示意图。

在图47所示的移动通信系统1B中，发送单元200B-1、200B-2···(下面，有时也统称为“发送单元200B”。)经由网线242而与基站300B-1、300B-2···(下面，有时也统称为“基站300B”。)中的一个或多个基站连接。例如，通过采用符合以太网(注册商标)的线缆来作为网线242，能够构成一种网络。在构成这样的网络的情况下，可以针对一个发送单元200B连接多个基站300B。

在图47所示的移动通信系统1B中，各个发送单元200B分别包括对从S2调制器120发送的传送RF信号进行解调的S2解调器210以及基于S2解调器210的解调结果生成基准时刻的主时钟240。主时钟240例如是用于使用PTP技术进行时刻同步的基准时刻产生装置，例如可以采用遵循IEEE1588(PTP)或IEEE1588v2(PTPv2)中规定的协议的主时钟。参照图48，在基站300B中配置从时钟360来取代S3接收机320(参照图4)。从时钟360经由网线242而与主时钟240获取时刻同步，并且向无线发送接收部310提供进行该同步后的时刻信息。

通过采用这样的结构，即使在如IMES-TAS信号等无线信号的发送受限那样的场所，也能够配置基站300B。另外，能够针对单一的发送单元200B连接多个基站300B，因此能够灵活地配置基站300B。

(k5：从发送单元发送的信号的使用例)

在上述的说明中，作为典型例，例示了将时刻同步系统应用于在基站300与其它基站300之间进行时刻同步这样的用途的情况，但不限于此，也可以由其它装置利用位置信息、系统时钟、时刻信息等信息。

图49是表示包括根据本实施方式的变形例3的时刻同步系统的移动通信系统1C的一例的示意图。在图49所示的移动通信系统1C中，在由某一个基站(在图49所示的例中为基站300-2)提供的小区区域内存在的移动终端370能够从该基站300-2获取所需的信息，但同时也可以接收来自发送单元200-2的无线信号来获取利用该无线信号发送的位置信息、系统时钟、时刻信息等。在如图49所示那样的状况下，移动终端370无法利用GNSS信号的可能性高，因此能够利用来自发送单元200-2的无线信号来获取位置信息，向用户提供所需的服务。

并且，也可以对任意的通信设备380提供利用来自发送单元200的无线信号发送的各种信息。例如，任意的通信设备380能够根据来自发送单元200的无线信号来获取自身的位置信息和时刻信息等，并与收集到的其它信息一起通知给上级的服务器装置等。通过采用这样的结构，仅通过在通信设备380安装无线传送电路和GNSS信号的接收电路，就能够在屋外和屋内中的任一方收集位置信息和时刻信息，并且能够将收集到的场地信息等与这些位置信息及时刻信息相关联地进行通知，因此能够以低价提供应用IoT(Internet ofThings：物联网)技术的各种系统。

(k6：从发送单元发送的信号的使用例)

图50是表示包括根据本实施方式的变形例4的时刻同步系统的移动通信系统1D的一例的示意图。在图50所示的移动通信系统1D中，基准单元100D具有S2调制器120D，该S2调制器120D不具有用于生成传送RF信号的接口，具有用于连接以太网等网络的接口。S2调制器120D还内置有遵循IEEE1588(PTP)或IEEE1588v2(PTPv2)中规定的协议的(超级)主时钟。

另一方面，各个发送单元200D分别具有S2解调器210D，该S2解调器210D不具有用于接收传送RF信号的接口，具有用于连接以太网等网络的接口。S2解调器210D内置有遵循IEEE1588(PTP)或IEEE1588v2(PTPv2)中规定的协议的从时钟。S2解调器210D与内置于S2调制器120D的主时钟同步地管理时刻。

与上述的结构同样地，从基准单元100D经由网络向发送单元200D提供用于生成IMES-TAS信号的信息。而且，发送单元200D对基站提供IMES-TS信号或IMES-TAS信号。代表性地，IMES-TS信号包括位置(Position)、时刻(Clock)、定时信号(Timing)。IMES-TAS信号除了包括IMES-TS信号中包括的信息以外，还包括认证码(Authentication Code)等。

通过采用这样的结构，能够使从基准单元100D向发送单元200D进行信息传送所需的设备要求宽松，能够进一步促进根据本实施方式的移动通信系统的普及。

<L.优点>

在根据本实施方式的时刻同步系统中，将时刻同步所需的定时信号和时刻信息以传送RF信号的形式发送到S2解调器210，并使用通过S2解调器210进行了解调的数据从S3发送机220以任意的信号(代表性地，如上述那样的IMES-TAS信号)的形式进行无线发送或有线发送。通过采用这样的信号传送方式，能够利用共用天线电视系统、CATV网之类的已设的设备，并且也能够利用容易与各住宅内设置的端口(TV布线用连接器)等连接的设备，因此在屋内设置大量的飞蜂窝等超小型基站等的情况下，能够降低进行设置所需要的成本，并且能够实现包括多个超小型基站的系统整体的时刻同步。

应认为，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，并非限制性的。本发明的范围并非由上述的说明表示，而是由权利要求书表示，意在包括与权利要求书均等意义及范围内的所有变更。

附图标记说明

1、1A、1B、1C、2：移动通信系统；10：建筑物；12：混合放大器；16：天线布线；18：端口；20：引入线；30：前端；32：传送线；34：接收分配器；100：基准单元；102：GNSS天线；103：GNSS信号；104、360：从时钟；106：接收机；108：认证服务器；109：网络；110：GNSS接收机；120：S2调制器；121：IF信号生成电路；122：调制电路；123、129：低通滤波器；124、2158：数字模拟转换器；125、217：载波振荡器；126：上变频电路；127、510、2122、2146：混频器；128、2121：可变放大器；200、200A、200B、200D：发送单元；203：IMES-TAS信号；210：S2解调器；212：下变频电路；214：解调电路；218：系统振荡器；220：S3发送机；221：数字处理块；222：EEPROM；223：模拟处理块；224、340、508：天线；225：数字输入输出接口；226：定时接口；227：振荡器；228：电源；230、330：传送接口；232：信号线；240：主时钟；242：网线；280：编码器；282：IMES-TAS生成器；300、300A、300B：基站；310：无线发送接收部；320：S3接收机；321：信道块；322：导航处理部；323：选择控制部；324：同步检测部；325、327、2154、2159：分频器；326：稳定化循环部；350、400：小区区域；370：移动终端；380：通信设备；500：定时校正装置；502、2212：CPU；504：时间差检测器；506：基准定时产生部；509：频率偏差检测部；512：高通滤波器；514：模拟数字转换器；516：显示器；518：电池；520：主收发器；530：从收发器；1031、2031：定时信号；1032、2032：时钟；1033、2033：位置信息；1034、2034：时刻信息；1035、2035：闰秒信息；2036：认证码；2123、2125、2160：放大器；2124、2126、2144、2145：低通滤波器；2141、2142：模拟数字转换器；2143：相位旋转器；2147：位同步部；2148：SYNC探测部；2149：数据提取部；2150：并行转换部；2151：延迟校正量保持部、2152：同步调整部；2153：相位比较部；2156、2157：环路滤波器；2214：RAM；3211、3212：相关器；3213：消息提取部；3214：代码生成部；3215：卷积运算部；3216：积分电路。

Claims (11)

1.一种时刻同步系统，具备：

基准时刻获取部，其基于由第一天线接收到的来自卫星定位系统的无线信号来获取第一定时信号以及与该第一定时信号所表示的定时对应的时刻信息；

调制部，其与分为多个分支的布线连接，并且与所述第一定时信号同步地生成包括对应的时刻信息的调制信号并将该调制信号送出到所述布线上；

一个以上的解调部，所述解调部与所述布线的某一个分支连接，并且对在所述布线上传输的所述调制信号进行解调；以及

一个以上的发送部，所述发送部基于通过由某一个所述解调部进行解调所获取到的第二定时信号和时刻信息，来发送与来自卫星定位系统的无线信号具有兼容性的第一无线信号，

所述第一定时信号被周期性地输出，

所述调制部以输出所述第一定时信号的时间点为基准来将所述调制信号送出到所述布线上，

所述调制信号除了包括所述时刻信息以外还包括同步字，

所述解调部当检测到在所述布线上传输的所述调制信号中包括的所述同步字时，将紧接在检测到的该同步字之后的信息作为解调数据输出，并且以比检测到该同步字的时间点提前预先决定的校正时间的时间点为基准来输出第二定时信号，

所述时刻同步系统还具备校正装置，该校正装置基于由第二天线接收到的来自所述卫星定位系统的无线信号来获取与在所述基准时刻获取部中获取的所述第一定时信号实质上相同的第三定时信号，并且测量所述第三定时信号与从所述解调部输出的所述第二定时信号的时间差，由此决定所述校正时间。

2.根据权利要求1所述的时刻同步系统，其特征在于，

所述发送部以比从所述解调部输出的第二定时信号的周期长的周期发送所述第一无线信号。

3.根据权利要求1或2所述的时刻同步系统，其特征在于，

所述第一无线信号支持第一格式和第二格式中的至少一方，

所述第一格式包括从规定的基准日开始起算的经过周数和从周初开始起算的秒数的信息，

所述第二格式包括西历年、月、日、时、分及秒的信息。

4.根据权利要求1或2所述的时刻同步系统，其特征在于，

所述第一无线信号构成为包括多个字的帧，

构成所述帧的所述多个字的开头与发送周期的开始时间点相对应，

所述帧中的第一个字被固定为预先决定的值。

5.根据权利要求4所述的时刻同步系统，其特征在于，

还具备接收部，该接收部对来自所述发送部的所述第一无线信号进行解调，来获取第四定时信号以及与该第四定时信号所表示的定时对应的时刻信息，

所述接收部包括对所述第一个字执行多次卷积运算处理的电路。

6.根据权利要求1或2所述的时刻同步系统，其特征在于，

所述发送部在不发送所述第一无线信号的期间，发送代替来自卫星定位系统的无线信号的第二无线信号。

7.根据权利要求1或2所述的时刻同步系统，其特征在于，

所述布线包括共用天线电视系统的信号线、有线电视的信号线以及通信用的信号线中的至少任一方。

8.根据权利要求1或2所述的时刻同步系统，其特征在于，

所述第一无线信号包括基于由所述基准时刻获取部获取到的时刻信息计算出的规定长度的消息。

9.根据权利要求8所述的时刻同步系统，其特征在于，

所述规定长度的消息是以密钥和所述时刻信息为输入且按照密码学哈希函数计算出的。

10.一种发送装置，具备解调部，该解调部连接在分为多个分支的布线中的某一个位置并且对在所述布线上传输的调制信号进行解调，

所述调制信号是基于作为基准的第一定时信号以及与该第一定时信号所表示的定时对应的时刻信息生成的，并且与所述第一定时信号同步地被送出到所述布线上，所述第一定时信号是基于由第一天线接收到的来自卫星定位系统的无线信号生成的，

所述发送装置还具备发送部，该发送部基于通过由所述解调部进行解调所获取到的第二定时信号和时刻信息，来发送与来自卫星定位系统的无线信号具有兼容性的无线信号，

所述第一定时信号被周期性地输出，

所述调制信号是以输出所述第一定时信号的时间点为基准来被送出到所述布线上，

所述调制信号除了包括所述时刻信息以外还包括同步字，

所述解调部当检测到在所述布线上传输的所述调制信号中包括的所述同步字时，将紧接在检测到的该同步字之后的信息作为解调数据输出，并且以比检测到该同步字的时间点提前预先决定的校正时间的时间点为基准来输出所述第二定时信号，

所述校正时间是通过测量基于由第二天线接收到的来自所述卫星定位系统的无线信号生成的同所述第一定时信号实质上相同的第三定时信号、与从所述解调部输出的所述第二定时信号的时间差来决定的。

11.一种发送装置，具备：

接收部，其接收基于由第一天线接收到的来自卫星定位系统的第一无线信号生成的调制信号；以及

发送部，其基于来自所述接收部的定时信号和时刻信息，来发送与所述来自卫星定位系统的第一无线信号具有兼容性的第二无线信号，

其中，所述第二无线信号包括位置、时刻、定时以及认证信息，

所述调制信号是基于来自所述卫星定位系统的基准定时信号以及与该基准定时信号所表示的定时对应的时刻信息生成的，并且以输出所述基准定时信号的时间点为基准来被发送，

所述调制信号包括与所述基准定时信号所表示的定时对应的时刻信息以及同步字，

当检测到所述调制信号中包括的所述同步字时，所述接收部以比检测到该同步字的时间点提前预先决定的校正时间的时间点为基准来输出所述定时信号，

所述校正时间是通过测量基于由第二天线接收到的来自所述卫星定位系统的第三无线信号生成的同所述基准定时信号实质上相同的第二基准定时信号、与从所述接收部输出的定时信号的时间差来决定的。

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