JP2011089906A - Time information-acquiring apparatus and radio wave timepiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、標準時刻電波を受信してその時刻情報を取得する時刻情報取得装置、および、当該時刻情報取得装置を搭載した電波時計に関する。 The present invention relates to a time information acquisition device that receives a standard time radio wave and acquires the time information, and a radio clock equipped with the time information acquisition device.
現在、日本およびドイツ、イギリス、スイスなどにおいて、長波の標準時刻電波が送信所から送出されている。たとえば、日本では、福島県および佐賀県の送信所から、それぞれ、40kHzおよび60kHzの振幅変調された標準時刻電波が送出されている。標準時刻電波は、年月日時分を示すタイムコードを構成する符号の列を含み、1周期60秒で送出されるようになっている。つまり、タイムコードの周期は60秒である。 Currently, in Japan, Germany, the United Kingdom, Switzerland, etc., long standard time radio waves are transmitted from transmitting stations. For example, in Japan, standard time radio waves with amplitude modulation of 40 kHz and 60 kHz are transmitted from transmitting stations in Fukushima Prefecture and Saga Prefecture, respectively. The standard time radio wave includes a sequence of codes constituting a time code indicating the year, month, day, hour and minute, and is transmitted in one cycle of 60 seconds. That is, the period of the time code is 60 seconds.
このようなタイムコードを含む標準時刻電波を受信し、受信した標準時刻電波からタイムコードを取り出して、時刻を修正することができる時計(電波時計)が実用化されている。電波時計の受信回路は、アンテナにより受信された標準時刻電波を受け入れ、標準時刻電波信号のみを取り出すためのバンドパスフィルタ(BPF)、包絡線検波などによって振幅変調された標準時刻電波信号を復調する復調回路、および、復調回路によって復調された信号に含まれるタイムコードを読み出す処理回路を備える。 A timepiece (radio timepiece) capable of receiving a standard time radio wave including such a time code, taking out the time code from the received standard time radio wave, and correcting the time has been put into practical use. The reception circuit of the radio clock accepts the standard time radio wave received by the antenna and demodulates the standard time radio signal amplitude-modulated by a band pass filter (BPF) for extracting only the standard time radio signal, envelope detection, etc. A demodulation circuit and a processing circuit that reads a time code included in the signal demodulated by the demodulation circuit are provided.
従来の処理回路は、復調された信号の立ち上がりで同期をとった後、所定のサンプリング周期で2値化して、バイナリーのビット列である単位時間長(1秒)のTCOデータを取得する。さらに、処理回路は、TCOデータのパルス幅(つまり、ビット「1」の時間や、ビット「0」の時間)を計測し、その幅の大きさに対応して、符号「P」、「0」、「1」の何れかを決定し、決定された符号の列に基づいて時刻情報を取得する。 The conventional processing circuit synchronizes at the rising edge of the demodulated signal, and then binarizes at a predetermined sampling period to obtain TCO data of a unit time length (1 second) which is a binary bit string. Further, the processing circuit measures the pulse width of the TCO data (that is, the time of bit “1” or the time of bit “0”), and codes “P”, “0” corresponding to the width. "Or" 1 "is determined, and time information is acquired based on the determined code sequence.
従来の処理回路では、標準時刻電波の受信開始から時刻情報の取得まで、秒同期処理、分同期処理、符号取り込み、整合判定というプロセスを経る。それぞれのプロセスにおいて適切に処理が終了できなかった場合に、処理回路は、最初から処理をやり直す必要がある。このため、信号中に含まれるノイズの影響により処理が何度もやり直さねばならない場合があり、時刻情報が取得できるまでの時間が著しく長くなる場合がある。 In a conventional processing circuit, a process of second synchronization processing, minute synchronization processing, code acquisition, and matching determination is performed from the start of reception of standard time radio waves to acquisition of time information. When processing cannot be completed properly in each process, the processing circuit needs to start processing from the beginning. For this reason, processing may have to be performed again and again due to the influence of noise included in the signal, and the time until the time information can be acquired may be significantly increased.
秒同期とは、TCOデータにより示される符号のうち、1秒ごとに到来する符号の立ち上がりを検出することである。秒同期を繰り返すことで、フレームの末尾に配置されたポジションマーカー「P0」およびフレームの先頭に配置されたマーカー「M」が連続している部分を検出することができる。この連続する部分は1分(60秒)ごとに到来する。マーカー「M」の位置がTCOデータのうち、先頭のフレームのデータとなる。これを検出することを分同期と称する。上記分同期によりフレームの先頭が認識されるため、以後、符号取り込みが開始され、1フレーム分のデータを獲得した後に、パリティビットを調べられ、ありえない値(年月日時分が現実に起こりえない値)であるか否かが判断される(整合判定)。たとえば、分同期は、フレームの先頭を見出すものであるため、60秒の時間を要する場合がある。無論、数フレームにわたってフレームの先頭を検出するためにはその数倍の時間を要する。 Second synchronization is to detect the rising of the code that arrives every second among the codes indicated by the TCO data. By repeating the second synchronization, it is possible to detect a portion where the position marker “P0” arranged at the end of the frame and the marker “M” arranged at the beginning of the frame are continuous. This continuous portion arrives every minute (60 seconds). The position of the marker “M” is the data of the first frame in the TCO data. Detecting this is called minute synchronization. Since the beginning of the frame is recognized by the above-mentioned minute synchronization, code acquisition is started thereafter, and after acquiring the data for one frame, the parity bit is checked, and an impossible value (year, month, day, and time cannot actually occur) Value) is determined (consistency determination). For example, minute synchronization finds the beginning of a frame and may take 60 seconds. Of course, it takes several times as long to detect the beginning of a frame over several frames.
特許文献1においては、復調された信号を、所定のサンプリング間隔(50ms)で2値化して得られたTCOデータが取得され、1秒ごと(20サンプル)のバイナリーのビット列からなるデータ群がリスト化される。特許文献1に開示された装置は、このビット列と、符号「P:ポジションマーカー」を表すバイナリーのビット列のテンプレート、符号「1」を表すバイナリーのビット列のテンプレートおよび符号「0」を表すバイナリーのビット列のテンプレートとをそれぞれ比較して、その相関を求め、相関によりビット列が、符号「P」、「1」、「0」の何れに該当するかを判断する。
In
特許文献1に開示された技術においては、2値のビット列であるTCOデータを取得して、テンプレートとのマッチングを行っている。電界強度が弱い状態や復調された信号に多くのノイズが混入された状態では、取得されたTCOデータに多くの誤差が含まれてしまう。したがって、復調された信号からノイズを取り除くためのフィルタや、AD変換器のスレッショルドを微調整して、TCOデータの品質を向上させる必要があった。
In the technique disclosed in
単位時間長(1秒)のデータが、符号「P」、「1」、「0」の何れかを判定するだけでは、秒の先頭、分の先頭などは、その判定結果に基づいて、再度判定の処理を行なう必要がある。ここで、秒の先頭や分の先頭を適切に見出せない場合には、再度処理のやり直しが必要となる。 If the data of the unit time length (1 second) only determines one of the codes “P”, “1”, and “0”, the start of the second, the start of the minute, etc. are again determined based on the determination result. Judgment processing needs to be performed. Here, if the beginning of the second or the beginning of the minute cannot be found properly, the processing must be performed again.
特に、秒の先頭位置の検出(秒同期)において、正確な秒の先頭位置が検出されないと、それ以降に実行される、分の先頭位置の検出や符号のデコードの全てが無効となってしまう。したがって、秒の先頭位置の検出を正確に実現することが望まれる。 In particular, in the detection of the start position of the second (second synchronization), if the accurate start position of the second is not detected, the detection of the start position of the minute and the decoding of the code executed thereafter are all invalidated. . Therefore, it is desired to accurately detect the start position of the second.
本発明は、標準時刻電波の適切な受信状況の下で標準時刻電波の秒の先頭位置を精度良く特定でき、かつ、適切に標準時刻電波に含まれる符号を取得して、現在時刻を得ることが可能な時刻情報取得装置、および、時刻情報取得装置を備えた電波時計を提供することを目的とする。 The present invention can accurately identify the leading position of the second of the standard time radio wave under appropriate reception conditions of the standard time radio wave, and appropriately obtain the code included in the standard time radio wave to obtain the current time. It is an object of the present invention to provide a time information acquisition device capable of performing the above and a radio timepiece including the time information acquisition device.
本発明の目的は、タイムコードを含む標準時刻電波を受信する受信手段と、
前記受信手段から出力されたタイムコードを含む信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングして、各サンプル点が、ローレベルを示す第1の値およびハイレベルを示す第2の値の何れかをとり、かつ、1以上の単位時間長を有する入力波形データを生成する入力波形データ生成手段と、
各サンプル点のデータ値が、前記第1の値および前記第2の値の何れかをとり、前記入力波形データと同一の時間長を有し、かつ、その波形形状が、所定サンプルだけ順次ずれている複数の予測波形データを生成する予測波形データを生成する予測波形データ生成手段と、
前記入力波形データのサンプル点と、前記予測波形データの対応するサンプル点とを演算することにより、前記入力波形データと前記複数の予測波形データそれぞれとの間の相関値を算出する相関値算出手段であって、前記入力波形データにおける第1の値と前記予測波形データにおける第1の値との演算、或いは、前記入力波形データにおける第2の値と前記予測波形データにおける第2の値との演算により、正の相関を示す第1の演算値をとる一方、前記入力波形データにおける第1の値と前記予測波形データにおける第2の値との演算、或いは、前記入力波形データにおける第2の値と前記予測波形データにおける第1の値との演算により、負の相関を示す第2の演算値をとる相関値算出手段と、
前記相関値算出手段により算出された相関値を比較して、その最適値を特定する相関値比較手段と、
前記最適値を示した予測波形データに基づいて、前記タイムコードにおける秒パルス位置を特定する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記相関値算出手段により、前記入力波形データ生成手段により生成される入力波形データと、予測波形データとの間で繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、前記秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断することを特徴とする時刻情報取得装置により達成される。
An object of the present invention is to receive a standard time radio wave including a time code;
The signal including the time code output from the receiving means is sampled at a predetermined sampling period, and each sample point takes either a first value indicating a low level or a second value indicating a high level. And input waveform data generating means for generating input waveform data having one or more unit time lengths;
The data value of each sample point takes either the first value or the second value, has the same time length as the input waveform data, and the waveform shape is sequentially shifted by a predetermined sample. Predicted waveform data generating means for generating predicted waveform data for generating a plurality of predicted waveform data,
Correlation value calculation means for calculating a correlation value between the input waveform data and each of the plurality of predicted waveform data by calculating a sample point of the input waveform data and a corresponding sample point of the predicted waveform data The calculation of the first value in the input waveform data and the first value in the predicted waveform data, or the second value in the input waveform data and the second value in the predicted waveform data While calculating the first calculated value indicating a positive correlation, the calculation of the first value in the input waveform data and the second value in the predicted waveform data, or the second value in the input waveform data A correlation value calculating means that takes a second calculated value indicating a negative correlation by calculating the value and the first value in the predicted waveform data;
A correlation value comparison unit that compares the correlation value calculated by the correlation value calculation unit and identifies the optimum value;
Control means for identifying the second pulse position in the time code based on the predicted waveform data indicating the optimum value,
The second pulse based on the optimum value of the correlation value repeatedly calculated between the input waveform data generated by the input waveform data generating unit and the predicted waveform data by the correlation value calculating unit. This is achieved by a time information acquisition device characterized by determining a specific continuation or cancellation of the position.
好ましい実施態様においては、前記制御手段が、繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、前記最適値が正の相関を示す度合いが所定よりも減じていることを示す場合に、前記秒パルス位置の特定を中止する。 In a preferred embodiment, when the control means indicates that the degree to which the optimum value shows a positive correlation is less than a predetermined value based on the optimum value of the correlation value calculated repeatedly, the second pulse Stop position identification.
より好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記相関値の最適値を累算して累算値を算出し、繰り返し回数に対応する前記累算値の閾値を格納した閾値記憶手段を参照して、前記正の相関を示す度合いが所定よりも減じているかを判断する。 In a more preferred embodiment, the control means accumulates the optimum value of the correlation value to calculate an accumulated value, and refers to a threshold value storage means that stores a threshold value of the accumulated value corresponding to the number of repetitions. Then, it is determined whether the degree of showing the positive correlation is less than a predetermined value.
別の好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記相関値を算出する際に、正の相関を示す所定の相関値の数を計数し、前記計数により得られた計数値に基づき、前記秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断する。 In another preferred embodiment, the control means counts the number of predetermined correlation values indicating a positive correlation when calculating the correlation value, and based on the count value obtained by the counting, the second A specific continuation or cancellation of the pulse position is determined.
より好ましい実施態様においては、前記制御手段が、相関値算出の演算の繰り返し数に応じて定められた計数値の閾値を格納した計数値閾値記憶手段を参照して、前記計数値が、所定の計数値の閾値以上である場合に、前記秒パルス位置の特定を中止する。 In a more preferred embodiment, the control means refers to count value threshold storage means that stores a threshold value of a count value determined according to the number of repetitions of calculation of correlation value, and the count value is a predetermined value. When the count value is equal to or greater than the threshold value, the specification of the second pulse position is stopped.
好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、前記標準時刻電波の受信レベルを示すレベル値を算出し、表示手段に表示する。 In a preferred embodiment, the control means calculates a level value indicating the reception level of the standard time radio wave based on the optimum value of the correlation value repeatedly calculated and displays it on the display means.
より好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記最適値の累算値を参照して、前記累算値における正の相関を示す度合いの増大或いは減少に基づいて、前記レベル値を増大或いは減少させる。 In a more preferred embodiment, the control means increases or decreases the level value based on an increase or decrease in the degree of showing a positive correlation in the accumulated value with reference to the accumulated value of the optimum value. Let
また、好ましい実施態様においては、前記予測波形データ生成手段が、各サンプル点が、信号レベルの変化点の前後の何れかの所定区間におけるローレベルを示す第1の値、前記変化点の前後の他の何れかの所定区間におけるハイレベルを示す第2の値、および、前記所定区間以外の他の区間における第3の値の何れかをとり、その波形形状が、所定サンプルだけ順次ずれている複数の予測波形データを生成する。 Further, in a preferred embodiment, the predicted waveform data generating means is configured such that each sample point is a first value indicating a low level in any predetermined section before and after the signal level change point, and before and after the change point. Any one of a second value indicating a high level in any other predetermined section and a third value in another section other than the predetermined section, and the waveform shape is sequentially shifted by a predetermined sample. A plurality of predicted waveform data is generated.
別の好ましい実施態様においては、前記予測波形データ生成手段が、その波形形状がタイムコードにおける所定の符号を含む複数の予測波形データを生成する。 In another preferred embodiment, the predicted waveform data generating means generates a plurality of predicted waveform data whose waveform shape includes a predetermined code in a time code.
また、別の好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記時刻情報取得装置により特定された秒パルス位置と、前記タイムコードの先頭位置の前後の信号レベルに基づき、前記タイムコードにおける分先頭位置を特定するとともに、前記タイムコードが含む符号を取得して、当該符号が示す値にしたがって、前記タイムコードを構成する日、時、分を含むコードの値を取得し、
取得されたコードの値に基づいて現在時刻を算出する。
In another preferred embodiment, the control means is based on the second pulse position specified by the time information acquisition device and the signal level before and after the start position of the time code, and the minute start position in the time code. And obtaining the code included in the time code, and according to the value indicated by the code, obtaining the value of the code including the day, hour, and minute constituting the time code,
The current time is calculated based on the acquired code value.
また、本発明の目的は、上記時刻情報取得装置と、
内部クロックにより現在時刻を計時する内部計時手段と、
前記時刻情報取得装置により取得された現在時刻によって、前記内部計時手段により計時された現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記内部計時手段により計時された、或いは、前記時刻修正手段により修正された現在時刻を表示する時刻表示手段と、を備えたことを特徴とする電波時計により達成される。
Another object of the present invention is to provide the time information acquisition device,
An internal time measuring means for measuring the current time by an internal clock;
Time correction means for correcting the current time measured by the internal time measurement means according to the current time acquired by the time information acquisition device;
This is achieved by a radio-controlled timepiece comprising time display means for displaying the current time measured by the internal time measuring means or corrected by the time adjusting means.
本発明によれば、標準時刻電波の適切な受信状況の下で標準時刻電波の秒の先頭位置を精度良く特定でき、かつ、適切に標準時刻電波に含まれる符号を取得して、現在時刻を得ることが可能な時刻情報取得装置、および、時刻情報取得装置を備えた電波時計を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to accurately identify the leading position of the second of the standard time radio wave under appropriate reception conditions of the standard time radio wave, and appropriately obtain the code included in the standard time radio wave to obtain the current time. It is possible to provide a time information acquisition device that can be obtained, and a radio timepiece including the time information acquisition device.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本発明の実施の形態においては、長波帯の標準時刻電波を受信して、その信号を検波して、信号中に含まれるタイムコードを示す符号の列を取り出して、当該符号の列に基づいて時刻を修正する電波時計に、本発明にかかる時刻情報取得装置を設けている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiment of the present invention, a standard time radio wave in a long wave band is received, the signal is detected, a sequence of codes indicating a time code included in the signal is extracted, and based on the sequence of the codes The radio timepiece for correcting the time is provided with the time information acquisition device according to the present invention.
現在、日本、ドイツ、イギリス、スイスなどにおいて、所定の送信所から標準時刻電波が送信されるようになっている。たとえば、日本では、福島県および佐賀県の送信所から、それぞれ、40kHzおよび60kHzの振幅変調された標準時刻電波が送出されている。標準時刻電波は、年月日時分を示すタイムコードを構成する符号の列を含み、1周期60秒で送出されている。1つの符号は単位時間長(1秒)であるため、1周期では60個の符号を含み得る。 Currently, standard time radio waves are transmitted from a predetermined transmitting station in Japan, Germany, the United Kingdom, Switzerland, and the like. For example, in Japan, standard time radio waves with amplitude modulation of 40 kHz and 60 kHz are transmitted from transmitting stations in Fukushima Prefecture and Saga Prefecture, respectively. The standard time radio wave includes a string of codes constituting a time code indicating the year, month, day, hour and minute, and is transmitted in one cycle of 60 seconds. Since one code has a unit time length (1 second), one cycle can include 60 codes.
図1は、本実施の形態にかかる電波時計の構成を示すブロックダイヤグラムである。図1に示すように、電波時計10は、CPU11、入力部12、表示部13、ROM14、RAM15、受信回路16、内部計時回路17および信号比較回路18を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the radio timepiece according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
CPU11は、所定のタイミングで、或いは、入力部12から入力された操作信号に応じてROM14に格納されたプログラムを読み出して、RAM15に展開し、当該プログラムに基づいて、電波時計10を構成する各部への指示やデータの転送などを実行する。具体的には、たとえば所定時間毎に受信回路16を制御して標準時刻電波を受信させて、受信回路16から得られた信号に基づくディジタルデータから、標準時刻電波信号に含まれる符号の列を特定し、この符号の列に基づいて内部計時回路17で計時される現在時刻を修正する処理や、内部計時回路17によって計時された現在時刻を表示部13に転送する処理などを実行する。本実施の形態においては、1以上の単位時間長の、所定の形態の予測波形データを生成して、予測波形データと、受信回路16により受信された標準時刻電波から得た入力波形データとを比較することで、秒の先頭を特定している。
The
また、本実施の形態においても、たとえば、予想波形データと入力波形データとを比較することにより、分の先頭、および、時、分、年月日を含む各種符号(コード)の値を特定している。年月日および時分が特定されることで、内部計時回路17における誤差が算出され、内部計時回路17における現在時刻を修正することができる。
Also in the present embodiment, for example, by comparing the predicted waveform data with the input waveform data, the value of various codes including the beginning of the minute, hour, minute, and date is specified. ing. By specifying the date and time, the error in the
入力部12は、電波時計10の各種機能の実行を指示するためのスイッチを含み、スイッチが操作されると、対応する操作信号をCPU11に出力する。表示部13は、文字盤やCPU11によって制御されたアナログ指針機構、液晶表示装置を含み、内部計時回路17によって計時された現在時刻を表示する。液晶表示装置は、現在時刻を表示するほか、電波時計により受信された標準時刻電波の受信レベルを表示することができる。ROM14は、電波時計10を動作させ、また、所定の機能を実現するためのシステムプログラムやアプリケーションプログラムなどを記憶する。所定の機能を実現するためのプログラムには、後述する秒パルス位置の検出処理のために信号比較回路18を制御するプログラム、分先頭位置や符号のデコード処理のため信号比較回路18を制御するプログラムも含まれる。RAM15は、CPU11の作業領域として用いられ、ROM14から読み出されたプログラムやデータ、CPU11にて処理されたデータなどを一時的に記憶する。
The
受信回路16は、アンテナ回路や検波回路などを含み、アンテナ回路にて受信された標準時刻電波から復調された信号を得て、信号比較回路18に出力する。内部計時回路17は、発振回路を含み、発振回路から出力されるクロック信号を計数して現在時刻を計時し、現在時刻のデータをCPU11に出力する。
The
図2は、本実施の形態にかかる受信回路16の構成例を示すブロックダイヤグラムである。図2に示すように、受信回路16は、標準時刻電波を受信するアンテナ回路50、アンテナ回路50により受信された標準時刻電波の信号(標準時刻電波信号)のノイズを除去するフィルタ回路51、フィルタ回路51の出力である高周波信号を増幅するRF増幅回路52、RF増幅回路52から出力された信号を検波して、標準時刻電波信号を復調する検波回路53を備え、検波回路53によって復調された信号が信号比較回路18に出力される。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the receiving
図3は、本実施の形態にかかる信号比較回路の構成を示すブロックダイヤグラムである。図3に示すように、本実施の形態にかかる信号比較回路18は、入力波形データ生成部21、受信波形データバッファ22、予測波形データ生成部23、波形切り出し部24、相関値算出部25、相関値比較部26、受信レベル算出部27および中止判定部28を有する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the signal comparison circuit according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the
入力波形データ生成部21は、受信回路16から出力された信号を、所定のサンプリング間隔で、その値が複数の値のうちの何れかをとるようなディジタルデータに変換して出力する。たとえば、上記サンプリング間隔は50msであり、1秒あたり20サンプルのデータを取得することができる。なお、本実施の形態にかかるディジタルデータの値については後に詳述する。受信波形データメモリ22は、入力波形データ生成部21において生成されたデータを順次記憶する。受信波形データメモリ22は、複数の単位時間長(1秒)のデータ(たとえば、10単位時間(10秒))を記憶することができ、新たにデータを記憶する場合には、古い順にデータを消去していく。
The input waveform
予測波形データ生成部23は、後述するそれぞれの処理において使用する、比較対象とする所定の時間長の予測波形データを生成する。予測波形データ生成部23において生成する予測波形データについては秒パルス位置の検出処理、分先頭位置の検出処理および符号のデコード処理のそれぞれにおいて説明する。波形切り出し部24は、予測波形データの時間長と同じ時間長の入力波形データを、受信波形データバッファ22から取り出す。
The predicted waveform
相関値算出部25は、複数の予測波形データのそれぞれと、入力波形データとの相関値を算出する。本実施の形態においては、後述するように相関をとるために共分散を採用している。相関値比較部26は、相関値算出部25において算出された相関値(共分散値)を比較して、その最適値を特定する。
The correlation
受信レベル算出部27は、相関値算出部25により算出された共分散値に基づいて、標準時刻電波信号の信号レベルのレベル値を算出してCPU11に出力する。また、中止判定部28は、共分散値に基づいて、秒パルス位置の検出処理を継続すべきか、中止すべきかを判断する。
The reception
図4は、本実施の形態にかかる電波時計において実行される処理の概略を示すフローチャートである。図4に示す処理は、主として、CPU11およびCPU11の指示に基づく信号比較回路18により実行される。図4に示すように、CPU11および信号比較回路18(以下、説明の便宜上「CPU11等」とも称する。)は、秒パルス位置を検出する(ステップ401)。秒パルス位置の検出の処理は、秒同期とも称される。図5は、標準時刻電波信号の規格を説明する図である。図5に示すように、標準時刻電波信号は、決められた規格にしたがって送信される。標準時刻電波信号においては、1秒の単位時間長の「P」、「1」および「0」を示す符号が連なっている。標準時刻電波は、60秒を1フレームとしており、1フレームには60個の符号が含まれる。また、標準時刻電波においては、10秒ごとにポジションマーカー「P1」、「P2」、・・・或いはマーカー「M」が到来し、また、フレームの末尾に配置されたポジションマーカー「P0」およびフレームの先頭に配置されたマーカー「M」が連続している部分を検出することで、60秒ごとに到来するフレームの先頭、つまり分の先頭位置を見出すことができる。
FIG. 4 is a flowchart showing an outline of processing executed in the radio timepiece according to the present embodiment. The process shown in FIG. 4 is mainly executed by the
また、図6(a)〜(c)は、それぞれ、JJY、WWVB、および、MSFのそれぞれの規格にしたがった符号の例を示す図である。図5および図6(a)に示すように、JJYには、「0」、「1」および「P」をそれぞれ示す3つの符号が含まれる。JJYの符号は、単位時間長(1秒)の符号であり、秒の先頭でローレベルからハイレベルに立ち上がる。JJYの符号「0」は、最初の800msだけハイレベルとなり、引き続く200msではローレベルとなる。すなわち、符号「0」は、80%デューティの信号である。符号「1」は、最初の500msだけハイレベルとなり、引き続く500msではローレベルとなる。すなわち、符号「1」は、50%デューティの信号である。符号「P」は、ポジションマーカー或いはマーカーとして使用される符号であり、最初の200msだけハイレベルとなり引き続く800msではローレベルとなる。すなわち、符号「P」は、20パーセントデューティの信号である。 FIGS. 6A to 6C are diagrams illustrating examples of codes according to JJY, WWVB, and MSF standards, respectively. As shown in FIG. 5 and FIG. 6A, JJY includes three codes indicating “0”, “1”, and “P”, respectively. The code of JJY is a code of unit time length (1 second), and rises from the low level to the high level at the head of the second. The code “0” of JJY becomes the high level only for the first 800 ms, and becomes the low level in the subsequent 200 ms. That is, the code “0” is an 80% duty signal. The code “1” becomes a high level only for the first 500 ms, and becomes a low level in the subsequent 500 ms. That is, the code “1” is a 50% duty signal. The code “P” is a code used as a position marker or a marker, and becomes a high level only for the first 200 ms and becomes a low level in the subsequent 800 ms. That is, the symbol “P” is a signal with a 20 percent duty.
後に詳述するが、本実施の形態においては、上記JJYの信号が、秒の先頭でローレベルからハイレベルに立ち上がることを正確に検出するために、所定のデータ値を有する単位時間長の波形データを所定数(本実施の形態においては4つ)だけ連続させ、それを50msずつずらしたような複数の予測波形データを生成している。このような複数の予測波形データと、入力波形データとの相関値を算出し、最適な相関値を示す予測波形データのローレベルからハイレベルへの立ち上がりを示す変化点を、秒パルス位置(秒の先頭位置)と判断する。 As will be described in detail later, in the present embodiment, in order to accurately detect that the JJY signal rises from a low level to a high level at the beginning of a second, a waveform of a unit time length having a predetermined data value A plurality of pieces of predicted waveform data are generated in which a predetermined number of data (four in the present embodiment) are continuous and shifted by 50 ms. The correlation value between the plurality of predicted waveform data and the input waveform data is calculated, and the change point indicating the rising from the low level to the high level of the predicted waveform data indicating the optimum correlation value is represented by the second pulse position (second The first position of
次いで、CPU等11は、分の先頭位置、つまり、上記1フレームの標準時刻電波信号の先頭位置を検出する(ステップ402)。
Next, the
その後、CPU等11は、標準時刻電波信号の種々の符号(分の一の位の符号(M1)、分の十の位の符号(M10)、日時や曜日など他の符号)を、予測波形データと入力波形データとの比較に基づいてデコードする(ステップ403)。
Thereafter, the
本実施の形態においては、JJYにしたがった標準電波信号を受信して、その秒同期をする場合についてまず説明するが、他の規格、たとえば、WWVBやMSFにしたがった標準電波信号を受信する場合にも適用できる。ここで、WWVBおよびMSFにしたがった符号についても簡単に説明する。 In the present embodiment, a case where a standard radio signal according to JJY is received and the second synchronization is performed will be described first. However, when a standard radio signal according to another standard, for example, WWVB or MSF is received. It can also be applied to. Here, the symbols according to WWVB and MSF are also briefly described.
図6(b)は、米国のWWVBに含まれる符号を示す図である。図6(b)に示すように、WWVBには、「0」、「1」および「P」をそれぞれ示す3つの符号が含まれる。WWVBの符号は、秒の先頭でハイレベルからローレベルに立ち下がる。WWVBの符号「0」は、最初の200msだけローレベルとなり、引き続く800msではハイレベルとなる。符号「1」は、最初の500msだけローレベルとなり、引き続く500msではハイレベルとなる。また、符号「P」は、最初の800msだけローレベルとなり引き続く200msではハイレベルとなる。 FIG. 6B is a diagram illustrating a code included in the WWVB of the United States. As shown in FIG. 6B, WWVB includes three codes indicating “0”, “1”, and “P”, respectively. The sign of WWVB falls from the high level to the low level at the beginning of the second. The code “0” of WWVB becomes a low level only for the first 200 ms, and becomes a high level in the subsequent 800 ms. The code “1” becomes a low level only for the first 500 ms, and becomes a high level in the subsequent 500 ms. Further, the code “P” becomes a low level only for the first 800 ms, and becomes a high level in the subsequent 200 ms.
図6(c)は、英国のMSFに含まれる符号を示す図である。MSFでは、JJYやWWVBと異なり、5つの符号を有し、そのうち4つは、2つのビット(A、B)のそれぞれの値を表すことができる。MSFの符号は、秒の先頭でハイレベルからローレベルに立ち下がる。「A=0、B=0」に相当する符号は、最初の100msだけローレベルとなり、引き続く900msではハイレベルとなる。「A=1、B=0」に相当する符号は、最初の200msだけローレベルとなり、引き続く800msでローレベルとなる。また、マーカーに相当する符号「M」は、最初の500msだけローレベルとなり、引き続く500msでハイレベルとなる。「A=0、B=1」に相当する符号は、最初の300msにおいて、100msずつ順次ローレベル、ハイレベル、ローレベルとなり、その後の700msでハイレベルとなる。また、「A=1、B=1」に相当する符号は、最初の300msだけローレベルとなり、引き続く700msではハイレベルとなる。 FIG. 6C is a diagram showing symbols included in the UK MSF. Unlike JJY and WWVB, MSF has five codes, and four of them can represent the values of two bits (A, B). The sign of MSF falls from high level to low level at the beginning of the second. The code corresponding to “A = 0, B = 0” becomes a low level only for the first 100 ms, and becomes a high level in the subsequent 900 ms. The code corresponding to “A = 1, B = 0” becomes a low level only for the first 200 ms, and subsequently becomes a low level in 800 ms. Further, the code “M” corresponding to the marker becomes a low level only for the first 500 ms, and becomes a high level in the subsequent 500 ms. A code corresponding to “A = 0, B = 1” sequentially becomes a low level, a high level, and a low level by 100 ms in the first 300 ms, and then becomes a high level in 700 ms thereafter. Further, the code corresponding to “A = 1, B = 1” becomes a low level only for the first 300 ms, and becomes a high level in the subsequent 700 ms.
以下、本実施の形態にかかる秒パルス位置の検出処理(ステップ401)についてより詳細に説明する。図7は、本実施の形態にかかる秒同期において利用される予測波形データの部分を例示する図である。図7において、予測波形データそれぞれの最初の単位時間長に相当する1秒分が表示されている。符号700で示す破線が、予測波形データの先頭を示している。実際には、本実施の形態においては、図7に示す単位時間長の所定のデータを4つ連続させた、4単位時間長、つまり、4秒分の予測波形データが、予測波形データ生成部23により生成される。また、本実施の形態では、それぞれ、50msずつ、データの先頭(ローレベルからハイレベルへの立ち上がり)の位置がずれた20個の予測波形データP(1,j)〜P(20,j)が、予測波形データ生成部23により生成される。
Hereinafter, the second pulse position detection process (step 401) according to the present embodiment will be described in more detail. FIG. 7 is a diagram illustrating a portion of predicted waveform data used in the second synchronization according to the present embodiment. In FIG. 7, one second corresponding to the initial unit time length of each predicted waveform data is displayed. A broken line indicated by
図7に示すように、第1の予測波形データP(1,j)は、データの先頭(符号700参照)でローレベルからハイレベルに立ち上がる。本実施の形態にかかる予測波形データにおいて、ローレベルからハイレベルに立ち上がるポイント(第1の予測波形データでは、符号700で示すポイント)の前方(時間的に古い側)に所定区間だけ、ローレベルを示す第1の値を有し、上記ポイントの後方(時間的に新しい側)に所定区間だけ、ハイレベルを示す第2の値を有する。また、上記ポイントの前後所定区間以外については、「0」を示す他の第3の値を有する。図7の例では、第1の値として「−1」、第2の値として「1」、第3の値として「0」を用いている。本実施の形態においては、ローレベルを示す第1の値の所定区間、および、ハイレベルを示す第2の値の所定区間は、ともに50msである。
As shown in FIG. 7, the first predicted waveform data P (1, j) rises from a low level to a high level at the beginning of the data (see reference numeral 700). In the predicted waveform data according to the present embodiment, the low level is set only for a predetermined interval in front of the point rising from the low level to the high level (the point indicated by
また、実際の演算においては、第1の値を有する部分と第2の値を有する部分、つまり、第1の予測波形データP(1,j)(符号701参照)では、符号711、712に示す部分、第2の予測波形データP(2、j)〜第20の予測波形データP(20,j)では、それぞれ、符号721、731、741、751で示す部分のみの演算が実質的に有効となる。
In the actual calculation, in the portion having the first value and the portion having the second value, that is, in the first predicted waveform data P (1, j) (see reference numeral 701),
図7から理解できるように、第2の予測波形データP(2,j)(符号702参照)は、データの先頭から50msだけ経過した位置でローレベルからハイレベルに立ち上がる。以下、第3の予測波形データP(3,j)、第4の予測波形データP(4,j)、・・・・は、ローレベルからハイレベルへの立ち上がりの位置が、50msに対応する位置だけ順次後ろになっていく。 As can be understood from FIG. 7, the second predicted waveform data P (2, j) (see reference numeral 702) rises from the low level to the high level at a position where 50 ms has elapsed from the top of the data. Hereinafter, in the third predicted waveform data P (3, j), the fourth predicted waveform data P (4, j),..., The rising position from the low level to the high level corresponds to 50 ms. Only the position goes back sequentially.
図8は、本実施の形態にかかる秒パルス位置の検出(秒同期)をより詳細に示すフローチャート、図9は、秒パルス位置の検出処理における共分散値の算出処理の例を示すフローチャートである。また、図10は、本実施の形態にかかる秒パルス位置の検出処理を模式的に示す図である。 FIG. 8 is a flowchart showing in more detail the detection (second synchronization) of the second pulse position according to the present embodiment, and FIG. 9 is a flowchart showing an example of a covariance value calculation process in the second pulse position detection process. . FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the second pulse position detection process according to the present embodiment.
図8に示すように、予測波形データ生成部23は、CPU11の指示にしたがって、上述したような、4単位時間長(4秒)の、それぞれ、50msずつ、ローレベルからハイレベルへの立ち上がりの位置がずれた20個の予測波形データP(1,j)〜P(20,j)を生成する(ステップ801、図10の符号1001)。予測波形データの値は、図7を参照して説明したように、第1の値、第2の値および第3の値の何れかとなる。
As shown in FIG. 8, the predicted waveform
次いで、信号比較回路18において共分散値の算出処理が実行される(ステップ802)。図9に示すように、CPU11の指示にしたがって、波形切り出し部24は、受信波形データバッファ22から、4単位時間長(4秒)のデータを切り出して、入力波形データSn(j)を生成する(ステップ901、図10の符号1011)。本実施の形態では、1秒あたり20サンプルのデータが取得されるため、Sn(j)は、80サンプルを含むデータとなる。なお、処理を高速化させ、或いは、受信波形データバッファ22のサイズを小さくするために、波形切り出し部24は、4単位時間長のデータの全てが受信波形データバッファ22に格納されない状態で、Sn(1)、Sn(2)、・・・という順で順次、サンプルデータを取り出していっても良い。
Next, covariance value calculation processing is executed in the signal comparison circuit 18 (step 802). As shown in FIG. 9, in accordance with an instruction from the
本実施の形態において、入力波形データ生成部21は、受信回路16から出力されたアナログ信号(図10の符号1010参照)を、所定レベルを閾値として二値化する。ニ値化の際に、ローレベルのときには、データ値として第1の値「−1」が与えられ、ハイレベルのときには、データ値として第2の値「1」が与えられる。したがって、受信データバッファ22には、第1の値および第2の値からなるディジタルデータが格納される。したがって、波形切り出し部24により抽出される入力波形データSn(j)のデータ値も、第1の値或いは第2の値の何れかの値をとる。
In the present embodiment, the input waveform
次いで、相関値算出部25は、CPU11の指示に従って、予測波形データを特定するパラメータpを「1」に初期化し(ステップ902)、入力波形データSn(j)と、予測波形データP(p,j)のそれぞれとの間の相関値(共分散値)C(p)を算出する(ステップ903)。また、相関値算出部25は、共分散値C(p)の累算値Ca(p)を算出する(ステップ904)。
Next, the correlation
本実施の形態において、相関値算出部25は、入力波形データのデータ値Sn(j)と、その平均値Sm、予測波形データのデータ値P(p,j)値と、その平均値Pmとを用いて、以下の数式にしたがって、共分散値C(p)を算出する。図10において、Sn(j)と、P(1,j)、P(2,j)、・・・、P(20,j)のそれぞれとの共分散値の算出により、C(1)、C(2)、・・・、C(20)が得られている。
In the present embodiment, the correlation
C(p)=(1/N)*Σ((Sn(j)−Sm)*(P(p、j)−Pm))
Sm=(1/N)*Σ(Sn(j))、Pm=(1/N)*Σ(P(p、j))
なお、シグマは、j=1〜Nについてのものである。なお、上述したように、波形切り出し部24が、Sn(1)、Sn(2)、・・・という順で順次、サンプルデータを取り出していく場合には。全てのSn(j)(j=1〜N)がステップ703の当初には取得されていない。したがって、ステップ903の当初の段階では、平均値Sm=(1/N)*Σ(Sn(j))が得られない。
C (p) = (1 / N) * Σ ((Sn (j) −Sm) * (P (p, j) −Pm))
Sm = (1 / N) * Σ (Sn (j)), Pm = (1 / N) * Σ (P (p, j))
The sigma is for j = 1 to N. As described above, when the
しかしながら、上記C(p)は、
C(p)=(1/N)Σ(Sn(j)*P(p,j))−Sm*Pm
と変形される。したがって、波形切り出し部24が、サンプルデータSn(j)を取得するごとに、相関値算出部25は、Sn(j)*P(p,j)を演算して、乗算結果である演算値を、加算結果に累算することを繰り返し、最後のサンプルデータSn(N)が得られたときに、相関値算出部25が、平均値Smを算出して、累算結果から、Sm*Pmを減算すればよい。
However, the above C (p) is
C (p) = (1 / N) Σ (Sn (j) * P (p, j)) − Sm * Pm
And transformed. Therefore, every time the
また、本実施の形態において、Sn(j)が第1の値「−1」で、P(p,j)が第1の値「−1」であるとき、Sn(j)*P(p,j)は「1」となる。同様に、Sn(j)が第2の値「1」で、P(p,j)が第2の値「1」であるときにも、Sn(j)*P(p,j)は「1」となる。つまり、P(p,j)が第1の値或いは第2の値をとり、かつ、Sn(j)とP(p,j)との値が一致するときに、正の相関を示す所定値(本実施の形態では「1」)となる。 Further, in the present embodiment, when Sn (j) is the first value “−1” and P (p, j) is the first value “−1”, Sn (j) * P (p , J) becomes “1”. Similarly, when Sn (j) is the second value “1” and P (p, j) is the second value “1”, Sn (j) * P (p, j) is “ 1 ". In other words, when P (p, j) takes the first value or the second value and Sn (j) and P (p, j) match, the predetermined value indicates a positive correlation. (“1” in this embodiment).
その一方、Sn(j)が第1の値「−1」で、P(p,j)が第2の値「1」であるとき、Sn(j)*P(p,j)は「−1」となる。同様に、Sn(j)が第2の値「1」で、P(p,j)が第1の値「−1」であるときにも、Sn(j)*P(p,j)は「−1」となる。つまり、P(p,j)が第1の値或いは第2の値をとり、Sn(j)とP(p,j)との値が一致しないときに、負の相関を示す負の所定値(本実施の形態では「−1」)となる。 On the other hand, when Sn (j) is the first value “−1” and P (p, j) is the second value “1”, Sn (j) * P (p, j) is “− 1 ". Similarly, when Sn (j) is the second value “1” and P (p, j) is the first value “−1”, Sn (j) * P (p, j) is “−1”. That is, when P (p, j) takes the first value or the second value and Sn (j) and P (p, j) do not match, a negative predetermined value indicating a negative correlation (In this embodiment, “−1”).
さらに、P(p,j)が第3の値「0」であるときには、Sn(j)の値にかかわらず、Sn(j)*P(p,j)は、共分散値の算出に影響しない値「0」となる。 Further, when P (p, j) is the third value “0”, Sn (j) * P (p, j) affects the calculation of the covariance value regardless of the value of Sn (j). The value not to be “0”.
図11は、本実施の形態にかかる共分散値の算出例を説明する図である。図11の例では、入力波形データ、予測波形データのうち、最初の1秒(j=1〜20)を示している。また、右側に表示されるC(1)〜C(6)は、共分散値自体ではなく、Sn(j)*P(p,j)の累算値を示している。入力波形データSn(j)においては、j=4、5のときにハイレベルとなり、第2の値「1」を示す。それ以外ではローレベルであり、第1の値「−1」を示している。 FIG. 11 is a diagram for explaining an example of calculating a covariance value according to the present embodiment. In the example of FIG. 11, the first one second (j = 1 to 20) is shown in the input waveform data and the predicted waveform data. Further, C (1) to C (6) displayed on the right side indicate the accumulated value of Sn (j) * P (p, j), not the covariance value itself. In the input waveform data Sn (j), when j = 4, 5, the input waveform data Sn (j) is at the high level and indicates the second value “1”. Otherwise, it is at a low level, indicating the first value “−1”.
予測波形データP(1,j)〜P(3,j)では、C(1)〜C(3)はそれぞれ「0」となる。その一方、波形の立ち上がり位置が、入力波形データSn(j)の波形の立ち上がり位置と一致する予想波形データP(4,j)では、C(4)は「2」となる。これに対して、波形の立ち上がり位置が、入力波形データSn(j)の波形の立ち下がり位置と一致する予測波形データP(6,j)では、C(6)は「−2」となる。このように、本実施の形態においては、入力波形データの立ち上がり位置と、予測波形の立ち上がり位置とが一致する場合には、より強い相関があることを示すようにより大きい共分散値が現れる。また、入力波形データの立ち下がり位置と、予測波形の立ち上がり位置とが一致する場合、つまり、波形の形状が逆位相になる場合には、負の相関を示す負の共分散値が現れる。その一方、予測波形データの立ち上がり位置以外については、演算結果に影響を与えない値「0」が現れる。 In the predicted waveform data P (1, j) to P (3, j), C (1) to C (3) are “0”, respectively. On the other hand, in the predicted waveform data P (4, j) whose waveform rising position matches the waveform rising position of the input waveform data Sn (j), C (4) is “2”. On the other hand, in the predicted waveform data P (6, j) in which the rising position of the waveform matches the falling position of the waveform of the input waveform data Sn (j), C (6) is “−2”. Thus, in this embodiment, when the rising position of the input waveform data matches the rising position of the predicted waveform, a larger covariance value appears to indicate that there is a stronger correlation. In addition, when the falling position of the input waveform data matches the rising position of the predicted waveform, that is, when the waveform has an opposite phase, a negative covariance value indicating a negative correlation appears. On the other hand, a value “0” that does not affect the calculation result appears except for the rising position of the predicted waveform data.
また、共分散値C(p)=(1/N)*(Σ(Sn(j)*P(p,j))−Sm*Pmであり、サンプル点のデータ値の積である演算値Sn(j)*P(p,j)の総和Σ(Sn(j)*P(p,j))が、サンプル数Nで除されている。しかしながら、本実施の形態においては、共分散値自体が必要なのではなく、後述するように比較により、共分散値の最適値(本実施の形態では最大値)を特定するために利用している。したがって、Nの除算は省略できる。また、除算の省略により演算量を削減することもできる。また、本実施の形態において、予測波形データP(i,j)の平均値は「0」であるため、Sm*Pmも「0」となる。 Also, the covariance value C (p) = (1 / N) * (Σ (Sn (j) * P (p, j)) − Sm * Pm, and the calculated value Sn that is the product of the data values of the sample points. The sum Σ (Sn (j) * P (p, j)) of (j) * P (p, j) is divided by the number of samples N. However, in this embodiment, the covariance value itself As described later, it is used to specify the optimum value of the covariance value (the maximum value in this embodiment) by comparison, so that division of N can be omitted. In this embodiment, since the average value of the predicted waveform data P (i, j) is “0”, Sm * Pm is also “0”.
したがって、本実施の形態における共分散値C(p)として、(Σ(Sn(j)*P(p,j))を用いることができる。 Therefore, (Σ (Sn (j) * P (p, j)) can be used as the covariance value C (p) in the present embodiment.
パラメータpが「20」より小さい場合には(ステップ905でNo)、パラメータpがインクリメントされて(ステップ906)、ステップ903に戻る。全てのパラメータpについて、共分散値C(1)〜C(20)が取得されると(ステップ905でYes)、処理を終了する。 If the parameter p is smaller than “20” (No in step 905), the parameter p is incremented (step 906), and the process returns to step 903. When the covariance values C (1) to C (20) are acquired for all the parameters p (Yes in step 905), the process is terminated.
次いで、受信レベル算出部27は、CPU11の指示にしたがって、受信レベルの値を算出するとともに、CPU11が、受信レベルの値を、液晶表示装置に表示する(ステップ803)。図12は、本実施の形態にかかる受信レベルの算出・表示処理の例を示すフローチャートである。
Next, the reception
図12に示すように、受信レベル算出部27は、前回の処理により得られた共分散値の累算値Ca(p)t−1(p:1〜20)の最大値Camaxt−1(tは処理時を示すパラメータ)と、今回のステップ802において算出された共分散値の累算値Ca(p)tの最大値Camaxtとを比較して(ステップ)1201)、今回の最大値Camaxtが増大している、つまり、Camaxt>Camaxt−1であるかを判断する(ステップ1202)。
As illustrated in FIG. 12, the reception
ステップ1202でYesと判断された場合には、受信レベル算出部27は、受信レベルの値をインクリメントする(ステップ1203)。次いで、受信レベルの値が最大設定値(たとえば、「5」)より大きいかを判断し(ステップ1204)、大きい場合には(ステップ1204でYes)、受信レベル算出部27は、受信レベルの値を、最大設定値とする(ステップ1205)。その後、受信レベル算出部27は、算出された受信レベルの値をCPU11に出力する。CPU11は、液晶表示装置の画面上に、受信レベルの値を表示する(ステップ1206)。液晶表示装置の画面上では、レベル値(0〜5)が、バーとして表示されても良いし(たとえば、図14の符号1401参照)、そのまま対応する数字が表示されても良い。
When it is determined Yes in
ステップ1202でNoと判断された場合には、受信レベル算出部27は、受信レベルの値をデクリメントする(ステップ1207)。次いで、受信レベルの値が最小設定値である「0」より小さいかを判断し(ステップ1208)、小さい場合には(ステップ1209でYes)、受信レベル算出部27は、受信レベルの値を「0」とする(ステップ1209)。その後、ステップ1206に進む。
If it is determined No in
図13(a)、(b)は、JJYに基づく入力波形データの部分の例を示す図である。それぞれにおいて、入力波形データのうち、先頭の1秒分のみを示している。図13(a)、(b)のそれぞれでは、複数回にわたり(図13の例では5回)入力波形データが取得されている。図13(a)は、入力波形データのノイズが多い例を示し、図13(b)の例では、入力波形データのノイズが少ない例を示している。図13(b)に示すように、ノイズが少ない入力波形データでは、たとえば、先頭の立ち上がり位置がほぼ一致している(矢印1310参照)。その一方、図13(a)に示すように、ノイズの多い入力波形データでは、たとえば、先頭の立ち上がり位置が不一致である(矢印1301〜1303参照)。
FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating an example of a portion of input waveform data based on JJY. In each of them, only the first one second of the input waveform data is shown. In each of FIGS. 13A and 13B, input waveform data is acquired a plurality of times (5 times in the example of FIG. 13). FIG. 13A shows an example in which the input waveform data has a lot of noise, and FIG. 13B shows an example in which the input waveform data has a little noise. As shown in FIG. 13B, in the input waveform data with little noise, for example, the leading rising positions are substantially coincident (see arrow 1310). On the other hand, as shown in FIG. 13A, in the case of input waveform data with a lot of noise, for example, the leading rising positions do not match (see
図14は、図13(a)に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図である。図14の例では、説明の便宜上、図13(a)に示す1秒分の入力波形データの部分に基づいて共分散値C(p)を算出し、各処理におけるそれぞれの共分散値の累算値Ca(p)をヒストグラムとして示している。図14において、1回目から5回目までのそれぞれの累算値の最大値Camaxは、「2」、「2」、「4」、「6」、「6」である。上記累算値の最大値に基づく受信レベルのレベル値は、図14に示すように、それぞれ、「1」、「0」、「1」、「2」、「1」である。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the accumulated value of the covariance values based on the input waveform data illustrated in FIG. In the example of FIG. 14, for convenience of explanation, the covariance value C (p) is calculated based on the input waveform data portion for one second shown in FIG. 13A, and the cumulative value of each covariance value in each process is calculated. The calculated value Ca (p) is shown as a histogram. In FIG. 14, the maximum values Camax of the accumulated values from the first time to the fifth time are “2”, “2”, “4”, “6”, and “6”. As shown in FIG. 14, the level values of the reception level based on the maximum value of the accumulated value are “1”, “0”, “1”, “2”, and “1”, respectively.
図15は、図13(b)に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図である。図15の例でも、説明の便宜上、図13(b)に示す1秒分の入力波形データの部分に基づいて共分散値C(p)を算出し、各処理におけるそれぞれの共分散値の累算値Ca(p)をヒストグラムとして示している。図15において、1回目から5回目までのそれぞれの累算値の最大値Camaxは、「2」、「4」、「6」、「8」、「10」である。上記累算値の最大値に基づく受信レベルのレベル値は、図15に示すように、それぞれ、「1」、「2」、「3」、「4」、「5」である。 FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the accumulated value of the covariance values based on the input waveform data illustrated in FIG. In the example of FIG. 15 as well, for convenience of explanation, the covariance value C (p) is calculated based on the input waveform data portion for one second shown in FIG. The calculated value Ca (p) is shown as a histogram. In FIG. 15, the maximum values Camax of the accumulated values from the first time to the fifth time are “2”, “4”, “6”, “8”, and “10”. As shown in FIG. 15, the level values of the reception level based on the maximum value of the accumulated value are “1”, “2”, “3”, “4”, and “5”, respectively.
このように、本実施の形態においては、処理ごとの共分散値の累算値を参照し、累算値の最大値が増大している場合に、受信レベルのレベル値を増加させている。共分散値の累算値の最大値は、入力波形データと予測波形データとの間でもっとも立ち上がりが一致している度合いを示している。したがって、累算値の最大値が大きいことは、ノイズの比較的少ない信号を受信していることを示している。また、累算値の最大値が増大することは、ノイズの比較的少ない信号を繰り返し受信していることを示している。そこで、本実施の形態においては、累算値の最大値が増大する場合に、受信レベルのレベル値を増大させている。 Thus, in this embodiment, the level value of the reception level is increased when the maximum value of the accumulated value is increased with reference to the accumulated value of the covariance value for each process. The maximum accumulated value of the covariance values indicates the degree of coincidence between the rising edges of the input waveform data and the predicted waveform data. Therefore, a large maximum accumulated value indicates that a signal with relatively little noise is received. An increase in the maximum accumulated value indicates that a signal with relatively little noise is repeatedly received. Therefore, in the present embodiment, the level value of the reception level is increased when the maximum accumulated value increases.
次いで、中止判定部28は、CPU11の指示にしたがって、中止条件取得処理を実行する(ステップ804)。図16は、本実施の形態にかかる中止条件取得処理の例を示すフローチャートである。図16に示すように、中止判定部28は、共分散値の累算値Ca(p)tを参照して、累算値が正の相関を示す所定値以上となるような位置pの個数を計数する(ステップ1601)。受信レベルの算出・表示と同様に、1秒分の入力波形データの部分を考えると、上記所定値はたとえば「2」とすることができる。本実施の形態において、共分散値が「2」であることは、1秒分の入力波形データの部分と、対応する1秒分の予測波形データの部分との間で、パルスの立ち上がり位置が一致したことを示している。したがって、共分散値の累算値が「2」であることは、いずれかの回の処理において、上記パルスの立ち上がり位置が一致したと予想される。
Next, the
また、中止判定部28は、共分散値の累算値Ca(p)の最大値Camaxを取得する(ステップ1602)。次いで、中止判定部28は、ROM14に格納された計数値中止条件テーブルを参照して、第1の中止条件の判定結果を取得する(ステップ1603)。図17(a)は、本実施の形態にかかる計数値中止条件テーブルの構成例を示す図である。図17(a)に示すように、計数値中止条件テーブル1700には、処理回数に対応付けて計数値(テーブル計数値)が格納されている。
In addition, the
中止判定部18は、ステップ1601で算出された計数値が、図17(a)に示す、処理回数に対応付けられたテーブル計数値以上であれば、第1の中止条件の判定結果は「中止」を示すものとなる。その一方、ステップ1601で算出された計数値が、テーブル計数値より小さければ、第1の中止条件の判定結果は「継続」を示すものとなる。
If the count value calculated in
図17(a)に示す計数値中止条件テーブルは、累算値が所定値以上の位置pの個数は、入力波形データと立ち上がりが一致する予測波形データのばらつきを示している。すなわち、上記計数値(個数)が大きくなるのにしたがって、入力波形データと立ち上がりが一致する予測波形データの個数が増えていることを示している。この計数値(個数)は、処理が繰り返されるにもかかわらず増大しないことが望ましい。つまり、ある1つの位置だけが累算値が増大し、他の位置では累算値が増大しないのが最も望ましい状態であり、その場合には計数値は増大しない。 In the count value stop condition table shown in FIG. 17A, the number of positions p where the accumulated value is equal to or greater than a predetermined value indicates variations in predicted waveform data whose rising edge coincides with the input waveform data. That is, as the count value (number) increases, the number of predicted waveform data whose rising edge matches the input waveform data increases. It is desirable that this count value (number) does not increase despite the repeated processing. That is, it is the most desirable state that the accumulated value increases only at one certain position and the accumulated value does not increase at the other position. In this case, the counted value does not increase.
そこで、処理が繰り返されるのにしたがって、計数値が一定の範囲で増大することは認容し、計数値中止条件テーブル1700には、認容される限度のテーブル計数値を格納している。 Therefore, it is acceptable that the count value increases within a certain range as the processing is repeated, and the count value stop condition table 1700 stores the allowable table count values.
次いで、中止判定部18は、ROM14に格納された最大値中止条件テーブルを参照して、第2の中止条件の判定結果を取得する(ステップ1604)。図17(b)は、本実施の形態にかかる最大値中止テーブルの構成例を示す図である。図17(b)に示すように、最大値中止条件テーブル1710には、処理回数に対応付けて最大値(テーブル最大値)が格納されている。
Next, the
中止判定部18は、ステップ1602で取得された最大値Camaxが、図17(b)に示す処理回数に対応付けられたテーブル最大値以下であれば、第2の中止条件の判定結果は「中止」を示すものとなる。その一方、ステップ1602で取得された最大値Camaxが、テーブル最大値より大きければ、第2の中止条件の判定結果は「継続」を示すものとなる。
If the maximum value Camax acquired in
ステップ1602で取得された最大値Camaxは、入力波形データと立ち上がりが一致する予測波形データにおける、上記立ち上がりの一致の度合いを示している。最大値は、処理が繰り返されるのにしたがって増大するのが望ましい。
The maximum value Camax acquired in
そこで、処理が繰り返されるのにしたがって、最大値も増大することを想定し、最大値中止条件テーブル1710には、増大する最大値の最低限の許容値を格納し、取得される最大値がその許容値以下となったときには処理を中止するようにしている。 Therefore, assuming that the maximum value increases as the processing is repeated, the minimum value of the maximum value to be increased is stored in the maximum value cancellation condition table 1710, and the acquired maximum value is The process is stopped when the value is less than the allowable value.
その後、中止判定部18は、第1の中止条件の判定結果および第2の中止条件の判定結果に基づいて、最終的な秒同期の処理の中止、継続を判定する(ステップ1605)。本実施の形態においては、第1の中止条件の判定結果、或いは、第2の中止条件の判定結果の何れかにおいて、「中止」となった場合には、処理を中止すべきであると判断する。図16に示す中止条件取得処理により、継続可能と判断された場合には(ステップ805)、CPU11は、共分散値の算出(ステップ802)の処理回数が、所定回数に達したかを判断する(ステップ806)。ステップ806でNoと判断された場合には、ステップ802に戻る。
Thereafter, the
ステップ805でNoと判断された場合には、秒パルス位置の検出処理を終了する。この場合、以下に説明する分先頭位置の検出や、符号のデコードも実行されない。
If it is determined No in
図18は、図13(a)に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図であり、図14の例と同様である。したがって、図18の例でも、説明の便宜上、図13(a)に示す1秒分の入力波形データの部分に基づいて共分散値C(p)を算出し、各処理におけるそれぞれの共分散値の累算値Ca(p)をヒストグラムとして示している。図18において、1回目から5回目までのそれぞれの計数値は、「2」、「3」、「3」、「4」、「7」であり、また、累算値の最大値Camaxは、「2」、「2」、「4」、「6」、「6」である。この例では、5回目の処理において、計数値は「7」であり、第1の中止条件では「継続」が示される一方、最大値Camaxは「6」であり、第2の中止条件では「中止」が示される。このため、最終的には、5回目の処理で、ステップ1605において秒同期の中止と判断される。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the accumulated value of the covariance values based on the input waveform data illustrated in FIG. 13A, and is similar to the example of FIG. Accordingly, in the example of FIG. 18 as well, for convenience of explanation, the covariance value C (p) is calculated based on the input waveform data portion for one second shown in FIG. The accumulated value Ca (p) is shown as a histogram. In FIG. 18, the respective count values from the first time to the fifth time are “2”, “3”, “3”, “4”, “7”, and the maximum value Camax of the accumulated value is “2”, “2”, “4”, “6”, “6”. In this example, in the fifth processing, the count value is “7”, and “continuation” is indicated in the first cancellation condition, while the maximum value Camax is “6”, and “ "Cancel" is indicated. Therefore, it is finally determined in
図19は、図13(b)に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図であり、図15の例と同様である。したがって、図19の例でも、説明の便宜上、図13(b)に示す1秒分の入力波形データの部分に基づいて共分散値C(p)を算出し、各処理におけるそれぞれの共分散値の累算値Ca(p)をヒストグラムとして示している。図19において、1回目から5回目までのそれぞれの計数値は、「1」、「1」、「1」、「1」、「2」であり、また、累算値の最大値Camaxは、「2」、「4」、「6」、「8」、「10」である。したがって、5回の処理のそれぞれにて、秒同期は継続すべきであると判断される。 FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the accumulated value of the covariance values based on the input waveform data illustrated in FIG. 13B, and is similar to the example of FIG. Accordingly, in the example of FIG. 19 as well, for convenience of explanation, the covariance value C (p) is calculated based on the input waveform data portion for 1 second shown in FIG. The accumulated value Ca (p) is shown as a histogram. In FIG. 19, the respective count values from the first time to the fifth time are “1”, “1”, “1”, “1”, “2”, and the maximum value Camax of the accumulated value is “2”, “4”, “6”, “8”, “10”. Accordingly, it is determined that the second synchronization should be continued in each of the five processes.
ステップ806でYesと判断された場合には、相関値比較部26は、相関値の累算値Ca(1)〜Ca(20)を比較して、最適値(この場合には最大値)C(x)を見出す(ステップ807)。CPU11は、最適値C(x)を受け入れて、当該最適値が有効であるか否かを判断する(ステップ808)。
When it is determined Yes in
得られた共分散値C(p)の中で最大値を示すC(x)が最も相関の高い予測波形であるが、母数の不十分な標本から得られた共分散値においては、ノイズによる偶発的な要因で最大値が出現する場合もある。このような場合を排除する目的で、たとえば、ステップ808においては、たとえば、以下のような判断基準を設け、誤検出を避ける。
(1)共分散計算に使用した入力波形データの数が既定数以上であること
(2)C(x)を示すxの値が複数回数出現し、かつ、複数回数xの値が等しく、その頻度が他に比べて大きいこと。(xが最頻値)
(3)既定回数以上連続してxの値が等しいこと。(最頻値の連続性)
(4)C(x)の分散が規定値以下であること、
(5)C(x)の統計量である尖度や歪度もしくは、それに準ずる評価関数を計算し、その結果が規定値に達しているかを判断すること。
Among the obtained covariance values C (p), C (x) indicating the maximum value is a predicted waveform having the highest correlation. However, in a covariance value obtained from a sample with insufficient parameters, noise The maximum value may appear due to an accidental factor. For the purpose of eliminating such a case, for example, in
(1) The number of input waveform data used for covariance calculation is greater than or equal to a predetermined number. (2) The value of x indicating C (x) appears multiple times, and the value of the multiple times x is equal. The frequency is higher than others. (X is the mode)
(3) The value of x is continuously equal to the predetermined number of times. (Continuity of mode)
(4) The variance of C (x) is below a specified value,
(5) Calculate kurtosis or skewness, which is a statistic of C (x), or an evaluation function equivalent thereto, and determine whether the result reaches a specified value.
無論、有効性の判断は上述した手法に限定されず、相関値の平均値や標準偏差を利用して、たとえば、相関値の極大値であっても、平均値より小さいものは有意ではないと判断しても良いし、統計において一般的な有意水準(たとえば、5パーセント)を利用しても良い。 Of course, the judgment of effectiveness is not limited to the above-described method, and the average value or standard deviation of the correlation value is used, for example, even if the correlation value is the maximum value, the value smaller than the average value is not significant. Judgment may be made, or a general significance level (for example, 5%) in statistics may be used.
最適値C(x)が有効であれば(ステップ808でYes)、CPU11は、最適値C(x)が示す予想波形データにおける信号レベルの変化点、つまり、ローレベルを示す第1の値からハイレベルを示す第2の値に変化する位置を、秒パルス位置と判断する(ステップ809)。CPU11は、秒パルス位置の情報を、RAM15に格納しておく。この秒パルス位置は、以下に述べる分先頭位置の検出等の処理で使用される。
If the optimum value C (x) is valid (Yes in step 808), the
秒パルス位置の検出(ステップ401)、つまり、秒同期が終了すると、分先頭位置が検出される(ステップ402)。分先頭位置の検出を、分同期とも称する。ステップ401により、すでに秒パルス位置(秒の先頭位置)は確定している。また、JJYでは、図5に示すように、1分のフレームにおいて、末尾にポジションマーカー「P0」を示す符号が配置され、また、先頭にマーカー「M」を示す符号が配置される。ポジションマーカー「P0」およびマーカー「M」は、ともに、デューティ20%の符号「P」である。したがって、そこで、分同期においては、デューティ20%の符号「P」が連続している形態の2単位時間長の予測波形データを生成する。また、それぞれ秒パルス位置(つまり秒先頭位置)から開始される2単位時間長(2秒)の入力波形データを60個生成する。予測波形データと、60個の入力波形データの各々との相関値を算出することにより60個の相関値(共分散値)C(1)〜C(60)を得ることができる。
When the second pulse position is detected (step 401), that is, when the second synchronization is completed, the minute leading position is detected (step 402). Detection of the minute start position is also referred to as minute synchronization. In
図20は、本実施の形態にかかる分先頭位置の検出(分同期)をより詳細に示すフローチャートである。また、図21は、本実施の形態にかかる分先頭位置の検出における入力波形データおよび予測波形データを説明する図である。秒同期によって、すでに秒パルス位置(秒先頭位置)は確定している。 FIG. 20 is a flowchart showing in more detail the detection (minute synchronization) of the minute head position according to the present embodiment. FIG. 21 is a diagram for explaining input waveform data and predicted waveform data in the detection of the leading position according to this embodiment. With the second synchronization, the second pulse position (second head position) has already been determined.
予測波形データ生成部23は、CPU11からの指示にしたがって、符号「P」を2つ連ねた形態の2単位時間長の予測波形データP(j)を生成する(ステップ2001)。図21に示すように、この予測波形データ(符号2100参照)は、単位時間長(1秒)において最初の200ms(20%)がハイレベルで残りがローレベルであるような波形を2つ連ねたものである。
The predicted waveform
予測波形データ生成部23は、生成された予測波形データP(j)の特徴区間に属するデータ値(特徴値)を抽出する(ステップ2002)。図22(a)、(b)は、JJYの各符号における特徴区間を説明する図である。図22(a)に示すように、符号「P」(符号2201参照)、符号「1」(符号2202参照)および符号「0」(符号2203参照)においては、その値が他の符号の値と異なるような、固有の値を有する区間が存在する。たとえば、符号「P」では、200ms〜500msに至る区間(符号2211参照)がローレベル(データ値「−1」)であり、この区間において、他と異なる固有の値「−1」を有している。
The predicted waveform
したがって、本実施の形態においては、符号「P」において200ms〜500msの区間が特徴区間となる。図20に示す予測波形データP(j)において、単位時間長のサンプル数が20であれば、j=1〜40となる。この場合には、予測波形データ生成部23は、特徴値として、200ms〜500msの区間および1200ms〜1500msの区間のデータ値、つまり、P(5)〜P(10)およびP(25)〜P(30)のみを抽出する。
Therefore, in the present embodiment, the section of 200 ms to 500 ms is the feature section in the code “P”. In the predicted waveform data P (j) shown in FIG. 20, if the number of samples per unit time length is 20, j = 1 to 40. In this case, the predicted waveform
後述するが、符号のデコード処理においても、予測波形データの特徴区間の特徴値が利用される。符号のデコード処理では、符号「0」或いは符号「1」の何れであるかが判断できれば良い。つまり、分同期は終了しているため、符号「P」の判別は不要である。 As will be described later, the feature value of the feature section of the predicted waveform data is also used in the code decoding process. In the code decoding process, it is only necessary to determine whether the code is “0” or “1”. That is, since the minute synchronization has been completed, it is not necessary to determine the code “P”.
図22(b)に示すように、符号「1」では、500ms〜800msに至る区間(符号2212参照)がローレベル(データ値「−1」)であり、この区間において、他の符号「0」と異なる固有の値「−1」を有している。その一方、符号「0」では、500ms〜800msに至る区間(符号2213参照)がハイレベル(データ値「1」)であり、この区間において、他の符号「1」と異なる固有の値「1」を有している。したがって、符号「1」および「0」においては、それぞれ、500ms〜800msの区間が特徴区間となる。また、符号「1」の特徴区間における特徴値は「−1」であり、符号「0」の特徴区間における特徴値は「1」である。 As shown in FIG. 22B, in the code “1”, an interval from 500 ms to 800 ms (refer to the code 2212) is a low level (data value “−1”). And a unique value “−1”. On the other hand, in the code “0”, an interval from 500 ms to 800 ms (refer to the code 2213) is a high level (data value “1”), and a unique value “1” different from the other codes “1” in this interval. "have. Therefore, in the codes “1” and “0”, a section of 500 ms to 800 ms is a feature section. Further, the feature value in the feature section with the code “1” is “−1”, and the feature value in the feature section with the code “0” is “1”.
次いで、秒先頭位置を特定するためのパラメータiが初期化され、CPU11の指示にしたがって、波形切り出し部24は、受信波形データバッファ22から秒先頭位置から2単位時間長(2秒)の入力波形データSn(i,j)を生成する(ステップ2004)。また、波形切り出し部24は、予測波形データの特徴区間に対応するよう、Sn(i,j)の特徴区間に属するデータ値を抽出する(ステップ2005)。波形切り出し部24は、i=1のときには、Sn(1,5)〜Sn(1,10)およびSn(1,25)〜Sn(1,30)を、特徴区間に属するデータ値として抽出する。一般には、
Sn(i,5)〜S(i,10)、および、
Sn(i,25)〜S(i,30)が、特徴区間に属するデータとして抽出される。
Next, the parameter i for specifying the second head position is initialized, and in accordance with an instruction from the
Sn (i, 5) -S (i, 10), and
Sn (i, 25) to S (i, 30) are extracted as data belonging to the feature section.
次いで、相関値算出部25は、特徴区間に属する入力波形データSn(i,j)と、特徴区間に属する予測波形データP(j)との相関値(共分散値)C(i)を算出する(ステップ2006)。共分散値の算出は、秒同期処理と同様であるため、特徴区間との兼ね合いのみを説明する。本実施の形態においては、入力波形データについて、Sn(i,5)〜S(i,10)、および、Sn(i,25)〜S(i,30)が、特徴区間に属するデータ値として抽出される。また、予測波形データについても、P(5)〜P(10)およびP(25)〜(P30)が抽出される。
Next, the correlation
したがって、共分散値C(i)の算出の際の、入力波形データのデータ値と、予測波形データのデータ値の乗算値の総和
ΣSn(i,j)*P(j)において、j=5〜10,25〜30となる。ここで、図22(a)を参照して説明したように、符号「P」の特徴区間のデータ値(特徴値)は「−1」である。したがって、予測区間における予測波形データP(j)(j=5〜10、25〜30)は、「−1」となる。したがって、上記乗算値の総和を算出する際に、Sn(i,j)(j=5〜10,25〜30)を求め、それに、特徴値「−1」を乗じれば良い。
Therefore, when calculating the covariance value C (i), the sum of the product values of the input waveform data and the data value of the predicted waveform data ΣSn (i, j) * P (j), j = 5 -10, 25-30. Here, as described with reference to FIG. 22A, the data value (feature value) of the feature section with the symbol “P” is “−1”. Therefore, the prediction waveform data P (j) (j = 5 to 10, 25 to 30) in the prediction section is “−1”. Therefore, when calculating the total sum of the multiplication values, Sn (i, j) (j = 5 to 10, 25 to 30) may be obtained and multiplied by the feature value “−1”.
次いで、CPU11は、パラメータiが60であるか否かを判断し(ステップ2007)、ステップ2007でNoと判断された場合には、パラメータiをインクリメントする(ステップ2008)。引き続くステップ2004においては、CPU11の指示にしたがって、波形切り出し部24は、次の秒先頭位置(つまり、先の入力波形データの秒先頭位置から20サンプルだけ後ろの位置)から2単位時間長(2秒)の入力波形データSn(i,j)を取得する。以下、新たに取得した入力波形データSn(i,j)と予測波形データP(j)との間で共分散値が算出される。
Next, the
図21に示すように、入力波形データSn(1,j)は、ある秒先頭位置からの2単位時間長のデータ2101、2102から構成される。次の入力波形データSn(2,j)は、次の秒先頭位置からの2単位時間長のデータ2102、2103から構成される。このように、Sn(n−1,j)とSn(n,j)とは、単位時間長(1秒)だけ秒先頭位置がずれたデータとなっている。最後尾の入力波形データSn(60,j)は、先頭の入力波形データSn(1,j)から59秒ずれた2単位時間長のデータ2159、2160から構成される。
As shown in FIG. 21, the input waveform data Sn (1, j) is composed of
入力波形データSn(1,j)、Sn(2,j)、Sn(3,j)、・・・、Sn(60,j)の特徴区間に属するデータ値と、予測波形データの特徴区空間に属する値とが用いられて、それぞれの共分散値が算出される。図21においては、図示の便宜上、Sn(1,j)、Sn(2,j)、Sn(3,j)、・・・、Sn(60,j)との間で共分散を算出する予測波形データを、P(1,j)、P(2,j)、P(3,j)、・・・、P(60,j)としているが、実際にはこれらは同じ値P(j)である。 The data value belonging to the feature section of the input waveform data Sn (1, j), Sn (2, j), Sn (3, j),..., Sn (60, j) and the feature section space of the predicted waveform data Are used to calculate the respective covariance values. In FIG. 21, for convenience of illustration, prediction for calculating covariance among Sn (1, j), Sn (2, j), Sn (3, j),..., Sn (60, j). The waveform data is P (1, j), P (2, j), P (3, j),..., P (60, j), but these are actually the same value P (j). It is.
全ての相関値(共分散値)C(1)〜C(60)が取得されると、相関値比較部26は、共分散値C(1)〜C(60)を比較して、最適値(この場合には最大値)C(x)を見出す(ステップ2009)。CPU11は、最適値C(x)を受け入れて、当該最適値が有効であるか否かを判断する(ステップ2010)。有効であるか否かの判断も秒同期処理の場合(図8のステップ808)と同様である。なお、ステップ808に関する最適値の有効性の判断において、(1)〜(3)を適用する場合には、ステップ2003〜2009の処理の組が複数回実行される。
When all the correlation values (covariance values) C (1) to C (60) are acquired, the correlation
ステップ2010でNoと判断された場合には、ステップ2003に戻り、波形切り出し部24は、CPU11の指示にしたがって、受信波形バッファ22に格納された、先の処理に用いられたデータとは別の入力波形データを取得する。
If NO is determined in
ステップ2010でYesと判断された場合には、CPU11は、最適値C(x)が示す入力波形データにおいて、2番目の符号「P」の先頭位置、つまり、2番目のローレベルからハイレベルへの立ち上がりの位置を、分の先頭位置と判断する(ステップ2011)。CPU11は、分の先頭位置の情報を、RAM15に格納しておく。
When it is determined Yes in
分先頭位置の検出(ステップ402)、つまり、分同期が終了すると、分、時、曜日などの符号がデコードされる(ステップ403)。分のデコードでは、分の一の位のデコードおよび分の十の位のデコードが実行される。また、時のデコードでは、時の一の位のデコードおよび時の十の位のデコードが実行される。以下、分の一の位のデコードについて説明する。 When the minute leading position is detected (step 402), that is, when the minute synchronization is completed, codes such as minutes, hours, and days of the week are decoded (step 403). In the minute decoding, one-minute decoding and ten-minute decoding are executed. In the hour decoding, the hour's first digit and the hour's tenth digit are executed. In the following, the decoding of fractions will be described.
図23は、本発明の実施の形態にかかる分の一の位の検出処理の例を示すフローチャートである。この実施の態様においては、波形切り出し部24が、符号(分の一の位)の先頭位置から4単位時間長の入力波形データSn(j)を取得する(ステップ2301)。1秒あたり20サンプルであれば、80サンプル(j=1〜80)の入力波形データを得ることができる。
FIG. 23 is a flowchart showing an example of a fractional detection process according to the embodiment of the present invention. In this embodiment, the
次いで、波形切り出し部24は、入力波形データSn(j)の特徴区間を抽出する(ステップ2302)。図22(b)に示すように、JJYに基づく符号「0」、「1」についての特徴区間は、符号の先頭から500msの位置から800msの位置である。したがって、入力波形データSn(j)の特徴区間は、
Sn(10)〜Sn(16)、Sn(30)〜Sn(36)、Sn(50)〜Sn(56)、および、Sn(70)〜Sn(76)のデータ値の区間となる。
Next, the
It is a section of data values of Sn (10) to Sn (16), Sn (30) to Sn (36), Sn (50) to Sn (56), and Sn (70) to Sn (76).
次いで、BCDにより表される分の一の位の値を特定するパラメータBCDが「0000」に初期化される(ステップ2303)。予測波形データ生成部23は、パラメータBCDが示す符号に対応する4単位時間長の予測波形データP(j)を生成する(ステップ2304)。また、予測波形データ生成部23は、上記予測波形データP(j)の特徴区間を抽出する(ステップ2305)。この特徴区間は、
P(10)〜P(16)、P(30)〜P(36)、P(50)〜P(56)、および、P(70)〜P(76)のデータ値の区間となる。
Next, the parameter BCD that specifies the value of the fractional part represented by BCD is initialized to “0000” (step 2303). The predicted waveform
This is a section of data values P (10) to P (16), P (30) to P (36), P (50) to P (56), and P (70) to P (76).
次いで、相関値算出部25は、Sn(j)の特徴区間のデータ値と、P(j)の特徴区間の対応するデータ値(特徴値)とを乗じて演算値を取得し、得られた演算値に基づき、共分散値C(p)を算出する(ステップ2306)。なお、予測波形データP(j)の特徴区間は4つあり、それぞれのデータ値は「1」または「0」となる。したがって、データ値の乗算は以下のように取得することができる。
(特徴区間(P(10)〜P(16))の特徴値)×Σ(Sn(10)〜Sn(16))+(特徴区間(P(30)〜P(36))の特徴値)×Σ(Sn(30)〜Sn(36))+(特徴区間(P(50)〜P(56))の特徴値)×Σ(Sn(50)〜Sn(56))+(特徴区間(P(70)〜P(76))の特徴値)×Σ(Sn(70)〜Sn(76))
したがって、全てのデータ値の乗算値の総和を求める必要は無い。
Next, the correlation
(Feature value of feature section (P (10) to P (16))) × Σ (Sn (10) to Sn (16)) + (Feature value of feature section (P (30) to P (36))) × Σ (Sn (30) to Sn (36)) + (feature value of feature section (P (50) to P (56))) × Σ (Sn (50) to Sn (56)) + (feature section ( Characteristic value of P (70) to P (76)) × Σ (Sn (70) to Sn (76))
Therefore, there is no need to obtain the sum of the multiplication values of all data values.
パラメータが「BCD=1001」より小さければ(ステップ2307)、パラメータBCDをインクリメント(ステップ2308)してステップ2304に戻る。ステップ2307でYesと判断された場合には、ステップ2309に進む。
If the parameter is smaller than “BCD = 1001” (step 2307), the parameter BCD is incremented (step 2308) and the process returns to step 2304. If it is determined YES in
全ての相関値(共分散値)C(1)〜C(10)が取得されると、相関値比較部26は、共分散値C(1)〜C(10)を比較して、最適値(この場合には最大値)C(x)を見出す(ステップ2309)。CPU11は、最適値C(x)を受け入れて、当該最適値が有効であるか否かを判断する(ステップ2310)。有効であるか否かの判断も秒同期処理の場合(図8のステップ808)と同様である。ステップ2310でNoと判断された場合には、ステップ2301に戻る。その一方、ステップ2310でYesと版出された場合には、CPU11は、最適値C(x)が示す予測波形データが示す値(BCD)を、分の一の位の値と判断する(ステップ2311)。CPU11は、分の一の位の値を、RAM15に格納しておく。
When all the correlation values (covariance values) C (1) to C (10) are acquired, the correlation
分の十の位、時の一の位および十の位、曜日など、他の符号のデコードも、分の一の位と同様の処理により実現できる。符号のデコードにより、現在日時、曜日、現在時刻などを含む時刻情報が取得されると、CPU11は、得られた時刻情報をRAM15に記憶する。また、CPU11は、符号から得られた現在時刻に基づいて、内部計時回路17において計時された現在時刻を修正するとともに、得られた現在時刻を表示部13に表示する(ステップ404)。
Decoding of other codes such as the tenths of a minute, the hours of the hour, the tens of the digits, and the day of the week can also be realized by the same processing as the ones of the minutes. When the time information including the current date and time, the day of the week, the current time, and the like is acquired by decoding the code, the
JJYの信号についての、秒同期、分同期、および、符号のデコードを説明したが、WWVBおよびMSFなど他の規格についても、秒同期、分同期、および、符号のデコードが可能である。 Although second synchronization, minute synchronization, and code decoding have been described for the JJY signal, second synchronization, minute synchronization, and code decoding are also possible for other standards such as WWVB and MSF.
WWVBやMSFの場合の秒同期について説明する。図6(b)、(c)に示すように、WWVBやMSFでは、秒の先頭でハイレベルからローレベルに立ち下がる。このように先頭で立ち下がる信号に対して、JJYについて適用した予測波形データを適用した場合について説明する。図24は、入力波形データと予測波形データとの間の共分散値を説明する図である。図24(a)において、入力波形データSn(j)は、秒の先頭位置(符号2400参照)で、ローレベルからハイレベルに立ち上がる。上記立ち上がりのポイントの前方で、ローレベルに対応する第1の値をとり、立ち上がりのポイントの後方で、ハイレベルに対応する第2の値をとるような予測波形データP(j)と、上記入力波形データSn(j)との共分散値Cを考えると、最大値である「2」をとる。なお、この共分散値は、説明を容易にするため、単に、予測波形データのデータ値と入力波形データのデータ値との積の和としている。 Second synchronization in the case of WWVB or MSF will be described. As shown in FIGS. 6B and 6C, WWVB and MSF fall from the high level to the low level at the beginning of the second. The case where the predicted waveform data applied to JJY is applied to the signal that falls at the head in this way will be described. FIG. 24 is a diagram illustrating a covariance value between input waveform data and predicted waveform data. In FIG. 24 (a), input waveform data Sn (j) rises from a low level to a high level at the start position of the second (see reference numeral 2400). Predicted waveform data P (j) that takes a first value corresponding to a low level before the rising point and takes a second value corresponding to a high level after the rising point; Considering the covariance value C with the input waveform data Sn (j), the maximum value is “2”. Note that the covariance value is simply the sum of the product of the data value of the predicted waveform data and the data value of the input waveform data for ease of explanation.
その一方、図24(b)に示すように、秒の先頭位置(秒パルス位置)で、ハイレベルからローレベルに立ち下がるような入力波形データS’n(j)を考える。この入力波形データS’n(j)と、予測波形データP(j)との共分散値Cを考えると、最小値である「−2」をとる。すなわち、WWBVやMSFのように、秒の先頭位置でハイレベルからローレベルに立ち下がるようなデータについて、秒の先頭位置を検出するためには、図8の処理、特に、ステップ807において、最適値として、共分散値の最小値を選択すれば良い。
On the other hand, as shown in FIG. 24B, consider input waveform data S′n (j) that falls from a high level to a low level at the start position (second pulse position) of the second. Considering the covariance value C between the input waveform data S′n (j) and the predicted waveform data P (j), the minimum value is “−2”. In other words, for data that falls from the high level to the low level at the start position of the second, such as WWBV and MSF, the process shown in FIG. 8, particularly in
受信レベルの算出(図12)においては、ステップ1202において、累算値の最小値が減少したかが判断される。また、中止条件取得処理(図16)においても、負の共分散値の最小値や、負の累算値の最小値が用いられる。図16について、以下のステップが変更される。
In the calculation of the reception level (FIG. 12), it is determined in
ステップ1601において、累算値Ca(p)tが負の所定値以下の位置が計数される。ステップ1602では、累算値Ca(p)tの最小値Caminが取得される。また、ステップ1604で参照されるテーブルは、最小値中止条件テーブルであり、処理回数ごとの累算値の最小値が格納されている。また、ステップ1605において、中止判定部18は、ステップ1602で取得された最小値Caminが、テーブル最小値以上であれば、第2の中止条件の判定結果は「中止」を示すものとなる。その一方、ステップ1602で取得された最小値Caminが、テーブル最小値より小さければ、第2の中止条件の判定結果は「継続」を示すものとなる。
In
或いは、WWVBやMSFのように秒の先頭位置でハイレベルからローレベルに立ち下がるような形態のデータの秒の先頭位置を検出するために、上述した予測波形データP(p,j)を反転させた他の予測波形データを適用しても良い。図24(c)において、入力波形データS’n(j)は、図24(b)のものと同様である。また、予測波形データP’(j)は、図22(b)に示す予測波形データP(j)を反転させたものである。この場合には、p=2のときの共分散値C(2)が最大値をとる。したがって、予測波形データP(2)および入力波形データSn(2)に基づいて、秒の先頭位置を決定すれば良い。 Alternatively, in order to detect the leading position of the second of the data that falls from the high level to the low level at the leading position of the second, such as WWVB or MSF, the above-described predicted waveform data P (p, j) is inverted. Other predicted waveform data may be applied. In FIG. 24C, the input waveform data S′n (j) is the same as that in FIG. The predicted waveform data P ′ (j) is obtained by inverting the predicted waveform data P (j) shown in FIG. In this case, the covariance value C (2) when p = 2 takes the maximum value. Therefore, the second position of the second may be determined based on the predicted waveform data P (2) and the input waveform data Sn (2).
本実施の形態においては、中止判定部28は、相関値算出部25により、入力波形データ生成手段により生成される入力波形データと、予測波形データとの間で繰り返し算出される相関値に基づいて、秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断する。相関値の最適値は、もっとも大きい正の相関を示している。したがって、最適値を参照することで、入力波形データにおけるノイズの多寡を判断することができ、ノイズの混入が比較的少ない入力波形データを利用した、正確な秒同期を実現することができる。
In the present embodiment, the
本実施の形態においては、中止判定部28は、繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、最適値が正の相関を示す度合いが所定よりも減じていることを示す場合に、秒パルス位置の特定を中止する。もっとも相関が強いことを示す最適値について、正の相関の度合いが減じていることは、入力波形データにおいてノイズの混入度合いが大きくなっていることを意味している。したがって、この場合には秒同期を中止して、不適切な秒先頭位置の検出することを排除している。
In the present embodiment, the
特に、本実施の形態においては、中止判定部28は、相関値の最適値を累算して累算値を算出し、繰り返し回数に対応する累算値の閾値を格納した最大値中止条件テーブル1710を参照して、正の相関を示す度合いが所定よりも減じているかを判断する。最適値が最大値である場合、ノイズの混入が比較的少ない入力波形データについては、処理が繰り返されるのにしたがって、最適値(最大値)の累算値は増大する。したがって、最大値中止条件テーブル1710には、増大する最大値の最低限の許容値を格納し、取得される最大値がその許容値以下となったときには処理を中止するようにしている。これにより、複雑な演算を経ることなく適切に秒同期を中止することが可能となる。
In particular, in the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、中止判定部28は、相関値を算出する際に、正の相関を示す所定の相関値の数を計数し、計数により得られた計数値に基づき、秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断する。正の相関を示す所定の相関値の数は、秒パルス位置と判断される可能性のある位置の数を示している。したがって、相関値の数が大きくなるのにしたがって、秒パルス位置と判断される可能性のある位置が増大し、正確な秒パルス位置の特定が困難となる。そこで、正の相関値の数を計数して、計数値に基づき処理の継続或いは中止を判断することで、正確な秒パルス位置の特定を確実に実現する。
Further, in the present embodiment, when determining the correlation value, the
特に、本実施の形態において、中止判定部28は、相関値算出の演算の繰り返し数に応じて定められた計数値の閾値を格納した計数値中止条件テーブル1700を参照して、計数値が、所定の計数値の閾値以上である場合に、秒パルス位置の特定を中止する。処理が繰り返されるのにしたがって、計数値が一定の範囲で増大することは認容し、計数値中止条件テーブルには、認容される限度の計数値を格納し、テーブルに格納された計数値以上となった場合に、秒先頭位置の特定を中止することで、正確な秒パルス位置の特定を確実に実現する。
In particular, in the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、受信レベル算出部27が、繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、標準時刻電波の受信レベルを示すレベル値を算出し、表示部13の画面上に表示する。したがって、時刻情報取得装置を含む機器、たとえば、電子時計の使用者は、現在装置が受信している標準時刻電波の状況を適切に把握することができる。
Further, in the present embodiment, the reception
特に、受信レベル算出部27は、最適値の累算値を参照して、累算値における正の相関を示す度合いの増大或いは減少に基づいて、レベル値を増大或いは減少させる。これにより、時間の経過にしたがった受信レベルのレベル値の増減を適切に取得することが可能となる。
In particular, the reception
たとえば、本実施の形態においては、予測波形データ生成部23は、各サンプル点が、信号レベルの変化点の前後の何れかの所定区間におけるローレベルを示す第1の値、前記変化点の前後の他の何れかの所定区間におけるハイレベルを示す第2の値、および、前記所定区間以外の他の区間における第3の値の何れかをとり、その波形形状が、所定サンプルだけ順次ずれている複数の予測波形データを生成し、相関値算出部25が予測波形データと入力波形データとの間の相関値を算出する。
For example, in the present embodiment, the predicted waveform
予測波形データが上述した値を有することで、予測波形データと入力波形データとの立ち上がり位置が一致したときに、より大きな正の相関を示す値が出力される。したがって、秒先頭位置を精度良く特定することが可能となる。 When the predicted waveform data has the above-described value, a value indicating a larger positive correlation is output when the rising positions of the predicted waveform data and the input waveform data match. Therefore, it is possible to specify the second head position with high accuracy.
本実施の形態においては、上述した処理により特定された秒パルス位置と、タイムコードの先頭位置の前後の信号レベルに基づき、タイムコードにおける分先頭位置を特定するとともに、タイムコードが含む符号を取得して、当該符号が示す値にしたがって、タイムコードを構成する日、時、分を含むコードの値を取得し、取得されたコードの値に基づいて現在時刻を算出する。したがって、内部計時回路17において得られた時刻を、算出された現在時刻により修正することが可能となる。
In this embodiment, based on the second pulse position specified by the above-described processing and the signal level before and after the start position of the time code, the start position of the minute in the time code is specified and the code included in the time code is acquired. Then, according to the value indicated by the code, the code value including the date, hour, and minute constituting the time code is acquired, and the current time is calculated based on the acquired code value. Therefore, it is possible to correct the time obtained in the
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.
たとえば、上記実施の形態においては、秒パルス位置の検出の際に、ローレベルからハイレベルに立ち上がるポイントの前方(時間的に古い側)に所定区間だけ、ローレベルを示す第1の値「−1」を有し、上記ポイントの後方(時間的に新しい側)に所定区間だけ、ハイレベルを示す第2の値「1」を有し、さらに、上記ポイントの前後所定区間以外については、「0」を示す他の第3の値を有する予測波形データを用いている。しかしながら、これに限定されるものではなく、タイムコードを構成する符号、たとえば、符号「0」を繰り返したような形態の予測波形データを用いても良い。 For example, in the above-described embodiment, when the second pulse position is detected, the first value “−” indicating the low level only for a predetermined interval in front of the point rising from the low level to the high level (the older side in time). 1 ”, a second value“ 1 ”indicating a high level only in a predetermined section behind the point (a new side in time), and other than the predetermined section before and after the point, Predicted waveform data having another third value indicating “0” is used. However, the present invention is not limited to this, and predicted waveform data in a form in which a code constituting a time code, for example, a code “0” is repeated may be used.
図25は、本発明の第2の実施の形態にかかる秒パルス位置の検出(秒同期)をより詳細に示すフローチャートである。図25に示すように、予測波形データ生成部23は、CPU11の指示にしたがって、4単位時間長(4秒)の、それぞれ、50msずつ、符号「0」の先頭(ローレベルからハイレベルへの立ち上がり)の位置がずれた20個の予測波形データP(1,j)〜P(20,j)を生成する(ステップ2501)。
FIG. 25 is a flowchart showing in more detail the detection of the second pulse position (second synchronization) according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 25, the predicted waveform
次いで、予測波形データ生成部23は、予測波形データP(1,j)〜P(20,j)の特徴区間を抽出する(ステップ2502)。前述したように、符号「0」においては、図22(b)に示すように、符号の先頭から500msの位置〜800msの位置までが特徴区間であり、また、特徴区間における特徴値は「1」である。したがって、特徴区間抽出部28は、予測波形データP(1,j)〜P(20,j)の各々において、符号「0」の先頭から500msの位置〜800msの位置を特定する。
Next, the predicted waveform
たとえば、予測波形データP(1,j)の特徴区間は、
P(1,10)〜P(1,16)、P(1,30)〜P(1,36)、P(1,50)〜P(1,56)、および、P(1,70)〜P(1,76)のデータ値の区間となり、また、予測波形データP(2,j)の特徴区間は、
P(1,11)〜P(1,17)、P(1,31)〜P(1,37)、P(1,51)〜P(1,57)、および、P(1,71)〜P(1,77)のデータ値の区間となる。
For example, the feature section of the predicted waveform data P (1, j) is
P (1,10) -P (1,16), P (1,30) -P (1,36), P (1,50) -P (1,56), and P (1,70) To P (1,76), and the characteristic section of the predicted waveform data P (2, j) is
P (1,11) -P (1,17), P (1,31) -P (1,37), P (1,51) -P (1,57), and P (1,71) This is a section of data values of .about.P (1, 77).
一般に、予測波形データ(p,j)の特徴区間は、
P(p,10+(p−1))〜P(p,16+(p−1))、P(p,30+(p−1))〜P(p,36+(p−1))、P(p,50+(p−1))〜P(p,56+(p−1))、および、P(p,70+(p−1))〜P(p,76+(p−1))のデータ値の区間となる。なお、P(p,j)において、右側の数j>80となった場合には、(j−80)となる。また、上記特徴区間のデータ値(特徴値)は、図22(b)に示すように「1」となる。
In general, the characteristic section of the predicted waveform data (p, j) is
P (p, 10 + (p-1)) to P (p, 16 + (p-1)), P (p, 30 + (p-1)) to P (p, 36 + (p-1)), P ( p, 50 + (p-1)) to P (p, 56 + (p-1)) and P (p, 70 + (p-1)) to P (p, 76 + (p-1)) It becomes the section. In P (p, j), when the right number j> 80, (j−80) is obtained. In addition, the data value (feature value) of the feature section is “1” as shown in FIG.
次いで、共分散値の算出処理が実行される(ステップ2503)。図26は、第2の実施の形態にかかる共分散値の算出処理の例を示すフローチャートである。図26に示すように、CPU11の指示にしたがって、波形切り出し部24は、受信波形データバッファ22から、4単位時間長(4秒)のデータを切り出して、入力波形データSn(j)を生成する(ステップ2601)。第2の実施の形態においても、1秒あたり20サンプルのデータが取得されるため、Sn(j)は、80サンプルを含むデータとなる。次いで、CPU11は、予測波形データを特定するパラメータpを「1」に初期化する(ステップ2602)。
Next, a covariance value calculation process is executed (step 2503). FIG. 26 is a flowchart illustrating an example of covariance value calculation processing according to the second embodiment. As shown in FIG. 26, in accordance with an instruction from the
次いで、波形切り出し部24は、入力波形データSn(j)において、予測波形データの特徴区間に対応する特徴区間のデータ値を取得する(ステップ2603)。ステップ2603においては、予測波形データP(p,j)に対応して、入力波形データSn(j)の特徴区間のデータ値は、
Sn(10+(p−1))〜Sn(16+(p−1))、Sn(30+(p−1))〜Sn(36+(p−1))、Sn(50+(p−1))〜Sn(56+(p−1))、および、Sn(70+(p−1))〜Sn(76+(p−1))となる。
Next, the
Sn (10+ (p-1)) to Sn (16+ (p-1)), Sn (30+ (p-1)) to Sn (36+ (p-1)), Sn (50+ (p-1)) to Sn (56+ (p-1)) and Sn (70+ (p-1)) to Sn (76+ (p-1)).
次いで、相関値算出部27は、Sn(j)の特徴区間のデータ値と、P(p,j)の特徴区間の対応するデータ値(特徴値)とを乗じて演算値を取得し、得られた演算値に基づき、共分散値を算出する(ステップ2604)。なお、上述したように、予測波形データP(p、j)の特徴区間のデータ値は「1」である。したがって、Sn(j)の特徴区間のデータ値と、P(p,j)の特徴区間の対応するデータ値(特徴値)との乗算においては、Sn(j)の特徴区間のデータ値を累算して、ΣSn(j)を求めるだけで良い。また、相関値算出部27は、共分散値C(p)の累算値Ca(p)を算出する(ステップ2605)。
Next, the correlation
パラメータpが20より小さければ(ステップ2606でNo)、パラメータpがインクリメントされて(ステップ2606)、ステップ2603に戻る。ステップ2606でYesと判断された場合には処理を終了する。
If the parameter p is smaller than 20 (No in Step 2606), the parameter p is incremented (Step 2606), and the process returns to Step 2603. If it is determined YES in
引き続いて実行される受信レベルの算出・表示処理(ステップ2504)、中止条件取得処理(ステップ2505)は、図8のステップ803、804とそれぞれ同様である。また、ステップ2506〜2510は、図8のステップ805〜809とそれぞれ同様である。
Subsequent reception level calculation / display processing (step 2504) and stop condition acquisition processing (step 2505) are the same as
上述したように、第2の実施の形態においては、予測波形データ生成部23は、その波形形状がタイムコードにおける所定の符号、たとえば、符号「0」を含む複数の予測波形データを生成し、相関値算出部25が予測波形データと入力波形データとの間の相関値を算出する。このような予測波形データを利用しても、正確な秒同期の特定を確実に実現できる。
As described above, in the second embodiment, the predicted waveform
また、前記実施の形態にかかる受信レベル算出・表示処理において、共分散の累算値Ca(p)の最大値を比較して、最大値が増大しているかを判断している。この最大値を判断する際に、前後の累算値も考慮した他の指標値V(p)=Ca(p−1)+C(p)+C(p+1)を用いて、指標値V(p)の最大値が増大しているかを判断しても良い。 In the reception level calculation / display process according to the embodiment, the maximum value of the covariance accumulated value Ca (p) is compared to determine whether the maximum value is increasing. When determining the maximum value, the index value V (p) is calculated using another index value V (p) = Ca (p−1) + C (p) + C (p + 1) in consideration of the accumulated values before and after. It may be determined whether the maximum value of is increasing.
また、前記実施の形態にかかる受信レベル算出・表示処理において、累算値のCa(p)の最大値を処理回数で除して正規化して、最大レベルに対応する所定値に対する、正規化された値の比を受信レベルのレベル値としても良い。 Further, in the reception level calculation / display processing according to the embodiment, the maximum value of the accumulated value Ca (p) is normalized by dividing by the number of processing times, and normalized with respect to a predetermined value corresponding to the maximum level. The ratio of the values may be the reception level value.
さらに、前記実施の形態かかる中止条件取得処理において、累算値の最大値Camaxを取得して、取得された最大値に基づいて、第2の中止条件を判定している。しかしながらこれに限定されず、前後の累算値も考慮した他の指標値V(p)=Ca(p−1)+C(p)+C(p+1)に基づいて、第2の中止条件を判定しても良い。 Furthermore, in the cancellation condition acquisition process according to the embodiment, the maximum value Camax of the accumulated value is acquired, and the second cancellation condition is determined based on the acquired maximum value. However, the present invention is not limited to this, and the second stop condition is determined based on another index value V (p) = Ca (p−1) + C (p) + C (p + 1) in consideration of the previous and subsequent accumulated values. May be.
また、前記実施の形態においては、第1の中止条件或いは第2の中止条件の何れか一方で「中止」という判定結果が出ている場合には、秒先頭位置の特定を中止しているが、これに限定されず、第1の中止条件および第2の中止条件の双方において「中止」という判定結果が出た場合に秒先頭位置の特定を中止するように構成しても良い。 Further, in the above-described embodiment, when the determination result “stop” is given in either the first stop condition or the second stop condition, the specification of the second head position is stopped. However, the present invention is not limited to this, and it may be configured to stop the specification of the second head position when a determination result of “stop” is obtained in both the first stop condition and the second stop condition.
また、前記実施の形態としては、ローレベルを示す第1の値を「−1」、ハイレベルを示す第2の値を「1」として、それ以外の他の第3の値を「0」としたがこれに限定されるものではない。第1の値および第2の値は、以下のようなものであれば良い。
(1)入力波形データにおいて第1の値が現れ、かつ、予測波形データにおいて第1の値が現れた場合、或いは、入力波形データにおいて第2の値が現れ、かつ、予測波形データにおいて第2の値が現れた場合に、演算により正の相関があることを示す所定の正の演算値が算出される。つまり、入力波形データおよび予測波形データにおいて、同じ値が現れた場合には、所定の正の演算値が算出される。
(2)入力波形データにおいて第1の値が現れ、かつ、予測波形データにおいて第2の値が現れた場合、或いは、入力波形データにおいて第2の値が現れ、かつ、予測波形データにおいて第1の値が現れた場合に、演算により負の相関があることを示す所定の負の演算値が算出される。つまり、入力波形データおよび予測波形データにおいて、異なる値が現れた場合には、所定の負の演算値が算出される。また、所定の負の演算値は、上記所定の正の値の符号を「−(マイナス)」としたものが望ましい。
In the embodiment, the first value indicating the low level is “−1”, the second value indicating the high level is “1”, and the other third values are “0”. However, the present invention is not limited to this. The first value and the second value may be as follows.
(1) When the first value appears in the input waveform data and the first value appears in the predicted waveform data, or the second value appears in the input waveform data and the second value in the predicted waveform data When a value of 現 れ appears, a predetermined positive calculation value indicating that there is a positive correlation is calculated by calculation. That is, when the same value appears in the input waveform data and the predicted waveform data, a predetermined positive calculation value is calculated.
(2) When the first value appears in the input waveform data and the second value appears in the predicted waveform data, or the second value appears in the input waveform data and the first value in the predicted waveform data When a value of 現 れ appears, a predetermined negative calculation value indicating that there is a negative correlation is calculated by calculation. That is, when different values appear in the input waveform data and the predicted waveform data, a predetermined negative calculation value is calculated. Further, it is desirable that the predetermined negative calculation value is obtained by setting the sign of the predetermined positive value to “− (minus)”.
また、第3の値も「0」でなくとも良いが、第1の値と演算されたとき、および、第2の値と演算されたときに、上記共分散値など相関値に影響を与えない値となる必要がある。 In addition, the third value may not be “0”, but when the first value is calculated and the second value is calculated, the correlation value such as the covariance value is affected. There must be no value.
また、前記実施の形態においては、相関値として共分散値を利用したがこれに限定されるものではない。たとえば、相関値として、差分の絶対値の総和である残差を利用しても良い。或いは、共分散や残差の代わりに、相互相関係数を利用しても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the covariance value was utilized as a correlation value, it is not limited to this. For example, a residual that is the sum of absolute values of differences may be used as the correlation value. Alternatively, a cross-correlation coefficient may be used instead of covariance or residual.
10 電波時計
11 CPU
12 入力部
13 表示部
14 ROM
15 RAM
16 受信回路
17 内部時計回路
18 信号比較回路
21 入力波形データ生成部
22 受信波形データバッファ
23 予測波形データ生成部
24 波形切り出し部
25 相関値算出部
26 相関値比較部
27 受信レベル算出部
28 中止判定部
10
12
15 RAM
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記受信手段から出力されたタイムコードを含む信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングして、各サンプル点が、ローレベルを示す第1の値およびハイレベルを示す第2の値の何れかをとり、かつ、1以上の単位時間長を有する入力波形データを生成する入力波形データ生成手段と、
各サンプル点のデータ値が、前記第1の値および前記第2の値の何れかをとり、前記入力波形データと同一の時間長を有し、かつ、その波形形状が、所定サンプルだけ順次ずれている複数の予測波形データを生成する予測波形データを生成する予測波形データ生成手段と、
前記入力波形データのサンプル点と、前記予測波形データの対応するサンプル点とを演算することにより、前記入力波形データと前記複数の予測波形データそれぞれとの間の相関値を算出する相関値算出手段であって、前記入力波形データにおける第1の値と前記予測波形データにおける第1の値との演算、或いは、前記入力波形データにおける第2の値と前記予測波形データにおける第2の値との演算により、正の相関を示す第1の演算値をとる一方、前記入力波形データにおける第1の値と前記予測波形データにおける第2の値との演算、或いは、前記入力波形データにおける第2の値と前記予測波形データにおける第1の値との演算により、負の相関を示す第2の演算値をとる相関値算出手段と、
前記相関値算出手段により算出された相関値を比較して、その最適値を特定する相関値比較手段と、
前記最適値を示した予測波形データに基づいて、前記タイムコードにおける秒パルス位置を特定する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記相関値算出手段により、前記入力波形データ生成手段により生成される入力波形データと、予測波形データとの間で繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、前記秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断することを特徴とする時刻情報取得装置。 A receiving means for receiving a standard time radio wave including a time code;
The signal including the time code output from the receiving means is sampled at a predetermined sampling period, and each sample point takes either a first value indicating a low level or a second value indicating a high level. And input waveform data generating means for generating input waveform data having one or more unit time lengths;
The data value of each sample point takes either the first value or the second value, has the same time length as the input waveform data, and the waveform shape is sequentially shifted by a predetermined sample. Predicted waveform data generating means for generating predicted waveform data for generating a plurality of predicted waveform data,
Correlation value calculation means for calculating a correlation value between the input waveform data and each of the plurality of predicted waveform data by calculating a sample point of the input waveform data and a corresponding sample point of the predicted waveform data The calculation of the first value in the input waveform data and the first value in the predicted waveform data, or the second value in the input waveform data and the second value in the predicted waveform data While calculating the first calculated value indicating a positive correlation, the calculation of the first value in the input waveform data and the second value in the predicted waveform data, or the second value in the input waveform data A correlation value calculating means that takes a second calculated value indicating a negative correlation by calculating the value and the first value in the predicted waveform data;
A correlation value comparison unit that compares the correlation value calculated by the correlation value calculation unit and identifies the optimum value;
Control means for identifying the second pulse position in the time code based on the predicted waveform data indicating the optimum value,
The second pulse based on the optimum value of the correlation value repeatedly calculated between the input waveform data generated by the input waveform data generating unit and the predicted waveform data by the correlation value calculating unit. A time information acquisition apparatus characterized by determining a specific continuation or cancellation of a position.
取得されたコードの値に基づいて現在時刻を算出することを特徴とする請求項1ないし9の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。 The control means specifies the minute start position in the time code based on the second pulse position specified by the time information acquisition device and the signal level before and after the start position of the time code, and the time code includes Acquire a code, and according to the value indicated by the code, acquire the value of the code including the day, hour, and minute constituting the time code,
The time information acquisition apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the current time is calculated based on the acquired code value.
内部クロックにより現在時刻を計時する内部計時手段と、
前記時刻情報取得装置により取得された現在時刻によって、前記内部計時手段により計時された現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記内部計時手段により計時された、或いは、前記時刻修正手段により修正された現在時刻を表示する時刻表示手段と、を備えたことを特徴とする電波時計。 A time information acquisition device according to claim 10;
An internal time measuring means for measuring the current time by an internal clock;
Time correction means for correcting the current time measured by the internal time measurement means according to the current time acquired by the time information acquisition device;
A radio-controlled timepiece comprising: time display means for displaying the current time measured by the internal time measuring means or corrected by the time adjusting means.
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