JP5407705B2 - Time information acquisition device and radio clock - Google Patents
Time information acquisition device and radio clock Download PDFInfo
- Publication number
- JP5407705B2 JP5407705B2 JP2009224213A JP2009224213A JP5407705B2 JP 5407705 B2 JP5407705 B2 JP 5407705B2 JP 2009224213 A JP2009224213 A JP 2009224213A JP 2009224213 A JP2009224213 A JP 2009224213A JP 5407705 B2 JP5407705 B2 JP 5407705B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- waveform data
- data
- code
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Electric Clocks (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
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
また、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。 In addition, 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 based on the determination result. It is necessary to perform the determination process again. Here, if the beginning of the second or the beginning of the minute cannot be found properly, the processing must be performed again.
本発明は、電界強度の状態や信号のノイズに影響されず、また、演算量および演算時間を少なくしつつ、正確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 is not affected by the state of electric field strength or signal noise, and can obtain the current time by accurately acquiring the code included in the standard time radio wave while reducing the amount of computation and computation time. It is an object to provide a time information acquisition device and a radio timepiece including the time information acquisition device.
本発明の目的は、時刻情報を表す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、各サンプル点のデータ値が、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、その波形形状がタイムコードにおける所定の符号を含む予測波形データを生成する予測波形データ生成手段と、
前記所定の符号において、他の符号と異なる固有でかつ一定のデータ値を有する特徴区間の特徴値を前記予測波形データから取得する予測波形特徴区間抽出手段と、
前記入力波形データから前記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入力波形特徴区間抽出手段と、
前記入力波形特徴区間抽出手段により抽出された前記入力波形データの特徴区間のデータ値と、前記予測波形特徴区間抽出手段により抽出された前記予測波形データの特徴区間の特徴値とを乗算して演算値を算出し、当該演算値の総和に基づき、入力波形データと予測波形データとの間の相関値を算出す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複数の相関値を比較して、相関値の最適値を算出する相関値比較手段と、
前記最適値に基づいて、前記タイムコードが表す時刻情報を取得する制御手段と、を備えた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 representing time information;
The signal including the time code output from the receiving means is sampled at a predetermined sampling period, and the data value at each sample point is either a first value indicating a low level or a second value indicating a high level. Input waveform data generating means for generating input waveform data having a unit time length of 1 or more,
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 a predetermined code in the time code Predicted waveform data generating means for generating predicted waveform data including:
Predicted waveform feature section extracting means for acquiring feature values of feature sections having unique and constant data values different from other codes in the predetermined code from the predicted waveform data;
Input waveform feature section extracting means for acquiring a data value of a feature section corresponding to a feature section of the predicted waveform data from the input waveform data;
Multiplying the data value of the feature section of the input waveform data extracted by the input waveform feature section extracting means by the feature value of the feature section of the predicted waveform data extracted by the predicted waveform feature section extracting means A correlation value calculating means for calculating a value and calculating a correlation value between the input waveform data and the predicted waveform data based on the sum of the calculated values;
A correlation value comparing means for comparing a plurality of correlation values calculated by the correlation value calculating means to calculate an optimum value of the correlation values;
This is achieved by a time information acquisition device comprising: control means for acquiring time information represented by the time code based on the optimum value.
本発明によれば、電界強度の状態や信号のノイズに影響されず、また、演算量および演算時間を少なくしつつ、正確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, the current time is obtained by accurately acquiring the code included in the standard time radio wave without being affected by the state of the electric field intensity or the signal noise, and reducing the calculation amount and the calculation time. It is possible to provide a time information acquisition device capable of performing the above 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、所定の形態の予想波形データを生成して、予測波形データと、受信回路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は、1以上の単位時間長の所定の符号を含む予測波形データを生成して、分の先頭を特定する。さらに、本実施の形態においては、入力波形データの所定の区間(特徴区間)のデータ値の累算値と、予測波形データに基づく乗算値とを乗じた演算値を用いて、時、分、年月日を含む各種コード(符号)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。
Further, in the present embodiment, predicted waveform data including a predetermined code having one or more unit time lengths is generated, and the beginning of the minute is specified. Furthermore, in the present embodiment, by using an operation value obtained by multiplying the accumulated value of the data value of a predetermined section (feature section) of the input waveform data and the multiplication value based on the predicted waveform data, The value of various codes including the date is specified. 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、液晶パネルを含み、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。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、分先頭位置の検出処理、および、符号のデコード処理のために信号比較回路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 circuit according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, 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および相関値比較部26を有する。また、本実施の形態にかかる信号比較回路18は、特徴区間抽出部27、28、データ値累算部29および累算値バッファ30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、後述する秒パルス位置の検出処理および分先頭位置の検出処理などにおいて使用する、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それぞれの検出処理において詳細に説明する。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。また、相関値算出部25は、符号のデコード処理においては、累算値バッファ30に格納された累算値と、予測波形データに基づく乗算値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
本実施の形態においては、分先頭位置の検出処理において、入力波形データおよび予測波形データの双方で、対応する所定区間(特徴区間)のみのデータ値(特徴値)が演算に使用される。この特徴区間は、予測波形データの符号の種別により決定される。特徴区間抽出部28は、予測波形データの符号の種別にしたがって、予測波形データにおける特徴区間の特徴値を抽出する。また、特徴区間抽出部27は、入力波形データにおける、上記特徴区間抽出部28と対応する区間のデータ値を抽出する。
In the present embodiment, in the minute leading position detection process, the data value (feature value) of only the corresponding predetermined section (feature section) is used for calculation in both the input waveform data and the predicted waveform data. This feature section is determined by the type of code of the predicted waveform data. The feature
また、本実施の形態においては、分先頭位置の検出処理の際に、符号のデコード処理における共分散値算出のため、入力波形データに基づく所定のデータ値を予め取得しておく。データ値累算部29は、共分散の算出に使用するデータ値を累算する。累算されたデータ値は、累算値バッファ30に一時的に記憶される。
In the present embodiment, a predetermined data value based on the input waveform data is acquired in advance for the calculation of the covariance value in the code decoding process during the minute leading position detection process. The data
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.
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共分散値を算出し、最適な共分散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。 In the present embodiment, in order to accurately detect that the JJY signal rises from the low level to the high level at the beginning of the second, a predetermined number (units) of waveform data having a predetermined data value is obtained. In the embodiment, a plurality of pieces of predicted waveform data are generated such that they are continuous by 4) and are shifted by 50 ms. By calculating the covariance value between the multiple predicted waveform data and the input waveform data, the change point indicating the rise from the low level to the high level of the predicted waveform data indicating the optimal covariance value is set to the second pulse position. Judged as (first position of second).
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、符号のデコード処理を実行する(ステップ403)。ステップ403においては、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)が、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される。
After that, 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である。また、図9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。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9の符号901)。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。
FIG. 8 is a flowchart showing in more detail the detection of the second pulse position (second synchronization) according to the present embodiment. FIG. 9 is a diagram schematically illustrating the second pulse position detection process according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, the predicted waveform
次いで、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(図9の符号910参照)を切り出して、入力波形データSn(j)を生成する(ステップ802、図9の符号911)。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, 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9の符号910参照)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803)、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804)。
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9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703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10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10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. 10 is a diagram for explaining an example of calculating a covariance value according to the present embodiment. In the example of FIG. 10, 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.
パラメータpが「20」より小さい場合には、パラメータpがインクリメントされて(ステップ806)、ステップ804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805でYesと判断される。この場合には、相関値比較部26は、共分散値C(1)〜C(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)。
If the parameter p is smaller than “20”, the parameter p is incremented (step 806) and the process returns to step 804. When the covariance values C (1) to C (20) are acquired for all the parameters p, Yes is determined 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705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)
なお、上記(1)〜(3)の判断を適用する場合には、図8のステップ802〜807の処理の組が複数回数実行される。
(4)C(p)の分散が規定値以下であること、
(5)C(p)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 step 705, for example, the following criteria are provided to avoid erroneous detection.
(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)
When applying the determinations (1) to (3) above, the set of processes in
(4) The variance of C (p) is below a specified value,
(5) Calculate kurtosis or skewness, which is a statistic of C (p), 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、共分散値の平均値や標準偏差を利用して、たとえば、共分散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 covariance values is used, for example, even if the maximum value of the covariance values is smaller than the average value, it is not significant. It may be determined that there is not, or a general significance level (for example, 5 percent) may be used in statistics.
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、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。したがって、分同期においては、CPU11および信号比較回路18は、フレームの末尾に配置されたポジションマーカー「P0」を示す符号およびフレームの先頭に配置されたマーカー「M」を示す符号が連続したことを判断する。
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
次に、分先頭位置の検出について詳細に説明する。分先頭位置の検出を分同期とも称する。図11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12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(秒の先頭位置)は確定している。また、図5に示すように、分先頭位置では、その前後(60秒および1秒)で、デューティ20%の符号「P」が連続している。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(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。 Next, the minute leading position detection will be described in detail. Detection of the minute start position is also referred to as minute synchronization. FIG. 11 is a flowchart showing in more detail the detection of minute head positions (minute synchronization) according to the present embodiment. FIG. 12 is a diagram for explaining input waveform data and predicted waveform data in the detection of the leading position according to the present embodiment. With the second synchronization, the second pulse position (first position of the second) has already been determined. Also, as shown in FIG. 5, at the minute start position, the code “P” with a duty of 20% is continuous before and after (60 seconds and 1 second). Therefore, in the minute synchronization, the prediction waveform data having a unit time length of 2 units in a form in which the code “P” having a duty of 20% is generated is generated. In addition, 60 pieces of input waveform data of 2 unit time length (2 seconds) starting from the second pulse position (second start position) are generated. By calculating the correlation value between the predicted waveform data and each of the 60 input waveform data, 60 correlation values (covariance values) C (1) to C (60) can be obtained.
図11に示すように、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1101)。図12に示すように、この予測波形データ(符号1200参照)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。
As shown in FIG. 11, the predicted waveform
特徴区間抽出部28は、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1102)。図13(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13(a)に示すように、符号「P」(符号1301参照)、符号「1」(符号1302参照)および符号「0」(符号1303参照)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1311参照)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 feature
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11に示す予測符号データ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、特徴区間抽出部28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 prediction code data P (j) shown in FIG. 11, if the number of samples of unit time length is 20, j = 1 to 40. In this case, the feature
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13(b)に示すように、符号「1」では、500ms〜800msに至る区間(符号1312参照)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1313参照)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. 13B, in the code “1”, the section (see the code 1312) extending from 500 ms to 800 ms is at the low level (data value “−1”). And a unique value “−1”. On the other hand, in the code “0”, the section from 500 ms to 800 ms (see the code 1313) is at the high level (data value “1”). In this section, the unique value “1” different from the other codes “1” is used. "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1104)。また、特徴区間抽出部27は、特徴区間抽出部28からの情報にしたがって、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1105)。特徴区間抽出部27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1106)。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13(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. 13A, the data value (feature value) of the feature section of 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1107)、ステップ1107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1108)。引き続くステップ1104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12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1201、1202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1202、1203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1259、1260から構成される。
As shown in FIG. 12, the input waveform data Sn (1, j) is composed of
入力波形データS(1,j)、S(2,j)、S(3,j)、・・・、S(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12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 values belonging to the feature sections of the input waveform data S (1, j), S (2, j), S (3, j),..., S (60, j) and the feature section space of the predicted waveform data Are used to calculate the respective covariance values. In FIG. 12, for the convenience of illustration, the prediction for calculating the 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1109)。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1110)。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1110でNoと判断された場合には、ステップ1103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。
When all the correlation values (covariance values) C (1) to C (60) are acquired, the correlation
ステップ1110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1111)。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
本実施の形態においては、秒パルス位置の検出が終了し、分先頭位置の検出が開始されると、それと並行して、秒先頭位置と同期するように、秒毎に、入力波形データの特徴区間に属するデータ値を累算する。図14は、本実施の形態にかかるデータ値の累算処理の例を示すフローチャートである。CPU11は、秒パルス位置の検出が終了すると、データ累算の指示を信号比較回路18に与える。信号比較回路18のデータ値累算部29が、上記指示を受理すると(ステップ1401)、秒ごとの累算値Sを特定するためのパラメータkを「1」に初期化する(ステップ1402)。
In the present embodiment, when the detection of the second pulse position is completed and the detection of the minute leading position is started, in parallel with this, the characteristics of the input waveform data are synchronized every second so as to synchronize with the second leading position. Accumulate data values belonging to the interval. FIG. 14 is a flowchart showing an example of data value accumulation processing according to the present embodiment. When the detection of the second pulse position is completed, the
CPU11は、検出された秒パルス位置が到来すると、その信号をデータ値累算部29に出力する。秒パルス位置が到来した場合、つまり、入力波形データが秒の先頭に相当する場合には(ステップ1403)、データ値累算部29は、入力波形データのうち、特徴区間に属するデータ値を得て、これを順次累算して、累算値S(k)を取得する(ステップ1404)。なお、ここにいう特徴区間は、秒ごとの入力波形データにおける、秒の先頭位置から500ms〜800msの区間である。すなわち、単位時間長(1秒)のサンプル数が20であり、かつ、データ長が単位時間長である入力波形データSn(i,j)(iは、入力波形データを特定するパラメータ、j=1〜20)であれば、
Sn(i,11)〜Sn(i,16)が、特徴区間に属するデータとして抽出され、Sn(i,11)〜Sn(i,16)の累算値がS(k)として得られる。
When the detected second pulse position arrives, the
Sn (i, 11) to Sn (i, 16) are extracted as data belonging to the feature section, and an accumulated value of Sn (i, 11) to Sn (i, 16) is obtained as S (k).
データ値累算部29は、得られた累算値S(k)を累算値バッファ30に格納する(ステップ1405)。CPU11から符号のデコード終了を示す信号を受理した場合には(ステップ1406でYes)、処理を終了する。その一方、ステップ1406でNoと判断された場合には、データ値累算部29は、パラメータkをインクリメントして(ステップ1407)、ステップ1403に戻る。
The data
次に、タイムコードを構成する符号のデコード処理について説明する。分の先頭位置が確定することにより、タイムコードにおける年、日、曜日、時、分など種々の符号の位置が確定する。また、本実施の形態においては、前述したように、秒パルス位置が確定した後、秒ごとの入力波形データを参照して、秒ごとに、特徴区間のデータ値S(k)を累算して、累算値を累算値バッファ30に保持している。
Next, a description will be given of a decoding process of codes constituting the time code. By determining the start position of the minute, the position of various codes such as year, day, day of the week, hour, minute in the time code is determined. In the present embodiment, as described above, after the second pulse position is determined, the input waveform data for each second is referred to, and the data value S (k) of the feature section is accumulated for each second. Thus, the accumulated value is held in the accumulated
そこで、本実施の形態においては、符号を予測した予測波形データの特徴区間の予測値の組と、累算値バッファ中の累算値の組との間で相関値(共分散値)を算出し、共分散値の最適であった予測波形データに対応する符号の値から、上記タイムコードに含まれる年、日、曜日、時、分など符号が示す値を確定させることができる。なお、特徴区間の特徴値は、累算値に乗じる係数となるため、乗算値とも称する。 Therefore, in the present embodiment, a correlation value (covariance value) is calculated between the set of predicted values of the feature interval of the predicted waveform data whose code is predicted and the set of accumulated values in the accumulated value buffer. Then, the value indicated by the sign such as the year, day, day of the week, hour, and minute included in the time code can be determined from the value of the sign corresponding to the predicted waveform data with the optimal covariance value. Note that the feature value of the feature section is also referred to as a multiplication value because it is a coefficient by which the accumulated value is multiplied.
まず、分の一の位(M1)のデコードについて説明する。分の一の位は「0」〜「9」の何れかの値をとる。タイムコードにおいては、これを4ビットのBCDコードで表している。すなわち、分の一の位の符号の先頭位置から4つの単位時間長の入力波形データは、「0000」〜「1001」の何れかの値を示す。そこで、本実施の形態においては、BCD=「0000」〜「1001」の各ビットに対応する予測波形データの特徴区間の値を乗算値として取得して、4つの乗算値と、対応する累算値とを演算することにより共分散値を算出する。 First, the decoding of the decimal place (M1) will be described. The decimal place takes any value from “0” to “9”. In the time code, this is represented by a 4-bit BCD code. That is, the input waveform data of four unit time lengths from the leading position of the fractional sign indicates any value from “0000” to “1001”. Therefore, in the present embodiment, the value of the characteristic interval of the predicted waveform data corresponding to each bit of BCD = “0000” to “1001” is acquired as the multiplication value, and the four multiplication values and the corresponding accumulation are obtained. The covariance value is calculated by calculating the value.
図15は、本実施の形態にかかる分の一の位のデコード処理をより詳細に示すフローチャートである。図16は、本実施の形態にかかるデコード処理を模式的に示す図である。CPU11は、分先頭位置の検出が終了すると、符号のデコード開始の指示を信号比較回路18に与える。上記指示を受理すると(ステップ1501)、相関値算出部35は、累積値バッファ30を参照して、累積値バッファ30における、分の一の位の符号先頭位置に対応する累積値S(m)を特定する(ステップ1502)。図15の処理が開始される際には、分先頭位置が確定している。したがって、相関値算出部25は、まず、図14に示す処理にしたがって累積値バッファ30に格納された累積値中、分先頭位置に対応する累積値を特定し、次いで、タイムコードの規格にしたがって分先頭位置から所定数だけずれた位置にある、分の一の位の符号の先頭位置に対応する累算値S(m)を特定することができる。
FIG. 15 is a flowchart showing in more detail a fractional decoding process according to the present embodiment. FIG. 16 is a diagram schematically illustrating a decoding process according to the present embodiment. When the detection of the minute head position is completed, the
次いで、累算値S(m)を先頭として、相関値算出部25は、4単位時間長に相当する累算値S(m)〜S(m+3)を取得する(ステップ1503)。その後、相関値算出部25は、BCDコードを特定するためのパラメータiを「1」に初期化する(ステップ1504)。
Next, starting from the accumulated value S (m), the correlation
相関値算出部25は、特徴区間抽出部28から、上記累算値と乗算するための乗算値PM(i,m)〜PM(i,m+3)を取得する(ステップ1505)。図13(b)を参照して述べたように、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データ値(特徴値)は一定値「−1」であり、符号「0」の特徴区間におけるデータ値(特徴値)は一定値「1」である。したがって乗算値PM(i,m)〜P(i,m+3)は、それぞれ、「1」或いは「−1」の何れかの値をとる。
The correlation
たとえば、i=1(BCD=0000)であれば、PM(1,m)〜P(1,m+3)は、すべて「1」となる。i=2(BCD=0001)であれば、PM(2,m)〜P(2,m+2)は「1」、P(2,m+3)は「−1」となる。また、i=3(BCD=0010)であれば、P(3,m)、P(3,m+1)およびP(3,m+3)が「1」、P(3,m+2)が「−1」となる(図16の符号1630〜1632参照)。
For example, if i = 1 (BCD = 0000), PM (1, m) to P (1, m + 3) are all “1”. If i = 2 (BCD = 0001), PM (2, m) to P (2, m + 2) are “1” and P (2, m + 3) are “−1”. If i = 3 (BCD = 0010), P (3, m), P (3, m + 1) and P (3, m + 3) are “1”, and P (3, m + 2) is “−1”. (See
次いで、相関値算出部25は、累算値S(m)〜S(m+3)と、対応する乗算値PM(i,m)〜P(i,m+3)をそれぞれ乗じて演算値を求め、その演算値の総和Σ(S(q)*P(i,q))(q=m〜m+3)に基づいて、共分散値C(i)を算出する(ステップ1506)。
Next, the
前述したように、入力波形データSn(j)と、予測波形データP(p,j)との間の共分散値C(p)は以下のように求められる。なお、Sn(j)*P(p,j)は、予測波形データの特徴区間に属するデータ値の積である。 As described above, the covariance value C (p) between the input waveform data Sn (j) and the predicted waveform data P (p, j) is obtained as follows. Sn (j) * P (p, j) is a product of data values belonging to the feature section of the predicted waveform data.
C(p)=(1/N)Σ(Sn(j)*P(p,j))−Sm*Pm
理解を容易にするため、平均値の積Sm*Pmを「0」と考える。これを1秒後との単位で分割すると、
C(p)=(1/N)(ΣSn*P)+ΣSn*P+ΣSn*P・・・)
と書き換えられる。ここに、Sn、Pは、それぞれ、Sn(j)、S(p,j)の単位時間長のデータである。
C (p) = (1 / N) Σ (Sn (j) * P (p, j)) − Sm * Pm
In order to facilitate understanding, the product of average values Sm * Pm is considered as “0”. When this is divided in units of 1 second,
C (p) = (1 / N) (ΣSn * P) + ΣSn * P + ΣSn * P...
It can be rewritten as Here, Sn and P are data of unit time lengths of Sn (j) and S (p, j), respectively.
上述したように、単位時間長の予測波形データの特徴区間の値は、一定値「1」または「−1」である。したがって、共分散値C(p)は、
C(p)=(1/N)(P*ΣSn+P*ΣSn+P*ΣSn・・・)
と書き換えることができる。つまり、一定値であるPを、シグマ(Σ)の外側に出すことができる。ここに、上記式におけるΣSnは、単位時間長における特徴区間であり、累算バッファに格納された累算値Sに相当する。また、Pは、乗算値PMに相当する。このように、本実施の形態においては、単位時間長のデータ値の累算値Sを予め取得しておけば、それに、「1」または「−1」を乗じて、さらに、それを加算することで、共分散値演算におけるデータ値の演算値(乗算値)の総和Σ(Sn(j)*P(p,j))を得ることができる。
As described above, the value of the feature section of the predicted waveform data of unit time length is the constant value “1” or “−1”. Therefore, the covariance value C (p) is
C (p) = (1 / N) (P * ΣSn + P * ΣSn + P * ΣSn...)
Can be rewritten. That is, P that is a constant value can be output outside the sigma (Σ). Here, ΣSn in the above equation is a feature section in the unit time length, and corresponds to the accumulated value S stored in the accumulation buffer. P corresponds to the multiplication value PM. As described above, in the present embodiment, if the accumulated value S of the data value of the unit time length is acquired in advance, it is multiplied by “1” or “−1” and further added. Thus, the sum Σ (Sn (j) * P (p, j)) of the operation values (multiplication values) of the data values in the covariance value operation can be obtained.
上述したように、データ値累算部29により累算され、累算値バッファ30に累算されていた累算値と、「1」または「−1」の何れかとなる乗算値とを乗算し、かつ、乗算により得られた演算値の総和に基づいて、共分散値C(p)、つまり共分散値C(i)を求めることが可能となる。説明の便宜のため、パラメータpおよびパラメータiが用いられているが、パラメータの意味合いは同じである。
As described above, the accumulated value accumulated by the data
パラメータiが10より小さい場合には(ステップ1507でNo)、パラメータiがインクリメントされ(ステップ1508)、ステップ1505に戻る。ステップ1507でYesと判断された場合には、相関値比較部26は、得られた共分散値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1509)。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1510)。
If the parameter i is smaller than 10 (No in Step 1507), the parameter i is incremented (Step 1508), and the process returns to Step 1505. When it is determined Yes in
最適値C(x)が有効であれば(ステップ1510でYes)、CPU11は、最適値C(x)を示したBCDの値を、分の一の位の値と決定する(ステップ1511)。CPU11は、この分の一の位の値を、RAM15に格納しておく。ステップ1510でNoと判断された場合には、ステップ1502に戻る。2度目以降のステップ1502においては、累算値バッファ30に格納された累算値を参照して、他の符号先頭位置に対応する累算値S(m)を見出して、S(m)〜S(m+3)を取得すれば良い。また、共分散値の算出C(i)の算出の際に、新たに見出された累算値を用いた新たな共分散値を算出しても良いし、上記新たな共分散値に、先の処理により得られていた共分散値を加えて、その加算値に基づいて、最終的な共分散値を得ても良い。
If the optimum value C (x) is valid (Yes in step 1510), the
図16を参照して、再度、分の一の位の算出処理について説明する。一群の入力波形データ1600において、秒先頭位置から単位時間長の入力波形データが、たとえば、符号1601〜1603で示されている。図14に示すデータ累算処理では、分先頭位置の検出中に、単位時間長の入力波形データの各々の特徴区間(たとえば、符号1611〜1613参照)のデータ値Snを累算して、ΣSnを求め、求められた累算値(たとえば、符号1621〜符号1623参照)が累算値バッファ30に格納される。
With reference to FIG. 16, the fractional calculation process will be described again. In a group of
符号のデコード処理、たとえば、図16に示す分の一の位の値検出においては、上記累算値バッファ30に格納された累算値のうち、符号先頭位置からの値S(m)〜S(m+3)が読み出され演算に利用される。
In the decoding process of the code, for example, the value of the one's place shown in FIG. 16, among the accumulated values stored in the accumulated
他の符号、たとえば、分の十の位の検出も、分の一の位の検出と同様に行なうことができる。図17は、本実施の形態にかかる分の十の位の検出処理をより詳細に示すフローチャートである。図17の処理は、図15の処理と並行して実行することができる。ステップ1701は、図15のステップ1501と同様である。
The detection of other codes, for example, the tenths of a minute, can be performed in the same manner as the detection of a tenths digit. FIG. 17 is a flowchart showing in more detail the tens place detection process according to the present embodiment. The process of FIG. 17 can be executed in parallel with the process of FIG.
次いで、相関値算出部25は、累積値バッファ30を参照して、累積値バッファ30における、分の十の位の符号先頭位置に対応する累積値S(k)を特定する(ステップ1702)。分の十の位の符号先頭位置も、図15のステップ1502における分の位置の位の符号先頭位置と同様の手法で特定することができ、したがって、当該符号先頭位置に対応する累算値S(k)も特定することができる。
Next, the correlation
次いで、累算値S(k)を先頭として、相関値算出部25は、3単位時間長に相当する累算値S(k)〜S(k+2)を取得する(ステップ1703)。分の十の位は、「0(BCD=000)」〜「5(BCD=101)」と、3つの符号で構成されるため、3単位時間長の累算値が取得される。その後、相関値算出部25は、BCDコードを特定するためのパラメータiを「1」に初期化する(ステップ1704)。
Next, starting from the accumulated value S (k), the correlation
相関値算出部25は、上記累算値と乗算するための乗算値PM(i,k)〜PM(i,k+2)を算出する(ステップ1705)。図15のステップ1505と同様に、乗算値は、BDD=000〜101のそれぞれに対応する値となる。次いで、相関値算出部25は、累算値S(k)〜S(k+2)と、対応する乗算値PM(i,k)〜P(i,k+2)をそれぞれ乗じて演算値を求め、その演算値の総和に基づいて、共分散値C(i)を算出する(ステップ1706)。共分散値の算出も、図15のステップ1506と同様である。
The correlation
パラメータiが6より小さい場合には(ステップ1707でNo)、パラメータiがインクリメントされ(ステップ1708)、ステップ1705に戻る。ステップ1707でYesと判断された場合には、相関値比較部26は、得られた共分散値C(1)〜C(6)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1709)。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1710)。
If the parameter i is smaller than 6 (No in Step 1707), the parameter i is incremented (Step 1708), and the process returns to Step 1705. When it is determined Yes in
最適値C(x)が有効であれば(ステップ1710でYes)、CPU11は、最適値C(x)を示したBCDの値を、分の十の位の値と決定する(ステップ1711)。CPU11は、この分の十の位の値を、RAM15に格納しておく。ステップ1711でNoと判断された場合には、ステップ1702に戻る。
If the optimum value C (x) is valid (Yes in Step 1710), the
このようにして、分の一の位および十の位の値が得られることで、「時分」のうちの「分」を確定させることができる。 In this way, by obtaining the fractional and tenth values, it is possible to determine the “minute” of the “hour / minute”.
時の一の位および十の位についても、分の十の位とほぼ同様に値を特定することができる。相関値算出部25は、時の一の位の値を検出する際には、4単位時間長に相当数累算値を取得すると共に、4単位時間長に相当する乗算値を算出して、それぞれを乗算することで共分散値を算出する。また、時の十の値を検出する際には、2単位時間長に相当数累算値を取得すると共に、2単位時間長に相当する乗算値を算出して、それぞれを乗算することで共分散値を算出する。
The value of the tens place and the tens place of the hour can be specified in substantially the same manner as the tens place of the minute. When the correlation
他の符号(1月1日からの通算日、西暦)についても、同様に、桁ごとに値を特定することで、その値を得ることができる。曜日についても、「0」〜「6」までの何れかの値を特定することで、その値(何曜日であるか)を得ることができる。 Similarly, the values can be obtained for other codes (total day from January 1 and year) by specifying a value for each digit. By specifying any value from “0” to “6” for the day of the week, the value (which day of the week) can be obtained.
分、時、日(1月1日からの通算日)、年(西暦)のデコードが完了すると、CPU11は、正確な現在時刻を得ることができる。なお、実際には、分および時のデコードが完了した時点で、通常は現在時刻は取得されたことになる。CPU11は、内部計時回路17により内部で計時された現在時刻を、デコードによって取得された正確な現在時刻によって修正する(図4のステップ404)。修正された現在時刻は、表示部13により表示される。
When the decoding of the minute, hour, day (total date from January 1), and year (year) is completed, 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考える。図18(a)〜(c)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18(a)において、入力波形データSn(j)は、秒の先頭位置(符号1800参照)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. Consider the case where the predicted waveform data applied to JJY is applied to the signal falling at the head in this way. FIGS. 18A to 18C are diagrams for explaining covariance values between input waveform data and predicted waveform data. In FIG. 18A, the input waveform data Sn (j) rises from a low level to a high level at the first position of the second (see reference numeral 1800). 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18(b)に示すように、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. 18B, consider input waveform data S′n (j) that falls from a high level to a low level at the start 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”. That is, for the data that falls from the high level to the low level at the leading position of the second, such as WWBV or MSF, in order to detect the leading position of the second, the covariance is used as the optimum value in the processing of FIG. What is necessary is just to select the minimum value.
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(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18(c)において、入力波形データS’n(j)は、図18(b)のものと同様である。また、予測波形データP’(j)は、図18(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, the above-described predicted waveform data P (j) is inverted 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. Other predicted waveform data may be applied. In FIG. 18C, 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).
次に、WWVBやMSFの場合の分同期および符号のデコードについて説明する。WWVBにおいても、特徴区間に属するデータ値を抽出することにより、特徴区間のデータ値のみを用いて共分散値を算出することが可能である。図19は、WWVBの各符号における特徴区間を説明する図である。図19に示すように、WWVBの符号においても、マーカー(符号1901参照)、符号「0」(符号1902参照)および符号「1」(符号1903参照)において、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。マーカーでは、500ms〜800msに至る区間(符号1911参照)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。本実施の形態においては、WWVBのマーカーにおいて500ms〜800msの区間が特徴区間となる。また、特徴区間のデータ値はローレベルを示す「−1」となる。 Next, minute synchronization and code decoding in the case of WWVB and MSF will be described. Also in WWVB, it is possible to calculate a covariance value using only the data value of the feature section by extracting the data value belonging to the feature section. FIG. 19 is a diagram for explaining a feature section in each code of WWVB. As shown in FIG. 19, also in the WWVB code, the value of the marker (see reference numeral 1901), the reference numeral “0” (see reference numeral 1902), and the reference numeral “1” (see reference numeral 1903) There are different sections with unique values. In the marker, an interval from 500 ms to 800 ms (see reference numeral 1911) is a low level (data value “−1”), and this interval has a unique value “−1” different from others. In the present embodiment, a section of 500 ms to 800 ms is a feature section in the WWVB marker. The data value of the feature section is “−1” indicating a low level.
また、符号「0」では、200ms〜500msに至る区間(符号1912参照)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。その一方、符号「1」では、200ms〜500msに至る区間(符号1913参照)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。したがって、符号「0」および「1」においては、それぞれ、500ms〜800msの区間が特徴区間となる。また、特徴区間におけるデータ値は、それぞれ、「1」、「−1」となる。 In addition, in the code “0”, the section from 200 ms to 500 ms (refer to the code 1912) is the high level (data value “1”), and in this section, a unique value “1” different from the other codes “1”. have. On the other hand, in the code “1”, the section from 200 ms to 500 ms (refer to the code 1913) is the low level (data value “−1”). In this section, the unique value “ -1 ". Therefore, in the codes “0” and “1”, a section of 500 ms to 800 ms is a feature section. The data values in the feature section are “1” and “−1”, respectively.
したがって、分先頭位置の検出、および、符号のデコードの各処理において、JJYの場合と同様に、特徴区間のデータ値を利用して処理を実行することが可能である。 Therefore, in each of the minute head position detection and code decoding processes, it is possible to execute the process using the data value of the feature section as in the case of JJY.
図20は、MSFの各符号における特徴区間を説明する図である。図20に示すように、MSFの符号においても、マーカー(符号2001参照)、符号「00」(符号2002参照)、符号「01」(符号2003参照)、符号「10」(符号2004参照)および符号「11」(符号2005参照)において、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。 FIG. 20 is a diagram for explaining a feature section in each code of MSF. As shown in FIG. 20, also in the MSF code, a marker (see reference numeral 2001), a reference numeral “00” (see reference numeral 2002), a reference sign “01” (see reference numeral 2003), a reference sign “10” (see reference numeral 2004), and In the code “11” (see the code 2005), there is a section having a unique value whose value is different from the values of other codes.
マーカーでは、300ms〜500msに至る区間(符号2011参照)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。本実施の形態においては、MSFのマーカーにおいて300ms〜500msの区間が特徴区間となる。また、特徴区間のデータ値はローレベルを示す「−1」となる。 In the marker, an interval from 300 ms to 500 ms (see reference numeral 2011) is a low level (data value “−1”), and this interval has a unique value “−1” different from others. In the present embodiment, a section of 300 ms to 500 ms is a feature section in the MSF marker. The data value of the feature section is “−1” indicating a low level.
また、符号「00」では、100ms〜300msに至る区間(符号2012参照)がハイレベル(データ値「1」)であり、この区間において、他の符号と異なる固有の値「1」を有している。符号「01」では、100ms〜200msに至る区間(符号2013参照)においてハイレベル(データ値「1」)、200ms〜300msに至る区間(符号1014参照)においてローレベル(データ値「−1」)であり、上記区間において、他の符号と異なる値の組み合わせ(前半が「1」で後半が「−1」)を有している。符号「10」では、100ms〜200msに至る区間(符号2015参照)においてローレベル(データ値「−1」)、200ms〜300msに至る区間(符号1016参照)においてハイレベル(データ値「1」)であり、上記区間において、他の符号と異なる値の組み合わせ(前半が「−1」で後半が「1」)を有している。さらに、符号「11」では、100ms〜300msに至る区間(符号2017参照)がローレベル(データ値「−1」)であり、この区間において、他の符号と異なる固有の値「−1」を有している。したがって、100ms〜300msに至る区間が特徴区間となる。それぞれのデータ値は、図20に示すようなものとなる。 In addition, in the code “00”, the section (see the code 2012) from 100 ms to 300 ms is a high level (data value “1”), and in this section, has a unique value “1” different from other codes. ing. In the code “01”, a high level (data value “1”) in a section from 100 ms to 200 ms (see 2013), and a low level (data value “−1”) in a section from 200 ms to 300 ms (see 1014). In the above section, there are combinations of values different from other codes (the first half is “1” and the second half is “−1”). In the code “10”, the low level (data value “−1”) in the section from 100 ms to 200 ms (see the code 2015), and the high level (data value “1”) in the section from the 200 ms to 300 ms (see the code 1016). In the above section, there is a combination of values different from other codes (the first half is “−1” and the second half is “1”). Further, in the code “11”, the section from 100 ms to 300 ms (see the code 2017) is the low level (data value “−1”), and in this section, a unique value “−1” different from other codes is set. Have. Therefore, a section extending from 100 ms to 300 ms is a feature section. Each data value is as shown in FIG.
MSFにおいては、符号「00」〜符号「11」の特徴区間のデータ値が一定ではない。たとえば、符号「01」について特徴区間の前半のデータ値が「1」で後半のデータ値が「−1」である。したがって、MSFの規格にしたがった符号のデコード処理においては、分先頭位置の検出と同様に、入力波形データ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間に属する、対応するデータ値とを乗算して演算値を得て、この演算値の総和を求め、求められた総和に基づいて共分散値を求めれば良い。 In the MSF, the data values of the feature sections of the code “00” to the code “11” are not constant. For example, for the code “01”, the first half data value of the feature section is “1” and the second half data value is “−1”. Therefore, in the decoding process of the code according to the MSF standard, the data value belonging to the feature section of the input waveform data and the corresponding data value belonging to the feature section of the predicted waveform data, as in the detection of the minute start position, To obtain a calculated value, find a sum of the calculated values, and obtain a covariance value based on the obtained sum.
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。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。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the above-described embodiment, when the second pulse position is detected, the first value “−1” indicating the low level only for a predetermined interval in front of the point rising from the low level to the high level (the oldest side in time). And a second value “1” indicating a high level only for a predetermined section behind the point (a new side in time), and “0” for other than the predetermined section before and after the point. Predicted waveform data having another third value indicating the above 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21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。また、図22は、第2の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。図21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、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2101、図22の符号2201)。
FIG. 21 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. FIG. 22 is a diagram schematically illustrating second pulse position detection processing according to the second embodiment. As shown in FIG. 21, the predicted waveform
次いで、特徴区間抽出部28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2102)。前述したように、符号「0」においては、図13(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 feature
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13(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. Further, the data value (feature value) of the feature section is “1” as shown in FIG.
また、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2103、図22の符号2211)。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2104)。
Further, in accordance with an instruction from the
次いで、特徴区間抽出部27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2105)。ステップ2105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 feature
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2106)。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。
Next, the correlation
パラメータpが20より小さければ、パラメータpがインクリメントされて(ステップ2108)、ステップ2106に戻る。ステップ2109〜ステップ2111は、図8のステップ807〜809と同様である。
If the parameter p is smaller than 20, the parameter p is incremented (step 2108) and the process returns to step 2106.
また、前記実施の形態においては、データ累算処理(図14)において、特徴区間に属する入力波形データのデータ値を累算して、累算値を累算値バッファ30に格納し、符号のデコード処理において、共分散値を求めるために、特定の符号の特徴区間における特徴値を乗算値として、累算値と乗算値とを乗算している。しかしながら、予め特徴区間に属する入力波形データのデータ値を累算するのではなく、入力波形データを取得して、入力波形データにおける特徴区間のデータ値を抽出して、抽出されたデータ値を用いても良い。
In the embodiment, in the data accumulation process (FIG. 14), the data values of the input waveform data belonging to the feature section are accumulated, and the accumulated values are stored in the accumulated
図23は、本発明の第3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 third embodiment of the present invention. In this embodiment, the
次いで、特徴区間抽出部27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13(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 feature
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)。特徴区間抽出部28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、図23の処理において、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))
上述したように、全てのデータ値の乗算値の総和を求める必要は無い。 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。ステップ2309〜2311は、図15のステップ1509〜1511と同様である。
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))
As described above, it is not necessary to obtain the sum of multiplication values of all data values. 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
本発明の実施の形態においては、入力波形データ生成部21が各サンプル点のデータ値が、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。また、予測波形データ生成部23は、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、その波形形状がタイムコードにおける所定の符号を含む予測波形データを生成する。特徴区間抽出部28は、予測波形データにおいて、前記所定の符号(たとえば、JJYの規定にしたがった符号「P」や符号「0」)について、他の符号と異なる固有でかつ一定のデータ値を有する特徴区間の特徴値を取得する。また、特徴区間抽出部27は、入力波形データにおいて、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。相関値算出手段は、入力波形データの特徴区間のデータ値と、予測波形データの特徴区間の特徴値とを乗算して演算値を算出し、当該演算値の総和に基づき、入力波形データと予測波形データとの間の相関値を算出する。相関値比較手段は、相関値の最適値を算出し、CPU11は、最適値に基づいて、タイムコードに含まれる時刻情報を取得する。
In the embodiment of the present invention, the input waveform
上述したように予測波形データの特徴区間の特徴値と、入力波形データの特徴区間の対応するデータ値との間で演算を行なうため演算量を少なくすることが可能となる。また、予測波形データの特徴区間においては、他の符号と異なる固有でかつ一定の特徴値を有するため、特徴区間の特徴値を演算に用いることで、精度の良い相関値を得ることが可能となる。 As described above, since the calculation is performed between the feature value of the feature section of the predicted waveform data and the corresponding data value of the feature section of the input waveform data, the amount of calculation can be reduced. In addition, since the characteristic section of the predicted waveform data has a unique and constant characteristic value different from other codes, it is possible to obtain a highly accurate correlation value by using the characteristic value of the characteristic section for calculation. Become.
また、本実施の形態においては、秒の先頭位置を検出するために、予測波形データ生成部23が、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35は、入力波形データの特徴区間のデータ値と、複数の予測波形データのそれぞれの、特徴区間の特徴値とを乗算して演算値を算出する。CPU11は、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先頭位置を特定する。このように、本実施の形態においては、特徴区間の特徴値を演算に用いることで、精度の良い相関値を求め、それに基づき、精度良く秒先頭位置、つまり、秒パルスの位置を特定することが可能となる。
Further, in the present embodiment, in order to detect the start position of the second, the predicted waveform
また、本実施の形態においては、分先頭位置を検出するために、入力波形データ生成部21が、秒の先頭位置のそれぞれから開始される、複数の単位時間長を有する、複数の入力波形データを生成し、予測波形データ生成部23が、その波形形状がタイムコードにおける分の先頭位置の符号(たとえば、JJYにおける2つの連続する符号「P」)を含む、入力波形データと同一の時間長を有する予測波形データを生成し、相関値算出部25が、複数の入力波形データのそれぞれの、特徴区間のデータ値と、予想波形データの特徴区間の特徴値とを乗算して演算値を算出する。CPU11は、前記最適値を示した入力波形データに基づいて、タイムコードにおける分先頭位置を特定する。このように、本実施の形態においては、特徴区間の特徴値を演算に用いることで、精度の良い相関値を求め、それに基づき、精度良く分先頭位置を特定することが可能となる。
In the present embodiment, in order to detect the minute start position, the input waveform
また、本実施の形態においては、入力波形データ生成部21が、タイムコードにおける所定の符号の列の先頭位置に対応する位置から開始される、複数の単位時間長を有する入力波形データを生成し、予測波形データ生成部23が、第1の値或いは第2の値を示す符号の列(たとえば、BCD=0000〜1001)を示す、入力波形データと同一の時間長を有する複数の予測波形データを生成する。相関値算出部25は、入力波形データの特徴区間のデータ値と、複数の予測波形データのそれぞれの、特徴区間の特徴値とを乗算して演算値を算出する。CPU11は、最適値を示した符号の列に基づいて、タイムコードに含まれる時刻情報、たとえば、時間、分などを取得する。このように、本実施の形態においては、特徴区間の特徴値を演算に用いることで、精度の良い相関値を求め、それに基づき、精度良く時分などを含む時刻情報を特定することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the input waveform
さらに、本実施の形態においては、相関値算出部25は、特定の特徴区間の特徴値と乗算すべき、入力波形データのデータ値を累算し、入力波形データのデータ値の累算値と、予測波形データの特徴値とを乗算する。これにより、データ値と特徴値との個々の乗算を省略することができるため、演算量を著しく削減することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the correlation
また、本実施の形態においては、演算値が、入力波形データにおける第1の値と予測波形データにおける第1の値との演算、或いは、入力波形データにおける第2の値と予測波形データにおける第2の値との演算により、正の相関を示す正の第1の演算値「1」をとる一方、入力波形データにおける前記第1の値と予測波形データにおける第2の値との演算、或いは、入力波形データにおける第2の値と予測波形データにおける第1の値との演算により、負の相関を示す負の第2の演算値「−1」をとる。これにより、相関値算出部25は、最適値として、相関値の最大値を選択することで、入力波形データと最も相関の大きな符号を特定することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the calculated value is calculated from 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 first value in the predicted waveform data. A positive first calculation value “1” indicating a positive correlation is obtained by calculation with the value of 2, while calculating the first value in the input waveform data and the second value in the predicted waveform data, or The negative second calculation value “−1” indicating a negative correlation is obtained by calculating the second value in the input waveform data and the first value in the predicted waveform data. As a result, the correlation
また、本実施の形態においては、タイムコードを構成する時刻情報を取得し、取得された時刻情報に基づいて現在時刻が算出される。したがって、内部計時回路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 the present embodiment, time information constituting the time code is acquired, and the current time is calculated based on the acquired time information. Therefore, it is possible to correct the time obtained in the internal clock circuit with the calculated current time.
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.
前記実施の形態の秒パルス位置の検出において、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。しかしながら、これに限定されるものではない。たとえば、上記ポイントの前後所定区間の範囲以外は、演算の対象外としても良い。つまり、上記所定区間以外の区間において、第3の値「0」ではなく、不定或いは無効値となっていても良い。 In the detection of the second pulse position according to the above-described embodiment, the predicted waveform data has a first value indicating a low level only for a predetermined interval in front of a point that rises from a low level to a high level (on the older side in time). And a second value indicating a high level only for a predetermined interval behind the point (a new side in time). Other than the predetermined section before and after the point, another third value indicating “0” is provided. However, the present invention is not limited to this. For example, a range other than a predetermined interval before and after the point may be excluded from calculation. That is, in a section other than the predetermined section, the third value “0” may be indefinite or invalid.
この場合には、予測波形データの信号レベルの変化点、つまり、ローレベルからハイレベルに立ち上がるポイントの前後の所定区間のデータのみを抽出し、所定区間のデータ値と、対応する入力波形データのデータ値の共分散値を算出する。図7において、第1の予測波形データP(1,j)における所定区間とは、符号711および712に示す区間である。第2の予測波形データP(2,j)、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)、・・・、第20の予測波形データP(20,j)のそれぞれにおける所定区間は、符号721、731、731、・・・、751で示す区間である。
In this case, only the data of a predetermined section before and after the change point of the signal level of the predicted waveform data, that is, the point rising from the low level to the high level, is extracted, and the data value of the predetermined section and the corresponding input waveform data Calculate the covariance value of the data values. In FIG. 7, the predetermined section in the first predicted waveform data P (1, j) is a section indicated by
上述したような構成とすることで、所定区間以外の区間における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との演算を省略することができ、演算回数を減少させることが可能となる。 With the configuration as described above, the calculation of the data value of the input waveform data and the data value of the predicted waveform data in the section other than the predetermined section can be omitted, and the number of calculations can be reduced. .
また、前記実施の形態において、秒パルス位置の検出では、入力波形データおよび予測波形データの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。また、分先頭位置の算出および符号のデコードにおいては、入力波形データおよび予測波形データの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」とした。しかしながら、これらの値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、第1の値と第1の値と、或いは、第2の値と第2の値とを演算すること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、第1の値と第2の値とを演算すること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 second embodiment, in the detection of the second pulse position, the first value indicating the low level of the input waveform data and the predicted waveform data is set to “−1”, and the second value indicating the high level is set to “1”. The other third value was set to “0”. In the calculation of the minute head position and the decoding of the code, the first value indicating the low level of the input waveform data and the predicted waveform data is set to “−1”, and the second value indicating the high level is set to “1”. . However, it is not limited to these values. 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 A predetermined positive calculation value indicating that there is a positive correlation by calculating the first value and the first value or the second value and the second value when the value of Is calculated. 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 calculating the first value and the second value. 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)”.
秒パルス位置の算出において、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 the calculation of the second pulse position, the third value may not be “0”, but when the first value is calculated and when the second value is calculated, the correlation such as the covariance value is correlated. It must be a value that does not affect the 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
27,28 特徴区間抽出部
29 データ値累算部
30 累算値バッファ
10
12
15 RAM
16
Claims (7)
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、各サンプル点のデータ値が、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、その波形形状がタイムコードにおける所定の符号を含む予測波形データを生成する予測波形データ生成手段と、
前記所定の符号において、他の符号と異なる固有でかつ一定のデータ値を有する特徴区間の特徴値を前記予測波形データから取得する予測波形特徴区間抽出手段と、
前記入力波形データから前記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入力波形特徴区間抽出手段と、
前記入力波形特徴区間抽出手段により抽出された前記入力波形データの特徴区間のデータ値と、前記予測波形特徴区間抽出手段により抽出された前記予測波形データの特徴区間の特徴値とを乗算して演算値を算出し、当該演算値の総和に基づき、入力波形データと予測波形データとの間の相関値を算出す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複数の相関値を比較して、相関値の最適値を算出する相関値比較手段と、
前記最適値に基づいて、前記タイムコードが表す時刻情報を取得する制御手段と、を備えたことを特徴とする時刻情報取得装置。 Receiving means for receiving a standard time radio wave including a time code representing time information;
The signal including the time code output from the receiving means is sampled at a predetermined sampling period, and the data value at each sample point is either a first value indicating a low level or a second value indicating a high level. Input waveform data generating means for generating input waveform data having a unit time length of 1 or more,
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 a predetermined code in the time code Predicted waveform data generating means for generating predicted waveform data including:
Predicted waveform feature section extracting means for acquiring feature values of feature sections having unique and constant data values different from other codes in the predetermined code from the predicted waveform data;
Input waveform feature section extracting means for acquiring a data value of a feature section corresponding to a feature section of the predicted waveform data from the input waveform data;
Multiplying the data value of the feature section of the input waveform data extracted by the input waveform feature section extracting means by the feature value of the feature section of the predicted waveform data extracted by the predicted waveform feature section extracting means A correlation value calculating means for calculating a value and calculating a correlation value between the input waveform data and the predicted waveform data based on the sum of the calculated values;
A correlation value comparing means for comparing a plurality of correlation values calculated by the correlation value calculating means to calculate an optimum value of the correlation values;
And a control unit that acquires time information represented by the time code based on the optimum value.
前記相関値算出手段が、前記入力波形データの特徴区間のデータ値と、前記複数の予測波形データのそれぞれの、特徴区間の特徴値とを乗算して演算値を算出し、
前記制御手段が、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先頭位置を特定することを特徴とする請求項1に記載の時刻情報取得装置。 The predicted waveform data generating means generates a plurality of predicted waveform data whose waveform shape is sequentially shifted by a predetermined sample,
The correlation value calculation means calculates the operation value by multiplying the data value of the feature section of the input waveform data by the feature value of each of the plurality of predicted waveform data,
2. The time information acquisition apparatus according to claim 1, wherein the control unit specifies a second head position in the time code based on predicted waveform data indicating an optimum value.
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分の先頭位置の符号を含む、前記入力波形データと同一の時間長を有する予測波形データを生成し
前記相関値算出手段が、前記複数の入力波形データのそれぞれの、特徴区間のデータ値と、前記予想波形データの特徴区間の特徴値とを乗算して演算値を算出し、
前記制御手段が、前記最適値を示した入力波形データに基づいて、前記タイムコードにおける分先頭位置を特定することを特徴とする請求項1または2に記載の時刻情報取得装置。 The input waveform data generating means generates a plurality of input waveform data having a plurality of unit time lengths starting from each of the first positions of the seconds;
The predicted waveform data generating means generates predicted waveform data having the same time length as the input waveform data, the waveform shape including a sign of the start position of the minute in the time code, and the correlation value calculating means includes the plurality of correlation value calculating means Each of the input waveform data is multiplied by the data value of the feature section and the feature value of the feature section of the predicted waveform data to calculate a calculated value,
3. The time information acquisition apparatus according to claim 1, wherein the control unit specifies a minute start position in the time code based on input waveform data indicating the optimum value. 4.
前記予測波形データ生成手段が、前記第1の値或いは第2の値を示す符号の列を示す、前記入力波形データと同一の時間長を有する複数の予測波形データを生成し、
前記相関値算出手段が、前記入力波形データの特徴区間のデータ値と、前記複数の予測波形データのそれぞれの、特徴区間の特徴値とを乗算して演算値を算出し、
前記制御手段が、前記最適値を示した符号の列に基づいて、前記タイムコードに含まれる時刻情報を取得することを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。 The input waveform data generating means generates input waveform data having a plurality of unit time lengths, starting from a position corresponding to a start position of a predetermined code string in the time code;
The predicted waveform data generating means generates a plurality of predicted waveform data having the same time length as the input waveform data, indicating a sequence of codes indicating the first value or the second value,
The correlation value calculation means calculates the operation value by multiplying the data value of the feature section of the input waveform data by the feature value of each of the plurality of predicted waveform data,
The time information acquisition according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means acquires time information included in the time code based on a code string indicating the optimum value. apparatus.
前記相関値比較手段が、前記算出された相関値を比較して、最適値として、相関値の最大値を選択することを特徴とする請求項1ないし5の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。 The calculated value is a calculation of a first value in the input waveform data and a first value in the predicted waveform data, or a second value in the input waveform data and a second value in the predicted waveform data. The first calculation value indicating a positive correlation is obtained by the calculation of the above, while the calculation of the first value in the input waveform data and the second value in the predicted waveform data, or the input waveform data By calculating the second value in the first waveform and the first value in the predicted waveform data, a negative second calculated value indicating a negative correlation is obtained.
6. The time information according to claim 1, wherein the correlation value comparison unit compares the calculated correlation values and selects a maximum correlation value as an optimum value. Acquisition device.
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、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。 The time information acquisition device according to any one of claims 1 to 6,
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009224213A JP5407705B2 (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Time information acquisition device and radio clock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009224213A JP5407705B2 (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Time information acquisition device and radio clock |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011075298A JP2011075298A (en) | 2011-04-14 |
JP5407705B2 true JP5407705B2 (en) | 2014-02-05 |
Family
ID=44019464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009224213A Active JP5407705B2 (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Time information acquisition device and radio clock |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5407705B2 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3698882B2 (en) * | 1998-01-28 | 2005-09-21 | リズム時計工業株式会社 | Time code analysis method for radio-controlled watches |
JP4233311B2 (en) * | 2001-11-20 | 2009-03-04 | シチズンホールディングス株式会社 | Radio clock, standard radio wave reception method and electronic equipment |
JP4276113B2 (en) * | 2004-03-05 | 2009-06-10 | Okiセミコンダクタ株式会社 | Standard radio wave reception time device and time code signal decoding method |
JP4322786B2 (en) * | 2004-11-29 | 2009-09-02 | Okiセミコンダクタ株式会社 | Multiple standard radio wave decoding method and standard radio wave receiver |
JP5386786B2 (en) * | 2007-03-26 | 2014-01-15 | カシオ計算機株式会社 | Time information receiver and radio clock |
JP4479811B2 (en) * | 2008-03-11 | 2010-06-09 | カシオ計算機株式会社 | Time correction device and radio clock |
-
2009
- 2009-09-29 JP JP2009224213A patent/JP5407705B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011075298A (en) | 2011-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4544351B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP4506865B2 (en) | Time acquisition device and radio clock | |
JP4479811B2 (en) | Time correction device and radio clock | |
US8446800B2 (en) | Time information acquisition apparatus and radio wave timepiece | |
US8264915B2 (en) | Time information-acquiring apparatus and radio wave timepiece | |
JP4752916B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP5263270B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP4835739B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP4905536B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP4544347B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP5316375B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP5407705B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP4905531B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP4905523B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP4678057B2 (en) | Time information receiver, radio clock, and program | |
JP5408025B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP5012947B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP5012948B2 (en) | Time information acquisition device and radio clock | |
JP2017015621A (en) | Radio wave receiving device, radio wave correction timepiece and radio wave receiving method | |
JP4108528B2 (en) | Minute detection method using standard radio waves and radio-controlled clock | |
JP2014132274A (en) | Time information acquisition device, and electromagnetic wave clock |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120717 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130424 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130507 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130619 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131008 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131021 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5407705 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |