JP5408025B2 - Time information acquisition device and radio clock - Google Patents
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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二値化して、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秒毎に到来する符号の立ち上がりを検出することである。また、分同期とは、分の先頭位置を特定することである。JJYの規定にしたがったデータでは、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実現できる。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 rise of a code that arrives every second among the codes indicated by the TCO data. The minute synchronization is to specify the start position of the minute. Data according to the JJY standard can be realized by detecting 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. 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)で二値化して得られたTCOデータが取得され、1秒毎(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、二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、特許文献2には、1フレーム(60秒)分の入力波形データを生成するとともに、同様のデータ長を有し、内部時計に基づく時刻(ベースタイム)にしたがった現在時刻に対応する予測波形データを生成して、入力波形データのサンプル値と予測波形データの対応するサンプル値を比較して、そのエラー数を検出する技術が開示されている。特許文献2の技術においては、予測波形データを1ビットシフトし(データ末尾のサンプル値は先頭のサンプル値となる)、入力波形データのサンプル値と、シフトされた予測波形データの新たに対応するサンプル値との比較を繰り返す。60回だけ処理を繰り返して、予測波形データのそれぞれについてのエラー数から、最もエラー数の少ない予測波形データを見出して、見出された予測波形データのシフト数に基づき、ベースタイムの誤差を取得する。
Further,
特許文献2の技術では、60秒分の入力波形データが必要である。また、シフトによって60種類の予測波形データの生成および入力波形データのサンプル値と予測波形データのサンプル値との比較が必要である。したがって、入力波形データの取得およびサンプル値の比較に処理時間を要するという問題点があった。また、電波の受信状況は一定とは限られないため、入力波形データを取得するために標準時刻電波の受信時間を短くすることが望ましい。
In the technique of
本発明は、より短時間で、かつ、確実に、標準時刻電波に基づく現在時刻を取得可能な時刻情報取得装置および電波時計を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the time information acquisition apparatus and radio timepiece which can acquire the present time based on a standard time radio wave reliably and in a shorter time.
本発明の目的は、受信された時刻情報を表すタイムコードを含む標準時刻電波信号において検出された秒先頭位置から、前記標準時刻電波信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングして、各サンプル点のサンプル値が、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パターンを生成する入力波形データパターン生成手段と、
各サンプル点のサンプル値が、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パターンと同一の時間長および同一のサンプル数を有し、それぞれが、内部計時手段により計時されたベースタイムに基づく符号の列を表し、かつ、その先頭位置が、前記ベースタイムおよび当該ベースタイムの前後所定の秒数だけずらされたパターン開始時刻から開始される複数の内部波形データパターンを生成する内部波形データパターン生成手段と、
前記入力波形データパターンのサンプル値と、前記内部波形データパターンの対応するサンプル値との一致・不一致を判断し、不一致を示すエラー数に基づく第1のエラー指標値を算出する第1のエラー検出手段と、
前記第1のエラー検出手段において検出された第1のエラー指標値に基づき抽出された内部波形データパターンについて、当該複数の内部波形データパターンのパターン開始時刻に基づいて、所定の時刻を含む特徴区間の符号を含む特徴区間データパターンを生成する特徴区間データパターン生成手段と、
前記標準時刻電波信号をサンプリングすることで得られる入力波形データから、前記複数の内部波形データパターンのそれぞれのパターン開始時刻を基準として、前記所定の時刻を含む前記特徴区間に相当する区間のデータパターンである比較対象データパターンを生成する比較対象データパターン生成手段と、
前記特徴区間データパターンと、前記比較対象データパターンのそれぞれと、を比較して、対応するサンプル値の一致・不一致を判断し、不一致を示す第2のエラー数に基づく第2のエラー指標値を算出する第2のエラー検出手段と、
前記第2のエラー指標値に基づき、最適な内部波形データパターンを特定し、当該特定された内部波形データパターンのパターン開始時刻に基づいて、前記ベースタイムを修正する現在時刻修正手段と、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 sample the standard time radio signal from a second start position detected in a standard time radio signal including a time code representing received time information at a predetermined sampling period, and Input waveform data pattern generation means for generating an input waveform data pattern in which the sample value is either a first value indicating a low level or a second value indicating a high level and has one or more unit time lengths When,
The sample value of each sample point takes either the first value or the second value, and has the same time length and the same number of samples as the input waveform data pattern, A plurality of internal waveform data starting from the base time and a pattern start time shifted by a predetermined number of seconds before and after the base time. Internal waveform data pattern generating means for generating a pattern;
First error detection that determines whether or not the sample value of the input waveform data pattern matches the corresponding sample value of the internal waveform data pattern, and calculates a first error index value based on the number of errors indicating the mismatch Means,
A feature section including a predetermined time based on the pattern start times of the plurality of internal waveform data patterns for the internal waveform data pattern extracted based on the first error index value detected by the first error detection means A feature section data pattern generating means for generating a feature section data pattern including the code of
From the input waveform data obtained by sampling the standard time radio signal, a data pattern of a section corresponding to the feature section including the predetermined time with reference to the pattern start time of each of the plurality of internal waveform data patterns Comparison target data pattern generation means for generating a comparison target data pattern,
The feature section data pattern and each of the comparison target data patterns are compared to determine whether the corresponding sample values match or not, and a second error index value based on a second error number indicating the mismatch is obtained. Second error detection means for calculating;
Current time correction means for specifying an optimal internal waveform data pattern based on the second error index value and correcting the base time based on a pattern start time of the specified internal waveform data pattern. This is achieved by a time information acquisition device characterized by the above.
好ましい実施態様においては、前記第1のエラー検出手段により、第1の指標値であるビットエラーレートが、所定の許容値より小さいような内部波形データパターンが複数あると判断された場合に、前記第2のエラー検出手段による第2の指標値の算出が行なわれる。 In a preferred embodiment, when the first error detecting means determines that there are a plurality of internal waveform data patterns such that the bit error rate as the first index value is smaller than a predetermined allowable value, The second index value is calculated by the second error detecting means.
より好ましい実施態様においては、前記所定の時刻が、分先頭時刻であり、前記特徴区間データパターン生成手段が、分先頭時刻の前後を含む所定の時間長の特徴区間データパターンを生成する。 In a more preferred embodiment, the predetermined time is a minute start time, and the feature section data pattern generation unit generates a feature section data pattern having a predetermined time length including before and after the minute start time.
別の好ましい実施態様においては、前記入力波形データパターン生成手段および内部波形データパターン生成手段は、前回ベースタイムが修正された時刻と現在時刻との時間差、および、予め定められた計時精度に基づいて、前記入力波形データパターンおよび内部波形データパターンの時間長、および、前記内部波形データパターンについての前記所定の秒数を決定する。 In another preferred embodiment, the input waveform data pattern generating means and the internal waveform data pattern generating means are based on a time difference between the time when the previous base time was corrected and the current time, and a predetermined timing accuracy. The time lengths of the input waveform data pattern and the internal waveform data pattern and the predetermined number of seconds for the internal waveform data pattern are determined.
また、本発明の目的は、前記時刻情報取得装置と、
内部クロックにより現在時刻を計時する前記内部計時手段と、
前記内部計時手段により計時された、或いは、前記現在時刻修正手段により修正された現在時刻を表示する時刻表示手段と、を備えたことを特徴とする電波時計により達成される。
Another object of the present invention is to provide the time information acquisition device,
The internal time measuring means for measuring the current time by an internal clock;
This is achieved by a radio timepiece comprising time display means for displaying the current time measured by the internal time measuring means or corrected by the current time adjusting means.
本発明によれば、より短時間で、かつ、確実に、標準時刻電波に基づく現在時刻を取得可能な時刻情報取得装置および電波時計を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a time information acquisition device and a radio timepiece that can acquire the current time based on the standard time radio wave reliably and in a shorter time.
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、本発明の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、本実施の形態にかかる電波時計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 a configuration of a radio timepiece according to an embodiment of the present invention. 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、或いは、入力部12に入力された指示にしたがって、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により得られる内部時刻であるベースタイムBTを修正する処理や、内部計時回路17によって得られたベースタイムBTを表示部13に転送する処理などを実行する。
The CPU 11 reads out a program stored in the
本実施の形態においては、後述するように、内部計時回路17によって得られる時刻であるベースタイムBTを用いて、1以上の単位時間長を有する入力波形データパターンの処理開始時刻CTを特定し、当該処理開始時刻CTの前後所定の時刻をその開始時刻とする、1以上の単位時間長の内部波形データパターンを複数生成し、複数の内部波形データパターンと、受信回路16により得られた信号から生成された入力波形データパターンとをそれぞれ比較する。上記比較、および、後述する特徴区間についての波形データパターンの比較の結果、受信された信号に含まれる符号が特定され、ベースタイムBTと受信された信号に基づく時刻との誤差が算出され、内部計時回路17におけるベースタイムBTを修正することができる。
In the present embodiment, as will be described later, the processing start time CT of the input waveform data pattern having one or more unit time lengths is specified using the base time BT that is the time obtained by 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ベースタイムBTに基づく時刻を表示する。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、秒パルス位置の検出処理(秒同期処理)、本実施の形態における内部波形データパターンおよび入力波形データパターンとの比較処理などのために信号比較回路18を制御するプログラムが含まれる。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(図示せず)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ベースタイムBTに基づく時刻を計時し、時刻のデータをCPU11に出力する。
The
図2は、本実施の形態にかかる受信回路16の構成例を示すブロックダイヤグラムである。図2に示すように、受信回路16は、標準時刻電波信号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信号のノイズを除去するフィルタ回路51、フィルタ回路51の出力である高周波信号を増幅するRF増幅回路52、RF増幅回路52から出力された信号を検波して、標準時刻電波信号を復調する検波回路53を備え、検波回路53によって復調された信号が、信号比較回路18に出力される。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the receiving
図3は、本実施の形態にかかる信号比較回路18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、内部波形データパターン生成部23、波形切り出し部24、エラー検出部25、一致判定部26、秒同期実行部27、特徴区間データパターン生成部28および比較対象波形切り出し部29を有する。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of 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(「1」または「0」)のうちの何れかをとるようなディジタルデータに変換する。第1の実施の形態においては、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。受信波形データバッファ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。受信波形データバッファ22は、複数の単位時間長(1単位時間:1秒)のデータ(たとえば、20秒のデータ)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
さらに、入力波形データ生成部21は、秒同期実行部27による秒同期により秒の先頭位置が確定した後に、秒先頭位置から秒毎、つまり、符号毎に入力波形データのサンプル値D(n)を生成する。この場合、たとえば、上記所定のサンプリング間隔で取得された値のうち、所定の時間帯(500ms〜800ms)に対応するデータを得て、データ値「1」、「0」の何れが多く存在するかを判断することにより、秒毎の符号データのサンプル値D(n)を得ることができる。
Further, the input waveform
なお、本実施の形態において、入力波形データ生成部21により生成された、1つの符号に対応するデータを符号データ、その値をサンプル値と称する。また、所定の単位時間長(所定の秒数)の複数の符号データを、入力波形データパターンと称する。以下に述べる内部波形データパターン生成部23においても、1つの符号に対応するデータを内部波形データの符号データ、所定の単位時間長(所定の秒数)の符号データを、内部波形データパターンと称する。
In the present embodiment, data corresponding to one code generated by the input waveform
内部波形データパターン生成部23は、入力波形データパターンと比較すべき複数の内部波形データパターンを生成する。複数の内部波形データパターンについては後に詳述する。波形切り出し部24は、内部波形データパターンの単位時間長と同じ単位時間長の入力波形データパターンを、受信波形データバッファ22から取り出す。
The internal waveform data
以下、JJYにしたがった標準時刻電波信号およびその符号について説明する。図4は、JJYにしたがった標準時刻電波信号を構成する符号のそれぞれをより詳細に示す図である。図4に示すように、JJYにおいては、1秒の単位時間長の「P」、「1」および「0」を示す符号が含まれる。符号「0」では、先頭の800msの区間でハイレベル(値「1」)となり、残りの200msの区間でローレベル(値「0」)となる。符号「1」では、最初の500msの区間でハイレベル(値「1」)となり、残りの500msの区間でローレベル(値「0」)となる。また、符号「P」では、最初の200msの区間でハイレベル(値「1」)となり、残りの800msの区間でローレベル(値「0」)となる。 Hereinafter, the standard time radio signal and its sign according to JJY will be described. FIG. 4 is a diagram showing in more detail each of the codes constituting the standard time radio signal according to JJY. As shown in FIG. 4, JJY includes codes indicating “P”, “1”, and “0” having a unit time length of 1 second. In the code “0”, the high level (value “1”) is set in the first 800 ms section, and the low level (value “0”) is set in the remaining 200 ms section. In the code “1”, the high level (value “1”) is set in the first 500 ms section, and the low level (value “0”) is set in the remaining 500 ms section. In addition, in the code “P”, the high level (value “1”) is set in the first 200 ms section, and the low level (value “0”) is set in the remaining 800 ms section.
図5は、JJYの規格にしたがった標準時刻電波信号の例を示す図である。図5に示すように、JJYの規格にしたがった標準時刻電波信号では、図4に示す符号「0」、「1」および「P」の何れかが決められた順序で送信される。標準時刻電波信号は、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、標準時刻電波信号においては、10秒毎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。JJYでは、符号の先頭はローレベルからハイレベルに立ち上がる。この符号の先頭位置を見出すことを、秒同期と称する。また、60秒毎に到来するフレームの先頭位置を見出すことを分同期と称する。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a standard time radio signal according to the JJY standard. As shown in FIG. 5, the standard time radio signal according to the JJY standard is transmitted in the order in which one of the codes “0”, “1” and “P” shown in FIG. 4 is determined. The standard time radio signal has 60 seconds as one frame, and one frame includes 60 codes. In the standard time radio signal, a position marker “P1”, “P2”,... Or a marker “M” arrives every 10 seconds, and a position marker “P0” arranged at the end of the frame and A portion where the marker “M” arranged at the head of the frame continues is detected. In JJY, the head of the code rises from a low level to a high level. Finding the head position of this code is called second synchronization. Finding the head position of a frame that arrives every 60 seconds is called minute synchronization.
秒同期実行部27は、たとえば、周知の従来の手法によって、入力波形データ生成部21にて生成された入力波形データにおいて、その秒先頭位置を検出する。たとえば、JJYにしたがった標準時刻電波信号においては、前述したように、全ての符号において、秒の先頭位置で立ち上がる。したがって、この信号の立ち上がりを検出することで秒の先頭位置を検出することが可能である。
The second
エラー検出部25は、複数の内部波形データパターンのそれぞれと、入力波形データパターンとの値の不一致を示すエラー数を算出する。上述したように入力波形データパターンは、秒毎の入力波形データの符号データのサンプル値D(n)を有する。また、内部波形データパターンも、同様に、秒毎の内部波形データの符号データのサンプル値P(n)を有する。したがって、入力波形データの符号データのサンプル値と、対応する内部波形データの符号データのサンプル値とを比較して、不一致の場合にエラー数が「1」だけカウントアップされるように構成すれば、エラー数の算出が可能となる。
The
また、一致判定部26は、複数の内部波形データパターンごとのエラー数に基づくビットエラーレート(BER)を算出して、算出されたBERに基づき、BERが所定の許容最大値より小さい内部波形データパターンを特定する。これにより、入力波形データパターンと一致する内部波形データパターンが特定され得る。
Further, the
上記一致判定部26の演算において、ビットエラーレートBERが所定の許容最大値より小さいような内部波形データパターンが複数存在する場合が考えられる。このような場合には、複数の内部波形データパターンの何れが、入力波形データパターンと本当に一致するのかを判断する必要がある。本実施の形態においては、後に詳述するように、内部波形データパターンのそれぞれのパターン開始時刻に基づいて、内部波形データにおける分先頭位置を見出し、その位置に対応する入力波形データ中の対応するパターンである比較対象データパターンを特定している。その上で、内部波形データパターンに基づく分先頭位置の前後を示す特徴区間データパターンと、特定された比較対象データパターンとを比較する。
In the calculation of the
特徴区間データパターン生成部28は、上記分先頭位置の前後を示す特定区間データパターンを生成する。また、比較対象波形切り出し部29は、複数の内部波形データのそれぞれの分先頭位置に対応する入力波形データ中のデータパターン(比較対象データパターン)を取得する。特徴区間データパターンおよび比較対象データパターンについては後に詳述する。
The feature section data
図6は、本実施の形態にかかる電波時計10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6に示すように、CPU11は、入力波形データパターンの時間長aを決定する(ステップ601)。本実施の形態においては、入力波形データは、秒毎に1サンプルを有する。したがって、時間長a(秒)であれば、a個のサンプル点からなる入力波形データパターンが生成される。この時間長aの決定については後述する。また、CPU11は、内部波形データパターンのパターン開始時刻を規定する時間長bを決定する(ステップ602)。たとえば、パターン開始時刻を規定する時間長bは、電波時計10において、時刻修正が行なわれていない期間、つまり、前回、標準時刻電波信号を受信して時刻修正を実行した時期から、今回、標準時刻電波信号を受信しようとするまでの期間と、電波時計10の計時精度に基づいて決定され得る。
FIG. 6 is a flowchart showing an outline of processing executed in the
たとえば、時刻修正が行なわれていない期間が1ヶ月(30日)で、かつ、電波時計の計時精度が、1ヶ月で±15秒(月差±15秒)であれば、上記時間長bは、15以上であれば良い。したがって、時間長b=15とした場合には、2b+1=31個の内部波形データパターンが生成されることになる。また、そのパターン開始時刻は、ベースタイムBTに基づく現在時刻をCTとすると、CT−15、CT−14、・・・、CT、CT+1、・・・、CT+15となる。 For example, if the period in which the time is not corrected is one month (30 days) and the timekeeping accuracy of the radio clock is ± 15 seconds (monthly difference ± 15 seconds) in one month, the time length b is 15 or more. Therefore, when the time length b = 15, 2b + 1 = 31 internal waveform data patterns are generated. The pattern start time is CT-15, CT-14,..., CT, CT + 1,..., CT + 15, where CT is the current time based on the base time BT.
その後、CPU11は、標準時刻電波信号の受信開始を受信回路16に指示し、受信回路16が標準時刻電波信号を受信して、受信した信号を信号比較回路18に出力する(ステップ603)。信号比較回路18の秒同期実行部27は、CPU11からの指示に従って、秒先頭位置の検出(秒同期)を実行する(ステップ604)。秒同期は、たとえば、周知の従来の手法によって実現される。秒同期により、入力波形データにおける秒先頭位置が特定され、入力波形データの先頭と、特定された秒先頭位置との時間差が得られる。秒同期実行部27による秒先頭位置の検出は、検出が完了するまで継続される(ステップ605参照)。
Thereafter, the CPU 11 instructs the
秒同期が完了すると(ステップ605でYes)、信号比較回路18は、CPU11の指示にしたがって、入力波形データパターンと複数の内部波形データパターンとを比較する(ステップ606)。図7は、入力波形データパターンと、内部波形データパターンとの比較の概略を説明する図、図8は、ステップ606をより詳細に示すフローチャートである。図7に示すように、入力波形データパターン700は、時間長a(図7の例ではa=12秒)であり、それぞれが「0」または「1」の値を示す12個の符号に対応する符号データD(0)〜D(11)を含む。
When the second synchronization is completed (Yes in step 605), the
内部波形データ(符号710)は、ベースタイムBTにしたがって、標準時刻電波信号の符号の列を配置したものである。たとえば、ベースタイムBTにおいて、「00秒」の位置、つまり、分先頭位置からは、図5に示すように、マーカー(符号「P」)で開始し、10秒毎に符号「P」が出現し、60個目がマーカー(符号「P」)であるような符号の列となる。 The internal waveform data (symbol 710) is a sequence of codes of standard time radio signal in accordance with the base time BT. For example, in the base time BT, from the position of “00 seconds”, that is, from the minute start position, as shown in FIG. 5, it starts with a marker (symbol “P”), and a code “P” appears every 10 seconds. In addition, the 60th is a string of codes that is a marker (symbol “P”).
内部波形データパターンは、上記ベースタイムBTにしたがった標準時刻電波信号の符号の列に相当する内部波形データから、入力波形データパターンと同じ時間長のデータを切り出したものである(たとえば、符号711、712、713参照)。本実施の形態においては、入力波形データパターンのデータ長がaであり、また、処理開始時刻CTを中心に前後b秒(±b行)の範囲で、パターン開始時刻が異なる内部波形データパターンが生成される。したがって、2b+1個の内部波形データパターンを生成するために、2b+aの時間長の内部波形データが必要とされる。 The internal waveform data pattern is obtained by cutting out data having the same time length as the input waveform data pattern from the internal waveform data corresponding to the code sequence of the standard time radio signal according to the base time BT (for example, reference numeral 711). 712, 713). In the present embodiment, the input waveform data pattern has a data length of a, and internal waveform data patterns having different pattern start times in the range of b seconds (± b rows) around the processing start time CT. Generated. Therefore, in order to generate 2b + 1 internal waveform data patterns, internal waveform data having a time length of 2b + a is required.
図8に示すように、CPU11は、ベースタイムBTに基づく処理開始時刻CTを取得する(ステップ801)。処理開始時刻CTは、波形切り出し部24に伝達される。波形切り出し部24は、処理開始時刻CTを先頭とする時間長aの入力波形データパターンを入力波形データから切り出す(ステップ802)。図9は、本実施の形態にかかる入力波形データパターンおよび複数の内部波形データパターンの例を示す図である。図9に示すように、入力波形データパターンは、時間長aに相当するa個のサンプル値(時刻CTの入力波形データの符号データに基づくサンプル値D(0)〜時刻CT+(a−1)の符号データに基づくサンプル値D(a−1))を含む。
As shown in FIG. 8, the CPU 11 acquires a process start time CT based on the base time BT (step 801). The processing start time CT is transmitted to the
次いで、信号比較回路18の内部波形データパターン生成部23等において用いられる、内部波形データパターン特定のためのパラメータnが「1」に初期化される(ステップ803)。内部波形データパターン生成部23は、時刻CT−b+(n−1)を先頭とする、時間長aの内部波形データパターンを生成する(ステップ804)。
Next, the parameter n for specifying the internal waveform data pattern used in the internal waveform data
たとえば、初期的(パラメータn=1)には、内部波形データパターンPP(−b)は、時刻CT−bの標準時刻電波信号の符号に対応するサンプル値P(−b)から開始するa個のサンプル値(時刻CT−bの符号のサンプル値P(−b)〜時刻CT−b+(a−1)の符号のサンプル値P(−b+(a−1))を含む(符号901参照)。同様に、パラメータn=2であれば、内部波形データパターンPP(−b+1)は、時刻CT−b+1の標準時刻電波信号の符号に対応するサンプル値P(−b+1)から開始されるa個のサンプル値(時刻CT−b+1の符号のサンプル値P(−b+1)〜時刻CT−b+aのサンプル値P(−b+a)を含む(符号902参照)。
For example, initially (parameter n = 1), the internal waveform data pattern PP (-b) starts with a sample value P (-b) corresponding to the sign of the standard time radio signal at time CT-b. Sample values P (-b + (a-1)) of sample values P (-b) to CT-b + (a-1) of time CT-b (see reference numeral 901). Similarly, if the parameter n = 2, the internal waveform data pattern PP (−b + 1) has a number starting from the sample value P (−b + 1) corresponding to the sign of the standard time radio signal at time CT−
本実施の形態においては、後述するようにパラメータをインクリメントする(ステップ808参照)ことにより、時刻CT−b〜時刻CT+bをそれぞれパターン開始時刻とする内部波形データPP(−b)〜PP(b)が生成される(符号901、902、910、911、912参照)。
In the present embodiment, the internal waveform data PP (−b) to PP (b) having the pattern start times respectively from time CT−b to time CT + b by incrementing the parameters as described later (see step 808). (See
ステップ804により内部波形データパターンPP(n)が生成された後、エラー検出部25は、入力波形データパターンDPと、内部波形データパターンPP(n)の対応するサンプル値を比較して、値の一致・不一致に基づきビットエラーレートBER(n)を算出する(ステップ805)。ビットエラーレートBER(n)は、(不一致だったサンプル数/全サンプル数(=a))として得ることができる。一致判定部26は、得られたビットエラーレートBER(n)が、所定の許容最大値より小さいかを判断する(ステップ806)。ステップ806でYesと判断された場合には、一致判定部26は、ビットエラーレートBER(n)およびパラメータnを、RAM15に一時的に格納する(ステップ807)。
After the internal waveform data pattern PP (n) is generated in
次いで、CPU11は、パラメータnをインクリメントして(ステップ808)、nが2b+1より大きいかを判断する(ステップ809)。ステップ809でNoと判断された場合には、ステップ804に戻り、次の新たな内部波形データパターンPP(n)が生成されて、入力波形データパターンDPと比較される。
Next, the CPU 11 increments the parameter n (step 808), and determines whether n is larger than 2b + 1 (step 809). If it is determined No in
図8に示す処理を繰り返すことにより、許容最大値より小さいBERに関する内部波形データパターンPP(n)についての情報(パラメータnおよびBER(n))を得ることができる。ステップ606が終了すると、CPU11は、RAM15に格納された内部波形データパターンPP(n)についての情報を参照して、ビットエラーレートBERが許容最大値より小さいような内部波形データパターンが複数有るかを判断する(ステップ607)。ステップ607でYesと判断された場合には、CPU11は、信号比較回路18に最適パターン判定処理を実行させる(ステップ608)。図10は、本実施の形態にかかる最適パターン判定処理の例を示すフローチャート、図11は、本実施の形態にかかる特徴区間のデータパターンを説明する図である。
By repeating the process shown in FIG. 8, information (parameter n and BER (n)) about the internal waveform data pattern PP (n) related to the BER smaller than the allowable maximum value can be obtained. When
図10に示すように、特徴区間データパターン生成部28は、上記許容最大値より小さいBERに関する何れかの内部波形データパターンPP(n)に基づく特徴区間データパターンを生成する(ステップ1001)。本実施の形態に基づく特徴区間とは、内部波形データパターンPP(n)に基づく開始時刻を用いた、次の分先頭を含む前後所定の区間をいう。図11においては、内部波形データパターンPP(n1)の開始時刻T1が、(h1、m1、s1)(h:時、m:分、s:秒を表す。)である。上記開始時刻T1である内部波形データパターンPP(n1)を含むデータ(以下、「内部波形データ1」という)では、符号1100に示す位置に、次の分先頭位置(時刻:(h1、(m1+1)、s1)が存在する。特徴区間のデータパターンは、たとえば、上記次の分先頭位置から2秒前(58秒)から2秒経過後の5秒のデータパターンを用いることができる。
As shown in FIG. 10, the feature section data
図5に示すように、JJYにしたがった標準時刻電波信号の符号では、59秒および0秒でのみ符号「P」が連続している。したがって、分先頭位置の前後を含む区間の符号の列は、他の区間の符号の列と比較して顕著な特徴を有している。そこで、本実施の形態においては、内部波形データパターンに基づく時刻にしたがった特徴区間のデータパターンを特徴区間データパターンとして生成し、また、以下に述べるように、当該内部データパターンに基づく時刻にしたがって、入力波形データにおける特徴区間に相当する区間のデータを、比較対象データパターンとして生成する。 As shown in FIG. 5, in the code of the standard time radio signal according to JJY, the code “P” is continuous only at 59 seconds and 0 seconds. Therefore, the code string of the section including the part before and after the minute start position has a remarkable feature compared with the code string of the other sections. Therefore, in the present embodiment, the data pattern of the feature section according to the time based on the internal waveform data pattern is generated as the feature section data pattern, and as described below, according to the time based on the internal data pattern. The data of the section corresponding to the feature section in the input waveform data is generated as the comparison target data pattern.
比較対象波形切り出し部29は、内部波形データパターンの開始時刻に基づき、入力波形データにおける特徴区間に相当する位置を特定する(ステップ1002)。図11に示すように、内部波形データパターンPP(n1)の開始時刻T1=(h1,m1,s1)であったとすると、内部波形データパターンPP(n1)の開始時刻に基づく次の分先頭位置(h1、(m1+1)、00)は、T1から(60−s1)秒だけ経過した位置となる(符号1100、1110参照)。同様に、内部波形データパターンPP(n2)の開始時刻T2=(h1,m1,s2)であったとすると、内部波形データパターンPP(n2)の開始時刻に基づく次の分先頭位置(h1、(m1+1)、00)は、T2から(60−s2)秒だけ経過した位置となる(符号1101、1111参照)。
The comparison target
比較対象波形切り出し部29は、ステップ1002で特定された、対応する特徴区間におけるデータパターンを、入力波形データから切り出す(ステップ1003)。この入力波形データから切り出された特徴区間に相当する位置のデータパターンを比較対象データパターンと称する。次いで、エラー検出部25は、内部波形データに基づく特徴区間データパターンと、入力波形データに基づく比較対象データパターンとを比較して、ビットエラーレートBERを算出する(ステップ1004)。
The comparison target
一致判定部26は、ステップ1004で算出されたBERが、RAM15に格納されているBERの最小値BERminより小さいかを判断する(ステップ1005)。ステップ1005でYesと判断された場合に、一致判定部26は、ステップ1004で算出されたBERを、BERminとしてRAM15に格納するとともに(ステップ1006)、当該新たなBERminが得られた内部波形データパターンの情報をRAM15に格納する(ステップ1007)。
The
CPU11は、ビットエラーレートBERが許容最大値より小さい内部波形データパターンの全てについて処理が終了したかを判断する(ステップ1008)。ステップ1008でNoと判断された場合には、CPU11は次の内部波形データパターンを特定して(ステップ1009)、ステップ1001に戻る。ステップ1008でYesと判断された場合には、CPU11は、RAM15を参照して、ビットエラーレートの最小値BERminを示した内部波形データパターンを最適パターンとして、当該最適パターンに基づいて、標準時刻電波信号に基づく時刻情報を取得する(ステップ1010)。
The CPU 11 determines whether the processing has been completed for all the internal waveform data patterns in which the bit error rate BER is smaller than the allowable maximum value (step 1008). If it is determined No in
図6において、ステップ607でNoと判断された場合には、ビットエラーレートBERが許容最大値より小さい内部波形データパターンは1つであり、当該内部波形データパターンが最適パターンとなる。ステップ607でNoと判断された場合、或いは、ステップ608の最適パターン判定処理が実行された後、CPU11は、最適パターンに基づき、内部計時回路17により計時されるベースタイムBTと、標準時刻電波信号に基づく時刻情報との差に基づきベースタイムBTを修正する(ステップ609)。ステップ609においては、内部計時回路17の時刻を修正することに加え、修正された現在時刻を表示部13に表示する。
In FIG. 6, when it is determined No in
図12〜図14は、本実施の形態にかかる最適パターン判定処理をより具体的に説明する図である。図12に示すように、入力波形データパターンDPと、複数の内部波形データパターンとがそれぞれ比較され、内部波形データパターンPP(n1)と内部波形データパターンPP(n2)とのビットエラーレートBERが、それぞれ、最大許容値より小さいと考える(図13参照)。実際には、内部波形データパターンPP(n2)が、本来、一致したと判断されるべきデータパターンである。最適パターン判定処理では、図14に示すように、上記内部波形データパターンPP(n1)の時刻(開始時刻)に基づき得られた比較対象データパターン(符号1401)と、内部波形データパターンPP(n2)の時刻(開始時刻)に基づき得られた比較対象データパターン(符号1402)とが生成され、それぞれが、特徴区間データパターン(符号1410)と比較される。図14から理解できるように、この例では、内部波形データパターンPP(n2)の時刻(開始時刻)に基づき得られた比較対象データパターン(符号1402)が特徴区間データパターン(符号1410)と一致するため、内部波形データパターンPP(n2)が最適パターンと判断され、内部波形データパターンPP(n2)の時刻に基づき、ベースタイムBTが修正される。 12 to 14 are diagrams for more specifically explaining the optimum pattern determination processing according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, the input waveform data pattern DP and the plurality of internal waveform data patterns are respectively compared, and the bit error rate BER between the internal waveform data pattern PP (n1) and the internal waveform data pattern PP (n2) is determined. These are considered to be smaller than the maximum allowable value (see FIG. 13). Actually, the internal waveform data pattern PP (n2) is a data pattern that should be determined to be consistent. In the optimum pattern determination process, as shown in FIG. 14, the comparison target data pattern (reference numeral 1401) obtained based on the time (start time) of the internal waveform data pattern PP (n1) and the internal waveform data pattern PP (n2 ) And a comparison target data pattern (symbol 1402) obtained based on the time (start time) of) are generated, and each is compared with the feature section data pattern (symbol 1410). As can be understood from FIG. 14, in this example, the comparison target data pattern (reference numeral 1402) obtained based on the time (start time) of the internal waveform data pattern PP (n2) matches the feature section data pattern (reference numeral 1410). Therefore, the internal waveform data pattern PP (n2) is determined as the optimum pattern, and the base time BT is corrected based on the time of the internal waveform data pattern PP (n2).
なお、本実施の形態においては、電波時計10における処理で、CPU11は、入力波形データパターンの時間長aを決定するとともに(図6のステップ601)、内部波形データパターンの開始時刻を規定する時間長bを決定している(図6のステップ602)。この時間長a、bについて以下に説明する。
In the present embodiment, the CPU 11 determines the time length a of the input waveform data pattern (
受信データ(入力波形データ)におけるサンプル数aによるビットエラーレートBERを考える。サンプル数がn個の符号のうち、「1」の出現確率をp、「0」の出現確率を1−pと考え、上記n個のうち、e個の符号が「1」であったとすると、内部計時回路17において計時されるベースタイムBTと、1/0符号とが一致する確率Rは、以下の(1)式で表される。
R=(p^e)*((1−p)^(n−e)) ・・・・・(1)
Consider a bit error rate BER depending on the number of samples a in received data (input waveform data). If the number of samples is n, the occurrence probability of “1” is assumed to be p, the occurrence probability of “0” is assumed to be 1-p, and of the n pieces, the e code is “1”. The probability R that the base time BT timed by the internal
R = (p ^ e) * ((1-p) ^ (n-e)) (1)
ここで、符号「1」が出現する確率および「0」が出現する確率の双方とも、P=1/2とすると、入力波形データのビットエラーレータBERが「10^−8」を要求されるとしたとき、BER≦10^−8となるには、以下の(2)式が成立する。
(1/2)^n≦10^−8 ・・・・・(2)
これを解くと、n≧27となる。
Here, if both the probability that the code “1” appears and the probability that “0” appears are P = ½, the bit error BER of the input waveform data is required to be “10 ^ −8”. In order to satisfy BER ≦ 10 ^ −8, the following equation (2) is established.
(1/2) ^ n ≦ 10 ^ -8 (2)
When this is solved, n ≧ 27.
時刻は、たとえば、時、分および秒にて表され、1日は60*60*24=86400秒であり、秒単位に離散値を取る。しかしながら、電波時計10において、時刻修正が行なわれていない期間、つまり、前回、標準時刻電波信号を受信して時刻修正を実行した時期から、今回、標準時刻電波信号を受信しようとするまでの期間により、ずれの度合いが推定できる。したがって、ずれの度合いを推定した適当な範囲での時刻検証を実行すれば足りる。
The time is expressed in, for example, hours, minutes, and seconds. One day is 60 * 60 * 24 = 86400 seconds, and takes a discrete value in seconds. However, in the
すなわち、86400秒分の検証は必要なく、上記期間が1ヶ月で、かつ、電波時計の精度が月差±15秒であれば、前後30秒を考慮した比較を実行すれば良い。すなわち、内部波形データパターンとして、31個のパターンを生成して、入力波形データパターンと比較すれば良い。上記31個のパターンの比較(31回の検証)は、たかだか、31個の隣接する時刻を開始時刻とするパターンであるため、
BERは、31/86400だけさらに減少する。逆に、同様のBERを想定するなら、入力波形データにより必要なBERは、
(10^−8)*86400/31となる。
That is, if verification for 86400 seconds is not required, the period is one month, and the accuracy of the radio clock is a monthly difference of ± 15 seconds, a comparison considering 30 seconds before and after may be executed. That is, 31 patterns may be generated as the internal waveform data pattern and compared with the input waveform data pattern. Since the comparison of 31 patterns (31 verifications) is a pattern that has 31 adjacent times as the start time,
The BER is further reduced by 31/86400. Conversely, if a similar BER is assumed, the BER required by the input waveform data is
(10 ^ -8) * 86400/31.
さらに、入力波形データパターンのサンプル数をa個に減らした場合のビット得レーレートBER(a)は、(3)式で表される。
BER(a)={(1/2)^a} ・・・・・(3)
Further, the bit acquisition rate BER (a) when the number of samples of the input waveform data pattern is reduced to a is expressed by the following equation (3).
BER (a) = {(1/2) ^ a} (3)
このときに、入力波形データパターンの時間長はa(秒)である。したがって、
{(1/2)^a}≦{10^−8}*86400
となるようなaが設定できなければならず、このときはa≧15(秒)となる。さらに、内部波形データパターンを生成するための前後の時間長を示すbを考慮すると、以下の(4)式のようになる。
{(1/2)^a}*(1+2*b)≦{10^−8}*86400 ・・・(4)
At this time, the time length of the input waveform data pattern is a (second). Therefore,
{(1/2) ^ a} ≦ {10 ^ −8} * 86400
A must be able to be set, and at this time, a ≧ 15 (seconds). Further, in consideration of b indicating the length of time before and after generating the internal waveform data pattern, the following equation (4) is obtained.
{(1/2) ^ a} * (1 + 2 * b) ≦ {10 ^ −8} * 86400 (4)
この場合には、±b秒が補正可能時間となり、内部計時回路17によるベースタイムBTとのマッチングをする内部波形データの総時間長はa+2*bとなる(図7参照)。
In this case, ± b seconds is the correctable time, and the total time length of the internal waveform data for matching with the base time BT by the
(4)式を求めると、aは15秒以上となり、たとえば、補正可能な時間は、図15に示すようになる。本実施の形態では、図15に示す値を含むテーブルをRAM15に格納しておき、CPU11は、時刻修正が行なわれていない期間(前回ベースタイムが修正された時刻と、現在時刻との時間差)、および、電波時計10の精度に基づいて、テーブルを参照して、時間長aおよびbを取得することが可能である。
When the equation (4) is obtained, a is 15 seconds or longer. For example, the correctable time is as shown in FIG. In the present embodiment, a table including the values shown in FIG. 15 is stored in the
本実施の形態においては、入力波形データパターンと、パターン開始時刻が異なる複数の内部波形データパターンとの比較において、エラー数が所定より小さい内部波形データパターンが複数存在する場合に、特徴区間データパターン生成部28は、複数の内部波形データパターンのパターン開始時刻に基づいて、所定の時刻を含む特徴区間の符号を含む特徴区間データパターンを生成する。比較対象波形切り出し部29は、それぞれのパターン開始時刻を基準として、所定の時刻を含む前記特徴区間に相当する区間のデータパターンである比較対象データパターンを生成する。エラー検出部25は、特徴区間データパターンと比較対象データパターンとを比較してエラー数を検出し、一致判定部26は、検出されたエラー数に基づき最適な内部波形データパターンを特定する。
In this embodiment, when there are a plurality of internal waveform data patterns having a number of errors smaller than a predetermined number in comparison between the input waveform data pattern and a plurality of internal waveform data patterns having different pattern start times, the feature interval data pattern The
したがって、最初の入力波形データパターンと、複数の内部波形データパターンとの比較において、エラー数(或いはビットエラーレート)が所定の許容値より小さい内部波形データパターンが複数存在する場合に、さらに、特徴波形データパターンと比較対象データパターンとの比較を行なうことで、本当に波形が一致する内部波形データパターンを特定することが可能となる。これにより、標準時刻電波信号に基づく正確な時刻の取得が可能となる。 Therefore, when there are a plurality of internal waveform data patterns in which the number of errors (or bit error rate) is smaller than a predetermined allowable value in the comparison between the first input waveform data pattern and a plurality of internal waveform data patterns, it is further characterized By comparing the waveform data pattern with the data pattern to be compared, it is possible to specify the internal waveform data pattern that really matches the waveform. Thereby, it is possible to obtain an accurate time based on the standard time radio signal.
特に、入力波形データパターン(および内部波形データパターン)のサンプル数が小さい場合や、標準時刻電波信号の信号強度が小さく、入力波形データパターンにノイズが含まれる場合に有効である。 This is particularly effective when the number of samples of the input waveform data pattern (and the internal waveform data pattern) is small, or when the signal strength of the standard time radio signal is small and the input waveform data pattern contains noise.
また、ビットエラーレートが所定の許容値より小さい内部波形データパターンが複数存在する場合に、特徴波形データパターンと比較対象波形データパターンとの比較が行なわれる。すなわち、何れの内部波形データパターンが、入力波形データパターンとマッチするかが紛らわしい場合に、さらに特徴波形データパターンと比較対象波形データパターンとの比較が行なわれる。したがって、さらなる検証が必要なときだけ、特徴波形データパターンと比較対象波形データパターンとが比較され、処理時間をいたずらに増大させることを防止している。 Further, when there are a plurality of internal waveform data patterns having a bit error rate smaller than a predetermined allowable value, the feature waveform data pattern and the comparison target waveform data pattern are compared. That is, when it is confusing which internal waveform data pattern matches the input waveform data pattern, the comparison between the characteristic waveform data pattern and the comparison target waveform data pattern is further performed. Therefore, only when further verification is required, the characteristic waveform data pattern and the comparison target waveform data pattern are compared to prevent the processing time from being unnecessarily increased.
また、本実施の形態においては、所定の時刻は分先頭時刻であり、特徴区間データパターン生成部28は、分先頭時刻の前後を含む所定の時間長の特徴区間データパターンを生成する。たとえば、JJYにしたがった標準時刻電波信号では、分先頭位置の前後でのみ、符号「P」が連続し、他の区間の符号の列と比較して顕著な特徴を有している。したがって、分先頭位置の前後を含む特徴区間データパターンと、比較対象データパターンとを比較することで、正確な一致の判断が可能となる。
In the present embodiment, the predetermined time is the minute start time, and the feature section data
また、本実施の形態においては、前回ベースタイムが修正された時刻と現在時刻との時間差、および、予め定められた計時精度に基づいて、前記入力波形データパターンおよび内部波形データパターンの時間長、および、内部波形データパターンについてのパターン開始時刻のずれを示す所定の秒数が決定される。これにより、ベースタイムが修正されていない期間にしたがって適切なデータパターンの時間長や、内部波形データパターンにおいて、パターン開始時刻をずらすべき秒数を適切化することができる。 Further, in the present embodiment, based on the time difference between the time when the previous base time was corrected and the current time, and the predetermined timing accuracy, the time length of the input waveform data pattern and the internal waveform data pattern, Then, a predetermined number of seconds indicating a shift in pattern start time for the internal waveform data pattern is determined. This makes it possible to optimize the time length of the appropriate data pattern according to the period in which the base time is not corrected, and the number of seconds for shifting the pattern start time in the internal waveform data pattern.
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.
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
10 radio time clock 11 CPU
12
15 RAM
16 Receiving
Claims (5)
各サンプル点のサンプル値が、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パターンと同一の時間長および同一のサンプル数を有し、それぞれが、内部計時手段により計時されたベースタイムに基づく符号の列を表し、かつ、その先頭位置が、前記ベースタイムおよび当該ベースタイムの前後所定の秒数だけずらされたパターン開始時刻から開始される複数の内部波形データパターンを生成する内部波形データパターン生成手段と、
前記入力波形データパターンのサンプル値と、前記内部波形データパターンの対応するサンプル値との一致・不一致を判断し、不一致を示すエラー数に基づく第1のエラー指標値を算出する第1のエラー検出手段と、
前記第1のエラー検出手段において検出された第1のエラー指標値に基づき抽出された内部波形データパターンについて、当該複数の内部波形データパターンのパターン開始時刻に基づいて、所定の時刻を含む特徴区間の符号を含む特徴区間データパターンを生成する特徴区間データパターン生成手段と、
前記標準時刻電波信号をサンプリングすることで得られる入力波形データから、前記複数の内部波形データパターンのそれぞれのパターン開始時刻を基準として、前記所定の時刻を含む前記特徴区間に相当する区間のデータパターンである比較対象データパターンを生成する比較対象データパターン生成手段と、
前記特徴区間データパターンと、前記比較対象データパターンのそれぞれと、を比較して、対応するサンプル値の一致・不一致を判断し、不一致を示す第2のエラー数に基づく第2のエラー指標値を算出する第2のエラー検出手段と、
前記第2のエラー指標値に基づき、最適な内部波形データパターンを特定し、当該特定された内部波形データパターンのパターン開始時刻に基づいて、前記ベースタイムを修正する現在時刻修正手段と、を備えたことを特徴とする時刻情報取得装置。 The standard time radio signal is sampled at a predetermined sampling period from the second position detected in the standard time radio signal including a time code representing the received time information, and the sample value of each sample point is low level. An input waveform data pattern generating means for generating an input waveform data pattern having a unit time length of one or more and a first value indicating a high level and a second value indicating a high level;
The sample value of each sample point takes either the first value or the second value, and has the same time length and the same number of samples as the input waveform data pattern, A plurality of internal waveform data starting from the base time and a pattern start time shifted by a predetermined number of seconds before and after the base time. Internal waveform data pattern generating means for generating a pattern;
First error detection that determines whether or not the sample value of the input waveform data pattern matches the corresponding sample value of the internal waveform data pattern, and calculates a first error index value based on the number of errors indicating the mismatch Means,
A feature section including a predetermined time based on the pattern start times of the plurality of internal waveform data patterns for the internal waveform data pattern extracted based on the first error index value detected by the first error detection means A feature section data pattern generating means for generating a feature section data pattern including the code of
From the input waveform data obtained by sampling the standard time radio signal, a data pattern of a section corresponding to the feature section including the predetermined time with reference to the pattern start time of each of the plurality of internal waveform data patterns Comparison target data pattern generation means for generating a comparison target data pattern,
The feature section data pattern and each of the comparison target data patterns are compared to determine whether the corresponding sample values match or not, and a second error index value based on a second error number indicating the mismatch is obtained. Second error detection means for calculating;
Current time correction means for specifying an optimal internal waveform data pattern based on the second error index value and correcting the base time based on a pattern start time of the specified internal waveform data pattern. A time information acquisition device characterized by that.
内部クロックにより現在時刻を計時する前記内部計時手段と、
前記内部計時手段により計時された、或いは、前記現在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 4,
The internal time measuring means for measuring the current time by an internal clock;
A radio-controlled timepiece comprising time display means for displaying the current time measured by the internal time measuring means or corrected by the current time adjusting means.
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