JPWO2012039016A1

JPWO2012039016A1 - 衛星時刻配信システム

Info

Publication number: JPWO2012039016A1
Application number: JP2011514933A
Authority: JP
Inventors: 智豊口; 宏之八木橋
Original assignee: Sky Perfect Jsat Corp
Current assignee: Sky Perfect Jsat Corp
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: JP4762380B1; WO2012039016A1; KR101228696B1; SG178821A1; KR20120062641A

Abstract

静止衛星を介して受信装置に対し時刻情報を配信する衛星時刻配信システムであって、基準となる時刻を発生する基準時計と、前記基準時計から得られた時刻に対しＩＤを付加して時刻情報を生成し、前記時刻情報を暗号化して静止衛星を介して送信する送信手段と、前記静止衛星で折り返し送信された前記時刻情報を受信する受信手段と、前記基準時計の時刻に基づいて前記時刻情報の受信時刻を計測し、前記時刻情報に含まれている時刻と前記計測された受信時刻の差分を、遅延時間として求める遅延算出手段と、前記遅延時間に対し前記時刻情報に含まれているＩＤと同じＩＤを付加して遅延時間情報を生成し、前記遅延時間情報を前記受信装置に対して送信する遅延時間情報送信手段と、を有する。

Description

本発明は、静止衛星を利用して時刻情報を配信するための技術に関する。

近年、インターネットの普及や情報のデジタル化の進展により、時刻認証サービスの重要性が高まってきている。時刻認証サービスとは、タイムビジネスと呼ばれ、電子データの作成時刻やネット上の取引時刻の正確性、信頼性（有効性）などを証明するためにタイムスタンプとして利用されるものである。このようなタイムスタンプを発行するシステムでは、タイムスタンプの信頼性を確保するために、システム自身の時計が正確な（つまり標準時と同期した）時刻を刻んでいることが前提となる。ところが一般的なコンピュータシステムに内蔵されている時計は、信頼性が低く、長時間の使用により時刻にずれが生じることは避けられない。したがって、外部の時刻配信サービスから正確かつ高信頼の時刻情報を取得し、それに基づいて定期的に時刻合わせ（内蔵時計の較正）を行う必要がある。また最近では、企業や家庭内で利用される様々な機器がネットワークで相互に接続され、デジタル制御により協働して動作することも多いが、このような同期制御を実現する場合にも各機器の時刻合わせを正確に行うことが望まれる。

時刻配信サービスとしては、従来より、標準電波（長波ＪＪＹ）の配信サービス、ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバのような双方向ネットワークを利用したサービスなどが実用化されている。また、ＧＰＳ衛星の信号を用いて時刻合わせを行う方法も知られている。しかし、標準電波を用いる方法では、送信局からの距離に応じて電波の伝播遅延が発生するという問題がある。また、ＧＰＳ衛星の信号を用いる方法では、衛星からの距離や天候等に因る電波の揺らぎが発生する場合がある。またＮＴＰサーバの場合も、ネットワークの伝送遅延が発生し、しかもネットワークの負荷に依存して遅延時間が大きく変動する。時刻情報を平均化し誤差や揺らぎを取り除く方法はあるが、得られる精度には限界がある。またクライアント／サーバ方式のため、同時に多数のクライアントの時刻合わせを行うことはできない。

また従前は、アナログ放送におけるＮＨＫの時報を内蔵時計の時刻合わせに利用するＴＶ受信機やビデオレコーダなども存在していた。ただし、アナログ放送から地上デジタル放送への移行にともない、放送信号を時刻同期に利用することはできなくなる。地上デジタル放送は原理的にリアルタイムでの配信が不可能であり、送信／中継回線による遅延、送信側のエンコード及び受信側のデコードによる遅延、多重化装置部による遅延等の原因により、約１秒〜数秒の遅延が避けられないからである。なお、地上デジタル放送の規格では、ＴＯＴ（Time Offset Table）と呼ばれる時刻情報を放送波に多重化して送信することが放送事業者に義務付けられている。しかしながら、ＴＯＴは、「標準的な受信機に入力された時点でＪＳＴ（日本標準時）と±５００ｍｓｅｃの誤差範囲に収まる」という程度の精度しか保証されていない。しかも、放送事業者、受信機性能、中継器の経由数（典型的には東京からの距離）によって、誤差にばらつきが生じ得る。したがって、ＴＯＴを高信頼が要求される時刻情報として利用することは難しい。

特許文献１には、静止衛星を利用して時刻情報を配信するシステムが提案されている。このシステムでは、制御局がシステム・タイミング信号を衛星へ送信し、その折り返し信号を受信することで、送信から受信までの経路遅延を計測し、その遅延時間を時間補正係数信号として各受信装置に送信する。そして、各受信装置が、時間補正係数信号と自局におけるシステム・タイミング信号の受信時刻に基づいて時計の補正を行う。なお、受信装置の位置に応じて衛星から受信装置までの伝播時間が異なる場合があるが、同システムでは、受信装置ごとに距離補正係数を予め保存しておくことで、この問題を解決している。しかしながら、この方法では、受信装置ごとに距離補正係数を設定しなければならないために、その設置・設定作業に専門スキルが要求されるとともに、作業自体も煩雑なものになるという課題が生じる。この課題は受信装置の数が増えるほど深刻となり、システムの普及の妨げになるものと懸念される。また、この方法では、不特定の受信装置（距離補正係数が設定されてない受信装置）に対しては高精度な時刻情報を配信することができないという課題もある。

特開２００４−７４１８号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、静止衛星を介して正確かつ高信頼の時刻情報を配信するための技術を提供することにある。また本発明のさらなる目的は、受信装置の設置・設定作業を簡単にできる、利便性と汎用性に優れた時刻配信の仕組みを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る衛星時刻配信システムは以下の構成を採用する。すなわち、静止衛星を介して受信装置に対し時刻情報を配信する衛星時刻配信システムであって、基準となる時刻を発生する基準時計と、前記基準時計から得られた時刻に対しＩＤを付加して時刻情報を生成し、前記時刻情報を暗号化して静止衛星を介して送信する送信手段と、前記静止衛星で折り返し送信された前記時刻情報を受信する受信手段と、前記基準時計の時刻に基づいて前記時刻情報の受信時刻を計測し、前記時刻情報に含まれている時刻と前記計測された受信時刻の差分を、遅延時間として求める遅延算出手段と、前記遅延時間に対し前記時刻情報に含まれているＩＤと同じＩＤを付加して遅延時間情報を生成し、前記遅延時間情報を前記受信装置に対して送信する遅延時間情報送信手段と、を有することを特徴とする衛星時刻配信システムである。

この構成によれば、基準時計が時刻を発生した時点から、その情報が衛星を経由して受信手段で受信されるまでに要した時間（遅延時間）を精度良く計測することができる。ここで計測される遅延時間には、ＩＤ付加や暗号化などの信号処理に要する時間、システム内の信号伝送に要する時間、送信手段から衛星までの伝播時間、衛星での中継に要する時間、衛星から受信手段までの伝播時間など、経路遅延に関わる要因がすべて含まれている。この構成によれば、基準となる時刻を発生する基準時刻源と送信手段間が地理的に離れており、地上回線を利用している場合においても、その回線内の揺らぎも含めた遅延時間をリアルタイムに計測することができる。

したがって、受信装置において、時刻情報に引き続いて遅延時間情報も受信し、時刻情報に含まれている時刻に遅延時間を加算するだけで、上記のような種々の経路遅延がすべて考慮された、正確な受信時刻（つまり基準時計の時刻系での受信時刻）が算出できる。ここで算出された受信時刻と、受信装置の内蔵時計の時刻系で計時した受信時刻との間に差が検出された場合には、その差をゼロにするように受信装置の内蔵時計を調整すればよい。これにより、受信装置の時刻合わせを高精度に行うことができる。

ところで、衛星から本システムまでの距離と衛星から受信装置までの距離との差が極めて小さい場合には、両者の遅延時間は同じであるとみなすことができる。しかしながら、両者の距離の差が大きくなるにしたがい、遅延時間の差を無視できなくなり、時刻合わせの精度の低下を招くおそれがある。

そこで、受信装置の地理的位置の違いに起因する遅延時間差を補正するための補正情報を前記静止衛星を介して送信する補正情報送信手段をさらに有することが好ましい。ここで、地理的位置の違いには、２次元的（平面的）な位置の違いだけでなく、３次元的な位置（高度）の違いをも含むとよい。

この構成によれば、受信装置は、受信した補正情報を用いて地理的位置の違いに起因する遅延時間差を補正することができ、より高精度な時刻合わせが可能となる。また本発明では、補正情報をシステム側から配信するようにしたため、受信装置にこれらの情報を予め設定しておく必要がない。したがって、受信装置の設置・設定作業を簡単にできる。

前記補正情報送信手段は、受信装置ごと又は受信装置が設置されているエリアごとに前記補正情報を求め、前記補正情報を、その補正情報を利用可能な受信装置又はエリアを制限するための制限情報とともに、送信することが好ましい。

これにより、受信装置ごと又はエリアごとの地理的位置に合わせた高精度な距離補正を行うことが可能となり、時刻合わせのさらなる精度向上が可能となる。また本発明では補正情報に制限情報を付けて配信するようにしたことで、衛星配信による同報性を生かしつつ、受信装置ごと又はエリアごとの個別制御を実現させている。

なお上記のように装置個別の制御を行うには、システムが各受信装置の設置位置を把握している必要があるが、これは例えば、時刻配信サービスへの加入手続きの際に受信装置の設置住所を登録させるようにし、受信装置ごとの機器ＩＤと住所（もしくはエリアコードのような情報）をシステム内のデータベースで管理するようにすることで実現可能である。もちろんこのデータベースの中に、受信装置ごとの補正情報の値を記憶させることも好適である。

前記時刻情報及び前記遅延時間情報は、衛星放送のデータ通信領域に多重化されて配信され、前記受信装置は、衛星放送を受信可能な放送受信機であり、前記時刻情報及び前記遅延時間情報を用いて内蔵時計の時刻合わせを行うことが好ましい。

これにより、放送受信機（チューナ、動画レコーダ、ＴＶセットなど）の内蔵時計の高精度な時刻合わせが実現でき、例えば、番組視聴予約や録画予約などの開始・終了制御を正確に行うことが可能となる。

なお、本発明は上記構成の少なくとも一部を備える衛星時刻配信システムとして捉えることもできるし、上記処理の少なくとも一部を備える衛星時刻配信方法として捉えることもできる。更には、本発明は、上記処理の少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラムや、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えることもできる。

本発明によれば、静止衛星を介して正確かつ高信頼の時刻情報を配信することができる。また、システム側から補正情報を配信するようにしたので、受信装置側の設置・設定作業が簡単となり、利便性と汎用性に優れた時刻配信の仕組みを提供できる。

第１実施形態の衛星時刻配信システムの構成を示すブロック図。時刻配信サービスの処理の流れを示す図。時刻監査サービスの処理の流れを示す図。第２実施形態の衛星時刻配信システムの構成を示すブロック図。第３実施形態の衛星時刻配信システムの構成を示すブロック図。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係る衛星時刻配信システムについて詳しく説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、衛星時刻配信システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の衛星時刻配信システム１は、静止衛星３を利用して、ＴＳＡ（Time Stamping Authority）である受信装置２に対して、時刻配信サービス及び時刻監査サービスを提供するＴＡ（Time Authority）として利用されるシステムである。

衛星時刻配信システム１は、基準の時刻を発生する原子時計（基準時計）１０と、時刻配信監査サーバ１１と、暗号化サーバ１２と、ＩＰエンカプセレータ１３と、送信用アンテナ１４と、受信機１５と、受信用アンテナ１６と、時刻認証サーバ１７を備えて構成される。一方、受信装置２は、受信用アンテナ２０と、受信機２１と、時刻認証サーバ２２とを備えて構成される。衛星時刻配信システム１の時刻配信監査サーバ１１と受信装置２とは、インターネットなどの地上回線により接続されている。なお、静止衛星３を経由した通信はスクランブル通信により暗号化することで、また地上回線を経由した通信はＴＳＡ署名によって、それぞれセキュリティを確保するものとする。

（時刻配信）
まず、図２を参照して、時刻配信サービスの処理の流れについて説明する。

原子時計１０から出力されるＰＰＳ（pulse per second）信号は、時刻配信監査サーバ１１に入力される。時刻配信監査サーバ１１は、原子時計１０から得られた時刻（配信時刻Ｔ１）に対し、ランダム値による送信ＩＤを付加して、時刻情報を生成する（ステップＳ１０）。この時刻情報は暗号化サーバ１２により暗号化された後、ＩＰエンカプセレータ１３によりカプセル化され、送信用アンテナ１４から静止衛星３に送信（アップリンク）される（ステップＳ１１）。時刻情報は静止衛星３により折り返し送信され、ＴＳＡである受信装置２に配信される。

受信装置２では、受信用アンテナ２０及び受信機２１にて時刻情報を受信すると、その時刻情報を時刻認証サーバ２２に入力する（ステップＳ２０）。時刻認証サーバ２２は、暗号化されている時刻情報を復号した後、それがＴＡから配信された時刻情報であることを確認し、自身の内蔵時計の時刻系に基づいて受信時刻Ｔ３を計時する。時刻情報（配信時刻Ｔ１と送信ＩＤを含む）とその受信時刻Ｔ３とは、時刻認証サーバ２２のメモリ内に保存される（ステップＳ２１）。

上記の系で時刻情報の配信を行った場合、システム１側で時刻情報を生成してから受信装置側で時刻情報を受信するまでの間に数百ｍｓｅｃ程度の経路遅延が発生する。したがって、受信装置２の内蔵時計の時刻合わせを正確に行うには、経路遅延を考慮した補正を行うことが必要である。しかしながら、経路遅延は、ＩＤ付加、暗号化、ＩＰカプセル化などの信号処理に要する時間、システム内の信号伝送に要する時間、送信用アンテナ１４から静止衛星３までの伝播時間、静止衛星３での中継に要する時間、静止衛星３から受信用アンテナ１６までの伝播時間、受信側での信号処理や復号処理に要する時間など様々な要因が影響するとともに、これらの経路のいずれかで生じる環境変動（例えば、天候や気温による伝播時間の変化、衛星位置の変動、信号回線の負荷など）の影響も受け得る。それゆえ、時刻配信のたびに遅延時間の長さが変動するため、固定の補正値を用いて経路遅延を補正する方法では精度を期待できない。そこで、本実施形態の衛星時刻配信システム１では、以下に述べるように、時刻配信の都度、実際の遅延時間を計測し、その遅延時間情報を受信装置２に通知することで、経路遅延の高精度な補正を実現する。

具体的には、衛星時刻配信システム１でも、受信用アンテナ１６、受信機１５及び時刻認証サーバ１７を用いて、静止衛星３から折り返し送信された時刻情報の受信を行う（ステップＳ１２）。時刻認証サーバ１７は、時刻情報を復号するとともに、原子時計１０の時刻系に基づいて受信時刻Ｔ２の記録を行う（ステップＳ１３）。そして、時刻認証サーバ１７は、記録された受信時刻Ｔ２と時刻情報に含まれている配信時刻Ｔ１との差分から、遅延時間Δｔ１（＝Ｔ２−Ｔ１）を求め（ステップＳ１４）、求めた遅延時間Δｔ１を時刻配信監査サーバ１１に送出する。このようにして計測された遅延時間Δｔ１には、上述した経路遅延に関わるすべての要因が含まれている。なお、システム１側に設ける受信用アンテナ１６、受信機１５及び時刻認証サーバ１７は、受信装置２を構成する受信用アンテナ２０、受信機２１及び時刻認証サーバ２２と同じ構成のものを用いることが好ましい。これにより、アンテナで信号を受信してから復号を行い受信時刻を記録するまでに要する時間をシステム１と受信装置２の間で一致させることができるため、遅延時間Δｔ１をより正確に計測することが可能となる。

次に、時刻配信監査サーバ１１は、この遅延時間Δｔ１に対し上記時刻情報に含まれていた送信ＩＤと同じ送信ＩＤを付加して遅延時間情報を生成する（ステップＳ１５）。遅延時間情報は暗号化サーバ１２により暗号化された後、ＩＰエンカプセレータ１３によりカプセル化され、送信用アンテナ１４から静止衛星３に送信され、受信装置２に配信される（ステップＳ１６）。なお、配信した時刻情報及び遅延時間情報は、時刻配信監査サーバ１１のメモリに一定期間保存される。

受信装置２は、受信用アンテナ２０及び受信機２１により遅延時間情報を受信すると、その遅延時間情報を時刻認証サーバ２２に入力する（ステップＳ２２）。時刻認証サーバ２２は、遅延時間情報を復号して送信ＩＤと遅延時間Δｔ１を取り出すと、メモリに保存されている時刻情報の中から同じ送信ＩＤが付された時刻情報を特定する（ステップＳ２３）。同じ送信ＩＤの時刻情報が検出された場合は、その時刻情報に含まれる配信時刻Ｔ１に遅延時間Δｔ１を加算することにより、時刻Ｔ１＋Δｔ１を算出する（ステップＳ２４）。この時刻Ｔ１＋Δｔ１は、原子時計１０の基準時刻系における受信時刻（正しい受信時刻）に相当する。

時刻認証サーバ２２は、時刻Ｔ１＋Δｔ１と内蔵時計で計時した受信時刻Ｔ３とを比較して、両者の間の差分を求める（ステップＳ２５）。この差分が、内蔵時計と基準時刻系とのずれに相当する。時刻認証サーバ２２では、差分がゼロでない場合（もしくは、差分が所定の許容誤差よりも大きい場合）に、受信装置２の内蔵時計の時刻合わせを行う（ステップＳ２６）。これにより、経路遅延を考慮した高精度な時刻合わせが実現できる。なお、時刻情報及び遅延時間情報の配信頻度は任意であるが、ＴＳＡの時刻同期を確実にするため、例えば数十秒から数分の間隔で配信を行うことが好ましい。

（時刻監査）
続いて、図３を参照して、時刻監査サービスの処理の流れについて説明する。時刻監査サービスとは、ＴＳＡである受信装置２の時刻系が正確か否かを監査し保証するための仕組みである。

時刻監査対象となった受信装置２では、まず、時刻認証サーバ２２が、時刻監査証要求情報にＴＳＡ証明書に対する署名を付加する（ステップＳ４０）。時刻監査証要求情報には、少なくとも、衛星時刻配信システム１から受信した時刻情報に含まれていた配信時刻Ｔ１および送信ＩＤと、当該時刻情報を受信した受信時刻Ｔ３とが含まれている。時刻認証サーバ２２は、署名付きの時刻監査証要求情報を、地上回線を介して、衛星時刻配信システム１の時刻配信監査サーバ１１に送信する。

時刻配信監査サーバ１１は、時刻監査証要求情報の到着時刻を記録するとともに、署名値を検証することによって当該要求を発信した時刻認証サーバ２２が時刻配信監査サーバ１１に登録されている端末であることを確認する（ステップＳ３０）。続いて、時刻配信監査サーバ１１は、時刻監査証要求情報に含まれる配信時刻Ｔ１と送信ＩＤの組み合わせが、時刻配信監査サーバ１１が過去に配信した時刻情報のものと同一であることを確認する（ステップＳ３１）。これらの確認に成功した場合、時刻配信監査サーバ１１は、送信ＩＤに対応する遅延時間Δｔ１をメモリから読み出し、配信時刻Ｔ１に遅延時間Δｔ１を加算する。そして、時刻Ｔ１＋Δｔ１と時刻Ｔ３とを比較し、その差（つまり受信装置２の内蔵時計と基準時刻系とのずれ）が所定の許容範囲内である場合には、時刻監査証を生成し、署名を付して地上回線経由で時刻認証サーバ２２に送信する（ステップＳ３２、Ｓ３３）。なお、時刻の差が許容範囲を超えていた場合には、時刻監査証を発行せずに警告を返信してもよいし、あるいは、受信装置２のＴＳＡとしての機能を強制停止するための制御信号を送出するようにしてもよい。

時刻配信監査サーバ１１は、時刻認証サーバ２２より時刻監査証の受信完了通知を受信すると（ステップＳ３４）、時刻認証サーバ２２との間の接続をクローズする。一方、時刻認証サーバ２２は、発行された時刻監査証の署名検証を行った後（ステップＳ４２、Ｓ４３）、時刻監査証に記載された情報をメモリに保存し、適切な処理を行う（ステップＳ４４）。なお、受信装置２が複数のＴＳＡ証明書を所有している場合には、ＴＳＡ証明書ごとに上記の処理を繰り返し時刻監査証を発行すればよい。

以上述べた本実施形態によれば、時刻情報の配信の都度、遅延時間を実際に計測し配信しているため、経路遅延を精度良く補正することができ、正確かつ高信頼の時刻同期を実現することができる。また、時刻情報と遅延時間情報とに同一の送信ＩＤを付加しているため、送信ＩＤを比較するだけで時刻情報と遅延時間情報との対応関係を容易に判別することができる。さらに、本システムでは、時刻情報を暗号化して配信しているため、時刻情報の改ざんなどを防止でき、配信時刻の信頼性の向上を図ることができる。

＜第２実施形態＞
図４に、本発明の第２実施形態に係る衛星時刻配信システムの構成を示す。第２実施形態は、システムの不具合や故障に備え、システムを冗長構成にした点に特徴がある。

図４に示すように、本実施形態のシステムは、第１のシステム１ａと第２のシステム１ｂから構成されている。これらのシステム１ａ、１ｂの構成は第１実施形態のシステム（図１参照）とほぼ同じであるが、第２のシステム１ｂには静止衛星３に送信を行うための設備（送信用アンテナ、ＩＰエンカプセレータ、暗号化サーバなど）が設けられていない点が異なる。したがって、第２のシステム１ｂで生成した時刻情報や遅延時間情報は、インターネットなどの地上回線を経由して第１のシステム１ａに送信され、第１のシステム１ａの送信設備を利用して静止衛星３に送信される。このように送信設備を２つのシステムで共用することで、設備コストと運用コストの大幅な削減が可能となる。

なお、インターネットなどの地上回線はネットワークの負荷などに応じて遅延時間が大幅に変動する可能性があるが、第１の実施形態と同じように、第２のシステム１ｂにおいて時刻情報を生成した時刻（配信時刻）と第２のシステム１ｂの受信用アンテナで時刻情報を受信した時刻との差分をとることで、地上回線での経路遅延も含んだ遅延時間を精度良く計測することができる。したがって、第１の実施形態と同様、経路遅延を考慮した高精度な時刻合わせが可能となる。

さらに本実施形態では、通常は、第１のシステム１ａと第２のシステム１ｂとが交互に時刻配信サービス及び時刻監査サービスを実行するが、いずれか一方のシステムに不具合が生じた場合には、そのシステムを停止して、他方のシステムだけでサービスを継続する。このような仕組みにより、高信頼のサービスを実現することができる。

＜第３実施形態＞
図５に、本発明の第３実施形態に係る衛星時刻配信システムの構成を示す。第１及び第２実施形態では、時刻配信及び時刻監査を行うＴＡに本発明を適用した例を説明したが、第３実施形態では、放送受信機の内蔵時計の時刻合わせに本発明を適用した例を説明する。

衛星放送の契約者の元には、衛星放送を受信するための放送受信機（チューナ）４が設置される。放送受信機４の中にはＥＰＧ（電子番組ガイド）を利用した録画予約機能をもつものがあるが、これらの機能は受信機４の内蔵時計に依存して動作するため、内蔵時計の時刻が正確でない場合には、番組の冒頭や最後の部分の録画に失敗するなどの問題が発生する可能性がある。そこで、本実施形態では、衛星放送の同報性を生かして、多数の放送受信機の時刻合わせを自動で行うための方法を提案する。

図５に示すように、放送受信機４は日本全域のさまざまな場所に設置され得る。このように受信機ごとの地理的位置が大きく異なる場合には、静止衛星３から受信機４までの伝播距離が相違し、遅延時間の差が無視できなくなる。したがって、衛星時刻配信システム１ｃでは、受信機の地理的位置の違いに起因する遅延時間差を補正するための補正情報を送信する機能を有している。その他の構成については、第１実施形態のシステムとほぼ同じであるため、以下では補正情報送信機能を中心に説明する。なお、時刻情報、遅延時間情報、補正情報などの時刻配信に関する情報は、衛星放送のデータ通信領域に多重化されて配信される。

衛星時刻配信システム１ｃには、各契約者の放送受信機４に関する情報を格納するデータベースが構築されている。このデータベースには、放送受信機４の機器ＩＤ、設置場所情報、補正情報などが格納されている。設置場所情報としては、放送受信機の地理的位置が特定できればどのような情報でもよいが、例えば、エリアコード（東京都港区、神奈川県横浜市のように、予め区分けされたエリアごとに割り当てられたコード）のような情報でもよいし、住所や緯度・経度などの情報でもよい。機器ＩＤ及び設置場所情報に関しては、衛星放送の加入手続きの際の契約者情報から得ることができる。補正情報とは、遅延時間差を補正するためのパラメータである。補正情報（遅延時間差）については、システム１ｃ、放送受信機４、静止衛星３それぞれの位置関係が既知であれば、一般的な電波の伝播速度を用いて理論的に算出することができる。厳密には受信機ごとに補正情報を異ならせるべきであるが、遅延時間差が許容範囲内に収まるのであればエリア単位で補正情報を設定してもかまわない。なお図５の例では、各受信機４について予め補正情報を算出し、データベースに格納することとしたが、補正情報を配信する際に、システム１ｃが設置場所情報に基づいて補正情報を算出するようにしてもかまわない。

システム１ｃは、補正情報を時刻情報あるいは遅延時間情報に付加して送信することもできるし、これらの情報とは別に補正情報のみを送信することもできる。上述のように、受信機ごと又はエリアごとに補正情報の値が異なるため、補正情報を送信する際には、その補正情報を利用可能な受信機又はエリアを特定する必要がある。具体的には、図５に示すように、システム１ｃは、補正情報に機器ＩＤ又はエリアコードを付加して送信する。受信機４は、補正情報を受信すると、機器ＩＤ又はエリアコードを参照することによって自機で利用可能な情報か否かを判断し、情報の取捨選択を行う。これにより、補正情報を利用する範囲が制限されるため、受信機ごと（もしくはエリアごと）の個別制御が実現できる。

補正情報に含まれる遅延時間差をΔｔ２とおくと、受信機４は、時刻情報に含まれる配信時刻Ｔ１、遅延時間情報に含まれる遅延時間Δｔ１、そして補正情報に含まれる遅延時間差Δｔ２から、下記式により受信時刻（基準時刻系での受信時刻）を求めることができる。
受信時刻＝Ｔ１＋Δｔ１＋Δｔ２

そして、第１実施形態と同じように、内蔵時計の時刻系での受信時刻Ｔ３と、時刻Ｔ１＋Δｔ１＋Δｔ２とを比較し、その差分に基づき内蔵時計の時刻合わせを行う。

以上述べた本実施形態の方法によれば、放送受信機４の地理的位置の違いに起因する遅延時間差をも考慮して経路遅延をリアルタイムで補正することができるため、上記実施形態よりもさらに高精度な時刻合わせを実現できる。加えて、本実施形態では、補正情報をシステム側から配信するようにしたため、放送受信機４に補正情報を予め設定しておく必要がない。したがって、放送受信機４を設置する際に補正情報（遅延時間差）を計算して設定するといった煩雑な作業は不要になるため、放送受信機４の設置・設定作業が簡単になる。

＜その他の利用分野＞
本発明の適用範囲は上記実施形態のものに限られず、正確かつ高信頼の時刻情報を必要とする様々なシステムへの応用が可能である。例えば、交通システムにおける信号の同期制御に本発明を適用することもできる。また、ＥＴＣシステムやＮシステムの時刻同期を図ることで車両の通過時刻や映像の撮影時刻の信頼性を高めることができる。また、電車や地下鉄などの電車システムの時刻同期を図ることで正確な運行が期待できる。また、海洋船、潜水艦など、海洋上にいる船舶に対して時刻配信を行ったり、船舶同士の時刻同期を図るシステムにも本発明を利用可能である。また、街中に設置されている防犯カメラの時刻情報の同期及び時刻管理を行うためのシステムや、移動体基地局の時刻同期システムなどにも利用可能である。さらに、スマートグリッドへの応用も考えられる。例えば、電力メータやガスメータの検針や管理を行うシステムの時刻同期を行うことで、正確な時刻による自動検針が可能になるとともに、例えば引っ越し等の場合に希望の日時での自動監査も対応可能となる。また、電力の安定供給を行うために、電力供給会社相互のシステムを同期させるような場合にも、本発明による時刻同期を好適に利用することができる。また、第３実施形態では放送受信機の時刻合わせを行ったが、本発明は企業や家庭内で利用される他の機器の時刻合わせにも利用可能である。さらに本発明により時刻合わせをした後に、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）もしくはＦＭ波を利用して企業や家庭内にある他の機器の時刻同期を図ることも好ましい。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ衛星時刻配信システム
２受信装置
３静止衛星
４放送受信機
１０原子時計
１１時刻配信監査サーバ
１２暗号化サーバ
１３ＩＰエンカプセレータ
１４送信用アンテナ
１５受信機
１６受信用アンテナ
１７時刻認証サーバ
２０受信用アンテナ
２１受信機
２２時刻認証サーバ

Claims

静止衛星を介して受信装置に対し時刻情報を配信する衛星時刻配信システムであって、
基準となる時刻を発生する基準時計と、
前記基準時計から得られた時刻に対しＩＤを付加して時刻情報を生成し、前記時刻情報を暗号化して静止衛星を介して送信する送信手段と、
前記静止衛星で折り返し送信された前記時刻情報を受信する受信手段と、
前記基準時計の時刻に基づいて前記時刻情報の受信時刻を計測し、前記時刻情報に含まれている時刻と前記計測された受信時刻の差分を、遅延時間として求める遅延算出手段と、
前記遅延時間に対し前記時刻情報に含まれているＩＤと同じＩＤを付加して遅延時間情報を生成し、前記遅延時間情報を前記受信装置に対して送信する遅延時間情報送信手段と、
を有することを特徴とする衛星時刻配信システム。
受信装置の地理的位置の違いに起因する遅延時間差を補正するための補正情報を前記静止衛星を介して送信する補正情報送信手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載の衛星時刻配信システム。
前記補正情報送信手段は、
受信装置ごと又は受信装置が設置されているエリアごとに前記補正情報を求め、
前記補正情報を、その補正情報を利用可能な受信装置又はエリアを限定して送信することを特徴とする請求項２に記載の衛星時刻配信システム。
前記時刻情報及び前記遅延時間情報は、衛星放送のデータ通信領域に多重化されて配信され、
前記受信装置は、衛星放送を受信可能な放送受信機であり、前記時刻情報及び前記遅延時間情報を用いて内蔵時計の時刻合わせを行う
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の衛星時刻配信システム。