(57)【要約】   【課題】  標準時刻電波の適切な受信状況の下で標準時刻電波の秒の先頭位置を精度良く特定する。  【解決手段】  相関値算出部２５は、入力波形データのサンプル点と、予測波形データの対応するサンプル点とを演算することにより、入力波形データと複数の予測波形データそれぞれとの間の相関値を算出する。相関値比較部２６は、算出された相関値を比較して、その最適値を特定する。また、ＣＰＵ１１は、相関値の最適値に基づいて、タイムコードにおける秒パルス位置を特定する。また、中止判定部２９は、相関値算出部２５において繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断する。【選択図】  図３
2011089906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイムコードを含む標準時刻電波を受信する受信手段と、
前記受信手段から出力されたタイムコードを含む信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングして、各サンプル点が、ローレベルを示す第１の値およびハイレベルを示す第２の値の何れかをとり、かつ、１以上の単位時間長を有する入力波形データを生成する入力波形データ生成手段と、
各サンプル点のデータ値が、前記第１の値および前記第２の値の何れかをとり、前記入力波形データと同一の時間長を有し、かつ、その波形形状が、所定サンプルだけ順次ずれている複数の予測波形データを生成する予測波形データを生成する予測波形データ生成手段と、
前記入力波形データのサンプル点と、前記予測波形データの対応するサンプル点とを演算することにより、前記入力波形データと前記複数の予測波形データそれぞれとの間の相関値を算出する相関値算出手段であって、前記入力波形データにおける第１の値と前記予測波形データにおける第１の値との演算、或いは、前記入力波形データにおける第２の値と前記予測波形データにおける第２の値との演算により、正の相関を示す第１の演算値をとる一方、前記入力波形データにおける第１の値と前記予測波形データにおける第２の値との演算、或いは、前記入力波形データにおける第２の値と前記予測波形データにおける第１の値との演算により、負の相関を示す第２の演算値をとる相関値算出手段と、
前記相関値算出手段により算出された相関値を比較して、その最適値を特定する相関値比較手段と、
前記最適値を示した予測波形データに基づいて、前記タイムコードにおける秒パルス位置を特定する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記相関値算出手段により、前記入力波形データ生成手段により生成される入力波形データと、予測波形データとの間で繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、前記秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断することを特徴とする時刻情報取得装置。
【請求項２】
前記制御手段が、繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、前記最適値が正の相関を示す度合いが所定よりも減じていることを示す場合に、前記秒パルス位置の特定を中止することを特徴とする請求項１に記載の時刻情報取得装置。
【請求項３】
前記制御手段が、前記相関値の最適値を累算して累算値を算出し、繰り返し回数に対応する前記累算値の閾値を格納した閾値記憶手段を参照して、前記正の相関を示す度合いが所定よりも減じているかを判断することを特徴とする請求項２に記載の時刻情報取得装置。
【請求項４】
前記制御手段が、前記相関値を算出する際に、正の相関を示す所定の相関値の数を計数し、前記計数により得られた計数値に基づき、前記秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断することを特徴とする請求項１に記載の時刻情報取得装置。
【請求項５】
前記制御手段が、相関値算出の演算の繰り返し数に応じて定められた計数値の閾値を格納した計数値閾値記憶手段を参照して、前記計数値が、所定の計数値の閾値以上である場合に、前記秒パルス位置の特定を中止することを特徴とする請求項４に記載の時刻情報取得装置。
【請求項６】
前記制御手段が、前記繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、前記標準時刻電波の受信レベルを示すレベル値を算出し、表示手段に表示する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。
【請求項７】
前記制御手段が、前記最適値の累算値を参照して、前記累算値における正の相関を示す度合いの増大或いは減少に基づいて、前記レベル値を増大或いは減少させることを特徴とする請求項６に記載の時刻情報取得装置。
【請求項８】
前記予測波形データ生成手段が、各サンプル点が、信号レベルの変化点の前後の何れかの所定区間におけるローレベルを示す第１の値、前記変化点の前後の他の何れかの所定区間におけるハイレベルを示す第２の値、および、前記所定区間以外の他の区間における第３の値の何れかをとり、その波形形状が、所定サンプルだけ順次ずれている複数の予測波形データを生成することを特徴とする請求項１ないし７の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項９】
前記予測波形データ生成手段が、その波形形状がタイムコードにおける所定の符号を含む複数の予測波形データを生成することを特徴とする請求項１ないし７の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項１０】
前記制御手段が、前記時刻情報取得装置により特定された秒パルス位置と、前記タイムコードの先頭位置の前後の信号レベルに基づき、前記タイムコードにおける分先頭位置を特定するとともに、前記タイムコードが含む符号を取得して、当該符号が示す値にしたがって、前記タイムコードを構成する日、時、分を含むコードの値を取得し、
取得されたコードの値に基づいて現在時刻を算出することを特徴とする請求項１ないし９の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載された時刻情報取得装置と、
内部クロックにより現在時刻を計時する内部計時手段と、
前記時刻情報取得装置により取得された現在時刻によって、前記内部計時手段により計時された現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記内部計時手段により計時された、或いは、前記時刻修正手段により修正された現在時刻を表示する時刻表示手段と、を備えたことを特徴とする電波時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２４９６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
特に、秒の先頭位置の検出（秒同期）において、正確な秒の先頭位置が検出されないと、それ以降に実行される、分の先頭位置の検出や符号のデコードの全てが無効となってしまう。したがって、秒の先頭位置の検出を正確に実現することが望まれる。
【００１２】
本発明は、標準時刻電波の適切な受信状況の下で標準時刻電波の秒の先頭位置を精度良く特定でき、かつ、適切に標準時刻電波に含まれる符号を取得して、現在時刻を得ることが可能な時刻情報取得装置、および、時刻情報取得装置を備えた電波時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の目的は、タイムコードを含む標準時刻電波を受信する受信手段と、
前記受信手段から出力されたタイムコードを含む信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングして、各サンプル点が、ローレベルを示す第１の値およびハイレベルを示す第２の値の何れかをとり、かつ、１以上の単位時間長を有する入力波形データを生成する入力波形データ生成手段と、
各サンプル点のデータ値が、前記第１の値および前記第２の値の何れかをとり、前記入力波形データと同一の時間長を有し、かつ、その波形形状が、所定サンプルだけ順次ずれている複数の予測波形データを生成する予測波形データを生成する予測波形データ生成手段と、
前記入力波形データのサンプル点と、前記予測波形データの対応するサンプル点とを演算することにより、前記入力波形データと前記複数の予測波形データそれぞれとの間の相関値を算出する相関値算出手段であって、前記入力波形データにおける第１の値と前記予測波形データにおける第１の値との演算、或いは、前記入力波形データにおける第２の値と前記予測波形データにおける第２の値との演算により、正の相関を示す第１の演算値をとる一方、前記入力波形データにおける第１の値と前記予測波形データにおける第２の値との演算、或いは、前記入力波形データにおける第２の値と前記予測波形データにおける第１の値との演算により、負の相関を示す第２の演算値をとる相関値算出手段と、
前記相関値算出手段により算出された相関値を比較して、その最適値を特定する相関値比較手段と、
前記最適値を示した予測波形データに基づいて、前記タイムコードにおける秒パルス位置を特定する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、前記相関値算出手段により、前記入力波形データ生成手段により生成される入力波形データと、予測波形データとの間で繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、前記秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断することを特徴とする時刻情報取得装置により達成される。
【００１４】
好ましい実施態様においては、前記制御手段が、繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、前記最適値が正の相関を示す度合いが所定よりも減じていることを示す場合に、前記秒パルス位置の特定を中止する。
【００１５】
より好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記相関値の最適値を累算して累算値を算出し、繰り返し回数に対応する前記累算値の閾値を格納した閾値記憶手段を参照して、前記正の相関を示す度合いが所定よりも減じているかを判断する。
【００１６】
別の好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記相関値を算出する際に、正の相関を示す所定の相関値の数を計数し、前記計数により得られた計数値に基づき、前記秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断する。
【００１７】
より好ましい実施態様においては、前記制御手段が、相関値算出の演算の繰り返し数に応じて定められた計数値の閾値を格納した計数値閾値記憶手段を参照して、前記計数値が、所定の計数値の閾値以上である場合に、前記秒パルス位置の特定を中止する。
【００１８】
好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、前記標準時刻電波の受信レベルを示すレベル値を算出し、表示手段に表示する。
【００１９】
より好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記最適値の累算値を参照して、前記累算値における正の相関を示す度合いの増大或いは減少に基づいて、前記レベル値を増大或いは減少させる。
【００２０】
また、好ましい実施態様においては、前記予測波形データ生成手段が、各サンプル点が、信号レベルの変化点の前後の何れかの所定区間におけるローレベルを示す第１の値、前記変化点の前後の他の何れかの所定区間におけるハイレベルを示す第２の値、および、前記所定区間以外の他の区間における第３の値の何れかをとり、その波形形状が、所定サンプルだけ順次ずれている複数の予測波形データを生成する。
【００２１】
別の好ましい実施態様においては、前記予測波形データ生成手段が、その波形形状がタイムコードにおける所定の符号を含む複数の予測波形データを生成する。
【００２２】
また、別の好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記時刻情報取得装置により特定された秒パルス位置と、前記タイムコードの先頭位置の前後の信号レベルに基づき、前記タイムコードにおける分先頭位置を特定するとともに、前記タイムコードが含む符号を取得して、当該符号が示す値にしたがって、前記タイムコードを構成する日、時、分を含むコードの値を取得し、
取得されたコードの値に基づいて現在時刻を算出する。
【００２３】
また、本発明の目的は、上記時刻情報取得装置と、
内部クロックにより現在時刻を計時する内部計時手段と、
前記時刻情報取得装置により取得された現在時刻によって、前記内部計時手段により計時された現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記内部計時手段により計時された、或いは、前記時刻修正手段により修正された現在時刻を表示する時刻表示手段と、を備えたことを特徴とする電波時計により達成される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、標準時刻電波の適切な受信状況の下で標準時刻電波の秒の先頭位置を精度良く特定でき、かつ、適切に標準時刻電波に含まれる符号を取得して、現在時刻を得ることが可能な時刻情報取得装置、および、時刻情報取得装置を備えた電波時計を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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２】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３】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４】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５】図５は、標準時刻電波信号の規格を説明する図である。
【図６】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７】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８】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。
【図９】図９は、秒パルス位置の検出処理における共分散値の算出処理の例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本実施の形態にかかる秒パルス位置の検出処理を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態にかかる共分散値の算出例を説明する図である。
【図１２】図１２は、本実施の形態にかかる受信レベルの算出・表示処理の例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）は、ＪＪＹに基づく入力波形データの部分の例を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３（ａ）に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図である。
【図１５】図１５は、図１３（ｂ）に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図である。
【図１６】図１６は、本実施の形態にかかる中止条件取得処理の例を示すフローチャートである。
【図１７】図１７（ａ）は、本実施の形態にかかる計数値中止条件テーブルの構成例を示す図、図１７（ｂ）は、本実施の形態にかかる最大値中止テーブルの構成例を示す図である。
【図１８】図１８は、図１３（ａ）に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図でありる。
【図１９】図１９は、図１３（ｂ）に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図である。
【図２０】図２０は、本実施の形態にかかる分先頭位置の検出（分同期）をより詳細に示すフローチャートである
【図２１】図２１は、本実施の形態にかかる分先頭位置の検出における入力波形データおよび予測波形データを説明する図である。
【図２２】図２２（ａ）、（ｂ）は、ＪＪＹの各符号における特徴区間を説明する図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施の形態にかかる分の一の位の検出処理の例を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、入力波形データと予測波形データとの間の共分散値を説明する図である。
【図２５】図２５は、本発明の第２の実施の形態にかかる秒パルス位置の検出（秒同期）をより詳細に示すフローチャートである。
【図２６】図２５は、本発明の第２の実施の形態にかかる秒パルス位置の検出における共分散値の算出処理の例を示すフローチャートをより詳細に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
ＣＰＵ１１は、所定のタイミングで、或いは、入力部１２から入力された操作信号に応じてＲＯＭ１４に格納されたプログラムを読み出して、ＲＡＭ１５に展開し、当該プログラムに基づいて、電波時計１０を構成する各部への指示やデータの転送などを実行する。具体的には、たとえば所定時間毎に受信回路１６を制御して標準時刻電波を受信させて、受信回路１６から得られた信号に基づくディジタルデータから、標準時刻電波信号に含まれる符号の列を特定し、この符号の列に基づいて内部計時回路１７で計時される現在時刻を修正する処理や、内部計時回路１７によって計時された現在時刻を表示部１３に転送する処理などを実行する。本実施の形態においては、１以上の単位時間長の、所定の形態の予測波形データを生成して、予測波形データと、受信回路１６により受信された標準時刻電波から得た入力波形データとを比較することで、秒の先頭を特定している。
【００３０】
また、本実施の形態においても、たとえば、予想波形データと入力波形データとを比較することにより、分の先頭、および、時、分、年月日を含む各種符号（コード）の値を特定している。年月日および時分が特定されることで、内部計時回路１７における誤差が算出され、内部計時回路１７における現在時刻を修正することができる。
【００３１】
入力部１２は、電波時計１０の各種機能の実行を指示するためのスイッチを含み、スイッチが操作されると、対応する操作信号をＣＰＵ１１に出力する。表示部１３は、文字盤やＣＰＵ１１によって制御されたアナログ指針機構、液晶表示装置を含み、内部計時回路１７によって計時された現在時刻を表示する。液晶表示装置は、現在時刻を表示するほか、電波時計により受信された標準時刻電波の受信レベルを表示することができる。ＲＯＭ１４は、電波時計１０を動作させ、また、所定の機能を実現するためのシステムプログラムやアプリケーションプログラムなどを記憶する。所定の機能を実現するためのプログラムには、後述する秒パルス位置の検出処理のために信号比較回路１８を制御するプログラム、分先頭位置や符号のデコード処理のため信号比較回路１８を制御するプログラムも含まれる。ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１１の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１４から読み出されたプログラムやデータ、ＣＰＵ１１にて処理されたデータなどを一時的に記憶する。
【００３２】
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。
【００３３】
図２は、本実施の形態にかかる受信回路１６の構成例を示すブロックダイヤグラムである。図２に示すように、受信回路１６は、標準時刻電波を受信するアンテナ回路５０、アンテナ回路５０により受信された標準時刻電波の信号（標準時刻電波信号）のノイズを除去するフィルタ回路５１、フィルタ回路５１の出力である高周波信号を増幅するＲＦ増幅回路５２、ＲＦ増幅回路５２から出力された信号を検波して、標準時刻電波信号を復調する検波回路５３を備え、検波回路５３によって復調された信号が信号比較回路１８に出力される。
【００３４】
図３は、本実施の形態にかかる信号比較回路の構成を示すブロックダイヤグラムである。図３に示すように、本実施の形態にかかる信号比較回路１８は、入力波形データ生成部２１、受信波形データバッファ２２、予測波形データ生成部２３、波形切り出し部２４、相関値算出部２５、相関値比較部２６、受信レベル算出部２７および中止判定部２８を有する。
【００３５】
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。
【００３６】
予測波形データ生成部２３は、後述するそれぞれの処理において使用する、比較対象とする所定の時間長の予測波形データを生成する。予測波形データ生成部２３において生成する予測波形データについては秒パルス位置の検出処理、分先頭位置の検出処理および符号のデコード処理のそれぞれにおいて説明する。波形切り出し部２４は、予測波形データの時間長と同じ時間長の入力波形データを、受信波形データバッファ２２から取り出す。
【００３７】
相関値算出部２５は、複数の予測波形データのそれぞれと、入力波形データとの相関値を算出する。本実施の形態においては、後述するように相関をとるために共分散を採用している。相関値比較部２６は、相関値算出部２５において算出された相関値（共分散値）を比較して、その最適値を特定する。
【００３８】
受信レベル算出部２７は、相関値算出部２５により算出された共分散値に基づいて、標準時刻電波信号の信号レベルのレベル値を算出してＣＰＵ１１に出力する。また、中止判定部２８は、共分散値に基づいて、秒パルス位置の検出処理を継続すべきか、中止すべきかを判断する。
【００３９】
図４は、本実施の形態にかかる電波時計において実行される処理の概略を示すフローチャートである。図４に示す処理は、主として、ＣＰＵ１１およびＣＰＵ１１の指示に基づく信号比較回路１８により実行される。図４に示すように、ＣＰＵ１１および信号比較回路１８（以下、説明の便宜上「ＣＰＵ１１等」とも称する。）は、秒パルス位置を検出する（ステップ４０１）。秒パルス位置の検出の処理は、秒同期とも称される。図５は、標準時刻電波信号の規格を説明する図である。図５に示すように、標準時刻電波信号は、決められた規格にしたがって送信される。標準時刻電波信号においては、１秒の単位時間長の「Ｐ」、「１」および「０」を示す符号が連なっている。標準時刻電波は、６０秒を１フレームとしており、１フレームには６０個の符号が含まれる。また、標準時刻電波においては、１０秒ごとにポジションマーカー「Ｐ１」、「Ｐ２」、・・・或いはマーカー「Ｍ」が到来し、また、フレームの末尾に配置されたポジションマーカー「Ｐ０」およびフレームの先頭に配置されたマーカー「Ｍ」が連続している部分を検出することで、６０秒ごとに到来するフレームの先頭、つまり分の先頭位置を見出すことができる。
【００４０】
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。
【００４１】
後に詳述するが、本実施の形態においては、上記ＪＪＹの信号が、秒の先頭でローレベルからハイレベルに立ち上がることを正確に検出するために、所定のデータ値を有する単位時間長の波形データを所定数（本実施の形態においては４つ）だけ連続させ、それを５０ｍｓずつずらしたような複数の予測波形データを生成している。このような複数の予測波形データと、入力波形データとの相関値を算出し、最適な相関値を示す予測波形データのローレベルからハイレベルへの立ち上がりを示す変化点を、秒パルス位置（秒の先頭位置）と判断する。
【００４２】
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）。
【００４３】
その後、ＣＰＵ等１１は、標準時刻電波信号の種々の符号（分の一の位の符号（Ｍ１）、分の十の位の符号（Ｍ１０）、日時や曜日など他の符号）を、予測波形データと入力波形データとの比較に基づいてデコードする（ステップ４０３）。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
図８は、本実施の形態にかかる秒パルス位置の検出（秒同期）をより詳細に示すフローチャート、図９は、秒パルス位置の検出処理における共分散値の算出処理の例を示すフローチャートである。また、図１０は、本実施の形態にかかる秒パルス位置の検出処理を模式的に示す図である。
【００５２】
図８に示すように、予測波形データ生成部２３は、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、上述したような、４単位時間長（４秒）の、それぞれ、５０ｍｓずつ、ローレベルからハイレベルへの立ち上がりの位置がずれた２０個の予測波形データＰ（１，ｊ）〜Ｐ（２０，ｊ）を生成する（ステップ８０１、図１０の符号１００１）。予測波形データの値は、図７を参照して説明したように、第１の値、第２の値および第３の値の何れかとなる。
【００５３】
次いで、信号比較回路１８において共分散値の算出処理が実行される（ステップ８０２）。図９に示すように、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、波形切り出し部２４は、受信波形データバッファ２２から、４単位時間長（４秒）のデータを切り出して、入力波形データＳｎ（ｊ）を生成する（ステップ９０１、図１０の符号１０１１）。本実施の形態では、１秒あたり２０サンプルのデータが取得されるため、Ｓｎ（ｊ）は、８０サンプルを含むデータとなる。なお、処理を高速化させ、或いは、受信波形データバッファ２２のサイズを小さくするために、波形切り出し部２４は、４単位時間長のデータの全てが受信波形データバッファ２２に格納されない状態で、Ｓｎ（１）、Ｓｎ（２）、・・・という順で順次、サンプルデータを取り出していっても良い。
【００５４】
本実施の形態において、入力波形データ生成部２１は、受信回路１６から出力されたアナログ信号（図１０の符号１０１０参照）を、所定レベルを閾値として二値化する。ニ値化の際に、ローレベルのときには、データ値として第１の値「−１」が与えられ、ハイレベルのときには、データ値として第２の値「１」が与えられる。したがって、受信データバッファ２２には、第１の値および第２の値からなるディジタルデータが格納される。したがって、波形切り出し部２４により抽出される入力波形データＳｎ（ｊ）のデータ値も、第１の値或いは第２の値の何れかの値をとる。
【００５５】
次いで、相関値算出部２５は、ＣＰＵ１１の指示に従って、予測波形データを特定するパラメータｐを「１」に初期化し（ステップ９０２）、入力波形データＳｎ（ｊ）と、予測波形データＰ（ｐ，ｊ）のそれぞれとの間の相関値（共分散値）Ｃ（ｐ）を算出する（ステップ９０３）。また、相関値算出部２５は、共分散値Ｃ（ｐ）の累算値Ｃａ（ｐ）を算出する（ステップ９０４）。
【００５６】
本実施の形態において、相関値算出部２５は、入力波形データのデータ値Ｓｎ（ｊ）と、その平均値Ｓｍ、予測波形データのデータ値Ｐ（ｐ，ｊ）値と、その平均値Ｐｍとを用いて、以下の数式にしたがって、共分散値Ｃ（ｐ）を算出する。図１０において、Ｓｎ（ｊ）と、Ｐ（１，ｊ）、Ｐ（２，ｊ）、・・・、Ｐ（２０，ｊ）のそれぞれとの共分散値の算出により、Ｃ（１）、Ｃ（２）、・・・、Ｃ（２０）が得られている。
【００５７】
Ｃ（ｐ）＝（１／Ｎ）＊Σ（（Ｓｎ（ｊ）−Ｓｍ）＊（Ｐ（ｐ、ｊ）−Ｐｍ））
Ｓｍ＝（１／Ｎ）＊Σ（Ｓｎ（ｊ））、Ｐｍ＝（１／Ｎ）＊Σ（Ｐ（ｐ、ｊ））
なお、シグマは、ｊ＝１〜Ｎについてのものである。なお、上述したように、波形切り出し部２４が、Ｓｎ（１）、Ｓｎ（２）、・・・という順で順次、サンプルデータを取り出していく場合には。全てのＳｎ（ｊ）（ｊ＝１〜Ｎ）がステップ７０３の当初には取得されていない。したがって、ステップ９０３の当初の段階では、平均値Ｓｍ＝（１／Ｎ）＊Σ（Ｓｎ（ｊ））が得られない。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
図１１は、本実施の形態にかかる共分散値の算出例を説明する図である。図１１の例では、入力波形データ、予測波形データのうち、最初の１秒（ｊ＝１〜２０）を示している。また、右側に表示されるＣ（１）〜Ｃ（６）は、共分散値自体ではなく、Ｓｎ（ｊ）＊Ｐ（ｐ，ｊ）の累算値を示している。入力波形データＳｎ（ｊ）においては、ｊ＝４、５のときにハイレベルとなり、第２の値「１」を示す。それ以外ではローレベルであり、第１の値「−１」を示している。
【００６３】
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。
【００６４】
また、共分散値Ｃ（ｐ）＝（１／Ｎ）＊（Σ（Ｓｎ（ｊ）＊Ｐ（ｐ，ｊ））−Ｓｍ＊Ｐｍであり、サンプル点のデータ値の積である演算値Ｓｎ（ｊ）＊Ｐ（ｐ，ｊ）の総和Σ（Ｓｎ（ｊ）＊Ｐ（ｐ，ｊ））が、サンプル数Ｎで除されている。しかしながら、本実施の形態においては、共分散値自体が必要なのではなく、後述するように比較により、共分散値の最適値（本実施の形態では最大値）を特定するために利用している。したがって、Ｎの除算は省略できる。また、除算の省略により演算量を削減することもできる。また、本実施の形態において、予測波形データＰ（ｉ，ｊ）の平均値は「０」であるため、Ｓｍ＊Ｐｍも「０」となる。
【００６５】
したがって、本実施の形態における共分散値Ｃ（ｐ）として、（Σ（Ｓｎ（ｊ）＊Ｐ（ｐ，ｊ））を用いることができる。
【００６６】
パラメータｐが「２０」より小さい場合には（ステップ９０５でＮｏ）、パラメータｐがインクリメントされて（ステップ９０６）、ステップ９０３に戻る。全てのパラメータｐについて、共分散値Ｃ（１）〜Ｃ（２０）が取得されると（ステップ９０５でＹｅｓ）、処理を終了する。
【００６７】
次いで、受信レベル算出部２７は、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、受信レベルの値を算出するとともに、ＣＰＵ１１が、受信レベルの値を、液晶表示装置に表示する（ステップ８０３）。図１２は、本実施の形態にかかる受信レベルの算出・表示処理の例を示すフローチャートである。
【００６８】
図１２に示すように、受信レベル算出部２７は、前回の処理により得られた共分散値の累算値Ｃａ（ｐ）ｔ−１（ｐ：１〜２０）の最大値Ｃａｍａｘｔ−１（ｔは処理時を示すパラメータ）と、今回のステップ８０２において算出された共分散値の累算値Ｃａ（ｐ）ｔの最大値Ｃａｍａｘｔとを比較して（ステップ）１２０１）、今回の最大値Ｃａｍａｘｔが増大している、つまり、Ｃａｍａｘｔ＞Ｃａｍａｘｔ−１であるかを判断する（ステップ１２０２）。
【００６９】
ステップ１２０２でＹｅｓと判断された場合には、受信レベル算出部２７は、受信レベルの値をインクリメントする（ステップ１２０３）。次いで、受信レベルの値が最大設定値（たとえば、「５」）より大きいかを判断し（ステップ１２０４）、大きい場合には（ステップ１２０４でＹｅｓ）、受信レベル算出部２７は、受信レベルの値を、最大設定値とする（ステップ１２０５）。その後、受信レベル算出部２７は、算出された受信レベルの値をＣＰＵ１１に出力する。ＣＰＵ１１は、液晶表示装置の画面上に、受信レベルの値を表示する（ステップ１２０６）。液晶表示装置の画面上では、レベル値（０〜５）が、バーとして表示されても良いし（たとえば、図１４の符号１４０１参照）、そのまま対応する数字が表示されても良い。
【００７０】
ステップ１２０２でＮｏと判断された場合には、受信レベル算出部２７は、受信レベルの値をデクリメントする（ステップ１２０７）。次いで、受信レベルの値が最小設定値である「０」より小さいかを判断し（ステップ１２０８）、小さい場合には（ステップ１２０９でＹｅｓ）、受信レベル算出部２７は、受信レベルの値を「０」とする（ステップ１２０９）。その後、ステップ１２０６に進む。
【００７１】
図１３（ａ）、（ｂ）は、ＪＪＹに基づく入力波形データの部分の例を示す図である。それぞれにおいて、入力波形データのうち、先頭の１秒分のみを示している。図１３（ａ）、（ｂ）のそれぞれでは、複数回にわたり（図１３の例では５回）入力波形データが取得されている。図１３（ａ）は、入力波形データのノイズが多い例を示し、図１３（ｂ）の例では、入力波形データのノイズが少ない例を示している。図１３（ｂ）に示すように、ノイズが少ない入力波形データでは、たとえば、先頭の立ち上がり位置がほぼ一致している（矢印１３１０参照）。その一方、図１３（ａ）に示すように、ノイズの多い入力波形データでは、たとえば、先頭の立ち上がり位置が不一致である（矢印１３０１〜１３０３参照）。
【００７２】
図１４は、図１３（ａ）に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図である。図１４の例では、説明の便宜上、図１３（ａ）に示す１秒分の入力波形データの部分に基づいて共分散値Ｃ（ｐ）を算出し、各処理におけるそれぞれの共分散値の累算値Ｃａ（ｐ）をヒストグラムとして示している。図１４において、１回目から５回目までのそれぞれの累算値の最大値Ｃａｍａｘは、「２」、「２」、「４」、「６」、「６」である。上記累算値の最大値に基づく受信レベルのレベル値は、図１４に示すように、それぞれ、「１」、「０」、「１」、「２」、「１」である。
【００７３】
図１５は、図１３（ｂ）に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図である。図１５の例でも、説明の便宜上、図１３（ｂ）に示す１秒分の入力波形データの部分に基づいて共分散値Ｃ（ｐ）を算出し、各処理におけるそれぞれの共分散値の累算値Ｃａ（ｐ）をヒストグラムとして示している。図１５において、１回目から５回目までのそれぞれの累算値の最大値Ｃａｍａｘは、「２」、「４」、「６」、「８」、「１０」である。上記累算値の最大値に基づく受信レベルのレベル値は、図１５に示すように、それぞれ、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」である。
【００７４】
このように、本実施の形態においては、処理ごとの共分散値の累算値を参照し、累算値の最大値が増大している場合に、受信レベルのレベル値を増加させている。共分散値の累算値の最大値は、入力波形データと予測波形データとの間でもっとも立ち上がりが一致している度合いを示している。したがって、累算値の最大値が大きいことは、ノイズの比較的少ない信号を受信していることを示している。また、累算値の最大値が増大することは、ノイズの比較的少ない信号を繰り返し受信していることを示している。そこで、本実施の形態においては、累算値の最大値が増大する場合に、受信レベルのレベル値を増大させている。
【００７５】
次いで、中止判定部２８は、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、中止条件取得処理を実行する（ステップ８０４）。図１６は、本実施の形態にかかる中止条件取得処理の例を示すフローチャートである。図１６に示すように、中止判定部２８は、共分散値の累算値Ｃａ（ｐ）ｔを参照して、累算値が正の相関を示す所定値以上となるような位置ｐの個数を計数する（ステップ１６０１）。受信レベルの算出・表示と同様に、１秒分の入力波形データの部分を考えると、上記所定値はたとえば「２」とすることができる。本実施の形態において、共分散値が「２」であることは、１秒分の入力波形データの部分と、対応する１秒分の予測波形データの部分との間で、パルスの立ち上がり位置が一致したことを示している。したがって、共分散値の累算値が「２」であることは、いずれかの回の処理において、上記パルスの立ち上がり位置が一致したと予想される。
【００７６】
また、中止判定部２８は、共分散値の累算値Ｃａ（ｐ）の最大値Ｃａｍａｘを取得する（ステップ１６０２）。次いで、中止判定部２８は、ＲＯＭ１４に格納された計数値中止条件テーブルを参照して、第１の中止条件の判定結果を取得する（ステップ１６０３）。図１７（ａ）は、本実施の形態にかかる計数値中止条件テーブルの構成例を示す図である。図１７（ａ）に示すように、計数値中止条件テーブル１７００には、処理回数に対応付けて計数値（テーブル計数値）が格納されている。
【００７７】
中止判定部１８は、ステップ１６０１で算出された計数値が、図１７（ａ）に示す、処理回数に対応付けられたテーブル計数値以上であれば、第１の中止条件の判定結果は「中止」を示すものとなる。その一方、ステップ１６０１で算出された計数値が、テーブル計数値より小さければ、第１の中止条件の判定結果は「継続」を示すものとなる。
【００７８】
図１７（ａ）に示す計数値中止条件テーブルは、累算値が所定値以上の位置ｐの個数は、入力波形データと立ち上がりが一致する予測波形データのばらつきを示している。すなわち、上記計数値（個数）が大きくなるのにしたがって、入力波形データと立ち上がりが一致する予測波形データの個数が増えていることを示している。この計数値（個数）は、処理が繰り返されるにもかかわらず増大しないことが望ましい。つまり、ある１つの位置だけが累算値が増大し、他の位置では累算値が増大しないのが最も望ましい状態であり、その場合には計数値は増大しない。
【００７９】
そこで、処理が繰り返されるのにしたがって、計数値が一定の範囲で増大することは認容し、計数値中止条件テーブル１７００には、認容される限度のテーブル計数値を格納している。
【００８０】
次いで、中止判定部１８は、ＲＯＭ１４に格納された最大値中止条件テーブルを参照して、第２の中止条件の判定結果を取得する（ステップ１６０４）。図１７（ｂ）は、本実施の形態にかかる最大値中止テーブルの構成例を示す図である。図１７（ｂ）に示すように、最大値中止条件テーブル１７１０には、処理回数に対応付けて最大値（テーブル最大値）が格納されている。
【００８１】
中止判定部１８は、ステップ１６０２で取得された最大値Ｃａｍａｘが、図１７（ｂ）に示す処理回数に対応付けられたテーブル最大値以下であれば、第２の中止条件の判定結果は「中止」を示すものとなる。その一方、ステップ１６０２で取得された最大値Ｃａｍａｘが、テーブル最大値より大きければ、第２の中止条件の判定結果は「継続」を示すものとなる。
【００８２】
ステップ１６０２で取得された最大値Ｃａｍａｘは、入力波形データと立ち上がりが一致する予測波形データにおける、上記立ち上がりの一致の度合いを示している。最大値は、処理が繰り返されるのにしたがって増大するのが望ましい。
【００８３】
そこで、処理が繰り返されるのにしたがって、最大値も増大することを想定し、最大値中止条件テーブル１７１０には、増大する最大値の最低限の許容値を格納し、取得される最大値がその許容値以下となったときには処理を中止するようにしている。
【００８４】
その後、中止判定部１８は、第１の中止条件の判定結果および第２の中止条件の判定結果に基づいて、最終的な秒同期の処理の中止、継続を判定する（ステップ１６０５）。本実施の形態においては、第１の中止条件の判定結果、或いは、第２の中止条件の判定結果の何れかにおいて、「中止」となった場合には、処理を中止すべきであると判断する。図１６に示す中止条件取得処理により、継続可能と判断された場合には（ステップ８０５）、ＣＰＵ１１は、共分散値の算出（ステップ８０２）の処理回数が、所定回数に達したかを判断する（ステップ８０６）。ステップ８０６でＮｏと判断された場合には、ステップ８０２に戻る。
【００８５】
ステップ８０５でＮｏと判断された場合には、秒パルス位置の検出処理を終了する。この場合、以下に説明する分先頭位置の検出や、符号のデコードも実行されない。
【００８６】
図１８は、図１３（ａ）に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図であり、図１４の例と同様である。したがって、図１８の例でも、説明の便宜上、図１３（ａ）に示す１秒分の入力波形データの部分に基づいて共分散値Ｃ（ｐ）を算出し、各処理におけるそれぞれの共分散値の累算値Ｃａ（ｐ）をヒストグラムとして示している。図１８において、１回目から５回目までのそれぞれの計数値は、「２」、「３」、「３」、「４」、「７」であり、また、累算値の最大値Ｃａｍａｘは、「２」、「２」、「４」、「６」、「６」である。この例では、５回目の処理において、計数値は「７」であり、第１の中止条件では「継続」が示される一方、最大値Ｃａｍａｘは「６」であり、第２の中止条件では「中止」が示される。このため、最終的には、５回目の処理で、ステップ１６０５において秒同期の中止と判断される。
【００８７】
図１９は、図１３（ｂ）に示す入力波形データ基づく共分散値の累算値の例を示す図であり、図１５の例と同様である。したがって、図１９の例でも、説明の便宜上、図１３（ｂ）に示す１秒分の入力波形データの部分に基づいて共分散値Ｃ（ｐ）を算出し、各処理におけるそれぞれの共分散値の累算値Ｃａ（ｐ）をヒストグラムとして示している。図１９において、１回目から５回目までのそれぞれの計数値は、「１」、「１」、「１」、「１」、「２」であり、また、累算値の最大値Ｃａｍａｘは、「２」、「４」、「６」、「８」、「１０」である。したがって、５回の処理のそれぞれにて、秒同期は継続すべきであると判断される。
【００８８】
ステップ８０６でＹｅｓと判断された場合には、相関値比較部２６は、相関値の累算値Ｃａ（１）〜Ｃａ（２０）を比較して、最適値（この場合には最大値）Ｃ（ｘ）を見出す（ステップ８０７）。ＣＰＵ１１は、最適値Ｃ（ｘ）を受け入れて、当該最適値が有効であるか否かを判断する（ステップ８０８）。
【００８９】
得られた共分散値Ｃ（ｐ）の中で最大値を示すＣ（ｘ）が最も相関の高い予測波形であるが、母数の不十分な標本から得られた共分散値においては、ノイズによる偶発的な要因で最大値が出現する場合もある。このような場合を排除する目的で、たとえば、ステップ８０８においては、たとえば、以下のような判断基準を設け、誤検出を避ける。
（１）共分散計算に使用した入力波形データの数が既定数以上であること
（２）Ｃ（ｘ）を示すｘの値が複数回数出現し、かつ、複数回数ｘの値が等しく、その頻度が他に比べて大きいこと。（ｘが最頻値）
（３）既定回数以上連続してｘの値が等しいこと。（最頻値の連続性）
（４）Ｃ（ｘ）の分散が規定値以下であること、
（５）Ｃ（ｘ）の統計量である尖度や歪度もしくは、それに準ずる評価関数を計算し、その結果が規定値に達しているかを判断すること。
【００９０】
無論、有効性の判断は上述した手法に限定されず、相関値の平均値や標準偏差を利用して、たとえば、相関値の極大値であっても、平均値より小さいものは有意ではないと判断しても良いし、統計において一般的な有意水準（たとえば、５パーセント）を利用しても良い。
【００９１】
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。
【００９２】
秒パルス位置の検出（ステップ４０１）、つまり、秒同期が終了すると、分先頭位置が検出される（ステップ４０２）。分先頭位置の検出を、分同期とも称する。ステップ４０１により、すでに秒パルス位置（秒の先頭位置）は確定している。また、ＪＪＹでは、図５に示すように、１分のフレームにおいて、末尾にポジションマーカー「Ｐ０」を示す符号が配置され、また、先頭にマーカー「Ｍ」を示す符号が配置される。ポジションマーカー「Ｐ０」およびマーカー「Ｍ」は、ともに、デューティ２０％の符号「Ｐ」である。したがって、そこで、分同期においては、デューティ２０％の符号「Ｐ」が連続している形態の２単位時間長の予測波形データを生成する。また、それぞれ秒パルス位置（つまり秒先頭位置）から開始される２単位時間長（２秒）の入力波形データを６０個生成する。予測波形データと、６０個の入力波形データの各々との相関値を算出することにより６０個の相関値（共分散値）Ｃ（１）〜Ｃ（６０）を得ることができる。
【００９３】
図２０は、本実施の形態にかかる分先頭位置の検出（分同期）をより詳細に示すフローチャートである。また、図２１は、本実施の形態にかかる分先頭位置の検出における入力波形データおよび予測波形データを説明する図である。秒同期によって、すでに秒パルス位置（秒先頭位置）は確定している。
【００９４】
予測波形データ生成部２３は、ＣＰＵ１１からの指示にしたがって、符号「Ｐ」を２つ連ねた形態の２単位時間長の予測波形データＰ（ｊ）を生成する（ステップ２００１）。図２１に示すように、この予測波形データ（符号２１００参照）は、単位時間長（１秒）において最初の２００ｍｓ（２０％）がハイレベルで残りがローレベルであるような波形を２つ連ねたものである。
【００９５】
予測波形データ生成部２３は、生成された予測波形データＰ（ｊ）の特徴区間に属するデータ値（特徴値）を抽出する（ステップ２００２）。図２２（ａ）、（ｂ）は、ＪＪＹの各符号における特徴区間を説明する図である。図２２（ａ）に示すように、符号「Ｐ」（符号２２０１参照）、符号「１」（符号２２０２参照）および符号「０」（符号２２０３参照）においては、その値が他の符号の値と異なるような、固有の値を有する区間が存在する。たとえば、符号「Ｐ」では、２００ｍｓ〜５００ｍｓに至る区間（符号２２１１参照）がローレベル（データ値「−１」）であり、この区間において、他と異なる固有の値「−１」を有している。
【００９６】
したがって、本実施の形態においては、符号「Ｐ」において２００ｍｓ〜５００ｍｓの区間が特徴区間となる。図２０に示す予測波形データＰ（ｊ）において、単位時間長のサンプル数が２０であれば、ｊ＝１〜４０となる。この場合には、予測波形データ生成部２３は、特徴値として、２００ｍｓ〜５００ｍｓの区間および１２００ｍｓ〜１５００ｍｓの区間のデータ値、つまり、Ｐ（５）〜Ｐ（１０）およびＰ（２５）〜Ｐ（３０）のみを抽出する。
【００９７】
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。
【００９８】
図２２（ｂ）に示すように、符号「１」では、５００ｍｓ〜８００ｍｓに至る区間（符号２２１２参照）がローレベル（データ値「−１」）であり、この区間において、他の符号「０」と異なる固有の値「−１」を有している。その一方、符号「０」では、５００ｍｓ〜８００ｍｓに至る区間（符号２２１３参照）がハイレベル（データ値「１」）であり、この区間において、他の符号「１」と異なる固有の値「１」を有している。したがって、符号「１」および「０」においては、それぞれ、５００ｍｓ〜８００ｍｓの区間が特徴区間となる。また、符号「１」の特徴区間における特徴値は「−１」であり、符号「０」の特徴区間における特徴値は「１」である。
【００９９】
次いで、秒先頭位置を特定するためのパラメータｉが初期化され、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、波形切り出し部２４は、受信波形データバッファ２２から秒先頭位置から２単位時間長（２秒）の入力波形データＳｎ（ｉ，ｊ）を生成する（ステップ２００４）。また、波形切り出し部２４は、予測波形データの特徴区間に対応するよう、Ｓｎ（ｉ，ｊ）の特徴区間に属するデータ値を抽出する（ステップ２００５）。波形切り出し部２４は、ｉ＝１のときには、Ｓｎ（１，５）〜Ｓｎ（１，１０）およびＳｎ（１，２５）〜Ｓｎ（１，３０）を、特徴区間に属するデータ値として抽出する。一般には、
Ｓｎ（ｉ，５）〜Ｓ（ｉ，１０）、および、
Ｓｎ（ｉ，２５）〜Ｓ（ｉ，３０）が、特徴区間に属するデータとして抽出される。
【０１００】
次いで、相関値算出部２５は、特徴区間に属する入力波形データＳｎ（ｉ，ｊ）と、特徴区間に属する予測波形データＰ（ｊ）との相関値（共分散値）Ｃ（ｉ）を算出する（ステップ２００６）。共分散値の算出は、秒同期処理と同様であるため、特徴区間との兼ね合いのみを説明する。本実施の形態においては、入力波形データについて、Ｓｎ（ｉ，５）〜Ｓ（ｉ，１０）、および、Ｓｎ（ｉ，２５）〜Ｓ（ｉ，３０）が、特徴区間に属するデータ値として抽出される。また、予測波形データについても、Ｐ（５）〜Ｐ（１０）およびＰ（２５）〜（Ｐ３０）が抽出される。
【０１０１】
したがって、共分散値Ｃ（ｉ）の算出の際の、入力波形データのデータ値と、予測波形データのデータ値の乗算値の総和
ΣＳｎ（ｉ，ｊ）＊Ｐ（ｊ）において、ｊ＝５〜１０，２５〜３０となる。ここで、図２２（ａ）を参照して説明したように、符号「Ｐ」の特徴区間のデータ値（特徴値）は「−１」である。したがって、予測区間における予測波形データＰ（ｊ）（ｊ＝５〜１０、２５〜３０）は、「−１」となる。したがって、上記乗算値の総和を算出する際に、Ｓｎ（ｉ，ｊ）（ｊ＝５〜１０，２５〜３０）を求め、それに、特徴値「−１」を乗じれば良い。
【０１０２】
次いで、ＣＰＵ１１は、パラメータｉが６０であるか否かを判断し（ステップ２００７）、ステップ２００７でＮｏと判断された場合には、パラメータｉをインクリメントする（ステップ２００８）。引き続くステップ２００４においては、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、波形切り出し部２４は、次の秒先頭位置（つまり、先の入力波形データの秒先頭位置から２０サンプルだけ後ろの位置）から２単位時間長（２秒）の入力波形データＳｎ（ｉ，ｊ）を取得する。以下、新たに取得した入力波形データＳｎ（ｉ，ｊ）と予測波形データＰ（ｊ）との間で共分散値が算出される。
【０１０３】
図２１に示すように、入力波形データＳｎ（１，ｊ）は、ある秒先頭位置からの２単位時間長のデータ２１０１、２１０２から構成される。次の入力波形データＳｎ（２，ｊ）は、次の秒先頭位置からの２単位時間長のデータ２１０２、２１０３から構成される。このように、Ｓｎ（ｎ−１，ｊ）とＳｎ（ｎ，ｊ）とは、単位時間長（１秒）だけ秒先頭位置がずれたデータとなっている。最後尾の入力波形データＳｎ（６０，ｊ）は、先頭の入力波形データＳｎ（１，ｊ）から５９秒ずれた２単位時間長のデータ２１５９、２１６０から構成される。
【０１０４】
入力波形データＳｎ（１，ｊ）、Ｓｎ（２，ｊ）、Ｓｎ（３，ｊ）、・・・、Ｓｎ（６０，ｊ）の特徴区間に属するデータ値と、予測波形データの特徴区空間に属する値とが用いられて、それぞれの共分散値が算出される。図２１においては、図示の便宜上、Ｓｎ（１，ｊ）、Ｓｎ（２，ｊ）、Ｓｎ（３，ｊ）、・・・、Ｓｎ（６０，ｊ）との間で共分散を算出する予測波形データを、Ｐ（１，ｊ）、Ｐ（２，ｊ）、Ｐ（３，ｊ）、・・・、Ｐ（６０，ｊ）としているが、実際にはこれらは同じ値Ｐ（ｊ）である。
【０１０５】
全ての相関値（共分散値）Ｃ（１）〜Ｃ（６０）が取得されると、相関値比較部２６は、共分散値Ｃ（１）〜Ｃ（６０）を比較して、最適値（この場合には最大値）Ｃ（ｘ）を見出す（ステップ２００９）。ＣＰＵ１１は、最適値Ｃ（ｘ）を受け入れて、当該最適値が有効であるか否かを判断する（ステップ２０１０）。有効であるか否かの判断も秒同期処理の場合（図８のステップ８０８）と同様である。なお、ステップ８０８に関する最適値の有効性の判断において、（１）〜（３）を適用する場合には、ステップ２００３〜２００９の処理の組が複数回実行される。
【０１０６】
ステップ２０１０でＮｏと判断された場合には、ステップ２００３に戻り、波形切り出し部２４は、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、受信波形バッファ２２に格納された、先の処理に用いられたデータとは別の入力波形データを取得する。
【０１０７】
ステップ２０１０でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、最適値Ｃ（ｘ）が示す入力波形データにおいて、２番目の符号「Ｐ」の先頭位置、つまり、２番目のローレベルからハイレベルへの立ち上がりの位置を、分の先頭位置と判断する（ステップ２０１１）。ＣＰＵ１１は、分の先頭位置の情報を、ＲＡＭ１５に格納しておく。
【０１０８】
分先頭位置の検出（ステップ４０２）、つまり、分同期が終了すると、分、時、曜日などの符号がデコードされる（ステップ４０３）。分のデコードでは、分の一の位のデコードおよび分の十の位のデコードが実行される。また、時のデコードでは、時の一の位のデコードおよび時の十の位のデコードが実行される。以下、分の一の位のデコードについて説明する。
【０１０９】
図２３は、本発明の実施の形態にかかる分の一の位の検出処理の例を示すフローチャートである。この実施の態様においては、波形切り出し部２４が、符号（分の一の位）の先頭位置から４単位時間長の入力波形データＳｎ（ｊ）を取得する（ステップ２３０１）。１秒あたり２０サンプルであれば、８０サンプル（ｊ＝１〜８０）の入力波形データを得ることができる。
【０１１０】
次いで、波形切り出し部２４は、入力波形データＳｎ（ｊ）の特徴区間を抽出する（ステップ２３０２）。図２２（ｂ）に示すように、ＪＪＹに基づく符号「０」、「１」についての特徴区間は、符号の先頭から５００ｍｓの位置から８００ｍｓの位置である。したがって、入力波形データＳｎ（ｊ）の特徴区間は、
Ｓｎ（１０）〜Ｓｎ（１６）、Ｓｎ（３０）〜Ｓｎ（３６）、Ｓｎ（５０）〜Ｓｎ（５６）、および、Ｓｎ（７０）〜Ｓｎ（７６）のデータ値の区間となる。
【０１１１】
次いで、ＢＣＤにより表される分の一の位の値を特定するパラメータＢＣＤが「００００」に初期化される（ステップ２３０３）。予測波形データ生成部２３は、パラメータＢＣＤが示す符号に対応する４単位時間長の予測波形データＰ（ｊ）を生成する（ステップ２３０４）。また、予測波形データ生成部２３は、上記予測波形データＰ（ｊ）の特徴区間を抽出する（ステップ２３０５）。この特徴区間は、
Ｐ（１０）〜Ｐ（１６）、Ｐ（３０）〜Ｐ（３６）、Ｐ（５０）〜Ｐ（５６）、および、Ｐ（７０）〜Ｐ（７６）のデータ値の区間となる。
【０１１２】
次いで、相関値算出部２５は、Ｓｎ（ｊ）の特徴区間のデータ値と、Ｐ（ｊ）の特徴区間の対応するデータ値（特徴値）とを乗じて演算値を取得し、得られた演算値に基づき、共分散値Ｃ（ｐ）を算出する（ステップ２３０６）。なお、予測波形データＰ（ｊ）の特徴区間は４つあり、それぞれのデータ値は「１」または「０」となる。したがって、データ値の乗算は以下のように取得することができる。
（特徴区間（Ｐ（１０）〜Ｐ（１６））の特徴値）×Σ（Ｓｎ（１０）〜Ｓｎ（１６））＋（特徴区間（Ｐ（３０）〜Ｐ（３６））の特徴値）×Σ（Ｓｎ（３０）〜Ｓｎ（３６））＋（特徴区間（Ｐ（５０）〜Ｐ（５６））の特徴値）×Σ（Ｓｎ（５０）〜Ｓｎ（５６））＋（特徴区間（Ｐ（７０）〜Ｐ（７６））の特徴値）×Σ（Ｓｎ（７０）〜Ｓｎ（７６））
したがって、全てのデータ値の乗算値の総和を求める必要は無い。
【０１１３】
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。
【０１１４】
全ての相関値（共分散値）Ｃ（１）〜Ｃ（１０）が取得されると、相関値比較部２６は、共分散値Ｃ（１）〜Ｃ（１０）を比較して、最適値（この場合には最大値）Ｃ（ｘ）を見出す（ステップ２３０９）。ＣＰＵ１１は、最適値Ｃ（ｘ）を受け入れて、当該最適値が有効であるか否かを判断する（ステップ２３１０）。有効であるか否かの判断も秒同期処理の場合（図８のステップ８０８）と同様である。ステップ２３１０でＮｏと判断された場合には、ステップ２３０１に戻る。その一方、ステップ２３１０でＹｅｓと版出された場合には、ＣＰＵ１１は、最適値Ｃ（ｘ）が示す予測波形データが示す値（ＢＣＤ）を、分の一の位の値と判断する（ステップ２３１１）。ＣＰＵ１１は、分の一の位の値を、ＲＡＭ１５に格納しておく。
【０１１５】
分の十の位、時の一の位および十の位、曜日など、他の符号のデコードも、分の一の位と同様の処理により実現できる。符号のデコードにより、現在日時、曜日、現在時刻などを含む時刻情報が取得されると、ＣＰＵ１１は、得られた時刻情報をＲＡＭ１５に記憶する。また、ＣＰＵ１１は、符号から得られた現在時刻に基づいて、内部計時回路１７において計時された現在時刻を修正するとともに、得られた現在時刻を表示部１３に表示する（ステップ４０４）。
【０１１６】
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。
【０１１７】
ＷＷＶＢやＭＳＦの場合の秒同期について説明する。図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、ＷＷＶＢやＭＳＦでは、秒の先頭でハイレベルからローレベルに立ち下がる。このように先頭で立ち下がる信号に対して、ＪＪＹについて適用した予測波形データを適用した場合について説明する。図２４は、入力波形データと予測波形データとの間の共分散値を説明する図である。図２４（ａ）において、入力波形データＳｎ（ｊ）は、秒の先頭位置（符号２４００参照）で、ローレベルからハイレベルに立ち上がる。上記立ち上がりのポイントの前方で、ローレベルに対応する第１の値をとり、立ち上がりのポイントの後方で、ハイレベルに対応する第２の値をとるような予測波形データＰ（ｊ）と、上記入力波形データＳｎ（ｊ）との共分散値Ｃを考えると、最大値である「２」をとる。なお、この共分散値は、説明を容易にするため、単に、予測波形データのデータ値と入力波形データのデータ値との積の和としている。
【０１１８】
その一方、図２４（ｂ）に示すように、秒の先頭位置（秒パルス位置）で、ハイレベルからローレベルに立ち下がるような入力波形データＳ’ｎ（ｊ）を考える。この入力波形データＳ’ｎ（ｊ）と、予測波形データＰ（ｊ）との共分散値Ｃを考えると、最小値である「−２」をとる。すなわち、ＷＷＢＶやＭＳＦのように、秒の先頭位置でハイレベルからローレベルに立ち下がるようなデータについて、秒の先頭位置を検出するためには、図８の処理、特に、ステップ８０７において、最適値として、共分散値の最小値を選択すれば良い。
【０１１９】
受信レベルの算出（図１２）においては、ステップ１２０２において、累算値の最小値が減少したかが判断される。また、中止条件取得処理（図１６）においても、負の共分散値の最小値や、負の累算値の最小値が用いられる。図１６について、以下のステップが変更される。
【０１２０】
ステップ１６０１において、累算値Ｃａ（ｐ）ｔが負の所定値以下の位置が計数される。ステップ１６０２では、累算値Ｃａ（ｐ）ｔの最小値Ｃａｍｉｎが取得される。また、ステップ１６０４で参照されるテーブルは、最小値中止条件テーブルであり、処理回数ごとの累算値の最小値が格納されている。また、ステップ１６０５において、中止判定部１８は、ステップ１６０２で取得された最小値Ｃａｍｉｎが、テーブル最小値以上であれば、第２の中止条件の判定結果は「中止」を示すものとなる。その一方、ステップ１６０２で取得された最小値Ｃａｍｉｎが、テーブル最小値より小さければ、第２の中止条件の判定結果は「継続」を示すものとなる。
【０１２１】
或いは、ＷＷＶＢやＭＳＦのように秒の先頭位置でハイレベルからローレベルに立ち下がるような形態のデータの秒の先頭位置を検出するために、上述した予測波形データＰ（ｐ，ｊ）を反転させた他の予測波形データを適用しても良い。図２４（ｃ）において、入力波形データＳ’ｎ（ｊ）は、図２４（ｂ）のものと同様である。また、予測波形データＰ’（ｊ）は、図２２（ｂ）に示す予測波形データＰ（ｊ）を反転させたものである。この場合には、ｐ＝２のときの共分散値Ｃ（２）が最大値をとる。したがって、予測波形データＰ（２）および入力波形データＳｎ（２）に基づいて、秒の先頭位置を決定すれば良い。
【０１２２】
本実施の形態においては、中止判定部２８は、相関値算出部２５により、入力波形データ生成手段により生成される入力波形データと、予測波形データとの間で繰り返し算出される相関値に基づいて、秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断する。相関値の最適値は、もっとも大きい正の相関を示している。したがって、最適値を参照することで、入力波形データにおけるノイズの多寡を判断することができ、ノイズの混入が比較的少ない入力波形データを利用した、正確な秒同期を実現することができる。
【０１２３】
本実施の形態においては、中止判定部２８は、繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、最適値が正の相関を示す度合いが所定よりも減じていることを示す場合に、秒パルス位置の特定を中止する。もっとも相関が強いことを示す最適値について、正の相関の度合いが減じていることは、入力波形データにおいてノイズの混入度合いが大きくなっていることを意味している。したがって、この場合には秒同期を中止して、不適切な秒先頭位置の検出することを排除している。
【０１２４】
特に、本実施の形態においては、中止判定部２８は、相関値の最適値を累算して累算値を算出し、繰り返し回数に対応する累算値の閾値を格納した最大値中止条件テーブル１７１０を参照して、正の相関を示す度合いが所定よりも減じているかを判断する。最適値が最大値である場合、ノイズの混入が比較的少ない入力波形データについては、処理が繰り返されるのにしたがって、最適値（最大値）の累算値は増大する。したがって、最大値中止条件テーブル１７１０には、増大する最大値の最低限の許容値を格納し、取得される最大値がその許容値以下となったときには処理を中止するようにしている。これにより、複雑な演算を経ることなく適切に秒同期を中止することが可能となる。
【０１２５】
また、本実施の形態においては、中止判定部２８は、相関値を算出する際に、正の相関を示す所定の相関値の数を計数し、計数により得られた計数値に基づき、秒パルス位置の特定の継続或いは中止を判断する。正の相関を示す所定の相関値の数は、秒パルス位置と判断される可能性のある位置の数を示している。したがって、相関値の数が大きくなるのにしたがって、秒パルス位置と判断される可能性のある位置が増大し、正確な秒パルス位置の特定が困難となる。そこで、正の相関値の数を計数して、計数値に基づき処理の継続或いは中止を判断することで、正確な秒パルス位置の特定を確実に実現する。
【０１２６】
特に、本実施の形態において、中止判定部２８は、相関値算出の演算の繰り返し数に応じて定められた計数値の閾値を格納した計数値中止条件テーブル１７００を参照して、計数値が、所定の計数値の閾値以上である場合に、秒パルス位置の特定を中止する。処理が繰り返されるのにしたがって、計数値が一定の範囲で増大することは認容し、計数値中止条件テーブルには、認容される限度の計数値を格納し、テーブルに格納された計数値以上となった場合に、秒先頭位置の特定を中止することで、正確な秒パルス位置の特定を確実に実現する。
【０１２７】
また、本実施の形態においては、受信レベル算出部２７が、繰り返し算出される相関値の最適値に基づいて、標準時刻電波の受信レベルを示すレベル値を算出し、表示部１３の画面上に表示する。したがって、時刻情報取得装置を含む機器、たとえば、電子時計の使用者は、現在装置が受信している標準時刻電波の状況を適切に把握することができる。
【０１２８】
特に、受信レベル算出部２７は、最適値の累算値を参照して、累算値における正の相関を示す度合いの増大或いは減少に基づいて、レベル値を増大或いは減少させる。これにより、時間の経過にしたがった受信レベルのレベル値の増減を適切に取得することが可能となる。
【０１２９】
たとえば、本実施の形態においては、予測波形データ生成部２３は、各サンプル点が、信号レベルの変化点の前後の何れかの所定区間におけるローレベルを示す第１の値、前記変化点の前後の他の何れかの所定区間におけるハイレベルを示す第２の値、および、前記所定区間以外の他の区間における第３の値の何れかをとり、その波形形状が、所定サンプルだけ順次ずれている複数の予測波形データを生成し、相関値算出部２５が予測波形データと入力波形データとの間の相関値を算出する。
【０１３０】
予測波形データが上述した値を有することで、予測波形データと入力波形データとの立ち上がり位置が一致したときに、より大きな正の相関を示す値が出力される。したがって、秒先頭位置を精度良く特定することが可能となる。
【０１３１】
本実施の形態においては、上述した処理により特定された秒パルス位置と、タイムコードの先頭位置の前後の信号レベルに基づき、タイムコードにおける分先頭位置を特定するとともに、タイムコードが含む符号を取得して、当該符号が示す値にしたがって、タイムコードを構成する日、時、分を含むコードの値を取得し、取得されたコードの値に基づいて現在時刻を算出する。したがって、内部計時回路１７において得られた時刻を、算出された現在時刻により修正することが可能となる。
【０１３２】
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。
【０１３３】
たとえば、上記実施の形態においては、秒パルス位置の検出の際に、ローレベルからハイレベルに立ち上がるポイントの前方（時間的に古い側）に所定区間だけ、ローレベルを示す第１の値「−１」を有し、上記ポイントの後方（時間的に新しい側）に所定区間だけ、ハイレベルを示す第２の値「１」を有し、さらに、上記ポイントの前後所定区間以外については、「０」を示す他の第３の値を有する予測波形データを用いている。しかしながら、これに限定されるものではなく、タイムコードを構成する符号、たとえば、符号「０」を繰り返したような形態の予測波形データを用いても良い。
【０１３４】
図２５は、本発明の第２の実施の形態にかかる秒パルス位置の検出（秒同期）をより詳細に示すフローチャートである。図２５に示すように、予測波形データ生成部２３は、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、４単位時間長（４秒）の、それぞれ、５０ｍｓずつ、符号「０」の先頭（ローレベルからハイレベルへの立ち上がり）の位置がずれた２０個の予測波形データＰ（１，ｊ）〜Ｐ（２０，ｊ）を生成する（ステップ２５０１）。
【０１３５】
次いで、予測波形データ生成部２３は、予測波形データＰ（１，ｊ）〜Ｐ（２０，ｊ）の特徴区間を抽出する（ステップ２５０２）。前述したように、符号「０」においては、図２２（ｂ）に示すように、符号の先頭から５００ｍｓの位置〜８００ｍｓの位置までが特徴区間であり、また、特徴区間における特徴値は「１」である。したがって、特徴区間抽出部２８は、予測波形データＰ（１，ｊ）〜Ｐ（２０，ｊ）の各々において、符号「０」の先頭から５００ｍｓの位置〜８００ｍｓの位置を特定する。
【０１３６】
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。
【０１３７】
一般に、予測波形データ（ｐ，ｊ）の特徴区間は、
Ｐ（ｐ，１０＋（ｐ−１））〜Ｐ（ｐ，１６＋（ｐ−１））、Ｐ（ｐ，３０＋（ｐ−１））〜Ｐ（ｐ，３６＋（ｐ−１））、Ｐ（ｐ，５０＋（ｐ−１））〜Ｐ（ｐ，５６＋（ｐ−１））、および、Ｐ（ｐ，７０＋（ｐ−１））〜Ｐ（ｐ，７６＋（ｐ−１））のデータ値の区間となる。なお、Ｐ（ｐ，ｊ）において、右側の数ｊ＞８０となった場合には、（ｊ−８０）となる。また、上記特徴区間のデータ値（特徴値）は、図２２（ｂ）に示すように「１」となる。
【０１３８】
次いで、共分散値の算出処理が実行される（ステップ２５０３）。図２６は、第２の実施の形態にかかる共分散値の算出処理の例を示すフローチャートである。図２６に示すように、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、波形切り出し部２４は、受信波形データバッファ２２から、４単位時間長（４秒）のデータを切り出して、入力波形データＳｎ（ｊ）を生成する（ステップ２６０１）。第２の実施の形態においても、１秒あたり２０サンプルのデータが取得されるため、Ｓｎ（ｊ）は、８０サンプルを含むデータとなる。次いで、ＣＰＵ１１は、予測波形データを特定するパラメータｐを「１」に初期化する（ステップ２６０２）。
【０１３９】
次いで、波形切り出し部２４は、入力波形データＳｎ（ｊ）において、予測波形データの特徴区間に対応する特徴区間のデータ値を取得する（ステップ２６０３）。ステップ２６０３においては、予測波形データＰ（ｐ，ｊ）に対応して、入力波形データＳｎ（ｊ）の特徴区間のデータ値は、
Ｓｎ（１０＋（ｐ−１））〜Ｓｎ（１６＋（ｐ−１））、Ｓｎ（３０＋（ｐ−１））〜Ｓｎ（３６＋（ｐ−１））、Ｓｎ（５０＋（ｐ−１））〜Ｓｎ（５６＋（ｐ−１））、および、Ｓｎ（７０＋（ｐ−１））〜Ｓｎ（７６＋（ｐ−１））となる。
【０１４０】
次いで、相関値算出部２７は、Ｓｎ（ｊ）の特徴区間のデータ値と、Ｐ（ｐ，ｊ）の特徴区間の対応するデータ値（特徴値）とを乗じて演算値を取得し、得られた演算値に基づき、共分散値を算出する（ステップ２６０４）。なお、上述したように、予測波形データＰ（ｐ、ｊ）の特徴区間のデータ値は「１」である。したがって、Ｓｎ（ｊ）の特徴区間のデータ値と、Ｐ（ｐ，ｊ）の特徴区間の対応するデータ値（特徴値）との乗算においては、Ｓｎ（ｊ）の特徴区間のデータ値を累算して、ΣＳｎ（ｊ）を求めるだけで良い。また、相関値算出部２７は、共分散値Ｃ（ｐ）の累算値Ｃａ（ｐ）を算出する（ステップ２６０５）。
【０１４１】
パラメータｐが２０より小さければ（ステップ２６０６でＮｏ）、パラメータｐがインクリメントされて（ステップ２６０６）、ステップ２６０３に戻る。ステップ２６０６でＹｅｓと判断された場合には処理を終了する。
【０１４２】
引き続いて実行される受信レベルの算出・表示処理（ステップ２５０４）、中止条件取得処理（ステップ２５０５）は、図８のステップ８０３、８０４とそれぞれ同様である。また、ステップ２５０６〜２５１０は、図８のステップ８０５〜８０９とそれぞれ同様である。
【０１４３】
上述したように、第２の実施の形態においては、予測波形データ生成部２３は、その波形形状がタイムコードにおける所定の符号、たとえば、符号「０」を含む複数の予測波形データを生成し、相関値算出部２５が予測波形データと入力波形データとの間の相関値を算出する。このような予測波形データを利用しても、正確な秒同期の特定を確実に実現できる。
【０１４４】
また、前記実施の形態にかかる受信レベル算出・表示処理において、共分散の累算値Ｃａ（ｐ）の最大値を比較して、最大値が増大しているかを判断している。この最大値を判断する際に、前後の累算値も考慮した他の指標値Ｖ（ｐ）＝Ｃａ（ｐ−１）＋Ｃ（ｐ）＋Ｃ（ｐ＋１）を用いて、指標値Ｖ（ｐ）の最大値が増大しているかを判断しても良い。
【０１４５】
また、前記実施の形態にかかる受信レベル算出・表示処理において、累算値のＣａ（ｐ）の最大値を処理回数で除して正規化して、最大レベルに対応する所定値に対する、正規化された値の比を受信レベルのレベル値としても良い。
【０１４６】
さらに、前記実施の形態かかる中止条件取得処理において、累算値の最大値Ｃａｍａｘを取得して、取得された最大値に基づいて、第２の中止条件を判定している。しかしながらこれに限定されず、前後の累算値も考慮した他の指標値Ｖ（ｐ）＝Ｃａ（ｐ−１）＋Ｃ（ｐ）＋Ｃ（ｐ＋１）に基づいて、第２の中止条件を判定しても良い。
【０１４７】
また、前記実施の形態においては、第１の中止条件或いは第２の中止条件の何れか一方で「中止」という判定結果が出ている場合には、秒先頭位置の特定を中止しているが、これに限定されず、第１の中止条件および第２の中止条件の双方において「中止」という判定結果が出た場合に秒先頭位置の特定を中止するように構成しても良い。
【０１４８】
また、前記実施の形態としては、ローレベルを示す第１の値を「−１」、ハイレベルを示す第２の値を「１」として、それ以外の他の第３の値を「０」としたがこれに限定されるものではない。第１の値および第２の値は、以下のようなものであれば良い。
（１）入力波形データにおいて第１の値が現れ、かつ、予測波形データにおいて第１の値が現れた場合、或いは、入力波形データにおいて第２の値が現れ、かつ、予測波形データにおいて第２の値が現れた場合に、演算により正の相関があることを示す所定の正の演算値が算出される。つまり、入力波形データおよび予測波形データにおいて、同じ値が現れた場合には、所定の正の演算値が算出される。
（２）入力波形データにおいて第１の値が現れ、かつ、予測波形データにおいて第２の値が現れた場合、或いは、入力波形データにおいて第２の値が現れ、かつ、予測波形データにおいて第１の値が現れた場合に、演算により負の相関があることを示す所定の負の演算値が算出される。つまり、入力波形データおよび予測波形データにおいて、異なる値が現れた場合には、所定の負の演算値が算出される。また、所定の負の演算値は、上記所定の正の値の符号を「−（マイナス）」としたものが望ましい。
【０１４９】
また、第３の値も「０」でなくとも良いが、第１の値と演算されたとき、および、第２の値と演算されたときに、上記共分散値など相関値に影響を与えない値となる必要がある。
【０１５０】
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。
【符号の説明】
【０１５１】
１０    電波時計
１１    ＣＰＵ
１２    入力部
１３    表示部
１４    ＲＯＭ
１５    ＲＡＭ
１６    受信回路
１７    内部時計回路
１８    信号比較回路
２１    入力波形データ生成部
２２    受信波形データバッファ
２３    予測波形データ生成部
２４    波形切り出し部
２５    相関値算出部
２６    相関値比較部
２７    受信レベル算出部
２８    中止判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年7月16日(2010.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
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でハイレベルとなる。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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
本実施の形態において、入力波形データ生成部２１は、受信回路１６から出力されたアナログ信号（図１０の符号１０１０参照）を、所定レベルを閾値として二値化する。ニ値化の際に、ローレベルのときには、データ値として第１の値「−１」が与えられ、ハイレベルのときには、データ値として第２の値「１」が与えられる。したがって、受信波形データバッファ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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
ステップ１２０２でＮｏと判断された場合には、受信レベル算出部２７は、受信レベルの値をデクリメントする（ステップ１２０７）。次いで、受信レベルの値が最小設定値である「０」より小さいかを判断し（ステップ１２０８）、小さい場合には（ステップ１２０８でＹｅｓ）、受信レベル算出部２７は、受信レベルの値を「０」とする（ステップ１２０９）。その後、ステップ１２０６に進む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
得られた共分散値Ｃ（ｐ）の中で最大値を示すＣ（ｘ）が最も相関の高い予測波形であるが、母数の不十分な標本から得られた共分散値においては、ノイズによる偶発的な要因で最大値が出現する場合もある。このような場合を排除する目的で、たとえば、ステップ８０８においては、たとえば、以下のような判断基準を設け、誤検出を避ける。
（１）共分散計算に使用した入力波形データの数が既定数以上であること
（２）Ｃ（ｘ）を示すｘの値が複数回数出現し、かつ、複数回数ｘの値が等しく、その頻度が他に比べて大きいこと。（ｘが最頻値）
（３）既定回数以上連続してｘの値が等しいこと。（最頻値の連続性）
（４）Ｃ（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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
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２１に示す予測波形データＰ（ｊ）において、単位時間長のサンプル数が２０であれば、ｊ＝１〜４０となる。この場合には、予測波形データ生成部２３は、特徴値として、２００ｍｓ〜５００ｍｓの区間および１２００ｍｓ〜１５００ｍｓの区間のデータ値、つまり、Ｐ（５）〜Ｐ（１０）およびＰ（２５）〜Ｐ（３０）のみを抽出する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
パラメータｐが２０より小さければ（ステップ２６０６でＮｏ）、パラメータｐがインクリメントされて（ステップ２６０７）、ステップ２６０３に戻る。ステップ２６０６でＹｅｓと判断された場合には処理を終了する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２１】
2011089906.tif 000029