(57)【要約】   【課題】  電界強度の状態や信号のノイズに影響されず、標準時刻電波の符号の先頭位置を特定する。  【解決手段】  入力波形データにおいて、各サンプル点が、ローレベルを示す第１の値「−１」およびハイレベルを示す第２の値「１」の何れかをとる。予測波形データにおいて、信号レベルの変化点の前で所定区間だけ第１の値「−１」をとり、変化点の後で所定区間だけ第２の値「１」をとり、他の区間で第３の値「０」をとる。相関値の算出に際して、第１の値と第１の値との演算、或いは、第２の値と第２の値との演算により、正の相関を示す第１の演算値「１」をとる一方、第１の値と第２の値との演算により、負の相関を示す第２の演算値「−１」をとる。入力波形データと予測波形データの信号レベルの変化点およびレベル変化の態様が一致したときの相関値が最大となるような予測波形データに基づき、タイムコードの秒先頭位置が検出される。【選択図】  図３
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【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、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先頭位置を特定する制御手段と、を備えたことを特徴とする時刻情報取得装置。
【請求項２】
前記第３の値と、前記第１の値或いは前記第２の値との演算値が、前記相関値に影響を与えない値であ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】
前記相関値算出手段が、前記予測波形データにおいて第１の値或いは第２の値をとる所定区間に属するサンプル値と、前記入力波形データの対応するサンプル値との演算値のみを算出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４】
前記制御手段が、前記最適値を示した予想波形データにおいて、前記信号レベルの変化点を示す位置を、前記タイムコードにおける秒の先頭位置と決定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項５】
前記タイムコードが、秒の先頭でローレベルからハイレベルに遷移する形態であり、
前記予想波形データが、前記信号レベルの変化点の前で所定区間だけ前記第１の値をとり、前記変化点の後で所定区間だけ前記第２の値をとり、前記他の区間で前記第３の値をとり、
前記演算値が、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、正の相関を示す正の第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、負の相関を示す負の第２の演算値をとり、
前記相関値算出手段が、前記算出された相関値を比較して、最適値として、相関値の最大値を選択することを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項６】
前記タイムコードが、秒の先頭でハイレベルからローレベルに遷移する形態であり、
前記予想波形データが、前記信号レベルの変化点の前で所定区間だけ前記第１の値をとり、前記変化点の後で所定区間だけ前記第２の値をとり、前記他の区間で前記第３の値をとり、
前記演算値が、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、正の相関を示す正の第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、負の相関を示す負の第２の演算値をとり、
前記相関値算出手段が、前記算出された相関値を比較して、最適値として、相関値の最小値を選択することを特徴とする請求項１ないし４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、前記時刻情報取得装置により特定された秒先頭位置と、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、当該前記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６の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項８】
請求項７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、
前記現在時刻算出装置により取得された現在時刻によって、前記内部計時手段により計時された現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記内部計時手段により計時された、或いは、時刻修正手段により修正された現在時刻を表示する時刻表示手段と、を備えたことを特徴とする電波時計。
【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】
また、単位時間長（１秒）のデータが、符号「Ｐ」、「１」、「０」の何れかを判定するだけでは、秒の先頭、分の先頭などは、その判定結果に基づいて、再度判定の処理を行なう必要がある。ここで、秒の先頭や分の先頭を適切に見出せない場合には、再度処理のやり直しが必要となる。
【００１１】
本発明は、電界強度の状態や信号のノイズに影響されず、標準時刻電波の符号の先頭位置、つまり秒の先頭位置を特定でき、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】
【００１２】
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、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先頭位置を特定する制御手段と、を備えたことを特徴とする時刻情報取得装置。
により達成される。
【００１３】
好ましい実施態様においては、前記第３の値と、前記第１の値或いは前記第２の値との演算値が、前記相関値に影響を与えない値である。
【００１４】
別の好ましい実施態様においては、前記相関値算出手段が、前記予測波形データにおいて第１の値或いは第２の値をとる所定区間に属するサンプル値と、前記入力波形データの対応するサンプル値との演算値のみを算出する。
【００１５】
また、好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記最適値を示した予想波形データにおいて、前記信号レベルの変化点を示す位置を、前記タイムコードにおける秒の先頭位置と決定する。
【００１６】
たとえば、ある好ましい実施態様においては、前記タイムコードが、秒の先頭でローレベルからハイレベルに遷移する形態であり、
前記予想波形データが、前記信号レベルの変化点の前で所定区間だけ前記第１の値をとり、前記変化点の後で所定区間だけ前記第２の値をとり、前記他の区間で前記第３の値をとり、
前記演算値が、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、正の相関を示す正の第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、負の相関を示す負の第２の演算値をとり、
前記相関値算出手段が、前記算出された相関値を比較して、最適値として、相関値の最大値を選択する。
【００１７】
別の好ましい実施態様においては、前記タイムコードが、秒の先頭でハイレベルからローレベルに遷移する形態であり、
前記予想波形データが、前記信号レベルの変化点の前で所定区間だけ前記第１の値をとり、前記変化点の後で所定区間だけ前記第２の値をとり、前記他の区間で前記第３の値をとり、
前記演算値が、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、正の相関を示す正の第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、負の相関を示す負の第２の演算値をとり、
前記相関値算出手段が、前記算出された相関値を比較して、最適値として、相関値の最小値を選択する。
【００１８】
また、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先頭位置と、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、当該前記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。
【００１９】
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、
前記現在時刻算出装置により取得された現在時刻によって、前記内部計時手段により計時された現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記内部計時手段により計時された、或いは、時刻修正手段により修正された現在時刻を表示する時刻表示手段と、を備えたことを特徴とする電波時計により達成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電界強度の状態や信号のノイズに影響されず、標準時刻電波の符号の先頭位置、つまり秒の先頭位置を特定でき、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】
【００２１】
【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、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１０】図１０は、本実施の形態にかかる共分散値の算出例を説明する図である。
【図１１】図１１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１２】図１２（ａ）は、ＪＪＹのように、秒の先頭位置でローレベルからハイレベルに立ち上がるような入力波形データＳｎ（ｊ）と、予測波形データＰ（ｐ，ｊ）（ｐ＝１〜２０）との共分散値の例を示すヒストグラム、図１２（ｂ）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入力波形データＳ’ｎ（ｊ）と、予測波形データＰ（ｐ，ｊ）（ｐ＝１〜２０）との共分散値の例を示すヒストグラムである。
【図１３】図１３は、本発明の他の実施の形態にかかる秒パルス位置の検出処理の例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本実施の形態にかかる予測波形データ、及び、予測波形データの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
また、本実施の形態においては、従来と同様の手法により、分の先頭、および、時、分、年月日を含む各種コード（符号）の値を特定している。年月日および時分が特定されることで、内部計時回路１７における誤差が算出され、内部計時回路１７における現在時刻を修正することができる。
【００２７】
入力部１２は、電波時計１０の各種機能の実行を指示するためのスイッチを含み、スイッチが操作されると、対応する操作信号をＣＰＵ１１に出力する。表示部１３は、文字盤やＣＰＵ１１によって制御されたアナログ指針機構、液晶パネルを含み、内部計時回路１７によって計時された現在時刻を表示する。ＲＯＭ１４は、電波時計１０を動作させ、また、所定の機能を実現するためのシステムプログラムやアプリケーションプログラムなどを記憶する。所定の機能を実現するためのプログラムには、後述する秒パルス位置の検出処理のために信号比較回路１８を制御するプログラムも含まれる。ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１１の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１４から読み出されたプログラムやデータ、ＣＰＵ１１にて処理されたデータなどを一時的に記憶する。
【００２８】
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。
【００２９】
図２は、本実施の形態にかかる受信回路の構成例を示すブロックダイヤグラムである。図２に示すように、受信回路１６は、標準時刻電波を受信するアンテナ回路５０、アンテナ回路５０により受信された標準時刻電波の信号（標準時刻電波信号）のノイズを除去するフィルタ回路５１、フィルタ回路５１の出力である高周波信号を増幅するＲＦ増幅回路５２、ＲＦ増幅回路５２から出力された信号を検波して、標準時刻電波信号を復調する検波回路５３を備え、検波回路５３によって復調された信号が信号比較回路１８に出力される。
【００３０】
図３は、本実施の形態にかかる信号比較回路の構成を示すブロックダイヤグラムである。図３に示すように、本実施の形態にかかる信号比較回路１８は、入力波形データ生成部２１、受信波形データバッファ２２、予測波形データ生成部２３、波形切り出し部２４、相関値算出部２５および相関値比較部２６を有する。
【００３１】
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。
【００３２】
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において詳細に説明する。波形切り出し部２４は、予測波形データの時間長と同じ時間長の入力波形データを、受信波形データバッファ２２から取り出す。
【００３３】
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。
【００３４】
図４は、本実施の形態にかかる電波時計において実行される処理の概略を示すフローチャートである。図４に示す処理は、主として、ＣＰＵ１１およびＣＰＵ１１の指示に基づく信号比較回路１８により実行される。図４に示すように、ＣＰＵ１１および信号比較回路１８（以下、説明の便宜上「ＣＰＵ１１等」と称する。）は、秒パルス位置を検出する（ステップ４０１）。秒パルス位置の検出の処理は、秒同期とも称される。図５は、標準時刻電波信号の規格を説明する図である。図５に示すように、標準時刻電波信号は、決められた規格にしたがって送信される。標準時刻電波信号においては、１秒の単位時間長の「Ｐ」、「１」および「０」を示す符号が連なっている。標準時刻電波は、６０秒を１フレームとしており、１フレームには６０個の符号が含まれる。また、標準時刻電波においては、１０秒ごとにポジションマーカー「Ｐ１」、「Ｐ２」、・・・或いはマーカー「Ｍ」が到来し、また、フレームの末尾に配置されたポジションマーカー「Ｐ０」およびフレームの先頭に配置されたマーカー「Ｍ」が連続している部分を検出することで、６０秒ごとに到来するフレームの先頭、つまり分の先頭位置を見出すことができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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）。
【００３８】
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）。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
図８は、本実施の形態にかかる秒パルス位置の検出（秒同期）をより詳細に示すフローチャートである。また、図９は、本実施の形態にかかる秒パルス位置の検出処理を模式的に示す図である。図８に示すように、予測波形データ生成部２３は、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、上述したような、４単位時間長（４秒）の、それぞれ、５０ｍｓずつ、ローレベルからハイレベルへの立ち上がりの位置がずれた２０個の予測波形データＰ（１，ｊ）〜Ｐ（２０，ｊ）を生成する（ステップ８０１、図９の符号９０１）。予測波形データの値は、図７を参照して説明したように、第１の値、第２の値および第３の値の何れかとなる。
【００４７】
次いで、ＣＰＵ１１の指示にしたがって、波形切り出し部２４は、受信波形データバッファ２２から、４単位時間長（４秒）のデータ（図９の符号９１０参照）を切り出して、入力波形データＳｎ（ｊ）を生成する（ステップ８０２、図９の符号９１１）。本実施の形態では、１秒あたり２０サンプルのデータが取得されるため、Ｓｎ（ｊ）は、８０サンプルを含むデータとなる。なお、処理を高速化させ、或いは、受信波形データバッファ２２のサイズを小さくするために、波形切り出し部２４は、４単位時間長のデータの全てが受信波形データバッファ２２に格納されない状態で、Ｓｎ（１）、Ｓｎ（２）、・・・という順で順次、サンプルデータを取り出していっても良い。
【００４８】
本実施の形態において、入力波形データ生成部２１は、受信回路１６から出力されたアナログ信号（図９の符号９１０参照）を、所定レベルを閾値として二値化する。ニ値化の際に、ローレベルのときには、データ値として第１の値「−１」が与えられ、ハイレベルのときには、データ値として第２の値「１」が与えられる。したがって、受信データバッファ２２には、第１の値および第２の値からなるディジタルデータが格納される。したがって、波形切り出し部２４により抽出される入力波形データＳｎ（ｊ）のデータ値も、第１の値或いは第２の値の何れかの値をとる。
【００４９】
次いで、相関値算出部２５は、ＣＰＵ１１の指示に従って、予測波形データを特定するパラメータｐを「１」に初期化し（ステップ８０３）、入力波形データＳｎ（ｊ）と、予測波形データＰ（ｐ，ｊ）のそれぞれとの間の相関値（共分散値）Ｃ（ｐ）を算出する（ステップ８０４）。
【００５０】
本実施の形態において、相関値算出部２５は、入力波形データのデータ値Ｓｎ（ｊ）と、その平均値Ｓｍ、予測波形データのデータ値Ｐ（ｐ，ｊ）値と、その平均値Ｐｍとを用いて、以下の数式にしたがって、共分散値Ｃ（ｐ）を算出する。図９において、Ｓｎ（ｊ）と、Ｐ（１，ｊ）、Ｐ（２，ｊ）、・・・、Ｐ（２０，ｊ）のそれぞれとの共分散値の算出により、Ｃ（１）、Ｃ（２）、・・・、Ｃ（２０）が得られている。
【００５１】
Ｃ（ｐ）＝（１／Ｎ）＊Σ（（Ｓｎ（ｊ）−Ｓｍ）＊（Ｐ（ｐ、ｊ）−Ｐｍ））
Ｓｍ＝（１／Ｎ）＊Σ（Ｓｎ（ｊ））、Ｐｍ＝（１／Ｎ）＊Σ（Ｐ（ｐ、ｊ））
なお、シグマは、ｊ＝１〜Ｎについてのものである。なお、上述したように、波形切り出し部２４が、Ｓｎ（１）、Ｓｎ（２）、・・・という順で順次、サンプルデータを取り出していく場合には。全てのＳｎ（ｊ）（ｊ＝１〜Ｎ）がステップ７０３の当初には取得されていない。したがって、ステップ７０３の当初の段階では、平均値Ｓｍ＝（１／Ｎ）＊Σ（Ｓｎ（ｊ））が得られない。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
図１０は、本実施の形態にかかる共分散値の算出例を説明する図である。図１０の例では、入力波形データ、予測波形データのうち、最初の１秒（ｊ＝１〜２０）を示している。また、右側に表示されるＣ（１）〜Ｃ（６）は、共分散値自体ではなく、Ｓｎ（ｊ）＊Ｐ（ｐ，ｊ）の累算値を示している。入力波形データＳｎ（ｊ）においては、ｊ＝４、５のときにハイレベルとなり、第２の値「１」を示す。それ以外ではローレベルであり、第１の値「−１」を示している。
【００５７】
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。
【００５８】
パラメータｐが「２０」より小さい場合には（ステップ８０５でＮｏ）、パラメータｐがインクリメントされて（ステップ８０６）、ステップ８０４に戻る。全てのパラメータｐについて、共分散値Ｃ（１）〜Ｃ（２０）が取得されると、ステップ８０５でＹｅｓと判断される。この場合には、相関値比較部２６は、相関値Ｃ（１）〜Ｃ（２０）を比較して、最適値（この場合には最大値）Ｃ（ｘ）を見出す（ステップ８０７）。ＣＰＵ１１は、最適値Ｃ（ｘ）を受け入れて、当該最適値が有効であるか否かを判断する（ステップ８０８）。
【００５９】
得られた共分散値Ｃ（ｐ）の中で最大値を示すＣ（ｘ）が最も相関の高い予測波形であるが、母数の不十分な標本から得られた共分散値においては、ノイズによる偶発的な要因で最大値が出現する場合もある。このような場合を排除する目的で、たとえば、ステップ７０５においては、たとえば、以下のような判断基準を設け、誤検出を避ける。
（１）共分散計算に使用した入力波形データの数が既定数以上であること
（２）Ｃ（ｘ）を示すｘの値が複数回数出現し、かつ、複数回数ｘの値が等しく、その頻度が他に比べて大きいこと。（ｘが最頻値）
（３）既定回数以上連続してｘの値が等しいこと。（最頻値の連続性）
なお、上記（１）〜（３）の判断を適用する場合には、図８のステップ８０２〜８０７の処理の組が複数回数実行される。
（４）Ｃ（ｐ）の分散が規定値以下であること、
（５）Ｃ（ｐ）の統計量である尖度や歪度もしくは、それに準ずる評価関数を計算し、その結果が規定値に達しているかを判断すること。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
秒パルス位置の検出（ステップ４０１）、つまり、秒同期が終了すると、分先頭位置が検出される（ステップ４０２）。分先頭位置の検出を、分同期とも称する。ステップ４０１により、すでに秒パルス位置（秒の先頭位置）は確定している。また、ＪＪＹでは、１分のフレームにおいて、末尾にポジションマーカー「Ｐ０」を示す符号が配置され、また、先頭にマーカー「Ｍ」を示す符号が配置される。したがって、分同期においては、ＣＰＵ１１および信号比較回路１８は、フレームの末尾に配置されたポジションマーカー「Ｐ０」を示す符号およびフレームの先頭に配置されたマーカー「Ｍ」を示す符号が連続したことを判断すれば良い。
【００６３】
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）。ステップ４０３においては、ＣＰＵ１１および信号比較回路１８は、分先頭位置から、６０個の符号データを取り込む。符号データが取り込めた場合には、ＣＰＵ１１は、取り込まれた符号データから得られた年月日日時が、現実に存在し得る値であるか否かを判断する。取り込まれた符号に整合性があると判断された場合には、符号に基づく現在時刻を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）。
【００６４】
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。
【００６５】
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１１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１１（ａ）において、入力波形データＳｎ（ｊ）は、秒の先頭位置（符号１１００参照）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。
【００６６】
その一方、図１１（ｂ）に示すように、秒の先頭位置で、ハイレベルからローレベルに立ち下がるような入力波形データＳ’ｎ（ｊ）を考える。この入力波形データＳ’ｎ（ｊ）と、予測波形データＰ（ｊ）との共分散値Ｃを考えると、最小値である「−２」をとる。すなわち、ＷＷＢＶやＭＳＦのように、秒の先頭位置でハイレベルからローレベルに立ち下がるようなデータについて、秒の先頭位置を検出するためには、図８の処理において、最適値として、共分散値の最小値を選択すれば良い。
【００６７】
図１２（ａ）は、ＪＪＹのように、秒の先頭位置でローレベルからハイレベルに立ち上がるような入力波形データＳｎ（ｊ）と、予測波形データＰ（ｐ，ｊ）（ｐ＝１〜２０）との共分散値の例を示すヒストグラムである。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、秒の先頭位置が決定される。
【００６８】
図１２（ｂ）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入力波形データＳ’ｎ（ｊ）と、予測波形データＰ（ｐ，ｊ）（ｐ＝１〜２０）との共分散値の例を示すヒストグラムである。入力波形データＳ’ｎ（ｊ）は、図１２（ａ）にかかる入力波形データＳｎ（ｊ）のデータ値を反転させたものである。図１２（ｂ）の例では、ｐ＝２のときの共分散値Ｃ（２）が最小値をとる。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、秒の先頭位置が決定される。
【００６９】
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１１（ｃ）において、入力波形データＳ’ｎ（ｊ）は、図１１（ｂ）のものと同様である。また、予測波形データＰ’（ｊ）は、図１１（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。
【００７０】
本実施の形態においては、１以上の単位時間長を有する入力波形データにおいて、各サンプル点が、ローレベルを示す第１の値「−１」およびハイレベルを示す第２の値「１」の何れかをとる。また、１以上の単位時間長を有する複数の予測波形データのそれぞれにおいて、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「−１」、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「１」、および、所定区間以外の他の区間における第３の値「０」の何れかをとる。
【００７１】
入力波形データおよび予測波形データが上述した値を有することで、第１の値と第１の値との演算、或いは、第２の値と第２の値との演算により、正の相関を示す第１の演算値「１」をとる一方、第１の値と第２の値との演算により、負の相関を示す第２の演算値「−１」をとる。したがって、入力波形データと予測波形データの信号レベルの変化点およびローレベルからハイレベルなどレベル変化の態様が一致したときの相関値をより大きくして、レベル変化点および変化の態様が一致した場合の感度を上げることが可能となる。したがって、複数の予測波形データのそれぞれについて共分散値のヒストグラムを考えたとき（たとえば、図１２（ａ））、その最適値を、急峻なピーク値として得ることが可能となる。また、最大値が秒の先頭である可能性を非常に高める、すなわち、秒同期の精度を著しく高めることが可能となる。
【００７２】
また、本実施の形態において、第３の値と第１の値との演算、或いは、第３の値と第２の値との演算によって共分散値の算出に影響の出ない値「０」となるように、第３の値を「０」としている。これにより、上記共分散値の最適値が適切に算出される。
【００７３】
また、本実施の形態において、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。これにより、秒の先頭位置を適切に特定することが可能となる。
【００７４】
たとえば、ＪＪＹの規格にしたがったタイムコードのように、各符号が、秒の先頭でローレベルからハイレベルに遷移する形態であれば、予測波形データは、信号レベルの変化点の前で所定区間だけ第１の値「−１」をとり、変化点の後で所定区間だけ第２の値「１」をとり、他の区間で第３の値「０」をとる。この場合には、算出された相関値を比較して、最適値として、相関値の最大値が選択されることで、入力波形データと最も相関の大きな予測波形データを特定することが可能となる。
【００７５】
或いは、ＷＷＶＢやＭＳＦの規格にしたがったタイムコードのように、各符号が、秒の先頭でハイレベルからローレベルに遷移する形態の場合にも、予測波形データは、信号レベルの変化点の前で所定区間だけ第１の値「−１」をとり、変化点の後で所定区間だけ第２の値「１」をとり、他の区間で第３の値「０」をとっても良い。この場合には、算出された相関値を比較して、最適値として、相関値の最小値が選択されることで、入力波形データと負の相関の度合いの大きな予測波形データを特定することが可能となる。この予測波形データに基づき、適切にＷＷＶＢやＭＳＦの規格にしたがったタイムコードの秒先頭位置を得ることが可能となる。
【００７６】
さらに、本実施の形態においては、秒先頭位置と、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が特定され、さらに、タイムコードが含む符号が取得されて、当該前記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が取得される。その後、取得されたコードの値に基づいて現在時刻が算出される。したがって、内部計時回路において得られた時刻を、算出された現在時刻により修正することが可能となる。
【００７７】
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。
【００７８】
前記実施の形態においては、予測波形データにおいて、ローレベルからハイレベルに立ち上がるポイントの前方（時間的に古い側）に所定区間だけ、ローレベルを示す第１の値を有し、上記ポイントの後方（時間的に新しい側）に所定区間だけ、ハイレベルを示す第２の値を有する。また、上記ポイントの前後所定区間以外については、「０」を示す他の第３の値を有する。しかしながら、これに限定されるものではない。たとえば、上記ポイントの前後所定区間の範囲以外は、演算の対象外としても良い。つまり、上記所定区間苦いの区間において、第３の値「０」ではなく、不定或いは無効値となっていても良い。
【００７９】
この場合には、予測波形データの信号レベルの変化点、つまり、ローレベルからハイレベルに立ち上がるポイントの前後の所定区間のデータのみを抽出し、所定区間のデータ値と、対応する入力波形データのデータ値の共分散値を算出する。図７において、第１の予測波形データＰ（１，ｊ）における所定区間とは、符号７１１および７１２に示す区間である。第２の予測波形データＰ（２，ｊ）、第３の予測波形データＰ（３，ｊ）、第４の予測波形データＰ（４，ｊ）、・・・、第２０の予測波形データＰ（２０，ｊ）のそれぞれにおける所定区間は、符号７２１、７３１、７３１、・・・、７５１で示す区間である。
【００８０】
図１３は、本発明の他の実施の形態にかかる秒パルス位置の検出処理の例を示すフローチャートである。図１３のステップ１３０１〜１３０３は、それぞれ、図８のステップ８０１〜８０３に対応する。また、図１３のステップ１３０６〜１３１０は、それぞれ、図８のステップ８０５〜８０９に対応する。この実施の形態においては、相関値算出部２５は、予測波形データＰ（ｐ，ｊ）の上記所定区間を有効範囲として抽出するとともに、入力波形データＳｎ（ｊ）においても、予測波形データＰ（ｐ，ｊ）の有効範囲に対応する区間を有効範囲として抽出する（ステップ１３０４）。次いで、相関値算出部２５は、入力波形データＳｎ（ｊ）の有効範囲と、予測波形データＰ（ｐ，ｊ）の有効範囲との間で、対応するデータ値の共分散値を算出する（ステップ１３０５）。共分散値の算出は、本実施の形態と同様である。
【００８１】
上述したような構成とすることで、所定区間以外の区間における入力波形データのデータ値と、予測波形データのデータ値との演算を省略することができ、演算回数を減少させることが可能となる。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
さらに、前記実施の形態において、予測波形データのそれぞれにおいて、各サンプル点が、信号レベルの変化点の前方の５０ｍｓの区間でローレベルを示す第１の値「−１」、変化点の後方の５０ｍｓの区間でハイレベルを示す第２の値「１」、および、それ以外の区間で第３の値「０」をとる。すなわち、図１４（ａ）の予測波形データ（符号１４００参照）に示すように、変化点の前後の所定区間を、それぞれ５０ｍｓとしている。しかしながら、所定区間はこれに限定されるものではない。たとえば、変形例（１）（符号１４０１参照）では、上記所定区間は１００ｍｓである。さらに所定区間を大きくして、変形例（２）（符号１４０２参照）のように、１５０ｍｓとしても良い。
【００８６】
予測波形データ１４００のように、上記所定区間が小さい場合が一般的に検出精度は高くなる。しかしながら、変形例１４０１、１４０２のように、所定区間に一定の幅（時間長）を持たせた場合には、ノイズの影響を受けずに安定して検出結果が得られる場合もある。
【符号の説明】
【００８７】
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
【図１】
2011069685.tif 000003
【図２】
2011069685.tif 000004
【図３】
2011069685.tif 000005
【図４】
2011069685.tif 000006
【図５】
2011069685.tif 000007
【図６】
2011069685.tif 000008
【図７】
2011069685.tif 000009
【図８】
2011069685.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2011069685.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2011069685.tif 000016
【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】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
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】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
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８０４の当初には取得されていない。したがって、ステップ８０４の当初の段階では、平均値Ｓｍ＝（１／Ｎ）＊Σ（Ｓｎ（ｊ））が得られない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
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）
なお、上記（１）〜（３）の判断を適用する場合には、図８のステップ８０２〜８０７の処理の組が複数回数実行される。
（４）Ｃ（ｐ）の分散が規定値以下であること、
（５）Ｃ（ｐ）の統計量である尖度や歪度もしくは、それに準ずる評価関数を計算し、その結果が規定値に達しているかを判断すること。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
さらに、前記実施の形態において、予測波形データのそれぞれにおいて、各サンプル点が、信号レベルの変化点の前方の５０ｍｓの区間でローレベルを示す第１の値「−１」、変化点の後方の５０ｍｓの区間でハイレベルを示す第２の値「１」、および、それ以外の区間で第３の値「０」をとる。すなわち、図１４の予測波形データ（符号１４００参照）に示すように、変化点の前後の所定区間を、それぞれ５０ｍｓとしている。しかしながら、所定区間はこれに限定されるものではない。たとえば、変形例（１）（符号１４０１参照）では、上記所定区間は１００ｍｓである。さらに所定区間を大きくして、変形例（２）（符号１４０２参照）のように、１５０ｍｓとしても良い。