(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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複数のビットからなるタイムコードを含む信号をサンプリングして、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、
内部クロック信号によりベースタイムを計時する内部計時手段と、
前記ベースタイムに基づいて、前記入力波形データパターンと同一の時間長を有する複数の予測波形データパターンを生成する予測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、前記複数の予測波形データパターンのサンプル値を比較して不一致を検出し、前記複数の予測波形データパターンのそれぞれについての不一致の数を示すエラー数を取得するエラー検出手段と、
最小のエラー数をもつ予測波形データパターンに基づいて、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、
前記エラー検出手段は、
前記複数の予測波形データパターンのサンプル値のうち、規格により一定値が割り当てられたビット或いは日時により一意的に値が特定されるビット以外の比較すべきでない無効ビットを検出する無効ビット検出手段と、
前記複数の予測波形データパターンの各々について、前記無効ビットを除いた有効ビットのサンプル値と、前記入力波形データパターンの対応するビットのサンプル値とを比較して、前記エラー数を算出するエラー数算出手段と、を有することを特徴とする時刻情報取得装置。
【請求項２】
前記エラー検出手段は、
前記複数の予測波形データパターンの各々について、無効ビットを除いた有効ビットのビット数を比較して、前記複数の予測波形データパターンの有効ビット数が一致するように調整するビット数調整手段を有し、
前記エラー数算出手段は、
前記ビット数調整手段により、調整された有効ビットのサンプル値を用いて、エラー数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３】
前記無効ビットの数を所定数より小さくなるように、前記複数の予測波形データパターンのそれぞれの開始位置を決定する予測波形データパターン決定手段と、
前記予測波形データパターン決定手段により決定された開始位置に合致する前記入力波形データパターンの開始位置を決定する入力波形データパターン決定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の時刻情報取得装置。
【請求項４】
前記予測波形データパターン決定手段は、
前記無効ビットを除いた前記複数の予測波形データパターンのそれぞれの開始位置、およびビット数を決定することを特徴とする請求項３に記載の時刻情報取得装置。
【請求項５】
前記予測波形データパターン決定手段は、
予測波形データパターンの先頭ビットが、一連の無効ビットの最終ビットの次のビットに対応し、
予測波形データパターンの最終ビットが、一連の無効ビットの先頭ビットの１つ前のビットに対応するように、
前記開始位置およびビット数を決定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】
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と、
前記ベースタイムを表示する表示手段と、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。
【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。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２４９６３２号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６５４４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、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
また、標準時刻電波信号は、種々の規格（ＪＪＹ，ＷＷＶＢ、ＤＣＦ７７、ＭＳＦなど）を有し、その規格にしたがって、所定の順序で符号が並んでいる。ここで、標準時刻電波信号には、サマータイムの実施に関するビットや閏秒を示すためのビットなど、現在は使われていないビットや、特定の時期のみ使用されるビットも含まれる。これらビットは、現状では特定の値が与えられているが、将来、或いは、一時的に他の値が与えられる可能性があるビットである。現在使われていないビットは、拡張ビットとも称され、将来の使用の可能性を有しているが、現状では、たとえば、符号「０」に対応する値が割り当てられている。また、サマータイムや閏秒に関するビットは、サマータイムの実施時期とそれ以外、或いは、閏秒の適用時とそれ以外で値が異なる。これらのビットについては、日時（年月日および時刻）からは一意的に値を特定することができない。したがって、これらビットのサンプル値を、正誤の判定に使用するのは望ましくない。
【００１３】
本発明は、短時間かつ高精度で、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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的は、
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複数のビットからなるタイムコードを含む信号をサンプリングして、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、
内部クロック信号によりベースタイムを計時する内部計時手段と、
前記ベースタイムに基づいて、前記入力波形データパターンと同一の時間長を有する複数の予測波形データパターンを生成する予測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、前記複数の予測波形データパターンのサンプル値を比較して不一致を検出し、前記複数の予測波形データパターンのそれぞれについての不一致の数を示すエラー数を取得するエラー検出手段と、
最小のエラー数をもつ予測波形データパターンに基づいて、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、
前記エラー検出手段は、
前記複数の予測波形データパターンのサンプル値のうち、規格により一定値が割り当てられたビット或いは日時により一意的に値が特定されるビット以外の比較すべきでない無効ビットを検出する無効ビット検出手段と、
前記複数の予測波形データパターンの各々について、前記無効ビットを除いた有効ビットのサンプル値と、前記入力波形データパターンの対応するビットのサンプル値とを比較して、前記エラー数を算出するエラー数算出手段と、を有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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、短時間かつ高精度で、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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる電波時計１０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１６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１８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エラー検出部２５の構成を示すブロックダイヤグラムである。
【図５】図５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】図６は、ステップ５０５をより詳細に示すフローチャートである。
【図７】図７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８】図８は、ＪＪＹの規格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９】図９は、ＪＪＹの規格にしたがった標準時刻電波信号の各ビットの機能を説明する図である。
【図１０】図１０は、本実施の形態にかかる入力波形データ、入力波形データパターンおよび複数の予測波形データパターンを説明するための図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、予測波形データパターンの本来のビット数Ｎ＝１９〜２３としたときの、予測波形データパターンの例を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、予測波形データパターンの本来のビット数Ｎ＝１９〜２３としたときの、無効ビット数、有効ビット数、調整後の有効ビット数の例を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、図１１（ａ）〜（ｅ）に示す予測波形データパターンの調整後の有効ビットを示す図である。
【図１４】図１４は、予測波形データパターンの調整後の有効ビットのサンプル値と、入力波形データパターンの対応するサンプル値との比較を説明する図である。
【図１５】図１５は、予測波形データパターンの調整後の有効ビットのサンプル値と、入力波形データパターンの対応するサンプル値との比較を説明する図である。
【図１６】図１６は、本実施の形態にかかる許容最大ＢＥＲテーブルの例を示す図である。
【図１７】図１７は、ＤＣＦ７７の規格にしたがった標準時刻電波信号の各ビットの機能を示す図である。
【図１８】図１８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、ＤＣＦ７７の標準時刻電波信号に基づく予測波形データパターンの例を示す図である。
【図１９】図１９は、第２の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２０】図２０は、第２の実施の形態における予測波形データの開始時刻およびビット長を説明する図である。
【図２１】図２１は、第２の実施の形態における予測波形データの開始時刻およびビット長を説明する図である。
【図２２】図２２は、第２の実施の形態における予測波形データの開始時刻およびビット長を説明する図である。
【図２３】図２３は、第２の実施の形態における処理開始時刻Ｎｏｗと、予測波形データパターンおよび入力波形データパターンの開始位置とを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
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つの符号を示すビットは単位時間長（１秒）であるため、１周期では６０個の符号を含み得る。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる電波時計１０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。
【００２８】
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により得られる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を表示部１３に転送する処理などを実行する。
【００２９】
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、処理開始時刻Ｎｏｗを特定し、処理開始時刻Ｎｏｗの前後所定の時刻を開始時刻とする、１以上の単位時間長の予測波形データパターンを複数生成し、複数の予測波形データパターンと、受信波形から生成した入力波形データパターンとをそれぞれ比較する。
【００３０】
上記比較の結果、受信信号に含まれる符号が特定され、ベースタイムＢＴと受信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。
【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、本実施の形態における予測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、分先頭位置の検出処理、並びに、符号のデコード処理等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。
【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ベースタイムに基づく時刻を計時し、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、予測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および秒同期実行部２７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（「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、４０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。
【００３６】
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、秒毎の入力波形データのサンプル値Ｄ（ｎ）を得ることができる。
【００３７】
なお、第１の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ビット分の符号のデータを入力波形データ、その値をサンプル値と称する。また、所定の複数秒にわたって取得された複数ビット分の符号のデータを、入力波形データパターンと称する。以下に述べる予測波形データパターン生成部２３においても、１ビット分の符号のデータを予測波形データ、複数ビット分の符号のデータを、予測波形データパターンと称する。
【００３８】
予測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予測波形データパターンを生成する。複数の予測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、予測波形データパターンの時間長と同じ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。
【００３９】
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においては、図８に示す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。
【００４０】
エラー検出部２５は、複数の予測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を構成するビットごとのサンプル値Ｄ（ｎ）を有する。また、予測波形データパターンも、同様に、秒毎の予測波形データを構成するビットごとのサンプル値Ｐ（ｎ）を有する。したがって、入力波形データのサンプル値と、対応する予測波形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。
【００４１】
図４は、本実施の形態にかかるエラー検出部２５の構成を示すブロックダイヤグラムである。図４に示すように、本実施の形態にかかるエラー検出部２５は、無効ビット検出部３１、エラー数算出部３２およびパターン長調整部３３を有する。無効ビット検出部３１は、予測波形データパターン中、波形切り出し部２４により得られた入力波形データパターンのサンプル値との比較をすべきでない無効ビットを検出する。エラー数算出部３２は、予測波形データパターンの無効ビットではないビット（有効ビット）のサンプル値と、入力波形データのサンプル値との比較結果に基づき、エラー数を算出する。また、パターン長調整部３３は、複数の予測波形データパターンのそれぞれの有効ビット数を、同一にするためにパターン長を調整する。これらにおいて実行される処理については、後にも再度説明する。
【００４２】
また、一致判定部２６は、複数の予測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、入力波形データパターンと一致する予測波形データパターンを特定する。
【００４３】
図５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。また、図６は、ステップ５０５をより詳細に示すフローチャートである。図５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５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５０１）。秒パルス位置の検出の処理は、秒同期とも称される。
【００４４】
秒同期は、信号比較回路１８の秒同期実行部２７により、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Δｔが得られる。
【００４５】
図７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７に示すように、ＪＪＹの規格にしたがった標準時刻電波信号は、ＪＪＹの符号が、決められた順序で送信される。ＪＪＹの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ことで、６０秒毎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。また、秒同期は、上記６０個の符号の何れかの先頭位置を見出すことである。
【００４６】
図８は、ＪＪＹの規格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８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。
【００４７】
ＪＪＹの規格にしたがった標準時刻電波信号では、符号「０」と、符号「１」との間では、５００ｍｓ〜８００ｍｓの時間帯において、値が相違する。つまり、符号「０」では、上記時間帯では、ハイレベル（値「１」）であるが、符号「１」では、上記時間帯では、ローレベル（値「０」）となる。そこで、本実施の形態において、入力波形データ生成部２１は、上記時間帯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、秒毎の入力波形データのサンプル値Ｄ（ｎ）を取得している。無論、他の規格にしたがった信号では、符号によって値の相違が現れる区間が異なる。したがって、入力波形データ生成部２１は、データ値「１」、「０」の数に基づきサンプル値を決定する時間帯を、規格によって変更するのが望ましい。
【００４８】
図７において、ＪＪＹの規格にしたがった標準時刻電波信号には、「分」、「時」、「１月１日からの通算日」、「年」、「曜日」など、日時を示すための符号が含まれる一方、拡張ビットという、現状では固定値「０」が与えられているが将来使用される可能性のあるビットが含まれる。また、標準時刻電波信号には、サマータイムの実施に関するビットや閏秒を示すためのビットなど、現在は使われていない、或いは、特定の時期のみ使用されるビットも含まれる。これらビットは、現状では特定の値が与えられているが、将来、或いは、一時的に他の値が与えられる可能性があるビットであり、これらビットを、以下、無効ビットと称する。すなわち、無効ビットは、規格により一定値が割り当てられたビット或いは日時（年月日および時刻）により一意的に値が特定されるビット以外のビットである。
【００４９】
図９は、ＪＪＹの規格にしたがった標準時刻電波信号の各ビットの機能を説明する図である。図９において、上段（符号９１０参照）が秒先頭からの経過時間を示し、中段（符号９１１参照）が符号の内容、下段（符号９１２参照）が値の意味を示している。ここで、最下段の値の意味において「拡張」と示されているビット（たとえば、符号９０１、９０２参照）が、拡張ビットに該当する。図９においては、符号９０１〜９０８示すビットが、無効ビットである。
【００５０】
図１０は、本実施の形態にかかる入力波形データ、入力波形データパターンおよび複数の予測波形データパターンを説明するための図である。図１０において、内部計時回路１７により計時された時刻であるベースタイムＢＴに基づく処理開始時刻Ｎｏｗがデータ先頭となる入力波形データ１０００を考える。秒同期実行部２７が秒同期を行なうことにより、秒先頭位置がベースタイムＢＴに基づく処理開始時刻ＮｏｗよりΔｔだけ時間軸上で後方であったことを示している。以下、入力波形データにおいて、時刻Ｎｏｗ＋Δｔ、および、時刻Ｎｏｗ＋Δｔから秒単位で離間した位置を基準としてデータの切り出しが行なわれる。この時刻Ｎｏｗ＋Δｔを符号先頭時刻と称する。ベースタイムＢＴは、本実施の形態にかかる電子時計１０の内部計時回路１７により計時される時刻をいう。また、処理開始時刻Ｎｏｗは、ベースタイムＢＴにしたがった標準時刻電波の受信が開始された時刻である。
【００５１】
秒同期（ステップ５０１）が終了すると、ＣＰＵ１１等は、先の処理において取得し、ＲＡＭ１５の所定の領域に格納されている最終修正時刻Ｔｌａｓｔが存在するかを判断する（ステップ５０２）。なお、Ｔｌａｓｔは、電子時計１０の全体がリセットされたとき、或いは、ユーザが入力部１２を操作して、内部計時回路１７の時刻を変更したときにリセットされる。したがって、このような場合に、ステップ５０２でＮｏと判断される。
【００５２】
ステップ５０２でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１１等は、電子時計１０における内部時計精度Ｐｒから、想定される誤差である想定最大誤差ΔＳｍａｘを算出する（ステップ５０３）。ΔＳｍａｘは以下の式に基づいて算出される。
【００５３】
ΔＳｍａｘ＝Ｐｒ×（ＢＴ−Ｔｌａｓｔ）
（ＢＴ−Ｔｌａｓｔ）は、前回の処理で時刻が修正されたときから、内部計時回路１７により計時された時刻ＢＴまでの期間、すなわち、時刻修正が行なわれていない期間を示す。Ｐｒが、月差±１５秒に対応する値（たとえば１５秒）である場合に、（ＢＴ−Ｔｌａｓｔ）が３０日であれば、ΔＳｍａｘは、１５秒となる。
【００５４】
次いで、想定最大誤差ΔｍａｘＳが、閾値Ｓｔｈより大きいかを判断する（ステップ５０４）。本実施の形態では、電子時計１０が月差±１５秒であり、時刻修正が行なわれていない期間が３０日以内（つまりＳｔｈが３０日に相当する）であれば、本実施の形態にかかる複数の予測波形データパターンを用いた時刻取得処理が実行される（ステップ５０５）。ΔＳｍａｘを秒数とすると、２×ΔＳｍａｘ＋１個の複数の予測波形データパターンが生成される。
【００５５】
図６は、本実施の形態にかかるステップ５０５をより詳細に示すフローチャートである。図６に示すように、信号比較回路１８の波形切り出し部２４は、受信波形データバッファ２２から入力波形データを読み出して、秒同期に基づく秒先頭位置Ｎｏｗ＋Δｔから、所定秒数の時間長を有する入力波形データパターンＤＰを生成する（ステップ６０１）。図１０に示す例では、入力波形データのサンプル値Ｄ（０）〜Ｄ（４）の５秒分の入力波形データパターンＤＰが示されている（符号１００２参照）。実際には、サンプル値Ｄ（ｎ）（ｎ＝０〜Ｎ−１）の個数Ｎは、受信回路１６において受信される標準時刻電波の受信強度などにより決定される。たとえば、ＣＰＵ１１は、Ｎ−１＝２０程度を最小値として、標準時刻電波の受信強度が小さくなるのにしたがって、サンプル値の個数が増大するように、サンプル値の個数を決定すれば良い。
【００５６】
図１０において、サンプル値Ｄ（０）〜Ｄ（４）は、それぞれ、時刻Ｎｏｗ＋Δｔ、Ｎｏｗ＋Δｔ＋１、Ｎｏｗ＋Δｔ＋２、Ｎｏｗ＋Δｔ＋３、Ｎｏｗ＋Δｔ＋４から開始され、また、それぞれが１ビット分の符号を示す値（「０」または「１」）を含む。
【００５７】
次いで、予測波形データパターン生成部２３は、ベースタイムに基づく上記処理開始時刻Ｎｏｗを中心にして、前後にΔＳ（ΔＳ≦ΔＳｍａｘ）の範囲で開始時刻がずれた複数の予測波形データパターンを生成する（ステップ６０２）。すなわち、予測波形データパターン生成部２３は、Ｎｏｗ±ΔＳをそれぞれパターンの先頭とする、入力波形データパターンと同一の時間長を有する複数の予測波形データパターンを生成する。図１０に示す例では、ΔＳｍａｘ＝２（秒）であり、ΔＳ＝−２〜２の、５つの予測波形データパターンが生成されている。
【００５８】
なお、後述するように、予測波形データパターンに無効ビットが存在する場合には、無効ビットは、サンプル値の比較対象から除外される。また、ビット長の調整により有効ビットからも、比較対象から除外されるビット（除外ビット）も存在する。したがって、除外された無効ビットおよび除外ビットの数だけ、予測波形データパターンのビット数は小さくなる。予測波形データパターンおよび入力波形データパターンのビット数については後に詳述する。
【００５９】
第１の予測波形データパターンＰＰ（０）〜第５の予測波形データパターンＰＰ（４）（符号１０１０〜１０１４参照）は、それぞれ、Ｎｏｗ−２、Ｎｏｗ−１、Ｎｏｗ、Ｎｏｗ＋１、Ｎｏｗ＋２をパターンの開始時刻としている。たとえば、第１の予測波形データパターンＰＰ（０）は、時刻Ｎｏｗ−２における符号に対応するサンプル値Ｐ（−２）、時刻Ｎｏｗ−１における符号に対応するサンプル値Ｐ（−１）、時刻Ｎｏｗにおける符号に対応するサンプル値Ｐ（０）、時刻Ｎｏｗ＋１における符号に対応するサンプル値Ｐ（１）および時刻Ｎｏｗ＋２における符号に対応するサンプル値Ｐ（２）から構成される。
【００６０】
エラー検出部２５の無効ビット検出部３１は、予測波形データパターンにおける無効ビットを特定する（ステップ６０３）。図１１（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、予測波形データパターンの本来のビット数Ｎ＝１９〜２３としたときの、予測波形データパターンの例を示す図である。図１１のそれぞれの例においては、秒先頭時刻Ｎｏｗを、「０秒」として、前後に１秒ずつ（ΔＳ＝−１、０、１）、合計で３つの予測波形データパターンが示されている。たとえば、図１１（ａ）においては、それぞれ１９ビットのサンプル値を含む３つの予測波形データパターンが示される（符号１１００参照）。ΔＳ＝０の予測波形データパターン（符号１１０２参照）は、第０秒から第１８秒までの符号に相当するサンプル値を有する。ΔＳ＝−１の予測波形データパターン（符号１１０１参照）は、第５９秒から第１７秒までの符号に相当するサンプル値、ΔＳ＝１の予測波形データパターン（符号１１０３参照）は、第１秒から第１９秒までの符号に相当するサンプル値をそれぞれ有する。
【００６１】
図１１において、無効ビットはグレイで示されている。図１１（ａ）においては、第４秒、第１０秒、第１１秒および第１４秒に無効ビットが位置している。図１１（ａ）の例では、無効ビット検出部３１は、それぞれの予測波形データパターンにおいて、第４秒、第１０秒、第１１秒および第１４秒のビットを無効ビットであると判断する。図１１（ａ）に示すように、本来のビット数Ｎ＝１９の場合には、それぞれの予測波形データパターンで、無効ビットの数は「４」であり、無効ビットを除くビット（有効ビット）の数は、それぞれ「１５」となる。
【００６２】
これに対して、図１１（ｂ）の例では、３つの予測波形データパターン（符号１１１０参照）のうち、ΔＳ＝−１、ΔＳ＝０の予測波形データパターンにおいては、第４秒、第１０秒、第１１秒および第１４秒に無効ビットが位置しており、無効ビットの数は「４」である。その一方、ΔＳ＝１の予測波形データパターンにおいては、第４秒、第１０秒、第１１秒および第１４秒に加えて、第２０秒に無効ビットが位置しており、無効ビットの数は「５」である。
【００６３】
さらに、図１１（ｃ）の例では、３つの予測波形データパターン（符号１１２０参照）のうち、ΔＳ＝−１の予測波形データパターンにおいては、第４秒、第１０秒、第１１秒および第１４秒に無効ビットが位置しており、無効ビットの数は「４」である。また、ΔＳ＝０の予測波形データパターンにおいては、第４秒、第１０秒、第１１秒、第１４秒および第２０秒に無効ビットが位置しており、無効ビットの数は「５」である。さらに、ΔＳ＝１の予測波形データパターンにおいては、第４秒、第１０秒、第１１秒、第１４秒および第２０秒に加えて、第２１秒に無効ビットが位置しており、無効ビットの数は「６」である。
【００６４】
図１１（ｄ）の例では、３つの予測波形データパターン（符号１１３０参照）のうち、ΔＳ＝−１の予測波形データパターンにおいて、無効ビットの数は「５」、ΔＳ＝０、ΔＳ＝１の予測波形データパターンにおいて、無効ビットの数は「６」である。また、図１１（ｅ）の例では、３つの予測波形データパターン（符号１１４０参照）のそれぞれの無効ビットの数が「６」である。このように、予測波形データパターンのビット数、および、秒先頭時刻の相違にしたがって、ΔＳが異なる予測波形データパターンにおける無効ビット数が相違する可能性がある。
【００６５】
エラー数算出部３２は、予測波形データパターンの有効ビットのサンプル値と、入力波形データパターンの対応するビットのサンプル値とを比較して、サンプル値の不一致に相当するエラー数を算出する。この際に、複数の予測波形データパターン（図１１の例では３つの予測波形データパターン）の有効ビット数は一致している必要がある。たとえば、図１１（ａ）に示すＮ＝１９の場合、および、図１１（ｅ）に示すＮ＝２３の場合には、複数の予測波形データパターンの無効ビット数は一致している。したがって、図１１（ａ）に示す例では、本来のビット数「１９」から、無効ビットのビット数「４」を減じた値「１５」が有効ビット数Ｎ’となる（図１２（ａ）参照）。また、図１１（ｅ）に示す例では、本来のビット数「２３」から、無効ビットのビット数「６」を減じた値「１７」が有効ビット数となる（図１２（ｅ）参照）。
【００６６】
その一方、複数の予測波形データパターンの無効ビット数が不一致である場合には、最小の有効ビット数が、調整後の有効ビット数Ｎ’となる。すなわち、図１１（ｂ）に示す例では、本来のビット数「２０」から、無効ビット数の最大値「５」を減じた値「１５」が、調整後の有効ビット数Ｎ’となる（図１２（ｂ）参照）。図１１（ｃ）に示す例では、本来のビット数「２１」から、無効ビット数の最大値「６」を減じた値「１５」が、調整後の有効ビット数Ｎ’となる（図１２（ｃ）参照）。また、図１１（ｄ）に示す例では、本来のビット数「２２」から、無効ビット数の最大値「６」を減じた値「１６」が、調整後の有効ビット数Ｎ’となる（図１２（ｄ）参照）。
【００６７】
本実施の形態においては、エラー検出部２５のパターン長調整部３３は、複数の予測波形データパターンの有効ビットのビット数を比較して、その最小値を、調整後の有効ビット数Ｎ’とする。また、パターン長調整部３３は、複数の予測波形データパターンのそれぞれについて、調整後の有効ビット数Ｎ’に基づく有効ビットの位置を示す情報を取得して、エラー数算出部３２に与える（ステップ６０４）。
【００６８】
図１３（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、図１１（ａ）〜（ｅ）に示す予測波形データパターンの調整後の有効ビットを示す図である。図１３（ａ）〜（ｅ）のそれぞれにおいる、複数の予測波形データパターン１３００〜１３４０は、図１１（ａ）〜（ｅ）の符号１１００〜１１４０に示すものと同様である。
図１３（ａ）および図１３（ｅ）に示す例では、調整後の有効ビット数Ｎ’は元の有効ビット数Ｎと同じである。図１３（ｂ）に示す例では、調整後の有効ビット数Ｎ’は「１５」である。したがって、ΔＳ＝−１の予測波形データパターン（符号１３１１参照）において、最後尾のビット（第１８秒のビット：符号１３１３参照）は、調整後の有効ビットから除外されるビット（除外ビット）となる。同様に、ΔＳ＝０の予測波形データパターン（符号１３１２参照）においても、最後尾のビット（第１９秒のビット：符号１３１４参照）が、ビット長調整による除外ビットとなる。
【００６９】
図１３（ｃ）に示す例では、調整後の有効ビット数Ｎ’は「１５」である。したがって、ΔＳ＝−１の予測波形データパターン（符号１３２１）において、後端に位置する２ビット（第１８秒および第１９秒のビット：符号１３２３参照）が、ビット長調整による除外ビットとなる。また、ΔＳ＝０の予測波形データパターン（符号１３２２参照）において、最後尾から２番目のビット（第１９秒のビット：符号１３２４参照）が、ビット長調整による除外ビットとなる。また、図１３（ｄ）に示す例では、ΔＳ＝−１の予測波形データパターン（符号１３３１参照）において、最後尾から２番目のビット（第１９秒のビット：符号１３３２参照）が、ビット長調整による除外ビットとなる。
【００７０】
上述したような、無効ビットの特定およびビット長の調整を行なった後、エラー数算出部３２は、予測波形データパターンのうち、調整後の有効ビット（つまり、無効ビットと除外ビットを除いたビット）のサンプル値と、入力波形データパターンの対応するサンプル値とを比較して、サンプル値の不一致に相当するエラー数を算出する（ステップ６０５）。
【００７１】
図１４および図１５は、予測波形データパターンの調整後の有効ビットのサンプル値と、入力波形データパターンの対応するサンプル値との比較を説明する図である。図１４は、Ｎ＝２０（図１１（ｂ）および図１３（ｂ）に相当）での説明図であり、図１５は、Ｎ＝２１（図１１（ｃ）および図１３（ｃ）参照）での説明図である。
【００７２】
図１４（ａ）に示すように、Ｎ＝２０の場合には、ΔＳ＝−１の予測波形データパターン（符号１４０１）と比較される入力波形データパターンＤＰ（符号１４１１）においては、Ｄ（５）（符号１４１２）、Ｄ（１１）〜Ｄ（１２）（符号１４１３）およびＤ（１５）（符号１４１４）が、予測波形データパターン１４０１の無効ビットに対応するビットであり、Ｄ（１９）（符号１４１５）が、除外ビットに対応するビットとなる。したがって、予測波形データパターンの第５９秒〜第３秒のビットのサンプル値および入力波形データパターンＤＰのＤ（０）〜Ｄ（４）、第５秒〜第９秒のビットのサンプル値および入力波形データパターンＤＰのＤ（６）〜Ｄ（１０）、第１２秒〜第１３秒のサンプル値および入力波形データパターンＤＰのＤ（１３）〜Ｄ（１４）、並びに、第１５秒〜第１７秒のサンプル値および入力波形データパターンＤＰのＤ（１６）〜Ｄ（１８）が、それぞれ比較される。
【００７３】
図１４（ｂ）に示すように、ΔＳ＝０の予測波形データパターン（符号１４０２）と比較される入力波形データパターンＤＰ（符号１４２１）においては、Ｄ（４）（符号１４２２）、Ｄ（１０）〜Ｄ（１１）（符号１４２３）およびＤ（１４）（符号１４２４）が、予測波形データパターン１４０２の無効ビットに対応するビットであり、Ｄ（１９）（符号１４２５）が、除外ビットに対応するビットとなる。したがって、これら無効ビット或いは除外ビットに対応するビット以外のビットのサンプル値と、予測波形データパターンのサンプル値との比較が行なわれる。
【００７４】
図１４（ｃ）において、ΔＳ＝１の予測波形データパターン（符号１４０３）と比較される入力波形データパターンＤＰ（符号１４３１）においては、符号１４３２、１４３３、１４３４、１４３５にて示すビットが無効ビットに対応するビットとなる。
【００７５】
また、図１５（ａ）において、ΔＳ＝−１の予測波形データパターン（符号１５０１）と比較される入力波形データパターンＤＰ（符号１５１１）において、符号１５１２、１５１３、１５１４で示すビットが無効ビットに対応するビットであり、符号１５１５で示すビットが除外ビットに対応するビットである。図１５（ｂ）において、ΔＳ＝０の予測波形データパターン（符号１５０２）と比較される入力波形データパターンＤＰ（符号１５２１）において、符号１５２２、１５２３、１５２４、１５２６で示すビットが無効ビットに対応するビットであり、符号１５２５で示すビットが除外ビットに対応するビットである。また、図１５（ｃ）において、ΔＳ＝１の予測波形データパターン（符号１５０３）と比較される入力波形データパターンＤＰ（符号１５３１）において、符号１５３２、１５３３、１５３４、１５３５で示すビットが無効ビットに対応するビットである。
【００７６】
対応するサンプル値の比較の結果、双方が一致すればエラー数は「０」となる。双方が不一致の場合には、エラー数は「１」となる。エラー検出部２５のエラー数算出部３２は、複数の予測波形データパターンのそれぞれについて、サンプル値の比較結果によるエラー数の総計を算出する。
【００７７】
次いで、一致判定部２６は、上記複数の予測波形データパターンのそれぞれについて算出されたエラー数（エラー数の総計）に基づき、複数の予測波形データパターンのそれぞれに対応するビットエラーレート（ＢＥＲ）を算出する（ステップ６０６）。たとえば、ビットエラーレート（ＢＥＲ）は、（エラー数の総計）／（入力波形データパターンのサンプル数Ｉ）を演算することにより求めることができる。一致判定部２６は、ビットエラーレートＢＥＲのうちの最小ビットエラーレート（最小ＢＥＲ）を見出す（ステップ６０７）。その後、一致判定部２６は、入力波形データパターンのサンプル数Ｉにより決定される許容最大ビットエラーレートＢＥＲｍａｘ（Ｉ）を取得し（ステップ６０８）、最小ＢＥＲが、許容最大ビットエラーレートＢＥＲｍａｘ（Ｉ）より小さいかを判断する（ステップ６０９）。
【００７８】
以下、ビットエラーレートについて説明する。許容最大ビットエラーレートＢＥＲｍａｘ（Ｉ）は、受信するデータの数（入力波形データパターンのサンプル数）が大きくなる（つまり、データ長が大きくなる）のにしたがって大きくなる。つまり、データ長が大きくなるのにしたがって、エラーレートが大きくなっても、データの一致の信頼性は高くなる。
【００７９】
入力波形データパターンと予測波形データパターンの一致判定において、誤った一致判定を行なわないようにするには、偶然データが一致してしまう確率（エラーレート）を限りなく「０」に近づける必要がある。
【００８０】
電波時計１０が、１日に２４回標準時刻電波を受信し、それを１００年繰り返しても１回しか間違わないとすると、誤一致の確率を、１／１０＾６程度＝１／（２４×３６５×１００）に設定すれば良い。以下、誤一致の確率について、余裕をみて１／１０＾８を目標値と考える。
【００８１】
Ｎビット（Ｎサンプル）の入力波形データパターン（サンプル値：「０」または「１」）が、偶然に予測波形データパターンと一致する確率は、「０」と「１」との出現確率が等しい場合には、以下のとおりとなる。
Ｐ０＝Ｐ１＝０．５  （Ｐ０：「０」が出現する確率、Ｐ１：「１」が出現する確率）
誤一致する確率を、Ｐ０＾Ｎ＜１／１０＾８とすると、Ｎ≧２７となる。これは、２７ビットのデータを受信して、Ｎビットの全てが予測波形データパターンと一致したとき信頼性を得られることになる。仮にビット数Ｎがこれより小さい場合には信頼性は得られないことを意味する。
【００８２】
実際には、「０」と「１」との出現確率は等しくない場合がある。すなわち、Ｐ０＞Ｐ１というように、出現確率は偏ってしまう。このような場合、上記と同様の計算をすると
Ｐ０＞Ｐ１となる。常識的に、最も出現確率が大きい数値は全Ｎビット「０」であり、誤一致する確率として最大である。また、その出現確率は、Ｐ０＾Ｎとなる。
【００８３】
符号出現確率の偏りを、Ｐ０＝０．５５、Ｐ１＝０．４５と考えて、Ｐ０＾Ｎ＜１／１０＾８を解くと、Ｎ≧３１となる。すなわち、Ｐ０＝Ｐ１の例（Ｎ＝２７）と比較して、４ビット余分に受信しなければ信頼性が得られないことを意味する。
【００８４】
Ｎビットの全てが一致する場合について説明した。しかしながら、弱電界時には、ノイズの影響で全てのビットが一致することは珍しい。このような一致しないビットが若干ある不完全一致でも、その出現頻度が１／１０〜８以下となる解が１つであれば、それを一致と判定することが出来る。
【００８５】
入力波形データパターンがＮビット（Ｎサンプル）で、予測波形データパターンと一致しないサンプル数（エラービット数）をｅとすると、データの０／１の符号の列中で、入力波形データバターンと予測波形データパターンとが完全一致するものは１通り、不一致がｅ個存在する場合がＣＯＭＢＩＮ（Ｎ，ｅ）通り存在する。なお、ＣＯＭＢＩＮ（Ｎ，ｅ）は、Ｎ個からｅ個選ぶ組み合わせの数である。
【００８６】
Ｎがｅに対して十分大きい（つまり、ｅ＜＜Ｎ）とすれば、その不完全一致の個々の出現確率は、完全一致の出現確率にほぼ等しいとみなすことが出来る。Ｐ０＞Ｐ１の下で、全ての不完全一致のうち最も大きい出現確率は、Ｐ０＾Ｎ・ＣＯＭＢＩＮ（Ｎ，ｅ）となる。この値が、１／１０＾８以下であれば、不完全一致でも一致とみなすことができる。これは以下の式で表せる。
Ｐ０＾Ｎ・ＣＯＭＢＩＮ（Ｎ，ｅ）＜１／１０＾８
この式をｅ＝１の場合をＮについて解くと
Ｎ≧４０となる。
【００８７】
同様に、ｅ＝１０、２１、３１、４２について演算すると以下のような結果が得られる。
ｅ＝１０    Ｎ≧８０    ＢＥＲ＝０．１２５
ｅ＝２１    Ｎ≧１２０  ＢＥＲ＝０．１７５
ｅ＝３１    Ｎ≧１６０  ＢＥＲ＝０．１９４
ｅ＝４２    Ｎ≧２００  ＢＥＲ＝０．２１
このように受信ビット数Ｎに応じて、信頼性を確保するために必要な許容エラービット数ｅは変化することがわかる。
【００８８】
一般に、Ｎが大きくなるに従って、ｅは大きくなるので、この特性を利用すれば、ＢＥＲが悪くて時刻修正が出来ない場合でも、受信時間を長くし、ビット数（サンプル値の数）Ｎを大きくすれば、時刻修正が出来る可能性が高い。
【００８９】
本実施の形態では、入力波形データのサンプル数の範囲ごとに、たとえば、図１６に示すような許容最大ＢＥＲテーブルを備える。一致判定部２６は、入力波形データパターンのサンプル数Ｉに応じて、対応するＢＥＲｍａｘ（Ｉ）を取得することができる（ステップ６０８）。
【００９０】
一致判定部２６は、ステップ６０７で取得した最小ＢＥＲと、ステップ６０８で取得したＢＥＲｍａｘ（Ｉ）とを比較して、最小ＢＥＲ＜ＢＥＲｍａｘ（Ｉ）であるかを判断する（ステップ６０９）。ステップ６０９でＹｅｓと判断された場合には、一致判定部２６は、修正情報として修正成功を示す情報、および、最小ＢＥＲを示した予測波形データパターンの情報（ＢＴとのずれを示す情報）をＣＰＵ１１に出力する（ステップ６１０）。
【００９１】
ベースタイムＢＴとのずれ時間ΔＴは以下のように表される。
【００９２】
ΔＴ＝ＢＴ＋ｓ−（ＢＴ＋Δｔ）＝ｓ−Δｔ
ここに、ｓは、予測波形データパターンの先頭の符号データにおけるベースタイムＢＴとのずれの時間である。
【００９３】
ステップ６０９でＮｏと判断された場合には、一致判定部２６は、修正情報として修正失敗を示す情報をＣＰＵ１１に出力する（ステップ６１１）。ＣＰＵ１１は、修正情報として修正成功を受けた場合には（ステップ５０６でＹｅｓ）、ベースタイムＢＴを、最終修正時刻ＴｌａｓｔとしてＲＡＭ１５に格納する（ステップ５０７）。また、ベースタイムＢＴとのずれ時間ΔＴに基づいて、ベースタイムＢＴを修正する（ステップ５０８）。ステップ５０８においては、ＣＰＵ１１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。
【００９４】
ステップ５０２でＮｏ、或いは、ステップ５０４でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、従来の周知の手法で分先頭位置を検出し（ステップ５０９）、かつ、分先頭位置から１秒毎の符号を特定して、分、時、曜日などをデコードして現在時刻を得る（ステップ５１０）。
【００９５】
本実施の形態によれば、波形切り出し部２４は、秒先頭位置から、前記標準電波の信号を、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。また、予測波形データパターン生成部２３は、各サンプル点のサンプル値が、第１の値および第２の値の何れかをとり、入力波形データパターンと同一の時間長を有し、それぞれが、内部計時回路１７により計時されたベースタイムＢＴに基づく符号の列を表し、かつ、その先頭位置が、ベースタイムＢＴおよび当該ベースタイム前後所定の秒数（±ΔＳ）だけずらされた時刻となるような複数の予測波形データパターンを生成する。エラー検出部２５は、入力波形データパターンのサンプル値と、予測波形データパターンの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を計数し、複数の予測波形データパターンのそれぞれについてのエラー数を取得し、一致判定部２６は、最小値のエラー数を示す予測波形データパターンの先頭位置に基づいて、ベースタイムＢＴの誤差を算出する。したがって、本実施の形態によれば複数の予測波形データパターンを用いて、符号の判定を行なうことができる。
【００９６】
特に、本実施の形態においては、無効ビット検出部３１が、予測波形データパターンから無効ビットを特定する。これにより、予測波形データパターンにおける無効ビットが除外された、有効ビットのサンプル値と、入力波形データパターンの対応するサンプル値とが比較される。したがって、年月日や時刻により一意的に値が確定しないビットを除外した、有効ビットのみを用いて、サンプル値の比較ができるため、精度の良い、符号の判定が可能となる。
【００９７】
さらに、本実施の形態においては、パターン長調整部３３は、複数の予測波形データパターンの各々について、無効ビットを除いた有効ビットのビット数を比較して、予測波形データパターンのビット数が一致するように調整する。すなわち、無効ビットに加えて、ビット長調整により比較対象から除外すべき除外ビットを特定され、予測波形データパターンにおける無効ビットおよび除外ビットが除外された、調整後の有効ビットのサンプル値と、入力波形データパターンの対応するサンプル値とが比較される。これにより、複数の予測波形データパターンの各々について、ビット数が調整された有効ビットのサンプル値を用いて、前記エラー数が算出される。したがって、本実施の形態においては、複数の予測波形データパターンのそれぞれについてのエラー数算出の根拠となるサンプル数（ビット数）を同一にし、エラー数の信頼性を確保することができる。
【００９８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、予測波形データパターンから無効ビット、および、ビット長調整により比較対象から除外すべき除外ビットを特定し、予測波形データパターンにおける無効ビットおよび除外ビットが除外された、調整後の有効ビットのサンプル値と、入力波形データパターンの対応するサンプル値とが比較されている。第２の実施の形態においては、予測波形データパターンが無効ビットをできるだけ含まないように、それぞれが同じビット数を有する複数の予測波形データパターンが生成される。
【００９９】
図１７は、ＤＣＦ７７の規格にしたがった標準時刻電波信号の各ビットの機能を示す図である。図９に示すＪＪＹの標準時刻電波信号と同様に、図１７においても、上段（符号１７１０参照）が秒先頭からの経過時間を示し、中段（符号１７１１参照）が符号の内容、下段（符号１７１２参照）が値の意味を示している。図１７においても、最下段の値の意味において「拡張」と示されているビット（符号１７０１参照）が、拡張ビットに該当する。また、サマータイムの実施に関するビットや閏秒を示すためのビットなど、現在は使われていない、或いは、特定の時期のみ使用されるビットは、第１５秒から第１９秒に設けられている（符号１７０２参照）。したがって、ＤＣＦ７７の規格にしたがった標準時刻電波信号においては、第１秒から第１９秒のビットが無効ビットとなる。
【０１００】
図１７から理解できるように、ＤＣＦ７７の標準時刻電波信号においては、第１秒から第１９秒に至るまで、無効ビットが連続している。図１８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、ＤＣＦ７７の標準時刻電波信号に基づく予測波形データパターンの例を示す図である。それぞれの予測波形データパターン（符号１８００、１８１０参照）では、ビット数が３０ビットである。図１８（ａ）の例では、処理開始時刻Ｎｏｗが０秒であり、ΔＳ＝０の予測波形データパターンは、０秒に対応する符号から開始される。また、図１８（ｂ）の例では、処理開始時刻Ｎｏｗが２１秒であり、ΔＳ＝０の予測波形データパターンは、２１秒に対応する符号から開始される。また、図１８（ａ）、（ｂ）において、予測波形データパターンにおける無効ビットはグレイで示している（符号１８０３、１８０４参照）。
【０１０１】
図１８（ａ）の例において、符号１８０１に示すように、３つの予測波形データパターン（ΔＳ＝−１、０、１）を考える。この例では、３つの予測波形データパターンのそれぞれに、１９個の無効ビットが存在し、有効ビットのビット数は「１１」と非常に少なくなる。その一方、図１８（ｂ）の例においても、符号１８０２に示すように、３つの予測波形データパターン（ΔＳ＝−１、０、１）を考える。この例では、３つの予測波形データパターンには、無効ビットが存在せず、３０個のビットの全てを有効ビットとして取り扱うことができる。
【０１０２】
第２の実施の形態では、無効ビットが連続して現れる、ＤＣＦ７７のような標準時刻電波信号に適した手法として、予測波形データパターンの開始時刻（開始位置）およびビット長を調整して、複数の予測波形データパターンのそれぞれに含まれる無効ビットが、所定数より少なくなる。特に、第２の実施の形態においては、有効ビットのみを含むように予測波形データパターンが取得される。
【０１０３】
図１９は、第２の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１９において、図３に示す第１の実施の形態にかかる信号比較回路１８の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付している。図１９に示すように、第２の実施の形態にかかる信号比較回路１８は、予測波形データパターンのビット長、および、それぞれの開始位置を決定する開始位置・ビット長決定部３０を有する。開始位置・ビット長決定部３０は、予測波形データパターンが無効ビットを含まないように、予測波形データパターンの開始時刻（開始位置）を決定し、かつ、予測波形データパターンのビット長も決定する。予測波形データパターンの開始時刻は、波形切り出し部２４にも出力される。波形切り出し部２４は、上記開始時刻およびビット長にしたがって、所定の位置から開始した所定のビット長の入力波形データを得る。
【０１０４】
図２０〜図２２は、第２の実施の形態における予測波形データの開始時刻およびビット長を説明する図である。第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、想定最大誤差を算出して、複数の予測波形データパターンを生成している。図２０は、ΔＳ＝−１、０、１という３個の予測波形データパターン（符号２０００参照）を生成する場合を示し、図２１は、ΔＳ＝−２、−１、０、１、２という５個の予測波形データパターン（符号２１００参照）を生成する場合を示し、また、図２２は、ΔＳ＝−５〜５という１１個の予測波形データパターン（符号２２００参照）を生成する場合を示している。また、図２０〜２２のそれぞれにおいて、グレイで示す部分（符号２００１、２００２、２１０１、２１０２、２２０１、２２０２参照）は、無効ビットを示す。
【０１０５】
この実施の形態において、それぞれが、有効ビットのみからなる予測波形データパターンを生成するには、ΔＳが最小となる予測波形データパターン（つまり、時間的に最前に位置する予測波形データパターン）の先頭ビットが、一連の無効ビットの最終ビットの次のビットに対応し、ΔＳが最大となる予測波形データパターン（つまり、時間的に最後に位置する予測波形データパターン）の最終ビットが、上記一連の無効ビットの先頭ビットの１つ前のビットに対応するようにすれば良い。
【０１０６】
図２０の例では、３個の予測波形データパターン（符号２０００参照）のうち、ΔＳ＝−１の予測波形データパターンの先頭ビットは、第２０秒の符号に相当するサンプル値を有する。図２０から理解できるように、上記先頭ビットの１つ前のビット（第１９秒のビット）は一連の無効ビットの最終ビットに相当する。また、ΔＳ＝１の予測波形データパターンの最終ビットは第０秒の符号に相当するサンプル値を有する。上記最終ビットの次のビット（第１秒のビット）は一連の無効ビットの先頭ビットに相当する。したがって、この例では、予測波形データパターンのビット長は、３９ビットとなる。
【０１０７】
図２１の例では、５個の予測波形データパターン（符号２１００参照）のうち、ΔＳ＝−２の予測波形データパターンの先頭ビットは、第２０秒の符号に相当するサンプル値を有する。図２１から理解できるように、上記先頭ビットの１つ前のビット（第１９秒のビット）は一連の無効ビットの最終ビットに相当する。また、ΔＳ＝２の予測波形データパターンの最終ビットは第０秒の符号に相当するサンプル値を有する。上記最終ビットの次のビット（第１秒のビット）は一連の無効ビットの先頭ビットに相当する。したがって、この例では、予測波形データパターンのビット長は、３７ビットとなる。
【０１０８】
また、図２２の例では、１１個の予測波形データパターン（符号２２００参照）のうち、ΔＳ＝−５の予測波形データパターンの先頭ビットは、第２０秒の符号に相当するサンプル値を有する。図２２から理解できるように、上記先頭ビットの１つ前のビット（第１９秒のビット）は一連の無効ビットの最終ビットに相当する。また、ΔＳ＝５の予測波形データパターンの最終ビットは第０秒の符号に相当するサンプル値を有する。上記最終ビットの次のビット（第１秒のビット）は一連の無効ビットの先頭ビットに相当する。したがって、この例では、予測波形データパターンのビット長は、３１ビットとなる。
【０１０９】
本実施の形態においては、開始位置・ビット長決定部３０は、上述したように、想定最大誤差に基づく予測波形データパターンの数から、ΔＳ＝０の先頭ビットの時刻（開始位置）および予測波形データパターンのビット数を得ることができる。たとえば、予測波形データパターンの数と、開始位置およびビット数とを関連付けたテーブルを、ＲＡＭ１５に格納しておき、開始位置・ビット長決定部３０は、これを参照するように構成しても良い。
【０１１０】
また、本実施の形態においては、秒同期の際に使用される処理開始時刻Ｎｏｗから、ΔＳ＝０の予測波形データパターンが開始されるのではなく、開始位置・ビット長決定部３０により決定された開始時刻（開始位置）から予測波形データパターンが開始される。したがって、開始時刻と処理開始時刻Ｎｏｗとの時間間隔に基づいて、入力波形データパターンの開始位置を調整する必要がある。図２３は、第２の実施の形態における処理開始時刻Ｎｏｗと、予測波形データパターンおよび入力波形データパターンの開始位置とを説明する図である。
【０１１１】
図１０と同様に、秒同期実行部２７が秒同期を行なうことにより取得された秒先頭位置は、ベースタイムＢＴに基づく処理開始時刻ＮｏｗよりΔｔだけ時間軸上で後方となっている。図２３に示すように、処理開始時刻Ｎｏｗと、開始位置・ビット長決定部３０により得られた開始位置（開始時刻）との時間間隔がＴであるとすると、入力波形データパターンの先頭位置は、秒先頭位置Ｎｏｗ＋ΔＴからＴだけずれて、（Ｎｏｗ＋Ｔ）＋Δｔとなる。開始位置・ビット長決定部３０は、入力波形データパターンの先頭位置を示す情報を、ビット長とともに、波形切り出し部２４に出力する。
【０１１２】
これにより、波形切り出し部２４は、時刻（Ｎｏｗ＋Ｔ）＋Δｔおよび時刻（Ｎｏｗ＋Ｔ）＋Δｔから秒単位で離間した位置を基準として、入力波形データを切り出し、所定のビット長の入力波形データパターンを生成する（符号２３０２参照）。エラー検出部２５は、予測波形データパターン（ΔＳ＝０のものを符号２３０１にて示す）のビットのサンプル値（図２３の例では、Ｐ（０）、Ｐ（１）、・・・）と、入力波形データパターン（符号２３０２参照）のビットの対応するサンプル値（Ｄ（０）、Ｄ（１）、・・・）とが比較される。
【０１１３】
第２の実施の形態によれば、開始位置・ビット長決定部３０は、無効ビット数を所定数より小さくするように、複数の予測波形データパターンのそれぞれの開始位置を決定する。また、波形切り出し部２４は、予測波形データパターンの開始位置に合致する開始位置を有する入力波形データパターンを生成する。これにより、予測波形データパターンにおいて、比較対象にできるビット数を大きくすることができ、ビットの有効利用を実現できる。
【０１１４】
特に、第２の実施の形態においては、開始位置・ビット長決定部３０は、無効ビットを含まないように、複数の予測波形データパターンのそれぞれの開始位置、および、前記予測波形データパターンのビット数を決定する。これにより、ビットを有効利用できるとともに、ビット単位で無効ビットを除外し、また、ビット長を調整する必要がなくなるため、処理を単純化することが可能となる。
【０１１５】
より詳細には、第２の実施の形態においては、開始位置・ビット長決定部３０は、複数の予測波形データパターンのうち、時間的に最前に位置する予測波形データパターンの先頭ビットが、一連の無効ビットの最終ビットの次のビットに対応し、時間的に最後に位置する予測波形データパターンの最終ビットが、一連の無効ビットの先頭ビットの１つ前のビットに対応するように、開始位置およびビット数を決定する。これにより、予測波形データパターンのビット数を最大化することができ、より精度の良い、符号の判定を実現することが可能となる。
【０１１６】
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。
【０１１７】
たとえば、第１の実施の形態においては、予測波形データパターンの各々について、無効ビットが検出され、予測波形データパターンの各々について、無効ビットを除いた有効ビットのサンプル値と、入力波形データパターンの対応するビットのサンプル値とが比較されて、エラー数が算出されている。ここに、第１の実施の形態において、第２の実施の形態の構成、つまり、無効ビット数を含まないように、複数の予測波形データパターンのそれぞれの開始位置、および、前記予測波形データパターンのビット数を取得するような構成を取り込んでも良い。
【０１１８】
ＪＪＹの規格にしたがった標準時刻電波においても、図９に示すように、第３４秒〜第３８秒には５ビットの無効ビットが連続し（符号９０６参照）、さらに、第３９秒のマーカの次にも、１ビットの無効ビットが存在する（符号９０７参照）。また、第５３秒〜第５８秒にも、６ビットの無効ビットが連続する。そこで、第３４秒から第４０秒、および、第５３秒から第５８のビットを無効ビットとして、予測波形データデータパターン生成部２３は、上記無効ビットを含まないように、予測波形データパターンのそれぞれの開始位置、および、予測波形データパターンのビット長を決定しても良い。なお、この場合であっても、予測波形データパターンには、他の無効ビット（たとえば、図９の拡張ビット９０２など）を含み得る。この場合には、第１の実施の形態にあるように、無効ビットを比較対象から除外するような処理を施せば良い。これにより、予測波形データパターンにおいて、比較対象にできるビット数を大きくすることができ、ビットの有効利用を実現できる。
【０１１９】
また、第２の実施の形態においては、開始位置・ビット長決定部３０は、無効ビットを含まないように予測波形データパターンの開始位置およびビット長を決定している。しかしながら、これに限定するものではなく、開始位置・ビット長決定部３０は、無効ビットのビット数が所定数より小さくなるように、予測波形データパターンの開始位置およびビット長を決定しても良い。
【０１２０】
また、第１の実施の形態および第２の実施の形態において、得られた最小ＢＥＲが、許容最大ビットエラーＢＥＲｍａｘ（Ｉ）以上であった場合に、修正は失敗したと判断される（ステップ６１１参照）。この場合に、再度、ステップ５０５を実行しても良い。第１の実施の形態では、再度のステップ５０５の実行において、入力波形データパターンの秒数（つまり符号数）を、先のステップ５０５において生成した入力波形データパターンの秒数より、大きくする。受信時間を長くし、ビット数（サンプル値の数）Ｎを大きくすることにより、時刻修正が出来る可能性が高くなる。
【０１２１】
また、第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、最小ＢＥＲと、許容最大ビットエラーＢＥＲｍａｘ（Ｉ）とを比較しているが、これに限定されず、他の手法を採用することも可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
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    予測波形データパターン生成部
２４    波形切り出し部
２５    エラー検出部
２６    一致判定部
２７    秒同期実行部
３１    無効ビット検出部
３２    エラー数算出部
３３    パターン長調整部
【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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