專利名稱：多種標(biāo)準(zhǔn)電波的譯碼方法及標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接收由日本及日本國(guó)外的多種規(guī)格規(guī)定的多種標(biāo)準(zhǔn)電波并對(duì)具有由該規(guī)格規(guī)定的不同的載波頻率和不同格式的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行譯碼的譯碼方法，同時(shí)涉及根據(jù)該時(shí)間碼信號(hào)處理時(shí)刻數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置。
另外，在本說(shuō)明書中，“格式(format)”這一用語(yǔ)是指構(gòu)成時(shí)間碼信號(hào)(以下，稱為TCO信號(hào))的各個(gè)位碼的波形格式和規(guī)定TCO信號(hào)所承載的信息即時(shí)間碼的排列的數(shù)據(jù)格式這兩者。
背景技術(shù)：
給出日本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)電波(以下稱作JJY)平時(shí)利用40KHz和60KHz的長(zhǎng)波，從國(guó)內(nèi)由獨(dú)立法人通信綜合研究所經(jīng)營(yíng)管理的九洲長(zhǎng)波臺(tái)和福島長(zhǎng)波臺(tái)發(fā)送。該標(biāo)準(zhǔn)電波的載波利用以1位/秒的位速率產(chǎn)生的TCO信號(hào)進(jìn)行振幅調(diào)制。該時(shí)間碼信號(hào)采用每分鐘1幀(由60位構(gòu)成)的反復(fù)連續(xù)的結(jié)構(gòu)。在該1幀中，以BCD(Binary CodedDecimal code二十進(jìn)制碼)碼的記載形式存儲(chǔ)包含年月日和時(shí)分的時(shí)刻數(shù)據(jù)(參照?qǐng)D1A)。
構(gòu)成JJY中TCO信號(hào)的1位的代碼是表示二進(jìn)制“1”的二進(jìn)制代碼1、表示二進(jìn)制“0”的二進(jìn)制代碼0和用來(lái)分隔時(shí)間信息的作為同步信號(hào)的標(biāo)識(shí)碼(簡(jiǎn)單地由“MK”表示)這3個(gè)代碼中的某一個(gè)。因此，應(yīng)注意本說(shuō)明書中使用的“位”的意義和通常的用語(yǔ)“位”不同。該3個(gè)代碼間的區(qū)別利用方波脈沖中H寬度的不同來(lái)區(qū)分(參照?qǐng)D1B)。關(guān)于利用JJY的標(biāo)準(zhǔn)電波的技術(shù)，可以參考專利文獻(xiàn)1和2。
另一方面，在日本國(guó)外，作為現(xiàn)在正在工作的長(zhǎng)波標(biāo)準(zhǔn)電波，例如，有德國(guó)的DCF77(77.5KHz)、美國(guó)的WWVB(60KHz)和英國(guó)的MSF(60KHz)(參照?qǐng)D1)。其詳細(xì)情況可以參考各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)電臺(tái)的主頁(yè)的記載。這些國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)電波規(guī)格的主要差別是廣播臺(tái)的載波頻率不同、構(gòu)成1分的數(shù)據(jù)格式不同(參照?qǐng)D1A)、構(gòu)成1比特的1秒的TCO信號(hào)的波形格式不同(參照?qǐng)D1B)和有的臺(tái)具有夏時(shí)制、閏年、潤(rùn)秒等特殊屬性等。
現(xiàn)在，與這些多種規(guī)格對(duì)應(yīng)的大多數(shù)電波鐘表通過(guò)手動(dòng)去切換與接收的標(biāo)準(zhǔn)電波的規(guī)格格式對(duì)應(yīng)的處理。這是因?yàn)橛捎谏鲜龆喾N格式之間差別很大，故自動(dòng)進(jìn)行格式選擇在處理能力或處理時(shí)間方面都存在困難。但是，對(duì)要求自動(dòng)進(jìn)行格式選擇的呼聲隨著近來(lái)的全球化進(jìn)程而逐漸提高。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平6-258460專利文獻(xiàn)2特開(kāi)平2001-108770實(shí)現(xiàn)自動(dòng)格式選擇存在各種需要克服的問(wèn)題。例如，對(duì)于信道的選擇，若電波鐘表的使用限定在日本國(guó)內(nèi)，在進(jìn)行JJY的40K/60K信道的選擇時(shí)，作為譯碼器，對(duì)40K/60K的把握不是特別必要，只要選擇好的信道即可，包括天線的頻率信道選擇電路的設(shè)計(jì)具有自由度，容易開(kāi)發(fā)出高靈敏度的電路。另一方面，當(dāng)要與多種格式對(duì)應(yīng)時(shí)，因必須選擇與格式對(duì)應(yīng)的載波頻率，故譯碼器必須能確實(shí)識(shí)別該頻率，設(shè)計(jì)與各標(biāo)準(zhǔn)電波分別對(duì)應(yīng)的信道選擇電路的硬件電路，多數(shù)情況會(huì)出現(xiàn)某種設(shè)計(jì)上的限制。
此外，存在成功接收需要的時(shí)間不一致的問(wèn)題。若使用通常的方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)格式選擇，例如，先假定是德國(guó)的DCF77，選擇77.5KHz的接收信道并開(kāi)始接收，若接收成功，則判斷格式是DCF77。另一方面，當(dāng)DCF77接收失敗時(shí)，選擇60KHz的接收信道并開(kāi)始MSF的接收，若接收成功，則判斷格式是MSF，依次類推設(shè)定為各國(guó)的格式，反復(fù)進(jìn)行接收和譯碼。在該方法中，最初的德國(guó)DCF77成功接收需要的時(shí)間和最后的例如JJY的40KHz的成功接收需要的時(shí)間有很大的差別。因此，必須附加使用地區(qū)的優(yōu)先級(jí)來(lái)縮短接收時(shí)間。此外，因必須依次驗(yàn)證所有的格式，判定所有的接收都失敗所需要的最長(zhǎng)時(shí)間變長(zhǎng)，故存在消耗電流較大的缺點(diǎn)。
此外，存在有可能接收不到最佳條件的標(biāo)準(zhǔn)電波的問(wèn)題。例如，對(duì)于處于德國(guó)和英國(guó)的中間地帶的法國(guó)，當(dāng)使用自動(dòng)格式選擇進(jìn)行接收時(shí)，若先進(jìn)行德國(guó)DCF77的接收，則選擇DCF77的概率高。即便某些地區(qū)接收英國(guó)MSF的條件好也還是選擇了DCF77，所以，有接收了不是最佳條件的標(biāo)準(zhǔn)電波之虞。為了避免這樣的現(xiàn)象，在接收了所有的格式之后，可以選擇最佳的格式，但因格式之間接收狀態(tài)的評(píng)價(jià)指標(biāo)不同，故存在有可能不能獲得公平的接收評(píng)價(jià)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上各種問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種譯碼方法及標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置，對(duì)于世界各國(guó)廣播的各種規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)電波，能以較少的處理負(fù)荷和處理時(shí)間自動(dòng)選擇接收狀態(tài)最佳的信道的標(biāo)準(zhǔn)電波，并順應(yīng)該選擇的標(biāo)準(zhǔn)電波的格式規(guī)格進(jìn)行譯碼。
本發(fā)明的譯碼方法是接收具有由載波信道和格式都確定的各個(gè)規(guī)格所規(guī)定的信號(hào)構(gòu)成的多種標(biāo)準(zhǔn)電波并對(duì)由該標(biāo)準(zhǔn)電波傳送的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行譯碼的譯碼方法，其特征在于包括位同步步驟，從對(duì)各載波信道得到的時(shí)間碼信號(hào)的各個(gè)波形中抽出多種規(guī)格共同的位波形的至少一部分作為抽出信號(hào)，根據(jù)該抽出信號(hào)對(duì)上述各時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行位同步；信道選擇步驟，根據(jù)該位波形測(cè)定表示各載波信道的接收狀態(tài)是否良好的評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)該評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇各載波信道中的一個(gè)信道；規(guī)格識(shí)別步驟，從該選擇的信道的時(shí)間碼信號(hào)中抽出與反映按每一種規(guī)格而不同的格式的特征的特征碼相對(duì)應(yīng)的位波形，根據(jù)該特征碼的內(nèi)容識(shí)別從該信道得到的時(shí)間碼信號(hào)的規(guī)格；譯碼步驟，根據(jù)該識(shí)別出的規(guī)格的格式將該時(shí)間碼信號(hào)譯碼成時(shí)刻數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置是接收具有由載波信道和格式都確定的各個(gè)規(guī)格所規(guī)定的信號(hào)構(gòu)成的多種標(biāo)準(zhǔn)電波并對(duì)由該標(biāo)準(zhǔn)電波傳送的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行譯碼和處理的標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置，其特征在于，包括位同步裝置，從對(duì)各載波信道得到的時(shí)間碼信號(hào)的各個(gè)波形中抽出多種規(guī)格共同的位波形的至少一部分作為抽出信號(hào)，根據(jù)該抽出信號(hào)對(duì)上述各時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行位同步；信道選擇裝置，根據(jù)該位波形測(cè)定表示各載波信道的接收狀態(tài)是否良好的評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)該評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇各載波信道中的一個(gè)信道；規(guī)格識(shí)別裝置，從該選擇的信道的時(shí)間碼信號(hào)中抽出與反映按每一種規(guī)格而不同的格式的特征的特征碼相對(duì)應(yīng)的位波形，根據(jù)該特征碼的內(nèi)容識(shí)別從該信道得到的時(shí)間碼信號(hào)的規(guī)格；譯碼裝置，根據(jù)該識(shí)別出的規(guī)格的格式將該時(shí)間碼信號(hào)譯碼成時(shí)刻數(shù)據(jù)。
若按照本發(fā)明的譯碼方法及標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置，在判別其規(guī)格之前，先利用統(tǒng)計(jì)性位同步，對(duì)各載波信道的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行位同步，進(jìn)而，根據(jù)表示各載波信道的接收狀態(tài)是否良好的評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇1個(gè)信道，根據(jù)按每一種規(guī)格而不同的格式特征從已選擇的信道的時(shí)間碼信號(hào)中識(shí)別規(guī)格。由此，對(duì)于世界各國(guó)廣播的各種規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)電波，能以較少的處理負(fù)荷和處理時(shí)間自動(dòng)選擇接收狀態(tài)最佳的信道的標(biāo)準(zhǔn)電波，并順應(yīng)該選擇的標(biāo)準(zhǔn)電波的格式規(guī)格進(jìn)行譯碼。


圖1A是表示4種標(biāo)準(zhǔn)電波的規(guī)定時(shí)刻數(shù)據(jù)排列的數(shù)據(jù)格式的格式圖。
圖1B是說(shuō)明圖1A所示的4種格式各自的位碼的波形格式的說(shuō)明圖。
圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施例并示出標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖3是表示圖2所示的標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置執(zhí)行的處理順序的流程圖。
圖4A說(shuō)明對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電波JJY進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性位同步的方法。
圖4B說(shuō)明對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電波MSF進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性位同步的方法。
圖4C說(shuō)明對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電波DCF77進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性位同步的方法。
圖4D說(shuō)明對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電波WWVB進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性位同步的方法。
圖5A是表示自動(dòng)信道選擇處理的詳細(xì)處理順序的流程圖。
圖5B是表示對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電波的各種格式的相加值波形的曲線圖。
圖6A是在第1質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中表示相加值的邊沿部分的時(shí)間變化情況的曲線圖。
圖6B是在第1質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中表示斜坡寬度和電場(chǎng)強(qiáng)度的相關(guān)的曲線圖。
圖6C是在第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中表示相加值的平坦部分的時(shí)間變化情況的曲線圖。
圖6D是在第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中表示平坦部的標(biāo)準(zhǔn)偏差和電場(chǎng)強(qiáng)度的相關(guān)的曲線圖。
圖6E是在第3質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中表示相加值的平坦部分的時(shí)間變化和相鄰差值的變化情況的曲線圖。
圖6F是在第3質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中將不同的相對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度下的相鄰差值的總和匯總的表。
圖6G是在第3質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中表示相鄰差值總和與電場(chǎng)強(qiáng)度的相關(guān)的曲線圖。
圖7A是表示自動(dòng)格式判別處理的詳細(xì)處理順序的流程圖。
圖7B是說(shuō)明平均位譯碼的方法的說(shuō)明圖。
圖7C是說(shuō)明TCO信號(hào)的碼波形和中間碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖8A是說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)電波DCF77用的格式判別處理的方法的說(shuō)明圖。
圖8B是說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)電波WWVB用的格式判別處理的方法的說(shuō)明圖。
圖8C是說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)電波JJY用的格式判別處理的方法的說(shuō)明圖。
圖8D是說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)電波MSF用的格式判別處理的方法的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖2示出本發(fā)明的實(shí)施例并示出包含標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置的整體構(gòu)成。該標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置執(zhí)行本發(fā)明的譯碼方法。參照本圖，標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置10由多種RF調(diào)諧電路21～23、載波頻率切換電路24、RF檢波電路30和主處理電路40構(gòu)成。標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置10例如可以是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電波的時(shí)刻數(shù)據(jù)校正顯示時(shí)間的電波鐘表等裝置。
多種RF調(diào)諧電路21～23例如是對(duì)3個(gè)載波頻率40KHz、60KHz、77.5KHz的標(biāo)準(zhǔn)電波分別調(diào)諧的電路。在本實(shí)施例中，作為標(biāo)準(zhǔn)電波，假定有4種，即德國(guó)DCF77、美國(guó)WWVB、英國(guó)MSF和日本JJY(參照表1)。這些各標(biāo)準(zhǔn)電波具有載波信道和格式都確定的多種規(guī)格規(guī)定的信號(hào)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明不限于這4種規(guī)格，也可以適用于5種以上的標(biāo)準(zhǔn)電波。多種RF調(diào)諧電路21～23調(diào)諧為這些各標(biāo)準(zhǔn)電波的載波頻率，其調(diào)諧信號(hào)根據(jù)載波頻率切換電路24的選擇向RF檢波電路30供給。RF檢波電路30對(duì)由載波頻率切換電路24選擇的1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電波的調(diào)諧信號(hào)進(jìn)行放大和檢波，抽出由標(biāo)準(zhǔn)電波傳送的TCO信號(hào)，并將其供給主處理電路40。
表1


主處理電路40由采樣電路41、RAM42、微處理器44、ROM45、顯示電路43和信道選擇控制電路46構(gòu)成，各部分由公共總線連接。采樣電路41是對(duì)TCO信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信息處理的部分，例如以50ms的采樣速率對(duì)模擬信號(hào)的TCO信號(hào)進(jìn)行采樣，輸出數(shù)字信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)。RAM42存儲(chǔ)該采樣數(shù)據(jù)，同時(shí)，存儲(chǔ)微處理器44對(duì)該采樣數(shù)據(jù)的運(yùn)算結(jié)果。
微處理器44根據(jù)對(duì)該采樣數(shù)據(jù)的位同步和信號(hào)質(zhì)量評(píng)價(jià)進(jìn)行信道選擇處理和格式判別處理，根據(jù)判別的標(biāo)準(zhǔn)電波的格式進(jìn)行位譯碼和幀譯碼運(yùn)算，復(fù)原TCO信號(hào)中包含的年月日和時(shí)分等時(shí)刻數(shù)據(jù)。ROM45存儲(chǔ)信道選擇處理、格式判別處理和位譯碼、幀譯碼等運(yùn)算程序。顯示電路43使用例如LED或液晶顯示器等顯示器件顯示該復(fù)原的時(shí)刻數(shù)據(jù)。信道選擇控制電路46利用來(lái)自微處理器44中的信道選擇處理的指令控制載波頻率切換電路24的信道選擇動(dòng)作。
圖3是表示圖2所示的標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置的整個(gè)處理順序的流程圖。上述處理順序，因以圖2所示的主處理電路40的微處理器44為主體進(jìn)行，故適當(dāng)參照?qǐng)D2所示的構(gòu)成要素進(jìn)行說(shuō)明。
首先，執(zhí)行位同步和根據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)進(jìn)行的信道選擇(步驟S1)。標(biāo)準(zhǔn)電波裝置10通過(guò)對(duì)3個(gè)載波頻率40KHz、60KHz和77.5KHz依次選擇信道，并對(duì)各載波頻率進(jìn)行調(diào)諧、檢波來(lái)得到每一個(gè)信道的TCO信號(hào)。其次，對(duì)TCO信號(hào)，將從譯碼開(kāi)始點(diǎn)開(kāi)始采樣并將波形的H/L存儲(chǔ)到RAM42中。在本實(shí)施例中，采樣周期是50msec，以20比特/秒的速率進(jìn)行采樣。每一秒鐘對(duì)采樣的TCO信號(hào)進(jìn)行分段并表格化，這里，所謂表格化是指將按每一秒鐘分段的TCO信號(hào)作成表格形狀，例如若是5秒鐘的信號(hào)，則分成5行制成表格。在該表格中，通過(guò)在縱方向?qū)Σ蓸訑?shù)據(jù)進(jìn)行疊加運(yùn)算，可以得到1列每50msec 1個(gè)的共20個(gè)相加值。通過(guò)對(duì)該相加值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)上的位同步，可以得到位同步。關(guān)于統(tǒng)計(jì)上的位同步的詳細(xì)情況，后面會(huì)分別對(duì)4種不同的標(biāo)準(zhǔn)電波、即德國(guó)DCF77、美國(guó)WWVB、英國(guó)MSF和日本JJY進(jìn)行說(shuō)明(參照?qǐng)D4A～圖4D)。
利用即使對(duì)不同種類的標(biāo)準(zhǔn)電波也能給出公平的質(zhì)量評(píng)價(jià)的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，對(duì)已得到位同步的相加值列進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)并得到評(píng)價(jià)指標(biāo)。關(guān)于質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的詳細(xì)情況將在后面說(shuō)明(參照?qǐng)D6A～圖6G)。在得到的評(píng)價(jià)指標(biāo)中，選擇1個(gè)評(píng)價(jià)最好的信道。作為得到評(píng)價(jià)指標(biāo)的方法，另外，可以進(jìn)行一定時(shí)間的接收，將包含在時(shí)間內(nèi)的錯(cuò)誤發(fā)生率作為接收狀態(tài)的指標(biāo)，當(dāng)錯(cuò)誤發(fā)生率低時(shí)，認(rèn)為接收狀態(tài)良好。
其次，對(duì)已選擇的信道的TCO信號(hào)執(zhí)行位譯碼和向中間碼的變換及使用了該中間碼的格式判別(步驟S2)。向中間碼的變換為了與多種格式對(duì)應(yīng)，可以不依賴格式進(jìn)行譯碼，此外，即使存在噪聲和TCO信號(hào)波形起伏等缺陷因素，也可以正常譯碼。格式判別通過(guò)判別各格式中標(biāo)識(shí)符的值的不同及其出現(xiàn)的周期等特征來(lái)進(jìn)行。其次，判斷格式判別成功否(步驟S3)。假如，哪一種格式都得不到對(duì)應(yīng)的特征而判別失敗時(shí)(NG)，作為接收未完而結(jié)束處理。作為標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置10的相應(yīng)處理，可以考慮顯示不能接收等消息。
另一方面，當(dāng)格式判別成功時(shí)(OK)，將該中間碼變換成與判別格式對(duì)應(yīng)的代碼(步驟S4)。例如，若以DCF77為例，中間碼和格式碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系是“03FF”是標(biāo)識(shí)碼，“03FE”是二進(jìn)制0，“03FC”是二進(jìn)制1(參照?qǐng)D7C)。利用該對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行從中間碼向與格式對(duì)應(yīng)的代碼的變換。其次，執(zhí)行格式對(duì)準(zhǔn)(步驟S5)。這是對(duì)得到的代碼序列測(cè)量其與以標(biāo)識(shí)碼位置為基礎(chǔ)構(gòu)成幀的時(shí)刻數(shù)據(jù)的各項(xiàng)目的匹配程度。
例如，對(duì)于JJY標(biāo)準(zhǔn)電波，因規(guī)定每10秒鐘1個(gè)位置標(biāo)識(shí)，故進(jìn)行位置標(biāo)識(shí)碼檢測(cè)。位置標(biāo)識(shí)碼檢測(cè)根據(jù)比特譯碼結(jié)果，從分析開(kāi)始點(diǎn)開(kāi)始檢測(cè)標(biāo)識(shí)碼(“MK”)。當(dāng)在檢測(cè)開(kāi)始點(diǎn)檢測(cè)出標(biāo)識(shí)碼時(shí)，開(kāi)始比特?cái)?shù)的計(jì)數(shù)，當(dāng)10比特(10秒)后的比特是標(biāo)識(shí)碼時(shí)，通過(guò)該一致性來(lái)識(shí)別并確定位置標(biāo)識(shí)碼。當(dāng)位置標(biāo)識(shí)碼的檢測(cè)結(jié)束后，檢測(cè)時(shí)間碼的開(kāi)頭的比特即整分標(biāo)識(shí)碼，整分標(biāo)識(shí)碼的檢測(cè)通過(guò)確認(rèn)位置標(biāo)識(shí)碼的下一個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)是不是標(biāo)識(shí)碼來(lái)進(jìn)行。通過(guò)對(duì)各位置標(biāo)識(shí)碼按順序每10秒鐘識(shí)別其下一個(gè)位數(shù)據(jù)是不是整分標(biāo)識(shí)碼來(lái)檢測(cè)整分標(biāo)識(shí)碼。通過(guò)整分標(biāo)識(shí)碼的檢測(cè)來(lái)識(shí)別每分鐘重復(fù)的JJY的時(shí)間碼的幀。
其次，執(zhí)行格式譯碼(步驟S6)。因通過(guò)幀的識(shí)別來(lái)得到時(shí)間碼的開(kāi)頭，故根據(jù)時(shí)間碼的格式將比特?cái)?shù)據(jù)分為分、時(shí)～總計(jì)日的數(shù)據(jù)，并變換成適合幀格式的分、時(shí)、日、星期、月、年等有效數(shù)據(jù)。
其次，執(zhí)行一致性驗(yàn)證(步驟S7)。和通常的電波鐘表相同，進(jìn)行時(shí)、日、星期、月和年的各數(shù)據(jù)項(xiàng)目的值之間的一致性驗(yàn)證，求出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻。在從格式譯碼結(jié)果得到的時(shí)刻數(shù)據(jù)中，除去傳送狀況良好沒(méi)有發(fā)生位錯(cuò)亂的情況之外，通常，得到的時(shí)刻數(shù)據(jù)都可能包含錯(cuò)誤。因此，收集多個(gè)時(shí)刻數(shù)據(jù)，根據(jù)各數(shù)據(jù)的前后關(guān)系檢測(cè)錯(cuò)誤，對(duì)所有的項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證直到得到正確的時(shí)間信息。例如，當(dāng)在本來(lái)不可能的地方出現(xiàn)標(biāo)識(shí)碼時(shí)，這是因?yàn)樵谧g碼時(shí)發(fā)生了某種缺陷的緣故，這時(shí)，除去包含標(biāo)識(shí)碼的數(shù)據(jù)后再進(jìn)行一致性驗(yàn)證。
其次，在經(jīng)過(guò)該一致性驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的基礎(chǔ)上，與顯示電路43中的顯示時(shí)刻進(jìn)行時(shí)刻校準(zhǔn)和顯示(步驟S8)。通過(guò)以上的處理順序，即使接收了像德國(guó)DCF77、美國(guó)WWVB、英國(guó)MSF和日本JJY那樣的不同標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)電波格式時(shí)，也可以有效地變換接收數(shù)據(jù)并使用于時(shí)刻驗(yàn)證在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行時(shí)刻校準(zhǔn)。在現(xiàn)有的自動(dòng)格式判別中，因按順序進(jìn)行格式解析并進(jìn)行一致性判斷，故存在判別格式需要花費(fèi)時(shí)間的問(wèn)題、因解析的順序而使判別出格式的時(shí)間不相等的問(wèn)題、以及因格式解析結(jié)束后才開(kāi)始譯碼工作，故到成功接收為止需要時(shí)間的問(wèn)題，但這些問(wèn)題在本實(shí)施例中都被克服了。
下面，詳細(xì)說(shuō)明4個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)電波、即德國(guó)DCF77、美國(guó)WWVB、英國(guó)MSF和日本JJY各自的統(tǒng)計(jì)上的位同步。再有，這里，以50msec的采樣周期對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)電波的TCO信號(hào)進(jìn)行采樣，以20位/秒的頻度取得采樣數(shù)據(jù)是其共同的前提。
圖4A說(shuō)明對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電波JJY的統(tǒng)計(jì)上的位同步方法。參照本圖的上段，對(duì)于理想的TCO信號(hào)，對(duì)二進(jìn)制0/二進(jìn)制1/標(biāo)識(shí)碼中任意一個(gè)代碼，在位同步點(diǎn)全都是從“L”變到“H”。為了明確該位同步點(diǎn)，對(duì)表格化的采樣數(shù)據(jù)，將每50msec的各采樣點(diǎn)在縱向相加。相加后的數(shù)據(jù)作為“理想TCO相加曲線”示出。這里，曲線呈階梯形狀，從同步點(diǎn)開(kāi)始的0.2秒(＝4個(gè)樣點(diǎn))全變成“H”，0.5秒(＝10個(gè)樣點(diǎn))之前變成二進(jìn)制0和二進(jìn)制1的相加，0.8秒(＝16個(gè)樣點(diǎn))是二進(jìn)制0的數(shù)據(jù)的相加。當(dāng)標(biāo)識(shí)碼/二進(jìn)制0/二進(jìn)制1的分布不同時(shí)，在同步開(kāi)始點(diǎn)，從最小值0變化到最大值5。可以將該變化作為同步點(diǎn)。
其次，參照本圖的下段，該段示出對(duì)包含噪聲混入和波形潰散的實(shí)際波形進(jìn)行同樣處理的例子。這里，和理想的波形比較，信號(hào)中出現(xiàn)了尖峰或邊緣信號(hào)的偏差等。若和理想TCO數(shù)據(jù)同樣，對(duì)該實(shí)際TCO信號(hào)實(shí)施表格化，可以發(fā)現(xiàn)與理想TCO信號(hào)比較波形分散，但即使波形分散，因在代碼的起點(diǎn)從L變成H，故可知是從最小值均勻增加到最大值。將該最小值到最大值的上升沿作為位同步點(diǎn)。
通過(guò)上述方法，利用TCO信號(hào)的共性，可以從多種代碼中統(tǒng)計(jì)地抽出位同步的起點(diǎn)。在本實(shí)施例中，利用5次(5秒鐘)的TCO信號(hào)的樣點(diǎn)數(shù)據(jù)求出位同步，當(dāng)然，樣點(diǎn)數(shù)越多，同步精度越高。此外，可知也能夠適用于JJY之外的格式。
圖4B說(shuō)明對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電波MSF的統(tǒng)計(jì)位同步方法。參照本圖，MSF的波形格式除了快碼(Fast Code)(圖1A中的“FC”)之外，位同步點(diǎn)全為“L”的期間有100msec以上。因此，相加的數(shù)據(jù)在位同步點(diǎn)從最大值5變到最小值0?？梢詫⒃撟兓鳛橥降钠瘘c(diǎn)。此外，所謂快碼是以25msec為單位變化的信號(hào)，像本例那樣，當(dāng)以50msec采樣時(shí)，因采樣不能完全跟蹤信號(hào)，故被當(dāng)作噪聲，但快碼在幀中出現(xiàn)的頻度與其他代碼相比很少，只有1/60，故可以忽略其影響。對(duì)于混入了噪聲的實(shí)際波形，同樣，在位同步點(diǎn)從最大值到最小值均勻變化。這和JJY相反，檢測(cè)出的是下降沿，但可以將從最大值均勻變化到最小值的點(diǎn)作為位同步點(diǎn)。
圖4C說(shuō)明對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電波DCF77的統(tǒng)計(jì)上的位同步方法。在DCF77中，二進(jìn)制0和二進(jìn)制1都將從位同步點(diǎn)開(kāi)始的100msec的期間作為“L”。此外，表示形成60秒的幀的開(kāi)頭的整分標(biāo)識(shí)碼在整個(gè)區(qū)間都是“H”，但因是60秒1次的出現(xiàn)率，故若相加的數(shù)很多則問(wèn)題不大。和MSF的情況一樣，可以將同樣從最大值均勻變化到最小值的點(diǎn)作為位同步點(diǎn)。
圖4D說(shuō)明對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電波WWVB的統(tǒng)計(jì)上的位同步方法。WWVB的情況是，標(biāo)識(shí)碼、二進(jìn)制0和二進(jìn)制1都將從位同步點(diǎn)開(kāi)始的200msec的期間作為“L”，因此和MSF的情況一樣，可以將從最大值均勻變化到最小值的點(diǎn)作為位同步點(diǎn)。
如參照?qǐng)D4A～圖4D所說(shuō)明的那樣，在統(tǒng)計(jì)上的位同步方式中，求相加值的對(duì)象的格式，在MSF、DCF77、WWVB的情況下，最大到最小的下降沿變成同步點(diǎn)，JJY的情況相反，最小到最大的上升沿變成位同步點(diǎn)。這樣，如邊緣部分那樣，將波形的至少一部分作為抽出信號(hào)抽出，在該抽出信號(hào)的基礎(chǔ)上可以得到對(duì)所有格式都有效的位同步檢測(cè)裝置。由此，即使是多種格式，因可以檢測(cè)位同步點(diǎn)上的陡峭的邊緣，故能夠解決過(guò)去的不能進(jìn)行正常的位同步的問(wèn)題。此外，通過(guò)具有統(tǒng)計(jì)上的位同步功能，可以對(duì)所有的格式進(jìn)行位同步。此外，即使今后同樣的標(biāo)準(zhǔn)電波格式被規(guī)格化也很可能還可以使用。
下面，以使用構(gòu)成本發(fā)明的一部分的統(tǒng)計(jì)上的位同步方法為前提，詳細(xì)說(shuō)明圖3所示的自動(dòng)信道選擇處理(步驟S1)。
圖5A示出自動(dòng)信道選擇處理的詳細(xì)處理順序。各標(biāo)準(zhǔn)電波的載波頻率的信道由與40K/60K/77.5KHz3個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的3個(gè)信道形成(參照表1)。自動(dòng)選擇最佳頻率可以通過(guò)利用硬件在3個(gè)信道上切換選擇頻率，對(duì)各接收狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)、比較，選擇最佳接收狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，圖5B示出DCF77、WWVB、JJY和MSF的各標(biāo)準(zhǔn)電波的相加值數(shù)據(jù)的波形。在位同步成立后的各標(biāo)準(zhǔn)電波的相加值波形中，將由變化到最大值和最小值的邊緣部分構(gòu)成的對(duì)象區(qū)51和由波形變化平坦部分構(gòu)成的對(duì)象區(qū)52中某一個(gè)作為用來(lái)得到表示接收狀態(tài)是否良好的評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)，利用這幾種評(píng)價(jià)方式，可以對(duì)MSF、DCF77、WWVB和JJY的所有格式進(jìn)行公平的評(píng)價(jià)。本圖示出了這樣的情況。
在圖5A所示的處理順序中，標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置首先在由40KHz/60KHz/77.5KHz3個(gè)信道(CH1～CH3)中選擇CH1(步驟S101)。由此，對(duì)來(lái)自CH1的信號(hào)進(jìn)行RF檢波，得到TCO信號(hào)。其次，對(duì)該TCO信號(hào)，開(kāi)始進(jìn)行統(tǒng)計(jì)上的位同步(步驟S102)。判定位同步成功否(步驟S103)，若接收成功，將使用了后述的幾個(gè)信號(hào)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法(參照?qǐng)D6A～圖6G)中的某一個(gè)的評(píng)價(jià)結(jié)果作為CH1評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)定(步驟S104)。再有，在任何一種評(píng)價(jià)方法中，評(píng)價(jià)結(jié)果越好，其評(píng)價(jià)指標(biāo)值越小。另一方面，在步驟S103中，當(dāng)判斷位同步失敗時(shí)，作為最差的評(píng)價(jià)值，將MAX值設(shè)定為CH1評(píng)價(jià)指標(biāo)(步驟S105)。
其次，對(duì)CH2進(jìn)行和步驟S101～105對(duì)CH1的處理同樣的處理(步驟S106～S110)。進(jìn)而，對(duì)CH3進(jìn)行處理(步驟S111～S115)。最終在對(duì)CH1～CH3的評(píng)價(jià)指標(biāo)中，選擇給出最小值(最好)評(píng)價(jià)指標(biāo)的信道(步驟S116和S117)。由此，可以自動(dòng)選擇最佳接收狀態(tài)的信道。
利用以上的處理順序，硬件電路可以在不從屬于標(biāo)準(zhǔn)電波格式的狀態(tài)下工作，并可以克服對(duì)信道選擇產(chǎn)生某些限制的問(wèn)題。再有，在本實(shí)施例中，示出了從3個(gè)信道中選擇1個(gè)信道的例子，但電波鐘表的構(gòu)成既可以適用于由2個(gè)信道構(gòu)成的情況，也可以從4個(gè)以上的多個(gè)信道中選擇1個(gè)信道，可以應(yīng)付將來(lái)接收選擇信道增加的情況。
下面，詳細(xì)說(shuō)明對(duì)相加值波形的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。第1質(zhì)量評(píng)價(jià)方法可以參照?qǐng)D6A和圖6B，第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法可以參照?qǐng)D6C和圖6D，第3質(zhì)量評(píng)價(jià)方法可以參照?qǐng)D6E～圖6G。第1質(zhì)量評(píng)價(jià)方法將由變化到相加值波形的最大值和最小值的邊緣部分構(gòu)成的對(duì)象區(qū)51(參照?qǐng)D5B)作為評(píng)價(jià)對(duì)象，第2和第3質(zhì)量評(píng)價(jià)方法將由相加值波形平坦的部分構(gòu)成的對(duì)象區(qū)52(參照?qǐng)D5B)作為評(píng)價(jià)對(duì)象。
參照?qǐng)D6A說(shuō)明第1質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。在本圖中，橫軸是時(shí)間軸，是1秒鐘的各采樣點(diǎn)(設(shè)采樣頻率為64Hz的1～64的各點(diǎn))。其縱軸是30秒內(nèi)對(duì)統(tǒng)計(jì)上的位同步成立的標(biāo)準(zhǔn)電波DCF77的TCO信號(hào)進(jìn)行按每秒鐘排列的表格化所得到的相加值。曲線中的3根折線分別示出相對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度為0dBμV/m、-3dBμV/m和-6dBμV/m 3種情況。0dBμV/m的電場(chǎng)強(qiáng)度表示接收時(shí)沒(méi)有因噪聲引起的尖峰等無(wú)缺陷的良好狀態(tài)，分別示出相對(duì)于給出該狀態(tài)的接收強(qiáng)度的-3dBμV/m和-6dBμV/m 2種情況的電場(chǎng)強(qiáng)度的波形。-6dBμV/m的狀態(tài)是接近可接收的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度的狀態(tài)。
在DCF77的統(tǒng)計(jì)上的位同步分析中使用的相加值數(shù)據(jù)中，若比較電場(chǎng)強(qiáng)度不同的3個(gè)數(shù)據(jù)，可知，隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的提高，下降沿斜坡陡度增加。這是因?yàn)楫?dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度高時(shí)，每秒鐘的下降沿的起點(diǎn)的偏差小，因噪聲引起的變動(dòng)也小。利用該性質(zhì)，可以通過(guò)將下降沿斜坡陡度、即坡度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，來(lái)評(píng)價(jià)給出某一相加值的接收信號(hào)的電場(chǎng)強(qiáng)度。求出陡度的具體數(shù)值的方法是，設(shè)定不同值的2個(gè)閾值(圖中的第1閾值和第2閾值)，將相加值橫切各閾值的寬度作為斜坡寬度，將該斜坡的寬度作為陡度。在電場(chǎng)強(qiáng)度不同的3種情況下實(shí)測(cè)的斜坡寬度如下表所示。這里，斜坡寬度是以采樣周期(15.625msec)為單位的數(shù)值。
表2


dB
圖6B的曲線表示電場(chǎng)強(qiáng)度和斜坡寬度的關(guān)系?？梢园盐招逼聦挾鹊淖兓碗妶?chǎng)強(qiáng)度的相關(guān)。即，通過(guò)測(cè)量斜坡寬度，可以將其作為電場(chǎng)強(qiáng)度、即接收狀態(tài)的指標(biāo)。通過(guò)測(cè)量該斜坡寬度得到的接收狀態(tài)的指標(biāo)可以通過(guò)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)上的位同步處理求出。此外，可以適用于所有的具有下降沿的格式(MSF、DCF77、WWVB)。對(duì)于JJY的情況，通過(guò)測(cè)量上升沿，也可以適用。
對(duì)于格式未知的情況，從上升沿和下降沿兩方去進(jìn)行斜坡寬度的評(píng)價(jià)。通過(guò)適當(dāng)選擇閾值，在不是位同步點(diǎn)的邊緣(DCF77時(shí)的上升沿)，因是代碼混存部分的相加值，故陡度下降，斜坡寬度變大。因此，上升沿和下降沿中斜坡寬度小的一方是位同步點(diǎn)。即，測(cè)量?jī)蛇吘壍男逼聦挾龋ㄟ^(guò)得到小的斜坡寬度，可以在不考慮格式的情況下進(jìn)行接收狀態(tài)的評(píng)價(jià)。
在上面的第1質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中，因?qū)Χ喾N格式也評(píng)價(jià)緊接位同步點(diǎn)之后的邊緣的陡度，故可以提供能在多種格式之間進(jìn)行公平評(píng)價(jià)的接收評(píng)價(jià)指標(biāo)。此外，根據(jù)斜坡寬度的評(píng)價(jià)可以成為與格式無(wú)關(guān)的有效的接收狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)。在現(xiàn)有的方法中，因?yàn)樵谖蛔g碼結(jié)束后，若是代碼不能判別的狀態(tài)就不能開(kāi)始評(píng)價(jià)，所以開(kāi)始評(píng)價(jià)之前需要時(shí)間，此外，若不知道格式的種類則不能進(jìn)行接收狀態(tài)的判定，但通過(guò)使用本實(shí)施例的接收狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，在位同步階段，即使對(duì)于格式未知的情況，也可以進(jìn)行接收狀態(tài)評(píng)價(jià)。
再有，上面的第1質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的說(shuō)明主要說(shuō)明了對(duì)DCF77的評(píng)價(jià)方法，但對(duì)于MSF、WWVB，也可以使用相同的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行接收狀態(tài)的評(píng)價(jià)，對(duì)于JJY，若將邊緣的方向反向，同樣可以進(jìn)行接收狀態(tài)評(píng)價(jià)。
參照?qǐng)D6C說(shuō)明第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。在本圖中，橫軸是時(shí)間軸，是1秒鐘的各采樣點(diǎn)(設(shè)采樣頻率為64Hz的1～64的各點(diǎn))。其縱軸是30秒內(nèi)對(duì)統(tǒng)計(jì)上的位同步成立的標(biāo)準(zhǔn)電波DCF77的TCO信號(hào)進(jìn)行按每秒鐘排列的表格化所得到的相加值。曲線中的3根折線分別示出相對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度為0dBμV/m、-3dBμV/m和-6dBμV/m 3種情況。在第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中，將平坦部的由噪聲引起的偏差作為評(píng)價(jià)對(duì)象。該平坦部是從位同步點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)過(guò)大約800～1000msec的部分。在該部分的附近，MSF、DCF77和WWVB時(shí)是“H”，JJY時(shí)是“L”。無(wú)論哪種格式，該區(qū)間都沒(méi)有邊緣。
在DCF77的統(tǒng)計(jì)上的位同步分析中使用的相加值數(shù)據(jù)中，若比較電場(chǎng)強(qiáng)度不同的3個(gè)數(shù)據(jù)，理想的情況下，相加值應(yīng)在最大值上飽和，對(duì)于電場(chǎng)強(qiáng)度0dB的線，大致是這種情況，但隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的降低，理想的情況下應(yīng)該是平坦的相加值在時(shí)間軸上會(huì)產(chǎn)生大的偏差。這是由于隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的降低信噪比變差引起的。本第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法將該偏差作為接收狀態(tài)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
為了對(duì)偏差進(jìn)行評(píng)價(jià)，只要求出該區(qū)間的各相加值的標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)即可。為此，例如，對(duì)30秒間的相加值數(shù)據(jù)進(jìn)行10次記錄，再對(duì)相加值求3σ，計(jì)算10次記錄的最小值、平均值和最大值。結(jié)果如下表所示。從這里示出的偏差(3σ)和電場(chǎng)強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系可知，偏差(3σ)顯示出其相對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度單調(diào)減小的特性，適合作為接收狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)。下表示出從對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的10次記錄中求平均的結(jié)果。此外，圖6D所示的曲線示出平坦部的標(biāo)準(zhǔn)偏差和電場(chǎng)強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系。
表3


dB如上所述，在第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中，因?qū)Χ喾N格式也評(píng)價(jià)平坦部的偏差，故成為對(duì)什么格式都有效的接收狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以提供能在多種格式之間進(jìn)行公平評(píng)價(jià)的接收評(píng)價(jià)指標(biāo)。此外，在第1質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中，將位同步開(kāi)始的邊緣的陡度(斜坡寬度)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，但在第1質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中，需要比求出斜坡寬度(3.4、1.5或0.8)的采樣間隔低1位精度的評(píng)價(jià)，為了從相加值波形求出，必需要在算術(shù)上下功夫，而在第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中，因?qū)⑵教共康脑肼曇鸬钠钭鳛樵u(píng)價(jià)指標(biāo)，故算術(shù)上的麻煩少，不受邊緣方向性的影響，所以，比第1質(zhì)量評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)更單一。
參照?qǐng)D6E說(shuō)明第3質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。在本圖中，和第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法一樣，橫軸是時(shí)間軸，是1秒鐘的各采樣點(diǎn)(設(shè)采樣頻率為64Hz的1～64的各點(diǎn))。其縱軸是30秒內(nèi)對(duì)統(tǒng)計(jì)上的位同步成立的標(biāo)準(zhǔn)電波DCF77的TCO信號(hào)進(jìn)行按每秒鐘排列的表格化所得到的相加值。所示的折線表示相對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度為-3dBμV/m時(shí)的10次數(shù)據(jù)的測(cè)定結(jié)果。第3質(zhì)量評(píng)價(jià)方法使用的相加值波形的評(píng)價(jià)對(duì)象的區(qū)域和第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法一樣是相加值波形的平坦部。第3質(zhì)量評(píng)價(jià)方法不是利用標(biāo)準(zhǔn)偏差去評(píng)價(jià)相加值的偏差，而是求出將時(shí)間軸上相鄰的相加值之間的差值的絕對(duì)值相加的總和(以下稱相鄰差值總和)。
參照?qǐng)D6F，和相對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度是-3dBμV/m的情況一起，對(duì)相對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度是-6dBμV/m和0dBμV/m的情況，將其結(jié)果歸總后的結(jié)果以表格的形式示出。可以發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)強(qiáng)度越低，相鄰差值總和越大。下表示出該結(jié)果的簡(jiǎn)要情況。
表4


dB圖6G示出相鄰差值總和與電場(chǎng)強(qiáng)度的相關(guān)。由該圖可知，相鄰差值總和示出相對(duì)于電場(chǎng)強(qiáng)度單調(diào)減小的特性，適合作為接收狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)。
在上述第3質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中，提供一種不使用標(biāo)準(zhǔn)偏差而通過(guò)得到簡(jiǎn)單的相鄰差值絕對(duì)值的總和來(lái)評(píng)價(jià)偏差的方法。因此可以成為對(duì)什么格式都有效的接收狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)，因?qū)Χ喾N格式可通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算平坦部的偏差來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，故適合于計(jì)算量少、處理能力弱的微機(jī)，且消耗電流也小。對(duì)低速工作的電波鐘表用的譯碼器提供了一種最佳的方法。在第2質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中同樣求出根據(jù)相加值的偏差得到的評(píng)價(jià)指標(biāo)，但因標(biāo)準(zhǔn)偏差的運(yùn)算需要進(jìn)行平方與平方根的運(yùn)算，故運(yùn)算處理的負(fù)荷大，不適合低功率的微機(jī)，而本第3質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，因只通過(guò)加減運(yùn)算就能進(jìn)行評(píng)價(jià)，所以它是一種面向低功率微機(jī)的方法。
下面，詳細(xì)說(shuō)明自動(dòng)格式判別處理。自動(dòng)格式的判別處理相當(dāng)于圖3所示的處理順序的步驟2。圖7A說(shuō)明自動(dòng)格式判別處理的詳細(xì)處理順序。此外，圖7B說(shuō)明在自動(dòng)格式判別處理的開(kāi)頭執(zhí)行的從TCO信號(hào)到中間碼的變換的平均位譯碼方法。進(jìn)而，圖7C說(shuō)明TCO信號(hào)中的各碼波形和中間碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
參照?qǐng)D7C，其示出MSF、DCF77、WWVB和JJY時(shí)的各格式的位碼的碼波形一覽。這里，因?qū)λ械母袷蕉寄芤?00msec為單位規(guī)格化代碼，故以100msec為單位進(jìn)行分割并對(duì)每一個(gè)分割單位決定“H”/“L”。因?qū)?個(gè)碼由10個(gè)H/L來(lái)表現(xiàn)，故可以將代碼看成10位。將LSB作為第1位，由1字節(jié)+2比特的表現(xiàn)形式進(jìn)行記載(16進(jìn)制)?？梢詫⑵渥鳛橹虚g碼。因該中間碼可以用每一種格式中的標(biāo)識(shí)碼、位0和位1等代碼按格式而不同的數(shù)值來(lái)表現(xiàn)，故可以對(duì)多種格式進(jìn)行統(tǒng)一的處理。
參照?qǐng)D7B說(shuō)明區(qū)域平均化的位譯碼方法。該方法的目的是克服因噪聲引起的TCO波形的混亂而不能進(jìn)行正常的位譯碼的問(wèn)題。該方法是對(duì)100msec寬度的規(guī)定區(qū)間、即每一個(gè)區(qū)域計(jì)數(shù)已采樣的信號(hào)數(shù)并使用多數(shù)表決來(lái)譯碼為“H”或“L”的譯碼方法。在本圖中，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，設(shè)采樣頻率為100Hz，在100msec寬度的分割區(qū)域中存在10個(gè)采樣數(shù)據(jù)。
在分割區(qū)域內(nèi)，若用S表示“H”數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，則S＝0～10。當(dāng)分割區(qū)域內(nèi)的“H”的個(gè)數(shù)多時(shí)，若設(shè)中間值為5(＝10/2)，則S＞5。同樣，當(dāng)“L”多時(shí)，S≤5。即，若與中間值5比較，將S大的情況判定為“H”，將S小的情況判定為“L”，則缺陷混入少的情況判定為正常的“H”/“L”。
關(guān)于本圖的上段所示的理想的TCO波形，在S＝10的分割區(qū)域中因S＞5故判定為“H”，在S＝0的分割區(qū)域中因S≤5故判定為“L”。此外，在下段所示的實(shí)際的TCO波形中，在S＝3的分割區(qū)域中，因S＜5故判定為“L”，在S＝7的分割區(qū)域中，因S≤5故判定為“L”，形成正常的判定。在本說(shuō)明書中，將該位譯碼方法稱作“區(qū)域平均化”。
歸納起來(lái)，在“區(qū)域平均化”的位譯碼方法中，第1步是從位的起點(diǎn)開(kāi)始分割成10個(gè)100msec的分割區(qū)域，第2步是對(duì)各分割區(qū)域的“H”樣點(diǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，若比中間值大則判定為“H”，若小于等于中間值則判定為“L”。第3步是對(duì)10個(gè)分割區(qū)域分配1位，并生成10位的中間碼。通過(guò)對(duì)所有的位重復(fù)上述步驟，可以得到不依賴于格式的中間碼。
在以上說(shuō)明的區(qū)域平均化位譯碼方法中，即使因噪聲而使TCO波形混亂時(shí)，也可以提供抗噪聲性能好的正常的位譯碼。此外，通過(guò)使用中間碼，可以不依賴格式而進(jìn)行位譯碼，將來(lái)，即使格式增加，只要以100msec為單位進(jìn)行規(guī)定即可解決。
參照?qǐng)D7A，標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置將根據(jù)自動(dòng)信道選擇處理的結(jié)果執(zhí)行了選擇和位同步的TCO信號(hào)作為輸入，利用位譯碼進(jìn)行中間編碼(步驟S201)。接著，將該中間碼存儲(chǔ)在RAM中的接收緩沖器中(步驟S202)。接著，等待經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間(例如相當(dāng)于例如60秒/數(shù)據(jù)×4數(shù)據(jù)的4分鐘)(步驟S203)，再開(kāi)始對(duì)存儲(chǔ)的中間碼數(shù)據(jù)進(jìn)行格式判別(步驟S204)。這里，格式判別是指識(shí)別規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)電波的規(guī)格。
首先，標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置進(jìn)行判別該中間碼數(shù)據(jù)是不是DCF77的格式的DCF77格式的判別處理(步驟S205)。這里，若參照?qǐng)D8A，DCF77的特征是只有第59秒才是標(biāo)識(shí)碼，在以1分鐘為周期的接收數(shù)據(jù)中，若能在特定位置上檢測(cè)標(biāo)識(shí)碼的存在，則可以判別是DCF77。DCF77的標(biāo)識(shí)碼在中間碼中由“03FF”來(lái)表示。若在接收數(shù)據(jù)中抽出了與“03FF”一致的地方，則可以明確判定是標(biāo)識(shí)碼。這里，為了正確判別，對(duì)4分鐘的接收數(shù)據(jù)，從頭開(kāi)始編上0～59的號(hào)碼，求出各號(hào)碼(位置)的標(biāo)識(shí)碼“03FF”的次數(shù)。在該例子中，標(biāo)識(shí)碼位置的次數(shù)變成4，可以明確判定未知的格式是DCF77。
再參照?qǐng)D7A，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置判定已利用上述DCF77格式判別處理進(jìn)行了成功的判別時(shí)(步驟S206)，將判別格式設(shè)定為“DCF77”(步驟S207)。
其次，標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置進(jìn)行判別該中間碼數(shù)據(jù)是不是WWVB格式的WWVB格式的判別處理(步驟S208)。這里，若參照?qǐng)D8B和圖8C，并注意WWVB和JJY，作為特征碼，哪一種格式都是有特征地排列每10秒鐘的位置標(biāo)識(shí)碼和0秒位置的整分標(biāo)識(shí)碼。通過(guò)檢測(cè)出該位置標(biāo)識(shí)碼和整分標(biāo)識(shí)碼的規(guī)則性，可以判別出是WWVB或JJY。在WWVB和JJY中，因標(biāo)識(shí)碼的位格式不同，中間碼也不同，故不會(huì)混淆。WWVB的標(biāo)識(shí)碼，其中間碼由“0300”來(lái)表示。若在接收數(shù)據(jù)中與“0300”一致的地方很明顯，則可以明確判定是位置和整分標(biāo)識(shí)碼。若標(biāo)識(shí)碼位置上的次數(shù)變成4，則可以明確判定是WWVB。
再參照?qǐng)D7A，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置判定出已利用上述WWVB格式判別處理進(jìn)行了成功的判別時(shí)(步驟S209)，將判別格式設(shè)定為“WWVB”(步驟S210)。
其次，標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置進(jìn)行判別該中間碼數(shù)據(jù)是不是JJY格式的JJY格式的判別處理(步驟S211)。這里，若參照?qǐng)D8C，作為特征碼，JJY的標(biāo)識(shí)碼的中間碼由“0003”表示。若在接收數(shù)據(jù)中抽出了與“0003”一致的地方，則可以明確判定是位置和整分標(biāo)識(shí)碼。若標(biāo)識(shí)碼位置上的次數(shù)變成4，可以明確判定是JJY。
再參照?qǐng)D7A，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置判定已利用上述JJY格式判別處理進(jìn)行了成功的判別時(shí)(步驟S212)，將判別格式設(shè)定為“JJY”(步驟S213)。
其次，標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置進(jìn)行判別該中間碼數(shù)據(jù)是不是MSF格式的MSF格式判別處理(步驟S214)。這里，參照?qǐng)D8D，在MSF的情況下，因不存在標(biāo)識(shí)碼，故沒(méi)有明顯的特征，但在位格式中，存在DCF77、WWVB、JJY不存在的位格式。即，作為特征碼，有表示與UTC相當(dāng)?shù)奈坏母袷?為容易說(shuō)明，以下稱作UTC0)和在奇偶性～DST區(qū)域中表示1的格式(為容易說(shuō)明，以下稱作DST1)。當(dāng)檢測(cè)出某一種格式時(shí)，則可以判別是MSF。MSF的UTC0由“03FA”表示，DST1由“03F8”表示。在接收數(shù)據(jù)中，若明顯地有與“03FA”和“03F8”一致之處，則可以從只能檢測(cè)出MSF來(lái)進(jìn)行判別。
再參照?qǐng)D7A，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置判定出已利用上述MSF格式判別處理進(jìn)行了成功的判別時(shí)(步驟S215)，將判別格式設(shè)定為“MSF”(步驟S216)。另一方面，當(dāng)盡管使用了某流程判別處理但格式判別仍然失敗時(shí)，將判別格式設(shè)定為“未判別”(步驟S217)，并結(jié)束處理。
將以上的自動(dòng)格式判別處理歸納起來(lái)，在各格式中，存在形成其他格式?jīng)]有的特征的特征碼出現(xiàn)模式，通過(guò)在由中間碼構(gòu)成的接收數(shù)據(jù)中找出該出現(xiàn)模式，可以判別DCF77、WWVB、JJY、MSF中的某一種格式。無(wú)論哪一種格式的檢測(cè)，軟件處理所要的時(shí)間都很短，與從TCO信號(hào)得到時(shí)刻數(shù)據(jù)的全部時(shí)間相比可以忽略，所以，DCF77、WWVB、JJY、MSF中無(wú)論哪一種格式的檢測(cè)所要的時(shí)間都不變。因此，可以短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行格式選擇，此外，因通過(guò)自動(dòng)頻度選擇選擇了最好的信道，故可以以最佳的接收格式進(jìn)行接收。
由以上實(shí)施例的說(shuō)明可知，若按照本發(fā)明的譯碼方法及標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置，可以克服包括不能進(jìn)行正常位同步的問(wèn)題、因噪聲使TCO波形混亂而不能進(jìn)行正常的位譯碼的問(wèn)題、信道選擇受到某些限制的問(wèn)題、自動(dòng)選擇格式直到成功接收所要的時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題、直到自動(dòng)接收成功所要的時(shí)間因格式而有很大差異的問(wèn)題、直到判定是接收失敗所要的時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題、沒(méi)有能在多種格式之間進(jìn)行公平評(píng)價(jià)的接收評(píng)價(jià)指標(biāo)的問(wèn)題、在可以以多種格式接收及不能以最佳的接收格式進(jìn)行接收的情況下產(chǎn)生的問(wèn)題等各種各樣的問(wèn)題。
在以上的實(shí)施例中，作為執(zhí)行或安裝本發(fā)明的譯碼方法及標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置的裝置，已經(jīng)說(shuō)明了接收標(biāo)準(zhǔn)電波去校正并顯示內(nèi)部的時(shí)刻信息的時(shí)鐘等裝置，但本發(fā)明不限于這樣的裝置，本發(fā)明還可以適用于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電波的時(shí)刻數(shù)據(jù)進(jìn)行程式動(dòng)作的各種控制設(shè)備或家電產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種譯碼方法，接收具有由載波信道和格式都確定的各個(gè)規(guī)格所規(guī)定的信號(hào)構(gòu)成的多種標(biāo)準(zhǔn)電波，并對(duì)由上述標(biāo)準(zhǔn)電波傳送的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行譯碼，其特征在于，包括位同步步驟，從對(duì)上述各載波信道得到的時(shí)間碼信號(hào)的各個(gè)波形中抽出上述多種規(guī)格共同的位波形的至少一部分作為抽出信號(hào)，根據(jù)該抽出信號(hào)對(duì)上述各時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行位同步；信道選擇步驟，根據(jù)上述位波形測(cè)定表示上述各載波信道的接收狀態(tài)是否良好的評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)上述評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇上述載波信道中的一個(gè)信道；規(guī)格識(shí)別步驟，從該選擇的信道的時(shí)間碼信號(hào)中抽出與反映按上述每一種規(guī)格而不同的格式特征的特征碼相對(duì)應(yīng)的位波形，根據(jù)上述特征碼的內(nèi)容識(shí)別從上述信道得到的時(shí)間碼信號(hào)的規(guī)格；以及譯碼步驟，根據(jù)該識(shí)別出的規(guī)格的格式將上述時(shí)間碼信號(hào)譯碼成時(shí)刻數(shù)據(jù)。
2.權(quán)利要求1記載的譯碼方法，其特征在于上述位同步步驟是下述這樣的步驟以比規(guī)定的位周期更細(xì)的采樣周期對(duì)上述時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行采樣，將得到的采樣數(shù)據(jù)按上述每一個(gè)規(guī)定的位周期進(jìn)行疊加運(yùn)算，再將得到的相加值的波形中邊緣部分作為上述抽出信號(hào)來(lái)進(jìn)行同步。
3.權(quán)利要求2記載的譯碼方法，其特征在于上述信道選擇步驟根據(jù)上述載波信道的各電場(chǎng)強(qiáng)度和上述位波形的邊緣部分的陡度的相關(guān)關(guān)系，將上述陡度作為上述質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。
4.權(quán)利要求2記載的譯碼方法，其特征在于上述信道選擇步驟根據(jù)上述載波信道的各電場(chǎng)強(qiáng)度和由上述邊緣部分的陡度決定的斜坡寬度的相關(guān)關(guān)系，將上述斜坡寬度作為上述質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。
5.權(quán)利要求2記載的譯碼方法，其特征在于上述信道選擇步驟根據(jù)上述載波信道的各電場(chǎng)強(qiáng)度和不包含上述邊緣部分的平坦部分的偏差的相關(guān)關(guān)系，將上述偏差作為上述質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。
6.權(quán)利要求5記載的譯碼方法，其特征在于上述信道選擇步驟使用上述相加值的時(shí)間軸上的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為表示上述偏差大小的指標(biāo)。
7.權(quán)利要求5記載的譯碼方法，其特征在于上述信道選擇步驟使用上述相加值中在時(shí)間軸上相鄰相加值的差值的絕對(duì)值的總和作為表示上述偏差大小的指標(biāo)。
8.權(quán)利要求1記載的譯碼方法，其特征在于上述規(guī)格識(shí)別步驟還包含將上述時(shí)間碼信號(hào)譯碼成能在上述不同的格式中唯一地識(shí)別出按上述每一種規(guī)格而不同的格式的各代碼所對(duì)應(yīng)的位波形的中間碼的步驟。
9.權(quán)利要求1或8記載的譯碼方法，其特征在于上述特征碼是在按上述每一種規(guī)格而不同的格式中指示幀位置的標(biāo)識(shí)碼。
10.上述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)記載的譯碼方法，其特征在于包含對(duì)所有的位重復(fù)下述步驟的步驟，該步驟是以比規(guī)定的位周期更細(xì)的采樣周期對(duì)上述位同步得到的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行采樣，將得到采樣數(shù)據(jù)按上述每一個(gè)規(guī)定的位周期進(jìn)行疊加運(yùn)算，對(duì)于所得到的相加值的波形，將與1個(gè)位波形對(duì)應(yīng)的時(shí)間分割成多種規(guī)定的區(qū)間，通過(guò)使上述每一個(gè)規(guī)定區(qū)間的上述相加值的中間值和根據(jù)理想的時(shí)間碼信號(hào)定出的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而來(lái)確定構(gòu)成上述1個(gè)位波形的H或L的電平。
11.一種標(biāo)準(zhǔn)電波接收裝置，接收具有由載波信道和格式都確定的各個(gè)規(guī)格所規(guī)定的信號(hào)構(gòu)成的多種標(biāo)準(zhǔn)電波，并對(duì)由上述標(biāo)準(zhǔn)電波傳送的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行譯碼和處理，其特征在于，包括位同步裝置，從對(duì)上述各載波信道得到的時(shí)間碼信號(hào)的各個(gè)波形中抽出上述多種規(guī)格共同的位波形的至少一部分作為抽出信號(hào)，根據(jù)該抽出信號(hào)對(duì)上述各時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行位同步；信道選擇裝置，根據(jù)上述位波形測(cè)定表示上述各載波信道的接收狀態(tài)是否良好的評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)上述評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇上述載波信道中的一個(gè)信道；規(guī)格識(shí)別裝置，從該選擇的信道的時(shí)間碼信號(hào)中抽出與反映按上述每一種規(guī)格而不同的格式特征的特征碼相對(duì)應(yīng)的位波形，根據(jù)上述特征碼的內(nèi)容識(shí)別從上述信道得到的時(shí)間碼信號(hào)的規(guī)格；以及譯碼裝置，根據(jù)該識(shí)別出的規(guī)格的格式將上述時(shí)間碼信號(hào)譯碼成時(shí)刻數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明是一種接收具有由載波信道和格式都確定的各個(gè)規(guī)格規(guī)定的信號(hào)構(gòu)成的多種標(biāo)準(zhǔn)電波并對(duì)由該標(biāo)準(zhǔn)電波傳送的時(shí)間碼信號(hào)進(jìn)行譯碼的譯碼方法，從在各載波信道得到的時(shí)間碼信號(hào)的各個(gè)波形中抽出多種規(guī)格共同的位波形的至少一部分作為抽出信號(hào)，根據(jù)該抽出信號(hào)進(jìn)行位同步，根據(jù)該位波形測(cè)定表示各載波信道的接收狀態(tài)是否良好的評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)該評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇各載波信道中的一個(gè)信道。從該選擇的信道的時(shí)間碼信號(hào)中抽出反映按每一種規(guī)格而不同的格式特征的特征碼所對(duì)應(yīng)的位波形，根據(jù)該特征碼的內(nèi)容識(shí)別從該信道得到的時(shí)間碼信號(hào)的規(guī)格，根據(jù)該識(shí)別出的規(guī)格的格式將該時(shí)間碼信號(hào)譯碼成時(shí)刻數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G04G7/02GK1782930SQ200510059208
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者近藤高行 申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社