JP2009085605A - 時刻修正装置、時刻修正装置付き計時装置及び時刻修正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電波等の信号の受信が困難な状況であっても、消費電力量を増加させずに、時刻精度を悪化させない時刻修正装置等を提供すること。
【解決手段】基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部24と、受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部25と、発信側時刻情報に基づいて受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部42と、修正時刻情報に基づいて受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部44と、を有し、受信部は、特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部17aを有し、信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、同期動作時間情報の時間情報は、信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動する時刻修正装置10。
【選択図】図8
【解決手段】基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部24と、受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部25と、発信側時刻情報に基づいて受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部42と、修正時刻情報に基づいて受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部44と、を有し、受信部は、特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部17aを有し、信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、同期動作時間情報の時間情報は、信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動する時刻修正装置10。
【選択図】図8
Description
本発明は、例えばCDMA(Code Division Multiple Access、符号分割多重接続)方式の携帯電話通信網で基地局から発信される信号に含まれる時刻情報に基づいて時刻修正を行う時刻修正装置、時刻修正装置付き計時装置及び時刻修正方法に関するものである。
従来より、正確な時刻データは、特定の場所から長波標準電波等で送信するシステムがある。このため、時計等の時刻を修正するには、この長波標準電波等を受信することで、極めて精度が高い時刻修正が可能となっている。このような時計等は、電波時計等と呼ばれている。
ところが、時計が腕時計等の場合は、その位置が移動し、例えばビル内等に配置されることがある。この場合、上述の長波標準電波を受信することが困難な状況となる。
このような状況にもかかわらず、腕時計がかかる電波の受信を試み続けると長時間、電波の受信動作を継続することとなり、多くの電力を消費してしまうこととなる。
一般に、腕時計等は、小型化が要請されるため、可能な限り部品も小型化されており、電池も例外ではない。したがって、長時間、腕時計が上記電波の受信動作を継続すると電池の消耗が進み、電池寿命が短くなるという問題があった。
また、上記受信が困難な状況でなくても、上記電波の受信動作を頻繁に繰り返すことによっても電池寿命が短くなるという問題があった。
ところが、時計が腕時計等の場合は、その位置が移動し、例えばビル内等に配置されることがある。この場合、上述の長波標準電波を受信することが困難な状況となる。
このような状況にもかかわらず、腕時計がかかる電波の受信を試み続けると長時間、電波の受信動作を継続することとなり、多くの電力を消費してしまうこととなる。
一般に、腕時計等は、小型化が要請されるため、可能な限り部品も小型化されており、電池も例外ではない。したがって、長時間、腕時計が上記電波の受信動作を継続すると電池の消耗が進み、電池寿命が短くなるという問題があった。
また、上記受信が困難な状況でなくても、上記電波の受信動作を頻繁に繰り返すことによっても電池寿命が短くなるという問題があった。
そこで、上記受信動作を頻繁に繰り返すことを回避するため、前回実行した腕時計の時刻修正時に、その時刻の誤差が小さい場合は、その後の時刻修正の間隔を長くする構成等が提案されている(例えば、特許文献1)。このように構成することで、腕時計が頻繁に上記受信動作を実行することを回避し、電池の消耗を防ぎ、電池寿命が短くなるのを防止している。
また、上述の問題のうち、上記電波の受信が困難な状況の際、受信動作を継続してしまうという問題を回避するために、上記電波の受信が出来ない状態が長く続いた場合、それは、受信できない環境に腕時計が配置されていると判断し、受信動作の頻度を減少させるという構成も提案されている(例えば、特許文献2)。
特開平5−142365号公報(段落「0006」等)
特開平2004−3927号公報(段落「0010」等)
また、上述の問題のうち、上記電波の受信が困難な状況の際、受信動作を継続してしまうという問題を回避するために、上記電波の受信が出来ない状態が長く続いた場合、それは、受信できない環境に腕時計が配置されていると判断し、受信動作の頻度を減少させるという構成も提案されている(例えば、特許文献2)。
しかし、特許文献1のような構成では、上記電波の受信を失敗した場合は、時刻修正ができず、時刻の誤差が大きくなり、時刻修正の間隔が短くなり、結果的に、消費電力量が大きくなり、電池寿命が短くなるという問題がある。
また、特許文献2のような構成では、上記電波の受信を失敗した場合、上記電波の受信間隔が長くなり、時刻修正の機会が減り、腕時計等の時刻精度が悪化するという問題があった。
また、特許文献2のような構成では、上記電波の受信を失敗した場合、上記電波の受信間隔が長くなり、時刻修正の機会が減り、腕時計等の時刻精度が悪化するという問題があった。
そこで、電波等の信号の受信が困難な状況であっても、消費電力量を増加させずに、時刻精度を悪化させない時刻修正装置、時刻修正装置付き計時装置及び時刻修正方法を提供することを目的とする。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部と、受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部と、前記発信側時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部と、前記修正時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部と、を有し、前記受信部は、前記特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部を有し、前記信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、前記同期動作時間情報の前記時間情報は、前記信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動することを特徴とする時刻修正装置。
基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部と、受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部と、前記発信側時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部と、前記修正時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部と、を有し、前記受信部は、前記特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部を有し、前記信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、前記同期動作時間情報の前記時間情報は、前記信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動することを特徴とする時刻修正装置。
前記構成によれば、受信部は、特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部を有し、信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、同期動作時間情報の前記時間情報は、前記信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動する構成となっている。
受信部の動作のうち、同期動作を行う時間を変動、例えば減らすことで消費電力量を減らすことができる。一方、例え同期動作を行う時間を減らしても、同期動作を実行していれば、時刻修正装置が屋外等に配置されていれば、特定信号との同期を取ることは十分可能である。
このように、前記構成によれば、消費電力量を減らしても、特定信号との同期を取る機会を確保することができる。
従来は、信号の受信が困難な状況では、上述のように、受信間隔を長くするため、特定信号との同期を取る機会が全く得られない時間が長くなるが、前記構成では、同期を取る機会は確保するため、従来に比べ特定信号と同期を取る機会は格段に増加することとなり、時刻修正装置の時刻精度を確保することができる。
また、前記構成では、同期動作時間を信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動、例えば減らすことができるので、上述の特定信号と同期を取る機会を減らさなくても、消費電力量が減少し、電池等の消耗を防ぐことができる。
受信部の動作のうち、同期動作を行う時間を変動、例えば減らすことで消費電力量を減らすことができる。一方、例え同期動作を行う時間を減らしても、同期動作を実行していれば、時刻修正装置が屋外等に配置されていれば、特定信号との同期を取ることは十分可能である。
このように、前記構成によれば、消費電力量を減らしても、特定信号との同期を取る機会を確保することができる。
従来は、信号の受信が困難な状況では、上述のように、受信間隔を長くするため、特定信号との同期を取る機会が全く得られない時間が長くなるが、前記構成では、同期を取る機会は確保するため、従来に比べ特定信号と同期を取る機会は格段に増加することとなり、時刻修正装置の時刻精度を確保することができる。
また、前記構成では、同期動作時間を信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動、例えば減らすことができるので、上述の特定信号と同期を取る機会を減らさなくても、消費電力量が減少し、電池等の消耗を防ぐことができる。
[適用例2]
好ましくは、前記信号同期部の同期動作の結果情報は、前記信号同期部が前記特定信号との同期に成功したか又は失敗したかの同期成否情報であり、前記同期動作時間情報が、前記同期成否情報に基づいて変動する構成となっていることを特徴とする時刻修正装置。
好ましくは、前記信号同期部の同期動作の結果情報は、前記信号同期部が前記特定信号との同期に成功したか又は失敗したかの同期成否情報であり、前記同期動作時間情報が、前記同期成否情報に基づいて変動する構成となっていることを特徴とする時刻修正装置。
前記構成では、信号同期部の同期動作の結果情報は、信号同期部が前記特定信号との同期に成功したか又は失敗したかの同期成否情報であり、同期動作時間情報が、同期成否情報に基づいて変動する構成となっている。
したがって、例えば、同期の失敗が一定回数連続した場合は、受信困難な環境に時刻修正装置が配置されていると判断し、連続失敗の回数が多いほど、同期動作時間を短くすることで、消費電力量の削減と同期機会の確保のバランスを効率的に配分することができる。
したがって、例えば、同期の失敗が一定回数連続した場合は、受信困難な環境に時刻修正装置が配置されていると判断し、連続失敗の回数が多いほど、同期動作時間を短くすることで、消費電力量の削減と同期機会の確保のバランスを効率的に配分することができる。
[適用例3]
好ましくは、前記同期動作時間情報が、時刻修正装置が屋外配置されたときの屋外同期成功時間情報及び時刻修正装置が屋内配置されたときの屋内同期成功時間情報に基づいて定められることを特徴とする時刻修正装置。
好ましくは、前記同期動作時間情報が、時刻修正装置が屋外配置されたときの屋外同期成功時間情報及び時刻修正装置が屋内配置されたときの屋内同期成功時間情報に基づいて定められることを特徴とする時刻修正装置。
前記構成によれば、同期動作時間情報が、時刻修正装置が屋外配置されたときの屋外同期成功時間情報及び時刻修正装置が屋内配置されたときの屋内同期成功時間情報に基づいて定められている。
すなわち、例えば、同期の失敗が連続し、同期が困難な場所に時刻修正装置が配置されている場合でも、最も同期し易い屋外に時刻修正装置が移動した場合や電波の受信が可能な屋内に時刻修正装置が移動することを想定し、その場合に同期可能な時間である屋外同期成功時間や屋内同期成功時間が設定されている。
このため、例えば、屋外同期成功時間や屋内同期成功時間に同期動作時間情報が設定されても、時刻修正装置が屋外や屋内に移動すれば、同期に成功する機会が確保される構成となっている。
また、屋外同期成功時間や屋内同期成功時間内でも同期できない場合は、同期が相当困難な環境と判断し、それ以上、長く同期を試みることなく、一旦、同期失敗と判断して、同期を終了する。
そして、次回は、同期動作時間をより短い時間等に変動させ設定する。これにより、時刻修正装置がその後、屋外に移動等した場合は、同期できる機会が確保されると共に消費電力量を低減させることができるので、消費電力量の削減と同期の機会の確保を同時に実現することができる。
すなわち、例えば、同期の失敗が連続し、同期が困難な場所に時刻修正装置が配置されている場合でも、最も同期し易い屋外に時刻修正装置が移動した場合や電波の受信が可能な屋内に時刻修正装置が移動することを想定し、その場合に同期可能な時間である屋外同期成功時間や屋内同期成功時間が設定されている。
このため、例えば、屋外同期成功時間や屋内同期成功時間に同期動作時間情報が設定されても、時刻修正装置が屋外や屋内に移動すれば、同期に成功する機会が確保される構成となっている。
また、屋外同期成功時間や屋内同期成功時間内でも同期できない場合は、同期が相当困難な環境と判断し、それ以上、長く同期を試みることなく、一旦、同期失敗と判断して、同期を終了する。
そして、次回は、同期動作時間をより短い時間等に変動させ設定する。これにより、時刻修正装置がその後、屋外に移動等した場合は、同期できる機会が確保されると共に消費電力量を低減させることができるので、消費電力量の削減と同期の機会の確保を同時に実現することができる。
[適用例4]
好ましくは、前記同期動作時間情報が、前記屋外同期成功時間情報及び前記屋内同期成功時間情報に基づいた複数種類の多段階の同期動作時間情報であることを特徴とする時刻修正装置。
好ましくは、前記同期動作時間情報が、前記屋外同期成功時間情報及び前記屋内同期成功時間情報に基づいた複数種類の多段階の同期動作時間情報であることを特徴とする時刻修正装置。
前記構成によれば、同期動作時間情報が、屋外同期成功時間情報及び屋内同期成功時間情報に基づいた複数種類の多段階の同期動作時間情報である。
このため、例えば、信号同期部が同期を失敗した場合でも、その失敗の程度に応じた最適な同期時間を選択することができ、消費電力量の削減と同期の機会の確保のバランスをより細やかに図ることができる。
このため、例えば、信号同期部が同期を失敗した場合でも、その失敗の程度に応じた最適な同期時間を選択することができ、消費電力量の削減と同期の機会の確保のバランスをより細やかに図ることができる。
[適用例5]
好ましくは、前記信号同期部による前記同期動作が定期的に実行されることを特徴とする時刻修正装置。
好ましくは、前記信号同期部による前記同期動作が定期的に実行されることを特徴とする時刻修正装置。
前記構成によれば、信号同期部による同期動作が定期的(例えば、24時間に1回等)に実行されるので、従来のように、同期動作の間隔が長くなりすぎ、その結果、時刻精度が悪化するということを未然に防ぐことができる。
[適用例6]
前記特定信号が、前記基地局の発信する一定時間経過後の未来時刻情報を含み、前記修正時刻情報が、前記未来時刻情報及びこの未来時刻情報を変更する時刻変更情報に基づいて生成されることを特徴とする時刻修正装置。
前記特定信号が、前記基地局の発信する一定時間経過後の未来時刻情報を含み、前記修正時刻情報が、前記未来時刻情報及びこの未来時刻情報を変更する時刻変更情報に基づいて生成されることを特徴とする時刻修正装置。
前記構成によれば、基地局の発信する一定時間経過後の未来時刻情報を含み、修正時刻情報が、未来時刻情報及びこの未来時刻情報を変更する時刻変更情報に基づいて生成される。
このため、例えば、未来時刻情報が、受信時から320ms(ミリ秒)後という、極めて近い未来時間であっても、この未来時刻情報に、時刻変更情報として、例えば、1.68s(秒)を加算することで、修正時刻情報は、全体として、受信時から2s(秒)後となり、時刻修正装置としては、時刻を修正するまで、2s(秒)という長い時間を確保することができる。
したがって、当該時刻修正装置の制御装置(CPU等)の処理能力が例え低く、未来時刻情報を取得するのに時間を長く要する場合でも、その時間に合わせた任意の処理時間を容易に設定することができる。
このため、演算能力等の処理能力が低い制御装置であっても、CDMA方式等の携帯電話通信網を利用して時刻修正をすることができ、コストをかけずに正確な時刻修正を行うことができる。
このため、例えば、未来時刻情報が、受信時から320ms(ミリ秒)後という、極めて近い未来時間であっても、この未来時刻情報に、時刻変更情報として、例えば、1.68s(秒)を加算することで、修正時刻情報は、全体として、受信時から2s(秒)後となり、時刻修正装置としては、時刻を修正するまで、2s(秒)という長い時間を確保することができる。
したがって、当該時刻修正装置の制御装置(CPU等)の処理能力が例え低く、未来時刻情報を取得するのに時間を長く要する場合でも、その時間に合わせた任意の処理時間を容易に設定することができる。
このため、演算能力等の処理能力が低い制御装置であっても、CDMA方式等の携帯電話通信網を利用して時刻修正をすることができ、コストをかけずに正確な時刻修正を行うことができる。
[適用例7]
基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部と、受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部と、前記発信側時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部と、前記修正時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部と、を有し、前記受信部は、前記特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部を有し、前記信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、前記同期動作時間情報の前記時間情報は、前記信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動することを特徴とする時刻修正装置付き計時装置。
基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部と、受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部と、前記発信側時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部と、前記修正時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部と、を有し、前記受信部は、前記特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部を有し、前記信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、前記同期動作時間情報の前記時間情報は、前記信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動することを特徴とする時刻修正装置付き計時装置。
[適用例8]
基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部と、受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部と、前記発信側時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部と、前記修正時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部と、を有し、前記受信部は、前記特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部を有し、前記信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、前記同期動作時間情報の前記時間情報は、前記信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動することを特徴とする時刻修正方法。
基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部と、受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部と、前記発信側時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部と、前記修正時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部と、を有し、前記受信部は、前記特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部を有し、前記信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、前記同期動作時間情報の前記時間情報は、前記信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動することを特徴とする時刻修正方法。
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図1は、本発明に係る時刻修正装置付き計時装置である例えば、時刻修正装置付き腕時計10(以下「腕時計」という)を示す概略図であり、図2は、図1の腕時計10の内部の主なハードウエア構成等を示す概略図である。
図1に示すように、腕時計10は、その表面に文字板12、長針、短針等の針13等が配置されると共に、各種メッセージが表示されるLED等からなるディスプレイ14が形成されている。なお、ディスプレイ14は、LEDの他、LCD、アナログ表示等でも構わない。
図1に示すように、腕時計10は、その表面に文字板12、長針、短針等の針13等が配置されると共に、各種メッセージが表示されるLED等からなるディスプレイ14が形成されている。なお、ディスプレイ14は、LEDの他、LCD、アナログ表示等でも構わない。
図1に示すように、腕時計10は、アンテナ11を有しており、このアンテナ11は、基地局である例えば、CDMA基地局15a、15b等からの信号を受信する構成となっている。つまり、CDMA基地局15a等は、CDMA方式の携帯電話通信網の基地局となっている。
しかし、本実施の形態の腕時計10は携帯電話機能を有していないためCDMA基地局15a等と電話通信をするものではなく、CDMA基地局15a等から送信される信号から時刻情報等を受信し、その信号に基づいて時刻修正をしようとするものである。CDMA基地局15a等から送信される信号の内容については後述する。
また、図1に示すように、腕時計10には、その利用者が操作可能なりゅうず28が形成されている。このりゅうず28は、腕時計10の利用者が操作可能な外部入力部となっている。
しかし、本実施の形態の腕時計10は携帯電話機能を有していないためCDMA基地局15a等と電話通信をするものではなく、CDMA基地局15a等から送信される信号から時刻情報等を受信し、その信号に基づいて時刻修正をしようとするものである。CDMA基地局15a等から送信される信号の内容については後述する。
また、図1に示すように、腕時計10には、その利用者が操作可能なりゅうず28が形成されている。このりゅうず28は、腕時計10の利用者が操作可能な外部入力部となっている。
先ず、図1の腕時計10のハードウエア構成等について説明する。図2に示すように、腕時計10はIF(interface(インターフェイス))、I/O(input/output(入出力))、電源ライン20を備え、IF、I/O、電源ライン20には、CPU(Central Processing Unit)21、RAM(Random Access Memory)22、ROM(Read Only Memory)23等が接続されている。
また、IF、I/O、電源ライン20には、CDMA基地局15a等からの信号を受信する受信部である例えば、CDMA基地局電波受信機24が接続されている。このCDMA基地局電波受信機24は、図1のアンテナ11を有している。
また、IF、I/O、電源ライン20には、時計機構であるIC(半導体集積回路)等からなるリアルタイムクロック(RTC)25や温度補償回路付き水晶発振回路(TCXO)26等も接続されている。
また、IF、I/O、電源ライン20には、CDMA基地局15a等からの信号を受信する受信部である例えば、CDMA基地局電波受信機24が接続されている。このCDMA基地局電波受信機24は、図1のアンテナ11を有している。
また、IF、I/O、電源ライン20には、時計機構であるIC(半導体集積回路)等からなるリアルタイムクロック(RTC)25や温度補償回路付き水晶発振回路(TCXO)26等も接続されている。
このように、図2のRTC25等は、受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部の一例となっている。
また、IF、I/O、電源ライン20には、電池27、ディスプレイ14及びタイマー29等も接続されている。タイマー29の機能等については後述する。
このように、IF、I/O、電源ライン20は、すべてのデバイスを接続する機能を有し、アドレスやデータバスを有する内部配線である。CPU21は、所定のプログラムの処理を行う他、IF、I/O、電源ライン20に接続されたROM23等を制御している。ROM23は、各種プログラムや各種情報等を格納している。
また、IF、I/O、電源ライン20には、電池27、ディスプレイ14及びタイマー29等も接続されている。タイマー29の機能等については後述する。
このように、IF、I/O、電源ライン20は、すべてのデバイスを接続する機能を有し、アドレスやデータバスを有する内部配線である。CPU21は、所定のプログラムの処理を行う他、IF、I/O、電源ライン20に接続されたROM23等を制御している。ROM23は、各種プログラムや各種情報等を格納している。
図3は、図2のCDMA基地局電波受信機24の主な構成を示す概略図である。
各構成について説明する前に、その前提となるCDMA方式で使用される「スペクトラム拡散」について説明する。
通常、信号を電波に乗せるために加工する作業を「変調」と呼んでいる。例えば、データ等は、デジタル信号に変換され、その後「変調」が実施される。通常の「変調」は、ある特定の周波数帯域を使い、信号を基準となる搬送周波数に乗せることになる。これでは、通信が特定周波数帯に限られてしまい、周波数帯の有効利用が困難となっていた。
そこで、広い周波数帯を利用する方法として採用されたのがCDMA方式である。CDMA方式では、上述の「変調」の後、さらに「拡散変調」を行う。
「拡散変調」には「PNコード」(+1と−1又は0と1がランダムに並ぶコード)とよばれる拡散符号が用いられる。
そして、拡散変調では、この拡散符号を信号と掛け合わせ、高周波のデジタル信号とする。この結果、信号が広帯域に拡散され、出力も小さくなる。
このように拡散された信号(高周波デジタル信号)を、受信機側が受信し、受信した信号に、もう一度、上述した「PNコード」と同じ拡散符号を掛け合わせ(逆拡散)、復調等をすることで、発信元の信号とすることができ、データ等を取得することができる構成となっている。
かかる前提で、図3を説明する。図3に示すように、アンテナ11には、高周波受信部16が接続されている。この高周波受信部16で、アンテナ11で受信されたCDMA基地局15a等の電波をダウンコンバートする構成となっている。
また、この高周波受信部16には、ベースバンド部17が接続されている。このベースバンド部17内には、パイロットPN同期部17aが設けられている。このパイロットPN同期部17aでは、後述するように、高周波受信部16でダウンコンバートされたパイロットチャネルの信号に、パイロットPNコードをミキシングして信号の同期を取る構成となっている。このように、パイロットPN同期部17aは、信号同期部の一例となっている。このパイロットPNコードは、上述の「PNコード」のうち、同期用のコードを指す。
各構成について説明する前に、その前提となるCDMA方式で使用される「スペクトラム拡散」について説明する。
通常、信号を電波に乗せるために加工する作業を「変調」と呼んでいる。例えば、データ等は、デジタル信号に変換され、その後「変調」が実施される。通常の「変調」は、ある特定の周波数帯域を使い、信号を基準となる搬送周波数に乗せることになる。これでは、通信が特定周波数帯に限られてしまい、周波数帯の有効利用が困難となっていた。
そこで、広い周波数帯を利用する方法として採用されたのがCDMA方式である。CDMA方式では、上述の「変調」の後、さらに「拡散変調」を行う。
「拡散変調」には「PNコード」(+1と−1又は0と1がランダムに並ぶコード)とよばれる拡散符号が用いられる。
そして、拡散変調では、この拡散符号を信号と掛け合わせ、高周波のデジタル信号とする。この結果、信号が広帯域に拡散され、出力も小さくなる。
このように拡散された信号(高周波デジタル信号)を、受信機側が受信し、受信した信号に、もう一度、上述した「PNコード」と同じ拡散符号を掛け合わせ(逆拡散)、復調等をすることで、発信元の信号とすることができ、データ等を取得することができる構成となっている。
かかる前提で、図3を説明する。図3に示すように、アンテナ11には、高周波受信部16が接続されている。この高周波受信部16で、アンテナ11で受信されたCDMA基地局15a等の電波をダウンコンバートする構成となっている。
また、この高周波受信部16には、ベースバンド部17が接続されている。このベースバンド部17内には、パイロットPN同期部17aが設けられている。このパイロットPN同期部17aでは、後述するように、高周波受信部16でダウンコンバートされたパイロットチャネルの信号に、パイロットPNコードをミキシングして信号の同期を取る構成となっている。このように、パイロットPN同期部17aは、信号同期部の一例となっている。このパイロットPNコードは、上述の「PNコード」のうち、同期用のコードを指す。
パイロットPN同期部17aには、図3に示すように、スタートタイミング発生装置17bが接続されている。
すなわち、パイロットPN同期部17aは、上述の信号の同期を取ると、そのタイミングをスタートタイミング発生装置17bに入力し、この入力を受けて、スタートタイミング発生装置17bが、スタートタイミングを発生する構成となっている。
すなわち、パイロットPN同期部17aは、上述の信号の同期を取ると、そのタイミングをスタートタイミング発生装置17bに入力し、この入力を受けて、スタートタイミング発生装置17bが、スタートタイミングを発生する構成となっている。
スタートタイミング発生装置17bは、図3に示すように、64分周カウンタ17cと接続されている。このため、スタートタイミング発生装置17bで生成されたスタートタイミングは、64分周カウンタ17cに入力され、分周が開始される構成となっている。
64分周カウンタ17cでは、後述するように、パイロットPNのチップレートである周波数(1.2288MHz)を64分周することで、walshコード(32)を生成する。このように生成されたwalshコード(32)は、アンテナ11が受信したシンクチャネルの信号にミキシングされ、時刻情報が取り出される。これらの信号の処理については、後述する。
64分周カウンタ17cでは、後述するように、パイロットPNのチップレートである周波数(1.2288MHz)を64分周することで、walshコード(32)を生成する。このように生成されたwalshコード(32)は、アンテナ11が受信したシンクチャネルの信号にミキシングされ、時刻情報が取り出される。これらの信号の処理については、後述する。
スタートタイミング発生装置17bは、64分周カウンタ17cが、基本周波数である例えば、パイロットPNチップレート(1.2288MHz)の分周を開始する開始タイミングを供給する構成となっている。
また、64分周カウンタ17cは、パイロットPN信号の基本単位である、1.2288MHzという周波数を分周し、時刻情報抽出信号である例えば、walshコード(32)を生成する構成となっている。
また、64分周カウンタ17cは、パイロットPN信号の基本単位である、1.2288MHzという周波数を分周し、時刻情報抽出信号である例えば、walshコード(32)を生成する構成となっている。
また、ベースバンド部17は、図3に示すように、デジタルフィルタ17d及びデインターリーブ及び復号化部17eを備えている。つまり、アンテナ11で受信した電波は、上述のように、walshコード(32)がミキシングされた後、デジタルフィルタ17dを通してデインターリーブ及び復号化部17e等を経て、復調され、後述するシンクチャネルメッセージとして取得される構成となっている。
すなわち、デインターリーブ及び復号化部17eを経て、初めて送信された信号を復調等することができ、CDMA基地局15a等が発信した元のデータを取得することができる。
すなわち、デインターリーブ及び復号化部17eを経て、初めて送信された信号を復調等することができ、CDMA基地局15a等が発信した元のデータを取得することができる。
図4乃至図7は、腕時計10の主なソフトウエア構成等を示す概略図であり、図4は全体図である。
図4に示すように、腕時計10は、制御部18を有し、制御部18は、図4に示す各種プログラム格納部30内の各種プログラム、第1の各種データ格納部50内の各種データ及び第2の各種データ格納部70内の各種データを処理する構成となっている。
また、図4には、各種プログラム格納部30、第1の各種データ格納部50及び第2の各種データ格納部70と分けて示してあるが、実際に、このようにデータが分けて格納されているわけではなく、説明上の便宜のために分けて記載したものである。
なお、図4の第1の各種データ格納部50には、主に予め格納されているデータをまとめて示した。また、第2の各種データ格納部70には、第1の各種データ格納部50内のデータ等を各種プログラム格納部30内のプログラムで処理した後のデータ等を主に示した。
図5は、図4の各種プログラム格納部30内のデータを示す概略図であり、図6は、図4の第1の各種データ格納部50内のデータを示す概略図である。また、図7は、図4の第2の各種データ格納部70内のデータを示す概略図である。
図8及び図9は、本実施の形態にかかる腕時計10の主な動作等を示す概略フローチャートである。
図4に示すように、腕時計10は、制御部18を有し、制御部18は、図4に示す各種プログラム格納部30内の各種プログラム、第1の各種データ格納部50内の各種データ及び第2の各種データ格納部70内の各種データを処理する構成となっている。
また、図4には、各種プログラム格納部30、第1の各種データ格納部50及び第2の各種データ格納部70と分けて示してあるが、実際に、このようにデータが分けて格納されているわけではなく、説明上の便宜のために分けて記載したものである。
なお、図4の第1の各種データ格納部50には、主に予め格納されているデータをまとめて示した。また、第2の各種データ格納部70には、第1の各種データ格納部50内のデータ等を各種プログラム格納部30内のプログラムで処理した後のデータ等を主に示した。
図5は、図4の各種プログラム格納部30内のデータを示す概略図であり、図6は、図4の第1の各種データ格納部50内のデータを示す概略図である。また、図7は、図4の第2の各種データ格納部70内のデータを示す概略図である。
図8及び図9は、本実施の形態にかかる腕時計10の主な動作等を示す概略フローチャートである。
以下、図8及び図9のフローチャートにしたがって本実施の形態に係る腕時計10の動作等を説明しつつ、その関連で図5乃至図7の各種プログラムや各種データ等を説明する。
フローチャートの説明に入る前にCDMA方式の携帯電話システムのうち、本実施の形態と関連ある部分を説明する。
CDMA方式の携帯電話システムは米国クアルコム社が開発した方式が1993年に米国の標準方式の一つ「IS95」に採用されたことから本格的な運用が開始されており、これ以降、IS95A、IS95B、CDMA2000という改訂を経て現在に至っている。また、日本国ではARIB STD−T64に準じて携帯電話システムが運用されている。
このようなCDMA方式は下り(CDMA基地局15a等から移動局、本実施の形態では腕時計10)は同期通信であるため、腕時計10がCDMA基地局15a等の信号と同期する必要がある。CDMA基地局15a等から送信される信号は、具体的には、パイロットチャネル信号と、シンクチャネル信号を有している。パイロットチャネル信号は、CDMA基地局15a等ごとに、異なったタイミングで発信されている信号であり、例えば、パイロットPN信号である。
フローチャートの説明に入る前にCDMA方式の携帯電話システムのうち、本実施の形態と関連ある部分を説明する。
CDMA方式の携帯電話システムは米国クアルコム社が開発した方式が1993年に米国の標準方式の一つ「IS95」に採用されたことから本格的な運用が開始されており、これ以降、IS95A、IS95B、CDMA2000という改訂を経て現在に至っている。また、日本国ではARIB STD−T64に準じて携帯電話システムが運用されている。
このようなCDMA方式は下り(CDMA基地局15a等から移動局、本実施の形態では腕時計10)は同期通信であるため、腕時計10がCDMA基地局15a等の信号と同期する必要がある。CDMA基地局15a等から送信される信号は、具体的には、パイロットチャネル信号と、シンクチャネル信号を有している。パイロットチャネル信号は、CDMA基地局15a等ごとに、異なったタイミングで発信されている信号であり、例えば、パイロットPN信号である。
図10は、CDMA基地局15a、15bから送信される信号の同期タイミング等を示す概略図である。
これらのCDMA基地局15a、15bから送信される信号は、同じであるため、この信号がどのCDMA基地局15a等から発信したかを識別するため、各CDMA基地局15a等は、それぞれ他のCDMA基地局15a等と異なるタイミングで信号を発信している。
このタイミングの相違は、CDMA基地局15a等が発信するパイロットPN信号の相違として表れる。例えば、図10(b)のCDMA基地局15bの信号は、図10(a)のCDMA基地局15aの信号より僅かに遅れたタイミングで信号を発信している。具体的には、64chip(0.052ms(ミリ秒))分だけ、パイロットPNオフセットを設けている。
このように多数のCDMA基地局15a等が存在しても、各CDMA基地局15a等が64chipの整数倍だけ、それぞれ異なるパイロットPNオフセットを設けることで、受信する腕時計10は、どのCDMA基地局15a等からの信号を受信したかを容易に把握することができる構成となっている。このパイロットPNオフセットが、基地局識別時差情報となっている。
これらのCDMA基地局15a、15bから送信される信号は、同じであるため、この信号がどのCDMA基地局15a等から発信したかを識別するため、各CDMA基地局15a等は、それぞれ他のCDMA基地局15a等と異なるタイミングで信号を発信している。
このタイミングの相違は、CDMA基地局15a等が発信するパイロットPN信号の相違として表れる。例えば、図10(b)のCDMA基地局15bの信号は、図10(a)のCDMA基地局15aの信号より僅かに遅れたタイミングで信号を発信している。具体的には、64chip(0.052ms(ミリ秒))分だけ、パイロットPNオフセットを設けている。
このように多数のCDMA基地局15a等が存在しても、各CDMA基地局15a等が64chipの整数倍だけ、それぞれ異なるパイロットPNオフセットを設けることで、受信する腕時計10は、どのCDMA基地局15a等からの信号を受信したかを容易に把握することができる構成となっている。このパイロットPNオフセットが、基地局識別時差情報となっている。
また、CDMA基地局15a等から発信される信号(特定信号の一例)には、シンクチャネル信号があり、これが図11のシンクチャネルメッセージである。図11は、シンクチャネルメッセージの内容を示す概略図である。
図11に示すように、シンクチャネルメッセージには、上述したパイロットPN信号のデータ、例えば、パイロットPNオフセットデータが64chip(0.052ms)×N(0〜512)であることを示すデータが含まれている。このデータは、図11では「PILOT_PN」で表されている。
また、シンクチャネルメッセージには、GPS(Global Positioning System)衛星の原子時計に基づくGPS時刻データであるシステム時間のデータも含まれている。このシステム時間が発信側時刻情報の一例である。
システム時間は、1980年1月6日0時からの80ms単位の積算時間となっている。このデータは、図11では「SYS_TIME」で表されている。
図11に示すように、シンクチャネルメッセージには、上述したパイロットPN信号のデータ、例えば、パイロットPNオフセットデータが64chip(0.052ms)×N(0〜512)であることを示すデータが含まれている。このデータは、図11では「PILOT_PN」で表されている。
また、シンクチャネルメッセージには、GPS(Global Positioning System)衛星の原子時計に基づくGPS時刻データであるシステム時間のデータも含まれている。このシステム時間が発信側時刻情報の一例である。
システム時間は、1980年1月6日0時からの80ms単位の積算時間となっている。このデータは、図11では「SYS_TIME」で表されている。
また、シンクチャネルメッセージには、世界協定時(UTC)に換算するための「うるう秒」のデータも含まれている。このデータは、図11では、「LP_SEC」で表されている。
また、シンクチャネルメッセージには、腕時計10が所在する国又は地域のUTCに対する時差データである、ローカルオフセット時間が含まれている。すなわち、例えば、日本の場合は、UTCに9時間プラスされた時間である旨のデータ等が格納されている。
このデータは、図11では、「LTM_OFF」で表される。
また、シンクチャネルメッセージには、腕時計10が所在する国や地域がサマータイム等を採用しているか否かのサマータイムデータも含まれている。日本の場合は、サマータイム制を採用していないため、そのデータは「0」となる。このデータは、図11では、「DAYLT」で表される。
また、シンクチャネルメッセージには、腕時計10が所在する国又は地域のUTCに対する時差データである、ローカルオフセット時間が含まれている。すなわち、例えば、日本の場合は、UTCに9時間プラスされた時間である旨のデータ等が格納されている。
このデータは、図11では、「LTM_OFF」で表される。
また、シンクチャネルメッセージには、腕時計10が所在する国や地域がサマータイム等を採用しているか否かのサマータイムデータも含まれている。日本の場合は、サマータイム制を採用していないため、そのデータは「0」となる。このデータは、図11では、「DAYLT」で表される。
図11のシンクチャネルメッセージには、以上のような内容のデータが含まれるが、具体的には、各データは時系列に順番に送信される、送信される信号は、図10に示す、80ms単位からなるスーパーフレーム単位で送信され、シンクチャネルメッセージの最後のデータが含まれるのが、図10のラストスーパーフレームとなる。
すなわち、図10のラストスーパーフレームの最後のタイミング(図10(a)の「E」及び(b)の「EE」で示す部分)が、シンクチャネルメッセージの受信完了のタイミングとなっている。
上述のシンクチャネルメッセージに含まれるシステム時間は、このラストスーパーフレームの最後のタイミング(「E」「EE」)を基準として定められている。
具体的には、CDMA方式では、図11のシンクチャネルメッセージの上述のシステム時刻は、図10の「E」「EE」における時刻とはなっておらず、4スーパーフレーム(320ms)後における時刻、すなわち、図10の「F」「FF」における時刻となっている。この時刻が未来時刻情報の一例となる。
すなわち、図10のラストスーパーフレームの最後のタイミング(図10(a)の「E」及び(b)の「EE」で示す部分)が、シンクチャネルメッセージの受信完了のタイミングとなっている。
上述のシンクチャネルメッセージに含まれるシステム時間は、このラストスーパーフレームの最後のタイミング(「E」「EE」)を基準として定められている。
具体的には、CDMA方式では、図11のシンクチャネルメッセージの上述のシステム時刻は、図10の「E」「EE」における時刻とはなっておらず、4スーパーフレーム(320ms)後における時刻、すなわち、図10の「F」「FF」における時刻となっている。この時刻が未来時刻情報の一例となる。
これは、CDMAがそもそも携帯電話で通信するためのシステムであることに基づく。つまり、携帯電話機は、CDMA基地局15a等から図11に示す、シンクチャネルメッセージを受信した後、CDMA基地局15a等との同期通信をするための準備を携帯電話機内で行う必要がある。
具体的には、次のステージである「待ち受け状態」へ遷移するための準備をした後、CDMA基地局15a等と同期をとり通信することになる。
そこで、この準備時間を考慮して、CDMA基地局15a等は、予め未来の時刻である320ms後の時間を、事前に送信し、この時間を受信した携帯電話機が内部で処理を行い、準備が終わった後、この時刻でCDMA基地局15a等と同期を取りに行くと同期を取りやすくなるという構成となっている。換言すれば、この4スーパーフレーム(320ms)が携帯電話機側の準備時間となっている。
具体的には、次のステージである「待ち受け状態」へ遷移するための準備をした後、CDMA基地局15a等と同期をとり通信することになる。
そこで、この準備時間を考慮して、CDMA基地局15a等は、予め未来の時刻である320ms後の時間を、事前に送信し、この時間を受信した携帯電話機が内部で処理を行い、準備が終わった後、この時刻でCDMA基地局15a等と同期を取りに行くと同期を取りやすくなるという構成となっている。換言すれば、この4スーパーフレーム(320ms)が携帯電話機側の準備時間となっている。
このように、腕時計10が基地局15bの信号を受信した場合で、パイロットPNオフセットを換算した際のラストスーパーフレームの最後のタイミングは、理論上、「EE」の時点となるはずである。
しかし、上述の4スーパーフレーム後の未来時刻情報を含む、図10(b)の基地局15b等の信号は、図3の腕時計10のアンテナ11で受信され、その高周波受信部16を介して、ベースバンド部17のパイロットPN同期部17aで同期され、デインターリーブ及び復号化部17eで処理されて初めて受信が可能となる。
このデインターリーブ及び復号化部17e等における処理時間が、図10(c)の復調、復号処理遅延時間であり、例えば53msとなっている。
したがって、この復調、復号処理遅延時間を勘案した場合、実際は、腕時計10が基地局15bの信号を受信した場合で、パイロットPNオフセットを換算した際のラストスーパーフレームの最後のタイミングは、理論上の「EE」の時点ではなく、図10(c)の「EEE」にずれることになる。このような復調、復号処理遅延時間が、受信処理遅延時間情報となっている。
しかし、上述の4スーパーフレーム後の未来時刻情報を含む、図10(b)の基地局15b等の信号は、図3の腕時計10のアンテナ11で受信され、その高周波受信部16を介して、ベースバンド部17のパイロットPN同期部17aで同期され、デインターリーブ及び復号化部17eで処理されて初めて受信が可能となる。
このデインターリーブ及び復号化部17e等における処理時間が、図10(c)の復調、復号処理遅延時間であり、例えば53msとなっている。
したがって、この復調、復号処理遅延時間を勘案した場合、実際は、腕時計10が基地局15bの信号を受信した場合で、パイロットPNオフセットを換算した際のラストスーパーフレームの最後のタイミングは、理論上の「EE」の時点ではなく、図10(c)の「EEE」にずれることになる。このような復調、復号処理遅延時間が、受信処理遅延時間情報となっている。
以上が、本実施の形態におけるCDMA方式の携帯電話システムの概略であり、以上の前提で、以下、本実施の形態を説明する。
腕時計10の時刻修正をする場合は、先ず、腕時計10の図2に示すCDMA基地局電波受信機24は、図8のST1に示すように、図1のCDMA基地局15a等から送信される電波のうち、パイロットチャネルの信号電波を受信するためのパイロットチャネルスキャンを行い、CDMA基地局15a等からのパイロットチャネル信号を受信し、受信したパイロットチャネル信号にパイロットPNコードをミキシングして同期を取るように試みる。
CDMA基地局15a等の信号と同期が取れた場合は、walshコード(0)を重ねて(逆拡散)、データを取得する。
腕時計10の時刻修正をする場合は、先ず、腕時計10の図2に示すCDMA基地局電波受信機24は、図8のST1に示すように、図1のCDMA基地局15a等から送信される電波のうち、パイロットチャネルの信号電波を受信するためのパイロットチャネルスキャンを行い、CDMA基地局15a等からのパイロットチャネル信号を受信し、受信したパイロットチャネル信号にパイロットPNコードをミキシングして同期を取るように試みる。
CDMA基地局15a等の信号と同期が取れた場合は、walshコード(0)を重ねて(逆拡散)、データを取得する。
具体的には、図5のパイロットPN信号受信同期プログラム31が動作し、図3のパイロットPN同期部17aが、図6のパイロットPN同期用データ51であるパイロットPNコード(CDMA基地局15a等から送信されるパイロットPNコードと同じコード)及びwalshコード(0)を図3に示すようにミキシングして同期を取る。このとき、ミキシングされるwalshコードは(0)であるため、特別なコードを用意する必要がない。
受信したパイロットチャネル信号には、パイロットPNコードが含まれているため、CDMA基地局電波受信機24側でも、同じパイロットPNコードと、受信するためのwalshコード(0)が必要となる。この構成によりCDMA基地局電波受信機24は、CDMA基地局15a等からのパイロットチャネル信号と同期を取り、逆拡散することができ、データを取得することができる。
受信したパイロットチャネル信号には、パイロットPNコードが含まれているため、CDMA基地局電波受信機24側でも、同じパイロットPNコードと、受信するためのwalshコード(0)が必要となる。この構成によりCDMA基地局電波受信機24は、CDMA基地局15a等からのパイロットチャネル信号と同期を取り、逆拡散することができ、データを取得することができる。
図12(a)は、CDMA基地局電波受信機24が、パイロットチャネル信号と同期を取る状態を示す概略図である。
図12(a)に示すように、パイロットチャネル信号には、ゼロ「0」が15個連続して並ぶ部分があり、この最後のゼロ「0」の部分(図12(a)の縦矢印で示す部分)で同期を取る構成となっており、このような同期を取るためのデータが図6のパイロットPN同期用データ51に含まれている。
図12(a)に示すように、パイロットチャネル信号には、ゼロ「0」が15個連続して並ぶ部分があり、この最後のゼロ「0」の部分(図12(a)の縦矢印で示す部分)で同期を取る構成となっており、このような同期を取るためのデータが図6のパイロットPN同期用データ51に含まれている。
ST1におけるCDMA基地局15a等からの信号の同期は、同期動作開始と共に直ちに成功するものではなく、所定の時間を要するものである。
例えば、腕時計10が屋外に配置されていれば、27ms(ミリ秒)程度で同期が完了するが、屋内に配置されている場合は、500ms程度要する場合がある。
信号の同期は、上述のように図3のパイロットPN同期部17aが動作して実行されるが、この際、高周波受信部(RF部)16も動作するので、以下のような電力が消費される。
換算すると、高周波受信部16が、72mW(ミリワット)、パイロットPN同期部17aが、38mWで、合計、110mWとなる。
そして、上述の同期時間が27msかかれば、消費電力量は、27ms×110mWで、約3mWs(ミリワット秒)となる。
例えば、腕時計10が屋外に配置されていれば、27ms(ミリ秒)程度で同期が完了するが、屋内に配置されている場合は、500ms程度要する場合がある。
信号の同期は、上述のように図3のパイロットPN同期部17aが動作して実行されるが、この際、高周波受信部(RF部)16も動作するので、以下のような電力が消費される。
換算すると、高周波受信部16が、72mW(ミリワット)、パイロットPN同期部17aが、38mWで、合計、110mWとなる。
そして、上述の同期時間が27msかかれば、消費電力量は、27ms×110mWで、約3mWs(ミリワット秒)となる。
一方、上述の同期時間が500msかかれば、消費電力量は、500ms×110mWで55mWsとなる。このように、パイロットPN同期部17aの動作時間によって大きく、その消費電力量が相違することとなる。
また、その他の電力消費については以下の動作が実行される。すなわち、パイロットPN同期部17aの同期後、図3のCDMA基地局電波受信機24のベースバンド部17等が動作して、CDMA基地局15a等の信号を逆拡散、復号、演算等をし、上述の図11のシステム時刻等を取得する。このときの時間が最大で480ms程度であり、消費電力量が18mWとなっている。
このシステム時間等の取得については、同時に高周波受信部16が動作し信号を受信するので、高周波受信部16の消費電力も考慮する必要がある。この高周波受信部16は、72mWであるから、これら全体で、(18mW+72mW)×480ms=約43mWsとなる。
また、その他の電力消費については以下の動作が実行される。すなわち、パイロットPN同期部17aの同期後、図3のCDMA基地局電波受信機24のベースバンド部17等が動作して、CDMA基地局15a等の信号を逆拡散、復号、演算等をし、上述の図11のシステム時刻等を取得する。このときの時間が最大で480ms程度であり、消費電力量が18mWとなっている。
このシステム時間等の取得については、同時に高周波受信部16が動作し信号を受信するので、高周波受信部16の消費電力も考慮する必要がある。この高周波受信部16は、72mWであるから、これら全体で、(18mW+72mW)×480ms=約43mWsとなる。
本実施の形態では、上述のように同期時間を変動させるのであるが、その詳細は後述することとし、ここでは、このような同期時間を計測について説明する。
具体的には、ST1に示すように、同期を取るように試み始めた時点で、図2のタイマー29がカウントを開始する。すなわち、図5のタイマー制御プログラム32が動作してカウントを開始する。
具体的には、ST1に示すように、同期を取るように試み始めた時点で、図2のタイマー29がカウントを開始する。すなわち、図5のタイマー制御プログラム32が動作してカウントを開始する。
次に、ST2で、パイロットPN信号受信同期プログラム31が、CDMA基地局15a等のパイロットチャネル信号と同期が完了したか否かを判断し、同期が完了しない場合は、ST3で、同期待ち時間を経過したか否かを判断する。
すなわち、上述のように、パイロットPN同期部17aが同期動作をする際は、例えば110mWという電力を消費するため、本実施の形態では、この同期動作を実行する時間を制限している。
その制限は、図6の同期待ち時間データ52として登録されている。例えば、初期状態として、同期待ち時間(A)が「1000ms」とされている。
すなわち、上述のように、パイロットPN同期部17aが同期動作をする際は、例えば110mWという電力を消費するため、本実施の形態では、この同期動作を実行する時間を制限している。
その制限は、図6の同期待ち時間データ52として登録されている。例えば、初期状態として、同期待ち時間(A)が「1000ms」とされている。
このため、ST3では、図5の同期待ち時間判断プログラム33が動作し、タイマー29が、図6の同期待ち時間データ52である「1000ms」を経過したか否かを判断する。
このように、同期待ち時間データ52は、同期動作時間情報の一例となっている。
このように、同期待ち時間データ52は、同期動作時間情報の一例となっている。
ST3で、タイマー29のカウンタが「1000ms」を経過している場合は、ST4に進む。ST4では、パイロットPN同期部17aの同期動作が終了し、図5の同期成否データ登録プログラム34が動作して、図7の同期成否データ71に、同期が失敗した事実と時間を登録する。
このため、同期成否データ71は、同期成否情報の一例となっている。
このため、同期成否データ71は、同期成否情報の一例となっている。
次に、ST5へ進む。ST5では、初期状態の同期待ち時間「1000ms」が登録されている図6の同期待ち時間データ52を変更するか否かを判断する。
すなわち、本実施の形態では、「1000ms」という比較的長い同期待ち時間を設定しているが、これは、CDMA基地局15a等から発信された電波を腕時計10が受信できれば、ほとんどの場合、同期を取ることができる時間である。
一方、「1000ms」という長い時間、パイロットPN同期部17aが動作していると、消費電力量は、上述のように110mW×1000ms=110mWsというように比較的高くなる。
すなわち、本実施の形態では、「1000ms」という比較的長い同期待ち時間を設定しているが、これは、CDMA基地局15a等から発信された電波を腕時計10が受信できれば、ほとんどの場合、同期を取ることができる時間である。
一方、「1000ms」という長い時間、パイロットPN同期部17aが動作していると、消費電力量は、上述のように110mW×1000ms=110mWsというように比較的高くなる。
このような高い消費電力で毎回、パイロットPN同期部17aが同期動作をし、結果として同期に成功すれば、電力消費の効果があったと言えるが、同期に失敗した場合は、電力が無駄となる。
特に、「1000ms」という長い時間をかけて同期動作をしても、パイロットPN同期部17aが同期に失敗する場合は、ビル等の地下等に腕時計10が配置されている場合であって、腕時計10がその位置に止まっている限り、CDMA基地局15a等からの電波を受信することは不可能な場合が多い。
一方で、腕時計10はその所持者の移動に伴い屋外等に移動することもあり、そのような場合は、積極的にCDMA基地局15a等からの電波を受信することが望ましい。
特に、「1000ms」という長い時間をかけて同期動作をしても、パイロットPN同期部17aが同期に失敗する場合は、ビル等の地下等に腕時計10が配置されている場合であって、腕時計10がその位置に止まっている限り、CDMA基地局15a等からの電波を受信することは不可能な場合が多い。
一方で、腕時計10はその所持者の移動に伴い屋外等に移動することもあり、そのような場合は、積極的にCDMA基地局15a等からの電波を受信することが望ましい。
そこで、本実施の形態では、パイロットPN同期部17aの同期動作の時間である同期待ち時間データ52を変更できる構成とした。
具体的には、図6の同期待ち時間設定データ53に示すように、パイロットPN同期部17aが、5回連続で同期を失敗した場合、同期待ち時間(A)を「500ms」とし、10回連続で同期を失敗した場合は、同期待ち時間(A)を「27ms」に変更するようになっている。
具体的には、図6の同期待ち時間設定データ53に示すように、パイロットPN同期部17aが、5回連続で同期を失敗した場合、同期待ち時間(A)を「500ms」とし、10回連続で同期を失敗した場合は、同期待ち時間(A)を「27ms」に変更するようになっている。
ここで、同期待ち時間(A)「500ms」は、腕時計10が電波を受信できる屋内に配置されている場合に、同期に成功する一般的な時間である。
また、同期待ち時間(A)「27ms」は、腕時計10が屋外に配置されている場合に、同期に成功する一般的な時間である。
すなわち、同期待ち時間(A)「500ms」は、屋内同期成功時間情報の一例であり、同期待ち時間(A)「27ms」は、屋外同期成功時間情報の一例である。
また、同期待ち時間(A)「27ms」は、腕時計10が屋外に配置されている場合に、同期に成功する一般的な時間である。
すなわち、同期待ち時間(A)「500ms」は、屋内同期成功時間情報の一例であり、同期待ち時間(A)「27ms」は、屋外同期成功時間情報の一例である。
このように、初期状態で「1000ms」であった同期待ち時間を「500ms」そして「27ms」と減らしていくことで、無駄な電力の消費を減らしていることができる。
一方、同期待ち時間が「500ms」では、腕時計10が電波を受信できる屋内に移動していれば、その機会を逃さずに、CDMA基地局15a等の電波を受信し、パイロットPN同期部17aが信号の同期を取ることができ、これは後述する時刻補正を実行できるので、腕時計10の時刻精度を向上させることができる。
一方、同期待ち時間が「500ms」では、腕時計10が電波を受信できる屋内に移動していれば、その機会を逃さずに、CDMA基地局15a等の電波を受信し、パイロットPN同期部17aが信号の同期を取ることができ、これは後述する時刻補正を実行できるので、腕時計10の時刻精度を向上させることができる。
また、10回連続して同期失敗の場合は、ほとんどCDMA基地局15a等からの電波を受信し同期を取ることはできない状況と推測されるので、電力の消費はできるだけ小さく設定する必要がある。しかし、腕時計10が屋外に移動した場合には、パイロットPN同期部17aが同期を取ることができるように「27ms」の同期待ち時間としている。
つまり、パイロットPN同期部17aの同期失敗が連続するほど、同期待ち時間を減らしているため、無駄な電力の消費を抑えることができ、電池27の消耗を抑えることができる。
一方、同期待ち時間の減らし方は、屋内で同期可能な同期待ち時間や屋外で同期可能な同期待ち時間等に基づいて定められているため、腕時計10の移動等によってCDMA基地局15a等からの電波を受信し、同期可能な構成となっている。
このため、電力の消費を抑えつつ、パイロットPN同期部17aの同期の機会も確保できるので、その時刻情報に基づいて後述のように、時刻を修正でき、時刻精度を維持することができる構成となっている。
このように、図6の同期待ち時間設定データ53が、複数種類の多段階の同期動作時間情報の一例となっている。また、上述のように、同期動作時間情報である同期待ち時間は、同期成否情報である同期成否データ71に基づいて変動する構成となっている。
一方、同期待ち時間の減らし方は、屋内で同期可能な同期待ち時間や屋外で同期可能な同期待ち時間等に基づいて定められているため、腕時計10の移動等によってCDMA基地局15a等からの電波を受信し、同期可能な構成となっている。
このため、電力の消費を抑えつつ、パイロットPN同期部17aの同期の機会も確保できるので、その時刻情報に基づいて後述のように、時刻を修正でき、時刻精度を維持することができる構成となっている。
このように、図6の同期待ち時間設定データ53が、複数種類の多段階の同期動作時間情報の一例となっている。また、上述のように、同期動作時間情報である同期待ち時間は、同期成否情報である同期成否データ71に基づいて変動する構成となっている。
なお、本実施の形態では、同期待ち時間設定データ53として、初期状態「1000ms」、5回連続同期失敗で「500ms」、10回連続同期失敗で「27ms」というスケジュールを例に説明したが、本発明は、同時に他のスケジュールのデータを保持し、必要に応じて他のスケジュールに切り替える構成としてもよい。
他のスケジュールとしては、例えば、初期状態「1500ms」、10回連続同期失敗で「54ms」、20回連続同期失敗で「27ms」である。
他のスケジュールとしては、例えば、初期状態「1500ms」、10回連続同期失敗で「54ms」、20回連続同期失敗で「27ms」である。
かかる前提で、図8のST5に戻り、具体的に説明する。ST5では、図5の同期待ち時間の設定変更判断プログラム35が動作し、図7の同期成否データ71を参照し、パイロットPN同期部17aが、連続して何回同期に失敗したかを判断する。
すなわち、同期成否データ71には、上述のように、同期失敗の事実とその時間が記載されているため、これらから連続して何回失敗しているかを判断することができる。
すなわち、同期成否データ71には、上述のように、同期失敗の事実とその時間が記載されているため、これらから連続して何回失敗しているかを判断することができる。
ここで、例えば、10回連続して、パイロットPN同期部17aが同期に失敗している場合は、ST6へ進み、図6の同期待ち時間データ52の設定変更が実行される。
具体的には、図5の同期待ち時間設定変更プログラム36が動作し、同期待ち時間設定データ53の同期待ち時間「500ms」のデータを参照し、同期待ち時間データ52の同期待ち時間を「1000ms」から「500ms」へ変更する。
具体的には、図5の同期待ち時間設定変更プログラム36が動作し、同期待ち時間設定データ53の同期待ち時間「500ms」のデータを参照し、同期待ち時間データ52の同期待ち時間を「1000ms」から「500ms」へ変更する。
ところで、ST2で、同期待ち時間を経過していないと判断された場合は、図9のST7へ進む。ST7では、腕時計10が有するサービスエリアテーブルを全て参照したか(一巡したか)判断し、全て参照していない場合は、ST8に進む。
ST8では、日本、アメリカ、中国、カナダ等におけるCDMA基地局15a等のデータである図6のサービスエリアデータ54を参照し、そのデータに基づきST1のパイロットチャネルスキャン等を行う。
例えば、腕時計10は、日本のCDMA基地局15a等を探しているが、実際はアメリカに所在していたという場合は、ST1でパイロットチャネル信号と同期を取ることができない。そこで、ST8でアメリカのCDMA基地局15a等のデータを取得し、そのデータに基づき、ST1のパイロットチャネルスキャン等を行う。
ST8では、日本、アメリカ、中国、カナダ等におけるCDMA基地局15a等のデータである図6のサービスエリアデータ54を参照し、そのデータに基づきST1のパイロットチャネルスキャン等を行う。
例えば、腕時計10は、日本のCDMA基地局15a等を探しているが、実際はアメリカに所在していたという場合は、ST1でパイロットチャネル信号と同期を取ることができない。そこで、ST8でアメリカのCDMA基地局15a等のデータを取得し、そのデータに基づき、ST1のパイロットチャネルスキャン等を行う。
一方、ST8で、腕時計10が持っているサービスエリアデータ54を全て参照したにもかかわらずパイロットチャネル信号との同期を取ることができないときは、ST9に進む。ST9では、ユーザに時刻修正が行われていないことを示すため、例えば、図1の秒針を3秒動かすことで、その旨をユーザに知らせる。そして、時刻修正をユーザ判断に任せ、終了する。このようにすることで、通常とは違うことを腕時計10のユーザに知らせることができる。
一方、ST2で、パイロットチャネル信号との同期が完了したときは、ST10へ進む。ST10では、タイマー29をリセットし、図5の同期成否データ登録プログラム34が動作し、図7の同期成否データ71に同期成功の事実とその時間が登録される。
すなわち、上述の同期待ち時間の設定変更判断プログラム35は、複数の同期失敗のデータの間の時間に、同期成功のデータが登録されているときは、連続して同期失敗をしているとは判断しないこととなる。
また、ST10では、スタートタイミング発生装置17bがスタートタイミングを64分周カウンタ17cに入力する。
具体的には、図5のスタートタイミング発生装置制御プログラム37が動作し、スタートタイミングが生成され、図3の64分周カウンタ17cに入力される。
この点について、図12(b)を示して具体的に説明する。図12(b)は、スタートタイミングと64分周カウンタ17cの動作の関係等を示す概略図である。
図12(b)の64分周カウンタ出力は、図示されているように、図12(a)のパイロットチャネル信号との同期タイミングである、図示された縦矢印部分となっており、スタートタイミングの信号も、この縦矢印部分で64分周カウンタ17cに入力される。
すなわち、上述の同期待ち時間の設定変更判断プログラム35は、複数の同期失敗のデータの間の時間に、同期成功のデータが登録されているときは、連続して同期失敗をしているとは判断しないこととなる。
また、ST10では、スタートタイミング発生装置17bがスタートタイミングを64分周カウンタ17cに入力する。
具体的には、図5のスタートタイミング発生装置制御プログラム37が動作し、スタートタイミングが生成され、図3の64分周カウンタ17cに入力される。
この点について、図12(b)を示して具体的に説明する。図12(b)は、スタートタイミングと64分周カウンタ17cの動作の関係等を示す概略図である。
図12(b)の64分周カウンタ出力は、図示されているように、図12(a)のパイロットチャネル信号との同期タイミングである、図示された縦矢印部分となっており、スタートタイミングの信号も、この縦矢印部分で64分周カウンタ17cに入力される。
そして、ST11では、スタートタイミング発生装置17bから入力されたスタートタイミングで64分周カウンタ17cが動作し、分周を開始する。
つまり、図5の64分周カウンタ制御プログラム38によって、64分周カウンタ17cが動作し、図6のパイロットPNチップレート周波数データ55である例えば、1.2288MHzを64分周し、図12(b)で示すようなコードを生成する。
このコードは、コード長が、64chipsで、前半の32chipsがゼロ「0」信号で、後半の32chipsが「1」信号となるため、図11のシンクチャネルメッセージのデータを取得するためのwalshコード(32)と同一となる。
つまり、図5の64分周カウンタ制御プログラム38によって、64分周カウンタ17cが動作し、図6のパイロットPNチップレート周波数データ55である例えば、1.2288MHzを64分周し、図12(b)で示すようなコードを生成する。
このコードは、コード長が、64chipsで、前半の32chipsがゼロ「0」信号で、後半の32chipsが「1」信号となるため、図11のシンクチャネルメッセージのデータを取得するためのwalshコード(32)と同一となる。
図13は、64分周カウンタ17cがパイロットPNのチップレートである1.2288MHzを分周してwalshコード(32)を生成する過程を示す概略図である。
図13に示すように、パイロットPNのチップレートである1.2288MHzは、デジタルとしては、「0」と「1」の信号となる。
このような信号である、1.2288MHzを分周カウンタ17cで64分周すると、図13に示すように、前半の32chipsが「0」で、後半の32chipsが「1」からなる、walshコード(32)となる。
図13に示すように、パイロットPNのチップレートである1.2288MHzは、デジタルとしては、「0」と「1」の信号となる。
このような信号である、1.2288MHzを分周カウンタ17cで64分周すると、図13に示すように、前半の32chipsが「0」で、後半の32chipsが「1」からなる、walshコード(32)となる。
ST11では、その後、図5のwalshコード32データミキシングプログラム39が動作する。先ず、CDMA基地局15a等から受信した信号であるパイロットチャネル信号に、パイロットPNコードをミキシングして同期をとり、パイロットPNコードの先頭により認識できる同期タイミングで、64分周カウンタ17cが生成したwalshコード(32)を用いて逆拡散させる。さらに、デジタルフィルタ17dやデインターリーブ及び復号化部17e等を介して、図11のシンクチャネルメッセージを受信する。
このシンクチャネルメッセージには、図11に示すように未来時刻情報であるシステム時間(SYS_TIME等)が含まれている。このため、上述のCDMA基地局15a等から発信された信号は、未来時刻情報を含む特定信号の一例となっており、未来時刻情報は、walshコード(32)を介して、CDMA基地局15a等から発信された信号から抽出される構成となっている。
次に、ST12では、図5のシンクチャネルメッセージ受信終了判断等プログラム40が動作し、シンクチャネルメッセージの受信が完了したか否かを判断し、シンクチャネルメッセージの受信が完了していないときは、ST13でタイムアウトか否かを判断し、タイムアウトの場合は、再び、ST11でシンクチャネルメッセージを受信し直す。
このように本実施の形態によれば、CDMA基地局15a等から発信されたシンクチャネル信号からシンクチャネルメッセージを抽出するに必要なwalshコード(32)を64分周カウンタ17c等によって生成することができるので、従来のように、64種類以上のwalshコードを生成するためのwalshコード生成装置を設ける必要がない。
このため、回路規模等を小さくすることができ、消費電力を小さくすることができる。
このため、回路規模等を小さくすることができ、消費電力を小さくすることができる。
本実施の形態では、パイロットPNのチップレートである基本の周波数1.2288MHzを、64分周カウンタ17cで分周するだけで、図12(b)及び図13に示すような、walshコード(32)を生成することができるので、極めて簡単な回路構成等とすることができ、特に消費電力を小さくすることができる。
また、64分周カウンタ17cの分周は、パイロットPN信号との同期タイミングを基準としたスタートタイミング発生装置17bのスタートタイミング信号に基づいて行なわれるので、確実に、シンクチャネル信号からシンクチャネルメッセージを取得できる構成となっている。
また、64分周カウンタ17cの分周は、パイロットPN信号との同期タイミングを基準としたスタートタイミング発生装置17bのスタートタイミング信号に基づいて行なわれるので、確実に、シンクチャネル信号からシンクチャネルメッセージを取得できる構成となっている。
一方、ST12でシンクチャネルメッセージの受信が完了したと判断されると、ST14へ進む。ST14では、タイマー29がカウントを開始する。具体的には、図5のタイマー制御プログラム32が動作し、タイマー29を動作させる。タイマー29のデータは、図7のタイマーデータ72として記憶される。また、ST14では、ST12で受信完了したシンクチャネルメッセージのシステム時間(GPS時刻)、うるう秒、ローカルオフセット時間等を演算する。
なお、この演算は図3のベースバンド部17内で処理しても良いし、ベースバンド部17以外の演算部で処理しても構わない。
具体的には、システム時間を基本に、うるう秒データ等に基づいてUTC時刻を算出し、このUTC時刻に基づき、ローカルオフセット時間で、例えば、9時間を加え、日本時刻等とする。また、日本の場合は、サマータイムを採用していないため、サマータイム時間の補正は実質的行わないが、アメリカのようにサマータイム制を採用する国にあっては、サマータイム時間の補正を行う。
なお、この演算は図3のベースバンド部17内で処理しても良いし、ベースバンド部17以外の演算部で処理しても構わない。
具体的には、システム時間を基本に、うるう秒データ等に基づいてUTC時刻を算出し、このUTC時刻に基づき、ローカルオフセット時間で、例えば、9時間を加え、日本時刻等とする。また、日本の場合は、サマータイムを採用していないため、サマータイム時間の補正は実質的行わないが、アメリカのようにサマータイム制を採用する国にあっては、サマータイム時間の補正を行う。
そして、腕時計10が、例えば、図10(b)の基地局15bの信号を受信した場合は、受信後の4スーパーフレーム後の時刻、すなわち図10(b)の「FF」で示す時点での時刻である「基礎ローカル時刻」を算出し、図7の基礎ローカル時刻データ73として登録する。具体的には、図5の基礎ローカル時刻算出プログラム41が動作する。
この基礎ローカル時刻データ73は、腕時計10が受信した時点(図10(b)の「EE」時点)から4スーパーフレーム(320ms(ミリ秒))後の時刻である。
なお、基礎ローカル時刻算出プログラム41が、時刻情報取得部となっている。
この基礎ローカル時刻データ73は、腕時計10が受信した時点(図10(b)の「EE」時点)から4スーパーフレーム(320ms(ミリ秒))後の時刻である。
なお、基礎ローカル時刻算出プログラム41が、時刻情報取得部となっている。
CDMA方式で使用される通常の携帯電話機器であれば、制御装置(CPU等)の処理能力が高いため、この320msの時間があれば、シンクチャネルメッセージから、時刻修正用の時刻情報を取得することはできる。
しかし、本実施の形態にかかる腕時計10は、携帯電話機等でないことから、コストを低減する必要性に鑑み、制御装置(CPU等)の処理能力は低くされている。
したがって、図10(b)の「EE」時点で受信が完了しても、その後320ms(ミリ秒)では、ST14の演算等が間に合わないこととなる。
特に、腕時計10の場合は、カレンダ、時刻の計算、受信インターフェイス、そして、後述する1s(秒)以下の端数処理等のタイミング補正等を瞬時に演算し、実行する必要があり、処理能力の低い制御装置では、実行が困難であった。
そこで、本実施の形態では、たとえ、処理能力が低い制御装置等であっても、上述の時刻修正を可能にするため、図9のST15以下の工程を実行する。
しかし、本実施の形態にかかる腕時計10は、携帯電話機等でないことから、コストを低減する必要性に鑑み、制御装置(CPU等)の処理能力は低くされている。
したがって、図10(b)の「EE」時点で受信が完了しても、その後320ms(ミリ秒)では、ST14の演算等が間に合わないこととなる。
特に、腕時計10の場合は、カレンダ、時刻の計算、受信インターフェイス、そして、後述する1s(秒)以下の端数処理等のタイミング補正等を瞬時に演算し、実行する必要があり、処理能力の低い制御装置では、実行が困難であった。
そこで、本実施の形態では、たとえ、処理能力が低い制御装置等であっても、上述の時刻修正を可能にするため、図9のST15以下の工程を実行する。
先ず、ST15では、ST14で求めた基礎ローカル時刻データ73に1.68s(秒)を加算し、全体で受信時から2s(秒)後の時刻データを求める。
これを図10で説明すると、ST14で求めた基礎ローカル時刻データ73は、図10(b)では、「FF」時点(「EE」から320ms(ミリ秒)後)の時刻であるため
この時刻に「1.68s(秒)」を足すことで、全体として2秒後(図10(b)では「GG」時点)のデータとする。
これにより、腕時計10は、上述の時刻修正の演算や実行等をする時間として「2s(秒)」という時間が確保されるので、たとえ、処理能力が低い制御装置を有する腕時計10でも、余裕を持って時刻修正をすることができることになる。
これを図10で説明すると、ST14で求めた基礎ローカル時刻データ73は、図10(b)では、「FF」時点(「EE」から320ms(ミリ秒)後)の時刻であるため
この時刻に「1.68s(秒)」を足すことで、全体として2秒後(図10(b)では「GG」時点)のデータとする。
これにより、腕時計10は、上述の時刻修正の演算や実行等をする時間として「2s(秒)」という時間が確保されるので、たとえ、処理能力が低い制御装置を有する腕時計10でも、余裕を持って時刻修正をすることができることになる。
ただし、本実施の形態では、図10(b)の「GG」で示す時点を正確にするためや、時刻修正し易くするため、以下のような修正を行う。
先ず、上述の図10(b)の「GG」時点における、時刻が1s(秒)以下の端数を有する場合は、腕時計10の修正する際、不便であるため、その端数を切り捨てて、最終的な修正用の時刻である最終ローカル時刻を求め、図7の最終ローカル時刻データ74として登録する。
この「1.68s(秒)」のデータは、具体的には、図6の加算時間データ56として登録されており、図5の最終ローカル時刻算出プログラム42が、このデータを参照して実行する。本実施の形態では、この加算時間データ56が時刻変更情報の一例となっているが、加算時間データ56は、ST14で求めた基礎ローカル時刻データ73より適正に決定してもよい。
先ず、上述の図10(b)の「GG」時点における、時刻が1s(秒)以下の端数を有する場合は、腕時計10の修正する際、不便であるため、その端数を切り捨てて、最終的な修正用の時刻である最終ローカル時刻を求め、図7の最終ローカル時刻データ74として登録する。
この「1.68s(秒)」のデータは、具体的には、図6の加算時間データ56として登録されており、図5の最終ローカル時刻算出プログラム42が、このデータを参照して実行する。本実施の形態では、この加算時間データ56が時刻変更情報の一例となっているが、加算時間データ56は、ST14で求めた基礎ローカル時刻データ73より適正に決定してもよい。
ST15で、受信時から2s(秒)後(ただし、1s(秒)以下の端数切捨て)の時刻(最終ローカル時刻データ74)が明らかになったため、受信時から2秒後のタイミング(具体的には、タイマーデータ72を参照して2秒後を把握)で時刻修正をすればよいように思えるが、実際は、誤差が生じている。
すなわち、図10(b)の「GG」の時点では、図10(b)に示すように基地局15bからの信号は、システム時刻に比べ基地局固有の時差であるパイロットPNオフセット分だけ遅延している。
また、このように遅延している基地局15bの信号を受信した腕時計10は、さらに、図10に示すデインターリーブ及び復号化部17e等における時間である復調、復号処理遅延時間を足した分だけ、さらに遅延することになる。
すなわち、図10(c)の基地局15bの受信データ(腕時計10のデータ)は、システム時間に比べ、パイロットPNオフセット及び復調、復号処理遅延時間を足した分だけ遅延していることになる(図10の「GGG」)。
このような状況下で、ST15で求めた最終ローカル時刻データ74に、基地局15(b)のシンクチャネルメッセージの受信終了時から2秒後(ただし、最終ローカル時刻データ74を算出したときに、1s(秒)以下切り捨てた端数がある場合には、端数を減算)のタイミングで、RTC25を修正すると、以下のようになる。
すなわち、図10(a)の「G」のタイミングの時刻であるにもかかわらず、図10(c)の「GGG」のタイミングで時刻修正することとなり、図10の「G」と「GGG」との差分だけ誤差が生じることになる。(切り捨て端数なしの時)
すなわち、図10(b)の「GG」の時点では、図10(b)に示すように基地局15bからの信号は、システム時刻に比べ基地局固有の時差であるパイロットPNオフセット分だけ遅延している。
また、このように遅延している基地局15bの信号を受信した腕時計10は、さらに、図10に示すデインターリーブ及び復号化部17e等における時間である復調、復号処理遅延時間を足した分だけ、さらに遅延することになる。
すなわち、図10(c)の基地局15bの受信データ(腕時計10のデータ)は、システム時間に比べ、パイロットPNオフセット及び復調、復号処理遅延時間を足した分だけ遅延していることになる(図10の「GGG」)。
このような状況下で、ST15で求めた最終ローカル時刻データ74に、基地局15(b)のシンクチャネルメッセージの受信終了時から2秒後(ただし、最終ローカル時刻データ74を算出したときに、1s(秒)以下切り捨てた端数がある場合には、端数を減算)のタイミングで、RTC25を修正すると、以下のようになる。
すなわち、図10(a)の「G」のタイミングの時刻であるにもかかわらず、図10(c)の「GGG」のタイミングで時刻修正することとなり、図10の「G」と「GGG」との差分だけ誤差が生じることになる。(切り捨て端数なしの時)
そこで、ST16では、上述の2s(秒)から、基地局15bのパイロットPNオフセット(0.052ms×N)と、腕時計10の復調、復号処理遅延時間(53ms)を減算する工程を実施し、誤差を修正している。
また、最終ローカル時刻データ74を算出したときに切り捨てた端数がある場合には端数も減算することにより、タイミング時刻を求める。
具体的には、パイロットPNオフセット(0.052ms×N)は、図6のパイロットPNオフセット時間データ57として登録され、復調、復号処理遅延時間(53ms)は、図6の復調、復号処理遅延時間データ58として登録されている。このため、図5のタイミング時刻算出プログラム43がこれらのデータを参照して、タイミング時刻データを求め、図7のタイミング時刻データ75として登録する。
また、最終ローカル時刻データ74を算出したときに切り捨てた端数がある場合には端数も減算することにより、タイミング時刻を求める。
具体的には、パイロットPNオフセット(0.052ms×N)は、図6のパイロットPNオフセット時間データ57として登録され、復調、復号処理遅延時間(53ms)は、図6の復調、復号処理遅延時間データ58として登録されている。このため、図5のタイミング時刻算出プログラム43がこれらのデータを参照して、タイミング時刻データを求め、図7のタイミング時刻データ75として登録する。
このようにST16で求められたタイミング時刻データ75は、2秒(ただし、最終ローカル時刻データ74を算出したときに、1s(秒)以下切り捨てた端数がある場合には、端数を減算)から、基地局15bのパイロットPNオフセット(0.052ms×N)と、腕時計10の復調、復号処理遅延時間(53ms)を減算し、図10の「GGG」と「G」の誤差を修正したデータとなっている。
このため、基地局15(b)がシンクチャネルメッセージ受信終了時を基準として、このタイミング時刻データ75の時間で、RTC25を修正すれば、図10の「G」のタイミングで、最終ローカル時刻データ74の時刻で時刻修正をすることができることになる。
そこで、ST17では、タイマーデータ72が、タイミング時刻データ75と合致したタイミングで最終ローカル時刻データ74でRTC25の時刻を修正すれば、極めて正確に時刻修正をすることができることとなる。
このように、精度良く修正されたRTC25に基づいて、図1の針13等も修正され、腕時計10の利用者は、正しく修正された時刻を利用することができる。
このため、基地局15(b)がシンクチャネルメッセージ受信終了時を基準として、このタイミング時刻データ75の時間で、RTC25を修正すれば、図10の「G」のタイミングで、最終ローカル時刻データ74の時刻で時刻修正をすることができることになる。
そこで、ST17では、タイマーデータ72が、タイミング時刻データ75と合致したタイミングで最終ローカル時刻データ74でRTC25の時刻を修正すれば、極めて正確に時刻修正をすることができることとなる。
このように、精度良く修正されたRTC25に基づいて、図1の針13等も修正され、腕時計10の利用者は、正しく修正された時刻を利用することができる。
ところで、この時刻修正は、320msという限られた時間ではなく2sという余裕のある時間内に実行されるため、腕時計10に処理能力の高い制御装置等を搭載する必要がない。
また、腕時計10の生産コスト等を低減しつつ、CDMA方式の精度の高い時刻情報に基づいて時刻修正をすることもできる。
また、腕時計10の生産コスト等を低減しつつ、CDMA方式の精度の高い時刻情報に基づいて時刻修正をすることもできる。
ST17は、図5のRTC時刻修正プログラム44が動作して実行されると共に、CDMA基地局電波受信機24の電源をOFFとする。また、RTC時刻修正プログラム44が、受信側時刻情報修正部の一例であり、基礎ローカル時刻データ73が、未来時刻情報及び時刻変更情報に基づいて生成される修正時刻情報の一例である。
次に、図9のST18に進む。ST18ではタイマー29が動作する。すなわち、図5の時刻修正開始判断プログラム45が動作し、図6の時刻修正間隔データ59を参照する。この時刻修正間隔データ59は、例えば24時間となっている。
このため、ST19で、前回の時刻修正から24時間経過後に次の時刻修正が開始され、ST1以下の工程が実行される。
したがって、ST1のパイロットPN同期部17aによる同期動作が定期的に実行されるため、従来のように、同期動作の間隔が長くなりすぎ、時刻精度が悪化することを未然に防ぐことができる。
このため、ST19で、前回の時刻修正から24時間経過後に次の時刻修正が開始され、ST1以下の工程が実行される。
したがって、ST1のパイロットPN同期部17aによる同期動作が定期的に実行されるため、従来のように、同期動作の間隔が長くなりすぎ、時刻精度が悪化することを未然に防ぐことができる。
また、図8及び図9は、うるう秒、ローカルオフセット時間及びサマータイムデータは、CDMA基地局15a等から受信したシンクチャネルメッセージに基づいて自動的に修正される工程としたが、これに限らず、図1のりゅうず28等を用いて腕時計10のユーザが設定可能としてもよい。
この場合は、上述のST14では、この入力されたデータに基づいて基礎ローカル時刻が算出されるので、ユーザの希望通りの時刻修正が可能となる。
この場合は、上述のST14では、この入力されたデータに基づいて基礎ローカル時刻が算出されるので、ユーザの希望通りの時刻修正が可能となる。
本発明は、上述の実施の形態に限定されない。
10・・・時刻修正装置付き腕時計、11・・アンテナ、12・・・文字板、13・・・針、14・・・ディスプレイ、15a及び15b・・・CDMA基地局、16・・・高周波受信部、17・・・ベースバンド部、17a・・・パイロットPN同期部、17b・・・スタートタイミング発生装置、17c・・・64分周カウンタ、17d・・・デジタルフィルタ、17e・・・デインターリーブ及び復号化部、18・・・制御部、24・・・CDMA基地局電波受信機、25・・・リアルタイムクロック(RTC)、27・・・電池、29・・・タイマー、30・・・各種プログラム格納部、31・・・パイロットPN信号受信同期プログラム、32・・・タイマー制御プログラム、33・・・同期待ち時間判断プログラム、34・・・同期成否データ登録プログラム、35・・・同期待ち時間の設定変更判断プログラム、36・・・同期待ち時間設定変更プログラム、37・・・スタートタイミング発生装置制御プログラム、38・・・64分周カウンタ制御プログラム、39・・・walshコード32データミキシングプログラム、40・・・シンクチャネルメッセージ受信終了判断等プログラム、41・・・基礎ローカル時刻算出プログラム、42・・・最終ローカル時刻算出プログラム、43・・・タイミング時刻算出プログラム、44・・・RTC時刻修正プログラム、45・・・時刻修正開始判断プログラム、50・・・第1の各種データ格納部、51・・・パイロットPN同期用データ、52・・・同期待ち時間データ、53・・・同期待ち時間設定データ、54・・・サービスエリアデータ、55・・・パイロットPNチップレート周波数データ、56・・・加算時間データ、57・・・パイロットPNオフセット時間データ、58・・・復調、復号処理遅延時間データ、59・・・時刻修正間隔データ、70・・・第2の各種データ格納部、71・・・同期成否データ、72・・・タイマーデータ、73・・・基礎ローカル時刻データ、74・・・最終ローカル時刻データ、75・・・タイミング時刻データ
Claims (8)
- 基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部と、
受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部と、
前記発信側時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部と、
前記修正時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部と、を有し、
前記受信部は、前記特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部を有し、
前記信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、
前記同期動作時間情報の前記時間情報は、前記信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動することを特徴とする時刻修正装置。 - 前記信号同期部の同期動作の結果情報は、前記信号同期部が前記特定信号との同期に成功したか又は失敗したかの同期成否情報であり、
前記同期動作時間情報が、前記同期成否情報に基づいて変動する構成となっていることを特徴とする請求項1に記載の時刻修正装置。 - 前記同期動作時間情報が、時刻修正装置が屋外配置されたときの屋外同期成功時間情報及び時刻修正装置が屋内配置されたときの屋内同期成功時間情報に基づいて定められることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の時刻修正装置。
- 前記同期動作時間情報が、前記屋外同期成功時間情報及び前記屋内同期成功時間情報に基づいた複数種類の多段階の同期動作時間情報であることを特徴とする請求項3に記載の時刻修正装置。
- 前記信号同期部による前記同期動作が定期的に実行されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の時刻修正装置。
- 前記特定信号が、前記基地局の発信する一定時間経過後の未来時刻情報を含み、前記修正時刻情報が、前記未来時刻情報及びこの未来時刻情報を変更する時刻変更情報に基づいて生成されることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の時刻修正装置。
- 基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部と、
受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部と、
前記発信側時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部と、
前記修正時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部と、を有し、
前記受信部は、前記特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部を有し、
前記信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、
前記同期動作時間情報の前記時間情報は、前記信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動することを特徴とする時刻修正装置付き計時装置。 - 基地局が発信する発信側時刻情報を含む特定信号を受信する受信部と、
受信側時刻情報を管理する時刻情報管理部と、
前記発信側時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する修正時刻情報を生成する修正時刻情報生成部と、
前記修正時刻情報に基づいて前記受信側時刻情報を修正する受信側時刻情報修正部と、を有し、
前記受信部は、前記特定信号と同期を取るための同期動作を行う信号同期部を有し、
前記信号同期部は、同期動作を行う時間情報である同期動作時間情報に基づいて同期動作を実行する構成となっており、
前記同期動作時間情報の前記時間情報は、前記信号同期部の同期動作の結果情報に基づいて変動することを特徴とする時刻修正方法。
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| JP2007251746A JP2009085605A (ja) | 2007-09-27 | 2007-09-27 | 時刻修正装置、時刻修正装置付き計時装置及び時刻修正方法 |
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| JP2019086431A (ja) * | 2017-11-08 | 2019-06-06 | セイコーエプソン株式会社 | 電子機器および時刻修正システム |
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2007
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