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技術 位相基準バースト信号抽出回路

出願人 株式会社ケンウッドリーダー電子株式会社
発明者 石原健一堀井昭浩
出願日 2000年7月31日 (20年10ヶ月経過) 出願番号 2000-230121
公開日 2002年2月8日 (19年4ヶ月経過) 公開番号 2002-044173
状態 特許登録済
技術分野 交流方式デジタル伝送 デジタル伝送方式における同期
主要キーワード バーストクロック信号 バーストクロック 多重構成 BPSK復調回路 MSBデータ バースト部分 排他論理和回路 カウント期間
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年2月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

受信信号中からバーストシンボル信号期間に挿入されている信号だけを連続して抽出する位相基準バースト信号抽出回路を提供する。

解決手段

PSK復調回路の出力中からフレーム同期信号検出回路2にてフレーム同期信号を検出し、前記出力中からシンボルクロック再生し、検出フレーム同期信号先頭位置からシンボルカウンタ9によってシンボルクロックを192回計数し、この計数終了に続いてシンボルカウンタ11によりシンボルクロックを207回計数し、シンボルカウンタ11の計数値を受けてシンボルクロックの204回計数開始時から207回計数終了までのバーストシンボル区間信号をバーストシンボル区間検出器13から出力し、シンボルクロックを52分周器4によて52分周し、シンボルクロックをライトクロックとして、バーストシンボル区間信号期間中PSK復調出力におけるIデータ中のMSBデータをFIFO5に書き込み、かつ52分周器4の出力をリードクロックとして、書き込まれているMSBデータをFIFO5から読み出す。

概要

背景

必要とするC/N値が異なる複数の変調方式伝送されてくるデジタル被変調波、例えば8PSK変調波、QPSK変調波、BPSK変調波が時間毎に組み合わされ、フレーム毎に繰り返し伝送される階層化伝送方式が知られている。かかる階層化伝送方式において、低C/Nでも受信機が安定にキャリア再生ができるように位相基準バースト信号(位相基準バースト信号をバーストシンボル信号とも記す)が挿入されている。

このバーストシンボル信号は、低C/Nでの受信を可能とするために、BPSK変調されている。また、バーストシンボル信号は同期捕捉のためにも利用することができる。しかし、一方、実際の運用において、バーストシンボル信号挿入部分にてもデータを伝送することも検討されている。

概要

受信信号中からバーストシンボル信号期間に挿入されている信号だけを連続して抽出する位相基準バースト信号抽出回路を提供する。

PSK復調回路の出力中からフレーム同期信号検出回路2にてフレーム同期信号を検出し、前記出力中からシンボルクロック再生し、検出フレーム同期信号先頭位置からシンボルカウンタ9によってシンボルクロックを192回計数し、この計数終了に続いてシンボルカウンタ11によりシンボルクロックを207回計数し、シンボルカウンタ11の計数値を受けてシンボルクロックの204回計数開始時から207回計数終了までのバーストシンボル区間信号をバーストシンボル区間検出器13から出力し、シンボルクロックを52分周器4によて52分周し、シンボルクロックをライトクロックとして、バーストシンボル区間信号期間中PSK復調出力におけるIデータ中のMSBデータをFIFO5に書き込み、かつ52分周器4の出力をリードクロックとして、書き込まれているMSBデータをFIFO5から読み出す。

目的

本発明は、受信信号中からバーストシンボル信号区間に挿入されている信号だけを連続して抽出する位相基準バースト信号抽出回路を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

位相基準バースト信号区間に挿入されている信号だけを階層化伝送方式の受信信号中から連続して抽出する位相基準バースト信号抽出回路であって、PSK復調回路の出力中からシンボルクロック再生するクロック再生回路と、PSK復調回路の出力中における位相基準バースト信号区間を検出する位相基準バースト信号区間検出手段と、シンボルクロックを分周して、1フレーム周期中における位相基準バースト信号の総シンボル数に基づく周期クロックを発生する分周器と、検出された位相基準バースト信号区間中、PSK復調出力におけるベースバンド信号のIデータ中のMSBデータがシンボルクロックをライトクロックとして書き込まれ、かつ書き込まれたMSBデータが分周器の出力クロックリードクロックとして読み出される記憶手段と、を備えたえたことを特徴とする位相基準バースト信号抽出回路。

請求項2

請求項1記載の位相基準バースト信号抽出回路において、位相基準バースト信号区間抽出手段は、PSK復調回路の出力中からフレーム同期信号を検出するフレーム同期信号検出回路と、検出フレーム同期信号先頭位置からシンボルクロックを192回計数し、該192回カウントに続いてシンボルクロックを207回繰り返して計数するカウント手段と、カウント手段における計数値を受けてシンボルクロックの204回計数開始時から207回計数終了までを検出する位相基準バースト区間検出手段と、を備えたことを特徴とする位相基準バースト信号抽出回路。

請求項3

請求項1記載の位相基準バースト信号抽出回路において、分周器はシンボルクロックを52分周する分周器であることを特徴とする位相基準バースト信号抽出回路。

請求項4

請求項2記載の位相基準バースト信号抽出回路において、フレーム同期信号検出回路はPSK復調出力におけるIデータ中のMSBデータを20ビット記憶し、記憶した20ビットのMSBデータとフレーム同期パターンと比較して、一致したときフレーム同期信号を送出することを特徴とする位相基準バースト信号抽出回路。

技術分野

0001

本発明は、必要とするC/N(搬送波電力雑音電力比)値が異なる複数の変調方式による被変調波時間軸多重されて伝送されるデジタル被変調波を受信するデジタル衛星放送受信機に用いることができる位相基準バースト信号抽出回路に関する。

背景技術

0002

必要とするC/N値が異なる複数の変調方式で伝送されてくるデジタル被変調波、例えば8PSK変調波、QPSK変調波、BPSK変調波が時間毎に組み合わされ、フレーム毎に繰り返し伝送される階層化伝送方式が知られている。かかる階層化伝送方式において、低C/Nでも受信機が安定にキャリア再生ができるように位相基準バースト信号(位相基準バースト信号をバーストシンボル信号とも記す)が挿入されている。

0003

このバーストシンボル信号は、低C/Nでの受信を可能とするために、BPSK変調されている。また、バーストシンボル信号は同期捕捉のためにも利用することができる。しかし、一方、実際の運用において、バーストシンボル信号挿入部分にてもデータを伝送することも検討されている。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、受信信号中から位相基準バースト信号区間(以下、バーストシンボル区間とも記す)に挿入されている信号だけを連続して抽出する位相基準バースト信号抽出回路はなかった。

0005

本発明は、受信信号中からバーストシンボル信号区間に挿入されている信号だけを連続して抽出する位相基準バースト信号抽出回路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

0006

本発明にかかる位相基準バースト信号抽出回路は、位相基準バースト信号区間に挿入されている信号だけを階層化伝送方式の受信信号中から連続して抽出する位相基準バースト信号抽出回路であって、PSK復調回路の出力中からシンボルクロック再生するクロック再生回路と、PSK復調回路の出力中における位相基準バースト信号区間を検出する位相基準バースト信号区間検出手段と、シンボルクロックを分周して、1フレーム周期中における位相基準バースト信号の総シンボル数に基づく周期クロックを発生する分周器と、検出された位相基準バースト信号区間中、PSK復調出力におけるベースバンド信号のIデータ中のMSBデータがシンボルクロックをライトクロックとして書き込まれ、かつ書き込まれたMSBデータが分周器の出力クロックリードクロックとして読み出される記憶手段と、を備えたえたことを特徴とする。

0007

本発明にかかる位相基準バースト信号抽出回路によれば、PSK復調回路の出力中からクロック再生回路によってシンボルクロックが再生され、位相基準バースト信号区間抽出手段によってPSK復調回路の出力中における位相基準バースト信号区間が検出され、分周器によってシンボルクロックが分周されて、1フレーム周期中における位相基準バースト信号の総シンボル数に基づく周期のクロックが発生させられ、記憶手段に位相基準バースト信号区間中PSK復調出力におけるベースバンド信号のIデータ中のMSBデータがシンボルクロックをライトクロックとして書き込まれ、かつ書き込まれたMSBデータが分周器の出力クロックをリードクロックとして読み出されるために、バーストシンボル区間に挿入されている信号だけが記憶手段から連続して抽出されることになる。

0008

本発明にかかる位相基準バースト信号抽出回路において、位相基準バースト信号区間抽出手段は、PSK復調回路の出力中からフレーム同期信号を検出するフレーム同期信号検出回路と、検出フレーム同期信号先頭位置からシンボルクロックを192回計数し、該192回カウントに続いてシンボルクロックを207回繰り返して計数するカウント手段と、カウント手段における計数値を受けてシンボルクロックの204回計数開始時から207回計数終了までを検出する位相基準バースト区間検出手段とを備えてもよい。

0009

この場合は、PSK復調回路の出力中からフレーム同期信号検出回路によってフレーム同期信号が検出され、カウント手段によって検出フレーム同期信号の先頭位置からシンボルクロックが192回計数され、この192回の計数に続いて繰り返してシンボルクロックが207回計数される。カウント手段におけるシンボルクロックの204回計数開始時から207回計数終了までが位相基準バースト信号区間であって、位相基準バースト区間検出手段から位相基準バースト信号区間が検出される。

0010

本発明にかかる位相基準バースト信号抽出回路において、分周器はシンボルクロックを52分周する分周器であってもよい。また、本発明にかかる位相基準バースト信号抽出回路において、フレーム同期信号検出回路はPSK復調出力におけるIデータ中のMSBデータを20ビット記憶し、記憶した20ビットのMSBデータとフレーム同期パターンと比較して、一致したときフレーム同期信号を送出するようにしてもよい。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下、本発明にかかる位相基準バースト信号抽出回路を実施の一形態によって説明する。

0012

図1は本発明の実施の一形態にかかる位相基準バースト信号抽出回路の構成を示すブロック図であり、図2図1に示す位相基準バースト信号抽出回路を含むデジタル衛星放送受信機の概略構成を示すブロック図である。

0013

本発明にかかる位相基準バースト信号抽出回路の説明の前に、階層化伝送方式のフレーム構成、バーストシンボル信号について説明する。

0014

図4(a)は階層化伝送方式におけるトレリスビタビ復号前のフレーム構成の一例を示す図である。1フレームは、ヘッダ部(単に、ヘッダとも記す)192シンボルと、主信号203シンボルとバーストシンボル4シンボルからなる対が複数対(192対)とで形成された39936シンボルで構成されている。

0015

さらに詳細には、図4(a)に示すように、フレーム同期パターン(BPSK)32シンボル(所定の20シンボルを同期検出に使用する)、伝送多重構成識別のためのTMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)パターン(BPSK)128シンボル、スーパーフレーム識別情報パターン(BPSK)32シンボル、主信号203シンボル、1フレーム毎にセットされる疑似ランダム信号でBPSK変調されるバーストシンボル信号4シンボル、主信号203シンボル、バーストシンボル信号4シンボル…主信号203シンボル、バーストシンボル信号4シンボルの順序で形成されている。

0016

図4(b)に示すフレーム同期パターンw1、TMCCパターンおよびスーパーフレーム識別情報パターンw2(w3)を含む192シンボルはヘッダとも称される。主信号はトレリス(TS)8PSK変調/QPSK変調/BPSK変調されている。図4(c)に示すようにフレーム同期パターンw1は32シンボル中の後半20シンボル(ECD28h、hはヘキサデシマルを示す)が同期検出に使用される。これは畳み込み符号化によって、前半12シンボルは同期パターン前値によって異なり不定になるためである。

0017

図4(c)に示すようにスーパーフレーム識別情報パターンw2(w3)は、8フレームで構成されるスーパーフレームを識別するために、第1フレームにはスーパーフレーム識別情報パターンw2が用いられ、第2〜第8フレームにはスーパーフレーム識別情報パターンw3が用いられる。スーパーフレーム識別情報パターンw2、w3も32シンボル中の後半20シンボル、スーパーフレーム識別情報パターンw2にあっては(0B677h)がスーパーフレーム識別に用いられ、スーパーフレーム識別情報パターンw3にあっては図4(d)に示すように(F4988h)がスーパーフレーム識別に用いられる。

0018

ここで、スーパーフレーム識別情報パターンw2(w3)において、スーパーフレーム識別のために後半20シンボルが用いられるのは、畳み込み符号化によって、前半12シンボルは同期パターンの前値によって異なり不定になるためである。また、スーパーフレーム識別情報パターンw3は、スーパーフレーム識別情報パターンw2を反転したパターンになっている。

0019

バーストシンボル信号は、図5に示す如く、9段のレジスタ排他論理和回路から構成されたPN発生器20によって生成された9次PN(GPN=X9+X4+1、初期値111101101)で拡散されて形成される。PN発生器20は図示しないバーストクロック信号が供給され、フレーム同期信号がリセットパルスとして供給されて、フレーム同期信号によってリセットされると共に初期化され、かつバーストシンボル区間イネーブルにされてシンボルバースト信号期間以外では動作が停止させられる。この9次PN信号排他論理和が採られた他のBPSK変調のベースバンド信号が挿入されていてもよい。

0020

次に、図2に戻って説明する。デジタル衛星放送受信機における受信信号はフロントエンドチューナ21に供給されて、受信チャンネル選択に基づく希望放送チューニングされ、処理の容易な中間周波数中間周波信号に変換され、ベースバンド信号に復調される。フロントエンドチューナ21から出力されるベースバンド信号はA/D変換器22に供給されてA/D変換され、A/D変換出力は8PSK/QPSK/BPSK復調回路23によってPSK復調がなされる。この復調に際してクロック再生回路24においてシンボルクロックが再生される。

0021

8PSK/QPSK/BPSK復調回路23によってPSK復調された誤り訂正前のベースバンド信号のI、Qデータはトレリス/ビタビ復号回路25においてトレリス/ビタビ復号がなされ、トレリス/ビタビ復号がなされたデータはデインターリーブデスクランブル回路26においてデインターリーブ、デスクランブルがなされ、リードソロモン復号回路27においてリードソロモン復号がなされて、出力される。

0022

8PSK/QPSK/BPSK復調回路23によってPSK復調されたベースバンド信号のI、Qデータ中のIデータにおけるMSBデータ(以下、単にMSBデータとも記す)とクロック再生回路24にて再生されたシンボルクロックとは、フレーム同期信号検出回路2を含む位相基準バースト信号抽出回路1に供給してバーストシンボル信号を抽出する。

0023

次に、本発明の実施の一形態にかかる位相基準バースト信号抽出回路1について、図1に基づいて説明する。

0024

位相基準バースト信号抽出回路1は、ベースバンド信号のIデータ中のMSBデータを受けてフレーム同期信号を送出するフレーム同期信号検出回路2と、フレーム同期信号検出回路2によって送出されたフレーム同期信号とシンボルクロックとに基づいてバーストシンボル信号期間を検出しライトイネーブル信号として送出するシンボルカウンタ3と、シンボルクロックを52分周してリードクロックとして出力する52分周器4とを備えている。

0025

位相基準バースト信号抽出回路1は、さらに、シンボルクロックを書き込みクロックとしてシンボルカウンタ3から出力されたライトイネーブル信号の期間中MSBデータを書き込み、書き込まれたMSBデータを52分周器4から出力されるリードクロックによって読み出すFIFO4と、図5に示したPN発生器と同一構成であってバーストクロックとフレーム同期信号を入力とするPN発生器6と、PN発生器6からの出力とFIFO4から読み出されたデータとを排他論理和演算してPN発生器6と協同して逆拡散を行うための排他論理和回路7とを備えている。

0026

シンボルカウンタ3は、フレーム同期信号と後記する192カウンタ12から出力されるフレームの先頭を示すデータとを入力とするオアゲート8と、オアゲート8の出力時、すなわちフレーム同期信号の先頭においてリセットされてシンボルクロックを192回カウントしてヘッダ期間を検出する192TMCCシンボルカウンタ9と、192TMCCシンボルカウンタ9のキャリー出力とオアゲート8からの出力を入力とするオアゲート10と、オアゲート10の出力によってリセットされてヘッダ終了時からシンボルクロックを207回カウントしてバーストシンボル区間の終了を検出する207カウンタ11とを備えている。

0027

シンボルカウンタ3は、さらに、オアゲート10の出力によってリセットされ、かつ207カウンタ11のキャリー出力発生時からシンボルクロックを192回カウントして1フレームの終了を検出して検出出力をオアゲート8へ出力する192カウンタ12と、207カウンタ11のカウント出力を受けてシンボルクロックの204回カウント開始時から207回カウント終了までの4カウント期間をバーストシンボル区間として検出し、検出したバーストシンボル区間信号をライトイネーブル信号としてFIFO5へ送出するバースト期間検出器13と、オアゲート8からの出力を受けてバーストフレーム同期信号を送出するバーストフレーム同期信号生成回路14とを備えている。

0028

上記のように構成された位相基準バースト信号抽出回路1の作用について説明する。

0029

フレーム同期信号検出回路2にて、図4(c)に示すトレリス/ビタビ復号前のデータと同期パターンw1とを比較し、両者が一致したことが検出されると、フレーム同期信号が送出される。この場合に、BPSKシンボル位相マッピング図6に示す如くであって、ベースバンド信号のIデータのシンボル値は0であって、そのデータは7F00(0111111100000000)hである。ベースバンド信号のQデータのシンボル値は1であって、そのデータは8000(1000000000000000)hである。

0030

したがって、図6に示すベースバンド信号のIデータのMSBデータ20ビット分がシフトレジスタにため込まれて同期パターンと比較され,同期パターンとの一致が検出されたとき、フレーム同期検出としてフレーム同期信号が送出される。

0031

フレーム同期信号検出回路2で検出された図3(a)に示すフレーム同期信号と、各フレームにおけるバーストシンボル信号の先頭であることを示す信号との論理和演算がオアゲート8でなされる。したがって、オアゲート8からフレーム同期信号の立ち上がりに同期した信号が出力され、オアゲート8からの出力により192TMCCシンボルカウンタ9に0がロードされ、シンボルクロックが計数されて、シンボルクロックが192回カウントされ、192回カウントされたときカウントが停止される。

0032

すなわち、192TMCCカウンタ9において、図3(b)に示す如くシンボルクロックの計数が実行され、192回シンボルクロックの計数が終了したときはヘッダ期間終了の時点であり、図3(c)に示す如く192TMCCカウンタ9からキャリー出力が送出される。

0033

192TMCCカウンタ9のキャリー出力とオアゲート8からの出力とはオアゲート10に供給されて、オアゲート10からの出力によって207シンボルカウンタ11には0がロードされて、図3(d)に示す如くシンボルクロックの計数が実行され、シンボルクロックが207カウントされる。

0034

この場合に、オアゲート8からの出力、すなわちフレーム同期信号によって207シンボルカウンタ11は0がロードされてシンボルクロックの計数を開始するが、207回シンボルクロックをカウントする前に、シンボルクロックを192回計数したときに192TMCCシンボルカウンタ9から出力されるキャリー出力によって207シンボルカウンタ11は0がロードされ、このロードがなされたときから再度、最初からシンボルクロックが207回カウントされることになる。これは、207シンボルカウンタ11におけるヘッド期間の計数を除外するためである。

0035

207シンボルカウンタ11の計数値は、バースト期間検出器13に供給されて、シンボルクロックを204回計数開始したときからシンボルクロックを207回計数終了するまでの期間にわたる信号が図3(e)に示す如く出力される。この信号がライトイネーブル信号としてFIFO5へ送出される。ここで、207シンボルカウンタ11がシンボルクロックを204回計数開始したときから207回の計数終了するまでの期間は主信号に続くバーストシンボル区間長に当たっている。

0036

207カウンタ11が207回シンボルクロックを計数したときは、図3(f)に示す如く、207カウンタ11からキャリー出力が192カウンタ12に送出される。

0037

192カウンタ12ではオアゲート8からの出力を受けて0がロードされ、シンボルクロックに同期して、207シンボルカウンタのキャリー出力が、図3(g)に示す如く、192計数される。したがって、主信号と該主信号に続くバーストシンボルの対が192計数されたとき、192カウンタ12からキャリー出力がオアゲート8へ送出される。この結果、192カウンタ12のキャリー出力は各フレームの最初に同期して送出されることになる。192カウンタ12のキャリー出力がオアゲート8に入力されるために、オアゲート8からはフレームの最初に同期した信号が出力されることになる。

0038

一方、オアゲート8の出力はバーストフレーム同期信号生成回路14に供給されて、バーストフレーム同期信号として送出される。

0039

FIFO5はシンボルクロックをライトクロックとして、バースト期間検出器13から出力されたライトイネーブル信号の出力期間中、FIFO5にバーストシンボル区間に挿入されている信号のみがライトクロックに同期して連続して書き込まれる。一方、ライトクロックを52分周器4で52分周した信号がFIFO5のリードクロックとされて、FIFO5に書き込まれた信号はこのリードクロックによってFIFO5から読み出される。

0040

ここで、FIFO5のライトクロックを52分周してリードクロックとするのは、1フレーム分の総シンボル数は39936シンボル(=ヘッダ192+207×192)であり、1フレーム分のバーストシンボル数は768シンボル(=4×192)であるため、39936÷768=52となり、バーストシンボル区間に挿入されている信号を連続して出力させるためにライトクロックを52分周するのである。リードクロックはバーストシンボルを取り出すためのクロックであるため、本明細書においてバーストクロックとも記している。

0041

このようにライトクロックを52分周した図3(i)に示すクロックをリードクロックとすることによって、バーストシンボルにおける各シンボルに対応して読み出しが行われ、図3(h)に示す如く、バーストシンボル部分のみが連続したデータとして出力される。

0042

この結果は図3(h)〜図3(j)に示す如くであって、図3(h)〜図3(j)では、横軸図3(a)〜図3(g)までの横軸を縮小して示してある。前記の如く、図3(h)はFIFO5から出力されるバーストシンボル区間に挿入されているデータであり、1フレームで768データである。図3(i)はシンボルクロック(ライトクロック)を52分周したリードクロックであり、図3(j)はフレーム同期信号を示している。

0043

FIFO5から読み出されたバーストシンボル区間に挿入あれているデータは、PN発生器6から出力されるPNデータと排他論理和回路7に供給されて、排他論理和回路7において、PN発生器6からの出力と排他論理和演算されて逆拡散され、送信側でバーストシンボル区間に挿入されたデータと同じデータが連続して再生されることになる。

0044

なお、上記した位相基準バースト信号抽出回路1において、FIFO5を用いた場合を例示したが、FIFO5に代わってバースト部分のデータをメモリに格納するようにしてもよく、また、シフトレジスタに蓄えるようにしてもよい。

発明の効果

0045

以上説明したように本発明にかかる位相基準バースト信号抽出回路によれば、受信信号中からバーストシンボル区間に挿入されている信号だけを連続して抽出することができるという効果が得られる。

図面の簡単な説明

0046

図1本発明の実施の一形態にかかる位相基準バースト信号抽出回路の構成を示すブロック図である。
図2図1に示す位相基準バースト信号抽出回路を含むデジタル衛星放送受信機の概略構成を示すブロック図である。
図3本発明の実施の一形態にかかる位相基準バースト信号抽出回路の作用の説明に供するタイミング図である。
図4トレリス/ビタビ復号前の階層化伝送方式におけるフレームフォーマットの説明図である。
図5バーストPN発生器の構成を示すブロック図である。
図6BPSKシンボルの位相マッピングの説明図である。

--

0047

1位相基準バースト信号抽出回路
2フレーム同期信号検出回路
3シンボルカウンタ
4 52分周器
5 FIFO
6 PN発生器
7排他論理和回路
9 192TMCCシンボルカウンタ
11 207シンボルカウンタ
12 192カウンタ
13バースト期間検出器
14バーストフレーム同期信号生成回路

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