(57)【要約】通信ゲートウェイはユーティリティ計量器および計量器サービス装置と通信する。通信ゲートウェイは、一方向ユーティリティ計量器から受信した通信を処理する一方向処理モジュールと、双方向ユーティリティ計量器から受信した通信を処理する双方向処理モジュールとを含む。一方向ユーティリティ計量器からの通信のために、通信ゲートウェイは計量器から受信した信号を復号化して特定の情報のみを取得してもよい。例えば、計量情報は信号から抽出されてもよいが、拡散系列は復号化されたくてもよい。
2019520761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーティリティ計量器から通信信号を復号化する方法であって、
通信ゲートウェイにおいて前記ユーティリティ計量器から通信を受信し、前記通信がパケットを含み、当該パケットが前記ユーティリティ計量器を識別する情報を含むヘッダと計量情報を含むボディとを有し、前記通信が信号を介して変調搬送波周波数と拡散系列とを有することと、
前記拡散系列を復号化せずに、前記変調搬送波周波数を除去し前記計量情報を抽出するように、前記通信をフィルタリングすることと、
前記計量情報を解釈することと、
前記解釈した計量情報を計量器サービス装置へ送信することと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記搬送波周波数を除去するように前記通信をフィルタリングすることは、非線形対数復号器を用いることを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ユーティリティ計量器から前記通信を受信する前に、前記通信ゲートウェイにおいて前記計量器サービス装置から制御信号を受信することと、
前記制御信号の受信に応じて、一方向通信を支援する前記ユーティリティ計量器と通信可能な第１動作モードで動作するように前記通信ゲートウェイを設定することと、
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記通信ゲートウェイにおいて、前記計量器サービス装置から第２制御信号を受信することと、
前記第２制御信号の受信に応じて、双方向通信を支援する第２ユーティリティ計量器と通信可能な第２動作モードで動作するように前記通信ゲートウェイを設定することと、
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記拡散系列は前記変調搬送波周波数を識別する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記変調搬送波周波数を除去するように前記通信をフィルタリングした後、前記拡散系列をクロックと比較することと、
前記比較を用いてデータビット境界を判断することと、
前記データビット境界を用いて、前記拡散系列が比較的大きい電圧を有する第１長さの時間、および、前記拡散系列が比較的小さい電圧を有する第２長さの時間を判断することと、
前記第１長さの時間をとして復号化し、前記第２長さの時間をとして復号化することと、
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ユーティリティ計量器から通信信号を復号化するシステムであって、
一方向ユーティリティ計量器と通信可能な第１動作モード、または、双方向ユーティリティ計量器と通信可能な第２動作モードで動作するように設定可能な通信ゲートウェイと、
前記通信ゲートウェイと通信し、前記通信ゲートウェイを前記第１動作モードまたは前記第２動作モードに設定せるように制御信号を前記通信ゲートウェイへ送信する計量器サービス装置と、を備え、
前記通信ゲートウェイが前記第１動作モードに設定された場合、前記通信ゲートウェイは、
前記ユーティリティ計量器から通信を受信し、前記通信がパケットを含み、当該パケットが前記ユーティリティ計量器を識別する情報を含むヘッダと計量情報を含むボディとを有し、前記通信が信号を介して変調搬送波周波数と拡散系列とを有し、
前記拡散系列を復号化せずに、前記計量情報を抽出するように前記通信を復号化し、
前記計量情報を前記計量器サービス装置へ送信する
ように動作可能である、システム。
【請求項８】
前記信号を増幅しフィルタリングするためのフロントエンドモジュールと、
前記拡散系列を復号化せずに、前記変調搬送波周波数をフィルタで取り除いて前記計量情報を抽出するための非線形対数復号器と、
前記計量情報を解釈するためのプロセッサと、
をさらに備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記通信ゲートウェイは、
前記計量器サービス装置と無線通信するための無線送受信器をさらに備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記通信ゲートウェイが前記第２動作モードに設定された場合、前記通信ゲートウェイは、
前記ユーティリティ計量器から通信を受信し、
前記計量情報および計量識別情報を抽出するように前記通信を処理し、
前記計量情報および前記計量識別情報を前記計量器サービス装置へ送信する
ように動作可能である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記計量器サービス装置は、
前記通信ゲートウェイから前記計量情報を受信し、
前記計量情報を、前記一方向ユーティリティ計量器を識別する情報と関係付け、
前記計量情報、および、前記一方向ユーティリティ計量器を識別する前記情報をネットワーク装置へ送信する
ように動作可能である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記拡散系列は前記変調搬送波周波数を識別する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
前記通信ゲートウェイは、
前記変調搬送波周波数を除去するように前記信号をフィルタリングし、
前記拡散系列をクロックと比較し、
前記比較に基づいてデータビット境界を判断し、
判断した前記データビット境界に基づいて、前記拡散系列が比較的大きい電圧を有する第１長さの時間、および、前記拡散系列が比較的小さい電圧を有する第２長さの時間を判断し、
前記第１長さの時間を高データビットとして復号化し、前記第２長さの時間を低データビットとして復号化する
ことによって前記通信を復号化するように動作可能である、請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
一方向ユーティリティ計量器と通信可能な第１動作モード、または、双方向ユーティリティ計量器と通信可能な第２動作モードで動作するように設定可能であり、
前記一方向ユーティリティ計量器から通信を受信するフロントエンドモジュールであって、前記通信がパケットを含み、当該パケットが前記一方向ユーティリティ計量器を識別する情報を含むヘッダと計量情報を含むボディとを有し、前記通信が信号を介して変調搬送波周波数と拡散系列とを有し、前記フロントエンドモジュールが前記信号を増幅しフィルタリングする、前記フロントエンドモジュールと、
前記拡散系列を復号化せずに、前記変調搬送波周波数をフィルタで取り除いて前記計量情報を抽出するための非線形対数復号器と、
前記計量情報を解釈するためのプロセッサと、
前記計量情報を計量器サービス装置へ送信するための通信モジュールと、
を備える、通信ゲートウェイ。
【請求項１５】
前記通信モジュールは、
前記一方向ユーティリティ計量器から前記通信を受信する前に、前記計量器サービス装置から制御信号を受信し、
前記制御信号の受信に応じて、前記一方向ユーティリティ計量器と通信可能な前記第１動作モードで動作するように前記通信ゲートウェイを設定する
ようにさらに動作可能である、請求項１４に記載の通信ゲートウェイ。
【請求項１６】
前記拡散系列は前記変調搬送波周波数を識別し、
前記非線形対数復号器は、
前記変調搬送波周波数を除去するように前記フロントエンドモジュールからの前記信号をフィルタリングし、
前記拡散系列をクロックと比較し、
前記比較を用いてデータビット境界を判断し、
前記データビット境界を用いて、前記拡散系列が比較的大きい電圧を有する第１長さの時間、および、前記拡散系列が比較的小さい電圧を有する第２長さの時間を判断し、
前記第１長さの時間を高データビットとして復号化し、前記第２長さの時間を低データビットとして復号化する
ように動作可能である、請求項１４に記載の通信ゲートウェイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般的にユーティリティ計量装置の分野に関し、さらに具体的には、一方向ユーティリティ計量装置および双方向ユーティリティ計量装置にサービスを提供するための通信ゲートウェイに関する。
【背景技術】
【０００２】
水、ガスまたは電力などのリソースは、ユーティリティ計量装置によって測量されることが多い。ユーティリティ計量装置は、リソースの消費量に関する情報などの情報を、リソース使用に関するデータが収集可能なユーティリティネットワークに送信する。このような収集された情報は、測量、メインテナンスまたは他のユーティリティに関する機能に利用されうる。しかし、ユーティリティ計量器は、ソフトウェアまたはファームウェアのためにアップデートする需要があり、アップデートしなければ正常に運転できない。よって、計量器に対してアップデートを提供し問題点を点検する能力を有する、計量器サービス装置などの取得可能なサービスツールが望ましい。特定のユーティリティ計量器、例えば、双方向計量器は、それ自身の機能を説明する信号を送信する能力を有し、また、計量器サービス装置から受信する信号などの信号を受信する能力を有することができる。一方向計量器などの他のユーティリティ計量器は、それ自身の機能を説明する信号を送信する能力を有するものの、計量器サービス装置からの信号を受信する能力を有しない。よって、様々な種類のユーティリティ計量器へ、および／または、それらから通信する能力を有する、取得可能なサービスツールが望ましい。このようなサービスツールは、最大化電池寿命を有し、計量器サービス技術者などの人によって外へ便利に持ち運べるようなサイズを有することがさらに望ましい。
【０００３】
特定の一方向計量器は、拡散コード符号化技術を用いる信号を送信し、よって、一方向計量器を識別する情報を含む信号を送信する。拡散コード技術のいくつかの例は、直接スペクトラム拡散（direct sequence spread spectrum、ＤＳＳ）技術、および搬送波感知多重アクセス（carrier sense multiple access、ＣＳＭＡ）技術を含む。受信されたコード信号は、識別情報を復号化することによって識別される。拡散コードを含む信号は比較的に小さくて安価な部品を用いて送信されうる。しかし、受信された拡散コード信号内の識別情報の復号化は比較的に複雑で高価な部品を求める。複雑な部品を用いるサービスツールは、技術者にとって持ち運びにくいほど大きすぎるまたは重すぎる可能性があり、または、実用的でないほど短い電池寿命を有する可能性がある。よって、持ち運びやすくて適切な電池寿命を有して小さくて軽量な装置を用いて一方向計量器と通信するための解決案を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００４】
計量器サービス装置は通信ゲートウェイ装置を介して選択的に一方向ユーティリティ計量器または双方向ユーティリティ計量器と通信してもよい。サービス装置および通信ゲートウェイはそれぞれに選択されたユーティリティ計量器の近くに位置してもよい。通信ゲートウェイはサービス装置から、通信ゲートウェイにおいて一方向処理または双方向処理を可能とする制御信号などの制御信号、を受信する能力を有してもよい。
【０００５】
１つの例示的な実施例において、一方向計量器からの通信信号はゲートウェイによって受信する。この通信信号は、拡散コードを用いて符号化されうる識別データを含んでもよく、計量情報も含んでもよい。１つ以上の信号成分を除くように通信信号をフィルタリングしてもよい。例えば、拡散コードに関する信号成分を除くように通信信号をフィルタリングしてもよく、当該拡散コードは、拡散コードを復号化せずに通信信号から計量情報を抽出可能なように符号化されたものである。抽出した計量情報を計量器サービス装置に提供してもよい。
【０００６】
これらの例示的な実施態様および特徴は、発明を制限または定義しないように言及されるが、本願に説明された発明概念を理解することに役立つように例示を提供する。一方、本発明の他の実施形態、利点および特徴は本願全体を検討すると明白となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】選択されたユーティリティ計量器と、通信ゲートウェイと、計量器サービス装置との間の通信セッションの例示を表現するブロック図
【図２】一方向通信および双方向通信を提供可能な通信ゲートウェイの例示的な実施例のブロック図
【図３】通信ゲートウェイに含まれうる、一方向通信および双方向通信を提供可能な例示的な回路の概略図
【図４】特定の実施例に基づいて、マイクロプロセッサによって行われる動作の例示を表現するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は添付図面を参照しながら以下の説明を読むことによってよく理解される。しかしながら、よく理解すべきなのは、各図面は例示および説明のためのみに提供され、本発明の制限を規定しようとするものではない。
【０００９】
本発明の実施形態によれば、携帯式通信ゲートウェイを用いて、一方向ユーティリティ計量器および双方向ユーティリティ計量器にサービスを提供することを容易にする。通信ゲートウェイはユーティリティ計量器および計量器サービス装置と通信してもよい。通信ゲートウェイは、一方向ユーティリティ計量器または双方向ユーティリティ計量器の１つと通信するように構成されていてもよい。一方向ユーティリティ計量器と通信するとき、通信ゲートウェイは一方向ユーティリティ計量器から信号を受信する。典型的に、信号はパケットを含む。当該パケットにおいて、パケットのヘッダはユーティリティ計量器を識別する情報、例えば、住所または計量器識別子を含み、パケットのボディは計量情報、例えば、利用情報または計量器状態情報を含む。通信ゲートウェイは、計量情報を取得するように信号を復号化するが、ユーティリティ計量器から受信する他の形態の信号を無視してもよい。例えば、通信ゲートウェイは信号に含まれた拡散コードを復号化しなくてもよい。通信ゲートウェイに行われる処理を制限することによって、通信ゲートウェイの実行に求められた部品の数および複雑さが最小化されるため、通信ゲートウェイのサイズおよび重さが最小化され、電池寿命が最大化される。
【００１０】
図１は、選択されたユーティリティ計量器と、通信ゲートウェイと、計量器サービス装置との間の例示的な通信セッションを示す。例示的なユーティリティ計量器１１０は建物内に位置してもよく、サービス技術者にアクセス可能であってもよい。特定の場合において、ユーティリティ計量器１１０は独立した建物と隣接してもよいため、他のユーティリティ計量器が近く（例えば、６〜１０フィート（feet）以内）に位置していない。他の場合において、ユーティリティ計量器１１０は複数の建物に近接してもよいため、１つ以上の追加のユーティリティ計量器が近くに位置している。収集ユニット１４０などの追加のユーティリティネットワーク部品はユーティリティ計量器１１０の一般領域（general area）内に位置してもよい。
【００１１】
サービス技術者はサービスしようとするユーティリティ計量器１１０を選択し、通信ゲートウェイ１２０を選択した計量器１１０に近づかせる。通信ゲートウェイ１２０および計量器サービス装置１３０は、例えば、無線接続または有線接続を介して互いに通信してもよい。１つの実施例において、サービス技術者は通信ゲートウェイ１２０をユーティリティ計量器１１０へ持ち運び、計量器サービス装置１３０をサービス車両内に残しておく。他の実施例において、通信ゲートウェイ１２０と計量器サービス装置１３０とは単一の装置に統合されてもよい。
【００１２】
選択したユーティリティ計量器１１０が一方向計量器または双方向計量器であるかに関わらず、計量器サービス装置１３０は制御信号を通信ゲートウェイ１２０に提供する。制御信号の受信に応じて、通信ゲートウェイ１２０は第１モードまたは第２モードで動作するように設定されてもよい。第１動作モードは一方向ユーティリティ計量器との通信を促進してもよく、第２動作モードは双方向ユーティリティ計量器との通信を促進してもよい。
【００１３】
一方向通信または双方向通信を用いる通信セッションは、選択した計量器１１０と計量器サービス装置１３０との間に適切な方法によって初期化されてもよい。例えば、セッションを一方向計量器との相互作用によって初期化することができ、例えば、サービス技術者は磁気キーまたはＲＦＩＤ（radio frequency identification、登録商標）カードをユーティリティ計量器に適用することができる。代替的に、選択した計量器１１０の内部のイベント、例えば、内部のタイマーによってセッションを初期化することができる。双方向計量器に対して、サービス装置１３０またはゲートウェイ１２０が計量器へ送信された信号よってセッションを初期化してもよい。
【００１４】
通信セッションが初期化されると、選択したユーティリティ計量器１１０は通信信号１１５を通信ゲートウェイ１２０へ送信することができる。通信信号１１５は、ヘッダとボディとを有するパケットを含んでもよい。ヘッダにある情報によってユーティリティ計量器を識別してもよく、ボディにある情報が計量器の動作に関するものであってもよい。ゲートウェイ１２０は信号１１５を復号化し処理してもよく、信号１２５を計量器サービス装置１３０へ送信してもよい。信号１２５は信号１１５に含まれた情報の一部または全部を含んでもよい。信号１２５は信号１１５に含まれた情報以外の情報を含んでもよい。図１は無線接続を介して送信されたものとして信号１２５を表現しているが、他の接続、例えば、データバスまたはゲートウェイ１２０とサービス装置１３０との間の有線接続を介することも可能である。
【００１５】
計量器サービス装置１３０は信号１２５に含まれた情報の一部または全部を表示装置に提示してもよい。追加的にまたは代替的に、サービス装置１３０は情報をユーティリティ計量器に提供してもよい。例えば、サービス装置１３０は、適切なユーティリティネットワーク部品と通信してもよく、当該適切なユーティリティネットワーク部品は、例えば、収集ユニット１４０または他の適したネットワーク部品である。このようなユーティリティネットワークとの通信は異なる時間に行われてもよく、例えば、サービス技術者がサービス装置１３０を収集ユニット１４０の通信範囲内の位置に動かした後に行われてもよい。
【００１６】
特定の場合において、一方向ユーティリティ計量器１１０から受信した計量情報は信号１１５によって受信していない識別情報と関連してもよい。例えば、サービス技術者は、選択されたユーティリティ計量器１１０と関連する住所またはシリアル番号などの識別情報をサービス装置１３０または通信ゲートウェイ１２０に提供してもよい。識別情報は、収集ユニット１４０またはグローバルポジショニングシステム（global positioning system、ＧＰＳ）ユニットなどの他の装置から受信することもできる。サービス装置１３０は識別情報に基づいて計量情報を適切な計量器と関係付けてもよい。
【００１７】
図２は、一方向通信および／または双方向通信を提供可能な通信ゲートウェイ２２０の例示的な実施例のブロック図である。
【００１８】
ゲートウェイ２２０は、計量器２２０などの選択した計量器と、サービス装置２３０などの計量器サービス装置と通信する能力を有してもよい。ゲートウェイ２２０は第１アンテナ２０２を介して計量器２１０と通信し、第２アンテナ２０４を介してサービス装置２３０と通信してもよい。特定の場合において、アンテナ２０２とアンテナ２０４とは同一のアンテナであってもよい。通信モジュール２９０は、Ｗｉ-Ｆｉ（登録商標）またはブルートゥース（登録商標）のプロトコルなどの適したプロトコルを用いてアンテナ２０４を介して信号を送信および受信してもよい。特定の場合において、アンテナ２０４と通信モジュール２９０の片方または両方ともは有線接続またはバスなどの適した通信部品に入れ替えられうる。
【００１９】
通信モジュール２９０はサービス装置２３０から信号を受信してもよい。このような信号の受信に応じて、ゲートウェイ２２０の１つ以上の部品の動作は調整されうる。特定の場合において、受信した制御信号はマイクロプロセッサ２８０によって解釈（interprete）され、このような解釈に応じて、マイクロプロセッサ２８０はマイクロプロセッサを含んだゲートウェイの部品の動作を調整してもよい。例えば、サービス装置２３０から受信した制御信号は、スイッチ部品２５０を制御してもよく、ゲートウェイ２２０を一方向ユーティリティ計量器と通信するための第１動作モード、または双方向ユーティリティ計量器と通信するための第２動作モードの１つで動作させてもよい。代替的に、ゲートウェイ２２０の動作は他の入力または信号、例えば、ゲートウェイ２２０におけるスイッチをトグリングすることによって調整されうる。
【００２０】
ゲートウェイ２２０はアンテナ２０２を介して計量器２１０から信号２１５を受信してフロントエンドモジュール２６０へその信号を提供する。フロントエンドモジュール２６０は信号において意味がある内容を改変せずに受信した信号を修正してもよい。例えば、フロントエンドモジュール２６０は信号を増幅し、または無関係の信号をフィルタで取り除いてもよい。フロントエンドモジュール２６０は修正した信号を一方向処理モジュール２７０と双方向処理モジュール２７５との片方または両方に提供してもよい。
【００２１】
第１動作モードでは、スイッチ部品２５０は、フロントエンドモジュール２６０を一方向処理モジュール２７０に接続させることによって、一方向処理を可能とする。第２動作モードでは、スイッチ部品２５０は、フロントエンドモジュール２６０を双方向処理モジュール２７５に接続させることによって、双方向処理を可能とする。スイッチ部品は制御信号の受信に応じてその動作を調整してもよい。適したスイッチ部品の一例はリレーであるが、他の実施例も可能である。例えば、スイッチ部品２５０は省略されてもよく、１つ以上の種類の通信を可能としてもよい。
【００２２】
一方向処理モジュール２７０はフロントエンドモジュール２６０からの信号を処理し、信号において表された特定種類の情報を除去するまたは保持してもよく、例えば、識別情報を除去し、および／または計量データを保持してもよい。一方向処理モジュール２７０は処理した信号をマイクロプロセッサ２８０に提供してもよい。
【００２３】
双方向処理モジュール２７５はフロントエンドモジュール２６０からの信号を処理してもよく、処理した信号をマイクロプロセッサ２８０に提供してもよい。特定の場合において、双方向処理モジュール２７５は狭帯域データ信号を復号化し、その復号化した信号をマイクロプロセッサ２８０に提供してもよい。
【００２４】
マイクロプロセッサ２８０は一方向処理モジュール２７０と双方向処理モジュール２７５との片方または両方から処理した信号を受信してもよい。マイクロプロセッサ２８０は、処理した信号によって表された情報の１つ以上の種類を判断してもよい。特定の場合において、その判断はどちらの処理モジュールが処理した信号を提供するかに基づいて行われる。例えば、処理した信号が一方向処理モジュールによって提供される場合、マイクロプロセッサ２８０はその情報の種類が計量データに関する種類であると判断してもよい。
【００２５】
マイクロプロセッサ２８０は処理した信号から情報を抽出してもよい。例えば、マイクロプロセッサ２８０は信号から計量データを抽出し、抽出したデータを通信モジュール２９０に提供してもよい。特定の場合において、マイクロプロセッサも抽出したデータをデジタルパケットなどの適したフォーマットに転換してもよい。マイクロプロセッサ２８０は計量器サービス装置２３０へ送信するために、データを通信モジュール２９０に提供してもよい。例えば、通信モジュール２９０はアンテナ２０４を介して信号２２５をサービス装置２３０へ送信することができる。信号２２５はマイクロプロセッサ２８０によって提供されたデータを含んでもよい。
【００２６】
特定の実施例において、計量器２１０へ送信しようとする双方向通信は、誘導されうるまたは処理されうる。例えば、送信すべき信号は通信モジュール２９０によってサービス装置２３０から受信されうる。送信すべき信号は続いてマイクロプロセッサ２８０に提供されうる。マイクロプロセッサ２８０は送信すべき信号を双方向通信モジュール２７５に提供してもよく、双方向通信モジュール２７５は続いて送信すべき信号をフロントエンドモジュール２６０に提供してもよい。フロントエンドモジュール２６０はアンテナ２０２を介して信号を送信してもよい。特定の場合において、送信しようとされる信号はゲートウェイ２２０に含まれた１つ以上のモジュールによって修正されうる。
【００２７】
［通信信号］
一方向ユーティリティ計量器から受信した例示的な信号は、変調された周波数を有する搬送波周波数（carrier frequency）を含んでもよく、当該周波数はＤＳＳ変調などのスペクトラム拡散変調技術を用いて変調される。ＤＳＳ変調を用いて、搬送波周波数は変調された周波数を有してもよく、当該周波数は搬送波周波数の公称値を中心とする範囲から選択されたものである。例えば、約９１７ＭＨｚである公称搬送波周波数（nominal carrier frequency）は、±１．２ＭＨｚである選択された周波数に変調されてもよい（例えば、約９１５．８ＨＭｚから約９１８．２ＭＨｚという範囲内に変調されてもよい）。特定の実施例において、搬送波周波数が定期的に再変調されてもよいため、瞬時の変調搬送波周波数は定期的に改変している（例えば、一秒に複数回改変する）。
【００２８】
信号は拡散系列（spreading sequence）を含んでもよく、拡散系列は、擬似ランダムビットシーケンス（pseudorandom bit sequence）とも呼ばれており、例えばＤＳＳ変調搬送波周波数に含まれた擬似ランダムコードである。拡散コードを用いて搬送波周波数を変調する利点の１つは、送信された信号との干渉の可能性が低減されることである。特定の場合において、擬似ランダム系列によって瞬時の変調搬送波周波数を識別することができる。擬似ランダム系列は、信号における「高（ハイ）」または「低（ロー）」のパルスに符号化されることを介して表されてもよい。高パルスおよび低パルスは、搬送波周波数の適した性質、例えば、位相を修正することによって符号化されうる。搬送波周波数の位相は二位相偏移変調（binary phase shift keying、ＢＰＳＫ）技術によって修正されうるため、比較的高いパルスおよび比較的低いパルスは、位相が１８０度ずれている搬送波信号のそれぞれの部分によって符号化される。位相シフトしたパルスの復号化は例示的な信号を基準周波数と比較することを求めてもよく、当該基準周波数は例示的な信号に含まれた搬送波周波数と同期している。例えば、基準周波数および搬送波周波数は同一またはほぼ同一の周波数を有してもよい。例示的な信号における搬送波周波数成分が定期的に再変調され、例えば前述したように、基準周波数が搬送波周波数との同期を保持するため、基準周波数を定期的に再変調されることも求める。信号の位相シフト部分の復号化は、搬送波周波数の再変調を判断し、基準周波数を再変調し、搬送波周波数と基準周波数を同期し、同期した周波数を比較する能力を有する追加的な回路および部品を求めてもよい。
【００２９】
信号は一連のパルスまたは一連の「チップ」をさらに含んでもよく、当該一連のチップは、拡散コードを表す高パルスまたは低パルスによる所定の系列を含む。特定の場合において、拡散コードによって瞬時の変調搬送波周波数である特定の周波数を識別してもよい。時間にわたって送信されたチップの性質、または「チップレート（chip rate）」は、瞬時の搬送波周波数に基づくものであってもよく、例えば、例示的なチップレートは一秒あたりに２００００００チップである。搬送波周波数が定期的に再変調されうるため、遠隔受信器などによる瞬時の変調搬送波周波数の識別は、追加的な回路および部品を用いてチップおよびチップレートの周波数復号化を求めてもよい。ＢＰＳＫ技術を用いて拡散コードを位相シフトパルスとして符号化をしてもよく、このような場合において、前述したように位相シフトパルスを復号化するための更なる回路を求めてもよい。
【００３０】
拡散コードは高チップおよび低チップによる所定の系列を含んでもよく、例えば、００１１１０１０の代表的な系列を含んでもよく、この系列によって瞬時の変調搬送波周波数を識別することができる。拡散コードは代替的に高チップおよび低チップによる所定の系列の補数を含んでもよく、例えば、１１０００１０１の補数代表的な系列を含んでもよく、この系列によっても瞬時の変調搬送波周波数を識別することができる。取得可能な搬送波周波数は予め決められてもよく、例えば、第１搬送波周波数を識別する代表的な系列が第２搬送波周波数を識別する補数代表的な系列と類似しないように予め決められてもよい。
【００３１】
ユーティリティ計量器からの信号は、計量器識別子および計量データなどの１つ以上の種類の情報を代表する１つ以上のデータ信号も含んでもよい。高ビットまたは低ビットの系列によって表されてもよく、ビットは例示的な信号の適したパラメータまたは成分に基づくものであってもよい。適したパラメータは信号の周波数、位相、またはゼロ振幅を含んだ振幅を含んでもよい（が、これらに限定されていない）。例えば、単一の高データビットは、ゼロより大きい振幅（例えば、電圧）を有し受信された信号の一部によって表されてもよく、単一の低データビットは、ゼロより小さい振幅またはゼロ振幅を有し受信された信号の一部によって表されてもよい。
【００３２】
特定の実施例において、受信した信号はオンオフ変調（On/Off Keying、ＯＯＫ）技術を用いて計量データを符号化してもよい。例えば、信号は搬送波周波数および代表的なデータを含んでもよく、当該搬送波周波数は拡散コードを有するまたは有しない。このような信号は搬送波周波数の振幅を改変する（例えば、オンまたはオフにトグリングする）ことによってデータを信号に符号化してもよい。代表的なデータの高ビットおよび低ビットは、改変された振幅が「オン」と思われる（例えば、比較的大きい電圧である）時間の長さ、または、改変された振幅が「オフ」と思われる（例えば、比較的小さい電圧またはゼロ電圧である）時間の長さにそれぞれに対応してもよい。信号におけるオン／オフ部分は、送信するユーティリティ計量器などの信号を送信する装置によって誘導されうる。
【００３３】
計量情報を表すように用いられる高ビットまたは低ビットは、拡散コードに含まれうる高チップまたは低チップと混同されてはいけない。しかしながら、特定の実施例において、データビットの境界、例えば、先頭のビットの境界はチップレートと同期されえてもよく、１つのビットの時間の長さは所定数のチップの時間の長さに基づくものであってもよい。受信器などによるデータの復号化は、チップレートに基づいて同期されたクロックに対して、与えられたビットまたはビット境界を比較し、既に受信したビットの数を判断する（例えば、４つの連続の低ビットが既に受信したと判断する）ことを求めてもよい。データは、秒あたりのビット数を表すデータ周波数とチップレートに関するデータ周波数とを有してもよい。
【００３４】
例えば、特定の例示的な信号が秒あたり２．４６百万チップのチップレートを含んで、１２８チップに基づく長さを有するデータビットをさらに含む場合、含まれたデータ信号は秒あたり１９．２キロビットのデータ周波数を有してもよい（例えば、２．４６百万チップ／秒を１２８チップ／秒で割ると１９．２ｋｂ／秒となる）。高データビットはオン信号部分によって表されてもよく、当該オン信号部分は１２８チップの長さとほぼ同様な時間の長さを有する。低データビットはオフ信号部分によって表されてもよく、当該オフ信号部分は１２８チップの長さとほぼ同様な時間の長さを有する。例示的な受信器は、搬送波周波数の特定のチップ系列、搬送波周波数または位相を復号化または解釈をすることを必要とせずに、オン部分およびオフ部分を、１２８チップの長さを有する高ビットまたは低ビットとして復号化し解釈してもよい。これらの数値例は説明のためのものだけであって、他の適した信号は他の数値、周波数および性質を有してもよい。
【００３５】
データ信号は、ユーティリティ計量器の識別に関する情報、ユーティリティ計量器によって収集された計量情報に関する情報、データ信号のデータ完全性の保持に関する情報（例えば、クロック同期情報であるが、これに限られていない）、および／または、他の適した情報を表してもよい。データ信号は１つ以上のパケットに備えられてもよく、またはビットの所定配置に備えられてもよい。例えば、パケットは固定数のビット（例えば、１０２４ビット）を含んでもよい。例示的なパケットはプリアンブル、ヘッダ、ボディ、および巡回冗長検査（cyclic redundancy check、ＣＲＣ）を含んでもよい。
【００３６】
プリアンブルは類似するビットの所定性質（例えば、１６つの連続の高ビット）を含んでもよい。プリアンブルによって、受信器がパケットの開始を識別することを可能とする。ビットはチップに備えられている場合、受信したパケットを受信器の同期信号と関連させるために（例えば、ビット境界を判断するために）、前述したように、プリアンブルによって受信器に瞬時の変調搬送波周波数を識別させる。
【００３７】
例示的なパケットにおいて、ヘッダは選択したユーティリティ計量器に対する識別情報を含んでもよい。例えば、ヘッダは、選択した計量器に対する識別数字（例えば、シリアル番号、インターネットプロトコル（Internet protocol、ＩＰ）アドレス）を表すビットを含んでもよい。
【００３８】
例示的なパケットにおいて、ボディは選択したユーティリティ計量器によって収集された計量情報を含んでもよい。ボディに含まれたビットは、適したフォーマット、例えば、２進データ、１６進数、または符号化された英数字を用いた計量情報を表してもよいが、これらのフォーマットに限られていない。特定の場合において、他の情報（例えば、点検情報）もボディに含まれてもよい。
【００３９】
例示的なパケットにおいて、ＣＲＣはデータ完全値（例えば、チェックサム）を含んでもよい。データ完全値によって、受信器は受信したパケットの内容が送信したパケットの内容と異なるかを判断することを可能とする。例えば、データ完全値の確認は送信時に発生したエラーを示すことができる。
【００４０】
［通信回路］
図３は、通信ゲートウェイにおける一方向処理モジュール３７０の例示について追加的な詳細を提供する。
【００４１】
ゲートウェイは、図１−２とともに前述したように、第１アンテナ３０２を介してユーティリティ計量器と通信する能力、および第２アンテナ３０４を介して計量器サービス装置と通信する能力を有してもよい。第１アンテナ３０２はユーティリティ計量器からの信号を受信してもよい。受信した信号、例えば、前述した例示的な信号（でもこれに限られていない）は、約９１７ＭＨｚの周波数を有する、かつ、±１．２ＭＨｚの選択した周波数（例えば、約９１５．８ＭＨｚから約９１８．２ＭＨｚの範囲内）に変調された搬送波周波数を備えてもよい。受信した信号は、搬送波周波数を識別する位相シフト拡散コードと１つ以上のデータ信号とをさらに含んでもよく、各データ信号は、データ信号によって表された情報の種類に適したデータ周波数を有する。例えば、計量情報に関するデータ信号は約１９．５ｋｂｐｓのデータ周波数を有してもよい。
【００４２】
受信した信号はフロントエンドモジュール３６０に提供されてもよい。フロントエンドモジュール３６０は、信号を増幅するような低雑音増幅器を含んでもよく、修正した信号をスイッチ部品３５０に提供してもよい。
【００４３】
図１−図２とともに前述したように、スイッチ部品３５０は一方向通信または双方向通信を可能とする。適したスイッチ部品の一例はダブルプル／ダブルスローリレー（double-pull/double-throw relay）であるが、他の実施例も可能である。スイッチ部品３５０は前述したように制御信号に応じてその動作を調整してもよい。制御信号に応じて、スイッチ部品３５０はフロントエンドモジュール３６０からの通信を一方向処理モジュール３７０または双方向処理モジュール３７５の１つへ誘導してもよい。
【００４４】
［一方向通信］
一方向通信が可能である場合、信号はスイッチ部品３５０を介して一方向処理モジュール３７０に提供される。一方向処理モジュール３７０は検知器３７１とデジタルフィルタ３７２とを備えてもよい。図３は、信号をデジタルフィルタ３７２に提供するように検知器３７１を表現しているが、他の実施例は可能である。
【００４５】
検知器３７１は修正した信号を対数的に増幅してもよいため、この増幅によって、修正した信号の電圧レベルにおける大きい差異が低減される。適した検知器の一例はアナログデバイセズ社（Analog Devices、登録商標）の対数検知器部品ＡＤ８３１３であるが、他の実施例は可能である。
【００４６】
デジタルフィルタ３７２は、特定の周波数を除去および／または保持するように修正した信号をフィルタリングしてもよい。除去または保持される周波数は特定の種類の情報を表したものであってもよい。例えば、デジタルフィルタ３７２は、上述したように定期的に再変調されえてもよく、約９１７ＭＨｚの搬送波周波数を備えた信号と、変調搬送波周波数を識別する位相シフト拡散コードと、前述したようにチップレートに関してもよく、約１９．２ｋｂｐｓの計量データ信号と、を受信することができる。この実施例において、デジタルフィルタ３７２は搬送波周波数を除去するように受信した信号をフィルタリングすることができ、例えば、５ＭＨｚなどのフィルタ閾値より大きい周波数の全てをフィルタで取り除くことができる。
【００４７】
特定の実施例において、デジタルフィルタ３７２は拡散コードを除去するように受信した信号をフィルタリングしてもよい。例えば、受信した信号から１ＭＨｚというフィルタ閾値より大きい周波数の全てをフィルタで取り除いた場合、続いて２４６万チップ／秒のチップレートを有する拡散コードもフィルタで取り除いてもよい。その上、デジタルフィルタ３７２は受信した信号に含まれたデータ信号を保持してもよい。例えば、受信した信号から１ＭＨｚというフィルタ閾値より大きい周波数の全てをフィルタで取り除いた場合、続いて１９．２ｋｂｐｓの周波数を有するデータ信号を保持してもよい。これらのステップまたは類似するステップを行うことによって、デジタルフィルタ３７２は受信した信号を処理し、よって、搬送波周波数および拡散コードデータ信号が除去されながら、計量データ信号が保持される。
【００４８】
他の特定の実施例において、デジタルフィルタ３７２はデータ信号の成分を判断してもよい。例えば、デジタルフィルタ３７２は、拡散コードに含まれたチップを識別することができ、および／またはチップレートを識別することができる。デジタルフィルタ３７２は識別したチップレートに基づいてデータビット境界を判断してもよい。
【００４９】
デジタルフィルタ３７２はフィルタリングした信号を「清掃」し、よって、保持された信号は標準化された電圧レベル（例えば、ＴＴＬ（transistor-transistor logic）レベル）に調整される。適したデジタルフィルタの一例は２０ｋＨｚの通過帯域と４０ｋＨｚの阻止帯域とを有するローパスフィルタであるが、他の実施例は可能である。特定の場合において、前述したように、フィルタリングした信号は判断されたデータビット境界に基づいて調整（例えば、「清掃」）されうる。
【００５０】
一方向処理モジュール３７０は処理した信号をマイクロプロセッサ３８０に提供してもよい。例えば、デジタルフィルタ３７２は処理した（例えば、増幅してフィルタリングした）信号をマイクロプロセッサ３８０に提供してもよい。
【００５１】
一方向処理モジュール３７０において搬送波周波数または拡散コードをフィルタで取り除く利点の１つは、拡散系列を復号化せずに計量情報が抽出可能であることである。この方法は、拡散系列を復号化する処理モジュールより、比較的に少ない、かつ、複雑さが比較的に低い部品だけ求める。拡散系列の復号化を求めるユーティリティ計量器によって送信される情報が抽出されないが、通信ゲートウェイまたはサービス装置は同様な情報を提供する能力を有してもよい。例えば、計量器を識別する情報が抽出されていない場合、通信ゲートウェイまたはサービス装置は、シリアル番号、建物の住所、または地理座標などの、計量器を識別する、または、計量器の識別に用いられる情報を提供してもよい。
【００５２】
［双方向通信］
双方向通信が可能である場合、信号はスイッチ部品３５０を介して双方向処理モジュール３７５に提供される。双方向処理モジュール３７５は信号を処理し、処理した信号をマイクロプロセッサ３８０に提供してもよい。
【００５３】
［情報抽出］
マイクロプロセッサ３８０は一方向処理モジュール３７０または双方向処理モジュール３７５の一方から処理した信号を受信してもよい。特定の場合において、マイクロプロセッサ３８０は、処理した信号を提供する可能な通信路に基づいて、処理した信号に表された上方の１つ以上の種類を判断してもよい。情報の種類の判断に応じて、マイクロプロセッサ３８０は処理した信号から情報を抽出してもよい。マイクロプロセッサ３８０は抽出したデータを通信モジュール３９０に提供してもよい。
【００５４】
例えば、マイクロプロセッサ３８０は一方向処理モジュール３７０から処理した信号を受信してもよく、当該処理した信号は前述したようにＴＴＬ電圧形態で表された計量データを含む。処理した信号に基づいて、マイクロプロセッサ３８０は情報の種類（例えば、計量データ情報）を判断することができる。情報の種類の判断に応じて、マイクロプロセッサ３８０は表された情報（例えば、信号に表された特定の計量データを判断するようにＴＴＬ信号を解釈する）を抽出することができる。マイクロプロセッサ３８０は適した情報フォーマット（例えば、デジタルパケット）を用いて、抽出した情報を通信モジュール３９０に提供してもよい。
【００５５】
通信モジュール３９０はアンテナ３０４を介して抽出した情報を送信してもよい。例えば、図１−２とともに説明されたように、通信モジュール３９０は抽出した情報を含んだ信号を計量器サービス装置へ送信することができる。
【００５６】
図４はプロセス４００の一例を表現するフローチャートであり、プロセス４００はマイクロプロセッサ２８０などのマイクロプロセッサによって行われうる動作を含む。例示的な目的のために、図１−３に表現された実施例を参照しながらプロセス４００を説明する。なお、他の実施例も可能である。
【００５７】
ブロック４１０において、プロセス４００は信号を受信することを含む。例えば、図１−３とともに説明されたように、信号は一方向通信または双方向通信を介して受信される。特定の場合において、一方向通信を介して信号を受信することは、デジタルフィルタ３７２などのデジタルフィルタから処理した信号を受信することを含んでもよい。特定の実施例において、信号は前述したように通信可能な１つ以上の部品によって提供されうる。
【００５８】
ブロック４２０において、プロセス４００は信号に表された情報の種類を判断することを含む。情報の種類の判断は、処理した信号を提供する部品に基づくものであってもよい。例えば、ブロック４２０は、一方向通信路または双方向通信路にある部品から信号を受信したかを判断する動作を含んでもよい。特定の場合において、ブロック４２０は、一方向処理モジュール２７０を介して処理された計量データを表す信号を判断する動作を含んでもよい。追加的にまたは代替的に、ブロック４２０は、双方向処理モジュール２７５を介して処理された計量データおよび識別データを表す信号を判断する動作を含んでもよい。
【００５９】
ブロック４３０において、プロセス４００は、判断した、信号に表された情報の種類を解釈することを含む。情報の種類を解釈することは、電圧、周波数、または他の信号パラメータなどのパラメータを解釈することを含んでもよい。例えば、ブロック４３０は、図１−３とともに説明されたようなＴＴＬ電圧レベルを備え、かつ、処理された信号を解釈することを含んでもよい。追加的にまたは代替的に、ＴＴＬ信号の電圧レベルは系列における論理ビットを表すように解釈されうる。
【００６０】
ブロック４４０において、プロセス４００は信号に表された情報を抽出することを含む。特定の実施例において、ブロック４４０は、抽出した情報を、例示的なマイクロプロセッサ２８０のためのメモリ構造に保存する動作を選択的に含む。例えば、抽出した情報に対する後の処理または送信のために、マイクロプロセッサ２８０は抽出した情報をチップレベルのメモリに保存することができる。
【００６１】
ブロック４５０において、プロセス４００は抽出した情報を通信に適したフォーマットに転換することを選択的に含む。例えば、ブロック４５０は、抽出した情報を１つ以上のデジタルパケットに転換するための動作を含んでもよい。特定の実施例において、ブロック４５０は、メモリから抽出した情報を取り戻して、そして取り戻した情報を適したフォーマットに転換するための動作を選択的に含む。ブロック４５０は、転換した情報を例示的なマイクロプロセッサ２８０のためのメモリ構造に保存する動作を選択的に含んでもよい。例えば、転換した情報の送信を遅延するために、マイクロプロセッサ２８０は転換した情報をチップレベルのメモリに保存することができる。
【００６２】
ブロック４６０において、プロセス４００は通信または更なる処理のために抽出した情報を提供することを含む。例えば、抽出した情報を通信モジュール２８０に提供することができる。図１−３とともに説明されたように、例示的な通信モジュールは続いて抽出した情報を送信することができる。特定の実施例において、抽出した情報は通信に適した転換フォーマットで選択的に提供される。追加的にまたは代替的に、抽出した情報は更なる処理に適したネイティブフォーマットで提供されうる。例えば、ブロック４６０は、抽出した情報を例示的な通信モジュールに提供するための動作を選択的に含んでもよく、当該例示的な通信モジュールは抽出した情報をさらに処理する能力を有する。
【００６３】
［抽出した情報の通信］
図１に戻り、選択したユーティリティ計量器１１０は前述したように通信ゲートウェイ１２０と通信してもよい。選択した計量器１１０は、（例えば、双方向計量器のために、）信号１１５をゲートウェイ１２０に提供してもよく、および／または、信号１１５をゲートウェイ１２０から受信してもよい。受信した信号１１５は１つ以上の計量情報、識別情報、または他の適した情報を表してもよい。ゲートウェイ１２０は、前述したように、受信した信号１１５または表された情報に対して増幅、フィルタリング、解釈、または他の処理をしてもよい。例えば、ゲートウェイ１２０は受信した信号１１５を処理し、よって、計量情報が保持され、識別情報が除去される。ゲートウェイ１２０は、受信した情報１１５に対する処理に基づく結果信号１２５を提供してもよい。
【００６４】
ゲートウェイ１２０は信号１２５を計量器サービス装置１３０に提供してもよい。信号１２５は受信した信号１１５に基づくものであってもよい。計量器サービス装置１３０は信号１２５に含まれた情報を利用してもよい。例えば、サービス装置１３０はこのような信号１２５に表された情報の一部または全てを表示装置に表示してもよい。
【００６５】
計量器サービス装置１３０は信号１２５に含まれた情報を修正してもよい。例えば、サービス装置１３０は、信号１１５または信号１２５以外の出処から取得した識別情報などの追加的な情報を含ませるように情報を修正することができる。このような追加的な情報の例示は、サービス装置１３０と通信するＧＰＳユニットから受信するデータ、サービス技術者から提供される入力、および／または、収集器１４０などの追加的なユーティリティネットワーク部品から受信するデータを含むが、これらに限られていない。追加的な情報はサービス装置１３０によって信号１２５の受信時と異なる時に受信されてもよい。例えば、サービス装置１３０は選択した計量器１１０と通信する前に、技術者の入力を介して計量器シリアル番号を受信し保存してもよい。追加的にまたは代替的に、サービス装置１３０は選択した計量器１１０との通信が終了した後、収集器１４０からネットワーク位置情報を受信してもよい。
【００６６】
計量器サービス装置１３０は、追加的な情報を含む情報を１つ以上のユーティリティネットワーク部品に提供してもよい。サービス装置１３０は情報を収集器１４０に提供してもよい。図１は例示的なシステムの一部を表現し、当該システムにおいて、サービス装置１３０は信号１３５を介して情報を送信するが、他の実施例は可能である。図１は単一のユーティリティ計量器を示すが、典型的に、システムは複数のユーティリティ計量器、および無線通信する他のネットワーク部品を含む。双方向ユーティリティ計量器の場合において、計量器および他のネットワーク部品は無線メッシュネットワークのように設定されてもよい。
【００６７】
情報は、収集器１４０などのユーティリティネットワーク部品によって提供され、ヘッドエンドシステム１４５などの１つ以上の追加的なユーティリティネットワーク部品によって受信されてもよい。情報はコンピュータネットワーク１９０を介して提供され受信されてもよい。ネットワーク１９０は、ローカルエリアネットワーク（local-area network、ＬＡＮ）、広域ネットワーク（wide-area network、ＷＡＮ）、プライベートイントラネット（private intranet）などの適したコンピュータ通信ネットワークであってもよいが、これらに限られていない。
【００６８】
ここで説明したプロセスは、コンピュータ実行可能な指令として用いられ実施されてもよく、処理装置によって実行されるとき、処理装置または処理装置によって制御される他の装置に適切な動作をさせる。指令はコンピュータ可読媒体に保存されてもよく、コンピュータ可読媒体は電子式、光学式、磁気式、またはコンピュータ可読指令を処理装置に提供する能力を有する他の保存装置であってもよい（が、それらに限られていない）。指令は、適したコンピュータプログラミング言語で作成されたコードからコンパイラおよび／またはインタプリタによって生成されるプロセッサ固有指令を備えてもよい。
【００６９】
本発明およびその利点が詳細に説明されたが、理解されるべきなのは、添付した特許請求の範囲によって定義された本発明の精神および範囲から離れなく様々な改変、代用および変更を行うことができることである。また、本出願の範囲は明細書で説明したプロセス、機器、設備、組成物、手段、方法、およびステップの特定な実施例に制限しようとしない。当業者は本発明についての開示から容易に理解できるように、現有のまたは後に発展される、かつ、ここで説明した実施例と対応する実質的に同様な機能を行うまたは実質的に同様な結果を達成するプロセス、機器、設備、組成物、手段、方法、またはステップは、本発明に基づいて利用されてもよい。したがって、添付した特許請求の範囲は、このようなプロセス、機器、設備、組成物、手段、方法、またはステップをその範囲に含もうとしている。
【図１】
2019520761.tif 000003
【図２】
2019520761.tif 000004
【図３】
2019520761.tif 000005
【図４】
2019520761.tif 000006
【国際調査報告】
2019520761.tif 000007
2019520761.tif 000008
2019520761.tif 000009