(57)【要約】アナログのアウトバウンドメッセージが電気設備から消費者に送信され、インバウンドの応答メッセージが消費者から電気設備に送信される、電気設備によって使用される、双方向自動通信システム（ＴＷＡＣＳ）のトランスポンダのための受信機および方法。本受信機および方法は、トランスポンダがアウトバウンドメッセージを検出することを可能にし、また、デジタル化された信号を復調して、アウトバウンドメッセージを提供するためのＡ／Ｄ変換およびデジタル処理を含む。
2013535930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気設備から消費者にアウトバウンドメッセージが送信され、かつ前記消費者から前記設備にインバウンドメッセージが送信される前記設備によって使用され、前記アウトバウンドメッセージおよび前記インバウンドメッセージのそれぞれが、前記設備の配電系統を通じて送信および受信される、双方向自動通信システム（ＴＷＡＣＳ）における、前記アウトバウンドメッセージを検出するための受信機であって、
アウトバウンドメッセージを含む前記アナログアウトバウンド信号を受信して、フィルタ処理された信号を提供する、アナログフィルタ構成要素と、
前記フィルタ処理された信号を対応するデジタル化された信号に変換して、前記対応するデジタル化された信号を提供する、Ａ／Ｄ変換器と、
デジタルプロセッサであって、
前記対応するデジタル化された信号を受信するデジタルプリプロセッサ構成要素が、前記受信した対応するデジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号を提供すること、および
デジタルシンボル判定構成要素が、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記受信した前処理されたデジタル信号をデジタル的に復調して、前記アウトバウンドメッセージを提供すること、を実行する、デジタルプロセッサと、
を備える、受信機。
【請求項２】
前記フィルタ構成要素は、
前記アナログアウトバウンド信号を受信し、搬送波信号を相殺して、アナログメッセージ信号を提供する、搬送波ノッチフィルタと、
前記アナログアウトバウンド信号を受信し、前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理して、フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号を提供する、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）構成要素と、
を備え、前記Ａ／Ｄ変換器は、
前記アナログメッセージ信号をデジタル化されたメッセージ信号にデジタル化する、第１のＡ／Ｄ変換器と、
前記フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号をデジタル化して、デジタルのフィルタ処理された信号を提供する、第２のＡ／Ｄ変換器と、
を備える、請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記デジタルプロセッサは、
前記デジタル化されたメッセージ信号を受信し、それに対応する半周期のバッファリングされた信号を順次提供する、バッファと、
前記デジタル化されフィルタ処理された信号を受信し、それに対応する半周期同期信号を提供し、前記半周期同期信号は、前記半周期のバッファリングされた信号をサンプリングして、対応するデジタル信号を提供する、位相ロックループ（ＰＬＬ）構成要素と、
を備える、バッファリング構成要素を含む、請求項２に記載の受信機。
【請求項４】
前記デジタルプリプロセッサ構成要素は、
前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供する、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）構成要素と、
前記周波数ドメイン信号を受信するために前記ＦＦＴ構成要素に接続され、解像度を低減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供する、次元削減構成要素と、
を備える、請求項３に記載の受信機。
【請求項５】
前記次元削減構成要素から前記離散化信号を受信し、前記離散化信号をフィルタ処理して、前記前処理されたデジタル信号を提供する、有限インパルス応答（ＦＩＲ）デジタルフィルタをさらに備え、前記次元削減構成要素は、最小レベルよりも大きい信号対雑音比（ＳＮＲ）を伴う周波数帯だけを前記ＦＩＲフィルタに提供し、それによって、性能に大きな影響を及ぼさずに計算の複雑さが軽減される、請求項４に記載の受信機。
【請求項６】
前記シンボル判定構成要素は、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記前処理されたデジタル信号に対応するシンボル同期信号および重みベクトルｗを提供するための、デジタルプリアンブル検出器と、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記重みベクトルｗを受信して、前記アウトバウンドメッセージを提供するために前記同期信号によって選択的にサンプリングされる雑音積信号γを提供するための、デジタルシンボル推定器構成要素と、
を備える、請求項５に記載の受信機。
【請求項７】
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記デジタルプロセッサの一部であり、前記デジタルプロセッサは、前記デジタル化された信号をバッファリングして、半周期信号を順次提供する、バッファリング構成要素を含み、前記バッファリング構成要素は、位相検出器を含む位相ロックループ（ＰＬＬ）構成要素と、デジタル制御発振器（ＤＣＯ）と、前記デジタル化された信号を受信して、それに対応する半周期同期信号を提供する、ループフィルタとを含み、前記半周期同期信号は、前記半周期信号をサンプリングして対応するデジタル信号を提供する、請求項１に記載の受信機。
【請求項８】
前記デジタルプリプロセッサ構成要素は、
前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供する、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）構成要素と、
前記周波数ドメイン信号を受信するために前記ＦＦＴ構成要素に接続され、解像度を低減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供する、次元削減構成要素と、
を備える、請求項１に記載の受信機。
【請求項９】
前記次元削減構成要素から前記離散化信号を受信し、前記離散化信号をフィルタ処理して前記前処理されたデジタル信号を提供する、有限インパルス応答（ＦＩＲ）デジタルフィルタをさらに備え、前記次元削減構成要素は、最小レベルよりも大きい信号対雑音比を伴う周波数帯だけを前記ＦＩＲフィルタに提供し、それによって、性能に大きな影響を及ぼさずに計算の複雑さが軽減される、請求項８に記載の受信機。
【請求項１０】
前記シンボル判定構成要素は、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記前処理されたデジタル信号に対応するシンボル同期信号および重みベクトルを提供するための、デジタルプリアンブル検出器と、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記重みベクトルｗを受信して、前記アウトバウンドメッセージを提供するために前記同期信号に従ってサンプリングされる雑音積信号を提供するための、デジタルシンボル推定器構成要素と、
を備える、請求項１に記載の受信機。
【請求項１１】
前記デジタルプリアンブル検出器は、有形のコンピュータが読み取り可能な記憶媒体上に、前記デジタルプロセッサによって実行される、コンピュータが実行可能な命令を含み、前記命令は、
フィルタ処理されたプリアンブルシーケンスを形成するための構成要素と、
受信したシンボルおよびステアリングベクトルを反復的に推定するための構成要素と、
前記推定されたシンボルを閾値化するための構成要素と、
結果として生じるシーケンスをフィルタ処理されたプリアンブルシーケンスと比較するための構成要素であって、事前設定されたエラー数よりも少ない場合に検出指標が１に設定される、構成要素と、
を備える、請求項１０に記載の受信機。
【請求項１２】
適応等化が実装され、前記適応等化のための雑音共分散行列を推定することをさらに含む、請求項１１に記載の受信機。
【請求項１３】
前記デジタルプリプロセッサ構成要素は、
前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供する、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）構成要素と、
前記周波数ドメイン信号を受信するために前記ＦＦＴ構成要素に接続され、解像度を低減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供する、次元削減構成要素と、
を備える、請求項１２に記載の受信機。
【請求項１４】
電気設備によって使用される双方向自動通信システム（ＴＷＡＣＳ）であって、
前記設備から消費者にアナログアウトバウンドメッセージを送信する、支局と、
前記消費者から前記設備にインバウンドメッセージを送信する、トランスポンダであって、前記アウトバウンドメッセージおよび前記インバウンドメッセージのそれぞれが、前記設備の配電系統を通じて送信および受信される、トランスポンダと、
前記アウトバウンドメッセージの検出を可能にするために、前記トランスポンダに含まれる受信機であって、
アウトバウンドメッセージを含む前記アナログアウトバウンド信号を受信して、フィルタ処理された信号を提供する、アナログフィルタ構成要素と、
前記フィルタ処理された信号を対応するデジタル化された信号に変換して、前記対応するデジタル化された信号を提供する、Ａ／Ｄ変換器と、
デジタルプロセッサであって、
デジタルプリプロセッサ構成要素が、前記対応するデジタル化された信号を受信し、かつ前記受信した対応するジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号を提供すること、および
デジタルシンボル判定構成要素が、前記前処理されたデジタル信号を受信し、かつ前記受信した前処理されたデジタル信号をデジタル的に復調して、前記アウトバウンドメッセージを提供すること、を実行する、デジタルプロセッサと、
を備える、受信機と、を備える、システム。
【請求項１５】
前記フィルタ構成要素は、
前記アナログアウトバウンド信号を受信し、前記搬送波信号を相殺して、アナログメッセージ信号を提供する、搬送波ノッチフィルタと、
前記アナログアウトバウンド信号を受信し、前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理して、フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号を提供する、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）構成要素と、
を備え、前記Ａ／Ｄ変換器は、
前記アナログメッセージ信号をデジタル化されたメッセージ信号にデジタル化する、第１のＡ／Ｄ変換器と、
前記フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号をデジタル化して、デジタルのフィルタ処理された信号を提供する、第２のＡ／Ｄ変換器と、
を備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記デジタルプロセッサは、
前記デジタル化されたメッセージ信号を受信し、それに対応する半周期のバッファリングされた信号を順次提供する、バッファと、
前記デジタル化されフィルタ処理された信号を受信し、それに対応する半周期同期信号を提供し、前記半周期同期信号は、前記半周期のバッファリングされた信号をサンプリングして対応するデジタル信号を提供する、位相ロックループ（ＰＬＬ）構成要素と、
を備える、バッファ構成要素を含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記デジタルプリプロセッサ構成要素は、
前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供する、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）構成要素と、
前記周波数ドメイン信号を受信するために前記ＦＦＴ構成要素に接続され、解像度を低減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供する、次元削減構成要素と、
を備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記次元削減構成要素から前記離散化信号を受信し、前記離散化信号をフィルタ処理して、前記前処理されたデジタル信号を提供する、有限インパルス応答（ＦＩＲ）デジタルフィルタをさらに備え、前記次元削減構成要素は、最小レベルよりも大きい信号対雑音比（ＳＮＲ）を伴う周波数帯だけを前記ＦＩＲフィルタに提供し、それによって、性能に大きな影響を及ぼさずに計算の複雑さが軽減される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記シンボル判定構成要素は、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記前処理されたデジタル信号に対応するシンボル同期信号および重みベクトルｗを提供するための、デジタルプリアンブル検出器構成要素と、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記重みベクトルｗを受信して、前記アウトバウンドメッセージを提供するために前記同期信号によって選択的にサンプリングされる雑音積信号γを提供するための、デジタルシンボル推定器構成要素と、
を備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
電気設備から消費者にアナログアウトバウンドメッセージが送信され、かつ前記消費者から前記設備にインバウンドメッセージが送信される前記設備によって使用され、前記アウトバウンドメッセージおよび前記インバウンドメッセージのそれぞれが、前記設備の配電系統を通じて送信および受信される、双方向自動通信システム（ＴＷＡＣＳ）における、前記アウトバウンドメッセージを検出するための方法であって、
アウトバウンドメッセージを含む前記アナログアウトバウンド信号を受信することと、
前記受信したアナログアウトバウンド信号を対応するデジタル化された信号に変換することと、
前記対応するデジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号を提供することと、
前記前処理されたデジタル信号をデジタル的に復調して、前記アウトバウンドメッセージを提供することと、
を含む、方法。
【請求項２１】
前記受信することは、
前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理し、前記搬送波信号を相殺して、アナログメッセージ信号を提供することと、
前記アナログアウトバウンド信号を受信し、前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理して、フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号を提供することと、
を含み、前記変換することは、
前記アナログメッセージ信号をデジタル化されたメッセージ信号にデジタル化することと、
前記フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号をデジタル化して、デジタルのフィルタ処理された信号を提供することと、
を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記前処理することは、
前記デジタル化されたメッセージ信号を受信し、それに対応する半周期のバッファリングされた信号を順次提供することと、
前記デジタル化されフィルタ処理された信号を位相ロックループによって受信し、それに対応する半周期同期信号を提供し、前記半周期同期信号は、前記半周期のバッファリングされた信号をサンプリングして、対応するデジタル信号を提供することと、
を含む、バッファリングすることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記前処理することは、
前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供することと、
前記周波数ドメイン信号を受信して、解像度を軽減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供することと、
を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記次元削減構成要素から前記離散化信号を受信し、前記離散化信号をフィルタ処理して、前記前処理されたデジタル信号を提供する、有限インパルス応答（ＦＩＲ）デジタルフィルタをさらに備え、前記次元削減構成要素は、最小レベルよりも大きい信号対雑音比（ＳＮＲ）を伴う周波数帯だけを前記ＦＩＲフィルタに提供し、それによって、性能に大きな影響を及ぼさずに計算の複雑さが軽減される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記復調することは、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記前処理されたデジタル信号に対応するシンボル同期信号および重みベクトルｗを提供することと、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記重みベクトルを受信して、前記アウトバウンドメッセージを提供するために前記同期信号によって選択的にサンプリングされる雑音積信号γを提供することと、
を含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、配電ネットワークを通して送信される通信に関し、より具体的には、配電ネットワーク内の任意の一つの場所からネットワーク内の任意の他の場所まで情報が容易に伝送される、ポイントツーポイント通信システムに関する。特に、本発明は、アウトバウンドプリアンブルの検出を含む、ＴＷＡＣＳ（登録商標）（双方向自動通信システム：Ｔｗｏ  Ｗａｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）のアウトバウンド信号をデジタル的に復調することに関する。
【０００２】
電力線通信システムは、当技術分野で知られている。典型的なシステムは、その電力線を通じて支局等の中心的な場所に、または該中心的な場所から、そのサイトに接続している（全部ではないとしても）ほとんどの顧客に、設備がメッセージを送信することを可能にする。メッセージは、顧客のサイトにおける現在の電気使用量、供給区域内で停電が発生したどうかを判定するためのポーリングリクエスト、または電気使用量のピーク期間中に、顧客のサイトにおける給電に対して提供される電力の量を低減または遮断するコマンド等を含む。メッセージが送信される種々の場所から受信する応答は、設備が、その現在の運転状態を判定すること、ならびにその動作環境の変化（または予期される変化）に対して配電系統を再構成させることが必要になり得る変化を判定することを可能にする。
【０００３】
近年、電気使用量が著しく増大してきたため、時間の経過とともに、設備に対する要求が大幅に増加してきており、現在、多くの設備が、それらの顧客に対して十分なレベルのサービスを維持するよう強く求められている。同様に、これらの設備がそれらの運転を支援するように採用している現在の通信システムに対する要求もまた、これらのシステムが、設備の運転に必要とされるレベルで運転させるために必要な情報を適時に提供することが困難になりつつあるというところまで、大幅に増加してきている。例えば、ほぼ連続的に設備によって必要とされる情報の量は、通信システムに必要とされる情報スループット（データ伝送速度）が通信システムの能力の限界または限界近くまで拡大してきている。
【０００４】
ＴＷＡＣＳアウトバウンド信号は、コンパレータおよびタイマーを用いて復号化されている。このように、デジタルプロセッサには、入力信号が既知の値を取り込む一連の時間が与えられる。これは、高価なハードウェアを必要としないという利点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在のアナログアウトバウンド受信機は、妥当なビット誤り率を維持するために、大きい信号対雑音比（ＳＮＲ）を必要とする。この受信機は、特定のアウトバウンド信号点配置で動作するように設計される。この信号点配置は、それぞれが２つの完全な幹線周期の継続期間を伴う、２つの信号だけしか含まない。したがって、データ速度は、１／３０秒毎に１ビット、すなわち、３０ｂｐｓに過ぎない。この信号点配置のサイズは、この信号継続期間にわたって１６ものシンボルにまで増加させることができ、よって、２周期毎に最高で４ビットが伝送され得、１２０ｂｐｓの最高データ速度を提供する。しかしながら、本受信機を新しい信号点配置に適応させることは、不可能とは言えないまでも困難である。
【０００６】
新しい配置に適応させることが可能であり、かつ汎用マイクロプロセッサに実装することが可能であるアナログ−デジタル変換を使用した、アウトバウンド受信機が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの形態において、本発明は、アウトバウンドメッセージが設備から消費者に送信され、インバウンドメッセージが消費者から設備に送信される電気設備によって使用される、双方向自動通信システム（ＴＷＡＣＳ）のための受信機を含む。アウトバウンドおよびインバウンドメッセージのそれぞれは、設備の配電系統を通じて送信および受信される。受信機は、アウトバウンドメッセージを検出し、アナログフィルタと、Ａ／Ｄ変換器と、デジタルプロセッサとを備える。アナログフィルタ構成要素は、アウトバウンドメッセージ
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を含むアナログアウトバウンド信号（ＡＯＳ）ｒ（ｔ）を受信して、フィルタ処理された信号を提供する。Ａ／Ｄ変換器は、フィルタ処理された信号を対応するデジタル化された信号に変換して、対応するデジタル化された信号を提供する。デジタルプロセッサは、対応するデジタル化された信号を受信し、受信した対応するジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号ｚ［ｋ］を提供するための、デジタルプリプロセッサ構成要素を実行する。プロセッサはまた、前処理されたデジタル信号ｚ［ｋ］を受信し、受信した前処理されたデジタル信号ｚ［ｋ］をデジタル的に復調して、アウトバウンドメッセージ
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を提供するための、デジタルシンボル判定構成要素も実行する。
【０００８】
別の形態において、本発明は、設備から消費者にアナログアウトバウンドメッセージを送信する支局と、消費者から設備にインバウンドメッセージを送信する送受信機と、アウトバウンドメッセージの検出を可能にするための送受信機に含まれる受信機とを含む電気設備によって使用される、双方向自動通信システム（ＴＷＡＣＳ）を備える。受信機は、アナログフィルタ構成要素と、Ａ／Ｄ変換器と、デジタルプリプロセッサ構成要素およびデジタルシンボル判定構成要素を実行するデジタルプロセッサとを備える。
【０００９】
別の形態において、本発明は、電気設備から消費者にアナログアウトバウンドメッセージが送信され、かつ消費者から設備にインバウンドメッセージが送信される電気設備によって使用され、アウトバウンドメッセージおよびインバウンドメッセージのそれぞれが、設備の配電系統を通じて送信および受信される、双方向自動通信システム（ＴＷＡＣＳ）における方法を含む。本方法は、アウトバウンドメッセージを検出し、
アウトバウンドメッセージを含むアナログアウトバウンド信号を受信することと、
受信したアナログアウトバウンド信号を対応するデジタル化された信号に変換することと、
対応するデジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号を提供することと、
前処理されたデジタル信号をデジタル的に復調して、アウトバウンドメッセージを提供することと、
を含む。
【００１０】
他の目的および特徴は、以下で部分的に明らかになり、部分的に指摘される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】設備の配電ネットワークに組み込まれたポイントツーポイント通信システムの簡略図である。ＸＮと示された四角は、複数のアウトバウンド信号伝送機のうちの１つを表す。ＹＮと示された四角は、複数のアウトバウンド受信機のうちの１つを表す。図１は、分散変圧器のＬＶ（低電圧）側のアウトバウンド受信機を示す。また、代わりに、または加えて、ＭＶ（中電圧）側（図１には示さず）に受信機が配置され得ることも企図される。
【図２】本発明の受信機および方法によってデジタル的に復調されるアウトバウンドＴＷＡＣＳ（双方向自動通信システム）信号の一実施形態を示す、波形線図である。
【図３】プリアンブル検出器と受信機との間の相互作用を詳述するフローチャートである。
【図４】一組の３０ｂｐｓのＴＷＡＣＳアウトバウンド信号の一実施形態を示す波形線図である。
【図５】本発明に従う受信機の一実施形態のブロック図である。
【図６】図５のＦＦＴの出力で見られるようなフィルタ処理されていないプリアンブル係数Ｐｋ、および図５のＦＩＲフィルタ−１＋ｚ−２の出力で見られるようなフィルタ処理されたプリアンブル係数ｑ［ｋ］を示す図である。
【図７】図５のデジタル位相ロックループ（ＰＬＬ）の一実施形態のブロック図である。
【図８】図７のデジタルＰＬＬのループフィルタＨ（ｚ）の周波数およびインパルス応答の一実施形態を示す図である。
【００１２】
図面全体を通して、対応する参照符号は、対応する部品を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１で示されるように、ポイントツーポイント通信システム２０は、配電系統内の任意の一方の場所Ａから該系統内の任意の他の場所Ｂにメッセージを伝送することを可能にする。典型的に、メッセージは、支局から設備の１つ以上に送信され、それとは別に、応答メッセージが各設備から支局に送信される。しかしながら、本発明の特徴は、支局以外の場所から通信システム２０内の任意の他の場所（支局であり得るが、必ずしも支局であるとは限らない）にメッセージを送信できることである。
【００１４】
図１で示されるように、設備によって生成または伝搬される電圧波形ＷＧ（すなわち、幹線信号）が、高圧変圧器の一次巻線ＴＨＶの両端に印加される。波形ＷＧは、典型的に３相であり、通常、３５ＫＶＡＣ〜１６０ＫＶＡＣの間の６０Ｈｚ波形である。しかしながら、通信システム２０が、他の設備で生成される波形、例えば数多くの国における設備によって生成される５０Ｈｚ波形とも同様に機能することが、当業者によって理解されるであろう。
【００１５】
次に、変圧器の二次巻線ＴＨＶが、変圧器の一次巻線ＴＩ〜ＴＮの両端に接続される。全体として１２で示される送受信機の伝送機ＸＮは、場所Ａにおいて、変圧器Ｔ１の第２のすなわち低電圧巻線ＬＶの両端に接続される。場所Ｂにおいて、送受信機１３は、通信システム２０を通じて送信されるメッセージを受信して処理するための、電力線に接続された受信機ＹＮを含む。
【００１６】
図１で示される信号波形ＷＭは、送受信機１３によって受信して複合化するための、送受信機１２によって加えられる変調されたメッセージを含む、波形ＷＧを表す。ＴＷＡＣＳ伝送は、図２で示されるように、幹線信号ＭＳに位相ロックされる。この信号の任意の所与の半周期において、伝送機は、その信号を発射するためのオプションを有する。結果として生じる電流は、関数ｇ（ｔ）によって表され得る。よって、任意のＴＷＡＣＳ伝送のためのインバウンドおよびアウトバウンド信号点配置は、次式によって要約される。
2013535930.tif 000005
式中、ｃｍｋ∈｛０，１｝、ｇ（ｔ）は、［０，Ｔｐ］に対する台集合を伴うＴＷＡＣＳパルスであり、Ｔｐは、１つの半周期の継続期間であり、Ｋは、半周期における信号継続期間である。ｃｍｋ＝１は、発射要素がｍ番目のシンボルのｋ番目の半周期中にアクティブであることを示し、ｃｍｋ＝０は、要素が発射されていないことを示す。したがって、ｇ（ｔ）は、要素の発射によって生成される信号である。
【００１７】
アウトバウンドＴＷＡＣＳは、４つの半周期シンボル長を伴う２進シグナリングを使用する。図４に信号点配置を示すが、図中、ｓ１（ｔ）およびｓ２（ｔ）は、それぞれ２進数の１および０に対応する。したがって、各シンボルは、式（１．１．１）を使用して表され得、ここで、
2013535930.tif 000006
である。
【００１８】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）は、アウトバウンドＴＷＡＣＳシグナリングについては明示的に頻繁に使用されないが、インバウンドＴＷＡＣＳシグナリングについては頻繁に使用される。
【００１９】
一実施形態によれば、本発明は、プリアンブル検出のためのアルゴリズムおよび幹線信号に対する位相ロックのためのアルゴリズムを実行するプロセッサを含む付加白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）受信機のデジタル実装を備える。
【００２０】
ＡＷＧＮを処理するための受信機は、以下によって与えられる。
2013535930.tif 000007
【００２１】
式（２．１．２）における受信機の統計値ｒｋは、次の積分である。
2013535930.tif 000008
しかし、ｇ（ｔ）は、間隔［０，Ｔｐ］に対してだけ台集合を有するので、
2013535930.tif 000009
となり、ここで、次の新しい信号を定義した。
2013535930.tif 000010
式中、ｒ（ｔ）は、受信信号である。
【００２２】
図３は、プリアンブル検出器と受信機との間の相互作用を詳述するフローチャートである。図３で示される実施形態によるプリアンブル検出アルゴリズムは、雑音共分散行列評価に適しているので、受信機の忠実度を増大するために使用することができる。この計算を行うためのシステムの一実施形態を図５に示す。２５２で、デジタルプロセッサ２００は、検出フラグ（プリアンブルシーケンスの検出を反映するように検出プリアンブルルーチンで設定される）を確認する。該フラグが偽であった場合は、２５４で、プリアンブル検出アルゴリズムが実行される。真であった場合は、２５６で、半周期カウンタｈｃｌが確認される。４でない場合は、カウントが加算される。４である場合は、２５８で、信号がデジタルプロセッサ２００によって処理（受信）され、２６０で、ｈｃｌカウントがゼロに再設定される。メッセージの終了後、２６２で、検出カウンタがゼロに設定され、したがって、受信処理が終了し、再びプリアンブル検出を可能にする。
【００２３】
ｒｋの計算は、上で説明されており、ｒｋは、受信信号と、信号波形ｇ（ｔ−ｋＴｐ）との内積である。周波数選択的なチャネルの場合、これは、受信機によって分かるＴＷＡＣＳ信号でなければならない。すなわち、それは、チャネルによって作用される伝送されたパルスである。図５のシステムは、受信パルスを推定し、同様に、必要な内積を計算する。
【００２４】
ｒｋ（ｔ）は、幹線の１つの半周期中に受信する信号であるので、ｋ番目の半周期スナップショットと称する。ｒｋ＋（ｔ）を、ｒｋ（ｔ）の解析関数とすると、式（２．１．４）は、次のようになる。
2013535930.tif 000011
ここでは、ｇ（ｔ）が実信号であるという事実を用いた。パーセバルの定理によって、式（２．１．６）は、次のようになる。
2013535930.tif 000012
式中、Ｒｋ＋（ｆ）およびＧ（ｆ）は、それぞれ、ｒｋ＋（ｔ）およびｇ（ｔ）のフーリエ変換である。ＡＷＧＮ受信機の修正式は、ｋ＝０およびｋ＝２について式（２．１．７）を式（２．１．２）代入することによって見出される。
2013535930.tif 000013
式中、ｋの総和は、戦略的に、内積の内部に置いた。式（２．１．８）は、受信機において計算されなければならないものである。ここで、これがどのように行われるのかに注目を転換するべきである。
【００２５】
図５のブロック図を再度参照すると、受信信号ｒ（ｔ）は、幹線ノッチフィルタ２０４を含むフィルタ構成要素２０２によって作用され、６０Ｈｚ（または５０Ｈｚ）の幹線信号を相殺して、アナログメッセージ信号（ＡＭＳ）を提供する。これは、信号ダイナミックレンジを減少させ、かつ後続のＡ／Ｄ変換における量子化雑音を軽減するために行われる。ＡＭＳは、Ａ／Ｄ変換器２０６Ｂによってデジタル的にサンプリングされて、少なくとも１つの幹線半周期相当のデータを収容するのに十分大きいＦＩＦＯバッファ２０６に格納される、デジタルメッセージ信号（ＤＭＳ）を提供する。受信信号ｒ（ｔ）は、ローパスフィルタ処理（ＬＰＦ）され、その後に、Ａ／Ｄ変換器２０６Ａによってデジタル化され、よって、幹線信号は、エイリアシングなしで追跡される。フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号（ＦＡＯＳ）は、Ａ／Ｄ変換器２０６Ａによって、デジタル化されフィルタ処理された信号（ＤＦＳ）に変換される。ＤＦＳは、幹線信号を追跡して半周期同期を提供するデジタル位相ロックループ（ＰＬＬ）２１０に提供される。変換器２０６は、デジタルプロセッサ２００の一部または別の構成要素であってもよい。図４で点線によって示されるように、半周期境界が発生したときに、ＦＩＦＯバッファの内容が、列ベクトルとしてアルゴリズムの次のステージに渡され、
2013535930.tif 000014
式中、ＴΔは、サンプリング時間であり、Ｎは、半周期のスナップショット長である。
【００２６】
式（２．１．８）は、半周期スナップショットが周波数ドメインにあることを必要とする。したがって、この列ベクトルは、ＦＦＴ２１２によって作用される。解析関数Ｒｋ＋（ｆ）のフーリエ変換だけしか必要とされないので、ＦＦＴの出力の半分が切り捨てられてもよい。実際には、それよりもさらに多くが切り捨てられてもよいが、信号が十分に狭帯域であることを条件とする。
【００２７】
ＦＦＴは、その内積を計算する前に、ベクトルの次元数を低減するための次元低減構成要素ＤＲＣ２１４とともに使用される。ＤＲＣは、不要な信号成分を除去する。伝送信号ｇ（ｔ）が帯域制限されるので、ＦＦＴのベクトル出力要素の大部分を切り捨てることができる。切り捨てられない要素は、ＳＮＲが顕著であるスペクトルのその一部分を集合的に表すはずである。結果として生じる複雑な列ベクトルＲ＋［ｋ］は、Ｒｋ＋（ｆ）の離散化である。この離散化アルゴリズムが適所にあることで、受信機の式（２．１．８）は、以下の行列式によって近似される。
2013535930.tif 000015
【００２８】
式中、Ｇは、信号Ｇ（ｆ）のベクトル化であり、同様に、Ｒ＋［ｋ］は、信号Ｒ＋ｋ（ｆ）のベクトル化である。Ｇの推定値は、プリアンブル検出アルゴリズムによって提供される（図３を参照されたい）。図５では、プリアンブル検出器出力が
2013535930.tif 000016
ではなくｗで表されていることに留意されたい。下で述べるように、プリアンブル検出器によって返される重みベクトルは、適応等化を実装してもよい。また、図５で示されるように、合計−Ｒ＋［ｋ］＋Ｒ＋［ｋ−２］は、ＦＩＲフィルタ［−１＋ｚ−２］を使用して計算される。この計算の出力は、内積計算機に供給される。プリアンブル検出器はまた、図３によって説明されるように、シンボル同期情報も提供する。同期されたストリームは、伝送されたシンボルを判定するために０と比較される。
【００２９】
受信機２５８は、プリアンブル検出器によって提供される重みベクトルを使用する、以下の式を実装する。
2013535930.tif 000017
【００３０】
ビット推定は、このスカラーを閾値化することによって得られる。
2013535930.tif 000018
【００３１】
長さフィールドは、アウトバウンドパケットの可変フィールドの長さを符合化する。よって、ビットの全長は、長さフィールドにおいて符合化された値のアフィン関数である。このフィールドを読み取る前に、長さは、最大長さを表すべきデフォルト値に設定される。取り出されたシンボルの数が長さと一致した後に、受信機は、再びプリアンブルを検索するようにリセットされる。
プリアンブル検出器
【００３２】
要約すると、デジタルプロセッサ２００は、対応するデジタル化された信号ｒ［ｋ］を受信し、受信した対応するデジタル化された信号を前処理する、デジタルプリプロセッサ構成要素２２０を実行して、前処理されたデジタル信号ｚ［ｋ］を提供する。プロセッサ２００はまた、前処理されたデジタル信号ｚ［ｋ］を受信し、受信した前処理されたデジタル信号ｚ［ｋ］をデジタル的に復調する、デジタルシンボル判定構成要素２２２を実行して、アウトバウンドメッセージ
2013535930.tif 000019
を提供する。シンボル判定構成要素２２２は、同期信号によって選択的にサンプリングされる雑音積信号γを生成するデジタルシンボル評価構成要素２２４に重みベクトルｗを提供して、アウトバウンドメッセージ
2013535930.tif 000020
を提供する、プリアンブル検出器２５４を含む。
【００３３】
フィルタ処理されたプリアンブルシーケンス（図３の検出プリアンブル２５４を参照されたい）が形成される。
2013535930.tif 000021
図６は、図５のＦＦＴの出力で見られるようなフィルタ処理されていないプリアンブル係数Ｐｋ、および図５のＦＩＲフィルタ２１６（−１＋ｚ−２）の出力で見られるようなフィルタ処理されたプリアンブル係数ｑ［ｋ］を示す図である。
【００３４】
受信したシンボル
2013535930.tif 000022
およびステアリングベクトル
2013535930.tif 000023
は、以下のアルゴリズムを使用して、反復的に推定される。
2013535930.tif 000024
【００３５】
次に、シンボルは、次式を使用して閾値化される。
2013535930.tif 000025
【００３６】
結果として生じるシーケンスは、式（２．１．１１）のシーケンスと比較される。エラーがＭ個よりも少ない場合、検出は、１に設定される。
【００３７】
任意選択の適応等化が使用されない場合、重みベクトルは以下のように設定される。
2013535930.tif 000026
【００３８】
適応等化を実装するために、雑音共分散行列Ｓは、式２．３．１を使用して推定される。
2013535930.tif 000027
式中、ｑ［ｋ］＝０の場合、ｋ∈Ｋｏである。
【００３９】
よって、返される重みベクトルは、以下のようになる。
2013535930.tif 000028
位相ロックループ（ＰＬＬ）
【００４０】
図７は、図５のデジタル位相ロックループ（ＰＬＬ）２１０の一実施形態のブロック図を示す。図８は、図７のデジタルＰＬＬのループフィルタＨ（ｚ）の周波数およびインパルス応答の一実施形態を示す。
【００４１】
受信機を幹線信号にロックする正確な位相ロックループ（ＰＬＬ）２１０は、図５に図示される受信機の一部である。ゼロ交差検出は、これを行う１つの方法であるが、雑音に敏感である。そうすることは、何らかのジッタ緩和アルゴリズムを必要とする。雑音電力に対する幹線信号電力の比率が非常に高いので、アナログ位相ロックループのデジタルバージョンが使用されてもよい。このアルゴリズムを図７のブロック図に示す。ループは、位相検出器３０２と、ループフィルタ３０４と、デジタル制御発振器３０６と、アンチエイリアシングフィルタ３０８とから成る。
【００４２】
位相ロックループ２１０は、ロックオン構成要素がπ／２のデジタル周波数であるか、またはこれに非常に近いデジタル信号のために設計される。これは、幹線周波数の４倍のサンプリングレートを必要とするが、実際には、信号は、はるかに高い周波数でサンプリングされる。図７は、このより低い周波数にダウンサンプリングするための複数のデシメーションブロックを示す。例えば、６０Ｈｚの電力系統で動作し、１２ｋＨｚでサンプリングされた入力ｖ［ｎ］の場合、Ｍは、５０である。１２．５ｋＨｚのサンプリングレートの場合、Ｍは、５２である。５０Ｈｚの電力系統で動作し、１２ｋＨｚのサンプリングレートの場合、Ｍは、６０である。
【００４３】
一般に、幹線信号は、正弦波状とは限らない。Ｇ（ｚ）は、アンチエイリアシングフィルタ３０８であり、その目的は、別の場合であればＰＬＬに供給される低率のデジタル信号にエイリアシングされる、電力系統の高調波を除去することである。ダウンサンプリング後の主要な成分がデジタル周波数π／４である場合、３次以上の高調波を減衰させることだけしか必要としない。７０〜１７０Ｈｚの遷移領域（６０Ｈｚの電力系統で）を伴う低域通過フィルタ（ＬＰＦ）は、１つの選択肢である。信号振幅は、−１〜１でなければならない。それに応じてフィルタ利得を設定すべきである。任意選択で、幹線信号強度に適応する、適応利得制御段が挿入されてもよい。ミキサーに供給される信号の振幅は、ロックイン範囲および保持範囲を検討するときに重要である。
【００４４】
デジタル制御発振器（ＤＣＯ）３０６は、ループフィルタからの入力のアフィン関数である周波数を伴う正弦波を生成する。しかしながら、幹線位相
2013535930.tif 000029
の推定は、幹線信号ｖ［ｎ］と同じサンプリング周波数で提供される。ＤＣＯへの入力が定数ｘ０である場合、位相推定は次式のようになり、
2013535930.tif 000030
式中、ｋは、バイアス定数である。時間ドメインでは、
2013535930.tif 000031
であるので、ＤＣＯは、次の信号を位相検出器に送信する。
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バイアス定数ｋは、入力がｘ０＝０のときに、ＤＣＯが、幹線周波数を伴う正弦波を位相検出器に送信するように設定しなければならない。したがって、
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であり、式中、ｆ０は、幹線周波数であり、Ｆｓは、ｖ［ｎ］のサンプリングレートである。
【００４５】
位相検出器３０２の出力は、０に近い周波数を伴う実際の位相推定と、±πに近い周波数を伴う妨害成分とから成る。また、幹線高調波から生じる±π／２に近い周波数を伴う成分もあってもよい。ループフィルタは、位相推定を除く全てを取り除くために存在する。したがって、ゼロをｚ＝±ｊおよびｚ＝−１に置いて、アンチエイリアシングフィルタを通過する０次および２次の幹線高調波から生じる、位相検出器からの高調波出力を緩和する。極は、ｚ＝０．５に置かれて、低周波数での利得を増加させる。しかしながら、位相の傾斜を急にし過ぎないように配慮しなければならない。解析は、フィルタ遅延が増加するにつれて、保持範囲が縮小することを示唆している。
フィルタは、以下の形態のＩＩＲフィルタであり、
2013535930.tif 000034
下に表１で示されるような係数（フィルタ係数）を有する。
【表１】
2013535930.tif 000035
全てのフィルタ係数が２の累乗であることに留意されたい。各乗算が単純なビットシフトであるので、これには、実装を単純化する可能性がある。結果として生じるフィルタ特性を図８に示す。
【００４６】
ループ利得Ｋは、ロックイン範囲および保持範囲に影響を及ぼす。フィルタ利得の選択は、ＰＬＬの保持範囲および位相精度に影響を及ぼす。一般に、Ｋの増加は、保持範囲を増大させるだけでなく、位相推定精度も高める。約２−１３を越えるＫの増加は、ループが機能するのを急激に完全に停止させる。
【００４７】
説明の便宜上、プログラム、およびオペレーティングシステム等の他の実行可能プログラム構成要素は、本明細書では離散的なブロックとして例示される。しかしながら、そのようなプログラムおよび構成要素は、コンピュータの異なる記憶構成要素に様々な時点で存在し、コンピュータのデータプロセッサによって実行されることが理解される。
【００４８】
例示的なコンピュータシステム環境に関連して説明したが、本発明の実施形態は、数多くの他の汎用または専用コンピュータシステム環境または構成で動作可能である。このコンピュータシステム環境は、本発明の任意の態様の使用範囲または機能性に関して、いかなる制限も示唆することを意図しない。さらに、コンピュータシステム環境は、例示的な動作環境において例示される構成要素のいずれか１つ、またはそれらの組み合わせに関して、いかなる依存性または要件を有するものとも解釈されるべきではない。本発明の態様での使用に好適であり得る、よく知られているコンピュータシステム、環境、および／または構成の例としては、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、携帯型またはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラム可能な家電、携帯電話、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上述のシステムまたはデバイスのいずれかを含む分散型コンピューティング環境等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４９】
本発明の実施形態は、１つ以上の有形の非一時的コンピュータ記憶媒体に記憶され、１つ以上のコンピュータまたは他のデバイスによって実行される、プログラムモジュール等の、構成要素、データ、および／またはコンピュータで実行可能な命令の一般的な文脈において説明され得る。一般的に、プログラムモジュールとしては、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、および特定のタスクを実行するか、または特定の抽象データタイプを実装するデータ構造が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の態様はまた、コミュニケーションネットワークを通して連結されるリモート処理デバイスによってタスクが行われる、分散コンピューティング環境において実践されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、メモリ記憶デバイスを含むローカルおよびリモート双方のコンピュータ記憶媒体内に位置してもよい。
【００５０】
動作に際し、コンピュータおよび／またはサーバは、本発明の態様を実装するために、本明細書で例示されているようなコンピュータで実行可能な命令を実行し得る。
【００５１】
特に明記しない限り、本明細書に例示および説明される本発明の実施形態の動作の実行または動作の順序は、重要ではない。すなわち、特に明記しない限り、動作は任意の順序で実施されてもよく、本発明の実施形態は、本明細書に開示される動作に対する付加的な動作、またはより少ない動作を含んでもよい。例えば、特定の動作を、別の動作の前に、それと同時に、またはその後に実行または実施することは、本発明の態様の範囲内であることが意図される。
【００５２】
本発明の実施形態は、コンピュータで実行可能な命令で実装されてもよい。コンピュータで実行可能な命令は、有形のコンピュータが読み取り可能な記憶媒体上で１つ以上のコンピュータで実行可能な構成要素またはモジュールに組織されてもよい。本発明の態様は、任意の数および機構のそのような構成要素またはモジュールで実装されてもよい。例えば、本発明の態様は、図に例示され、本明細書に説明される、特定のコンピュータで実行可能な命令または特定の構成要素もしくはモジュールに限定されない。本発明の他の実施形態は、例示され、本明細書に説明されるよりも多いまたは少ない機能を有する、異なるコンピュータで実行可能な命令または構成要素を含んでもよい。
【００５３】
本発明の態様またはその実施形態の要素を導入するときに、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、１つもしくは複数の要素があることを意味することが意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であることが意図され、列記された要素以外の付加的な要素が存在してもよいことを意味する。
【００５４】
以上のことを考慮すると、本発明の複数の利点が達成され、他の有利な結果が得られることが分かるであろう。
【００５５】
図示または説明される記載された構成要素の全てが必要とされ得るとは限らない。加えて、いくつかの実装および実施形態は、付加的な構成要素を含んでもよい。本明細書に記載される請求項の趣旨または範囲を逸脱することなく、構成要素の配設および種類の変形物を作製してもよい。付加的な、異なる、またはより少ない構成要素を提供してもよく、構成要素を組み合わせてもよい。代替として、または加えて、構成要素は、複数の構成要素によって実装されてもよい。
【００５６】
本発明の態様を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の態様の範囲から逸脱することなく、修正および変形が可能であることが明白となるであろう。前述の構築物、製品、および方法には、本発明の態様の範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができるため、前述の説明に含まれ、添付図面に示される全ての事項は、例示的なものであり、限定的な意味のものではないと解釈されるべきであることが意図される。
【図１】
2013535930.tif 000036
【図２】
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【図３】
2013535930.tif 000038
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013535930.tif 000042
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月19日(2013.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気設備から消費者にアウトバウンドメッセージが送信され、かつ前記消費者から前記設備にインバウンドメッセージが送信される前記設備によって使用され、前記アウトバウンドメッセージおよび前記インバウンドメッセージのそれぞれが、前記設備の配電系統を通じて送信および受信される、双方向自動通信システム（ＴＷＡＣＳ）における、前記アウトバウンドメッセージを検出するための受信機であって、
アウトバウンドメッセージを含む前記アナログアウトバウンド信号を受信して、フィルタ処理された信号を提供する、アナログフィルタ構成要素と、
前記フィルタ処理された信号を対応するデジタル化された信号に変換して、前記対応するデジタル化された信号を提供する、Ａ／Ｄ変換器と、
デジタルプロセッサであって、
前記対応するデジタル化された信号を受信するデジタルプリプロセッサ構成要素が、前記受信した対応するデジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号を提供すること、および
デジタルシンボル判定構成要素が、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記受信した前処理されたデジタル信号をデジタル的に復調して、前記アウトバウンドメッセージを提供すること、を実行する、デジタルプロセッサと、
を備える、受信機。
【請求項２】
前記フィルタ構成要素は、
前記アナログアウトバウンド信号を受信し、搬送波信号を相殺して、アナログメッセージ信号を提供する、搬送波ノッチフィルタと、
前記アナログアウトバウンド信号を受信し、前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理して、フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号を提供する、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）構成要素と、
を備え、前記Ａ／Ｄ変換器は、
前記アナログメッセージ信号をデジタル化されたメッセージ信号にデジタル化する、第１のＡ／Ｄ変換器と、
前記フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号をデジタル化して、デジタルのフィルタ処理された信号を提供する、第２のＡ／Ｄ変換器と、
を備える、請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記デジタルプロセッサは、
前記デジタル化されたメッセージ信号を受信し、それに対応する半周期のバッファリングされた信号を順次提供する、バッファと、
前記デジタル化されフィルタ処理された信号を受信し、それに対応する半周期同期信号を提供し、前記半周期同期信号は、前記半周期のバッファリングされた信号をサンプリングして、対応するデジタル信号を提供する、位相ロックループ（ＰＬＬ）構成要素と、
を備える、バッファリング構成要素を含む、請求項１又は２に記載の受信機。
【請求項４】
前記デジタルプリプロセッサ構成要素は、
前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供する、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）構成要素と、
前記周波数ドメイン信号を受信するために前記ＦＦＴ構成要素に接続され、解像度を低減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供する、次元削減構成要素と、
を備える、請求項１乃至３のうちのいずれか一に記載の受信機。
【請求項５】
前記次元削減構成要素から前記離散化信号を受信し、前記離散化信号をフィルタ処理して、前記前処理されたデジタル信号を提供する、有限インパルス応答（ＦＩＲ）デジタルフィルタをさらに備え、前記次元削減構成要素は、最小レベルよりも大きい信号対雑音比（ＳＮＲ）を伴う周波数帯だけを前記ＦＩＲフィルタに提供し、それによって、性能に大きな影響を及ぼさずに計算の複雑さが軽減される、請求項１乃至４のうちのいずれか一に記載の受信機。
【請求項６】
前記シンボル判定構成要素は、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記前処理されたデジタル信号に対応するシンボル同期信号および重みベクトルｗを提供するための、デジタルプリアンブル検出器と、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記重みベクトルｗを受信して、前記アウトバウンドメッセージを提供するために前記同期信号によって選択的にサンプリングされる雑音積信号γを提供するための、デジタルシンボル推定器構成要素と、
を備える、請求項１乃至５のうちのいずれか一に記載の受信機。
【請求項７】
前記デジタルプリアンブル検出器は、有形のコンピュータが読み取り可能な記憶媒体上に、前記デジタルプロセッサによって実行される、コンピュータが実行可能な命令を含み、前記命令は、
フィルタ処理されたプリアンブルシーケンスを形成するための構成要素と、
受信したシンボルおよびステアリングベクトルを反復的に推定するための構成要素と、
前記推定されたシンボルを閾値化するための構成要素と、
結果として生じるシーケンスをフィルタ処理されたプリアンブルシーケンスと比較するための構成要素であって、事前設定されたエラー数よりも少ない場合に検出指標が１に設定される、構成要素と、
を備え、
適応等化が実装され、前記適応等化のための雑音共分散行列を推定することをさらに含む、請求項６に記載の受信機。
【請求項８】
電気設備によって使用される双方向自動通信システム（ＴＷＡＣＳ  ２０）と結合する、請求項１乃至７のうちのいずれか一に記載の受信機であって、
前記設備から消費者にアナログアウトバウンドメッセージを送信する、支局と、及び、
前記消費者から前記設備にインバウンドメッセージを送信する、トランスポンダであって、前記アウトバウンドメッセージおよび前記インバウンドメッセージのそれぞれが、前記設備の配電系統を通じて送信および受信される、トランスポンダと
を含み、
前記受信機は、前記アウトバウンドメッセージの検出を可能にするために、前記トランスポンダに含まれる
受信機。
【請求項９】
電気設備から消費者にアナログアウトバウンドメッセージが送信され、かつ前記消費者から前記設備にインバウンドメッセージが送信される前記設備によって使用され、前記アウトバウンドメッセージおよび前記インバウンドメッセージのそれぞれが、前記設備の配電系統を通じて送信および受信される、双方向自動通信システム（ＴＷＡＣＳ）における、前記アウトバウンドメッセージを検出するための方法であって、
アウトバウンドメッセージを含む前記アナログアウトバウンド信号を受信することと、
前記受信したアナログアウトバウンド信号を対応するデジタル化された信号に変換することと、
前記対応するデジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号を提供することと、
前記前処理されたデジタル信号をデジタル的に復調して、前記アウトバウンドメッセージを提供することと、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記受信することは、
前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理し、前記搬送波信号を相殺して、アナログメッセージ信号を提供することと、
前記アナログアウトバウンド信号を受信し、前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理して、フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号を提供することと、
を含み、前記変換することは、
前記アナログメッセージ信号をデジタル化されたメッセージ信号にデジタル化することと、
前記フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号をデジタル化して、デジタルのフィルタ処理された信号を提供することと、
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記前処理することは、
前記デジタル化されたメッセージ信号を受信し、それに対応する半周期のバッファリングされた信号を順次提供することと、
前記デジタル化されフィルタ処理された信号を位相ロックループによって受信し、それに対応する半周期同期信号を提供し、前記半周期同期信号は、前記半周期のバッファリングされた信号をサンプリングして、対応するデジタル信号を提供することと、
を含む、バッファリングすることを含む、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記前処理することは、
前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供することと、
前記周波数ドメイン信号を受信して、解像度を軽減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供することと、
を含む、請求項９乃至１１のうちのいずれか一に記載の方法。
【請求項１３】
前記次元削減構成要素から前記離散化信号を受信し、前記離散化信号をフィルタ処理して、前記前処理されたデジタル信号を提供する、有限インパルス応答（ＦＩＲ）デジタルフィルタをさらに備え、前記次元削減構成要素は、最小レベルよりも大きい信号対雑音比（ＳＮＲ）を伴う周波数帯だけを前記ＦＩＲフィルタに提供し、それによって、性能に大きな影響を及ぼさずに計算の複雑さが軽減される、請求項９乃至１２のうちのいずれか一に記載の方法。
【請求項１４】
前記復調することは、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記前処理されたデジタル信号に対応するシンボル同期信号および重みベクトルｗを提供することと、
前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記重みベクトルを受信して、前記アウトバウンドメッセージを提供するために前記同期信号によって選択的にサンプリングされる雑音積信号γを提供することと、
を含む、請求項９乃至１３のうちのいずれか一に記載の方法。
【国際調査報告】
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