(57)【要約】複数相電力配電システムの一相で送信される信号を検出する方法で、信号の要素はシステムの全相に並行して現れる方法。方法は、システムの中性相を含む各相に現れる各信号の要素を検出することを含む。検出された信号は信号処理装置に与えられ、信号処理装置はそれらを処理して全ての要素を複合した被検出信号を生み出す。信号は、同時に信号強度を最大化してノイズを抑制するために、信号とノイズとの相関特性を考慮する、重み付けされた加算スキームで結合される。もしシステムの他の位相に他の信号がある場合、結果として生じるいかなる干渉も、被検出信号の質をさらに向上させるように非検出信号から除去される。
2014511637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相電力配電システムの少なくとも一相で送信される信号を検出する方法であり、前記信号の要素は前記システムの全相で並行に現れるものにおいて、
前記システムの中性相を含む各相に現れる前記各信号の前記要素を信号検出器で検出すること、
前記各相から検出された前記信号要素を信号処理装置に与えること、及び、
前記検出された信号要素を前記信号処理装置で処理することを含み、
該信号処理装置は前記信号要素の全てを結合して被検出信号を生成し、該被検出信号は前記要素の全てを複合したもので、結果として生じる信号強度が前記それぞれの信号要素の信号強度より大きくなる、
方法。
【請求項２】
前記システムの他の位相に他の信号が存在する場合、これらの他の信号から前記被検出信号に対して結果として生じるいかなる干渉も前記被検出信号から除去され、それにより前記被検出信号の質を改善する、請求項１の方法。
【請求項３】
前記信号処理装置は信号検出のために並行位相アルゴリズムを使用する、請求項１の方法。
【請求項４】
前記並行位相アルゴリズムは前記配電システムの前記各相に対する別々の信号処理アルゴリズムを統合したものである、請求項３の方法。
【請求項５】
前記各相に対する前記信号検出器はバンドパスフィルタとチャネル分離フィルタとを含む、請求項１の方法。
【請求項６】
前記信号処理装置は、前記配電システムの前記各相のフィルタ処理された前記被検出信号のサンプルを得て、該サンプルを使用して前記各それぞれの相からの前記信号を含む単一の並列信号マトリクスを形成する、請求項５の方法。
【請求項７】
前記各並列信号マトリクスは３つの時間範囲からの信号サンプルを含み、メイン窓信号部はメイン検出窓を表し、プレ窓信号部は前記メイン部の前の時間範囲を表し、ポスト窓信号部は前記メイン部の後の時間範囲を表す、請求項６の方法。
【請求項８】
前記各相からの前記信号のメイン、プレ、及びポスト窓部分を別々の並列マトリクスに編成することによって、前記並列信号マトリクスを３つの並列でウィンドウ処理されたマトリクスに形成することをさらに含む、請求項７の方法。
【請求項９】
前記各並列でウィンドウ処理されたマトリクスは、他の並列でウィンドウ処理されたマトリクスの各々と同じ大きさを有する、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記並列でウィンドウ処理されたマトリクスを処理することは、
相関検出器を使用して初期ビット値を推定すること、
各データマトリクスの近似を行うこと、及び、
近似されたデータを使用して各ビット推定値を改良すること
の段階を含む、請求項８の方法。
【請求項１１】
複数相の電力配電システムの少なくとも一相で送信される信号を検出する方法であり、前記信号の要素は前記システムの全相で並行に現れるものにおいて、
前記システムの中性相を含む各相に現れる前記各信号の前記要素を信号検出器で検出して、前記各信号のサンプルを得ること、
該サンプルを使用して前記各それぞれの相から並列信号マトリクスを形成すること、
結果として得られる該信号マトリクスを並列でウィンドウ処理されたマトリクスに形成すること、及び、
該並列でウィンドウ処理されたマトリクスを処理装置で処理して被検出信号を生成することを含み、
該被検出信号は前記要素の全てを複合したもので、結果として生じる信号強度が前記それぞれの信号要素の信号強度より大きくなる、
方法。
【請求項１２】
前記各並列信号マトリクスは３つの時間範囲からの信号サンプルを含み、メイン窓信号部Ｓmainはメイン検出窓を表し、プレ窓信号部Ｓpreは前記メイン部の前の時間範囲を表し、ポスト窓信号部Ｓpostは前記メイン部の後の時間範囲を表し、前記それぞれの時間範囲は各々収集されて前記並列でウィンドウ処理された信号マトリクスを形成する、請求項１１の方法。
【請求項１３】
前記並列でウィンドウ処理されたマトリクスの各々の左特異ベクトルを計算して、
ＳmainのＫドミナント特異ベクトルであるＵk、並びにそれぞれＳpre及びＳpostのドミナント特異ベクトルであるＵpre及びＵpostを抽出する前記処理装置をさらに含み、
前記抽出は、
（ａ）ＳTＳの固有ベクトルであるＷと、対応する固有値であるλとを計算すること、
（ｂ）Ｗkを最大の前記固有値に対応するＫ列のＷとすること、及び
（ｃ）Λkをその対角線上にλの第一Ｋ要素を含む対角マトリクスとして、
ＵK＝ＳＷkΛK-1/2
であるＵkを計算することを含む、
請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記プレ及びポスト窓信号からの最も著しい寄与が取り除かれたＳmainの複製である、Ｓcleanを形成することをさらに含み、
Ｖ＝［Ｕpre  Ｕpost］、及び
Ｓclean＝Ｓmain−Ｖ（ＶＴＶ）−１ＶＴＳmain
である請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記処理装置はＳcleanとＳmainとを使用して、メッセージビットに対する最良な推定値を選定するために信号対ノイズで重み付けされた相関検出器を使用し、前記ビットの推定は、
（ａ）Ｓマトリクスの各々に対して、前記相関検出器の出力であるベクトルｄを計算し、
（i）ＳCを前記メッセージの既知のヘッダービットに対応するＳの行として、±１として現される前記ビットの値を含む対角マトリクスＣを形成し、
（ii）相関ベクトルＣを
Ｔ＝ＳCＴＣ
2014511637.tif 000009
2014511637.tif 000010
として計算し、
（iii）前記相関ベクトルを使用して、
ｄ＝ＳC
に従って前記ビットを推定し、
（ｂ）ｄmain及びｄcleanについて、ｄmaxを
2014511637.tif 000011
の最大値を有するベクトルを見つけることで計算できる、最も高い推定SNRを有するベクトルとし、
（ｃ）ｂ0＝ｓｇｎ（ｄmax）
である推定ビットとしてｄmaxを使用する
段階を含む、請求項１４の方法。
【請求項１６】
（ａ）ベクトルｐ及びｑを
2014511637.tif 000012
2014511637.tif 000013
として計算し、
（ｂ）ｂ0からｂ1を
2014511637.tif 000014
として計算し、
（ｃ）ｂ1に対して、検出器出力を
ｄ＝ＵK（ＵKＴｂ1）
として計算する
ことにより、前記ビットの推定値を改め、軟判定出力を計算するために前記推定値を使用することをさらに含む、請求項１５の方法。
【請求項１７】
ｐj＜ｑjの場合、前記ビット値は反転される、請求項１６の方法。
【請求項１８】
ｂ0＝ｓｇｎ（ｄ）として、信号対ノイズ比をさらに改善するために請求項１６に示される段階を繰り返すことをさらに含む、請求項１６の方法。
【請求項１９】
前記システムの他の位相に他の信号が存在する場合、これらの他の信号から前記被検出信号に対して結果として生じるいかなる干渉も前記被検出信号から除去され、それにより前記被検出信号の質を改善する、請求項１１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、参照によってここに導入される２０１１年２月２８日に出願された米国特許出願公開第６１／４４７，３６５号の利益を主張するものである。
【０００２】
連邦支援の研究又は開発に関する記載
適用なし。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、例えば公益施設から消費者に電力を供給するための電力配電回路網の通信に関する。より具体的には、本発明は通信信号、特に消費者施設から公益施設に送り返されるものを、公益施設の電力配電回路網の全相において同時検出することを対象とする。
【０００４】
電力施設で使用される通信システムは当該技術分野において周知である。例えば、米国特許第６，９４０，３９６号明細書、及び第５，２６２，７５５号明細書を参照されたい。一般的に、公益施設はシステムを使用して、メッセージ又はコマンド（アウトバウンド信号）を送信機位置（通常は回路網の変電所）から消費者施設に送る。続いて一般的にそれぞれの施設におけるメータに組み込まれている送受信機は、コマンドの実行又は情報の要求に応えて、信号（インバウンド信号）を公益施設に送り返す。
【０００５】
従来、入力メッセージを受けるために公益施設にある装置は、回路網の複数相のメッセージを同時に受ける能力がなかった。しかし現在は、受信機はこの能力を有しており、通常はインバウンド信号の一部が回路網の三相の全てに存在するため、全相における信号を結合させることで最適な信号強度を発生できる。
【０００６】
公益施設で使用される１つの通信システムは、双方向自動通信システム、つまりTWACS（登録商標）である。このシステムの従来の実施においては、インバウンド信号検出ハードウェアは一度に一相の信号をサンプリングする能力を持つのみであった。現在の信号検出ハードウェアは、変電所への全ての入力（相）の信号を同時にサンプリングする能力を有する。複数相の同時に送信された信号を検出するための方法は、米国特許６，９４０，３９６号に開示されているが、その方法は一度に一相の信号を検出するように設計されており、信号を分離するために信号の時間的な違いに依存している。配線条件に応じて、全てのインバウンド信号は、変電所で得られる三相（又は中性相が存在する場合は四相）のうち少なくとも２つで現れ、故にインバウンド信号の最適な検出はこれらの複数相からの信号を含む。しかし従来は、それは可能でなかった。“全相”検出を実行するための、且つ並行位相モードで作動する本発明の方法を使用することは、現在は可能である。
【０００７】
より高い信号強度信号を生じる全相検出に加え、結合信号の信号対ノイズ比（SNR）を最適にすることはまた、検出方法が、もし存在するならば様々な相におけるノイズ信号の相関を考慮することを要求する。本発明の方法に従って、信号強度及びノイズ相関は各インバウンド信号に対して適応して推定され、結果的に得られる結合スキームはより高い信号対ノイズ比を生み出す。
【０００８】
最後に、並行位相方法の従来の実行は複雑で、検出のため、及び他の位相の信号からの干渉を除去するために信号処理アルゴリズムを分離する必要があった。本発明の方法はこれらのアルゴリズムを統合し、結果として単一のアルゴリズムが従来のアルゴリズムと比べてより良い通信性能と減少した計算要件とを同時に生み出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６，９４０，３９６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２６２，７５５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９４０，３９６号明細書
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、公益施設の電力配電回路網における通信システムで使用するための全相検出器及び検出方法を対象にしている。検出器及び方法は、回路網の三（又は四）相の全てに存在する信号を検出し、全相からの結果を結合させて、個々の信号のいずれかよりも高い信号強度を有する信号を生み出す。検出器及び方法はノイズを抑制する効果をさらに有し、このノイズの統計は１つより多くの位相にわたって相関関係がない。アルゴリズムは、信号対ノイズ比を最大化可能な程度まで、信号電力が増加されてノイズが抑制されるように、信号を加算するのに最適な重み（weights）を見つける。
【００１１】
本発明の方法は、信号検出のため及び他の位相の信号からの干渉を除去するためのあらかじめ分離された信号処理アルゴリズムを統合する並行位相アルゴリズムを利用する。この統合は、より複雑でなく、より信頼出来る検出器設計をもたらす。さらに、中性線に存在する全ての付加的な信号が本発明のアルゴリズムで使用され、それにより中性線上の失われた通信を再試行しなければいけない従来の実践を除去する。
【００１２】
顧客の場所から公益施設の変電所に送られるインバウンド信号に関して、公益施設とその顧客との間でより良い通信をもたらすように、検出器はTWACS（商標登録）などの現在の公益施設の通信システムで容易に実装される。
【００１３】
他の対象物及び特徴は部分的に明らかで且つ以下に部分的に示される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の目的は、明細書の一部を構成する図面に示される例示の実施形態に示されるように達成される。
【図１】単相信号検出におけるデータ処理流れの簡易化されたブロック図を示す図である。
【図２】全相信号検出におけるデータ処理流れの簡易化されたブロック図を示す図である。
【図３】全相信号検出に使用されるウィンドウ処理スキームの代表を示す図である。
【図４】並行位相モードにある本発明の全位相検出器及び方法と、単相及び並行位相モードの両方にある単相との、性能比較を示すグラフである。
【００１５】
対応する参照記号は図面のいくつかの表示を通して対応する部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の詳細な説明は、本発明を例示として、そして限定することなく示す。この説明は当業者が本発明を製作及び使用することを明らかに可能にし、本発明のいくつかの実施形態、適応、変更、代替、及び使用を、本発明を実施するのための最良の形態であると現在考えられるものを含み記載する。加えて、本発明はその適用において、以下の説明に示される、又は図に図示される要素の構築及び配置の詳細に限定されないことが理解されるであろう。発明は他の実施形態が可能で、様々な方法で実行又は実施されることが可能である。また、本明細書で使用される表現及び専門用語は説明の目的のためであり、限定するものとしてみなされるべきでない。
【００１７】
図１を参照すると、単相検出のための信号処理における従来の一連の事象が図示されている。図１に関して、サンプリングされた電流波形は、まずバンドパスフィルタで処理されて、わずかな信号電力を有する周波数で発生するノイズが減少される。次に、フィルタ処理された波形は（本出願と同じ譲受人が所有する米国特許第５，２６２，７５５号明細書に示されるように）チャネル分離フィルタを通過する。このフィルタは各チャネルに対して１つのフィルタを含み、信号を処理するため、及び各ビットに対する加算されたパルス波形を結合信号から分離するために使用される。従って、各チャネルにおいて各ビットに対する一組の波形が生み出される。これらはここで大きさがＭ×Ｎの信号マトリクスに配置され、ここでＭは半サイクルごとのサンプル数で、Ｎはビット数である。例えば、毎秒4320サンプルのレートでサンプリングされた60Hzの交流波形は、半サイクルごとのサンプル数が36だが、ダウンサンプリングが行われたり、異なるサンプルレートが使用されたりするとより少ない場合がある。次に6つのチャネルの全てにおける信号がアウトバウンド信号除去アルゴリズムを通過する。前述で参照された米国特許第６，９４０，３９６号明細書に記載され、且つTWACS（登録商標）システムに現在使用される並行位相モードは、他の位相のインバウンド信号と同時に発生する位相のアウトバウンド送信を有する。アウトバウンド信号は他の位相に漏れ、且つ局所的に発生するため非常に強いので、アウトバウンド信号の除去はインバウンド信号を確実に検出するために必要である。このアルゴリズムはアウトバウンドビットパターンを使用し、アウトバウンドビットパターンは局所的に発生されてインバウンド信号からアウトバウンド信号を分離又は“清浄化”するので検出器に既知である。干渉するアウトバウンド信号が存在しない場合には、アルゴリズムは単に信号を通過させる。この干渉除去の後、デコードされたビットを抽出するために、各チャネルで結果として得られる信号マトリクスが検出器及びデコーダに送られる。
【００１８】
図２を参照すると、全相検出のためのデータ処理スキームが示されている。図２において、ここではバンドパスフィルタ処理及びチャネル分離操作が電力配電回路網の三相Ａ、Ｂ、及びＣの全てに行われることを除いて、図１に示されるのと同じ一連の段階が実施される。さらに、チャネル分離段階の後で、三相の全てからの信号が結合され、各特定のチャネルに対する単一の“並列（stacked）マトリクス”を形成する。次にアウトバウンド除去アルゴリズムが並列信号マトリクスに適用され、これらは続いて検出器及びデコーダに通される。長さが１つの半サイクルである各ビットにおける信号によって、これは前述のシステムパラメータを使用して36サンプルになる。当業者は、バンドパスフィルタの遮断周波数に応じて、フィルタ処理された信号を、信号に含まれるいかなる情報も失うことなく2又は3の因子でダウンサンプリングできることを理解するであろう。このようなダウンサンプリングを実施することによって、データサイズと計算コストとを、ダウンサンプリングなしの単相インバウンド検出器と同様に維持することができるので、同様のハードウェアで容易に実施できる。
【００１９】
図２のブロック図は位相Ａ、Ｂ、及びＣを示すが、中性相もまた存在する場合には含まれる。多くの現在の装置では、三相の全てを加算することにより、アナログの“合成”中性（neutral）を発生させるのが一般的である。これがなされる場合、合成中性信号は、図２の全相検出方法を使用して処理されたときに新しい情報を必ずしももたらさない。これは、信号がインバウンド波形の異なる“複製（copy）”を含まないからである。しかし、実際のバスレベルの中性が存在する装置では、中性信号は、位相―中性（phase-to-neutral）信号を処理するときに、残りの位相の全てを加算することによっては入手できない、追加のインバウンド信号情報を含む。当業者は、ノイズレベルは通常はフィーダレベルよりもバスレベルにおいて高いことを理解するであろう。従って、従来は真の（real）バスレベルの中性信号よりフィーダレベルの“合成”中性信号が好ましいと考えられてきた。しかし、本発明による全相検出においては、バスレベルの信号を有することに利益があり、これに対する必要性は全相検出アルゴリズムが実施され、通信性能が評価された後に、所定の位置で経験的に決められ得る。
【００２０】
本発明の全相検出アルゴリズムは電力線通信システムにおける２つの大きな利益を有する。１つ目は、それぞれの位相に存在する検出された信号対ノイズ比を増加させるように全ての信号源を結合させることによって達成される、改良された性能である。２つ目は、並行相検出のための改良された、より単純なシステム設計である。
【００２１】
並行位相検出の従来の方法は信号マトリクスに要求されるものに加えてさらなる入力を必要としており、これは他の位相からの干渉信号を除去するために、そしてシステムが他の位相からの波形及び検出されたビットについての情報を保つことを必要としていたので行われる。これは、信号が全相に亘って常に時間的に並ばないので、特に複雑になることが理解されるであろう。故に、特定のチャネルのいかなるインバウンド信号も4つまでの他のインバウンド信号から、すなわち他の位相の各々からの2つの各々の信号からの干渉にさらされ得る。データ管理の観点から、特定のインバウンド信号タイムスロット及びチャネルにおける全相からの信号マトリクスを利用し、そして上述の他の入力が不要なロバストな（robust）方法で信号を検出する検出アルゴリズムを有することは、特に有益である。本発明の検出アルゴリズムはこれを実行する。
【００２２】
上述で参照されるTWACS（商標登録）によると、従来は、信号検出アルゴリズムはインバウンド信号の時間的なウィンドウ処理を使用していた。加えて、信号検出のために利用可能な半サイクルの全体分のサンプルはあったが、電流パルスの幅は信号窓の全体より非常に少なかった。これは、検出窓の始めと終わりとにあるいくつかのサンプルを放棄することになる。これは、比較的少ない信号強度を有するがノイズを含むサンプルを取り除くことにより、信号対ノイズ比を改良した。システムが並行位相モードで作動しているとき、検出窓の始めと終わりとに存在する他の位相からの信号を有することはまた一般的であった。そして並行相検出の間は、他のインバウンド信号からの干渉を最小にするように検出窓を狭くすることが必要になった。本発明に従う全相検出においては狭い検出窓が使用され続けるが、ここで検出窓の前及び後で得られたサンプルはまた干渉を推定するために使用される。
【００２３】
ここで図３を参照すると、本発明に使用される信号のウィンドウ処理スキームが図示されている。図３において、検出アルゴリズムへの外部入力は、図の左側に示される並列信号マトリクスを含む。図に示されるように、この並列窓マトリクスは三相Ａ、Ｂ、及びＣの全てを表す。各相の中には、メイン検出窓並びにメイン窓の前及び後の範囲を表す３つの時間範囲がある。
【００２４】
全相検出の第一段階は、単一の並列信号マトリクスを、３つの窓の各々を表す３つの並列信号マトリクスに再配置することである。これは、図３の右側部分に示されるように、３つの並列でウィンドウ処理された（windowed）マトリクスがそれぞれ“メイン窓”、“プレ窓”、及び“ポスト窓”信号と名付けられている。続く数学的な記載において、これらの３つの信号マトリクスはＳmain、Ｓpre及びＳpostとして示される。理論上は、これらの３つのマトリクスは同数の列を有する必要はない。しかし、シミュレーションテストでは、それらを等しくすることによってかなり良い結果が得られた。故に、以下の説明における簡易化のために、それぞれの窓は寸法的に等しいと仮定する。これは、位相ごとにＭ個のサンプルがあると、窓の各々の幅はＭ／３個のサンプルで、３つの並列でウィンドウ処理されたマトリクスの大きさはＭ×Ｎ、又は中性信号が存在する場合は４Ｍ／３×Ｎである。
【００２５】
従来の検出スキームでは、プレ窓とポスト窓とは切り捨てられ、Ｓmainサンプルのみがインバウンドメッセージを検出するのに使用された。本発明の全相検出方法では、信号検出スキームにおける最も重要な構成要素として、Ｓmainサンプルの複数相並列型が再び使用される。さらに、単相検出方法では、信号とノイズとを分離するため、特異値分解が使用されてメイン窓信号マトリクスの低ランク近似を形成する。全相検出では、近似のランクは３から５に増加され、これは経験的な結果に基づく。この増加はまた、並列マトリクスが単相信号マトリクスより著しく大きく、且つより多くの信号情報を含むので有用である。デコード処理は、いくつかの点において最大のSNRデコード方法と同様である。その方法はａ）相関検出器及びデータマトリクスの低ランク近似を使用してビットを推定すること、及びｂ）低ランク近似されたデータを使用してビット推定値を改良することの段階を含む。全相検出では、同様の段階が使用されるが、データマトリクスのランク及び大きさに応じて調整される。主な相違点はビットの初期推定値を形成することである。
【００２６】
全相モード検出では、ビットの推定は干渉信号の存在によって複雑である。これらの干渉信号は必ずしもメッセージ境界（message boundaries）と並ばないので、実際のメッセージビット（message bits）をデコードして干渉を推定するのは非常に難しい。しかし、特異値分解を計算し、それぞれＵpre及びＵpostとして規定されるプレ窓及びポスト窓信号マトリクスのドミナント（dominant）な左特異ベクトルを使用することで、干渉メッセージの妥当な一次推定値が得られる。これはＳマトリクスのＳmain、Ｓpre及びＳpostの３つ全てに対する左特異ベクトルを計算する必要があることを意味する。操作はＭ３に比例する複雑性を有するので、一つの大きなものより、３つの小さなＳマトリクスの分解を計算する方が速い。これは全相検出を実施するようにプログラムされたコンピュータの計算負荷をより扱いやすくする。２つの干渉推定値によって、それぞれの寄与（contribution）はアウトバウンド干渉を清浄化するために使用されるのと同様のゼロ空間射影処置（null-space projection procedure）を使用して、Ｓmainから除去される。これは信号の“清浄化された”型となり、Ｓcleanとして規定される。
【００２７】
この処理に対する課題は、この段階においては、相関検出器をＳmainに適用することによって、ときにはＳcleanより良いビットの初期推定値を発生することである。これは主に通信システムにおける干渉の相対的な強度及びタイミングの結果である。単相モードにおいては、例えばＳpre及びＳpostでは干渉が予想されず、Ｓmainが好ましい選択である。検出アルゴリズムだけではシステムが単相モードで操作されているかどうかがわからないので、検出アルゴリズムへのいかなる追加の入力の要求も避けるために、この点における解決法は、相関検出器を元の及び清浄化された信号マトリクスの両方に適用し、そして最も高い信号対ノイズ比を有するマトリクスからの推定ビットを使用することである。シミュレーションはこのアプローチが成功することを示した。
【００２８】
ビットが推定されると、本発明の方法はＳmainの低ランク近似を利用し、推定値を改良して最終結果を生み出す。
【００２９】
本発明の方法を実施する段階は以下のとおりである。
【００３０】
１．Ｓmain、Ｓpre、Ｓpostの３つの並列でウィンドウ処理されたマトリクスを形成する（図３参照）。
【００３１】
２．各マトリクスに対して、左特異ベクトルを計算し、ＳmainのＫドミナント（Kdominant）ベクトルであるＵｋ、並びにそれぞれＳpreとＳpostのドミナントベクトルであるＵpre及びＵpostを計算する。
（ａ）ＳＴＳの固有ベクトルであるＷ、及び対応する固有値であるλを計算する。
（ｂ）Ｗｋをｋ最大固有値に対応するＫ列のＷとする。
（ｃ）Ｕｋを計算する。
ＵK＝ＳＷKΛK-1/2
ここでΛｋはその対角線上にλの第一Ｋ要素を含む対角マトリクスである。Λkの正規化は、Ｓpre及びＳpostで行われたように、１つのベクトルのみが使用される場合は必要でない。
【００３２】
３．プレ及びポスト窓信号からの最も著しい寄与が取り除かれたＳmainの複製である、Ｓcleanを形成する。
Ｖ＝［Ｕpre  Ｕpost］
Ｓclean＝Ｓmain−Ｖ（ＶＴＶ）−１ＶＴＳmain
【００３３】
４．ＳcleanとＳmainとを使用して、メッセージビットに対する最良な推定値を選定するためにSNRで重み付けされた相関検出器を使用する。
（ａ）Ｓマトリクスの各々に対して、相関検出器の出力であるｄを計算する。
（i）ＳCをメッセージの既知のヘッダービットに対応するＳの行とする。対角マトリクスＣは±１として表現されるビットの値を含む。
（ii）相関ベクトルＣを計算する。
Ｔ＝ＳCＴＣ
2014511637.tif 000003
2014511637.tif 000004
（iii）ビットを推定するために相関ベクトルを使用する。
ｄ＝ＳC
（ｂ）ｄmain及びｄcleanについて、ｄmaxを次式の最大値を有するベクトルを見つけることで計算できる、最も高い推定SNRを有するベクトルとする。
2014511637.tif 000005
（ｃ）推定ビットとして符号ｄmaxを使用する。
ｂ0＝ｓｇｎ（ｄmax）
【００３４】
５．ビットの推定値を改め、軟判定出力を計算するためにそれを使用する。
（ａ）ベクトルｐと
2014511637.tif 000006
2014511637.tif 000007
を計算する。
（ｂ）ｂ0からｂ1を計算する。全てにおいてｊ＝
2014511637.tif 000008
つまり、ｐj＜ｑjの全ての場合のビットを反転させる。
（ｃ）ｂ1から、検出器出力を計算する。
ｄ＝ＵK（ＵKＴｂ1）
６．ｂ0＝ｓｇｎ（ｄ）として、段階５を繰り返す。
【００３５】
最後に、図４は本発明の全相検出アルゴリズムのシミュレーションされた性能と、２つの他の検出スキームとの比較を現す。他のスキームの第一スキームは、単相信号検出のためであり、既存の最大SNR検出アルゴリズムを含む。もう一方のスキームは並行位相検出のためであり、ライン間の信号伝達に基づく。図４に示されるように、並行位相検出アルゴリズムは、信号に存在する干渉が増えたことの結果として、単相検出アルゴリズムと比べてわずかな性能損失を示す。全相検出アルゴリズムは、単相信号検出と比べてほぼ2dBのゲインの性能を達成し、並行位相信号検出と比べて2dBよりわずかに大きなゲインを達成する。性能におけるこのゲインの例外は、ノイズフロアが全相検出性能に存在する高いSNRである。しかし、フロアのブロックエラー率は10-3より少ないので、全相インバウンド信号検出に対する大きな問題を起こさない。
【００３６】
前述の見解において、本発明のいくつかの目的及び利点が達成され、他の有益な結果が得られることが分かるであろう。
【図１】
2014511637.tif 000015
【図２】
2014511637.tif 000016
【図３】
2014511637.tif 000017
【図４】
2014511637.tif 000018
【国際調査報告】
2014511637.tif 000019
2014511637.tif 000020