(57)【要約】  電力分配グリッドのエッジに配置されるＤＴからの送電における競合を検出し解消するシステム及び方法。競合のフレーム及び時間スロットを調べ、送電競合に関わる可能性があるＤＴを推測し、そのＤＴの送電を別のフレーム及び時間スロットに割り振りし直すことにより、競合は解消されるはずであり、ＤＴにより提供中のデータは必ずしも失われず、その受信も不当に遅延しない。【選択図】図５
2017532947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの柱上変圧器に電力を供給する少なくとも１つの変電所変圧器を有する少なくとも１つの配電用変電所を含む少なくとも１つのドメインを備え、前記少なくとも１つの柱上変圧器は電力を少なくとも１つの被計測負荷に供給する、配電グリッドを管理する方法であって、該方法は、
配電グリッドのドメインを提供するステップであって、
変電所において、送電電圧を配電電圧に変圧する変電所変圧器を提供する、ステップと、
配電電圧を低電圧に変圧する柱上変圧器を提供するステップであって、前記変電所変圧器は電力を前記柱上変圧器に供給する、ステップと、
前記変電所変圧器の母線上に変電所受電器を提供するステップであって、前記変電所受電器は、エッジから変電所への送電を受電するように動作可能である、ステップと、
前記柱上変圧器の前記低電圧側に第１のＤＴを提供するステップであって、前記第１のＤＴは、第１の割り当てられた時間スロットを有し、前記第１の割り当てられた時間スロット中の少なくとも一部の間、第１の信号を前記変電所受電器に提供する、ステップと、
前記柱上変圧器の前記低電圧側に第２のＤＴを提供するステップであって、前記第２のＤＴは、第２の割り当てられた時間スロットを有し、第２の割り当てられた時間スロット中の少なくとも一部の間、第２の信号を前記コンピュータプラットフォームに提供し、前記第１の割り当てられた時間スロットは、前記第２の割り当てられた時間スロットと少なくとも部分的に同じである、ステップと、
を備える、配電グリッドのドメインを提供するステップと、
前記変電所受電器に通信可能に接続されたコンピュータシステムを提供するステップであって、前記コンピュータシステムは、ＤＴに割り当てられた時間スロットを格納する、ステップと、
変電所受電器で競合検出プロセスを実行するステップであって、前記競合検出プロセスは、ＤＴから受信する信号に少なくとも部分的な競合が時間スロット中に実質的に生じたか否かを決定することが可能である、ステップと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記競合検出プロセスは、実質的に時間スロット中に前記変電所受電器により検出される候補信号エネルギーのレベルを、時間スロット中に前記変電所受電器により一般に受信される前記配電グリッドでのノイズのレベルと比較するステップを更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記競合検出プロセスは、実質的に時間スロット中に前記変電所受電器により検出される候補信号エネルギーの長さを、時間スロット中に前記変電所受電器により一般に受信される信号の典型的な長さと比較するステップを更に備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記競合検出プロセスは、前記時間スロット中に送電ヘッダーが前記変電所受電器により検出されるか否かを決定するステップを更に備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記競合を解消するステップは、
第１の信号のソースを特定するステップを更に備え、前記ソースは前記第１のＤＴである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記特定するステップは、前記第１の信号の少なくとも一部分が前記変電所受電器により受信された前記時間スロットに少なくとも部分的に基づく、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記特定するステップは、ＤＴを決定する前記変電所受電器に少なくとも部分的に基づき、前記コンピュータプラットフォームはＤＴから信号を受信していない、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記特定するステップは、前記信号に少なくとも部分的に基づいてどのＤＴかを決定する前記コンピュータプラットフォームに少なくとも部分的に基づく、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
受信信号で前記少なくとも部分的な競合を解消するステップを更に備え、該ステップは、
前記特定されたＤＴの前記第１の割り当てられた時間スロットに少なくとも部分的に基づいて、利用可能な時間スロットを決定するステップと、
前記利用可能な時間スロット及び前記特定されたＤＴを用いて前記コンピュータシステムを更新するステップと、
前記利用可能な時間スロットに関するデータを前記特定されたＤＴに提供するステップと、を備える、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
受信信号で前記少なくとも部分的な競合を解消するステップを更に備え、該ステップは、
前記特定されたＤＴの前記第１の割り当てられた時間スロットに少なくとも部分的に基づいて、利用可能な時間スロットを決定するステップと、
前記利用可能な時間スロット及び前記特定されたＤＴを用いて前記コンピュータシステムを更新するステップと、
前記利用可能な時間スロットに関するデータを前記特定されたＤＴに提供するステップと、を備える、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記競合を解消するステップは、
前記第１のＤＴ及び前記第２のＤＴのうちの前記特定されたＤＴにより前記データを受信するステップと、前記第１のＤＴ及び前記第２のＤＴのうちの前記特定されたＤＴを更に備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの柱上変圧器に電力を供給する少なくとも１つの変電所変圧器を有する少なくとも１つの配電用変電所を含む少なくとも１つのドメインを備え、前記少なくとも１つの柱上変圧器は電力を少なくとも１つの被計測負荷に供給する、配電グリッドを管理するシステムであって、該システムは、
配電グリッドのドメインを提供するステップであって、
変電所において、送電電圧を配電電圧に変圧する変電所変圧器を提供する、ステップと、
配電電圧を低電圧に変圧する柱上変圧器を提供するステップであって、前記変電所変圧器は電力を前記柱上変圧器に供給する、ステップと、
前記変電所変圧器の母線上に変電所受電器を提供するステップであって、前記変電所受電器は、エッジから変電所への送電を受電するように動作可能である、ステップと、
前記柱上変圧器の前記低電圧側に第１のＤＴを提供するステップであって、前記第１のＤＴは、第１の割り当てられた時間スロットを有し、前記第１の割り当てられた時間スロット中の少なくとも一部の間、第１の信号を前記変電所受電器に提供する、ステップと、
前記柱上変圧器の前記低電圧側に第２のＤＴを提供するステップであって、前記第２のＤＴは、第２の割り当てられた時間スロットを有し、第２の割り当てられた時間スロット中の少なくとも一部の間、第２の信号を前記コンピュータプラットフォームに提供し、前記第１の割り当てられた時間スロットは、前記第２の割り当てられた時間スロットと少なくとも一部は同じである、ステップと、
を備える、配電グリッドのドメインを提供するステップと、
前記変電所受電器に通信可能に接続されたコンピュータシステムを提供するステップであって、前記コンピュータシステムは、ＤＴに割り当てられた時間スロットを格納する、ステップと、
変電所受電器で競合検出プロセスを実行するステップであって、前記競合検出プロセスは、ＤＴから受信する信号に少なくとも部分的な競合が時間スロット中に実質的に生じたか否かを決定することが可能である、ステップと、
を備える、システム。
【請求項１３】
前記競合検出プロセスは、実質的に時間スロット中に前記変電所受電器により検出される候補信号エネルギーのレベルを、時間スロット中に前記変電所受電器により一般に受信される前記配電グリッドでのノイズのレベルと比較するステップを更に備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記競合検出プロセスは、実質的に時間スロット中に前記変電所受電器により検出される候補信号エネルギーの長さを、時間スロット中に前記変電所受電器により一般に受信される信号の典型的な長さと比較するステップを更に備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記競合検出プロセスは、前記時間スロット中に送電ヘッダーが前記変電所受電器により検出されるか否かを決定するステップを更に備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記競合を解消するステップは、
第１の信号のソースを特定するステップを更に備え、前記ソースは前記第１のＤＴである、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記特定するステップは、前記第１の信号の少なくとも一部分が前記変電所受電器により受信された前記時間スロットに少なくとも部分的に基づく、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記特定するステップは、ＤＴを決定する前記変電所受電器に少なくとも部分的に基づき、前記コンピュータプラットフォームはＤＴから信号を受信していない、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記特定するステップは、前記信号に少なくとも部分的に基づいてどのＤＴであるかを決定する前記コンピュータプラットフォームに少なくとも部分的に基づく、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
受信信号で前記少なくとも部分的な競合を解消するステップを更に備え、該ステップは、
前記特定されたＤＴの前記第１の割り当てられた時間スロットに少なくとも部分的に基づいて、利用可能な時間スロットを決定するステップと、
前記利用可能な時間スロット及び前記特定されたＤＴを用いて前記コンピュータシステムを更新するステップと、
前記利用可能な時間スロットに関するデータを前記特定されたＤＴに提供するステップと、を備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
受信信号で前記少なくとも部分的な競合を解消するステップを更に備え、該ステップは、
前記特定されたＤＴの前記第１の割り当てられた時間スロットに少なくとも部分的に基づいて、利用可能な時間スロットを決定するステップと、
前記利用可能な時間スロット及び前記特定されたＤＴを用いて前記コンピュータシステムを更新するステップと、
前記利用可能な時間スロットに関するデータを前記特定されたＤＴに提供するステップと、を備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２２】
前記競合を解消するステップは、
前記第１のＤＴ及び前記第２のＤＴのうちの前記特定されたＤＴにより前記データを受信するステップと、前記第１のＤＴ及び前記第２のＤＴのうちの前記特定されたＤＴを更に備える、請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１４年１０月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／０７２，８８２号明細書の利益を主張するものであり、この仮特許出願は全体的に、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
発明の分野
本発明は、データ通信システム、方法、及び装置に関し、特に、電力分配ネットワークに関連するデータ通信システム、方法、及び装置に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、例えば、電力分配グリッドのエッジに配置される下流への送電器（以下、「ＤＴ」）と、関連する変電所に配置されるデバイスとの間の送電における競合を検出し解消するシステム及び方法を提供する。競合のフレーム及び時間スロットを調べ、送電競合に関わる可能性があるＤＴを推測し、ＤＴの送電を別のフレーム及び時間スロットに割り当てし直すことにより、競合は解消されるはずであり、ＤＴにより提供中のデータは、必ずしも失われず、その受信も不当に遅延しない。さらに、ＤＴが、期間中に複数の計画された送電がある場合、各送電のスロット割り当てが再計画される。態様では、競合している可能性があるＤＴの特定は反復プロセスであり、それにより、ＤＴにスロット割当が既に再割り当てされた後に競合が存在するように見える場合、別のＤＴが、スロット割り当てを再割り当てされる必要があり得る。本発明は、システムのトポロジ及びレイアウト又はシステムの電気特性の事前知識なしで、競合を決定する。
【０００４】
本発明は、時間スロット中に受信すべき信号を探すことを知ることにより、送電を検出し解消するシステム及び方法を提供する。その時間スロット中、エネルギーが通信通過帯域内で検出され、それがシステムでのノイズよりも大きく（すなわち、候補信号エネルギー）、候補信号エネルギーの長さが、送信信号と概ね同じ長さである場合、システムは、送電ヘッダー、例えば、ＧＬＡ信号が存在するか否かを確かめる。ＧＬＡ信号が存在する場合、信号は通常通り処理される。ＧＬＡ信号が存在しない場合、システムは、どのＤＴが、その時間スロット中に送電中であるべきかをチェックし、そのＤＴに別の利用可能な時間スロットを再割り当てする。
【０００５】
図面の簡単な説明。
添付図面は、本明細書に援用され、本明細書の一部をなし、本発明の実施形態を示し、説明と一緒に本発明の原理を説明する役割を果たす。
【０００６】
説明を目的として、本発明の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載される。しかし、本発明がこれらの具体的な詳細なしで実施可能なことが当業者には明らかである。他の場合、周知の構造及びデバイスは、開示される趣旨を不必要に曖昧にしないように、ブロック図の形態で示される。
【０００７】
様々な図が本発明の各態様を示すが、いずれの図も本発明の全体を示すことが意図されないことに留意されたい。より正確に言えば、複数の図は一緒になって、様々な態様及び原理での本発明を示す。したがって、いかなる特定の図も本発明の離散した態様又は種類に排他的に関連するものとして仮定すべきではない。逆に、一緒に解釈される複数の図が、本発明を例示する様々な実施形態を反映することを当業者は理解する。
【０００８】
それに対応して、本明細書全体を通しての「一実施形態」又は「実施形態」への言及は、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通しての様々な場所での「一実施形態において」又は「実施形態において」という語句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を参照するわけではない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又は複数の実施形態において任意の適する様式で組み合わせ得る。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】分配グリッドの高電圧領域、中電圧領域、及び低電圧領域を示すとともに、配電グリッドの主要な特徴のうちの幾つかを示す、配電用変電所の生成点から顧客までの電力路の簡略図である。
【図２】企業、地域、変電所、及び変電器ドメインを示す、例示的な配電グリッドのドメインの論理構造の簡略図である。
【図３】Ｇｒｉｄ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ａｗａｒｅ（商標）ネットワークがいかに、既存のＳＣＡＤＡ及び／又は変電所内の保護継電線に接続するか及び変電所受電器からのデータがいかにデータセンタにバックホールされるかを示す、Ｇｒｉｄ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ａｗａｒｅ（商標）ネットワークでの変電所装置の簡略ブロック図である。
【図４】本発明の主要な論理構造を示す本発明の簡略ブロック図である。
【図５】２つのチャネルからの１つのフレームでの６つの時間スロットを示す例示的なスロット構造の一部の簡略図である。
【図６】ＧＬＡプリアンブルデータを有する第１の部分と、アドレス、制御、データ、又はＣＲＣデータを有する第２の部分とを示すデータバーストプロファイルの簡略図である。
【図７】本発明の実施形態による、初期のＤＴの検出及び割り当ての方法論の簡略論理流れ図である。
【図８】本発明の実施形態による、スロットを割り当てる方法論の簡略論理流れ図である。
【図９】本発明の実施形態による、スロットを割り当てる別の方法論の簡略論理流れ図である。
【図１０】本発明の実施形態による、新しいスロットを割り当てる判断プロセスの方法論の簡略論理流れ図である。
【図１１】フレーム１のスロット３で生じているスロット競合と、フレーム３で受信される新しいスロット割り当てと、フレーム４のスロット５への記録上のＤＴの再割り当てとを示すスロット再割り当ての簡略図である。
【図１２】本発明の実施形態による、単一スロット再割り当ての方法論の簡略論理流れ図である。
【図１３】本発明の実施形態による、複数スロット再割り振りの方法論の簡略論理流れ図である。
【図１４】本発明の実施形態による、競合するＤＴを解消する方法論の簡略論理流れ図である。
【図１５】本発明の実施形態による、ＤＴの意図的な再割り当ての方法論の簡略論理流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
発明の詳細な説明。
以下の詳細な説明では添付図面を参照し、添付図面は、本明細書の一部をなし、本発明の例示的な特定の実施形態が例示として示される。これらの実施形態は、当業者が本発明を製作して使用できるようにするのに十分に詳細に説明されており、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、構造的変更、論理的変更、又は他の変更を開示される特定の実施形態に対して行い得ることを理解されたい。
【００２５】
以下の説明は、当業者が開示される発明を製作し使用できるようにするために提供され、現在、本発明者らが考える本発明の実施に最良の形態を記載する。以下の説明では、説明を目的として、本発明の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細が記載される。しかし、本発明が、これらの具体的な詳細なしでも実施可能なことが当業者には明らかである。他の場合、周知の構造及びデバイスは、開示される趣旨を不必要に曖昧にしないように、ブロック図の形態で示される。
【００２６】
本発明は、少なくとも１つのＤＴを異なる時間スロットに動的に再割り当てする必要があり得る、ＤＴ間のスロット競合を解消するシステム及び方法を開示する。本発明は、少なくとも部分的に同じ時間中に、及び／又は実質的に同じチャネルで生じるＤＴからの送電間の競合を解消するように、オングリッドデータ収集ネットワークを構築し運用するシステム及び方法を含む。
本開示が、時分割多重化（周波数分割チャネルあり又はなし）が利用される例示的なシステムを強調するが、様々な他のシステムに適用される場合、本発明の利点を享受することが可能なことを当業者は理解する。例えば、例えば、周波数分割多重化、空間分離多重化、又は当分野において既知であるか、若しくは既知になる等の任意の他の適切な通信システムに基づくシステム及び構成（様々な方法及び装置を含む）も同様に、本発明に基づいて有利に開発される。
【００２７】
一態様では、システムは、エッジ、変電所、及び配電ネットワークの特徴に存在する他の隣接するネットワーク及びデバイスと統合し、他のネットワーク及びデバイスは、スマートメータ、ＡＭＩ、及びインターネット等の従来のネットワークを含み得る。システム及び方法は、送電時間の変更に大きな遅延なく、且つＤＴにより送電されるデータの損失なく、ＤＴへの通信を低減した状態でＤＴの送電時間を変更する統合ネットワークの機能を利用することもできる。これは、システムが分配グリッドのエッジからの適時データフローを増大させる能力を増大させることにつながり、それにより、電圧降下の維持、ボルト／Ｖａｒ最適化、負荷平衡、障害分離、及びリカバリ管理等のスマートグリッドアプリケーションをサポートするためにシステムモデルでの需要及び供給の監視における精度増大をサポートする。
【００２８】
実施形態では、本発明は、スロット割り当て競合の存在を決定し、次に、スロット割当を再割り当てすべき競合中のＤＴの特定を決定する。本発明は、そのスロット割り当てが割り当てられたＤＴの識別情報の調査、受信した信号のペイロードデータからの情報に基づくＤＴの識別情報の突き止め、並びに信号を受信した給電線及び位相の推測及び受信した信号のペイロードデータからの何らかの情報に基づくＤＴの識別情報の決定を含むが、これらに限定されない任意の様々な方法で、ＤＴの特定を決定する。次に、本発明は、利用可能な時間スロットを見つけるか、又はＤＴが複数のスロットを必要とする場合には、本発明は、ＤＴに再割り当てする複数の時間スロットを見つける。ＤＴには新しいスロット割り当てが送られ、ＤＴはその情報をシステム内に格納する。コンピュータシステムは、ＤＴへのスロット割り当てもシステムに格納する。
【００２９】
電力グリッドの様々な機器及び構成要素を相互通信させることが有利なことが多い。そのような通信に関連付けられたデータは、様々な方法で移送することができる。これらは、専用及び汎用電気及び光学伝送媒体並びに特に既存のセルラネットワーク及び衛星ネットワークを含む様々な無線方式の適用を含む。本発明は、送電ネットワークそれ自体の電力線を通しての直接データ伝送を利用することから利用可能になる大きな恩恵について扱う。
【００３０】
送電媒体を介した通信は、システムの構成要素間のそのような媒体の本質的な存在により、望ましい。代替の伝送メカニズムが、スマートグリッド上のデバイスにとって利用可能であることが多く、それらの代替は、グリッドベースの通信よりも低コストであり得るが、グリッドについての情報を提供する能力を有さない。したがって、例えば、セルラ又は衛星通信システムが、変電所とＤＴとの間で利用可能であり得るが、対応するデータチャネルを介しての通信は、関連する通信ハードウェアに関連する固定コストと比較した場合、比較的低いコストであり得る可変の通信毎のコストを生じさせ得る。
【００３１】
しかし、ネットワークの送電媒体は、通信信号の確実な輸送を妨げるノイズが多く動的なチャネルを形成する。通常のイベントの過程において、ネットワークの動作は、稼働中及び非稼働中での様々な伝送リンクの切り替え、受動負荷又は無効負荷の追加及び削除、並びに様々な中央及び分散生成ノードの接続及び切断を含む。加えて、誘導及び容量性クロストーク、可変環境要因、及びライン接続装置の多種多様な故障モードにより、システムは全体として、高速変化する特性を有することになり得る。
【００３２】
これらの欠陥及び障害により、オングリッドデータ伝送での初期努力は大方、失敗及び／又は特定の望ましい用途には不適切であると見なされていた。本発明者らは、そのようなシステムの潜在的な利点を入念に考慮し、手元にある問題への新しい、苦労して達成した理解を有し、従来は利用可能ではなかった効率的な通信方法論の可能性を提供する特定の新規の手法及び発明を開発した。その結果として、送電ネットワークを介してデータを伝送する特定の発明の改善並びに新規の装置、方法、及びシステムが含まれる。
【００３３】
本発明者が以前に望まれた問題の中で重要である事を見つけたが、不可能な機能性は時間多重化が意図された信号の不慮の重複に直面しても、確実なデータ通信を提供する必要性であった。実際の物理的システムでは、そのような信号重複は、特に、適用可能な給電線及び／又は位相、負荷の切り替え、システムクロストーク、デバイスリセット活動、及びネットワークに存在する様々な物理的インピーダンス遷移での信号反射を含め、ネットワークでの動的変化から生じ得る。この望ましくない信号重複は、「データ競合」という用語に含まれ、本発明は、とりわけ、スロット割り当て及び競合解消の様々なシステム、方法、及び装置を含む。
【００３４】
特定の好ましい実施形態における本発明のスロット割り当て及び競合解消の特徴は、他の目的の中でも特に、
【００３５】
１．回路トポロジ及びプロビジョニング情報の事前知識あり又はなしで、ＤＴと中央デバイスとの間の更なる通信のためのベースとして、ＤＴについての予備的説明を提供する能力、
【００３６】
２．非同期フォールドオーバ（すなわち、グリッドのある要素からグリッドの別の要素に移送される回路又は回路の部分）を検出して対処し、続く競合解消を提供する能力、及び、
【００３７】
３．意図的及び／又は任意的なスロット再割り振りを管理する能力、
を達成する。
【００３８】
以下の考察に鑑みて明らかになるように、ＤＴは、例えば、送電ネットワークを介して受け取られる電力の消費者の近傍に存在する、汎用システム及び組み込みコンピュータ技術を用いるシステム等の任意の様々なデバイス及びシステムを含む。慣例により、そのような消費者のグリッドロケーションは概して、「ネットワークのエッジ」と呼ばれる。中央デバイスは、ネットワークのエッジから遠くにあるネットワーク内の様々なロケーションで見られ、最も典型的には、本状況では、送電変電所又はその近傍にある。
【００３９】
「スロット割り当て」及び「時間スロット」に見られるような「スロット」は、例えば、慣例により、時間多重化データ伝送において様々なペイロード時間間隔に割り当てられる時間間隔を指す。これは、以下に続く更なる説明に鑑みて当業者の読み手に明らかになる。同様に、「フォールドオーバ」、「非同期フォールドオーバ」、「送電競合」、及び「競合解消」という用語の意味は、以下の開示の過程で当業者の読み手に明らかになる。これらの用語が理解されるにつれて、「スロット再割り当て」の性質及び意味は読み手に自然に現れてくる。
【００４０】
「スマートグリッド」技術及び「高度計測基盤」を含め、送電グリッドの一般的理解が当業者により保有されるが、典型的なネットワーク規約及びトポロジの以下の説明は、更に明確にするために提供される。
【００４１】
電力グリッドは一般に、２つのトポロジ領域：伝送グリッド及び分配グリッドで構成されると見なされる。伝送グリッドは、水力発電ダム、原子炉、風力発電地帯、及び石炭又はガス火力発電所等の大規模発電ポイントを起点とする。発電ポイントからの電力は、高電圧交流電流（ＡＣ）として長距離高電圧線の緩く接続されたネットワークを介して、工場、農場、及び人口中心地等の電力需要が存在するポイントに送電される。配電用変電所は通常、送電グリッドの周辺又はエッジの様々なポイントに配置される。
【００４２】
図１は、電力グリッドの典型的なセグメントを示す。電力グリッドは一般に、２つの論理的領域：伝送グリッド及び分配グリッドで構成されると見なされる。伝送グリッドは大規模発電ポイント、例えば、水力発電ダム、原子炉、風力発電地帯、太陽光発電地帯、及び石炭又はガス火力発電所等の発電所１２０を起点とする。発電ポイントからの電力は、高電圧交流電流（ＡＣ）として長距離高電圧線の接続されたネットワークを介して、工場、農場、及び人口中心地等の電力需要が存在するポイントに送電される。伝送グリッドのエッジには、配電用変電所、例えば、配電用変電所１２４の集まりがある。配電用変電所は、１つ又は複数の変電所変圧器を含み、変電所変圧器は、電圧を高送電線レベル（通常、１３０ｋＶ〜７００ｋＶ）から、電力が配電サービスエリア内の消費者に分配される中電圧レベル（現在、米国では４ｋＶ〜約３５ｋＶ、米国以外では現在、より高い電圧が使用されているが、特定の配電電圧は本発明に関係ない）に降圧する。
【００４３】
分配グリッドのエッジには、幾つかの柱上変圧器、例えば、柱上変圧器１３６があり、柱上変圧器は、分配グリッドの中電圧をより低い電圧（米国では、通常１２０Ｖ、２０８Ｖ、２４０Ｖ、２７７Ｖ、又は４８０Ｖ）に変圧する。これらの幾つかに加えて他の電圧が、世界の他の場所で使用されていることがある。幾つかの場合、変電所変圧器と柱上変圧器との間に図式的にある、降圧変圧器と呼ばれる１つ又は複数の変圧器の段、例えば、変圧器１２８が、変電所と柱上変圧器との間で中間電圧降下を生成する。
【００４４】
各柱上変圧器は、１つ又は複数の、例えば、メータ１４２を使用して計測される負荷又は非計測負荷に給電する。負荷、例えば、負荷１５０は、住居、商用又は産業建造物、一続きの街灯等の自治体インフラの要素、又は灌漑システム等の農業装置であることができる。典型的な分配グリッドは、電力フローの制御、平衡、及び調整に使用される他の要素を含む。そのような要素の例は、コンデンサバンク、例えば、コンデンサバンク１３２、電圧調整器、スイッチ、及びリクローザである。
【００４５】
分配グリッドは、様々なトポロジ構成で設計され展開されてきた。米国では、分配グリッドタイプは通常、放射状、ループ、又はネットワークとして特徴付けられる。他の新たに出現しつつある事例は、キャンパスグリッド及びマイクログリッドである。記載されていない追加のトポロジが、世界の他の場所で使用されている。放射状グリッドでは、変電所は１つ又は複数の変電所変圧器を有する。各変電所変圧器は１つ又は複数の変電所母線を有する。１つ又は複数の三相給電線は、各変電所母線から外側に「放射」され、単相又は三相側線が給電線から分岐し、そして、タップオフポイント（又は単に「タップ」）が側線から分岐する。放射状グリッドは、単純であるため、設計及び構築が安価であるが、冗長電力路がないため、停電に対して最も弱く、したがって、任意の断線は、少なくとも１つの負荷に電力を失わせる。ネットワークグリッド及びループグリッドも当業者に周知であり、本発明の実施形態に対応するサポートに等しく適する。
【００４６】
配電用変電所は、高電圧電力を送電グリッドから１つ又は複数の大電力変圧器で受け取る。配電変圧器は、負荷タップ切換器と呼ばれる一種の調整器を組み込み得、これは、変圧器の二次巻線回路の幾つかの巻きを包含又は除外し、それにより、入力電圧と出力電圧との比率を変更することにより、変圧器が配電母線（変電所配電母線）に送る電圧を変更する。本発明の特定の実施形態は、これらの巻き比率の変更にも関わらず、適宜動作する。１つ又は複数の給電線が変電所母線から出る。負荷又はトポロジに供給するために、多すぎる給電線が必要な場合、追加の変圧器及び母線が使用される。
【００４７】
図２は、企業、地域、変電所、及び変圧器ドメインを示す、例示的な配電グリッドのドメインの論理構造の簡略図である。送電グリッドは、機能ドメイン及び論理ドメインである「ドメイン」の階層からなるものとして見ることができる。最上レベルのドメインは「企業ドメイン」と呼ばれる。企業ドメイン（ＥＤ）、例えば、企業ドメイン２１０は、通常、発電システムを起点とするビジネス全体の分配グリッド、例えば、発電所からグリッドのエッジまでを包含する。企業ドメイン２１０は一般に、幾つかの「地域ドメイン」、例えば、地域ドメイン２１４を包含する。地域ドメイン（ＲＤ）は、少なくとも１つの変電所ドメイン、例えば、変電所ドメイン２２０に更に分割することができる。通常、変電所ドメインは、変電所の回路及び下流の回路を含む。
【００４８】
変電所ドメイン（ＳＤ）２２０は、少なくとも１つの変圧器ドメイン、例えば、変圧器ドメイン２２２、２２４、２２６に更に分割することができる。変圧器ドメインは、電圧を送電電圧から配電電圧に変圧する変電所変圧器と、その変圧器の下流にある全ての回路とを含む。本提示では、別段のことが示される場合を除き、「ドメイン」は変電所ドメインを指す。一般に、物理的な変電所は１つ又は複数の変圧器を含み、各変圧器は変圧器ドメインを定義する。各変圧器ドメインは、様々なタイプの構成の下流回路を有することができる。各変圧器は１つ又は複数の給電線を提供し、従来、各給電線は三相からなる。それぞれが１つ又は複数の給電線を有する幾つかの変圧器を含むグリッドを有することを考えることができ、各給電線は、三相を有し、様々な下位回路をサポートする。しかし、他の位相構成も可能であり、本発明の範囲内にあるとみなされることが当業者に理解される。
【００４９】
グリッドの構成要素を監視し制御するために、給電線／位相電流変圧器（ＦＰＣＴ）は、変電所内の電力担持導体に取り付けられる。ＦＰＣＴは、監視中の高電圧導体を流れる電流に正確に比例する比較的低い交流電流（通常、最大５アンペア）を、ループ状導体に出力する。これらの低電流出力は、監視制御及びデータ取得（ＳＣＡＤＡ）システムに関連するデータ取得サブシステム又は変電所内の中継保護システムへの接続に適する。ＦＰＣＴの変更又はＦＰＣＴの高電圧構成要素への追加は、電流が流れている間は不可能であるか、又は危険であるため、ＦＰＣＴは変電所内に設計され内蔵される。他方、追加の監視ＣＴ（ＭＣＴ）は、電力送配、保護回路、又はＳＣＡＤＡシステムの精度に影響せずに、必要に応じて低電流ループの周辺に安全に追加し得る。
【００５０】
電力線自体に加えて、分配グリッドは、電力の流れを調整し、分離し、安定化させ、逸らすことが意図される多くの他のデバイスを含む。これらのデバイスは、スイッチ、リクローザ、コンデンサバンク（通常、力率又は電圧補正用）、及び二次電圧調整器を含む。全てのこれらのデバイスは、データ担持ネットワークと見なされる場合、グリッド上の様々な負荷及び二次電源のように、分配グリッドの挙動に影響する。急激な状態変化を有するデバイスは、負荷のオンオフのように、グリッド上でインパルスノイズを生じさせる。変圧器及びコンデンサバンク等の幾つかのデバイスは、特定の周波数の信号をフィルターし減衰させ、電力送配システムの基本周波数を超える信号のクロストークを生じさせ得る。
【００５１】
消費者負荷及び関連するメータを柱上変圧器に接続するワイヤ以外、柱上変圧器は通常、電力が実際に消費者に送られる前の分配グリッドの最外要素である。メータは、柱上変圧器からの電力が消費者に送られるポイントに取り付けられる。柱上変圧器は、メータのように、三相又は単相であることができる。
【００５２】
従来、メータの読み取りは、電気事業で生じる最大運営コストの１つであった。当初の電気メータは、毎月、手動で検査されて、電気課金プロセスを実行させる光学読み出しを有するアナログデバイスであった。１９７０年代に始まり、メータデータをデジタル化し、その収集を自動化するメカニズムが展開され始めた。これらのメカニズムは、メータが、メータリーダが担持するデバイスにより受信される近距離無線信号を使用して現在の読み取り値をブロードキャストする歩行又は車で立ち寄るシステムから進化した。これらの初期システムは、自動メータ読み取りシステム又はＡＭＲとして知られていた。後に、メッシュ構成での近距離ＲＦリピータと、読み取り値集計を輸送するブロードバンドバックホール手段を備えた収集点との組合せを利用した様々な専用データ収集ネットワークが展開され始めた。やがて、双方向ページング技術及びセルラ通信を使用した双方向専用収集ネットワークも、独立システムとして、又は複雑な専用データ収集システムの一部として展開された。
【００５３】
これらのネットワークは、ユーティリティサービスセンタでの「計測ヘッドエンド」と、一般に高度計測基盤又はＡＭＩと呼ばれるこのデータ収集ネットワークのエッジにおけるメータとの間で双方向通信することが可能であった。ＡＭＩは、読み取り値を頻繁に、通常は１５分毎等の頻度で収集して記憶することができ、略その頻度で展開全体にわたり報告することができる。ＡＭＩは、この特徴が小出しで使用される限り、オンデマンドで任意のメータを読み取ることができ、それと同様にオンデマンドで任意のメータを接続又は切断することができる。ＡＭＩメータは、省エネルギー、需要管理、及び可変レート課金を目的として、消費者デバイスに信号を渡すことができる。ＡＭＩネットワークは配電グリッドとは別個であるため、ＡＭＩメータは、グリッドトポロジの変更又はグリッドの特定の状況の変更を認識もしなければ、その影響も受けない。それにも関わらず、ＡＭＩの導入は一般に、スマートグリッドの開始であると見なされる。
【００５４】
配電基盤の多くの特性は、通信媒体としてグリッドそれ自体を使用する努力の成功を制限してきた。第１に、グリッドはノイズの多い環境である。グリッド上の負荷の状態変化並びにグリッドそれ自体での制御及び調整アーチファクトは、電力線にインパルスノイズを生じさせる。電気モータのような負荷の通常動作、全体負荷の単純な変動、及び周辺ＲＦノイズ（主に照明及び他の気象関連原因から）はまとまって大きなガウスノイズになる。
【００５５】
米国での典型的な変電所での測定ノイズフロアは、線基本周波数の最大振幅の約８０〜９０ｄＢ下にある。グリッドの複素インピーダンスは、周波数及び時間ドメインの両方にわたり変化する。これは、インピーダンスが増大する場合、グリッドでのより高電圧のポイントにあるオングリッド受電器での信号を損失させ得るか、又は代替的には、オングリッド送電器に、平均で必要なエネルギーよりも大きくのエネルギーを使用させることを強いる。
【００５６】
力率を最適化するためにグリッドに沿ったポイントに配置されるコンデンサバンクは、信号減衰を生じさせるおそれがある。これらのコンデンサバンクは、手動又は自動で変更される静的値又は動的値であることができる。最も重要なことに、変圧器はローパスフィルタとして機能し、特定の周波数を超える信号を劇的に減衰させる。有効通過帯域はあらゆる分配グリッドで同じではなく、その理由は、異なる構成及びタイプの変圧器が利用され、変圧器がそれ自体、基本周波数を超える指定周波数でフィルターするように意図的に調整されないためである。これらの変動は全て、伝送媒体としてのグリッドの周波数応答に影響する。
【００５７】
さらに、グリッドに変調電流信号を注入することにより、注入信号それら自体間に干渉が生じ得る。問題のある一現象はクロストークであり、この場合、ある電力線に注入された信号が別の線で検出可能である。クロストークが同じ給電線の２つ以上の位相で生じる場合、クロストークは、位相線は給電線の長さの大半で互いに沿って延びるため、誘導結合及び／又は容量性結合によって生じ得る。クロストークは、同じ変圧器コアの複数の位相巻線に起因しても生じ得、変電所での電力母線から離れる注入信号の反射によって生じ得る。
【００５８】
給電線と給電線のクロストークも測定されており、変電所での電力母線から離れる注入信号の反射によって生じ得る。以下に更に考察するように、変電所で受信される信号の振幅は、起点の給電線／位相よりもクロストークチャネル（給電線／位相）でより高いことがある（幾つかの周波数で）。米国及び世界での分配グリッドの複雑性、多様性、及び古さを所与として、予期し得るよりも基本周波数を上回る周波数でのこれらの現象についてはあまり知られていない。
【００５９】
図３は、処理要素がネットワークに対して存在する場所を示す、本発明の一実施形態のインテリジェントプラットフォームの論理ブロック図である。示される例示的なネットワークは、インターネット等の広域ネットワーク、ＡＭＩ、及び中電圧配電グリッド又は他のそのような媒体を含む。中電圧配電グリッドのエッジ又は内部接続点に接続されるのは、少なくとも１つのＤＴである。
【００６０】
図３は、システムを３つの地域又は階層に分割し得ることを示す。エッジ階層３０１は少なくとも１つのＤＴを含む。ＤＴ、例えば、ＤＴ３０５は、柱上変圧器３０３に配置されてもよく、又はＤＴ、例えば、ＤＴ３０４は、柱上変圧器の下の電力消費サイトに配置してもよい。
【００６１】
本発明は、エッジ階層と変電所階層との間に通信デバイス又は他の変更物を設置する必要がない。しかし、コンデンサバンク等の中電圧グリッドの特徴からデータを収集することが望ましい場合、ＤＴの変形をそこに設置し得る。そのようなＤＴは技術的になお、エッジ階層にあり、その理由は、特徴に配置される低電圧アウトレットから給電され、グリッド特徴が設置される中電圧線から直接給電されないためである。
【００６２】
なお図３を参照すると、変電所階層３０６は少なくとも１つの変電所受電器３０７を含み、変電所受電器３０７は、配電グリッドの中電圧基盤上に設置される任意の信号増幅器、バイパス機構、又はブリッジに頼らずに、エッジ階層内又は中間接続点でのＤＴから伝送を受信するように動作可能である。変電所受電器は、ローカルエリアネットワークを介してコンピュータプラットフォーム３０８に接続し、コンピュータプラットフォーム３０８は、インベントリ及びグリッドマップデータセットを維持し、データネットワークをプロビジョニングし管理するタスクを実行するソフトウェア３０９を記憶し実行する不揮発性コンピュータ可読メモリ及びＣＰＵを含む。不揮発性コンピュータ可読メモリを含むコンピュータプラットフォームが上述されているが、任意の多種多様なコンピュータプラットフォーム及びコンピュータシステム又はコンピュータシステムが、本発明の実施に使用可能であることを当業者は理解する。同様に、そのようなシステムが、本発明の利点をより十分に享受するように、既知であるか、又は既知になる任意の方法で変更可能であることを当業者は理解する。
【００６３】
さらに、コンピュータプラットフォームは、ソフトウェア３１０を記憶して実行し、ソフトウェア３１０は、変電所受電器３０７から受信されるメッセージと組み合わせてインベントリ及びグリッドマップデータを処理して、変電所受電器が単独で、入力データのみに基づいて検出することができる情報を超えるグリッドの状態についての情報を推測する。変電所受電器３０７とそれに関連するコンピュータプラットフォーム３０８との組合せは、給電線インテリジェンスモジュール（ＦＩＭ）とも呼ばれる。
【００６４】
本発明の実施形態では、変電所受電器３０７は幾つかのアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を含むが、典型的に、変電所受電器３０７の外部に配置されるＡ／Ｄ変換器として示されている。各Ａ／Ｄ変換器は、各給電線位相ループ導体上の予測センサに接続され、すなわち、各給電線の各位相がＡ／Ｄ変換器をサポートする。一実施形態では、給電線の位相から受信される信号は電流波形である。一手法では、Ａ／Ｄ変換器は、各給電線位相入力線（図４）上の各ＭＣＴの近傍に配置される。
【００６５】
ＦＩＭは、ＦＰＣＴの出力に接続されるＭＣＴを含む。そして、ＭＣＴの出力は、Ａ／Ｄ変換器の入力にそれぞれ接続される。望ましくは、Ａ／Ｄは、各給電線位相電流ループ上の各ＭＣＴの近傍に配置される。（図３）。一手法では、信号を処理する場合、変電所受電器３０７は、グリッドの基本線周波数での信号及びその整数高調波を無視する。
【００６６】
再び図３を参照すると、各配電用変電所は少なくとも１つの変電所変圧器を有する。変電所に接続される負荷のタイプ及び数に応じて、２つ以上の変電所変圧器が変電所に存在し得る。変電所変圧器及びそのトポロジ−変電所変圧器とその負荷との間にある回路及び特徴（変電所変圧器及びその負荷を含む）−は一般に、変電所ドメインと呼ばれる。例示的な事例では、システムは、各変電所変圧器に一意に関連付けられた変電所受電器３０７を含む。この例示的な事例では、変電所階層３０６は、２つの変電所受電器３０７に対応する２つの変電所ドメインを有する。他の手法では、変電所受電器３０７は、２つ以上の変電所ドメインにより共有されるか、又は変電所ドメインは２つ以上の変電所受電器を有する。
【００６７】
本発明の幾つかの実施形態では、変電所受電器のコンピュータベースの構成要素及びコンピュータプラットフォーム構成要素は、同じ処理サブシステムでホストされる。そのような実施形態では、変電所受電器とコンピュータプラットフォームソフトウェア構成要素との間でのデータ移送に使用される通信プロトコル（ＨＴＴＰ等）は、物理的なローカルエリアネットワークが必要ないにも関わらず、変更する必要がない。
【００６８】
一実施形態では、コンピュータプラットフォーム３０８は、データセンタ階層３１３内の集信装置３１２との通信を目的として、インターネット等の従来の広域ネットワーク３１１に接続する。本発明の幾つかの実施形態では、コンピュータプラットフォーム及び変電所受電器が同じ場所に配置されるか、それとも別個の処理サブシステムに配置されるかに関係なく、処理サブシステムは、システムの連続動作を保証するために、冗長クラスタで構成し得る。
【００６９】
再び図３を参照すると、特定の実施形態では、集信装置３１２は、変電所内のソフトウェアに類似するアーキテクチャを有するソフトウェアをホストする。そのようなアーキテクチャは、ソフトウェアサービスをＧＬＡの１つ又は複数のアプリケーション３１５に提供するネットワーク及びデータ管理構成要素３１４を含み得る。アプリケーションは、限定ではなく、ＪＭＳ、ＳＯＡＰ、及びＲＥＳＴ等の従来のネットワークベースのメッセージングプロトコルを使用して、地理情報システム（ＧＩＳ）３１６等の加入者アプリケーションに情報を発行する。
【００７０】
データ及びネットワーク管理構成要素３１４は、ＡＭＩネットワークに、エッジ階層３０１におけるＤＴ又は中間接合点にデータブロックをブロードキャストさせる目的で、ＡＭＩヘッドエンド３１７と統合し得る。データ及びネットワーク管理構成要素３１４は、標準プロトコル及び／又はプロプライエタリインタフェースを使用してＡＭＩヘッドエンド３１７と統合し得る。
【００７１】
本発明の他の実施形態は、代替の補助ネットワーク構成要素を利用し得る。例えば、変電所−エッジブロードキャスト機能及び／又は変電所からＤＴへの時間同期は、このためにＡＭＩを使用するのではなく、変電所での給電線に取り付けられる中電圧ＰＬＣ送信機により提供し得る。
【００７２】
同様に、配電用変電所を起点とするメッセージをブロードキャストする別個の無線送信機を利用することもできる。無線送信機は、変電所におけるコンピュータプラットフォームから送信機への通信路がある限り、物理的に変電所に配置する必要はない。単一の無線送信機が、複数の変電所での変電所−エッジチャネルとして機能し得る。変電所−エッジチャネルがＡＭＩではない場合、ＤＴのクロックの同期は、Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ  Ｅｄｇｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ｗｉｔｈｏｕｔ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅという名称の米国特許出願第１３／５６６，４８１号明細書に記載されるように提供し得、この特許出願は参照により本明細書に援用される。チャネルが時間スロット化されない（例えば、ＴＤＭＡ）本発明の実施形態では、クロック同期が必要ないことを当業者は理解する。
【００７３】
図４は、ＧＬＡネットワーク及びグリッドトポロジのエッジにおける典型的な配電用変電所装置の簡略ブロック図である。図４は、変電所変圧器４４２を含む配電用変電所４４０を含み、変電所変圧器は配電母線４３０に電気的に接続され、そして、配電母線は給電線位相線４２１に電気的に接続される。グリッドのエッジは、複数、例えば、ｎ個の給電線４１０を含み、各給電線４１０は３本の給電線位相線４２１を有する。各給電線位相線は通常、柱上変圧器４１４を通して負荷４１８に接続される。ＤＴ４１７は、柱上変圧器４１４の近傍に配置され、及び／又はＤＴ４１６はメータの隣に配置される／メータの一部である。配電用変電所４４０は、ループ４２６を通して給電線位相線４２１にそれぞれ電気的に接続されるＳＣＡＤＡ／保護継電器４２０も含む。ＦＩＭも、Ａ／Ｄ変換器４２２及びＭＣＴ４２４を通してループ４２６にそれぞれ電気的に接続される。
【００７４】
図４は、一実施形態において、ＦＩＭモニタが、ＭＣＴ、例えば、ＭＣＴ４２４をＳＣＡＤＡに既にあるＳＣＡＤＡ／保護中継ループ、例えば、ループ４２６又は保護継電器４２０に取り付けることにより、変電所変圧器４４２の低電圧側の給電線位相線４２１をいかに監視するかを詳細に示す。この結合方法では、変電所の動作を妨げずに、変電所受電器を配電用変電所に設置することができる。ホットスティッククランプオン電流変圧器等の他の結合方法が当分野で既知であり、本明細書に記載されるＳＣＡＤＡループへの二次結合の代わりに等しく利用し得る。幾つかの配電用変電所４４０は、ＳＣＡＤＡループ４２６を有さないことがあり、又は物理的な配置若しくは公共事業規制に起因して、既存のループにアクセスできないことがある。
【００７５】
図４は、Ａ／Ｄ変換器４２２へのＭＣＴ４２４接続も示す。Ａ／Ｄ変換器４２２は、ＭＣＴの出力から読み取られたアナログ電流信号をデジタル化し、ＭＣＴの出力は、ＦＰＣＴ４２５により測定される対応する給電線位相を通って流れる電流に比例する。特定の実施形態では、その結果生成されるデジタル信号は、１つ又は複数のＦＩＭスイッチ（簡潔にするために図４に示されていない）により１つ又は複数のＦＩＭスイッチ計算要素に伝達される。例示的なシステムでは、計算要素が、限定ではなく、従来のマイクロプロセッサベースのコンピュータ、デジタル信号プロセッサ、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ及び／又はグラフィックス処理ユニット等の他の信号処理デバイスのうちの１つ又は複数を含むことを当業者は理解する。特定の実施形態では、ＦＩＭは、必ずしも同じラックにある必要はない、変電所受電器の全ての電子回路を包含する。ＦＩＭスイッチは、Ａ／Ｄからの信号の収集を含め、幾つかの機能を実行する。ＦＩＭスイッチはまた、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接続を介して電力をＡ／Ｄ４２２に提供する。
【００７６】
電力グリッドを通信媒体として使用することに固有の多くの工学的問題にもかかわらず、電気事業者は基盤を既に所有しており、電気事業者がデータを収集する必要がある全てのポイントに存在するため、電気事業にとって魅力的な状態を保っている。電力線通信又はＰＬＣという総称下で、幾つかの中波電力線プロトコルが、スマートグリッド用途での使用に成功している。制限にもかかわらず、低周波システムは、無線システムの費用が法外に高い地方において市場浸透を達成している。
【００７７】
高周波通信は、信号を変圧器及びコンデンサバンクを渡れるようにするために追加の機器を必要とする。そのような信号は、地下ケーブルを通る通過によりかなり減衰するおそれがあり、架空線でＲＦ信号を放射することができる。したがって、この技術は広く利用されていない。
【００７８】
上述した高、中、及び低周波ＰＬＣ方法の問題又は制限は、２１世紀での米国におけるＡＭＩデータ収集のためのカスタムビルトの無線ネットワークの急速な開発に繋がった。高周波オングリッド方法は、高価すぎ、十分に信頼性が高くなく、誤差及び不確実性を伴いすぎて、商業的に実現不可能なことが証明されている。低周波方法は、低コストエッジ−変圧所送電器を用いて実施することができるが、これらは、近代のＡＭＩが必要とするデータ担持容量を欠いている。さらに、ＡＦＲＣのようなオングリッド低周波変圧所−エッジ送電器は、大きく、高価であり、都市設定での使用を制限する望ましくない副作用を有する。可能な一選択肢は、低周波エッジ−変圧所送電器と併せて高周波変圧所−エッジ送電器を使用することである。しかし、米国では、市場の力は、特に都市部及び郊外で無線ＡＭＩシステムを急速に浸透させた。
【００７９】
コスト制約及び未規制スペクトルの利用可能性が、ＡＭＩネットワーク内の低コストメッシュアーキテクチャの使用を決定付け、近隣の集信装置は、メータ群からデータを収集し、データセンタへのバックホールの従来の基盤（ＰＯＴＳ、ファイバ、又はセルラ）を使用する。メッシュアーキテクチャとは、使用されるＲＦ送受信器が個々に高いデータレートを有するにもかかわらず、エッジネットワークが容易に飽和することを意味する。これらのネットワークで利用可能なデータ担持容量の大半は、メータ間隔データの報告のみに使用され、ファームウェア更新及び需要管理等の用途での制御パケットに確保される容量は限られる。
【００８０】
既存のＡＭＩ基盤の有用性を制限する２つの主な要因がある。第１に、当然ながら、メッシュの容量制限である。第２のより重要な要因は、ＡＭＩネットワークが電気グリッドと調和しないことである。ＡＭＩネットワークは、グリッドの動作状態についてごく僅かな情報しか提供することができず、グリッドの図式構成についての知識は豊富ではない。これは、検針では不必要であるが、より高度なスマートグリッド用途では（省エネルギー、アセット保護、負荷平衡、障害分離、回復管理、並びに技術的及び非技術的損失特定のため）、様々なアセットの図式関係についての正確な情報（グリッドアセット、グリッドの幾つかのセグメントでの負荷及び状況、並びにバイモーダル及びマルチモーダルアセットの現在状態）が必要とされる。この情報は、同じアセットの地理空間ロケーションと共に、グリッドマップと呼ばれる。
【００８１】
事業者は通常、グリッドの２つのマップ又はモデルを維持する。物理ネットワークモデル（ＰＮＭ）は、グリッド上でのアセットの地理空間ロケーションを集計する。ＰＮＭは、現代のＧＰＳ技術のおかげで、変電所、コンデンサバンク、変圧器、及び個々のメータ等のポイントアセットに関してかなり正確である。不正確さは、修理又は変更が行われるときにマップを更新するのに失敗することから生じる。例えば、柱上変圧器は、街路拡幅の結果として街路の一方の側から他方の側に移動する場合がある。
【００８２】
長尺状のアセット、特に埋設ケーブルは、ＰＮＭにおいてうまく表されにくい。ＰＮＭは、設計通りのデータを含むことができるが、多くの場所で、ケーブルは、全地球測位技術が成熟する前に敷設されたため、その設計は地上レベルの調査に基づく。その後、元々のマップは、変更を反映するように更新されたものもあれば、更新されなかったものもある。これに続く地表の変更が、中電圧配電線がとる地理的経路を検証するという問題を複雑にしている。
【００８３】
第２のモデルは、グリッド構成要素の地理空間ロケーションを参照することなく、グリッド構成要素がいかに接続されるかを記述する論理ネットワークモデル、すなわちＬＮＭである。ＬＮＭは頻繁に変わる。修理の過程で、変圧器がタップ及び側線に取り付けられる方法並びにメータが変圧器に取り付けられる方法が変更される場合がある。そのような変更は、ＬＮＭ及びＰＮＭの両方に影響を及ぼす。
【００８４】
多くの事業者では、そのような変更は、フィールドエージェントによって手作業で記録される。手作業による報告は、ＬＮＭ及びＰＮＭにおいて更新されることもあるが、更新されないこともあり、更新される場合、メンテナンスがなされたときとそれが記録されたときとの間のタイムラグは様々である。さらに、多くのグリッド構成要素、特に調整器、スイッチ、及びリクローザは、非同期及び／又は自動的に状態を変える。これらの構成要素が、単にローカル制御システムの影響下にあるのではなく、データセンタに戻る通信を備えている場合を除き、そのような動的変更はＬＮＭにおいて反映されない。しかし、動的変更は実際に、電力経路、分配グリッドの他の構成要素に対する負荷及び環境ストレス、並びに消費者へのサービスレベルに影響を及ぼす。
【００８５】
（実際の）グリッドマップの重要であるが確実には分かっていない態様の例は、各メータが現在給電される給電線及び位相である。他の重要な要因としては、各給電線の各位相への、特にグリッドの下位分枝（側線）への位相対的負荷、各メータに供給される実際の電圧、グリッドのエッジに沿った力率、及び変圧器で消費電力の全てが計測されるか否かが挙げられる。さらに、特に停電を生じさせた気象事象後のスイッチセット、局所接続、又はヒューズ等の保護デバイスの状態を知ることが重要である。
【００８６】
もしこの情報が確実に分かれば、事業者は、エネルギーを節減し（そこからの節減エネルギーの多くは消費者に渡る）、メンテナンスコストを節減し、現場での機器の寿命を延ばし、事業者機器及び消費者機器の効率及び寿命を改善し、停電を回避し、不可避的な停電後の回復時間を短縮し、フィールドエンジニアの操業安全性を改善することができるであろう。
【００８７】
自動化された動的グリッドマッピングの問題は、無線スマートメータにより解決されない。事業者間のコンセンサスは、ＬＮＭの変動性が、グリッドマップの変化する属性を測定し、監視するためにフィールドエンジニアを使用することが一般に、費用対効果がないか又は実行可能な解決策でないようなものであるということである。
【００８８】
事業者は、日常的に消費者に線間電圧を過剰給電して、負荷変動、家庭内配線内の電力損失等により、一部消費者の供給が、建物内部の個々のアウトレットにおいて、家電等に一般に最適である１１０ｖＡＣ実効電圧未満に降下する結果にならないことを保証する。十分に計装されたきめ細かな保全電圧調整システムの目標は、米国において典型的な２４０ＶＡＣ供給の一方のレッグから中性点まで測定される１１４ＶＡＣまで、単相メータでの典型的な実効電圧を低減することであり得る。
【００８９】
コスト上の制約もまた、あらゆる中電圧フィールドアセットにＳＣＡＤＡ又は他の計装を配置することが非実用的であることを決定づける。分配グリッド上の「タッチポイント」は、良かれ悪しかれ大方、エッジにおけるメータ及び変電所内の計装である。これは電力線通信の技法が再考されることを決定づけ、その理由は、電力線上を移動する信号を使用して、無線ＡＭＩにより検出不可能なグリッドマッピング情報の推測及び報告の両方を行うことができるためである。メータデータの報告に関しての無線ＡＭＩのユビキタスな存在は、グリッドマッピングシステムを代わりにサポートする低周波数のオングリッド送電方法のデータ担持容量の制限から解放されるという点で、有効なグリッドマッピング技術を探索することにおいて利点として考えることができる。しかし、エッジにおいて低コストであり、ＡＭＲ又はＡＭＩと共存し、オングリッド送電の、先に述べた落とし穴のいずれも引き起こさない送電方法を特定することが望ましい。このような落とし穴としては、エッジと変電所との間でのリピータ等の中間デバイスの要件、許容できないフリッカー、ＲＦ干渉、インパルスノイズ等も挙げられる。最後に、送信機の駆動に消費されるエネルギーは、得られる任意の金銭的利益を低減させるため、送信に必要とされる電力はごくわずかでなければならない。
【００９０】
最後に、グリッドの図式トポロジは、通知又は記録なしで変更を受ける。したがって、信号のソースは容易に識別できないことがある。したがって、かなり高速であり、かなり低コストの解決策に、グリッドの図式トポロジの変更を常時、定期的に、又は散発的に決定し、及び／又は信号ソースの図式ロケーションを解明させることが望ましい。さらに、これらの図式ロケーションを確立した後、分析して、例えば、グリッドの異なる要素に接続するセグメント等の分配グリッドの他の態様についての情報を決定することができる情報が利用可能であるという財産がある。
【００９１】
データ通信では、専用媒体を通信デバイス間に有することが可能である。本発明に関しては、２つ以上のデバイスは特定の通信媒体を共有する。この構成は「多重アクセス」と呼ばれる。すなわち、多重アクセスは、２つ以上の送信機が、ある送信機からの信号が別の送信機の信号に破滅的に干渉せずに、同じ送信チャネルを使用可能なことを意味する。本発明の目的では、送信設備及び受信設備を単一のデバイス内に包含し得ることが理解される。
【００９２】
送信機の駆動に使用されるエネルギーは、得られるエネルギー節減の恩恵を低減させるため、理想的には、電力線通信伝送が必要とする電力はごくわずかでなければならない。幾つかのＰＬＣ方法は、適応無線変調技法、例えば、ＤＰＳＫと、チャネルアクセス方法、例えば、ＴＤＭＡとを分配グリッドの媒体に適応させる。ＴＤＭＡでは、チャネルは時間の経過に伴って循環して分割され、チャネルを共有する各送信機には、その送信機が一意に、送信することが許可されているサイクル中の特定の時間スロットが割り当てられる。ＴＤＭＡでは、全ての送信機が、あるチャネルアクセス機の送信が別のチャネルアクセス機の送信に重ならないのに十分に小さな許容差内で互いと同期されるシステムクロックを有することが必要とされる。一般に、送信機は、チャネル上の他の送信機及び他の送信を認識せず、送信機は、その送信機が提供する送信のみを認識する。したがって、実施態様では、同じ時間スロット上で送信している２つの送信機が、それら２つの送信機からの各送信で競合することが生じる。したがって、かなり高速でかなり低コストな解決策に競合を解決させることが望ましい。
【００９３】
手法では、ＤＴは、関連付けられたメータから給電線及び位相（給電線位相）を介して変電所受電器に情報を送信する。
【００９４】
時間スロットメッセージングを実施するシステムでは、全ての時間スロットを結合した長さの確立された期間がある。幾つかのシステムでは、期間は動的であることができ、動作中に変更することができ、そのため、システム上の全ての要素に変更を通知し、古い期間から新しい機関に調整する必要がある。多くのシステムでは、結合時間スロット期間は２４時間である。時間スロットの長さも確立され、多くのシステムで、時間スロットの長さも動的に変更することができる。手法では、各送信チャネルは、時間フレームに論理的にセグメント化することができる結合時間期間を有し、そして、各時間フレームは、個々の時間スロットに論理的に更にセグメント化することができる。
【００９５】
ＴＤＭＡ及び他の多重アクセス通信によれば、送信デバイスに１つ又は複数の一意の時間スロットが割り当てられて、２つ（以上）の送信デバイスが送信信号を略同じ時間に送信する可能性を低減する。本発明の態様では、コンピュータプラットフォーム又はコンピュータプラットフォームと協働する別のより高レベルのコンピュータシステムは、時間スロットを配電用変電所の下流にある各ＤＴに割り当てる。したがって、所与のドメイン内の各ＤＴは、情報をコンピュータプラットフォームに送信するための１つ又は複数の一意の時間スロットを有する。したがって、コンピュータプラットフォームが、特定のドメインでの特定の時間スロット中、信号を受信する場合、コンピュータプラットフォームは、高い確度でどのＤＴが信号を送信したかを決定することができる。
【００９６】
ＤＴは通常、データ処理機能に加えて、適切な通信（例えば、ＡＭＩ、ＰＬＣ、セルラ等）に必要な回路、データ収集回路、及び不揮発性メモリを含む。論理ネットワークモデルを物理ネットワークモデルに関連付ける手段に加えて、ＤＴを同期させ、及び／又は他のＤＴからの送信と衝突しないようにスロット分割されたチャネルでの送信を同期させるために、ＧＰＳ信号又はＮＴＰ時間ベースを使用し得る。
【００９７】
ＤＴは、動作可能になると、プロビジョニングされ、それにより、ＤＴは一般に、例えば、スマートメータ内のＡＭＩ論理に問い合わせることにより、ネットワークシステム時間が利用可能な場合には、ネットワークシステム時間を取得し、プロビジョニング要求をフォーマットし、符号化し、プロビジョニング要求及びアラートに確保されたエッジ−変電所チャネル上で送信する。変電所受電器は、プロビジョニング要求を検出すると、ＡＭＩ又は利用可能なオングリッド若しくは無線変電所−エッジチャネルのいずれかを介してプロビジョニング応答を送信させ得る。好ましい配電システムでは、ＤＴは、グリッド上で動作可能になると、情報がプロビジョニングされる−ＤＴは、コンピュータプラットフォームから動作情報を要求する。これに応答して、コンピュータプラットフォームは、ＤＴが送信する情報のタイプ及び１つ又は複数のスロット割り当てを記述する情報を含むが、これに限定されない動作情報をＤＴに提供する。
【００９８】
ＤＴに、スロット割り当てと、適切な場合にはチャネルとが割り当てられると、ＤＴは常に、コンピュータプラットフォームから幾つかの更なる命令を受信するか、又はエラーが生じるまで、そのチャネル上のそのスロット割り当て中に送信する。実施形態では、各ドメインは一般に、１つの送信周波数チャネルを利用するが、ドメインは、ドメインの構成に応じて複数のチャネルを利用し得る。仕様に利用可能なチャネル数を限られ得るため、ドメインは、システム内の別のドメインと同じチャネルの１つ又は複数を使用中であり得る。
【００９９】
上述したように、本発明は、送電媒体にわたるデータ信号通信を提供する。そのような通信は、上述したあらゆるシステムドメインにわたり展開することができる。しかし、最も典型的には、本通信は、様々な変電所ドメインにわたり行われる。したがって、例示的を目的として、本考察は主に変電所ドメイン通信を扱う。
【０１００】
ＤＴ及び変電所受電器により実施される方法は、信号が変電所受電器で受信され、変電所受電器が、信号を送信した特定の給電線の電気位相を推測することができるように、配電用変電所の供給エリア内の少なくとも１つのＤＴから送信される電流信号のチャネル化及び変調を提供する。信号は、チャネルと呼ばれる周波数スペクトルの広帯域で送信されるが、チャネルの周波数帯域は、周波数が、エッジ送信機に給電する柱上変圧器のローパス閾値よりも低くなるように選択される。方法では、信号の注入に必要な電力はごくわずかであり、したがって、変調された信号は、ＲＦスペクトルでエネルギーを放射せず、すなわち、送信機近傍のデバイスにフリッカー若しくはハムを生じさせず、又はオングリッドメッセージングの従来技術による方法の他の望ましくない特徴をいずれも示さない。方法は、ドメインの使用を通して全てのグリッドトポロジで機能し、最大の変電所であっても完全にカバーすることができるように、変電所変圧器毎に十分な数のＤＴをサポートすることができる。結果としてシステムは完全にスケーラブルになる。
【０１０１】
実施形態では、変電所受電器は、送信を完全に処理すると、メッセージが送信された位相及び給電線、メッセージが送信されたチャネル、及びその送信に使用された変調方法のパラメータの指示等の受電器論理により推測されるメッセージについての任意の追加情報と共に、復号化された送信をパッケージする。変電所受電器は、ＨＴＴＰ等の通常のＴＣＰ／ＩＰベースのプロトコルを使用して、メッセージパッケージ全体を変電所のコンピュータプラットフォームに転送する。
【０１０２】
上述したように、配電グリッドは、計画された動的変更及び計画されない動的変更をかなり受ける。分配グリッドの回路は、手作業、半自動、又は自動的に変更することができる。例えば、架線作業員は、変圧器を街路の一方の側から街路の他方の側に移動させ得、したがって、変圧器がどのＤＴに接続されるかに影響を及ぼし得る。リクローザは、短期電力損失を補償するように、分配グリッド内の回路を変更するようにプログラムすることができる。これらの変更は、通常、変更の原因に応じて様々な長さの時間にわたり得る。例えば、短期電力損失に起因するリクローザにより生じる変更は一般に、短期変更である。変圧器を移動させることによる変更は、長期変更になりがちである。
【０１０３】
分配グリッドの変更の複雑性は、正確な記録が一般に、変更を生じさせた人物又はエンティティによって維持されないという点で、複雑であり得る。例えば、架線作業員は、ある回路から別の回路への変圧器の変更を常に正確に記録し報告するわけではないことがある。したがって、関連するコンピュータプラットフォームは、変圧器が接続された回路を認識しない。さらに、回路（又はその一部）は、あるドメインから別のドメインに移動し得る。変更された変圧器に関連付けられたＤＴは、あるドメインから第２のドメインに移動した場合、そのＤＴは、前に第２のドメインに存在した別のＤＴと同じ時間スロットで送信中であり得る。これにより競合が生じる。分配グリッドでは、図２に関して明らかであるはずのように、ドメインのある給電線／位相のある下位回路を異なるドメインの別の給電線／位相に切り替えることが可能である。したがって、前は独立して動作していたドメインはここでは、少なくとも部分的に結合される。したがって、移動し、現在ではこの新しいドメインにあるＤＴは、結果としてのドメインに既に存在した他のＤＴと同じ時間及び同じチャネル上で送信中であり得る。これは複数の競合を生じさせ得る。
【０１０４】
別の態様では、回路上のデバイスの動作は動的に変更し得る。例えば、ＤＴは、内部タイミングメカニズムに頼り、信号をいつ送信するかを決定する。ＤＴのタイミングメカニズムはドリフトし得るか、又はＤＴのタイミングに影響を及ぼす何らかの他の回路問題は、システム若しくはドメインの残りの部分と同期せずに情報を送信させる。このＤＴからの送信が同期しない場合、同期した別の送信と時間スロットが送信は少なくとも部分的に重複しがちであり、２つの信号間に競合を生じさせる。
【０１０５】
更に別の態様では、多くの既存の配電システム及び計画中及び建造中の配電システムでは、分配グリッドにわたり分散したＤＴがある。ＤＴは、信号の送受信の両方が可能であるが、例えば、配電用変電所におけるコンピュータシステムである集信装置に、主にアウトバウンド通信を提供するように設計される。ＤＴは通常、動作中の状況への認識が限られた「データ処理能力のない」デバイスである。例えば、ＤＴは通常、信号を送信中の他のＤＴのいずれも認識しない。したがって、ＤＴは、信号を送信しているとき、少なくとも部分的に別の下流の送電器からの送信の上で送信中であり得ることを認識しない。
【０１０６】
プロビジョニングスキーム（新たに設置されたＤＴのプロビジョニング）は、クロストークの問題を予期して最小化し、各ＤＴから受信されるメッセージを階層的に処理する論理手段を変電所受電器、変電所のコンピュータプラットフォーム、及び集信装置に提供する。この情報を使用して、スイッチ、リクローザ等のグリッド上の様々なデバイスの状態及び／又は電力線内の故障を推測することができる。送信の他の属性は、ＤＴ上のファームウェア及び計装により動的に決定される。例えば、送信時に使用される電力は、送信直前に測定される線のインピーダンスに関連し得る。
【０１０７】
態様では、少なくとも１つのＤＴのそれぞれに記憶されたプログラムは、エッジ−変電所ＧＬＡネットワークをＡＭＩ等の隣接ネットワーク及びスマートメータプラットフォームそれ自体のネイティブインテリジェンスに統合する。ＤＴは、ローカルネイティブスマートメータインテリジェンスをポーリングして、電流、電圧、及び位相角等の局所データを取得することができる。次に、ＤＴは、収集されたデータポイントから結果を導出する。
【０１０８】
ＤＴは、収集されたデータ及び／又は収集されたデータの導出結果を変電所受電器に送信し得ることを動作可能なポリシーが決定付けるまで、記憶されたプログラム内に含まれるポリシー及びアプリケーションアルゴリズムに従って、収集されたデータを記憶、圧縮、及び／又は処理する。これらのポリシーベースの「導出結果」は、ＤＴの「アプリ」として考えることができ、時折改変又は変更することができる。
【０１０９】
スロット分割されたチャネル及び／又は時間スケジュールされた送信ポリシーが使用される場合、ＤＴは、システムクロックを同じ供給エリア内の他のＤＴと既知の許容差内で同期する方法を必要とし得る。実施形態では、各ＤＴは、ローカルメータ又はＡＭＩネットワークをポーリングして、スケジュールされた送信を行わなければならないときを決定するのに使用するＡＭＩネットワーク時間を取得し得るとともに、ＤＴ上のグリッドロケーションアウェアインテリジェンスに意図される、ＡＭＩを介して受信されるデータブロックを取得し得る。そのようなデータブロックは、ＤＴの続く挙動に影響を及ぼすファームウェア更新及びネットワークポリシー又はプロビジョニングの変更を含み得る。さらに、別の態様では、ＤＴは、無線ブロードキャスト信号に基づいて同期し得る。更に別の態様では、同期方法が利用可能ではない場合、チャネルアクセスは、タイムスロットに全く基づかないことがある。これは、ネットワークのデータ単位機能を低減するが、データを提供するシステムの能力に影響しない。幾つかの実施形態では、ＤＴは全地球測位（ＧＰＳ）受信機を含み得る。このＧＰＳ信号は、論理ネットワークモデルを物理ネットワークモデルに関連付ける手段を提供することに加えて、ＤＴの同期に使用し得る。
【０１１０】
一実施形態では、コンピュータプラットフォーム及び集信装置は、事業者のＰＮＭ及び／又はＬＮＭから個々に抽出することができるか、又はＤＴからのリポートから全体的に蓄積することができる２つのマスタデータテーブルを維持する。これらのデータテーブルは、検出された全てのＤＴのテーブルであるインベントリと、ＬＮＭと同様にグリッドのトポロジ及び状態の図式表現であるグリッドマップとである。
【０１１１】
変電所のコンピュータプラットフォームでのグリッドマップ及びインベントリは、部分的に、少なくとも特定の時間に変電所がアクセス可能なグリッドの部分のみを表し得る。集信装置でのグリッドマップ及びインベントリは一般に、事業者の全体供給エリアを表すが、ＤＴを有する供給エリアの計装が不完全である場合、グリッドマップ中のギャップが存在し得る。実施形態では、変電所でのコンピュータプラットフォームは、ＤＴから任意のメッセージを受信する場合、メッセージ内のメッセージ及び変電所受電器により推測されるメッセージエンハンスメントをインベントリ及びグリッドマップ内のデータと比較する。コンピュータプラットフォームでの論理及びポリシーを使用して、グリッドマップ及びインベントリのローカルコピーを更新する必要があるか否か及びマスタのグリッドマップ及びインベントリを更新するために、更新を集信装置に送信しなければならないか否かを決定する。コンピュータプラットフォームで実効のあるポリシーにより、そのように決定付けられる場合、エッジから収集されたデータも集信装置に転送される。そして、集信装置は、どの事象及びスケジュールされたリポートが他のデータセンタアプリケーションに公開されなければならないかを決定付けるポリシーを実行する。
【０１１２】
チャネル化の考察に付け加えて、態様では、図５は、期間の一部のスロット構造を示す。スロット構造は、第１及び第２のチャネル４５２を有する１つのフレーム４６２を示し、各チャネルは６つの時間スロット４５２を有する。実施形態では、各チャネルの時間スロット４５２のうちの５つ、すなわち、時間スロット１〜５は、ペイロードスロット又は同期スロットである。各チャネルの６番目のスロット、すなわち、時間スロット６は非同期スロットである。同期時間スロットは一般に、スケジュールされた送信、例えば、スロット送信に使用される。非同期時間スロットは、他のスケジュールされない送信に使用される。非同期時間スロットは、例えば、ＤＴが最初に、システムで始動し（初期プロビジョニング）、オングリッド通信を使用してメッセージをＦＩＭ又は時間スロット割当を要求する他の適切な要素に送信するとき、使用される。
【０１１３】
時間スロットについて、データバースト部４５６及びバースト間隔４５８を有することに関して更に説明する。例示的な手法では、データバースト部４５６の長さは概ね５秒であり、バースト間隔は約１秒であるが、既知のように、異なる時間割り振りを実施することもできる。チャネル１及び２は、スケジュールされた編成として示されている。チャネル１は、時間スロット１にＤＴ  ＨＲ１０１、時間スロット２にＤＴ  ＨＲ１０２、時間スロット３にＤＴ  ＨＲ１０３、時間スロット４にＤＴ  ＨＲ１０４、時間スロット５にＤＴ  ＨＲ１０５、及び時間スロット６に非同期を指定したとして示される。チャネル２は、時間スロット１にＤＴ  ＨＲ２０１、時間スロット２にＤＴ  ＨＲ２０２、時間スロット３にＤＴ  ＨＲ２０３、時間スロット４にＤＴ  ＨＲ２０４、時間スロット５にＤＴ  ＨＲ２０５、及び時間スロット６に非同期を指定したとして示される。２つ以上のチャネルが示されているが、システムは１つのみのチャネルを利用してもよい。
【０１１４】
図６は、図５の時間スロットのバーストプロファイルをより詳細に示す。示されるように、バーストは、指定されたバースト時間、例えば約５秒及びバースト方向、例えばバーストの右側での開始及び左側での終了を有する。手法では、バーストプロファイルは２つの構成要素部分、例えば、ヘッダー及びテールに分割することができる。データバーストのヘッダー４７２は通常、システム情報を含む。例えば、ヘッド又はヘッダーは、グリッドロケーションアウェアネス及び復調器同期のコンピュータシステムにより使用されるプリアンブルデータを提供する。態様では、ヘッダーは、ＦＩＭによる検出に使用される特徴づける信号を含む。データバーストのテール４７４は、ペイロードデータ、例えば、アドレスデータ、制御データ、ＣＲＣデータ、電圧データ、及び／又は他のタイプのデータを提供する。
【０１１５】
説明されるチャネルの数及び編成は、単なる例である。幾つかの変電所では、１つのみの信頼性の高いチャネルが利用可能であり得る。チャネル数に関係なく、複数の時間スロットを変更（例えば、非同期メッセージ）に確保し得、一方、他の時間スロットはスケジュールされる。一実施形態では、単一のチャネルが、１２，０００のＤＴが一日に一度送信できるようにするのに十分である。ＤＴの数、スケジュールされる送信の周期、利用可能な非同期スロットの数、スケジュールされるスロット及び非同期スロットのサイズ、並びに必要とされるチャネル数が全ての相互に関連することが、当業者には明らかなはずである。
【０１１６】
態様では、コンピュータシステムは、ＤＴが提供しているデータを動的に変更することができる。さらに、ＤＴによる単一の送信で送信されている情報量が低減する場合、周期を増大させることができる。これは、技術的損失若しくは非技術的損失（窃盗）の検出等の特定の用途において又は暴風雨のダメージを容易に検出するに当たり有用である。
【０１１７】
現在、電力会社は、電力会社に電話を掛けてクレームを言う顧客に基づいて、電力損失を知る。電力会社は、電話呼を場所に相関付け、修理クルーを特定された場所に送る。相当数の顧客が電話を掛けるならば、電力会社は、停電のより高レベルの原因、例えば、位相、給電線、又は変電所故障を調べる可能性が高くなる。逆に、電力企業には一般に、顧客の電力が回復するときは通知されない。その結果、電力企業は通常、車を走らせ、観測するために作業員を送り出すという手段に頼る。したがって、暴風雨モードでＤＴを使用しているコンピュータシステムは必ずしも、通常、ＤＴで収集され記憶される電圧レベル又は他のデータについて気にする必要がなくてよく、気にする必要があるのは、ＤＴが依然として電力を有することを示す、ＤＴが送信中であることのみであり得る。このデータ量の低減は、スケジュールされる時間スロットの低減に繋がり、そして、期間中の時間スロット数が増大する結果となり、したがって、ＤＴによる報告が高速になる。１つ又は複数のＤＴがコンピュータシステムにより受信されない場合、何かが故障している−恐らくは気象に起因して。１つ又は複数のＤＴによる送信の有及び／又は無は、回路故障推測に使用することができる。例えば、コンピュータシステムは、時間スロット２２２、スロット２３５、及びスロット９８７が同じ回路上のＤＴに対応することが分かり、コンピュータシステムが、それらの各時間スロット中、それらのデバイスからいかなる情報も受信していない場合、コンピュータシステムは、回路全体が故障したと推測することができる。回路故障の高速特定は、より高速のシステム分析及び補正に繋がることができる。
【０１１８】
ＤＴが設置され、コンピュータシステムとのその動作の同期プロセスを含め、動作可能になると、ＤＴはメッセージをＦＩＭに送信し、これは集信装置システム、より具体的にはネットワーク及びデータ管理構成要素に転送される。ネットワーク及びデータ管理構成要素は、スロット割り当てを要求したＤＴのスロット割り当てを決定し、そのスロット割り当てをデータベースに記録し、下流無線リンク又は他の適切な方法を使用して、そのスロット割り当てを下流のＤＴに転送する。ＤＴは、スロット割り当てを受信すると、スロット割り当て情報を不揮発性メモリに記憶し、好ましくは上流無線リンクを通して、肯定応答信号を元のネットワーク及びデータ管理構成要素に送信する。ＤＴが、期間毎に複数の送信を有して、例えば、２つ以上のスロットで送信するようにスケジュールされる状況では、要求された全ての数のスロットにスロットが割り当てられるまで、同様のプロセスを利用して、（別の）スロット時間及びフレームを要求する−要求、受信、及び肯定応答。
【０１１９】
ＤＴの論理フローの開始及びスロット割り当てを示すフローチャートを図７に示す。
【０１２０】
セグメントＳ２００において、プロセスは開始する。プロセスフローはセグメントＳ２０２に続く。
【０１２１】
セグメントＳ２０２において、ＤＴは電源投入を開始する。手法では、ＤＴは、スロットタイミング情報を要求する電力グリッド通信システムの非同期チャネルを使用してメッセージを送信する。プロセスフローはセグメントＳ２０４に続く。
【０１２２】
セグメントＳ２０４において、ＤＴはスロットタイミング情報を取得する。プロセスフローはセグメントＳ２０６に続く。
【０１２３】
セグメントＳ２０６において、ＤＴは、スロット割り当て情報がその永続的メモリに記憶されているか否かを調べる。スロット割り当て情報が永続的メモリに記憶されている場合、プロセスフローはセグメントＳ２２０に続く。スロット割り当て情報が永続的メモリに記憶されていない場合、プロセスフローはセグメントＳ２０８に続く。
【０１２４】
セグメントＳ２０８において、ＤＴは、好ましくはオングリッド通信メカニズムを使用して、好ましくは非同期ペイロードスロットを使用して、変電所受電器を経由してプロビジョン要求を上流処理システム、例えば、ネットワーク及びデータ管理構成要素に送信する。プロセスフローはセグメントＳ２１０に続く。
【０１２５】
セグメントＳ２１０において、ＤＴは、固定再送信タイマ及びランダム再送信タイマを開始する。プロセスフローはセグメントＳ２１２に続く。
【０１２６】
セグメントＳ２１２において、ＤＴは、スロット割り当てが、好ましくはＲＦリンクを通して受信されたか否かを調べる。スロット割り当てが受信されている場合、プロセスフローはセグメントＳ２１６に続く。スロット割り当てが受信されていない場合、プロセスフローはセグメントＳ２１４に続く。
【０１２７】
セグメントＳ２１４において、ＤＴは、固定＋ランダム時間に起因した時間切れがあるか否かを調べる。時間切れがある場合、プロセスフローはセグメントＳ２０８に続く。時間切れがない場合、プロセスフローはセグメントＳ２１２に続く。
【０１２８】
セグメントＳ２１６において、ＤＴはスロット割り当てを永続的メモリに記憶する。プロセスフローはセグメントＳ２１８に続く。
【０１２９】
セグメントＳ２１８において、ＤＴは、好ましくは上流無線を経由して信号肯定応答をプロビジョン要求の受信者に送信する。プロセスフローはセグメントＳ２２０に続く。
【０１３０】
セグメントＳ２２０において、ルーチンが終了し、プロセスが終了する。
【０１３１】
したがって、プロセスの終了時、ＤＴは、スロット割り当てのプロビジョン要求を要求して受信しており、情報を永続的メモリに記憶している。２つ以上のスロット割り当てを有することが指定されるＤＴでは、上記プロセスは、要求された各スロット割り当てに対して繰り返される。
【０１３２】
本発明の手法では、データ及びネットワーク管理構成要素は、各ＤＴへの情報のプロビジョニング情報の直接又は間接的な提供を含め、ＤＴの管理を担う。好ましい手法では、ＤＴには、疑似ランダムベースで所与のフレーム及びスロットの１つ又は複数のスロット割り当て、例えば、スケジュールされたペイロードスロット割り当てが提供される。第１のスロット割り当てはランダムであり、乱数生成器へのシードは、ＤＴからのプロビジョニング要求の受信時までに提供される。ランダムに生成される第１のスロット割り当てをデータ及びネットワーク管理構成要素と比較して、計算されたスロットが既に割り当てられているか否かを調べた後、プロセスは、利用可能なスロットが決定されるまで、繰り返される。好ましい手法では、複数のスロット割り当てが提供されて、時間スロット期間、例えば、２４時間にわたり多少なりとも等しくスロット割り当てをスケジュールするが、特定のスロットはなお、疑似ランダム生成される。この疑似ランダムスロット割り当て方法論は、２つの回路が事前知識なく互いに積み重ねられた場合、タイミング割り当てでの競合数が低減し、そして、競合を解決する必要性及び解決に要する時間も同様に低減する可能性を低減する。一実施形態では、データ及びネットワーク管理構成要素は、オングリッド通信を介してＤＴからプロビジョン要求を受信する。データ及びネットワーク管理構成要素は、上流及び下流ＲＦリンクを介してスロット割当を提供するが、任意の適切な通信システムをスロット割り当てメッセージに利用することができる。
【０１３３】
図８は、プロビジョン要求を提供したＤＴにスロットを割り当てる方法論の例示的な論理フローを示すフローチャートである。
【０１３４】
セグメントＳ５００において、プロビジョンプロセスが開始される。プロセスフローはセグメントＳ５０２に続く。
【０１３５】
セグメントＳ５０２において、ＤＴからのプロビジョン要求は、データ及びネットワーク管理構成要素により受信される。この要求は一般に、変電所受電器を経由してデータ及びネットワーク管理構成要素により受信され、そして変電所受電器は、オングリッド通信を経由して要求を受信する。プロセスフローはセグメントＳ５０４に続く。
【０１３６】
セグメントＳ５０４において、データ及びネットワーク管理構成要素は、Ｒｏｕｎｄ＿Ｔｒｉｐ＿Ｔｉｍｅｒ（往復時間タイマ）及びＢａｃｋｇｒｏｕｎｄ＿Ｔａｓｋ＿Ｔｉｍｅｒ（バックグラウンドタスクタイマ）をクリア−リセットする。プロセスフローはセグメントＳ５０６に続く。
【０１３７】
セグメントＳ５０６において、データ及びネットワーク管理構成要素、例えば、ＶｉｒｔｕＧｒｉｄ（ＶＧ）は、例えば、ＤＴにスロットがいかに、例えば、何個のスロットがＤＴに割り当てられるべきかを決定するＮｕｍ＿Ｓｌｏｔｓ＿ＤＴを参照する。プロセスフローはセグメントＳ５０８に続く。
【０１３８】
セグメントＳ５０８において、初期スロット割り当て、例えばＳｌｏｔ＿Ａｓｓｉｇｎｅｄが、プロビジョン要求が受信された時間、利用可能なスロットの最大数、変電所ドメイン、及び変電所移送ドメインのランダム化関数に基づいて決定され、次に、結果はスロット割り当て範囲に対して正規化され、例えば、スロットは、ｆRAND1（Ｐｒｏｖ＿Ｒｅｑ＿Ｔｉｍｅ，Ｍａｘ＿Ｓｌｏｔｓ，ＳＤ，ＳＴ）のランダム関数であり、ここで、ＳＤは変電所ドメインであり、ＳＴは変電所変圧器ドメインである。プロセスフローはセグメントＳ５１０に続く。
【０１３９】
セグメントＳ５１０において、スロット割り当て、例えば、Ｓｌｏｔ＿Ａｓｓｉｇｎｅｄは、例えば、ＶＧにおいてＤＴに確保される。プロセスフローはセグメントＳ５１２に続く。
【０１４０】
セグメントＳ５１２において、データ及びネットワーク管理構成要素は、初期スロット割当が利用可能であるか否かを調べる。スロット割り当てが利用可能な場合、プロセスフローはセグメントＳ５１６に続く。スロット割り当てが利用可能ではない場合、プロセスはセグメントＳ５１４に続く。
【０１４１】
セグメントＳ５１４において、ＤＴのスロット割り当ては、データ及びネットワーク管理構成要素において解放される。プロセスフローはセグメントＳ５０８に続く。
【０１４２】
セグメントＳ５１６において、スロット割り振りは、好ましくはＲＦリンクを使用して、ＤＴに提供される。プロセスフローはセグメントＳ５１８に続く。
【０１４３】
セグメントＳ５１８において、プロセスは、システムクロック又は他のタイミングメカニズムが、Ｒｏｕｎｄ＿Ｔｒｉｐクロックに予め定義された値に達するまで待つ。プロセスフローはセグメントＳ５２０に続く。
【０１４４】
セグメントＳ５２０において、データ及びネットワーク管理構成要素は、ＤＴからプロビジョン肯定応答信号を受信しているか否かを調べる。肯定応答信号が受信されている場合、プロセスフローはセグメントＳ５２２に続く。肯定応答信号がＤＴから受信されていない場合、プロセスフローはセグメントＳ５２６に続く。
【０１４５】
セグメントＳ５２２において、データ及びネットワーク管理構成要素は、データベースにおいて、スロットがＤＴに割り当てられたことを確認する。プロセスフローはセグメントＳ５２４に続く。
【０１４６】
セグメントＳ５２４において、データ及びネットワーク管理構成要素は、ＤＴに要求されたスロット数、例えば、Ｎｕｍ＿Ｓｌｏｔｓ＿ＤＴが１よりも大きいか否かを調べる。数が１よりも大きい場合、プロセスフローはセグメントＳ５３２に続き、追加のスロットをＤＴに割り当てる。数が１以下である場合、プロセスフローはセグメントＳ５３４に続く。
【０１４７】
セグメントＳ５２６において、プロセスは、システムクロック又は他のタイミングメカニズムがＢａｃｋｇｒｏｕｎｄ＿Ｔａｓｋに予め定義される値に達するまで待つ。プロセスフローはセグメントＳ５２８に続く。
【０１４８】
セグメントＳ５２８において、データ及びネットワーク管理構成要素は、同じＤＴから受信された新しいプロビジョン要求があるか否かを調べる。新しいプロビジョン要求が受信されている場合、プロセスフローはセグメントＳ５３０に続く。新しいプロビジョン要求を受信していない場合、プロセスフローはセグメントＳ５１６に続く。
【０１４９】
セグメントＳ５３０において、データ及びネットワーク管理構成要素は、データベースにおいて、ＤＴに割り当てられたスロットを解放する。プロセスフローはセグメントＳ５０４に続く。
【０１５０】
セグメントＳ５３２において、システムは、１を超える必要とされる各スロット割り当てに対して、このスロット割り当て方法論又は例えば、図９を参照して後述する別のスロット割り当て方法論を繰り返す。全てのスロット割当が処理されると、プロセスフローはセグメントＳ５３４に続く。
【０１５１】
セグメントＳ５３４において、プロセスは終了する。
【０１５２】
したがって、プロセス終了時、データ及びネットワーク管理構成要素は、ＤＴのスロット割り当てを生成して提供し、スロット割り当てを受信したＤＴから肯定応答を受信している。
【０１５３】
複数のスロットをＤＴに割り当てる場合、図９が、プロビジョン要求を提供したＤＴに複数のスロットを割り当てる方法論の例示的な論理フローを示すフローチャートとなる。
【０１５４】
セグメントＳ６０２において、複数のスロットをＤＴに割り当てるプロセスが開始される。プロセスフローはセグメントＳ６０４に続く。
【０１５５】
セグメントＳ６０４において、スロットインデックスが、利用可能な最大スロットをこのＤＴにより要求されるスロット割り当て数で除算することにより決定される。例えば、Ｓｌｏｔ＿Ｉｎｄｅｘ＝Ｍａｘ＿Ｓｌｏｔｓ／Ｎｕｍ＿Ｓｌｏｔｓ＿ＤＴ。プロセスフローはセグメントＳ６０６に続く。
【０１５６】
セグメントＳ６０６において、ループカウントは１に等しく設定され、例えば、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＝１であり、Ｎ＿Ｓｌｏｔは、ＤＴに前に割り当てられたスロットに等しく設定され、データ及びネットワーク管理構成要素に記憶され、例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔ＝Ｓｌｏｔ＿Ａｓｓｉｇｎｅｄである。プロセスフローはセグメントＳ６０８に続く。
【０１５７】
セグメントＳ６０８において、ＤＴの（提案された）新しいスロット割り当ては、前に割り当てられたスロットにオフセットを加えたものに設定され、例えば、Ｎ＿ＳｌｏｔはＮ＿ＳｌｏｔにＳｌｏｔ＿Ｉｎｄｅｘを加えたものに等しく設定される。プロセスフローはセグメントＳ６１０に続く。
【０１５８】
セグメントＳ６１０において、システムは、スロットの数が許容可能なスロット割り当ての限度を超えるか否か、例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔが、Ｎ＿Ｓｌｏｔに割り当てることができるスロットの最大数よりも大きいか否か、又はＮ＿Ｓｌｏｔ＞Ｍａｘ＿Ｓｌｏｔｓであるか否かを調べる。Ｎ＿Ｓｌｏｔが大きい場合、プロセスはセグメントＳ６１２に続く。Ｎ＿Ｓｌｏｔが大きくない場合、プロセスフローはセグメントＳ６１４に続く。
【０１５９】
セグメントＳ６１２において、Ｎ＿Ｓｌｏｔは、Ｎ＿Ｓｌｏｔからスロットの最大数を差し引いたもの、例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔ＝Ｎ＿Ｓｌｏｔ−Ｍａｘ＿Ｓｌｏｔｓに設定される。プロセスフローはセグメントＳ６１４に続く。
【０１６０】
セグメントＳ６１４において、提案されたスロット割り当ては、提案されたスロットをプロビジョン要求時間、Ｎ＿Ｓｌｏｔ、及び窓サイズのランダム関数、例えば、Ｓｌｏｔ＝ｆRAND2（Ｐｒｏｖ＿Ｒｅｑ＿Ｔｉｍｅ，Ｎ＿Ｓｌｏｔ，Ｗｉｎｄｏｗ＿Ｓｉｚｅ）に設定することにより決定される。手法では、窓サイズは、次の理想的なスロット割り当て前後の不確実領域である。プロセスフローはセグメントＳ６１６に続く。
【０１６１】
セグメントＳ６１６において、データ及びネットワーク管理構成要素は、提案されたスロットをスロット割り当てデータベースと比較して、提案されたスロットが利用可能であるか否かを決定する。提案されたスロットが利用可能である場合、プロセスフローはセグメントＳ６２４に続く。提案されたスロットが利用可能ではない場合、プロセスはＳ６１４に続く。
【０１６２】
セグメントＳ６２４において、提案されたスロット割り当て、例えば、Ｓｌｏｔ＿Ａｓｓｉｇｎｅｄは、好ましくはＲＦリンクを経由してＤＴに送信される。プロセスフローはセグメントＳ６２２に続く。
【０１６３】
セグメントＳ６２２において、データ及びネットワーク管理構成要素は、データベースにおいて、ＤＴに割り当てられたスロット、例えば、Ｓｌｏｔ＿Ａｓｓｉｇｎｅｄを確認する。プロセスフローはセグメントＳ６２０に続く。
【０１６４】
セグメントＳ６２０において、ループカウントはインクリメントされる。プロセスフローはセグメントＳ６１８に続く。
【０１６５】
セグメントＳ６１８において、ループカウントは、ＤＴに必要なスロット数と比較される。例えば、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＜Ｎｕｍ＿Ｓｌｏｔｓ＿ＤＴであるか。ループカウントが必要なスロット数未満である場合、プロセスフローはセグメントＳ６０８に続く。ループカウントが必要なスロット数以上である場合、プロセスフローはセグメントＳ６２６に続く。
【０１６６】
セグメントＳ６２６において、システムは、システムクロック又は他のタイミングメカニズムが予め定義される時間、例えば、Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ＿Ｔａｓｋ秒に達するまで待つ。プロセスフローはセグメントＳ６２８に続く。
【０１６７】
セグメントＳ６２８において、データ及びネットワーク管理構成要素は、ＤＴに割り当てられた全てのスロットに対して肯定応答、例えば、Ｐｒｏｖｉｓｉｏｎ＿Ａｓｋを受信しているか否かを調べる。全ての肯定応答が受信されている場合、プロセスフローはＳ６３２に続く。肯定応答が全ては受信されてない場合、プロセスフローはセグメントＳ６３０に続く。
【０１６８】
セグメントＳ６３０において、データ及びネットワーク管理構成要素は、どの位相スロット割り当て肯定応答が受信されていないかを決定し、スロット割り当てをＤＴに提供する。プロセスフローはセグメントＳ６２６に続く。
【０１６９】
セグメントＳ６３２において、ルーチンは終了し、プロセスは終了する。
【０１７０】
したがって、プロセスの終了時、複数のスロット割り当てがＤＴに対して作成され、ＤＴに送信され、ＤＴにより肯定応答されている。
【０１７１】
電気グリッドシステムが動作可能になり、動作中のＤＴがプロビジョニングされると、少なくとも２つのＤＴ間に割り当てられた時間スロットの競合が生じる時が来得る。部分的又は完全に重複した送信であるＤＴからの送信情報の衝突は、送信に含まれるデータに破壊的に干渉し得るため、理想的には回避されるべきである。
【０１７２】
スロット競合は、２つ以上のＤＴが同じスケジュールペイロードスロット、例えば、スロット割り当てを略同時に使用する場合、生じ得る。スロット競合は通常、未知の事象又は不良送信機により生じる。未知の事象は通常、コンピュータシステムが同じスケジュールペイロードスロットに複数の割当を行うか、又は行っていた場合、生じる。
これは通常、ネットワーク及びデータ管理構成要素が、分配グリッドの第１のドメインに配置される第１のＤＴ及び第２のＤＴに特定のペイロードスロットを割り当てる場合、生じる。ネットワーク及びデータ管理構成要素がその割り当てを行うとき、第２のＤＴは、ネットワーク及びデータ管理構成要素により、第１のドメイン以外のドメイン内にあると理解される。しかし、スロット割り当てが第１のＤＴに割り当てられる幾らか前、又はネットワーク及びデータ管理構成要素が割り当てを行った幾らか後のいずれかで、第２のＤＴが、ネットワーク及びデータ管理構成要素に気付かれずに、第１のドメインに移動した場合。そのような状況下で、スロット競合の可能性が生じる。このようにあるドメインから別のドメインにネットワーク及びデータ管理構成要素が知らずにＤＴが移動することは通常、分配グリッド回路経路内での計画外の変更中に生じる。したがって、例えば、架線作業員が、気象又は事故に起因した計画外の変更の一環として架線の問題を修理するために出向き、変更を適宜報告せずに回路をあるドメインから別のドメインに切り替える場合、又は変更は報告されたが、データがコンピュータシステムに適宜入力されなかった場合、いずれの場合でも、ネットワーク及びデータ管理構成要素は適宜更新されないであろう。恐らく、分配グリッド回路経路で計画された変更が行われるとき、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、グリッドレイアウトに影響を及ぼす変更で適宜更新されるが、本発明では、あらゆる実施形態でそのような更新を適宜機能させる必要がない。
【０１７３】
スロット競合は、配電グリッド内のＤＴの不良送信器によって生じることもある。ＤＴは、スロット送信のマスタタイミングを追跡する内部回路を含む。既知のように、時間スロット送信システムは通常、システム内で周期的に送信されて、システム上で送／受信する全てのユニットを同期させる、一般にマスタ同期と呼ばれるユニバーサルタイミング同期を利用する。ＤＴの内部タイミングがドリフトし、マスタタイミングともはや同期しない状況が生じ得ることが考えられる。同期の欠如は通常、ＮＴＰを介したタイミング更新の失敗又はＧＰＳタイミング信号の損失により生じる。この同期ずれ事象が生じる場合、ＤＴは、内部タイミングに従って適切な時間スロットで信号を送信するが、この時間スロットは、マスタタイミングスケジュールに関しては適切な時間スロットではない。不良送信機は、タイミングを「うろつか」せ、単一スロット競合を生じさせることもあれば、２つのスロットにわたって広がり、隣接スロット競合を生じさせることもある。ＤＴは、周期的にマスタタイミングを取得しなければならないか、又は自動的にスケルチされる。信号がスケルチされる場合、不良送信機の信号は送信を停止し、競合も同様に存在を停止する。
【０１７４】
スロット競合は、時間スロット中、ＦＩＭにより受信される候補信号エネルギーを調べることにより検出される。これは、時間の経過に伴う候補信号エネルギーであってもよく、又は候補信号エネルギーの欠損であってもよい。経時エネルギーは、受信され、時間スロットの略全てにわたる、時間スロットに部分的にわたる、及び隣接する時間スロットに部分的にわたる候補信号エネルギーである。
【０１７５】
スロットにわたるエネルギーは、ＦＩＭが、スロットにわたる、すなわち、ＤＴの送信に概ね等しい持続時間の候補信号エネルギーを検出する場合であり、スロット競合又は大量のインパルスノイズの存在がある。部分的にスロットにわたるエネルギーは、ＦＩＭが、スロットの一部にわたる、すなわち、ＤＴの送信の持続時間未満の持続時間の候補信号エネルギーを検出する場合であり、不良送信器スロット競合又は幾らかの量のインパルスノイズの存在がある。部分的に隣接スロットにわたるエネルギーは、ＦＩＭが、２つの隣接するスロットの一部にわたる候補信号エネルギーを検出する場合であり、不良送信機スロット競合又は幾らかの量のインパルスノイズの存在がある。
【０１７６】
候補信号エネルギーが、割り当てスロットでＦＩＭにおいて実質的に検出されない場合、認識可能な信号はその時間スロットで受信されない。この候補信号エネルギーの欠損は、ＤＴの送信失敗、ＤＴに給電する回路の故障、グリッドが、ＦＩＭにより検出されないほどにＤＴの送信信号を減衰させた状況、又はＤＴが割り当てられたスロット以外の時間に送信していることを示唆する。
【０１７７】
本発明の手法では、スロット競合が特定されると、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、最も早い機会に、スロット競合を解決するプロセスを開始する。時間スロット競合を解決する例示的な方法は一般に、競合がいかに検出されたかに基づく競合の推測される原因に依存する。競合がスロットにわたるエネルギーに基づいて検出された場合、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、ＤＴがその時間スロットの記録上のＤＴ（すなわち、ネットワーク及びデータ管理構成要素が、割り当て時間スロットのデータベースに従ってその時間スロットで送信中であるべきものとして信じるＤＴ）であると決定し、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、そのＤＴに新しい割り当て可能な（現在採用されていない）ペイロードスロットを決定し、そのペイロードスロット情報をＤＴに提供する。
【０１７８】
競合が、部分的にスロットにわたるエネルギーに基づくと決定される場合、時間スロットで受信される候補信号エネルギーは、例えば、ＦＩＭにより調べられて、任意の情報を抽出することができるか否かを決定する。有効ＧＬＡ信号−バーストデータのヘッダー−が抽出される場合、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、新しいスロット割り当てを発行しない。
【０１７９】
ＦＩＭが有効ＧＬＡ信号を検出することができない場合、新しい割り当て可能ペイロードスロットが、記録上のＤＴ（すなわち、ネットワーク及びデータ管理構成要素が、このスロットで送信中であるべきものと信じるＤＴ）に与えられる。
【０１８０】
ＦＩＭが、部分的に隣接スロットにわたるエネルギーを検出する場合、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、部分的にスロットにわたるエネルギーに関して上述したプロセスに従う。
【０１８１】
図１０は、ネットワーク及びデータ管理構成要素により、スロット競合があると決定される場合、新しいペイロードスロットをＤＴに割り当てるか否かの判断プロセスの方法論の論理フローを示すフローチャートである。
【０１８２】
セグメントＳ７００において、新しいスロット割り当て判断プロセスが開始される。プロセスフローはセグメントＳ７０２に続く。
【０１８３】
セグメントＳ７０２において、ＦＩＭは、候補信号エネルギーが、有効スロット時間中に検出されたことを検出した。プロセスフローはセグメントＳ７０４に続く。
【０１８４】
セグメントＳ７０４において、ＦＩＭは、時間スロットで検出された候補信号エネルギーの持続時間を調べ、確立されたバースト時間と比較する。例えば、Ｅｎｅｒｇｙ＿Ｄｕｒａｔｉｏｎ＝Ｂｕｓｒｔ＿Ｔｉｍｅであるか。概ね同じ時間長ではない場合、バースト長は無効である可能性が高く、可能性の高い原因はノイズである。しかし、不良送信器が競合を生じさせている可能性も存在するが、可能性は高くなく、したがって、プロセスフローはセグメントＳ７１０に続く。概ね同じ時間長である場合、プロセスフローはセグメントＳ７０６に続く。
【０１８５】
セグメントＳ７０６において、ＦＩＭは、受信した候補信号エネルギーを調べて、有効ＧＬＡ信号が検出されたか否かを決定する。有効ＧＬＡ信号が検出されている場合、送信信号は正常信号である可能性が高く、この場合、送信の競合は、最近のノイズ又は不良送信器に起因することがあるが、その可能性は高くなく、プロセスフローはセグメントＳ７１０に続く。有効ＧＬＡが受信されなかった場合、これは、衝突の可能性が高く、衝突がノイズ又は不良送信器に起因し得るが、この可能性が高くないことを示し、プロセスフローはセグメントＳ７０８に続く。
【０１８６】
セグメントＳ７０８において、新しい割り当てスロットが記録上のＤＴに提供される。プロセスフローはセグメントＳ７１０に続く。
【０１８７】
セグメントＳ７１０において、ルーチンは終了し、プロセスは終了する。
【０１８８】
したがって、プロセス終了時、ネットワーク及びデータ管理構成要素により、衝突が発生したと決定される場合、記録上のＤＴに新しい割り当て時間スロットが提供される。ネットワーク及びデータ管理構成要素は、ＤＴと共に新しい割り当てスロットをシステム内に記録し、ＤＴは割り当てスロットをシステムに記憶する。
【０１８９】
競合が存在すると決定される場合、好ましい手法では、コンピュータシステムは、幾つかの異なる手法の１つを利用して、スロット割り当てを再割り当てし、ＤＴが１つのスロット割り当てを有する場合、コンピュータシステムは通常、単一スロット再割り当て手法を使用し、ＤＴが複数のスロット再割り当てを有する場合、コンピュータシステムは通常、マルチスロット再割り当て手法を使用し、競合するＤＴがある状況では、コンピュータシステムは通常、競合するＤＴの解決手法を利用する。
【０１９０】
単一スケジュールペイロードスロットを有するＤＴとも呼ばれる、本発明の好ましい単一スロット再割り当て手法では、スロット競合が特定されると、競合は理想的には、競合中のＤＴにより送信される現在及び／又は新しい情報が失われるか、上書きされるか、又は別の方法でアクセス不可能になる確率を低減するか、又はなくすように、最も早期の妥当な時間に解決されるはずである。しかし、プロセスは、新しく割り当てられた時間スロットが、現在（又は古い）割り当てられた時間スロットと時間的にあまりに近くで発生しないことを保証すべきであり、その理由は、システムが、ＤＴに情報を提供する際の幾らかの遅延と、ＤＴが機能するための時間とを説明しなければならないためである。遅延の一部は、システムが、記録上のＤＴへの新しいスロット割り当てが何であるべきかを決定するための遅延である。遅延の第２の部分は、記録上のＤＴに新しいスロット割り当てを通信するのに必要な最小時間量であり、遅延のこの部分は、新しいスロット割り当ての送信に使用されるＲＦリンク上のトラフィックを考慮に入れる。遅延の第３の部分は、通常、極わずかであるが、ＤＴが新しい割り当て情報を記憶し、新しい時間スロット中、情報を送信可能な状態になるための遅延である。例えば、スロット再割り当てを示す図１１を参照のこと。
【０１９１】
図１１に示されるように、フレーム１１５２において、コンピュータシステムは、「Ｘ」で示されるスロット競合をフレーム１のスロット３、例えば、時間スロット１１６２において検出する。その後間もなくして、コンピュータシステムは、ＤＴへの新しいスロット割り当てを決定する。送信遅延がある−記録上の適切なＤＴがスロット割り当て情報を受信するのは、フレーム３のスロット３に対応する時間、例えば、時間スロット１１６４になってからである。新しいスロット割り当てはフレーム４のスロット５、例えば、時間スロット１１６６である。各スロットが６秒であると仮定すると、ＤＴは、送信することになっている情報を送信可能な状態になるまで、約５つの時間スロット、すなわち、約３０秒を有する。したがって、競合が検出されると、その競合に関連するＤＴには、１分以内にスロット割り当てが再割り当てされ、新しいスロット割り当てが提供される。これは、最良の場合の状況であり得るが、このＤＴの情報の再提出は、約１８の時間スロット内、すなわち、１０８秒以内で送信された。
【０１９２】
本発明の好ましい手法では、スロット競合が検出されると、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、競合するＤＴのスロット割り当てを再割り当てするプロセスを開始する。第１に、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、競合したＤＴを特定する。ネットワーク及びデータ管理構成要素は、そのデータベースを使用して、「記録上のＤＴ」と呼ばれ得る、どのＤＴが、競合するスロットに割り当てられたかを参照する。ネットワーク及びデータ管理構成要素は、記録上のＤＴに、最小オフセット、すなわち、「割り当てなし」期間又は「割り当てなし窓」１１５４及び最大オフセット、すなわち、最大回復の範囲内で疑似ランダムスロット割り当てを与えようとする。
【０１９３】
「割り当てなし」期間は、ＤＴが、下流無線リンクを介して割り当てメッセージを受信するのに十分な時間を可能にする。最小割り当てなし期間は通常、下流無線リンクタイプ、アウトバウンドメッセージキュー時間、及び上流無線リンクタイプに基づいて設定される。手法では、割り当てなし期間は秒単位で測定されるが、実際、システムは通常、割り当てなし期間が１フレーム時間未満になること、又は３６秒未満になることを回避する。そのように、新しいスロット割り当ては時間期間中に割り当てなし期間にカバーされることはない。
【０１９４】
コンピュータシステムは、最大「回復」期間も利用し、この期間は、ＤＴにスロット割り当てが提供される前の最長時間期間である。通常、最大回復は２４時間に設定されるが、特定のＤＴからの情報の価値が高いと見なされ、したがって、ＤＴの情報を割合早く、例えば、約１２時間で送信させようとする場合、はるかに短い時間に設定することができ、その場合、最大回復オフは４３，２００秒（＝１２時間）に設定される。
【０１９５】
別の態様では、コンピュータシステムは最大セットオフも利用し、これは、競合を有するＤＴのスロット割り当てと、ＤＴに新たに提案されたスロット割り当てとの間の、通常は秒単位で表される最大値である。ここでも、あまりに長い期間、例えば、約１２時間前にＤＴからの情報を持とうとする高価値のＤＴの場合、最大セットオフは４３，２００秒（＝１２時間）に設定される。
【０１９６】
新しい割り当てスロットを受信した後、ＤＴは、上流無線リンクを介してスロット割り当てを肯定応答する。ＤＴは、新しいスロット割り当てを記憶し、新しいスロット割り当てで送信するように回路を適宜更新する。
【０１９７】
図１２は、本発明の好ましい手法による単一スロット再割り当ての方法論の論理フローを示すフローチャートである。上述したように、コンピュータシステムにより、単一スロット割り当てを有するＤＴが競合し、再割り当てが必要であると決定される場合、コンピュータシステムは以下の手法を実施する。
【０１９８】
セグメントＳ１１０２において、単一スロット再割り当てプロセスが開始される。プロセスフローはセグメントＳ１１０２に続く。
【０１９９】
セグメントＳ１１０４において、Ｎ＿Ｓｌｏｔは、競合するＤＴの現在スロットに割り当てなし窓の値、例えば、Ｎｏ＿Ａｓｓｉｇｎ＿Ｗｉｎｄｏｗの値オフセットを加えたものに概ね等しく設定される。プロセスフローはセグメントＳ１１０６に続く。
【０２００】
セグメントＳ１１０６において、提案されたスロット割り当てシードが、利用可能な最大スロット数、例えば、Ｍａｘ＿Ｓｌｏｔｓと比較される。提案されたスロット割り当て数がＭａｘ＿Ｓｌｏｔｓよりも大きい場合、プロセスフローはセグメントＳ１１０８に続く。その他の場合、プロセスフローはＳ１１１０に続く。
【０２０１】
セグメントＳ１１０８において、Ｎ＿ｓｌｏｔは、Ｎ＿ｓｌｏｔから最大スロット数を差し引いたものに設定される。例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔ＝Ｎ＿Ｓｌｏｔ−Ｍａｘ＿Ｓｌｏｔｓ。その他の場合、プロセスフローはＳ１１１０に続く。
【０２０２】
セグメントＳ１１１０において、提案されたスロット割り当ては、日時のシード、提案された割り当てスロットシード、及び窓サイズ（すなわち、次のスロット割り当て前後の不確実領域。提案されたスロット割り当ての前後の＋／−範囲である。これは通常、値１０に設定されるが、任意の値に設定することができる）に基づいて生成される乱数に概ね等しく設定される。例えば、スロット＝ｆRAND2（Ｄａｔｅ＿Ｔｉｍｅ，Ｎ＿Ｓｌｏｔ，Ｗｉｎｄｏｗ＿Ｓｉｚｅ）である。プロセスフローはセグメントＳ１１１２に続く。
【０２０３】
セグメントＳ１１１２において、コンピュータシステムのネットワーク及びデータ管理構成要素は、データベースをチェックして、提案された割り当てスロットが利用可能であるか否かを調べる。提案された割り当てスロットが利用可能な場合、プロセスフローはセグメントＳ１１１４に続く。その他の場合、プロセスフローはＳ１１１０に続く。
【０２０４】
セグメントＳ１１１４において、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、ＤＴの提案されたスロット割り当て、例えば、Ｓｌｏｔ＿Ａｓｓｉｇｎｅｄをデータベースに記録する。プロセスフローはセグメントＳ１１１６に続く。
【０２０５】
セグメントＳ１１１６において、ループカウント（すなわち、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ）はゼロに設定される。プロセスフローはセグメントＳ１１１８に続く。
【０２０６】
セグメントＳ１１１８において、ループカウンタは１だけインクリメントされる。プロセスフローはセグメントＳ１１２０に続く。
【０２０７】
セグメントＳ１１２０において、ループカウンタは、新しい割り当てスロットをＤＴに通信しようとする最大回数に定義された数と比較する。例えば、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＞Ｍａｘ＿Ｒｅｔｒｉｅｓであるか。ループカウンタが最大再試行数よりも大きい場合、プロセスフローはセグメントＳ１１２８に続く。その他の場合、プロセスフローはセグメントＳ１１２２に続く。
【０２０８】
セグメントＳ１１２２において、コンピュータシステムは、好ましくは、ＲＦリンクを介して提案されたスロット割り当て、例えば、Ｓｌｏｔ＿ＡｓｓｉｇｎｅｄをＤＴに送信する。プロセスフローはセグメントＳ１１２４に続く。
【０２０９】
セグメントＳ１１２４において、システムは、定義された時間量、例えば、Ｒｏｕｎｄ＿Ｔｒｉｐ＿Ｓｅｃｏｎｄｓだけ待つ。遅延が超える場合、プロセスフローはセグメントＳ１１２６に続く。
【０２１０】
セグメントＳ１１２６において、コンピュータシステムは、スロット割り当て、より詳細にはスロット再割り当てが下流の送電器から受信されたことの肯定応答、例えば、Ｓｌｏｔ＿Ｒｅａｓｓｉｇｎ＿ＡｃｋをＤＴから受信したか否かを調べる。肯定応答が受信されていない場合、プロセスフローはセグメントＳ１１３２に続く。受信されていない場合、プロセスフローはＳ１１１８に続く。
【０２１１】
セグメントＳ１１２８において、コンピュータシステムは、将来に使用するためにシステムが使用可能な提案されたスロット割り当てを解放する。プロセスフローはセグメントＳ１１３０に続く。
【０２１２】
セグメントＳ１１３０において、ルーチンは終了し、プロセスは終了する。
【０２１３】
セグメントＳ１１３２において、コンピュータは、提案されたスロット割り当ての確認をＤＴのスロット割り当てとして記憶する。プロセスフローはセグメントＳ１１３０に続く。
【０２１４】
したがって、プロセスの成功裏の完了時、ＤＴには新しいスロット割り当てが提供され、ここで、スロット割り当ては、ＤＴがデータを新しいスロット割り当てで送信する時間を有するのに十分に離れた将来であるべきである。プロセスが、試行回数が多すぎるため、終了する場合、ＤＴは、この時点で再プログラムされる。
【０２１５】
マルチスロット際割り振りとも呼ばれる、２つ以上のスケジュールペイロードスロットを有するＤＴへの再割り当て手法では、コンピュータシステムは通常、方法の組合せを適用する。好ましい手法では、第１のスロット再割り当ては、記録上のＤＴに従って行われ、図１２を参照して上述した「単一割り当て可能ペイロードスロットを有するＤＴ」の手順を使用して、第１のスロット割り当てが与えられる。スロット割り当ての残りの部分は一般に、複数の割り当てスロットを有するＤＴの残りの割り当てスロットに対して、図７、図８、及び図９を参照して上述した「ＤＴの初期検出及び割り当て」の手順を使用して提供される。
【０２１６】
図１３は、複数のスロット割り当ての方法論の論理フローを示すフローチャートである。上述したように、コンピュータシステムにより、スロット割り当てを有するＤＴが競合を有し、再割り当てが必要であると決定される場合、コンピュータシステムは、好ましい手法において、以下を実施する。
【０２１７】
セグメントＳ１２００において、プロセスは開始される。プロセスフローはセグメントＳ１２０２に続く。
【０２１８】
セグメントＳ１２０２において、単一スロット再割り当てプロセスは開始される。プロセスフローはセグメントＳ１２０４に続く。
【０２１９】
セグメントＳ１２０４において、提案されたスロット割り当てＮ＿Ｓｌｏｔシードは、ＤＴの現在のスロット、例えば、ＤＴ＿Ｓｌｏｔに遅延を考慮したオフセットの値、例えば、Ｎｏ＿Ａｓｓｉｇｎ＿Ｗｉｎｄｏｗを加えたものに概ね等しく設定される。プロセスフローはセグメントＳ１２０６に続く。
【０２２０】
セグメントＳ１２０６において、提案されたスロット割り当てシード、例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔは、利用可能なスロットの最大数と比較される。提案されたスロット割り当て数がＭａｘ＿Ｓｌｏｔｓよりも大きい場合、プロセスフローはセグメントＳ１２０８に続く。その他の場合、プロセスフローはＳ１２１０に続く。
【０２２１】
セグメントＳ１２０８において、提案された割り当てスロットシード、例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔは、提案された割り当てスロットシードからＭａｘ＿Ｓｌｏｔｓを差し引いたものに等しく設定される。例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔ＝Ｎ＿Ｓｌｏｔ−Ｍａｘ＿Ｓｌｏｔｓ。プロセスフローはセグメントＳ１２１０に続く。
【０２２２】
セグメントＳ１２１０において、提案されたスロット割り当ては、日時、提案された割り当てスロットシード、及び窓サイズにより生成される乱数に概ね等しく設定される。例えば、Ｓｌｏｔ＝ｆRAND2（Ｄａｔｅ＿Ｔｉｍｅ，Ｎ＿Ｓｌｏｔ，Ｗｉｎｄｏｗ＿Ｓｉｚｅ）。プロセスフローはセグメントＳ１２１２に続く。
【０２２３】
セグメントＳ１２１２において、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、データベースをチェックして、提案された割り当てスロットが利用可能であるか否かを調べる。提案された割り当てスロットが利用可能な場合、プロセスフローはセグメントＳ１２１４に続く。その他の場合、プロセスフローはＳ１２１０に続く。
【０２２４】
セグメントＳ１２１４において、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、ＤＴの提案されたスロット割り当てをデータベースに記録する。プロセスフローはセグメントＳ１２１６に続く。
【０２２５】
セグメントＳ１２１６において、スロットインデックスは、利用可能な最大スロットをこのＤＴにより必要とされるスロット割り当て数で除算したものとして決定される。例えば、Ｓｌｏｔ＿Ｉｎｄｅｘ＝Ｍａｘ＿Ｓｌｏｔｓ／Ｎｕｍ＿Ｓｌｏｔｓ＿ＤＴ。プロセスフローはセグメントＳ１２１８に続く。
【０２２６】
セグメントＳ１２１８において、ループカウントは１に等しく設定され、Ｎ＿ｓｌｏｔは、ＤＴに前に割り当てられたスロットに等しく設定され、データ及びネットワーク管理構成要素に記憶される。例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔ＝Ｓｌｏｔ＿Ａｓｓｉｇｎｅｄ。プロセスフローはセグメントＳ１２２０に続く。
【０２２７】
セグメントＳ１２２０において、Ｎ＿ｓｌｏｔは、Ｎ＿ｓｌｏｔにスロットインデックスを加えたものに等しく設定される。例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔ＝Ｎ＿Ｓｌｏｔ＋Ｓｌｏｔ＿Ｉｎｄｅｘ。プロセスフローはセグメントＳ１２２７に続く。
【０２２８】
セグメントＳ１２２７において、割り当てることができるスロットの最大数よりも大きなＮ＿Ｓｌｏｔの場合、例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔ＞Ｍａｘ＿Ｓｌｏｔｓ？Ｎ＿Ｓｌｏｔが大きい場合、プロセスはセグメントＳ１２２４に続く。Ｎ＿Ｓｌｏｔが大きくない場合、プロセスフローはセグメントＳ１２２６に続く。
【０２２９】
セグメントＳ１２２４において、Ｎ＿ｓｌｏｔはＮ＿ｓｌｏｔからスロット最大数を差し引いたものに等しく設定される。例えば、Ｎ＿Ｓｌｏｔ＝Ｎ＿Ｓｌｏｔ−Ｍａｘ＿Ｓｌｏｔｓ。プロセスフローはセグメントＳ１２２６に続く。
【０２３０】
セグメントＳ１２２６において、スロットは、プロビジョン要求時間、Ｎ＿ｓｌｏｔ、及び窓サイズのランダム関数に等しく設定される。例えば、Ｓｌｏｔ＝ｆRAND2（Ｄａｔｅ＿Ｔｉｍｅ，Ｎ＿Ｓｌｏｔ，Ｗｉｎｄｏｗ＿Ｓｉｚｅ）。プロセスフローはセグメントＳ１２３４に続く。
【０２３１】
セグメントＳ１２３４において、データ及びネットワーク管理構成要素は、スロットをスロット割り当てデータベースと比較して、スロットが利用可能であるか否かを決定する。スロットが利用可能である場合、プロセスフローはセグメントＳ１２３２に続く。スロットが利用可能ではない場合、プロセスはＳ１２２６に続く。
【０２３２】
セグメントＳ１２３２において、データ及びネットワーク管理構成要素は、データベース、例えば、ＶＧにおいてＤＴへのスロット割り当て、例えば、Ｓｌｏｔ＿Ａｓｓｉｇｎｅｄに保持する。プロセスはセグメントＳ１２３０に続く。
【０２３３】
セグメントＳ１２３０において、ループカウントはインクリメントされる。例えば、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＝Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＋１。プロセスフローはセグメントＳ１２２８に続く。
【０２３４】
セグメントＳ１２２８において、ループカウントは、ＤＴに必要なスロット数と比較される。例えば、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＜Ｎｕｍ＿Ｓｌｏｔｓ＿ＤＴ。ループカウントが必要なスロット数未満である場合、プロセスフローはセグメントＳ１２２０に続く。ループカウントが、必要なスロット数未満ではない場合、プロセスフローはセグメントＳ１２３６に続く。
【０２３５】
セグメントＳ１２３６において、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔはゼロに設定される。プロセスフローはセグメントＳ１２３８に続く。
【０２３６】
セグメントＳ１２３８において、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔは、１だけインクリメントされる。例えば、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＝Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＋１。プロセスフローはセグメントＳ１２４０に続く。
【０２３７】
セグメントＳ１２４０において、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔは、最大再試行回数（Ｍａｘ＿Ｒｅｔｒｉｅｓ）と比較される。Ｌｏｏｐ＿ＣｏｕｎｔがＭａｘ＿Ｒｅｔｒｉｅｓよりも大きい、例えば、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＞Ｍａｘ＿Ｒｅｔｒｉｅｓである場合、プロセスフローはＳ１２４２に続く。その他の場合、プロセスフローはセグメントＳ１２４４に続く。
【０２３８】
セグメントＳ１２４２において、ＤＴの全ての提案されたスロット割り当て、例えば、Ｓｌｏｔ＿Ａｓｓｉｇｎｅｄは解放される。プロセスフローはセグメントＳ１２５２に続く。
【０２３９】
セグメントＳ１２４４において、ＤＴの全ての提案されたスロット割り当ては、好ましくはＲＦリンクを介してＤＴに送信される。プロセスフローはセグメントＳ１２４６に続く。
【０２４０】
セグメントＳ１２４６において、システムは、システムクロック又は他のタイミングメカニズムがＲｏｕｎｄ＿Ｔｒｉｐ秒という予め定義される時間に達するのを待つ。プロセスフローはセグメントＳ１２４８に続く。
【０２４１】
セグメントＳ１２４８において、データ及びネットワーク管理構成要素は、ＤＴに割り当てられた全てのスロットに対する肯定応答が受信されているか否か、例えば、Ｓｌｏｔ＿Ｒｅａｓｓｉｇｎ＿Ａｃｋを受信したかを調べる。全ての肯定応答が受信されている場合、プロセスフローはＳ１２５０に続く。肯定応答が全ては受信されていない場合、プロセスフローはセグメントＳ１２３８に続く。
【０２４２】
セグメントＳ１２５０において、データ及びネットワーク管理構成要素は、データベースにおいて、ＤＴに割り当てられた全てのスロットを確認する。プロセスフローはセグメントＳ１２５２に続く。
【０２４３】
セグメントＳ１２５２において、ルーチンは終了し、プロセスは終了する。
【０２４４】
したがって、プロセス終了時、ＤＴに対する複数のスロット割り当てが作成され、ＤＴに送信され、ＤＴに記憶され肯定応答され、コンピュータシステムのデータベースに記憶されている。
【０２４５】
競合状況が発生し、記録上のＤＴに続けて別のスロットが再割り当てされる場合、通常、割り振られた時間スロットで記録上の前のＤＴとの競合を引き起こしたＤＴは一般に、コンピュータシステムにより検出することができる。コンピュータシステムは、競合するＤＴが、２４時間周期であり、最後に割り振られた時間スロット後、約２４時間である次の割り振り時間スロットで送信する場合、競合するＤＴを検出する。コンピュータシステムは、確立された技法に基づいてグリッド上のＤＴのロケーションを決定することができる。例えば、米国特許出願第１３／８７１，９４４号明細書「Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｆｏｒ  Ｉｎｆｅｒｒｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ  Ａｎｄ  Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  Ｏｆ  Ａｎ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｇｒｉｄ」及び米国特許出願第１４／３０４，６４８号明細書「Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｉｎｆｅｒｒｉｎｇ  Ｔｈｅ  Ｆｅｅｄｅｒ  Ａｎｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｐｏｗｅｒｉｎｇ  Ａｎ  Ｏｎ−Ｇｒｉｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ」を参照のこと。これらの内容は全体的に、参照により本明細書に援用される
【０２４６】
さらに、コンピュータシステムは、送信する情報に基づいて競合するＤＴのＩＤを決定することができる。一態様では、競合するＤＴは、ＤＴの識別情報は、データバーストのヘッダー及び／又はテールの一部であり得るデータバースト（図６）の一部として含まれるため、スケジュール信号送信の一環としてそれ自体の識別情報を送信する。別の手法では、コンピュータシステムは、次のスケジュール送信中に識別情報を送信するように指示する信号を競合するＤＴに送信する。コンピュータシステムは、送信をどのＤＴから受信したかを検討する場合、どのＤＴが競合中のＤＴであるかを推測し得る。送信が欠落しているＤＴがある場合、コンピュータシステムは、これが競合中のＤＴであると推測し、次のスケジュール送信中、識別情報を送信させる命令をそのＤＴに送信することができる。コンピュータシステムが、競合する時間スロットに対応する次の時間スロット中、ＤＴの識別情報を受信する場合、その識別情報は競合中のＤＴであると推測される。コンピュータシステムは、信号を送信したように見えない幾つかのＤＴを見つける場合、競合する時間スロット中、識別情報を受信するまで、又は送信が欠落しているＤＴがなくなるまで、欠落している各ＤＴへの命令送信を繰り返し受けることができる。コンピュータシステムが、欠落送信を有するＤＴに基づいて又は他の方法でどれが欠落しているＤＴかを推測することができない場合、コンピュータシステムは、信号送信の次の期間中、各ＤＴが識別情報を送信することを指示する命令をドメイン内の全てのＤＴに送信することができる。最初の２つの手法は一般に、特定のＤＴに向けられた下流ＲＦリンクを介して送信することができるが、この手法では、コンピュータシステムは、全てのＤＴへのオングリッド伝送及び／又は下流ＲＦリンクを利用して、競合中のＤＴが送信を受信する確率を増大させる。競合中のＤＴのＩＤが、競合する時間スロット中に受信されると、コンピュータシステム、一般に送信信号からＤＴのＩＤを決定するＦＩＭは、競合中のＤＴのＩＤに関連する競合中のＤＴが、競合する時間スロットにおいて送信中であることを反映するようにデータベースを更新する。
【０２４７】
図１４は、２つのＤＴ間の伝送競合を解消する方法論の論理フローを示すフローチャートである。上述したように、コンピュータシステムは、ＤＴの識別情報を決定する場合、競合するスロット割り振り時間が競合するＤＴの割り振り時間であることを反映するように、データベースを更新する。コンピュータシステムは、好ましい手法において以下を実施して、コンピュータシステムのデータベース情報を更新する。
【０２４８】
セグメントＳ１３００において、競合するＤＴを解消するプロセスが開始される。プロセスフローはセグメントＳ１３０２に続く。
【０２４９】
セグメントＳ１３０２において、競合するＤＴ、例えば、十中八九、再び送信されるとき、通常２４時間後である割り当てスロットに対応する次の時間中、検出される。プロセスフローはセグメントＳ１３０４に続く。
【０２５０】
セグメントＳ１３０４において、コンピュータシステムは、競合するＤＴのＩＤを決定し、参照のために、それをコンピュータシステム、例えば、コンピュータシステムのネットワーク及びデータ管理構成要素に提供する。一点において、競合するＤＴのＩＤは、ＤＴの識別情報に基づいて決定される。ある点では、競合するＤＴは、コンピュータシステム、十中八九、ＦＩＭが競合するＤＴから受信した信号に関連する給電線及び位相並びに信号のヘッダー又はペイロード信号内の情報のある部分との組合せに基づいて決定される。コンピュータシステムはまた、競合するＤＴのロケーションを追跡する。プロセスフローはセグメントＳ１３０６に続く。
【０２５１】
セグメントＳ１３０６において、コンピュータシステムのデータベース、例えば、ＶＧは、競合するスロット割り振り時間で送信する競合するＤＴと、競合するＤＴのロケーションとを反映するように更新される。プロセスフローはセグメントＳ１３０８に続く。
【０２５２】
セグメントＳ１３０８において、ルーチンは終了し、プロセスは終了する。
【０２５３】
したがって、このプロセスの終了時、競合するＤＴは特定されており、コンピュータシステムのデータベースは、競合するＤＴのスロット割り振り及びそのロケーションを反映するように更新されている。
【０２５４】
分配グリッド動作の過程中、ＤＴが新しいスロット割り振りを有するべき出来事が生じ得る。出来事は、例えば、上述したように競合に起因することもあれば、出来事は何らかの他の理由によることもある。コンピュータシステムにより、ＤＴを異なる時間スロットに再割り当てすべきであると決定されると、コンピュータシステムは、新しいスロットをＤＴに確保し、その新しいスロットの情報をＤＴに送信する。コンピュータシステムは、ＤＴからの受信の肯定応答を受信した後、ＤＴへのスロット割り当てを反映するようにデータベースを更新する。
【０２５５】
別の手法では、コンピュータシステムは、グリッド上のＤＴから受信される信号を見ることにより、競合するＤＴを決定する。コンピュータシステムは、最後の信号がいつ、各ＤＴから受信されたかを追跡する。したがって、コンピュータシステムは、送信がスケジュールされたＤＴ、もしあればどれか、例えば、少なくとも１つの割り当てを有するが、コンピュータシステムが、少なくともある時間にわたり、例えば、１期間にわたりいずれの信号も受信しなかったを決定する。ある時間にわたり、信号を受信していない１つのみのＤＴがある場合、コンピュータシステムは、このＤＴが競合中であると見なす。ある時間にわたり信号を受信していない幾つかのＤＴがある場合、コンピュータシステムは、それが競合中のＤＴであると仮定して、これらのＤＴのそれぞれを繰り返し処理し、それぞれにスロット割り当てを再割り当てすることができる。この手法の変形では、コンピュータシステムは、何らかの停止点に達する（そして、コンピュータシステムは、最近送信を受信していないＤＴへの再割り当てを再開することができる）まで、最新の信号がないＤＴの幾つかのみを通して繰り返し、ＤＴへの再割り当てを行う。例えば、コンピュータシステムは、一定数のＤＴが再割り当てされた後、停止する。別の手法では、コンピュータシステムは、時間スロットが候補信号エネルギーを受信したが、特定可能な信号が変更されていないとき、ＤＴへの再割り当てを停止し、ここでは、時間スロットは、特定可能な信号を有するか、又は時間スロットは、その時間中にＤＴデバイス送信したことを示唆するのに十分な候補信号エネルギーを有さない。
【０２５６】
図１５は、本発明の好ましい手法による、競合するＤＴを解消する方法論の論理フローを示すフローチャートである。上述したように、コンピュータシステムにより、競合するＤＴの特定が決定される場合、コンピュータシステムは、競合するスロット割り振り時間が競合するＤＴのスロット割り振り時間であることを反映するように、データベースを更新する。コンピュータシステムは、好ましい手法において以下を実施する。
【０２５７】
セグメントＳ１４０２において、意図的再割り当てプロセスが開始される。プロセスフローはセグメントＳ１４０４に続く。
【０２５８】
セグメントＳ１４０４において、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、ＤＴのためにスロットを確保する。構成要素は、好ましくは、上述した方法の１つを使用して、スロットをＤＴに割り当てるか、又は任意の他の適切な手法を使用する。プロセスフローはセグメントＳ１４０６に続く。
【０２５９】
セグメントＳ１４０６において、カウンタＬｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔはゼロに設定される。プロセスフローはセグメントＳ１４０８に続く。
【０２６０】
セグメントＳ１４０８において、カウンタは１だけインクリメントされる。例えば、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＝Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＋１。プロセスフローはセグメントＳ１４１０に続く。
【０２６１】
セグメントＳ１４１０において、カウンタは、ＤＴからの肯定応答を待つために、最大再試行数Ｍａｘ＿Ｒｅｔｒｉｅｓと比較される。例えば、Ｌｏｏｐ＿Ｃｏｕｎｔ＞Ｍａｘ＿Ｒｅｔｒｉｅｓ？カウンタがＭａｘ＿Ｒｅｔｒｉｅｓ未満である場合、プロセスフローはセグメントＳ１４１２に続く。他の場合、プロセスフローはセグメントＳ１４２０に続く。
【０２６２】
セグメントＳ１４１２において、コンピュータシステムは、好ましくはＲＦリンクを経由して、スロット割り当て、例えば、Ｓｌｏｔ＿ＡｓｓｉｇｎｅｄをＤＴに送信させる。プロセスフローはセグメントＳ１４１４に続く。
【０２６３】
セグメントＳ１４１４において、システムは、システムクロック又は他のタイミングメカニズムがＲｏｕｎｄ＿Ｔｒｉｐ秒という予め定義された時間に達するのを待つ。プロセスフローはセグメントＳ１４１６に続く。
【０２６４】
セグメントＳ１４１６において、システムは、ＤＴから受信されるスロットの割り当ての肯定応答を受信したか否かをチェックする。肯定応答が受信されている場合、プロセスフローはセグメントＳ１４１８に続く。その他の場合、プロセスフローはセグメントＳ１４０８に続く。
【０２６５】
セグメントＳ１４１８において、ネットワーク及びデータ管理構成要素は、ＤＴへの確保スロット、例えば、Ｓｌｏｔ＿Ａｓｓｉｇｎｅｄが、ＤＴに割り当てられたことを確認する。プロセスフローはセグメントＳ１４２２に続く。
【０２６６】
セグメントＳ１４２２において、プロセスは終了する。
【０２６７】
セグメントＳ１４２０において、コンピュータシステムは、データベースにおいてＤＴに確保された全てのスロットを解放する。プロセスフローはセグメントＳ１４２２に続く。
【０２６８】
したがって、プロセスの好ましい終了時、ＤＴに新しい時間スロットが割り当てられている。ＤＴへのスロット割り当ては、ＤＴ及びコンピュータシステムに記憶される。
【０２６９】
本発明の使用は、少なくとも幾つかの利点を提供する：第１に、アルゴリズムは比較的単純であり、これは、アルゴリズムの利用、必要な場合には変更、及び維持が比較的容易であることを示唆する。第２に、本発明を利用して、回路トポロジの事前知識なし又はありで、ＤＴを導入又はＤＴの動作を変更することができる。第３に、本発明を利用して、ＤＴを導入又は変更することができる。第４に、本発明を利用して、基本的にフォールドオーバのサイズに関して、時間又は複雑性を増大させずに、回路フォールドオーバを解消することができる。第５に、本発明の利用は、情報の適時の回復をサポートする。第６に、本発明の利用は、ＤＴの移動に適応するが、ＤＴの移動についての事前知識を必要としない。第７に、本発明の利用は、初期スロット割り当ての事前割当なしで使用することができる。第８に、本発明の利用は誤検出耐性を有する。第９に、本発明の利用は、非同期ペイロードスロットにトラフィックを追加しない。
【０２７０】
上記開示が重要な新規の発明を含むことを当業者は理解する。特定の態様では、本発明の新規性を決して否定せずに、これらの発明の部分が幾つかの既知の特徴の新規の組合せを表すことを当業者は理解する。そのような既知の特徴（例えば、乱数生成器にシードする方法及びシーケンシャル命令又は全ての命令を含むメッセージを送信する方法等）が、様々な周知の方法のいずれかで実行可能なことも十分に理解される。したがって、上記で提供された方法又は特徴についてのいかなる特定の提示も、単なる例示として理解されるべきである。本開示の恩恵を受けた当業者は、本発明の実施において、既知であるか、それともこれから開発されるかに関係なく、他の方法をいかに適用するかを容易に理解する。したがって、本発明者らは、既知の方法のいかなるそのような慣例的な適用も、開示される材料の進歩性を決して低減せずに、本開示の範囲内にあることが意図されるという理解の下で、以下の開示を行う。
【０２７１】
特定の例示的な実施形態を参照して本発明を説明し示したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、多くの変更、結合、及び置換を行うことができることを理解されたい。例えば、プロセスフローは特定のプロセスフロー及びセグメントを用いて説明されるが、本発明はそのように限定されず、様々なフローが同じ所望の結果を達成することができる。同様に、幾つかのセグメントは、変更、省略が可能であり、新しいセグメントが包含可能であり、同じ所望の結果を達成することが可能である。したがって、本発明は、上記説明により限定されるものとして見なされるべきではなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
2017532947.tif 000003
【図２】
2017532947.tif 000004
【図３】
2017532947.tif 000005
【図４】
2017532947.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2017532947.tif 000014
【図１３】
2017532947.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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