(57)【要約】そこにおいて情報が電力網の同期エリア内で送信されるブロードキャストチャネルをテストするための方法及び装置が、説明される。電力網を流れる電力の周波数に関する特性が、テストデバイスで測定され、グリッド周波数の周波数変調に基づく信号が電力網から抽出される。信号の特性を示すデータが、次いで、ブロードキャストチャネルとは異なる第２のチャネルを介して制御ノードで受信するために送られる。これは、ブロードキャストチャネルのテストを可能にする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流がグリッド周波数に従って流れる電力網の同期エリア内で情報が送信されるブロードキャストチャネルをテストする方法であって、前記情報が、前記グリッド周波数を変調して、エンコードされた前記情報を有する搬送波信号を提供することによって、制御ノードからの命令に基づいて送信され、
前記電力網を流れる電力の周波数に関する特性をテストデバイスで測定するステップと、
前記測定された特性に基づいて前記電力網から信号を抽出するステップであり、前記信号が前記グリッド周波数の周波数変調に基づく、ステップと、
前記制御ノードで受信するために前記信号の特性を示すデータを前記ブロードキャストチャネルとは異なる第２のチャネルを介して送るステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第２のチャネルを介して受信された及び前記テストデバイスに記憶されたデータを参照して前記抽出された信号を評価して、前記ブロードキャストチャネルの品質特性を判定するステップと、
前記制御ノードで受信するために前記判定された品質特性を示すデータを送るステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記評価が、
前記抽出された信号及び前記第２のチャネルを介して受信された前記データに基づいて、前記抽出された信号の信号対雑音比を判定するステップと、
前記抽出された信号及び前記第２のチャネルを介して受信された前記データに基づいて、前記抽出された信号内のビットエラーを検出するステップと、
前記信号内でエンコードされたエラーコーディングデータを識別し、前記エラーコーディングデータを使用してエラー検査プロセス実行するステップと、
前記抽出された信号及び前記第２のチャネルを介して受信された前記データに基づいて前記チャネルにおける干渉を識別するステップと
のうちの１つ又は複数を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ブロードキャストチャネルの前記品質特性を示す前記データを前記制御ノードで受信するステップと、前記品質特性に基づいて前記ブロードキャストチャネルを介する１つ又は複数の伝送の特性の変更を開始するステップとを含む、請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記１つ又は複数の伝送の特性が、
送信された信号の順方向エラー訂正冗長性と、
送信された信号の信号強度と、
送信された信号の長さに関する特性と、
送信された信号においてエンコードされた情報と、
送信された信号のビットコーディングの長さと、
送信された信号の周期的冗長検査の長さに関する特性と、
１つ又は複数の送信器に及び／又はから流れる電力と
のうちの１つ又は複数を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記品質特性が既定の閾値未満の値を有するという判定に応答して前記ブロードキャストチャネルを介して前記伝送を再送するステップを含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記品質特性が前記既定の閾値未満の値を有するという判定に応答して、許可される再伝送の試行の最大数を増やすステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記情報が、搬送波信号においてエンコードされ、電力網の同期エリア内で送信され、前記搬送波信号が、グリッド周波数に従って前記電力網を流れる電力潮流の交流電流又は交流電圧を含み、前記方法が、
１つ又は複数の既定のコードパターンを示すデータにアクセスするステップと、
前記テストデバイスで相関関係処理を実行して、前記測定された周波数特性の変調パターンの少なくとも一部分と前記１つ又は複数の既定のコードパターンのうちの少なくとも１つとの間の相関関係を判定するステップであり、前記変調パターンが、前記グリッド周波数に重ね合わされた周波数パターンを備える、ステップと、
前記判定された相関関係に基づいて、前記搬送波信号においてエンコードされた情報をデコードするステップと
を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記テストデバイスが、１つ又は複数の識別子を記憶するデータストアを含み、前記変調パターンが、テストデバイス又は前記テストデバイスが属するデバイスのグループの識別子を含み、前記方法が、
前記変調パターンに含まれる前記識別子が、前記データストアに記憶された前記１つ又は複数の識別子のうちの１つ又は複数と一致するかどうかを判定するステップと、
前記判定に基づいて前記受信された信号を処理するステップと
を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記デコードするステップが、前記信号に含まれる識別子が、前記データストアに記憶された前記１つ又は複数の識別子のうちの１つ又は複数と一致するという判定に応答して前記信号からデータを抽出するステップを含む、請求項８又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
所与の開始点から経過した前記網内の前記電力潮流のいくつかのサイクルを前記テストデバイスで監視するステップと、
前記監視に基づいて前記相関関係処理のタイミング情報を判定するステップと
を含む、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
既定のスケジュールに従って前記相関関係処理を実行するステップであって、前記スケジュールが、所与の開始点から経過した前記電力潮流のいくつかのサイクルに基づいて前記相関関係処理の前記実行のためのタイミングを識別する、ステップ
を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記相関関係処理が、前記変調パターンの時間基準を前記１つ又は複数の既定のコードパターンの時間基準と相互に関連付けるステップを含む、請求項６〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記相関関係処理が、前記変調パターンのビットパターンを前記１つ又は複数の既定のコードパターンのビットパターンと相互に関連付けるステップを含む、請求項６〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記相関関係処理から同期データを識別するステップと、
前記同期データに基づいて開始時刻を判定するステップと、
前記判定された開始時刻から経過した前記網内の前記電力潮流のいくつかのサイクルを前記テストデバイスで監視するステップと、
既定の数のサイクルが前記判定された開始時刻から経過した後に前記搬送波信号においてエンコードされたペイロードデータを抽出するステップと
を含む、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
複数のテストデバイスから受信されたデータの統計的分析を実行して、前記ブロードキャストチャネルの品質特性を判定するステップを含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記テストデバイスのロケーションに基づいて前記ブロードキャストチャネルの品質のローカル尺度を判定するステップを含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２のチャネルが、セルラネットワーク、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、ワイヤードローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、ワイヤード電気通信ネットワーク、及びインターネットのうちの１つ又は複数を備える、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
ブロードキャストチャネルをテストするためのテストデバイスであって、前記ブロードキャストチャネルが、電流がグリッド周波数に従って流れる電力網の同期エリア内で情報が送信されるものであり、前記情報が、前記グリッド周波数を変調して、エンコードされた前記情報を有する搬送波信号を提供することによって、制御ノードからの命令に基づいて送信され、前記テストデバイスが、
前記電力網を流れる電力の周波数に関する特性を測定するように構成された測定手段と、
前記測定された特性に基づいて前記電力網から信号を抽出するように構成された処理手段であり、前記信号が前記グリッド周波数の周波数変調に基づく、処理手段と、
前記ブロードキャストチャネルとは異なる第２のチャネルを介して前記制御ノードで受信するために前記信号の特性を示すデータを送るように構成された通信インターフェースと
を備える、テストデバイス。
【請求項２０】
前記処理手段が、
前記第２のチャネルを介して受信された及び前記テストデバイスに記憶されたデータを参照して前記抽出された信号を評価して前記ブロードキャストチャネルの品質特性を判定することと、
前記制御ノードで受信するために前記判定された品質特性を示すデータを送ることと
を行うように構成された、請求項１９に記載のテストデバイス。
【請求項２１】
前記処理手段が、
前記抽出された信号及び前記第２のチャネルを介して受信された前記データに基づいて前記抽出された信号の信号対雑音比を判定することと、
前記抽出された信号及び前記第２のチャネルを介して受信された前記データに基づいて前記抽出された信号内のビットエラーを検出することと、
前記信号内でエンコードされたエラーコーディングデータを識別し、前記エラーコーディングデータを使用してエラー検査プロセスを実行することと、
前記抽出された信号及び前記第２のチャネルを介して受信された前記データに基づいて前記チャネルにおける干渉を識別することと
のうちの１つ又は複数を実行するように構成された、請求項２０に記載のテストデバイス。
【請求項２２】
前記エラー検査プロセスが、周期的冗長検査を備える、請求項２１に記載のテストデバイス。
【請求項２３】
前記プロセッサが、前記抽出された信号のそれぞれのビット値に信頼値を割り当てるように構成された、請求項２１又は請求項２２に記載のテストデバイス。
【請求項２４】
前記第２のチャネルが、セルラネットワーク、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、ワイヤードローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、ワイヤード電気通信ネットワーク、及びインターネットのうちの１つ又は複数を備える、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載のテストデバイス。
【請求項２５】
電力網の同期エリア内でブロードキャストチャネルを介して周波数変調信号を送信するように構成された送信器と、
請求項１９〜２４のいずれか一項に記載のテストデバイスと、
前記第２のチャネルを介して前記テストデバイスと通信するように構成された制御ノードと
を備える、ブロードキャストシステム。
【請求項２６】
前記制御ノードが、伝送コマンドを前記送信器に提供するように構成された、請求項２５に記載のブロードキャストシステム。
【請求項２７】
前記制御ノードが、前記ブロードキャストチャネルを介して送信されることになる信号を示すデータを前記テストデバイスに送るように構成され、前記データが前記第２のチャネルを介して送られる、請求項２５又は請求項２６に記載のブロードキャストシステム。
【請求項２８】
前記テストデバイスが、前記ブロードキャストチャネルの品質特性を示すデータを前記第２のチャネルを介して送るように構成され、前記データが、前記制御ノードでの受信に向けられ、前記制御ノードが、前記品質特性に基づいて前記送信器から伝送の１つ又は複数の特性の変更を開始するように構成された、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載のブロードキャストシステム。
【請求項２９】
前記伝送の１つ又は複数の特性が、
送信された信号の順方向エラー訂正冗長性と、
送信された信号の信号強度と、
送信された信号の長さに関する特性と、
送信された信号においてエンコードされた情報と、
送信された信号のビットコーディングの長さと、
送信された信号の周期的冗長検査の長さに関する特性と、
１つ又は複数の送信器に及び／又はから流れる電力と
のうちの１つ又は複数を備える、請求項２８に記載のブロードキャストシステム。
【請求項３０】
前記制御ノードが、前記品質特性が既定の閾値未満の値を有するという判定に応答して前記ブロードキャストチャネルを介して再伝送を開始するように構成された、請求項２５〜２９のいずれか一項に記載のブロードキャストシステム。
【請求項３１】
前記制御ノードが、前記品質特性が既定の閾値未満の値を有するという判定に応答して前記ブロードキャストチャネルを介して前記伝送を再送するように構成された、請求項３０に記載のブロードキャストシステム。
【請求項３２】
複数の分散されたテストデバイスを備え、前記制御ノードが、前記複数のテストデバイスからチャネル品質を示すデータを受信するように構成された、請求項２５〜３１のいずれか一項に記載のブロードキャストシステム。
【請求項３３】
前記制御ノードが、前記複数のテストデバイスから受信された前記データの統計的分析を実行して前記ブロードキャストチャネルの品質特性を判定するように構成された、請求項３２に記載のブロードキャストシステム。
【請求項３４】
前記制御ノードが、前記テストデバイスのロケーションに基づいて前記ブロードキャストチャネルの品質のローカル尺度を判定するように構成された、請求項３２又は請求項３３に記載のブロードキャストシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロードキャストチャネルをテストする方法及びそのためのテストデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力網を通じてデータを送信及び／又は受信するための通信システムが知られている。電力網を通じたデータの伝送は、それが既存のインフラストラクチャを伝送媒体として使用するため、有利である。通信リンクを必要とする多くの施設は、既に電力網に接続されているので、ユーザは、いかなる追加のインフラストラクチャも必要とせずに通信リンクに接続することができる。さらに、既に電力網に接続されたユーザの数及び電力網に接続することができるポイントの数は多く、したがって、電力網のインフラストラクチャは、通信がそれを介して確立され得る柔軟なネットワークを用意する。
【０００３】
通常は、そのような通信システムでは、変調された搬送波を備えるデータ信号が、交流電力信号に重ね合わされる。通常は、重ね合わされたデータ信号は、電力網のグリッド周波数より遥かに高い周波数で変調される。たとえば、周波数範囲ｋＨｚ〜ＭＨｚのデータ信号が、名目上５０又は６０Ｈｚのグリッド周波数を有する幹線信号に重ね合わされ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
交流電力信号を運び、したがってデータ信号を運ぶ従来の電力線は、幹線周波数で効率的になるように設計され、グリッド周波数より高い周波数を減衰する傾向があるので、電力網内でデータを送信及び／又は受信するためのそのような方法は、しばしば、範囲が限定される。
【０００５】
本発明の目的は、少なくとも先行技術の問題のうちのいくつかを緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、電流がグリッド周波数に従って流れる電力網の同期エリア内で情報が送信されるブロードキャストチャネルをテストする方法が用意され、情報は、グリッド周波数を変調して、エンコードされた情報を有する搬送波信号を用意することによって、制御ノードからの命令に基づいて送信され、本方法は以下を含む：
電力網を流れる電力の周波数に関する特性をテストデバイスで測定するステップと、
上記測定された特性に基づいて電力網から信号を抽出するステップであって、信号が上記グリッド周波数の周波数変調に基づく、ステップと、
制御ノードで受信するために信号の特性を示すデータをブロードキャストチャネルとは異なる第２のチャネルを介して送るステップ。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、ブロードキャストチャネルをテストするためのテストデバイスが用意され、ブロードキャストチャネルは、電流がグリッド周波数に従って流れる電力網の同期エリア内で情報が送信されるものであり、情報は、グリッド周波数を変調して、エンコードされた情報を有する搬送波信号を用意することによって、制御ノードからの命令に基づいて送信され、テストデバイスは、以下を備える：
電力網を流れる電力の周波数に関する特性を測定するように構成された測定手段と、
上記測定された特性に基づいて電力網から信号を抽出するように構成された処理手段であって、信号がグリッド周波数の周波数変調に基づく、処理手段と、
ブロードキャストチャネルとは異なる第２のチャネルを介して制御ノードで受信するために信号の特性を示すデータを送信するように構成された通信インターフェース。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、以下を備えるブロードキャストシステムが用意される：
電力網の同期エリア内でブロードキャストチャネルを介して周波数変調信号を送信するように構成された送信器と、
第２の態様によるテストデバイスと、
第２のチャネルを介してテストデバイスと通信するように構成された制御ノード。
【０００９】
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を参照して行われ、単に例として与えられる、本発明の好ましい実施形態の以下の説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ブロードキャストシステムが実装され得る同期電力網を示す概略図である。
【図２】ブロードキャストシステムにおける使用に適した送信器を示す概略図である。
【図３】ブロードキャストシステムにおける使用に適した受信器を示す概略図である。
【図４】ブロードキャストシステムにおける使用に適したテスト受信器を示す概略図である。
【図５】ブロードキャストシステムにおける使用に適したコントローラを示す概略図である。
【図６】ブロードキャストチャネルをテストする方法を説明する流れ図である。
【図７】ブロードキャストシステムの構成要素間のデータ伝送を説明するメッセージ順序表である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の開示は、電力網における周波数変調信号ブロードキャストに関連して行われるブロードキャストに関する。しかし、本発明は他のタイプのブロードキャストシステムにおいて実装され得ることが、理解されよう。
【００１２】
図１は、そこにおいて本発明の一実施形態が実装され得る例示的電力網１００を示す。電力網１００は、送電網１０２及び配電網１０４を備える。
【００１３】
送電網１０２は、たとえば、原子力発電所又はガス火力発電所でもよい、発電機１０６に接続され、そこから大量の電気エネルギーが、非常に高い電圧（通常は、数百ｋＶ程度）で架空電力線などの電力線を介して配電網１０４に送信される。
【００１４】
送電網１０２は、配電網１０４における配布のために電力供給をより低い電圧（通常は５０ｋＶ程度）に変換する変圧器１０８を介して、配電網１０４にリンクされる。
【００１５】
配電網１０４は、電力網１００に接続された電力消費デバイスに電力を提供するローカルネットワークへのさらに低い電圧に変換するためのさらなる変圧器を備える変電所１１０を介して接続される。ローカルネットワークは、数ｋＷ程度の比較的少量の電力を引き込む民家１１３内の家庭用電気器具に電力を供給する、都市ネットワーク１１２などの国内消費者のネットワークを含み得る。ローカルネットワークはまた、産業施設で動作するより大きな器具が数ｋＷ〜ＭＷ程度の大量の電力を引き込む、工場１１４などの産業施設を含み得る。ローカルネットワークはまた、電力網１００に電力を提供するウインドファーム１１６などのより小さい発電機のネットワークを含み得る。
【００１６】
簡潔にするために、１つの送電網１０２及び１つの配電網１０４のみが図１には示されるが、実際には、通常の送電網１０２は、複数の配電網１０４に電力を供給し、１つの送電網１０２はまた、１つ又は複数の他の送電網１０２に相互接続され得る。
【００１７】
電力は、グリッド周波数（通常は、グリッド周波数は、国によって、名目上５０又は６０Ｈｚである）と称され得るシステム周波数で流れる交流電流（ＡＣ）として電力網１００を流れる。電力網１００は、周波数がグリッドの各ポイントでほぼ同じになるように、同期化された周波数で動作する。グリッド周波数は、グリッド電力バランスと本明細書で称される、電力網１００から消費される電力の総量に対する電力網１００に提供されるすべての生成された電力の比率によって変化する。グリッド周波数の変化は、とりわけ、発電機１０６のタービンの動作周波数及び電力網１００における調節可能な変圧器の状態を含む要因による。
【００１８】
グリッド周波数は、通常は、グリッドバランスにおける正常変動（すなわち、需要の突然の予期せぬ増加又は発電容量の損失によらない変動）により、時間とともに名目グリッド周波数に対して変化する。グリッド周波数の正常変動は、グリッド周波数がある期間にわたって観測されるときに名目グリッド周波数に関する雑音として現われる。所与の同期網における正常変動の量（以下、雑音と称される）は、同期網に蓄えられた潜在的エネルギー（すなわち、グリッドに接続された電力デバイスの慣性）に依存する周波数の範囲であり、これは、たとえば、ある期間にわたってグリッド周波数の一連の測定を行うことによって、所与の同期網について判定することができる。より高い慣性（すなわち、相対的により大量の回転生成）を有するグリッドは、より安定し、したがって雑音が少ない傾向があり、一方、より低い慣性（すなわち、相対的により少量の回転生成）を有するグリッドは、より安定せず、したがって雑音がより多い傾向がある。多くの電力網について、雑音のレベルは、通常は、１０〜２００ｍＨｚの範囲である。
【００１９】
電力網１００は、電力網１００と他の電力網との間の直流（ＤＣ）接続を行う１つ又は複数のＤＣ相互接続１１７を含み得る。通常は、ＤＣ相互接続１１７は、電力網１００の送電網１０２に接続する。ＤＣ相互接続１１７は、電力網１００が、他の電力網のグリッド周波数の変化によって影響されない所与の、同期化された、グリッド周波数で動作するエリアを定義するように、異なる同期電力網の間でＤＣリンクを用意する。たとえば、英国の送電網は、ＤＣ相互接続を介して欧州大陸の同期網に接続されている。
【００２０】
電力網１００はまた、制御ノード（本明細書では「コントローラ」１２２と称される）の制御下にある情報の伝送において使用するための１つ又は複数のデバイス（本明細書では「送信器」１１８と称される）と、送信器１１８によって送信された情報を受信する能力を有する１つ又は複数の受信器１２０とを含む。送信器１１８、受信器１２０、及びコントローラ１２２は、ブロードキャストシステムを形成し、以て、その中で電力網１００は、送信器１１８と受信器１２０との間でブロードキャストチャネルの機能を果たす。
【００２１】
情報は、図２を参照して以下で説明されるように、変調パターンをエンコードすること及びグリッド周波数にその変調パターンを重ね合わせることによって、受信器１２０で受信するためにブロードキャストチャネルを通して送信器１１８によって送信される。以て、グリッド周波数は、エンコードされた及び変調パターンによって定義された情報の搬送波信号の機能を果たす。情報の伝送、以下データ伝送と称される、は、デジタル若しくはアナログデータ及び／又は他のタイプの情報の伝送でもよい。
【００２２】
受信器１２０は、図３を参照して以下で説明されるように、周波数変調された搬送波信号にエンコードされた情報をデコードするように構成されている。
【００２３】
電力網１００に接続されているのは、以下「テスト受信器」１２１と称されるテストデバイスである。図１に示される例では、１つのテスト受信器１２１が示される。しかし、複数のテスト受信器１２１が、グリッドに接続され得、送信器１１８から情報を受信することができ得ることが、理解されよう。図４を参照して以下で説明されるように、テスト受信器１２１は、受信器１２０と同じ方法で周波数変調された搬送波信号にエンコードされた情報をデコードするように構成されている。しかし、テスト受信器１２１は、それがブロードキャストチャネル、本明細書でテストチャネルと称される、とは別個のデータチャネルを介してコントローラ１２２に信号を示すデータを送ることを可能にする、付加的な機能を有する。
【００２４】
前述のように、電力の周波数は、電力網１００全体にわたってほぼ同じである。したがって、実用的な目的で、電力網１００において実装されたブロードキャストチャネルは、電力網１００を通じて同じ又は同様の伝送特性を有すると想定することができる。これは、そのようなブロードキャストシステムのオペレータが、１つのみのテストデバイス１２１、又は、受信器１２０の数と比較して少数のテストデバイス１２１を使用して、大きい地理的エリアにわたる伝送を管理することを可能にする。言い換えれば、電力網１００内の１つのロケーション（又は限られた数のロケーション）でテストデバイス１２１を使用して判定されるブロードキャストチャネルの特性は、受信器１２０が存在し得る電力網１００のどこであってもブロードキャストチャネルの特性を表し得る。
【００２５】
各送信器１１８は、電力デバイス１１９（電力網１００からの電力を消費し得る又は電力網１００に電力を提供し得る）又は電力デバイス１１９のグループと関連付けられ、電力デバイス１１９（又はデバイス１１９のグループ）と電力網１００との間の接続部に置かれる。各送信器１１８は、電力デバイス１１９（又は電力デバイス１１９のグループ）と電力網１００との間の電力の流れを変調するように構成されている。送信器１１８は、電力デバイス１１９と別個に用意され得る、及び／又は電力デバイス１１９にインストールされ得る。電力デバイス１１９は、任意の電力消費又は生成デバイスでもよく、発電機１０６、居住施設１１３若しくは産業施設１１４の器具、及び／又は風力タービン１１６若しくはソーラーパネルなどの小型発電機を含み得る。
【００２６】
１つ又は複数の送信器１１８は、配電網１０４内の若しくは送電網１０２内の電力デバイス１１９、又は電力網１００の他の任意のロケーションに置かれてもよい。送信器１１８は、電力網１００内でデータを送信するために、電力デバイス１１９と動作する。簡単にするために、７つのみの送信器１１８が図１には示されるが、実際には、電力網１００は、送信器１１８が関連付けられた電力デバイス１１９の容量に応じて数百又は数千のそのようなデバイスを備え得ることが、理解されよう。送信器１１８が、大容量の電力デバイス１１９（産業施設の電力デバイスなど）と関連付けられる場合、少数の送信器１１８のみが存在し得る。いくつかの実施形態では、１つの送信器１１８のみが存在し得る。
【００２７】
接続部にある送信器１１８は、各々、定義された変調パターンに従って、それぞれの関連電力デバイス１１９と電力網１００との間の電力の流れを変調する。１つ又は複数の送信器１１８の各々は、他の送信器１１８の各々と同期され、送信器１１８が電力網１００の電力潮流の集合的変調をもたらす電力潮流を変調するように、構成されている。すなわち、送信器１１８は、電力網１００における電力バランスの変調された変化を集合的にもたらし、電力バランスの変化は、関連送信器１１８を有する電力デバイス１１９の各々への／からの変調された電力潮流の複合効果である。
【００２８】
電力デバイス１１９と電力網１００との間を流れる電力の変調において、以て、変調パターンに従って、グリッドバランスを変調して、送信器１１８は、変調パターンをエンコードし、電力網１００を通した伝送のためにグリッド周波数にその変調パターンを重ね合わせることができる。以て、グリッド周波数は、エンコードされた及び周波数変調パターンによって定義された情報の搬送波信号の機能を果たす。
【００２９】
図２は、電力網１００内でデータを送信するための送信器１１８の例示的構成を示す。送信器１１８は、１つ又は複数の電力デバイス１１９と動作して、電力網１００内でデータを送信し、時計２０２、データストア２０４、ネットワークインターフェース２０６、プロセッサ２０８、及び変調器２１０を備える。
【００３０】
送信器１１８は、コントローラ１２２からデータを受信するように構成されている。コントローラ１２２は、電力網１００に直接接続されなくてもよいが、その代わりに、データは、ネットワークインターフェース２０６を介して受信される。ネットワークインターフェース２０６は、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーション（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ＧＳＭ（登録商標））、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＵＭＴＳ）、ロングタームエボリューション（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ：ＬＴＥ）、固定ワイヤレスアクセス（ＩＥＥＥ８０２．１６  ＷｉＭａｘなど）、及びワイヤレスネットワーキング（ＩＥＥＥ８０２．１１  ＷｉＦｉなど）のうちの１つ又は複数を含み得る、固定又はワイヤレス通信ネットワークを介して情報を受信するように構成されている。
【００３１】
ネットワークインターフェース２０６を介して受信された情報は、データストア２０４に記憶され得る。データストア２０４に記憶される情報は、送信器１１８によって送信されることになるデータの表現（本明細書では「コード」と称される）を含み得る。コードは、所定の制御パターンに従って変調器２１０を制御するための制御信号を表し得る。
【００３２】
プロセッサ２０８は、データストア２０４から送信されることになるデータを取得するように及び変調器２１０を制御するための制御信号を生成するように構成されている。プロセッサ２０８は、データストア２０４にアクセスし、コードを取得し、そのコードに基づいて、制御信号を生成し、それらの制御信号を変調器２１０に送って電力デバイス１１９への／からの電力潮流を制御する。制御信号は、電力網１００において送信されることになるデータのビットパターンの形でもよい。コードは、通常は、時計２０２を参照して用意される制御信号の時間変動パターンを定義する。時計２０２は、電力網１００に接続された送信器１１８の各々が他の送信器１１８の各々と同期化されるように、他の送信器１１８の時計と同期化され得る。これは、同時に各送信器でデータの伝送が開始されることを可能にする。
【００３３】
送信器１１８の各々は、電力網１００を流れる交流電流のサイクルを数えるための、プロセッサ２０８によって実装され得る、カウンタを含み得る。サイクルは、定義された事象又は時点に関連して定義されたサイクル数によって識別され得る。たとえば、サイクル数は、定義された事象又は時点以後に経過した交流電流のサイクルの数と一致し得る。送信器１１８によるデータ伝送は、送信器１１８が、同じ時間基準に従って動作する受信器１２０がデータの受信を予期するサイクル数でデータを送信することができるように、サイクル数に関連するスケジュールされた時間に（すなわち、送信器１１８及び受信器１２０に知られている既定のサイクル数で）実行することができ、すなわち、送信器１１８及び受信器１２０は同期化される。
【００３４】
変調器２１０は、プロセッサ２０８によって生成された制御信号に応答して電力デバイス１１９と電力網１００との間の電力潮流を変調するように構成されている。変調器２１０は、電力網１００に／からの電力デバイス１１９を接続する／接続を切るためのスイッチ及び／又は電力デバイス１１９への／からの電力潮流が変調されることを可能にする任意の電気又は電子手段を備え得る。たとえば、変調器２１０は、電気機械の又は半導体ベースのスイッチを備え得る。たとえば、電力デバイス１１９は、変調の間に必ずしも完全に電源を切られなくてもよいが、その代わりに、電力消費及び／又は供給のセットポイントの間で変調され得る。変調器２１０は、減衰器、或いは、電力デバイス１１９（たとえば、電気自動車及び／又は他の電気デバイスのためのインバータベースの充電器、太陽電池発電機のためのグリッドタイインバータ、熱電併給（Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｈｅａｔ  ａｎｄ  Ｐｏｗｅｒ：ＣＨＰ）発電機、又は風力発電機）による電力消費／供給を変更するための何らかの他の手段でもよい。送信器１１８は、それらの関連電力デバイス１１９への及び／又はからの無効電力潮流を変調するように構成され得る。たとえば、変調器２１０は、それらの関連電力デバイス１１９の無効電力貢献を修正するためのインバータを含み得る。電力デバイスの無効電力貢献の変調は、使用可能な実電力の対応する変調を有する電力網１００の効率のローカル変調をもたらす。
【００３５】
データストア２０４に記憶された制御信号のパターンによる電力デバイス１１９と電力網１００との間を流れる電力の変調において、変調器２１０は、周波数変調パターンをエンコードし、電力網１００を通した伝送のためにグリッド周波数にその変調パターンを重ね合わせることができる。以て、グリッド周波数は、エンコードされた及び変調パターンによって定義された情報の搬送波信号の機能を果たす。
【００３６】
変調器２１０は、通常は、通常最大１０Ｈｚの周波数で電力デバイス１１９と電力網１００との間の電力潮流を変調するように構成されている。いくつかの実施形態では、電力デバイス１１９への及び／又はからの電力潮流は、所定のグリッド周波数の半分未満の周波数で変調される。いくつかの実施形態では、電力潮流は、所定のグリッド周波数の４分の１未満の周波数で変調される。いくつかの実施形態では、電力潮流は、所定のグリッド周波数の１０分の１未満の周波数で変調される。たとえば、変調器２１０は、約１Ｈｚのレートで電力潮流を変調するように構成され得る。
【００３７】
この周波数範囲で、適度に高い負荷の切り替えが可能である。変調器２１０は、グリッド周波数より低い周波数で電力デバイス１１９への／からの電力潮流を変調するので、変調信号は、変調されていないＡＣ電力よりも電力網１００のインフラストラクチャによって抑止されることはない。これは、変圧器１０８、１１０などのデバイスの周りの追加のルートを提供する必要性をなくする。
【００３８】
送信器１１８は、図２では、電力デバイス１１９とは別個なものとして示されるが、いくつかの実施形態では、送信器１１８は電力デバイス１１９に不可欠であり得ることが、理解されよう。
【００３９】
コードは、送信器１１８のデータストア２０４に記憶されるものとして前述されたが、いくつかの実施形態では、コードは遠隔で記憶され（たとえば、コントローラ１２２で）、必要に応じて送信器１１８によってアクセスし得ることに留意されたい。たとえば、コードは、送信器１１８に送信され得、その場合、コードは、送信器１１８に記憶され得る、又は一時的データストアにおいてのみ記憶され得る。
【００４０】
電力デバイス１１９と電力網１００との間の変調された電力潮流は、電力網１００における電力供給と消費との間のバランスの変調をもたらす。これは、次に、所与の同期電力網１００全体にわたり同じであるグリッド周波数の対応する変調をもたらす。グリッド周波数は、電力網１００全体にわたり同じであるので、変調された周波数もまた、電力網１００全体にわたり同じであり、したがって、変調されたグリッド周波数を検出し（受信器１２０など）、それがグリッド周波数を検出することができるグリッドの任意のポイントでエンコードされた情報をデコードすることができる。
【００４１】
図３は、搬送波信号においてエンコードされた及び電力網１００内で送信される情報をデコードするように構成された例示的受信器１２０を示す図である。受信器１２０は、検出器３０２、データストア３０４、プロセッサ３０６、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース３０８、及び時計３１０を備える。
【００４２】
検出器３０２は、十分な精度でグリッド周波数に関する特性を検出又は測定する能力を有する任意のデバイスでもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、グリッド周波数に関する時間周期は、グリッド周波数の特性尺度として使用される。たとえば、電圧が０Ｖを越える時間の間の周期である２分の１のサイクルの測定は、グリッド周波数に関する特性として使用され得る。
【００４４】
いくつかの実施形態では、２分の１のサイクル（又は完全なサイクル）を完了するために要する時間の逆数に対応する、実際の瞬間的グリッド周波数が、判定され得る。周波数データは、信号周波数の知られている及び所望の範囲の外へ周波数構成要素を取り出すために、平均化する及びデジタルにフィルタをかけることができる。たとえば、グリッド周波数に対応する周波数構成要素及び／又は雑音に関する周波数構成要素が、取り出され得る。
【００４５】
検出器３０２は、グリッド周波数より高い周波数で電圧をサンプリングするように構成されている電圧検出器、及び、サンプリングされた電圧をデジタル電圧信号に変換するように構成されているアナログ・デジタル変換器を備え得る。たとえば、電圧検出器は、サイクルごとに１０００回電圧をサンプリングするように構成され得る。デジタル電圧信号は、次いで、電圧が０Ｖを越える時間を高精度（μｓ〜ｍｓの範囲内）で判定するために、処理され得る。
【００４６】
検出器３０２は、グリッド周波数より高い周波数で電流をサンプリングするように構成されている電流検出器と、電流が０Ｖを越える時間を高精度（μｓ〜ｍｓの範囲内）で判定するために次いで処理され得るデジタル電流信号にサンプリングされた電流を変換するように構成されているアナログ・デジタル変換器とを備え得る。
【００４７】
検出器３０２は、電圧検出器及び電流検出器の両方を備え得る。電圧及び電流の両方が０Ｖを越える時間の測定は、受信器１２０が電圧及び電流の相対位相の変化を判定することを可能にし、以て、受信器１２０がグリッドの無効電力の変化を補うことを可能にする。これは、次いで、周波数（又は周波数に関する特性）のより正確な測定を可能にする。
【００４８】
周波数を判定する例示的方法は、高いレートで（たとえば、４０ｋＨｚのレートで）交流電圧をサンプリングするステップを含む。トリガーレベルは、正弦波電圧波形がほぼ直線であるレベルで選択される。これは、通常は、０Ｖより大きく、たとえば、５Ｖと５０Ｖとの間でもよい。２つの連続する正弦波サイクルの間の時間が、交流電圧がトリガーレベルに達する連続する時間の間の差に基づいて、判定される。これが、複数回繰り返され（たとえば、数千回）、平均時間が、次いで、判定される。平均時間値は、次いで、反転されて、周波数を判定する。
【００４９】
データストア３０４は、受信器が受信すると思われる変調パターンに関連する１つ又は複数の既定のコードパターンを示すデータを記憶することができる。プロセッサ３０６は、記憶されたデータパターンフォーマットを使用して、測定された周波数特性からの情報の抽出又はデコードを助けることができる。
【００５０】
たとえば、プロセッサは、相関関係処理を実行して変調パターンの一部分（グリッド周波数に重ね合わされた）と記憶された既定のコードパターンのうちの１つとの間の相関関係を判定するように構成され得る。別法として、受信器１２０は、相関関係処理を実行するように構成された専用相関器を含み得る。相関関係処理は、たとえば、変調パターンの時間基準を１つ又は複数の既定のコードパターンの時間基準と相互に関連付けるステップ、及び／又は、変調パターンのビットパターンを１つ又は複数の既定のコードパターンのビットパターンと相互に関連付けるステップを含み得る。相関関係処理は、測定された周波数特性が記憶された既定のコードパターンに対応する変調パターンを含む可能性を判定するステップを含み得る。測定された周波数信号においてエンコードされた情報は、次いで、判定された相関関係に基づいてデコードされ得る。これは、変調の規模（μＨｚ〜数ｍＨｚの範囲であり得る）が、測定されたグリッド周波数の雑音のレベル（通常は１０〜２００ｍＨｚの範囲であるが、これらの通常値は、時間とともに所与の同期網においてある同期網から別の同期網で大きく変化する）より小さいときでも、情報がデコードされることを可能にする。さらに、グリッドの雑音に関してそのようにわずかに周波数を変調すること（すなわち、グリッド周波数の正常変動）、及びグリッドオペレータによって同意された制限は、応答を安定させる周波数をトリガーすること及び／又はグリッドの通常動作を中断することなしに周波数が変調され得る多数の区別しやすい状態の使用の可能性をもたらす。
【００５１】
受信器１２０は、相関関係処理に基づいて、ブロードキャスト信号において送信される同期データを識別することができる。識別された同期データに基づいて、受信器１２０は、次いで、そこから受信器１２０がグリッドにおいて電力潮流のいくつかのサイクルが経過したことを監視することができる固定基準時間でもよい、開始時刻を決定することができる。次いで、既定の数のサイクルが開始時刻から経過した後に、受信器１２０は、搬送波信号においてエンコードされたペイロードデータを抽出し始めることができる。
【００５２】
既定のコードパターンは、受信器１２０のデータストア３０４に記憶されるものとして前述されたが、いくつかの実施形態では、既定のコードパターンは、遠隔で（たとえば、コントローラ１２２に）記憶することができ、必要に応じて受信器１２０によってアクセスされ得る。たとえば、既定のコードパターンは、受信器１２０に送信することができ、その場合、それらは、受信器１２０に記憶されなくてもよく、又は一時的データストアにのみ記憶され得る。
【００５３】
データストア３０４は、ブロードキャストチャネルを介して電力網１００内で送信されたデコードされた情報を記憶するために使用することができる。さらに、データストア３０４は、受信器１２０を識別する識別子を記憶することができ、又は受信器１２０をアドレス指定するために使用することができる。識別子はまた、送信器１１８によって変調パターンに含めることができる。プロセッサ３０６は、変調パターンに含まれる識別情報とデータストア３０４に記憶された識別子を比較することによって、受信された伝送における情報からその伝送が受信器１２０に関連するかどうかを判定することができる。プロセッサ３０６が、受信されたデータが受信器１２０のためであると判定した場合、プロセッサ３０６は、次いで、デコードされた情報の処理及び記憶を継続することができる。
【００５４】
データストア３０４は、受信器１２０が割り当てられたグルーブを識別する１つ又は複数の他の識別子を記憶することができる。特定のグループによる受信を意図された伝送は、それらのグループ内の受信器１２０がそれらがその伝送を受信することを意図されているかどうかを判定することを可能にするために、それらのグループに関連付けられた識別子を含むことができる。これは、送信された識別子と受信器１２０のデータストア３０４に記憶された１つ又は複数の識別子との一致を判定することによって、達成することができる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、グループは、異なる地理的エリアについて定義され得る。地理的エリアに対応する各グループは、所与の地理的エリア内のより小さいエリアに関するサブグループに分けられ得る。たとえば、グループが、特定の国のすべての受信器について定義され得、そして、サブグループが、その国の各領域について定義され得る。データが、特定の国又は領域内のすべての受信器１２０にアドレス指定され得るように、その国の特定の領域内の受信器１２０は、それらの特定のロケーション（すなわち、それらの国及び領域）に対応するグループ及びサブグループに関する識別子を記憶することができる。
【００５６】
プロセッサ３０６は、受信されたデータを処理する能力を有する任意のプロセッサでもよい。そのプロセッサは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、及び汎用プログラマブルプロセッサのうちの１つ又は複数を含み得るが、これらに限定されない。
【００５７】
プロセッサ３０６は、電力網１００を介して受信されるデータにエラー検出及びエラー訂正機能を実行するように構成され得る。プロセッサ３０６は、そのデータが暗号化された受信データを解読するように構成され得る。
【００５８】
データが、受信器１２０によって受信及び処理された後は、そのデータは、Ｉ／Ｏインターフェース３０８を介してそのデータの意図された受信者に出力され得る。Ｉ／Ｏインターフェース３０８は、たとえば、コンピュータの又は受信器１２０自体のディスプレイに、情報を表示するように構成され得る。
【００５９】
受信器１２０は、電力網１００を流れる交流電流のサイクルを数えることによって、タイミングを保ち、たとえば、受信器１２０は、プロセッサ３０６によって実装され得るカウンタを含み得る。受信器１２０が、交流電流のサイクルを数えることが一時的にできない場合（たとえば、短い停電の間）、時計３１０が、受信器１２０のタイミングを維持して、プロセッサ３０６が少なくとも少しのサイクルについて同期化を保つことを可能にすることができる。これは、受信器１２０が一時的に交流電流のサイクルを数えることができない期間中に受信器１２０がデータの受信及び処理を継続することを可能にする。
【００６０】
検出器３０２は、電力網１００に接続された電気器具からのいわゆるグリッド雑音を検出することによって間接的にグリッド周波数を検出するように構成され得る。たとえば、受信器１２０は、電力網１００に接続された電気器具によって放出される電磁又は音声信号（周波数変動に対応する）を検出するように適切にプログラムされたワイヤレス通信デバイスでもよく、前述のようにそれらの信号を処理してグリッド周波数を判定することができる。ある種の実施形態では、受信器は、送信器１１８によって送信されたデータを受信及び処理するようにプログラムされたコンピュータプログラム（アプリケーションなど）を実行する携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、又は携帯用コンピュータでもよい。
【００６１】
図４は、例示的テスト受信器１２１を示す図である。テスト受信器１２１は、搬送波信号においてエンコードされた及び受信器１２０と同じ方法又は同様の方法で電力網１００内で送信された情報をデコードするように構成される。したがって、テスト受信器１２１はまた、検出器３０２、データストア３０４、プロセッサ３０６、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース３０８、及び時計３１０を備える。検出器３０２、データストア３０４、プロセッサ３０６、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース３０８、及び時計３１０は、受信器１２０の対応する特徴に関して前述したように動作することができ、簡潔にするためにさらには論じられない。
【００６２】
テスト受信器１２１はまた、固定又はワイヤレス通信ネットワークなど、電力網１００とは異なり得る、第２の通信媒体を介してコントローラ１２２と通信するためにそれが使用する通信インターフェース４０２を含む。テストチャネルは、第２の通信媒体を使用するテスト受信器１２１とコントローラとの間の通信チャネルである。テストチャネルは、１つ又は複数の物理又は論理チャネルを含み得る。通信ネットワークは、セルラネットワーク、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、ワイヤードローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、ワイヤード電気通信ネットワーク、及びインターネットのうちの１つ又は複数を含み得る。通信ネットワークは、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーション（ＧＳＭ）、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、固定ワイヤレスアクセス（ＩＥＥＥ８０２．１６  ＷｉＭａｘなど）、及びワイヤレスネットワーキング（ＩＥＥＥ８０２．１１  ＷｉＦｉ及びＩＥＥＥ８０２．１５  ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）など）のうちの１つ又は複数を含み得る。いくつかの実施形態では、テスト受信器１２１は、専用テストデバイスでもよい。他の実施形態では、テスト受信器１２１は、テストデバイスの機能を含むように修正又は構成された受信器１２０でもよい。いずれの場合も、テスト受信器１２１はまた、通常の受信器１２０として実行することができ得る。
【００６３】
テスト受信器１２１は、通信インターフェース４０２を使用してコントローラ１２２に及び／又はからデータを送る及び／又は受信することができる。たとえば、テスト受信器１２１は、インターネットを介してコントローラ１２２に及び／又はからデータを送る及び／又は受信することができる。通信は、インターネットプロトコルに基づき得る。テスト受信器１２１は、コントローラ１２２からデータを取り出すことができ、又はコントローラ１２２からプッシュされたデータを受信することができる。テスト受信器１２１は、テストチャネルを介してコントローラ１２２から受信されたデータを使用して、電力網１００のブロードキャストチャネルから抽出された信号を評価することができる。
【００６４】
受信されたデータは、後で使用するためにデータストア３０４に記憶する又はバッファーリングすることができる。たとえば、データは、データと又は別個の伝送において送信される時間インジケータによって指示される既定の時間にのみ作用され得る。
【００６５】
テスト受信器１２１のプロセッサ３０６は、たとえば、図６及び７を参照して以下で説明される方法を実行するための機能を含む、ブロードキャストチャネルのテストに関する機能を実行するためにそれのデータストア３０４に記憶されたプログラムを実行することができる。
【００６６】
図５は、電力網１００におけるデータの伝送を制御するための例示的コントローラ１２２を示す図である。コントローラ１２２は、送信器１１８によって送信されることになるブロードキャストを管理する。コントローラ１２２は、コントロールセンターに置かれた１つ又は複数のサーバを含み得る。コントローラ１２２は、電力網１００を通してデータを送信することを望むユーザからの要求を受信するように構成され得、そのような要求の受信に応答して、送信されることになるデータパケットを構成することができる。
【００６７】
コントローラ１２２は、プロセッサ５０２、データストア５０４、ユーザインターフェース５０６、時計５０８、及びネットワークインターフェース５１０を備える。
【００６８】
データストア５０４は、電力網１００内で送信されることになるデータを記憶するために使用され得る。
【００６９】
データストア５０４はまた、配備された受信器１２０及び／又はテスト受信器１２１の記録を含むデータベースを含み得る。記録は、受信器１２０の識別子（特定の受信器１２０をアドレス指定するために使用することができる）を含む情報、デバイス能力、受信器１２０の構成に関する情報（受信器１２０で動作する現在のソフトウェアバージョン又は受信器１２０に記憶された現在のブロードキャストスケジュールなど）、受信器１２０のロケーションに関する情報、並びに、受信器１２０に接続された他のデバイス（電力デバイス１１９など）及びこれらの接続された他のデバイスの能力に関する情報を含み得る。
【００７０】
データストア５０４は、受信器１２０のグループ分けに関する情報を含むことができ、受信器１２０のグループを管理するために及びアドレス指定されたグループの受信器１２０にデータを送るためにコントローラ１２２によって使用され得る識別子を記憶することができる。
【００７１】
受信器１２０のユーザ（たとえば、所有者）は、ユーザインターフェース５０６を介してデータストア５０４に彼らの受信器１２０を登録することができ得る。ユーザはまた、そのユーザインターフェース５０６を介して送信されることになるメッセージをアップロードすることができる。たとえば、ユーザインターフェース５０６は、インターネット１２６を介してユーザによってアクセス可能なクライアントインターフェースでもよい。メッセージが送信されることになる日付及び時間など、送信されることになるメッセージに関する情報、及びメッセージの受信者もまた、ユーザインターフェース５０６を介してデータストア５０４に入力及び記憶され得る。
【００７２】
各登録された受信器１２０は、受信器１２０のもう１つのグループに割り当てられ得る。所与の受信器１２０が割り当てられる各グループは、所与の受信器１２０に関連する記録に記憶された対応する識別子を有し得る。図３を参照して前述したように、１つ又は複数の識別子はまた、それぞれの受信器１２０のデータストア３０４に記憶することができ、受信されたデータがその受信器１２０での受信を意図されているかどうかを判定するために使用することができる。
【００７３】
プロセッサ５０２は、データストア５０４から及び次いで送信器１１８に送信されるメッセージからデータを取得するように構成されている。コントローラ１２２は、ワイヤード又はワイヤレス接続を介して送信器１１８に接続することができ得る。たとえば、コントローラは、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーション（ＧＳＭ）、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、固定ワイヤレスアクセス（ＩＥＥＥ８０２．１６  ＷｉＭａｘなど）、及びワイヤレスネットワーキング（ＩＥＥＥ８０２．１１  ＷｉＦｉ及びＩＥＥＥ８０２．１５  ＺｉｇＢｅｅなど）を含むいくつかの無線アクセス技術のうちの１つ又は複数を使用し、ネットワークインターフェース５１０を介してワイヤレスアクセスノード１２４に接続することができる。前述のように、コントローラ１２２は、インターネット１２６などのデータ通信ネットワークを介して送信器１１８にデータを送信することができる。コントローラ１２２は、電力網１００へのいかなる直接電気電力接続も有さなくてもよい。
【００７４】
データストア５０４から取得されたデータに基づいて、プロセッサはまた、ブロードキャストチャネルを介して送信されることになる送信器１１８に送信されるメッセージを示すデータを生成するように構成されている。コントローラ１２２は、そのような生成されたデータをテスト受信器１２１に送ることができる。コントローラ１２２は、送信器１１８とのそれの接続に関して前述したようにワイヤード又はワイヤレス接続を介してテスト受信器１２１（又は複数のテスト受信器）に接続することができる。
【００７５】
データは、たとえば、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）又は６ＬｏＷＰＡＮプロトコルなどの、しかしこれらに限定されない、任意の適切なデータ伝送プロトコルを使用して、送信器１１８及びテスト受信器１２１に通信され得る。
【００７６】
必要とされる時間に（又は必要とされる時間の前に）、コントローラ１２２は、電力網１００において１つ又は複数の送信器１１８に送信されることになるデータを含むメッセージを送信することができる。１つ又は複数の送信器１１８は、次いで、送信されることになるデータを各々受信することができ、適切な時間に、電力網１００内でデータの送信を開始する。
【００７７】
コントローラ１２２はまた、テスト受信器１２１に送信されることになるデータを示すデータを送信することができる。
【００７８】
送信器１１８及び／又はテスト受信器１２１は、コントローラ１２２が送信される必要がある任意の新しいデータを有するかを検査するために、コントローラ１２２に接続し、ポーリングすることができる。送信器１１８及び／又は受信器１２１が信頼できるソースからのデータをアクティブに探すときに、データは送信器１１８及び／又は受信器１２１によってのみ受信されるので、これは、伝送の付加的なセキュリティを実現する。
【００７９】
送信器１１８の各々が他の送信器１１８の各々と同期化されるために、コントローラ１２２はまた、同期化信号を送信器１１８に送信することができる。しかし、送信器１１８は、何らかの他の信号に従って同期化され得、たとえば、送信器１１８は、ＧＰＳ信号、インターネットネットワーク時間、又は、たとえば、英国の国立物理研究所からの「ＭＳＦ」無線時間信号など、原子時計からの時間に基づく低周波数無線時計信号のうちの１つ又は複数を使用し、同期化され得る。したがって、送信器１１８は、受信器１２０に信号を送信するときに使用される共通の時間基準を共用することができる。
【００８０】
いくつかの実施形態では、データの伝送は、ブロードキャストスケジュールに従って実行される。異なるタイプのデータが、ブロードキャストスケジュールに従って、異なる、事前に合意された、時間にブロードキャストされ得る。送信器１１８及び／又は受信器１２０は、同期化された後にはそれが関連時間に特定のタイプのデータを受信することができるように、ブロードキャストスケジュールで事前にプログラムされ得る又はハードウェアに組み込まれ得る。ブロードキャストスケジュールは、コントローラ１２２によって送信器１１８及び／又は受信器１２０に提供することができる。送信器１１８は、ブロードキャストスケジュールを受信器１２０に提供することができる。受信器１２０は、次いで、スケジュールされた時間に、又はその周辺にのみそれらの相関関係処理を実行することができる。
【００８１】
図６は、コントローラ１２２、送信器１１８、受信器１２０及び１つ又は複数のテスト受信器１２１を備える電力網において実装されたものなどのブロードキャストチャネルをテストする方法６００を示す。
【００８２】
ステップＳ６０２で、テスト受信器１２１は、電力網１００を流れる電力の周波数に関する特性を測定する。
【００８３】
ステップＳ６０４で、テスト受信器１２１は、測定された特性に基づいて、電力網から信号を抽出する。信号は、グリッド周波数にエンコードされた及びそれと重ね合わされた周波数変調パターンに基づく。すなわち、信号は、ブロードキャストチャネルを介してブロードキャストされるデータを備える。
【００８４】
ステップＳ６０６で、テスト受信器１２１は、抽出された信号の特性を示すデータをコントローラ１２２に送る。そのデータは、異なるチャネルを介してブロードキャストチャネルに送られる。
【００８５】
コントローラ１２２は、ブロードキャストチャネルを介して受信器１２０に送信された又は送信されることになるデータを示すデータをテスト受信器１２１に（テストチャネルを介して）送信することができる。テスト受信器１２１のプロセッサ３０６は、テストチャネルを介して受信されるデータと抽出された信号（すなわち、ブロードキャストチャネルを介して受信されたデータ）を比較するように構成することができ、その比較に基づいてブロードキャストチャネルの品質特性を判定することができる。たとえば、プロセッサ３０６は、その比較に基づいて抽出された信号及び／又はブロードキャストチャネルの品質の尺度を判定することができる。
【００８６】
プロセッサ３０６は、ステップＳ６０６で、通信インターフェース４０２を介してコントローラ１２２に送信するために判定された品質特性を示すデータを生成するように構成され得る。
【００８７】
特定の一例では、コントローラ１２２は、受信器１２０で受信するためのブロードキャストチャネルを介するデータの送信に先立って、ブロードキャストチャネルを介してテスト受信器１２１に送信されることになるデータを示すデータを送ることができる。情報が、ブロードキャストチャネルを介してブロードキャストされるとき、その情報は、受信器１２０及びテスト受信器１２１によって受信され得る。テスト受信器１２１は、次いで、ブロードキャストチャネルを介してブロードキャストされた信号からデコードされた情報及びテストチャネルを介して受信されたデータを使用して、ブロードキャストチャネルの品質を評価することができる。たとえば、テスト受信器１２１のプロセッサ３０６は、それがデコードする伝送の品質特性を測定又は計算して受信器１２０によって受信される伝送の品質特性の推定を生成するようにプログラムすることができる。
【００８８】
図７は、ブロードキャストチャネルを介して行われるブロードキャストを最適化するために、ブロードキャストチャネルをテストする例示的方法７００におけるコントローラ１２２、テスト受信器１２１及び送信器１１８の間の通信を示す。
【００８９】
ステップＳ７０２で、コントローラ１２２は、テストチャネルを介してテスト受信器１２１にデータを送信する。そのデータは、ブロードキャストチャネルを介してブロードキャストされる信号においてエンコードされることになる情報をテスト受信器１２１に指示する。
【００９０】
ステップＳ７０４で、コントローラ１２２が、変調パターン情報をグリッド周波数に重ね合わせるために、送信器１１８（又は複数の送信器１１８）にコマンドを送って、変調パターンにおいてテスト受信器１２１に指示された情報に対応する情報をエンコードする。
【００９１】
ステップＳ７０６で、送信器１１８は、グリッド周波数に情報をエンコードし、それをグリッド周波数に重ね合わせることによって、情報をブロードキャストする。
【００９２】
ステップＳ７０８で、テスト受信器１２１は、信号を抽出し、エンコードされた情報をデコードする。テスト受信器１２１は、次いで、それがステップＳ７０２でコントローラから受信したデータに関して電力網１００から抽出された信号を評価する。その評価の結果に基づいて、テスト受信器１２１のプロセッサ３０６は、ブロードキャストチャネルの品質特性を判定する。
【００９３】
品質特性を判定するためにテスト受信器１２１のプロセッサ３０６によって実行される評価は、以下のうちの１つ又は複数を含み得る：抽出された信号及び受信されたデータに基づいてその抽出された信号の信号対雑音比を判定するステップと、抽出された信号及び受信されたデータに基づいて抽出された信号内のビットエラーを検出するステップと、信号内でエンコードされたエラーコーディングデータを識別し、エラーコーディングデータを使用してエラー検査プロセスを実行するステップと、抽出された信号及び受信されたデータに基づいてチャネルにおける干渉を識別するステップ。エラー検査プロセスは、たとえば、周期的冗長検査を含み得る。そのようなエラー検査プロセスでは、テスト受信器１２１のプロセッサ３０６は、信頼値を抽出された信号のそれぞれのビットに割り当てることができる。
【００９４】
ステップ７１０で、テスト受信器１２１は、テストチャネルを介してコントローラ１２２にステップＳ７０２で判定された品質特性を示すデータを送る。
【００９５】
ステップＳ７０６で、コントローラ１２２は、品質特性を示すデータを受信する。
【００９６】
ステップＳ７１２で、受信された品質特性に基づいて、コントローラは、ブロードキャストチャネルを介する伝送の１つ又は複数の特性の変更が必要とされると判定する。
【００９７】
ステップＳ７１４で、必要な変更を開始するために、コントローラ１２２は、伝送の特性の変更を実装する送信器１１８へのさらなるコマンドを送る。さらなるコマンドは、以下のうちの１つ又は複数の変更を含み得る：送信された信号の順方向エラー訂正冗長性と、送信された信号の信号強度と、送信された信号の長さに関する特性と、送信された信号においてエンコードされた情報と、送信された信号のビットコーディングの長さと、送信された信号の周期的冗長検査の長さに関する特性と、１つ又は複数の送信器に及び／又はから流れる電力。
【００９８】
伝送の特性を変更することによって、コントローラ１２２は、資源の使用（伝送電力、又はエラー検出／訂正のために利用される帯域幅の量など）と所与のブロードキャスト環境の伝送品質との間のバランスの最適化を試行することができる。これは、データスループットの大幅な増加及び／又は資源のより効率的使用を可能にする。特に、ブロードキャストチャネルを介して伝送を送るために利用される伝送電力の量は、所望のブロードキャスト伝送品質を維持しながら、最小限に抑えられ得る。
【００９９】
たとえば、コントローラ１２２は、送信器１１８のうちの１つ又は複数に命令又はコマンドを発行して、以下のうちの１つ又は複数を変更することができる：送信された信号の順方向エラー訂正冗長性と、送信された信号の信号強度と、送信された信号の長さに関する特性と、送信された信号においてエンコードされた情報と、送信された信号のビットコーディングの長さと、送信された信号の周期的冗長検査の長さに関する特性と、１つ又は複数の送信器に及び／又はから流れる電力。
【０１００】
別法として又は追加で、コントローラ１２２は、ブロードキャストチャネルを介する伝送を再送するように送信器１１８に指示することができる。たとえば、初期ブロードキャストに基づいて判定された品質特性が、既定の閾値未満の値（たとえば、信号対雑音比の値など）を有する場合、コントローラ１２２は、初期ブロードキャストの品質は十分ではないと判定することができ、したがって、そのブロードキャストの再送を試行することができる。
【０１０１】
いくつかの実装形態では、初期ブロードキャストが再送され得る回数は、成功する可能性の低い伝送にささげられる資源を止める又は最小限に抑えるために、制限することができる。そのような実装形態では、コントローラ１２２は、品質特性が既定の閾値未満の値を有するという判定に応答して可能にされる再伝送の試行の数の制限を引き上げるように構成することができる。反対に、コントローラ１２２は、品質特性が既定の閾値を超える値を有するという判定に応答して可能にされる再伝送の試行の数の制限を引き下げるように構成することができる。
【０１０２】
品質特性が、ブロードキャストチャネルを介して受信されたデータが誤りビットを含んだことを示す場合、コントローラは、誤ったデータの再送を開始するようにやはり構成することができる。
【０１０３】
いくつかの例では、プロセッサ３０６の処理電力及び通信インターフェース４０２の速度は、品質特性に関するデータがブロードキャストチャネルを介する伝送中にテストチャネルを介してコントローラ１２２に送られ得るように設計することができる。これは、コントローラ１２２がフィードバックループとしてテストチャネルを使用してリアルタイムでブロードキャストチャネルを介する伝送を制御することを可能にする。ブロードキャストチャネルを介して送られる伝送のそのようなリアルタイム最適化は、データスループットのさらなる向上及び／又は資源（伝送の電力、又はエラー検出／訂正のために利用される帯域幅の量など）のより効率的使用を可能にする。さらに、それは、変化するブロードキャスト環境においてこれらの利点を可能にする。たとえば、コントローラ１２２は、たとえば、季節ごと、毎週、又は毎日の頻度で、電力網１００の慣性「剛性」の変動に応答してブロードキャストチャネルを介する伝送の特性を適合させることができる。コントローラはまた、たとえば、電力供給事業者又は消費者が電力網１００に接続する又は電力網１００との接続を切るときに、変化する雑音環境に適合することができる。これは、所望のブロードキャスト伝送品質を維持しながら、ブロードキャストチャネルを介する伝送を送るために利用される伝送電力の量が最小限に抑えられ得ることを可能にする。
【０１０４】
さらに、テストチャネルを介してコントローラ１２２に送られる品質特性は、干渉する伝送、特に、不正な（無許可の）伝送を識別するために使用することができる。たとえば、コントローラ１２２は、それが開始したのではない伝送を検出し、以て、その伝送が無許可であると判定することができる。１ｂｐｓ程度までのレートで送られる伝送について、コントローラは、その伝送が完了する前に無許可の伝送を検出することができる。伝送が無許可であるという判定に応答して、コントローラ１２２は、ブロードキャストシステムのセキュリティを保護するためのアクションを取ることができる。たとえば、コントローラ１２２は、無許可の伝送のブロードキャストシステムのオペレータに通知する警報を発することができる
【０１０５】
いくつかの実装形態では、ブロードキャストシステムは、複数のテスト受信器１２１を含み得る。これは、複数のブロードキャストチャネル（たとえば、同グリッドにおいて異なるブロードキャストシステムによって使用されているチャネル）のテストを同時に可能にし得る。複数のテスト受信器１２１は、電力網１００にわたって分散され得る。これは、コントローラ１２２がブロードキャストチャネルの品質のローカル変動を評価すること及び／又は分散されたテスト受信器１２１によって提供されるデータの統計的分析を実行することを可能にし得る。これは、ブロードキャストチャネルの品質の推定（受信器１２０によって見られるような）が行われ得る精度をコントローラ１２２が向上させることを可能にし得る。
【０１０６】
前述の実施形態は、本発明の説明のための例として理解されるべきである。本発明のさらなる実施形態が、想定される。たとえば、テスト受信器１２１は、抽出された信号の評価又は分析を実行するように構成されなくてもよく、その代わりに、コントローラが分析するために、テストチャネルを介して、コントローラに抽出された信号を示すデータを通信することができる。コントローラ１２２は、次いで、それがブロードキャストチャネルを介して送信されること意図したデータに関して評価を実行することができる。
【０１０７】
前述の実施形態では、受信器１２０及びテスト受信器１２１は、別個のエンティティとして説明されたが、テスト受信器は、受信器の機能も果たし得ることが、理解されよう。いくつかの実装形態では、受信器１２０（又は相対的に少数の受信器１２０）は、テスト受信器１２１の機能を実行するように修正する又は適合させることができる。
【０１０８】
テストチャネルは、ブロードキャストチャネルの品質に関するデータを送ることを目的として説明されたが、他のデータがコントローラ１２２とテスト受信器１２１との間で通信され得ることが、理解されよう。たとえば、テストチャネルは、いつ伝送が送られるかを知ること及びいつ伝送がテスト受信器１２１によって受信されるかをテストチャネルを介してコントローラ１２２に通知することによって、伝送の速度を監視するために使用することができる。
【０１０９】
任意の１つの実施形態に関して説明された任意の特徴は、単独で又は記載された他の特徴と組み合わせて使用することができ、任意の他の実施形態又は任意の他の実施形態の任意の組合せの１つ又は複数の特徴と組み合わせて使用され得ることが、理解されよう。さらに、前述されていない同等物及び修正形態もまた、添付の特許請求の範囲において定義されている、本発明の範囲を逸脱することなしに使用され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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