"電気設備から消費者にアウトバウンドメッセージが送信され、かつ前記消費者から前記設備にインバウンドメッセージが送信される前記設備によって使用され、前記アウトバウンドメッセージおよび前記インバウンドメッセージのそれぞれが、前記設備の配電系統を通じて送信および受信される、双方向自動通信システムTWACSにおける、前記アウトバウンドメッセージを検出するための受信機であって、アウトバウンドメッセージを含む前記アナログアウトバウンド信号を受信して、フィルタ処理された信号を提供する、アナログフィルタ構成要素と、前記フィルタ処理された信号を対応するデジタル化された信号に変換して、前記対応するデジタル化された信号を提供する、A/D変換器と、デジタルプロセッサであって、前記対応するデジタル化された信号を受信するデジタルプリプロセッサ構成要素が、前記受信した対応するデジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号を提供すること、およびデジタルシンボル判定構成要素が、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記受信した前処理されたデジタル信号をデジタル的に復調して、前記アウトバウンドメッセージを提供すること、を実行する、デジタルプロセッサと、を備える、受信機。前記フィルタ構成要素は、前記アナログアウトバウンド信号を受信し、搬送波信号を相殺して、アナログメッセージ信号を提供する、搬送波ノッチフィルタと、前記アナログアウトバウンド信号を受信し、前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理して、フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号を提供する、ローパスフィルタLPF構成要素と、を備え、前記A/D変換器は、前記アナログメッセージ信号をデジタル化されたメッセージ信号にデジタル化する、第1のA/D変換器と、前記フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号をデジタル化して、デジタルのフィルタ処理された信号を提供する、第2のA/D変換器と、を備える、請求項1に記載の受信機。前記デジタルプロセッサは、前記デジタル化されたメッセージ信号を受信し、それに対応する半周期のバッファリングされた信号を順次提供する、バッファと、前記デジタル化されフィルタ処理された信号を受信し、それに対応する半周期同期信号を提供し、前記半周期同期信号は、前記半周期のバッファリングされた信号をサンプリングして、対応するデジタル信号を提供する、位相ロックループPLL構成要素と、を備える、バッファリング構成要素を含む、請求項2に記載の受信機。前記デジタルプリプロセッサ構成要素は、前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供する、高速フーリエ変換FFT構成要素と、前記周波数ドメイン信号を受信するために前記FFT構成要素に接続され、解像度を低減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供する、次元削減構成要素と、を備える、請求項3に記載の受信機。前記次元削減構成要素から前記離散化信号を受信し、前記離散化信号をフィルタ処理して、前記前処理されたデジタル信号を提供する、有限インパルス応答FIRデジタルフィルタをさらに備え、前記次元削減構成要素は、最小レベルよりも大きい信号対雑音比SNRを伴う周波数帯だけを前記FIRフィルタに提供し、それによって、性能に大きな影響を及ぼさずに計算の複雑さが軽減される、請求項4に記載の受信機。前記シンボル判定構成要素は、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記前処理されたデジタル信号に対応するシンボル同期信号および重みベクトルwを提供するための、デジタルプリアンブル検出器と、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記重みベクトルwを受信して、前記アウトバウンドメッセージを提供するために前記同期信号によって選択的にサンプリングされる雑音積信号γを提供するための、デジタルシンボル推定器構成要素と、を備える、請求項5に記載の受信機。前記A/D変換器は、前記デジタルプロセッサの一部であり、前記デジタルプロセッサは、前記デジタル化された信号をバッファリングして、半周期信号を順次提供する、バッファリング構成要素を含み、前記バッファリング構成要素は、位相検出器を含む位相ロックループPLL構成要素と、デジタル制御発振器DCOと、前記デジタル化された信号を受信して、それに対応する半周期同期信号を提供する、ループフィルタとを含み、前記半周期同期信号は、前記半周期信号をサンプリングして対応するデジタル信号を提供する、請求項1に記載の受信機。前記デジタルプリプロセッサ構成要素は、前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供する、高速フーリエ変換FFT構成要素と、前記周波数ドメイン信号を受信するために前記FFT構成要素に接続され、解像度を低減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供する、次元削減構成要素と、を備える、請求項1に記載の受信機。前記次元削減構成要素から前記離散化信号を受信し、前記離散化信号をフィルタ処理して前記前処理されたデジタル信号を提供する、有限インパルス応答FIRデジタルフィルタをさらに備え、前記次元削減構成要素は、最小レベルよりも大きい信号対雑音比を伴う周波数帯だけを前記FIRフィルタに提供し、それによって、性能に大きな影響を及ぼさずに計算の複雑さが軽減される、請求項8に記載の受信機。前記シンボル判定構成要素は、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記前処理されたデジタル信号に対応するシンボル同期信号および重みベクトルを提供するための、デジタルプリアンブル検出器と、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記重みベクトルwを受信して、前記アウトバウンドメッセージを提供するために前記同期信号に従ってサンプリングされる雑音積信号を提供するための、デジタルシンボル推定器構成要素と、を備える、請求項1に記載の受信機。前記デジタルプリアンブル検出器は、有形のコンピュータが読み取り可能な記憶媒体上に、前記デジタルプロセッサによって実行される、コンピュータが実行可能な命令を含み、前記命令は、フィルタ処理されたプリアンブルシーケンスを形成するための構成要素と、受信したシンボルおよびステアリングベクトルを反復的に推定するための構成要素と、前記推定されたシンボルを閾値化するための構成要素と、結果として生じるシーケンスをフィルタ処理されたプリアンブルシーケンスと比較するための構成要素であって、事前設定されたエラー数よりも少ない場合に検出指標が1に設定される、構成要素と、を備える、請求項10に記載の受信機。適応等化が実装され、前記適応等化のための雑音共分散行列を推定することをさらに含む、請求項11に記載の受信機。前記デジタルプリプロセッサ構成要素は、前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供する、高速フーリエ変換FFT構成要素と、前記周波数ドメイン信号を受信するために前記FFT構成要素に接続され、解像度を低減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供する、次元削減構成要素と、を備える、請求項12に記載の受信機。電気設備によって使用される双方向自動通信システムTWACSであって、前記設備から消費者にアナログアウトバウンドメッセージを送信する、支局と、前記消費者から前記設備にインバウンドメッセージを送信する、トランスポンダであって、前記アウトバウンドメッセージおよび前記インバウンドメッセージのそれぞれが、前記設備の配電系統を通じて送信および受信される、トランスポンダと、前記アウトバウンドメッセージの検出を可能にするために、前記トランスポンダに含まれる受信機であって、アウトバウンドメッセージを含む前記アナログアウトバウンド信号を受信して、フィルタ処理された信号を提供する、アナログフィルタ構成要素と、前記フィルタ処理された信号を対応するデジタル化された信号に変換して、前記対応するデジタル化された信号を提供する、A/D変換器と、デジタルプロセッサであって、デジタルプリプロセッサ構成要素が、前記対応するデジタル化された信号を受信し、かつ前記受信した対応するジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号を提供すること、およびデジタルシンボル判定構成要素が、前記前処理されたデジタル信号を受信し、かつ前記受信した前処理されたデジタル信号をデジタル的に復調して、前記アウトバウンドメッセージを提供すること、を実行する、デジタルプロセッサと、を備える、受信機と、を備える、システム。前記フィルタ構成要素は、前記アナログアウトバウンド信号を受信し、前記搬送波信号を相殺して、アナログメッセージ信号を提供する、搬送波ノッチフィルタと、前記アナログアウトバウンド信号を受信し、前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理して、フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号を提供する、ローパスフィルタLPF構成要素と、を備え、前記A/D変換器は、前記アナログメッセージ信号をデジタル化されたメッセージ信号にデジタル化する、第1のA/D変換器と、前記フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号をデジタル化して、デジタルのフィルタ処理された信号を提供する、第2のA/D変換器と、を備える、請求項14に記載のシステム。前記デジタルプロセッサは、前記デジタル化されたメッセージ信号を受信し、それに対応する半周期のバッファリングされた信号を順次提供する、バッファと、前記デジタル化されフィルタ処理された信号を受信し、それに対応する半周期同期信号を提供し、前記半周期同期信号は、前記半周期のバッファリングされた信号をサンプリングして対応するデジタル信号を提供する、位相ロックループPLL構成要素と、を備える、バッファ構成要素を含む、請求項15に記載のシステム。前記デジタルプリプロセッサ構成要素は、前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供する、高速フーリエ変換FFT構成要素と、前記周波数ドメイン信号を受信するために前記FFT構成要素に接続され、解像度を低減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供する、次元削減構成要素と、を備える、請求項16に記載のシステム。前記次元削減構成要素から前記離散化信号を受信し、前記離散化信号をフィルタ処理して、前記前処理されたデジタル信号を提供する、有限インパルス応答FIRデジタルフィルタをさらに備え、前記次元削減構成要素は、最小レベルよりも大きい信号対雑音比SNRを伴う周波数帯だけを前記FIRフィルタに提供し、それによって、性能に大きな影響を及ぼさずに計算の複雑さが軽減される、請求項17に記載のシステム。前記シンボル判定構成要素は、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記前処理されたデジタル信号に対応するシンボル同期信号および重みベクトルwを提供するための、デジタルプリアンブル検出器構成要素と、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記重みベクトルwを受信して、前記アウトバウンドメッセージを提供するために前記同期信号によって選択的にサンプリングされる雑音積信号γを提供するための、デジタルシンボル推定器構成要素と、を備える、請求項18に記載のシステム。電気設備から消費者にアナログアウトバウンドメッセージが送信され、かつ前記消費者から前記設備にインバウンドメッセージが送信される前記設備によって使用され、前記アウトバウンドメッセージおよび前記インバウンドメッセージのそれぞれが、前記設備の配電系統を通じて送信および受信される、双方向自動通信システムTWACSにおける、前記アウトバウンドメッセージを検出するための方法であって、アウトバウンドメッセージを含む前記アナログアウトバウンド信号を受信することと、前記受信したアナログアウトバウンド信号を対応するデジタル化された信号に変換することと、前記対応するデジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号を提供することと、前記前処理されたデジタル信号をデジタル的に復調して、前記アウトバウンドメッセージを提供することと、を含む、方法。前記受信することは、前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理し、前記搬送波信号を相殺して、アナログメッセージ信号を提供することと、前記アナログアウトバウンド信号を受信し、前記アナログアウトバウンド信号をフィルタ処理して、フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号を提供することと、を含み、前記変換することは、前記アナログメッセージ信号をデジタル化されたメッセージ信号にデジタル化することと、前記フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号をデジタル化して、デジタルのフィルタ処理された信号を提供することと、を含む、請求項20に記載の方法。前記前処理することは、前記デジタル化されたメッセージ信号を受信し、それに対応する半周期のバッファリングされた信号を順次提供することと、前記デジタル化されフィルタ処理された信号を位相ロックループによって受信し、それに対応する半周期同期信号を提供し、前記半周期同期信号は、前記半周期のバッファリングされた信号をサンプリングして、対応するデジタル信号を提供することと、を含む、バッファリングすることを含む、請求項21に記載の方法。前記前処理することは、前記対応するデジタル信号を受信して、前記デジタル信号に対応する周波数ドメイン信号を提供することと、前記周波数ドメイン信号を受信して、解像度を軽減した前記デジタル信号に対応する離散化信号を提供することと、を含む、請求項22に記載の方法。前記次元削減構成要素から前記離散化信号を受信し、前記離散化信号をフィルタ処理して、前記前処理されたデジタル信号を提供する、有限インパルス応答FIRデジタルフィルタをさらに備え、前記次元削減構成要素は、最小レベルよりも大きい信号対雑音比SNRを伴う周波数帯だけを前記FIRフィルタに提供し、それによって、性能に大きな影響を及ぼさずに計算の複雑さが軽減される、請求項23に記載の方法。前記復調することは、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記前処理されたデジタル信号に対応するシンボル同期信号および重みベクトルwを提供することと、前記前処理されたデジタル信号を受信し、前記重みベクトルを受信して、前記アウトバウンドメッセージを提供するために前記同期信号によって選択的にサンプリングされる雑音積信号γを提供することと、を含む、請求項24に記載の方法。現在のアナログアウトバウンド受信機は、妥当なビット誤り率を維持するために、大きい信号対雑音比SNRを必要とする。この受信機は、特定のアウトバウンド信号点配置で動作するように設計される。この信号点配置は、それぞれが2つの完全な幹線周期の継続期間を伴う、2つの信号だけしか含まない。したがって、データ速度は、1/30秒毎に1ビット、すなわち、30bpsに過ぎない。この信号点配置のサイズは、この信号継続期間にわたって16ものシンボルにまで増加させることができ、よって、2周期毎に最高で4ビットが伝送され得、120bpsの最高データ速度を提供する。しかしながら、本受信機を新しい信号点配置に適応させることは、不可能とは言えないまでも困難である。新しい配置に適応させることが可能であり、かつ汎用マイクロプロセッサに実装することが可能であるアナログ-デジタル変換を使用した、アウトバウンド受信機が必要である。1つの形態において、本発明は、アウトバウンドメッセージが設備から消費者に送信され、インバウンドメッセージが消費者から設備に送信される電気設備によって使用される、双方向自動通信システムTWACSのための受信機を含む。アウトバウンドおよびインバウンドメッセージのそれぞれは、設備の配電系統を通じて送信および受信される。受信機は、アウトバウンドメッセージを検出し、アナログフィルタと、A/D変換器と、デジタルプロセッサとを備える。アナログフィルタ構成要素は、アウトバウンドメッセージを含むアナログアウトバウンド信号AOSrtを受信して、フィルタ処理された信号を提供する。A/D変換器は、フィルタ処理された信号を対応するデジタル化された信号に変換して、対応するデジタル化された信号を提供する。デジタルプロセッサは、対応するデジタル化された信号を受信し、受信した対応するジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号z[k]を提供するための、デジタルプリプロセッサ構成要素を実行する。プロセッサはまた、前処理されたデジタル信号z[k]を受信し、受信した前処理されたデジタル信号z[k]をデジタル的に復調して、アウトバウンドメッセージを提供するための、デジタルシンボル判定構成要素も実行する。別の形態において、本発明は、設備から消費者にアナログアウトバウンドメッセージを送信する支局と、消費者から設備にインバウンドメッセージを送信する送受信機と、アウトバウンドメッセージの検出を可能にするための送受信機に含まれる受信機とを含む電気設備によって使用される、双方向自動通信システムTWACSを備える。受信機は、アナログフィルタ構成要素と、A/D変換器と、デジタルプリプロセッサ構成要素およびデジタルシンボル判定構成要素を実行するデジタルプロセッサとを備える。別の形態において、本発明は、電気設備から消費者にアナログアウトバウンドメッセージが送信され、かつ消費者から設備にインバウンドメッセージが送信される電気設備によって使用され、アウトバウンドメッセージおよびインバウンドメッセージのそれぞれが、設備の配電系統を通じて送信および受信される、双方向自動通信システムTWACSにおける方法を含む。本方法は、アウトバウンドメッセージを検出し、アウトバウンドメッセージを含むアナログアウトバウンド信号を受信することと、受信したアナログアウトバウンド信号を対応するデジタル化された信号に変換することと、対応するデジタル化された信号を前処理して、前処理されたデジタル信号を提供することと、前処理されたデジタル信号をデジタル的に復調して、アウトバウンドメッセージを提供することと、を含む。他の目的および特徴は、以下で部分的に明らかになり、部分的に指摘される。図1で示されるように、ポイントツーポイント通信システム20は、配電系統内の任意の一方の場所Aから該系統内の任意の他の場所Bにメッセージを伝送することを可能にする。典型的に、メッセージは、支局から設備の1つ以上に送信され、それとは別に、応答メッセージが各設備から支局に送信される。しかしながら、本発明の特徴は、支局以外の場所から通信システム20内の任意の他の場所支局であり得るが、必ずしも支局であるとは限らないにメッセージを送信できることである。図1で示されるように、設備によって生成または伝搬される電圧波形WGすなわち、幹線信号が、高圧変圧器の一次巻線THVの両端に印加される。波形WGは、典型的に3相であり、通常、35KVAC~160KVACの間の60Hz波形である。しかしながら、通信システム20が、他の設備で生成される波形、例えば数多くの国における設備によって生成される50Hz波形とも同様に機能することが、当業者によって理解されるであろう。次に、変圧器の二次巻線THVが、変圧器の一次巻線TI~TNの両端に接続される。全体として12で示される送受信機の伝送機XNは、場所Aにおいて、変圧器T1の第2のすなわち低電圧巻線LVの両端に接続される。場所Bにおいて、送受信機13は、通信システム20を通じて送信されるメッセージを受信して処理するための、電力線に接続された受信機YNを含む。図1で示される信号波形WMは、送受信機13によって受信して複合化するための、送受信機12によって加えられる変調されたメッセージを含む、波形WGを表す。TWACS伝送は、図2で示されるように、幹線信号MSに位相ロックされる。この信号の任意の所与の半周期において、伝送機は、その信号を発射するためのオプションを有する。結果として生じる電流は、関数gtによって表され得る。よって、任意のTWACS伝送のためのインバウンドおよびアウトバウンド信号点配置は、次式によって要約される。式中、cmk∈{0,1}、gtは、[0,Tp]に対する台集合を伴うTWACSパルスであり、Tpは、1つの半周期の継続期間であり、Kは、半周期における信号継続期間である。cmk=1は、発射要素がm番目のシンボルのk番目の半周期中にアクティブであることを示し、cmk=0は、要素が発射されていないことを示す。したがって、gtは、要素の発射によって生成される信号である。アウトバウンドTWACSは、4つの半周期シンボル長を伴う2進シグナリングを使用する。図4に信号点配置を示すが、図中、s1tおよびs2tは、それぞれ2進数の1および0に対応する。したがって、各シンボルは、式1.1.1を使用して表され得、ここで、である。符号分割多元接続CDMAは、アウトバウンドTWACSシグナリングについては明示的に頻繁に使用されないが、インバウンドTWACSシグナリングについては頻繁に使用される。一実施形態によれば、本発明は、プリアンブル検出のためのアルゴリズムおよび幹線信号に対する位相ロックのためのアルゴリズムを実行するプロセッサを含む付加白色ガウス雑音AWGN受信機のデジタル実装を備える。AWGNを処理するための受信機は、以下によって与えられる。式2.1.2における受信機の統計値rkは、次の積分である。しかし、gtは、間隔[0,Tp]に対してだけ台集合を有するので、となり、ここで、次の新しい信号を定義した。式中、rtは、受信信号である。図3は、プリアンブル検出器と受信機との間の相互作用を詳述するフローチャートである。図3で示される実施形態によるプリアンブル検出アルゴリズムは、雑音共分散行列評価に適しているので、受信機の忠実度を増大するために使用することができる。この計算を行うためのシステムの一実施形態を図5に示す。252で、デジタルプロセッサ200は、検出フラグプリアンブルシーケンスの検出を反映するように検出プリアンブルルーチンで設定されるを確認する。該フラグが偽であった場合は、254で、プリアンブル検出アルゴリズムが実行される。真であった場合は、256で、半周期カウンタhclが確認される。4でない場合は、カウントが加算される。4である場合は、258で、信号がデジタルプロセッサ200によって処理受信され、260で、hclカウントがゼロに再設定される。メッセージの終了後、262で、検出カウンタがゼロに設定され、したがって、受信処理が終了し、再びプリアンブル検出を可能にする。rkの計算は、上で説明されており、rkは、受信信号と、信号波形gt-kTpとの内積である。周波数選択的なチャネルの場合、これは、受信機によって分かるTWACS信号でなければならない。すなわち、それは、チャネルによって作用される伝送されたパルスである。図5のシステムは、受信パルスを推定し、同様に、必要な内積を計算する。rktは、幹線の1つの半周期中に受信する信号であるので、k番目の半周期スナップショットと称する。rktを、rktの解析関数とすると、式2.1.4は、次のようになる。ここでは、gtが実信号であるという事実を用いた。パーセバルの定理によって、式2.1.6は、次のようになる。式中、RkfおよびGfは、それぞれ、rktおよびgtのフーリエ変換である。AWGN受信機の修正式は、k=0およびk=2について式2.1.7を式2.1.2代入することによって見出される。式中、kの総和は、戦略的に、内積の内部に置いた。式2.1.8は、受信機において計算されなければならないものである。ここで、これがどのように行われるのかに注目を転換するべきである。図5のブロック図を再度参照すると、受信信号rtは、幹線ノッチフィルタ204を含むフィルタ構成要素202によって作用され、60Hzまたは50Hzの幹線信号を相殺して、アナログメッセージ信号AMSを提供する。これは、信号ダイナミックレンジを減少させ、かつ後続のA/D変換における量子化雑音を軽減するために行われる。AMSは、A/D変換器206Bによってデジタル的にサンプリングされて、少なくとも1つの幹線半周期相当のデータを収容するのに十分大きいFIFOバッファ206に格納される、デジタルメッセージ信号DMSを提供する。受信信号rtは、ローパスフィルタ処理LPFされ、その後に、A/D変換器206Aによってデジタル化され、よって、幹線信号は、エイリアシングなしで追跡される。フィルタ処理されたアナログアウトバウンド信号FAOSは、A/D変換器206Aによって、デジタル化されフィルタ処理された信号DFSに変換される。DFSは、幹線信号を追跡して半周期同期を提供するデジタル位相ロックループPLL210に提供される。変換器206は、デジタルプロセッサ200の一部または別の構成要素であってもよい。図4で点線によって示されるように、半周期境界が発生したときに、FIFOバッファの内容が、列ベクトルとしてアルゴリズムの次のステージに渡され、式中、TΔは、サンプリング時間であり、Nは、半周期のスナップショット長である。式2.1.8は、半周期スナップショットが周波数ドメインにあることを必要とする。したがって、この列ベクトルは、FFT212によって作用される。解析関数Rkfのフーリエ変換だけしか必要とされないので、FFTの出力の半分が切り捨てられてもよい。実際には、それよりもさらに多くが切り捨てられてもよいが、信号が十分に狭帯域であることを条件とする。FFTは、その内積を計算する前に、ベクトルの次元数を低減するための次元低減構成要素DRC214とともに使用される。DRCは、不要な信号成分を除去する。伝送信号gtが帯域制限されるので、FFTのベクトル出力要素の大部分を切り捨てることができる。切り捨てられない要素は、SNRが顕著であるスペクトルのその一部分を集合的に表すはずである。結果として生じる複雑な列ベクトルR[k]は、Rkfの離散化である。この離散化アルゴリズムが適所にあることで、受信機の式2.1.8は、以下の行列式によって近似される。式中、Gは、信号Gfのベクトル化であり、同様に、R[k]は、信号Rkfのベクトル化である。Gの推定値は、プリアンブル検出アルゴリズムによって提供される図3を参照されたい。図5では、プリアンブル検出器出力がではなくwで表されていることに留意されたい。下で述べるように、プリアンブル検出器によって返される重みベクトルは、適応等化を実装してもよい。また、図5で示されるように、合計-R[k]R[k-2]は、FIRフィルタ[-1z-2]を使用して計算される。この計算の出力は、内積計算機に供給される。プリアンブル検出器はまた、図3によって説明されるように、シンボル同期情報も提供する。同期されたストリームは、伝送されたシンボルを判定するために0と比較される。受信機258は、プリアンブル検出器によって提供される重みベクトルを使用する、以下の式を実装する。ビット推定は、このスカラーを閾値化することによって得られる。長さフィールドは、アウトバウンドパケットの可変フィールドの長さを符合化する。よって、ビットの全長は、長さフィールドにおいて符合化された値のアフィン関数である。このフィールドを読み取る前に、長さは、最大長さを表すべきデフォルト値に設定される。取り出されたシンボルの数が長さと一致した後に、受信機は、再びプリアンブルを検索するようにリセットされる。プリアンブル検出器要約すると、デジタルプロセッサ200は、対応するデジタル化された信号r[k]を受信し、受信した対応するデジタル化された信号を前処理する、デジタルプリプロセッサ構成要素220を実行して、前処理されたデジタル信号z[k]を提供する。プロセッサ200はまた、前処理されたデジタル信号z[k]を受信し、受信した前処理されたデジタル信号z[k]をデジタル的に復調する、デジタルシンボル判定構成要素222を実行して、アウトバウンドメッセージを提供する。シンボル判定構成要素222は、同期信号によって選択的にサンプリングされる雑音積信号γを生成するデジタルシンボル評価構成要素224に重みベクトルwを提供して、アウトバウンドメッセージを提供する、プリアンブル検出器254を含む。フィルタ処理されたプリアンブルシーケンス図3の検出プリアンブル254を参照されたいが形成される。図6は、図5のFFTの出力で見られるようなフィルタ処理されていないプリアンブル係数Pk、および図5のFIRフィルタ216-1z-2の出力で見られるようなフィルタ処理されたプリアンブル係数q[k]を示す図である。受信したシンボルおよびステアリングベクトルは、以下のアルゴリズムを使用して、反復的に推定される。次に、シンボルは、次式を使用して閾値化される。結果として生じるシーケンスは、式2.1.11のシーケンスと比較される。エラーがM個よりも少ない場合、検出は、1に設定される。任意選択の適応等化が使用されない場合、重みベクトルは以下のように設定される。適応等化を実装するために、雑音共分散行列Sは、式2.3.1を使用して推定される。式中、q[k]=0の場合、k∈Koである。よって、返される重みベクトルは、以下のようになる。位相ロックループPLL図7は、図5のデジタル位相ロックループPLL210の一実施形態のブロック図を示す。図8は、図7のデジタルPLLのループフィルタHzの周波数およびインパルス応答の一実施形態を示す。受信機を幹線信号にロックする正確な位相ロックループPLL210は、図5に図示される受信機の一部である。ゼロ交差検出は、これを行う1つの方法であるが、雑音に敏感である。そうすることは、何らかのジッタ緩和アルゴリズムを必要とする。雑音電力に対する幹線信号電力の比率が非常に高いので、アナログ位相ロックループのデジタルバージョンが使用されてもよい。このアルゴリズムを図7のブロック図に示す。ループは、位相検出器302と、ループフィルタ304と、デジタル制御発振器306と、アンチエイリアシングフィルタ308とから成る。位相ロックループ210は、ロックオン構成要素がπ/2のデジタル周波数であるか、またはこれに非常に近いデジタル信号のために設計される。これは、幹線周波数の4倍のサンプリングレートを必要とするが、実際には、信号は、はるかに高い周波数でサンプリングされる。図7は、このより低い周波数にダウンサンプリングするための複数のデシメーションブロックを示す。例えば、60Hzの電力系統で動作し、12kHzでサンプリングされた入力v[n]の場合、Mは、50である。12.5kHzのサンプリングレートの場合、Mは、52である。50Hzの電力系統で動作し、12kHzのサンプリングレートの場合、Mは、60である。一般に、幹線信号は、正弦波状とは限らない。Gzは、アンチエイリアシングフィルタ308であり、その目的は、別の場合であればPLLに供給される低率のデジタル信号にエイリアシングされる、電力系統の高調波を除去することである。ダウンサンプリング後の主要な成分がデジタル周波数π/4である場合、3次以上の高調波を減衰させることだけしか必要としない。70~170Hzの遷移領域60Hzの電力系統でを伴う低域通過フィルタLPFは、1つの選択肢である。信号振幅は、-1~1でなければならない。それに応じてフィルタ利得を設定すべきである。任意選択で、幹線信号強度に適応する、適応利得制御段が挿入されてもよい。ミキサーに供給される信号の振幅は、ロックイン範囲および保持範囲を検討するときに重要である。デジタル制御発振器DCO306は、ループフィルタからの入力のアフィン関数である周波数を伴う正弦波を生成する。しかしながら、幹線位相の推定は、幹線信号v[n]と同じサンプリング周波数で提供される。DCOへの入力が定数x0である場合、位相推定は次式のようになり、式中、kは、バイアス定数である。時間ドメインでは、であるので、DCOは、次の信号を位相検出器に送信する。バイアス定数kは、入力がx0=0のときに、DCOが、幹線周波数を伴う正弦波を位相検出器に送信するように設定しなければならない。したがって、であり、式中、f0は、幹線周波数であり、Fsは、v[n]のサンプリングレートである。位相検出器302の出力は、0に近い周波数を伴う実際の位相推定と、±πに近い周波数を伴う妨害成分とから成る。また、幹線高調波から生じる±π/2に近い周波数を伴う成分もあってもよい。ループフィルタは、位相推定を除く全てを取り除くために存在する。したがって、ゼロをz=±jおよびz=-1に置いて、アンチエイリアシングフィルタを通過する0次および2次の幹線高調波から生じる、位相検出器からの高調波出力を緩和する。極は、z=0.5に置かれて、低周波数での利得を増加させる。しかしながら、位相の傾斜を急にし過ぎないように配慮しなければならない。解析は、フィルタ遅延が増加するにつれて、保持範囲が縮小することを示唆している。フィルタは、以下の形態のIIRフィルタであり、下に表1で示されるような係数フィルタ係数を有する。全てのフィルタ係数が2の累乗であることに留意されたい。各乗算が単純なビットシフトであるので、これには、実装を単純化する可能性がある。結果として生じるフィルタ特性を図8に示す。ループ利得Kは、ロックイン範囲および保持範囲に影響を及ぼす。フィルタ利得の選択は、PLLの保持範囲および位相精度に影響を及ぼす。一般に、Kの増加は、保持範囲を増大させるだけでなく、位相推定精度も高める。約2-13を越えるKの増加は、ループが機能するのを急激に完全に停止させる。説明の便宜上、プログラム、およびオペレーティングシステム等の他の実行可能プログラム構成要素は、本明細書では離散的なブロックとして例示される。しかしながら、そのようなプログラムおよび構成要素は、コンピュータの異なる記憶構成要素に様々な時点で存在し、コンピュータのデータプロセッサによって実行されることが理解される。例示的なコンピュータシステム環境に関連して説明したが、本発明の実施形態は、数多くの他の汎用または専用コンピュータシステム環境または構成で動作可能である。このコンピュータシステム環境は、本発明の任意の態様の使用範囲または機能性に関して、いかなる制限も示唆することを意図しない。さらに、コンピュータシステム環境は、例示的な動作環境において例示される構成要素のいずれか1つ、またはそれらの組み合わせに関して、いかなる依存性または要件を有するものとも解釈されるべきではない。本発明の態様での使用に好適であり得る、よく知られているコンピュータシステム、環境、および/または構成の例としては、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、携帯型またはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラム可能な家電、携帯電話、ネットワークPC、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上述のシステムまたはデバイスのいずれかを含む分散型コンピューティング環境等が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の実施形態は、1つ以上の有形の非一時的コンピュータ記憶媒体に記憶され、1つ以上のコンピュータまたは他のデバイスによって実行される、プログラムモジュール等の、構成要素、データ、および/またはコンピュータで実行可能な命令の一般的な文脈において説明され得る。一般的に、プログラムモジュールとしては、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、および特定のタスクを実行するか、または特定の抽象データタイプを実装するデータ構造が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の態様はまた、コミュニケーションネットワークを通して連結されるリモート処理デバイスによってタスクが行われる、分散コンピューティング環境において実践されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、メモリ記憶デバイスを含むローカルおよびリモート双方のコンピュータ記憶媒体内に位置してもよい。動作に際し、コンピュータおよび/またはサーバは、本発明の態様を実装するために、本明細書で例示されているようなコンピュータで実行可能な命令を実行し得る。特に明記しない限り、本明細書に例示および説明される本発明の実施形態の動作の実行または動作の順序は、重要ではない。すなわち、特に明記しない限り、動作は任意の順序で実施されてもよく、本発明の実施形態は、本明細書に開示される動作に対する付加的な動作、またはより少ない動作を含んでもよい。例えば、特定の動作を、別の動作の前に、それと同時に、またはその後に実行または実施することは、本発明の態様の範囲内であることが意図される。本発明の実施形態は、コンピュータで実行可能な命令で実装されてもよい。コンピュータで実行可能な命令は、有形のコンピュータが読み取り可能な記憶媒体上で1つ以上のコンピュータで実行可能な構成要素またはモジュールに組織されてもよい。本発明の態様は、任意の数および機構のそのような構成要素またはモジュールで実装されてもよい。例えば、本発明の態様は、図に例示され、本明細書に説明される、特定のコンピュータで実行可能な命令または特定の構成要素もしくはモジュールに限定されない。本発明の他の実施形態は、例示され、本明細書に説明されるよりも多いまたは少ない機能を有する、異なるコンピュータで実行可能な命令または構成要素を含んでもよい。本発明の態様またはその実施形態の要素を導入するときに、冠詞a、an、the、および前記saidは、1つもしくは複数の要素があることを意味することが意図される。備えるcomprising、含むincluding、および有するhavingという用語は、包括的であることが意図され、列記された要素以外の付加的な要素が存在してもよいことを意味する。以上のことを考慮すると、本発明の複数の利点が達成され、他の有利な結果が得られることが分かるであろう。図示または説明される記載された構成要素の全てが必要とされ得るとは限らない。加えて、いくつかの実装および実施形態は、付加的な構成要素を含んでもよい。本明細書に記載される請求項の趣旨または範囲を逸脱することなく、構成要素の配設および種類の変形物を作製してもよい。付加的な、異なる、またはより少ない構成要素を提供してもよく、構成要素を組み合わせてもよい。代替として、または加えて、構成要素は、複数の構成要素によって実装されてもよい。本発明の態様を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の態様の範囲から逸脱することなく、修正および変形が可能であることが明白となるであろう。前述の構築物、製品、および方法には、本発明の態様の範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができるため、前述の説明に含まれ、添付図面に示される全ての事項は、例示的なものであり、限定的な意味のものではないと解釈されるべきであることが意図される。"