BRPI0810566B1 - método de ativação de transponder - Google Patents

Abstract

MÉTODOS DE ATIVAÇÃO DE TRANSPONDER. Aperfeiçoamentos na detecção de sinais de mensagem de saída TWACS. Um primeiro aperfeiçoamento envolve a comparação de algum (ou todo) os pontos intermediários num preambulo de saída ocorrendo entre bits do preambulo que esta atualmente sendo detectado. Isto reduz a possibilidade de uma sincronização falsa e, portanto, diminui a probabilidade de sinais da mensagem de saída perdidos. Um segundo aperfeiçoamento é para exigir que algum ou todos os bits de preambulo conhecidos excedam um limite predeterminado onde tanto o limite como os bits são ajustáveis. Uma abordagem adicional é usar 4-8 compensadores adicionais num transponder para detectar padrões de preâmbulo na mensagem de saída. Cada meio ciclo da forma de onda da mensagem de saída exige a entrada de apenas um bit nos compensadores ativos para a moldura particular de referência em que a mensagem esta sendo transmitida, já que são empregados apenas compensadores para essa moldura de referência. O processo continua até que todos os bits especificados para serem enviados, com base no comprimento da mensagem de saída, sejam extraídos. Um CRC é, então, realizado para a mensagem. O uso deste método elimina o problema de serem detectadas mensagens de entrada como mensagens de saída (...).

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS CORRELATOS

[0001] Este Pedido reivindica a prioridade do Pedido de Patente Provisório US 60/913.612, depositado em 24 de abril de 2007 e que é aqui incorporado por referência.

DECLARAÇÃO RELATIVA A PESQUISA FEDERAL PATROCINADA ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Esta invenção relaciona-se com um sistema de comunicações automatizado de duas vias (TWACS) usado por empresas de eletricidade para enviar mensagens da empresa até um dispositivo terminal e para receber e processar respostas a partir do dispositivo terminal contendo informações relativas a matérias tais como consumo de energia atual, interrupções de energia etc. Mais especificamente, a invenção descreve um método de melhoria na detecção de mensagens de saída enviadas pela empresa.

[0003] As mensagens TWACS, que podem ser categorizadas quer como mensagens de saída (OM) quer como mensagens de entrada (IM), são enviadas e recebidas numa fase selecionada (O) do sistema de distribuição elétrica. Quando é enviada uma mensagem de saída, o transponder deve detectar a mensagem e validá-la usando codificação de canal. Conforme discutido em seguida, a sincronização para o sinal de mensagem de saída envolve a comparação de um preâmbulo de 9 bits da mensagem contra um padrão de bits esperado. Ficará entendido que a sincronização não necessariamente significa que a mensagem detectada pelo transponder passará detecção de erro como parte da codificação de canal. Além disso, como a mensagem inteira ainda não foi recebida no momento da sincronização, então o transponder deve continuar a detectar bits até que o final da mensagem seja recebido. Se o transponder detectar erroneamente o que parece ser um preâmbulo, tentará detectar os bits a seguir ao preâmbulo, ainda que nenhum sinal esteja presente. Isto pode resultar na detecção falhada de um sinal de saída que ocorre, enquanto o transponder estiver no estado de detecção de bits.

[0004] Algumas vezes, uma detecção de preâmbulo errôneo pode ser ativada num transponder por ruído aleatório na linha de energia, mas uma causa muito mais provável é constituída por sinais TWACS de entrada. Existe semelhança suficiente entre os sinais TWACS de entrada e os sinais TWACS de saída para que um sinal de entrada possa conter um padrão de bits que combine com o preâmbulo de uma mensagem de saída. Dependendo da configuração do sistema, é possível que esses padrões ocorram imediatamente antes que uma mensagem de saída seja enviada pela mesma fase como um transponder particular.

[0005] De modo semelhante, um transponder pode falhar uma mensagem TWACS de saída quando for precedida por outra mensagem de saída. As mensagens de saída consecutivas podem ser enviadas na mesma fase ou em fases diferentes. Se um transponder sincronizar incorretamente a primeira mensagem de saída (devido a outras fontes de ruído), é mais provável que o transponder falhe também a segunda mensagem de saída.

[0006] Este problema é complexo, porque, uma vez que um transponder sincronize um padrão de bits que combine com o preâmbulo de saída, o transponder pára de procurar por quaisquer outros padrões de preâmbulo. Ficará entendido que o padrão de bits detectado poderia ser incorreto, assim como também correto. Como o transponder continua processando o que agora acredita que seja uma transmissão de saída com base na sincronização com um padrão de bits incorreto, um ponto cego (período de tempo) é criado no transponder. Se uma mensagem de saída verdadeira for transmitida pela fase do transponder durante este período, falhará a mensagem porque não está procurando por ela durante esse tempo. O ponto cego pode durar qualquer coisa desde alguns bytes de tempo da mensagem TWACS de saída (para a menor mensagem válida) até o tamanho máximo de mensagem de 31 bytes. Isto corresponde a uma faixa de tempo entre 2,13 segundos e 16,50 segundos.

[0007] Ao mesmo tempo em que os sinais de entrada são uma fonte comum de preâmbulos de saídas falsos que ocasionam que o detector de saída falhe sinais de saída verdadeiros, o problema também pode ser ativado por ruído da linha de energia. Quando nenhum sinal está presente e o transponder está buscando um preâmbulo, existe uma certa probabilidade de que qualquer seqüência de ruído aleatório combine com o padrão do preâmbulo de saída. Novamente, isto pode resultar em que o transponder processe o que acredita ser a mensagem de saída sem observação adicional para uma mensagem de saída verdadeira.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] A presente revelação é direcionada para os aperfeiçoamentos num método de detecção de padrões de preâmbulo em mensagens TWACS de saída que se beneficiam da probabilidade de detecção de uma mensagem TWACS de saída verdadeira. O primeiro aperfeiçoamento inclui casar alguns (ou todos) os pontos intermediários numa forma de onda de preâmbulo de saída que ocorra entre aqueles bits que estão atualmente sendo detectados, a fim de reduzir a possibilidade de falsa sincronização e, portanto, diminuir a probabilidade de mensagens de saída perdidas. Testes têm mostrado que este aperfeiçoamento reduz significativamente o número relativo de mensagens de saída falhadas.

[0009] Outra abordagem é utilizar compensadores adicionais (2-8) num transponder para processar concorrentemente mensagens de saída, adicionando cada compensador mais ou menos 35 bytes de RAM cada, ao mesmo tempo em que exige uma quantidade mínima de energia de processamento adicional. Quando é detectado um preâmbulo de mensagem de saída, o detector de sincronização continua a procurar preâmbulos de mensagem de saída adicionais e, se forem detectados preâmbulos adicionais, os bits associados são compensados usando compensadores adicionais. O processo continua até que sejam coletados todos os bits associados a cada preâmbulo de mensagem. Um teste de redundância cíclico (CRC) é, então, realizado para determinar a validade do padrão de bits coletado. Usar este método reduz significativamente a duração e a frequência de qualquer “cegueira” do transponder, porque a busca de preâmbulos continua até que todos os compensadores estejam completos, ainda que seja detectado um preâmbulo errôneo.

[00010] Outros objetivos e características serão em parte evidentes e em parte descritos em seguida.

BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS

[00011] Os objetivos da invenção são alcançados conforme descrito nas modalidades ilustrativas mostradas nos desenhos que fazem parte do Relatório Descritivo.

[00012] A Figura 1 é uma ilustração de uma seqüência de preâmbulo de saída de ruído depois da passagem através de um filtro;

[00013] a Figura 2 é um gráfico que mostra a probabilidade de sincronização falsa em sinais de entrada para cada uma das 63 combinações possíveis para um dos seis (6) canais fixos usados para a sinalização de TWACS de entrada conforme simulado sob condições operacionais severas; e

[00014] a Figura 3 ilustra a desempenho de um teste de relação de valor zero/não zero para vários valores limite.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00015] A descrição detalhada seguinte ilustra a invenção à guisa de exemplo e não por via de limitação. Esta descrição capacita claramente uma pessoa qualificada na técnica a fazer e a usar a invenção e descreve várias modalidades, adaptações, variações, alternativas e usos da invenção, incluindo o que é presentemente acreditado ser o melhor modo de executar a invenção. Além disso, deve ficar entendido que a invenção não fica limitada na sua aplicação aos detalhes de construção e à disposição de componentes descrita na descrição seguinte nem ilustrada nos desenhos. A invenção é capaz de outras modalidades e de ser praticada ou executada de vários modos. Também ficará entendido que a fraseologia e a terminologia aqui usadas são com a finalidade de descrição e não devem ser consideradas como limitativas.

[00016] O preâmbulo de uma mensagem TWACS de saída consiste nm padrão de 9 bits 011100100, ou 0E4 hexadecimal. Os uns e os zeros são representados pondo um pulso no primeiro ou terceiro meio ciclo da forma de onda de AC próximo aos pontos de cruzamento zero. Para uma dada mensagem de saída, todos os pulsos são colocados sobre meios ciclos positivos ou negativos. Conseqüentemente, um detector de TWACS de sinal de saída olha para todos os cruzamentos de zeros. O seguinte é um padrão de pulsos representativos detectado por um receptor. A fila superior é o número de bits; a fila mediana é a seqüência binária; e a fila inferior é o padrão de pulsos. Um “1” representa a presença de um pulso e um “0” a ausência do mesmo: Bit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Sequência binária 0 1 1 1 0 0 1 0 0 Padrão de pulsos. 1 0100 0100 0100 0001 0001 0100 0001 0001

[00017] Ficará entendido por aquelas pessoas qualificadas na técnica que os zeros dianteiros do primeiro bit (bit 1) são ignorados na representação acima. Para remover a forma de onda de AC a partir do sinal que está sendo processado, o receptor subtrai os dados coletados um ciclo mais cedo na seqüência de processamento a partir da forma de onda que está sendo atualmente processada. Isto pode ser feito como uma operação de filtro, usando coeficientes de filtro de [1, O, -1]. A saída desta operação, conforme realizada sobre o preâmbulo inteiro é: 1000 -1010 -1010 -100010 -101 000 -100010 -101x

[00018] O x no fim do padrão é indeterminado, porque depende do valor do próximo bit na seqüência de mensagem. Será observado que não foi considerado o ajuste da escala do sinal, de forma que os valores 1 e -1 são essencialmente “colocadores” para algum valor arbitrário que seja positivo ou negativo. A seqüência tem um comprimento total de 35 bits incluindo o bit indeterminado no fim da seqüência.

[00019] A Figura 1 ilustra uma versão de ruido da seqüência de preâmbulo, depois da filtragem. Conforme discutido daqui por diante, a taxa de transferência é um bit para cada quatro meios ciclos; então, são ilustrados e etiquetados quatro pontos de sincronização possíveis numericamente na Figura 1. Na Figura 1, ponto de sincronização 1 é o alinhamento correto para a mensagem que está processada. Se os bits resultantes forem, agora, extraídos do preâmbulo, a seqüência resultante é: 1 -1 -1 -1 1 1 -1 1 1 onde um valor positivo (representado aqui por um 1) mapeia para um 0binário e um valor negativo (representado aqui por um -1) mapeia para um 1 binário. O método de detecção de saída usou previamente verificaçoes para verificar se este padrão combina com o padrão esperado e também checou para determinar se os bits excedem um limite predeterminado de força do sinal. Este limite é ilustrado na Figura 1 pela região cinza no meio da Figura e é considerado como uma região “zero”. Isto é, um sinal que caia dentro desta região é suposto não ser um sinal de saída. Isto pode ser pensado como uma quantificação do sinal para um de 3 valores, correspondendo a 1, 0 e - 1. No passado, o detector não exigia que todos bits de preâmbulo satisfizessem o requisito de limite, mas testes recentes mostraram que isto é efetivo para reduzir falsas detecções de preâmbulo. Além disso, usar apenas cada quarto valor para avaliar a validade de uma seqüência de uma possível sincronização ignora informações valiosas que ocorrem entre esses valores. Como mostrado na Figura 1, embora a moldura de referência 1 seja o ponto de sincronização correto, as molduras de referência 2 e 4 são ambas próximas de zero e a moldura de referência 3 contém uma mistura de valores de zero e não zero. Visto que todos estes valores são processados antes que o ponto de sincronização correta seja conformado, um algoritmo ótimo de rejeição de preâmbulos falsos deve tomar estes valores em conta.

[00020] Se os valores intermediários forem incluídos na seqüência de preâmbulo recebida, o que essencialmente está sendo realizado é tentar combinar uma seqüência ternária de comprimento 33 (ignorando a parte indeterminada do final. Todavia, como a amplitude do sinal não é conhecida com antecedência, um limite ótimo entre o que constitui um 0 e um 1 ou -1 pode apenas ser determinado de modo adaptado. Um teste simplificado para fazer isto, por exemplo, seria tomar só aqueles pontos onde um 1 ou -1 é esperado ocorrer. Por apenas exigir uma comparação de padrão de 9 bits, está-se efetivamente apenas comparando 9 pontos dentre 33. Mas, exigindo que todas as localizações de não zero também combinem, 13 pontos estão, agora, sendo combinados, em vez do anterior. Se estivesse sendo processado ruído completamente aleatório, isto resultaria numa redução na sincronização falsa por um fator de 24 ou 16. Todavia, isto não é necessariamente verdadeiro se o ruído for causado por um sinal TWACS de entrada, que não é aleatório.

[00021] Como os sinais de entrada podem ser facilmente vistos pelos detectores de saída em transponders das fases adjacentes, é importante poder rejeitar corretamente padrões que possam parecer semelhantes a preâmbulos de mensagens de saída, mas são de fato parte de mensagens de entrada. Depois de passar por um sinal de entrada (ou a soma de sinais de entrada múltiplos a partir de fontes múltiplas) através de um filtro de mensagem de saída, é ainda possível que o resultado combine as partes não zero do preâmbulo. Todavia, como os padrões de pulso no sinal da mensagem de entrada são diferentes daqueles numa mensagem de saída, eles contêm informações não zero em lugares onde o padrão da mensagem de saída deveria ser zero. Portanto, um modo de rejeitar sincronizações falsas em sinais de entrada é fazer realizar algum tipo de teste sobre os outros índices. Um exemplo de como fazer isto é investigar a relação do nível de energia do sinal em lugares onde um zero é esperado ser, para o nível de energia em lugares onde é esperado um. Para definir essa relação, para os resultados da operação de filtragem descrita acima, seja Z para representar o conjunto de índices que correspondem aos lugares onde existam valores de zero esperados; isto é, Z={2,3,4,6,8,10,12,14,15,16,18,20,22,23,24,26,27,28,30,32}

[00022] De modo semelhante, seja N para representar os índices que correspondem aos lugares onde existem valores não zero esperados: N = {1,5,7,9,11,13,17,19,21,25,29,31,33}

[00023] Se di for o valor absoluto do sinal recebido no índice i, seja R para representar a relação de força de sinal de zero para não zero. Isto é:

[00024] Agora, se R exceder um valor limite predeterminado, será rejeitado como um preâmbulo de mensagem de saída não verdadeiro. Com base nos resultados de simulação apresentados abaixo, uma faixa aceitável de valores de limite está na faixa de 0,6 a 1,0.

[00025] Este novo método de sincronização foi testado em sinais de mensagem de entrada e de saída simuladas. O nível de ruído selecionado era relativamente alto, a fim de simular condições operacionais severas. Além disso, os sinais de saídas foram sujeitos a uma resposta de impulso que criou vazamento para os próximos dois meios ciclos da forma de onda, com um vazamento de 20% depois de um meio ciclo e um vazamento adicional de 10% depois de dois meios ciclos. Estas condições resultaram numa probabilidade de 3% de um sinal de mensagem de saída ser completamente falhado. Este valor é mais alto do que o que é geralmente visto na prática.

[00026] As formas de onda de entrada foram geradas para todas as combinações possíveis para os 6 canais no esquema de canal de TWACS de entrada e incluem 6 permutações de 1 canal, 15 permutações de 2 canais, 20 permutações de 3 canais, 15 permutações de 4 canais, 6 permutações de 5 canais e uma permutação para todos os 6 canais. Isto resulta num total de 63 combinações possíveis.

[00027] A Figura 2 mostra a probabilidade de uma sincronização falsa em sinais de entrada para cada uma das 63 combinações. O gráfico contém o número médio de sincronizações falsas por mensagem de entrada para a comparação tradicional de padrão de 9 pontos e a comparação do padrão de 13 pontos proposto. Em alguns casos na Figura 2, a redução nas sincronizações falsas realizadas pela técnica de comparação de 13 pontos aproxima-se do limite teórico de 16 para uma entrada completamente aleatória. Por outro lado, existem dois casos, canal 6 e canal 14, em que todos os casos de combinação do padrão de 9 pontos também combina com o padrão de 13 pontos. Isto é uma peculiaridade dos padrões de pulsos particulares para aqueles canais, embora a probabilidade de uma sincronização falsa já seja relativamente baixa para eles. Acima de tudo, a redução média nas sincronizações falsas é de aproximadamente 60%.

[00028] A Figura 3 mostra o desempenho do teste de relação de valor zero/não zero para vários valores-limites com a curva de interesse sendo indicada como A. As outras duas curvas B e C são explicadas em seguida. Na Figura 3, um eixo representa a probabilidade de aceitar erroneamente dados numa mensagem de entrada como um preâmbulo de saída e o outro eixo representa a probabilidade de rejeitar erroneamente um preâmbulo de saída verdadeiro. Sob condições de sinal limpo (isto é, menos ruidoso) do que aqueles usados na simulação, esta curva tende a deslocar-se para esquerda, conforme visualizado na Figura 3.

[00029] Com o limite ajustado para um valor relativamente conservador de 1,0, a probabilidade de rejeitar falsamente uma mensagem de saída foi de 0,1%. Será observado que, neste nível de ruído, a probabilidade de falhar um preâmbulo devido justamente a ruído é de 17%. A este nível, apenas 6% dos lugares nas mensagens de entrada que teriam sido detectadas usando métodos de sincronização tradicionais poderiam passar tanto a coincidência do padrão de 13 pontos como o teste de relação zero/não zero. Com o nível de ruído ajustado de forma que os métodos de detecção existentes falhassem em 3% dos preâmbulos de saída, a probabilidade de rejeitar falsamente uma mensagem de saída foi reduzida para 0,01% e a porcentagem de aceitação de mensagem de entrada aumentou para 5%. Isto é uma redução de um fator de 20, no número de padrões de preâmbulo falsos que são aceitos. Os alarmes falsos restantes podem ser eliminados de modo substancial pelo uso de um segundo detector; ou, se os recursos não permitirem, o limite poderia ser reduzido, por exemplo, para 0,9.

[00030] Este método de rejeição de preâmbulos falsos tem alguns elementos que exigem substancialmente mais memória do que tem sido usada no passado, o que poderia tornar impraticável a implementação em alguns transponders. O problema principal a este respeito é que o teste de relação para determinar se ou não rejeitar um preâmbulo possível é essencialmente uma relação das saídas de dois filtros de respostas de impulso finito (FIR). Implementar esses filtros exige que os dados sejam armazenados numa memória para o comprimento inteiro de um filtro, mais ou menos 35 meios ciclos. Visto que estes filtros são replicados várias vezes no transponder, cada valor passado adicional que deva ser armazenado no filtro resulta num grande aumento no consumo da memória.

[00031] Atualmente, a amplitude média de sinal é computada para cada um dos quatro pontos de sincronização possíveis usando um filtro recursivo de primeira ordem que é atualizado a cada etapa usando a média corrente de valores entrados previamente mais o próximo novo valor. As médias são usadas para criar um teste de relação modificado zero para não zero. Por exemplo, seja xn para representar a entrada para o filtro no meio ciclo n. Em cada n, existem quatro saídas de filtro, yn,l, yn,2, _yn,3 e yn,4. Estes representam as saídas filtradas para os quatro pontos de sincronização ilustrados na Figura 1. Será observado que, se a função de filtragem for uma média não ponderada dos últimos 9 valores, yn,l conterá uma saída grande, yn,2 e yn,4 terão valores perto de zero e yn,3 terão um valor algo no meio. Dado as definições acima, a relação ideal zero/não zero poderia ser aproximada com a relação:

que é semelhante à definição original de R na Equação (1) acima, a não ser que, como alguns termos tanto no numerador como no denominador da definição original estão contidos em yn,3, seja removido completamente da aproximação na Equação (2).

[00032] Na prática, computar as saídas de filtro yn,l... yn,4 como médias não ponderadas de entradas prévias exige significativa memória adicional, assim, podem ser usadas médias recursivas como uma aproximação. Uma simples média recursiva de primeira ordem não exige nenhuma memória adicional além da armazenagem dos valores de y como

[00033] O valor de a é uma constante de média que deve ser escolhido para otimizar a rejeição de padrões de sincronização falsa. Se for, agora, suposto que, no meio ciclo n, a comparação do padrão de 13 pontos é satisfeita, então quer a relação de amplitude zero/não zero (Equação 1) quer a relação de amplitude aproximada zero/não zero (Equação 2) é computada e comparada com um limite predeterminado, a fim de julgar a probabilidade de que o padrão recebido represente realmente um preâmbulo de saída.

[00034] Deve ser observado que a equação (1) representa um caso ideal que exige memória extra e a equação (2) representa um caso simplificado que não exige nenhuma memória extra. Pretende-se que estes exemplos sejam somente ilustrativos e não limitativos. Por exemplo, numa situação em que alguma memória adicional esteja disponível, mas não seja suficiente para implementar a equação (1), uma operação de filtração diferente daquela ilustrada na equação (3) poderia ser implementada que usasse estados de filtro internos adicionais para se aproximar mais da resposta de filtro da equação (1).

[00035] Um problema encontrado usando a filtragem IIR é que, devido à sua resposta de impulso infinito, a saída do filtro incluirá resultados passados que são mais antigos do que a seqüência de sincronização. Na Figura 1, o único sinal presente antes do preâmbulo da mensagem de saída é um ruído de baixo nível, que representa um cenário do melhor caso. O cenário do pior caso, quando é usada a filtragem IIR em computação do teste de relação, ocorre quando um sinal de mensagem muito forte de entrada é recebido imediatamente antes do preâmbulo de uma mensagem de saída. Para transponders que compartilham o mesmo transformador de serviço, a força do sinal da mensagem de entrada visto pelos transponders vizinhos pode ser muitas vezes maior do que aquela do sinal da mensagem de saída. Ao construir um cenário do pior caso tal como este para propósitos de simulação, supõe-se que os sinais de mensagem de entrada são recebidos em todos os 6 canais imediatamente antes do sinal da mensagem de saída de interesse e que cada sinal da mensagem de entrada tem uma amplitude 10 vezes aquela do sinal da mensagem de saída. O que isto significa é que a decadência exponencial do filtro IIR deve ser suficiente rápida para descartar ou “esquecer” o efeito dos sinais da mensagem de entrada antes do fim do preâmbulo da mensagem de saída. Os testes empíricos mostraram que, para uso com o método da invenção, o melhor desempenho é obtido usando um valor de a = 0,5. Usar este valor tem uma vantagem de que as computações necessárias podem ser realizadas usando uma operação simples de deslocamento de bits.

[00036] Os resultados da simulação para o teste modificado de relação zero/não zero são mostrados na Figura 3. Como indicado acima, para o teste de relação modificada, um sinal forte de mensagem de entrada precede imediatamente cada sinal da mensagem de saída. Todavia, deve ser notado que isto não tem nenhum efeito sobre o teste de relação não modificada porque o sinal da mensagem de entrada não tem nenhum componente IIR. A curva B na Figura 3 representa a situação em que os sinais da mensagem de entrada e de saída são de amplitude igual; e a curva C representa a situação em que o sinal da mensagem de entrada é 10 vezes mais forte do que aquele do sinal da mensagem de saída. O intervalo relativamente pequeno entre as curvas indica que a resposta de impulso do filtro IIR se aproxima de zero relativamente depressa. O resultado é que existe apenas uma quantidade mínima de “vazamento” de dados a partir dos sinais prévios no teste de relação. Embora o teste de relação modificada não desempenhe tão bem quanto o teste de relação inalterado, dada a redução substancial no consumo de memória exigido para o teste de relação modificada, os resultados representam, porém, um ganho significativo sobre as técnicas existentes de detector de mensagens de saída.

[00037] Uma razão para o desempenho sub-ótimo das modificações de memória reduzida para a rejeição de preâmbulos falsos é que não são incluídos valores intermediários de não zero observados no ponto de sincronização 3 (_yn,3) na Figura 1. Todavia, é ainda possível com uma memória reduzida testar estes valores até certo ponto, porque a versão quantificada (para um valor ternário) destes dados está ainda armazenada. Agora, em vez de comparação o sinal de 13 pontos nos dados como um critério de rejeição preliminar, o método pode exigir também que todos os 33 pontos de dados caiam na faixa correta de resistência de bits. Isto é, todos os valores (e só esses valores) que são esperados ter resistência de bits de não zero são exigidos que excedam o limite predeterminado. Uma desvantagem deste método, neste momento, é que o limite não é atualmente adaptável e é, portanto, configurado relativamente alto. É possível, em alguns casos, que um sinal fraco com um nível de ruído alto possa ocasionar que um dos pontos não zero não seja suficientemente forte ou que uma fonte de ruído de impulso pequeno pudesse ocasionar que um ponto avaliado em zero excedesse o limite. Em razão disto, é razoável permitir um ou dois erros de processamento, mas ainda não foram realizados testes para determinar o que seria aceitável.

[00038] Em resumo, é suposto que um sinal recebido seja um padrão de sincronização válido, quando são satisfeitos os seguintes critérios: a) todos os 13 não zero valores têm o sinal correto; b) um subconjunto predeterminado dos valores não zero são esperados exceder um limite predeterminado; e c) a maioria ou todos os 33 valores caem na faixa correta no que se relaciona ao limite para resistência de bits; e d) a relação R como definida na Equação (1) ou na Equação (2) excede o limite prescrito.

[00039] Quando uma mensagem de saída TWACS ocorrer sobre uma fase diferente da linha de energia de AC, a situação é chamada de “conversação cruzada de saída”. Atualmente, transponders aceitam a mensagem de saída em lugar de bloqueá-la, porque não podem determinar a diferença entre uma mensagem de saída TWACS sobre uma fase diferente e uma mensagem sobre a própria fase. Se um transponder detectar uma mensagem de saída que seja realmente de conversação cruzada, ele correntemente pára de procurar por outro preâmbulo válido na mensagem de saída durante o período de tempo calculado da mensagem de entrada. Se o equipamento de comunicação do TWACS (SCE) enviar uma mensagem de saída sobre a mesma fase, esse sinal será pedido (falhado), porque o transponder fica “cego” durante o período de tempo da mensagem de entrada sobre a fase adjacente.

[00040] Visto que um problema básico é que muitos transponders são projetados (ou programados) parar de procurar por um novo padrão de preâmbulo numa mensagem de saída uma vez que seja encontrado um padrão de preâmbulo, outra solução para o problema é programar o transponder para continuar a procurar por padrões de preâmbulo até depois que um tenha sido encontrado. Como discutido acima, os detectores nos transponders correntes param de procurar por um padrão de preâmbulo uma vez que um tenha sido encontrado, porque o transponder tem uma quantidade limitada de memória e existe uma quantidade limitada de energia de processamento disponível para os microprocessadores usados nos transponders. Com a introdução de transponders mais novos tendo microprocessadores mais poderosos, com mais memória e maior velocidade de processamento, estas limitações são relaxadas.

[00041] Os detectores de corrente de saída empregam um conjunto de tabelas para localizar bits detectados de mensagens de saída para quatorze (14) diferentes faixas de detecção através de quatro (4) diferentes possíveis alinhamentos de meios ciclos. Cada bit de um sinal de mensagem de saída é codificado usando quatro (4) sucessivos meios ciclos da forma de onda de AC, o que resulta em quatro (4) molduras diferentes de referência em que uma mensagem de saída OM pode ser encontrada, assim, o detector deve localizar cada uma das quatro (4) molduras de referência. Para cada meio ciclo da forma de onda, apenas uma das quatro (4) molduras de referência é avaliada, então, a taxa de transferência para cada moldura de referência é um (1) bit para quatro (4) meios ciclos.

[00042] As tabelas também rastreiam os oito (8) bits precedentes de um sinal, tanto se os bits aparecerem como um 1 quanto um 0, assim como também a força do sinal de cada bit. Um 1 no mapa indica uma força de sinal maior, por exemplo, do que um valor limite de 25 psegundos; ao passo que um zero indica uma força do sinal abaixo deste limite. As tabelas também localizam uma média corrente dos bits. A este respeito, a força do sinal de cada bit é adicionada à força média do sinal dos bits precedentes e a soma resultante é, então, dividida por 2. Isto é feito para todas as faixas. Quando um preâmbulo de saída é detectado sobre uma ou mais das faixas para a moldura de referência que está sendo avaliada para aquele meio ciclo particular, então, o processamento daquela moldura de referência é paralisado. A faixa de detecção que tem a maior força do sinal média corrente é, agora, selecionada como a melhor faixa e a partir daí em diante, para o remanescente do sinal da mensagem de saída, apenas são calculados dados para aquela faixa e moldura de referência. Se a força do sinal para um bit for positiva, é detectado como um 0; se a força do sinal para aquele bit for negativa, é detectado como um 1. Os bits são, então, desviados num compensador de mensagem de saída do transponder até que tenha sido detectado o número de todos os bits especificados na parte de comprimento de saída da mensagem. À medida que cada bit da mensagem de saída é detectado, o detector usa, então, aquelas informações para determinar quantos mais bits precisam ser recebidos antes de tentar validar a mensagem usando um código de verificação de CRC, a fim de gerar um total para a mensagem de saída usada para detectar erros na mensagem.

[00043] Usando o método da invenção, nenhuma tabela adicional é necessária e os transponders precisam apenas continuar a procurar por um preâmbulo em todas as 14 faixas e em todas as 4 molduras de referência. Vários compensadores da mensagem de saída adicional são, agora, usados e estes exigirão variáveis adicionais para descrever o que eles são. Uma coisa que precisará ser conhecida é sobre qual moldura de referência um preâmbulo de mensagem de saída foi detectado para um compensador. Outra coisa que precisará ser conhecida é a faixa de detecção em que o preâmbulo da mensagem de saída foi detectado. Quando foi recebido suficiente da mensagem para saber o comprimento da mensagem de saída, aquelas informações serão usadas para determinar quando realizar a validação de CRC naquele compensador. Outro item exigido é um contador de bits usado para rastrear para onde o próximo bit detectado vai.

[00044] De preferência, exigem-se 4-8 compensadores de mensagens de saída, com cada compensador adicionando apenas mais ou menos 35 bytes de RAM. A energia de processamento adicional exigida pelos compensadores adicionais para detectar a saída é mínima. Cada meio ciclo exige apenas armazenar um bit em tantos compensadores quantos estão ativos para aquela moldura de referência e apenas os compensadores de mensagens de saída para a moldura corrente de referência precisam ser administrados. Todavia, ainda que todos os 8 compensadores estejam ativos para a mesma moldura de referência, cada compensador apenas precisa ter o bit inserido no compensador e a conta de bits do compensador atualizada. O processo continua até que todos os bits especificados para serem enviados, com base nas informações extraídas do comprimento da mensagem de saída, sejam recebidos. Então, o CRC é avaliado para a mensagem. É importante que o cálculo do CRC não impacte outro processamento que esteja em andamento, portanto, a busca de preâmbulos de saída continua. Visto que o processo de verificação de CRC consome tempo, ele é feito à medida em que cada bit é recebido, em vez de tudo de uma vez depois do último bit ser detectado. Este aumento no processamento é proporcional ao número de detectores.

[00045] O uso deste método reduzirá significativamente a probabilidade de que mensagens de entrada TWACS que estejam sendo detectadas como preâmbulos de saída, com a “cegueira” resultante do transponder, como previamente descrito. Também tornará os transponders mais resistentes a certos tipos de ruído que atualmente fazem que eles detectem um preâmbulo de saída quando não existe nenhum e subseqüentemente falhem uma mensagem de saída válida. As mudanças exigidas para efetuar isto são relativamente diminutas, visto que tudo o que precisa ser selecionado é o número de compensadores de mensagens de saída adicionais a ser mantido. O número de compensadores adicionais poderia até ser variável e, assim, permitir que fosse usado um número mais elevado de compensadores em transponders tendo uma capacidade de processamento mais alta; com um número menor sendo usado, unidades de velocidade mais baixa, de menos potência.

[00046] Devido ao acima, será visto que foram alcançados os vários objetivos e vantagens da presente revelação e foram obtidos outros resultados vantajosos.

Claims (13)

1. Método de Ativação de Transponder, em sistema de comunicações automáticas de duas vias, usado por uma empresa de eletricidade em que as mensagens de saída são enviadas da utilidade para um dispositivo terminal e as mensagens de resposta de entrada são enviadas a partir do dispositivo terminal de volta para a utilidade, sendo as respectivas mensagens de saída e de entrada enviadas e recebidas através do sistema de distribuição de energia elétrica da utilidade, para distinguir uma mensagem de saída de uma mensagem de entrada a partir das mensagens de saída e de entrada transmitidas em outro lugar pelo sistema de comunicações automáticas de duas vias, caracterizado por que compreende: detectar uma pluralidade de bits que formam um preâmbulo da mensagem de saída e extrair a pluralidade de bits, incluindo a referida detecção detectar valores intermediários incluídos numa sequência da pluralidade de bits no preâmbulo; computar uma relação da força do sinal para localizações de bits no preâmbulo em que um valor de bit é esperado para a força do sinal para localizações de bits no preâmbulo em que outro valor de bit é esperado; e aceitar a pluralidade de bits como um preâmbulo válido para a mensagem de saída, se a relação computada exceder um valor predeterminado.

2. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a mensagem de saída é imposta numa forma de onda de AC e as características da forma de onda de AC são removidas a partir da pluralidade de bits subtraindo dados coletados num ciclo de processamento a partir daquele coletado num ciclo anterior.

3. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que inclui ainda verificar a pluralidade de bits extraídos a partir da mensagem de saída para determinar se excedem um limite predeterminado de força do sinal.

4. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 3, caracterizado por que, além disso, apenas um conjunto predeterminado da pluralidade de bits é exigido para exceder o limite predeterminado de força do sinal.

5. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a relação R da força do sinal dos bits com um valor comparada com a força do sinal dos bits com o outro valor é definida como:

onde Z compreende um conjunto de localizações de bit no preâmbulo onde ocorrem os bits de um valor, N compreende um conjunto de localizações de bit no preâmbulo onde ocorrem os bits do outro valor e di é uma força do sinal recebido num índice i; se a relação não exceder um valor de limite predeterminado, a pluralidade de bits é rejeitada como não sendo um preâmbulo de mensagem de saída válido.

6. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 5, caracterizado por que a pluralidade de bits tem um valor de 0 ou 1 e a relação R é a relação de zero bits à bit não zero para a pluralidade de bits no preâmbulo.

7. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 5, caracterizado por que uma relação de valores para a relação é de 0,6 a 1,0.

8. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que uma amplitude média de sinal para a pluralidade de bits é computada para uma pluralidade de pontos possíveis de sincronização e a relação é determinada usando a amplitude média de sinal.

9. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que a amplitude média de sinal é computada usando um filtro recursivo.

10. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que a amplitude média de sinal é computada para cada um de quatro pontos de sincronização possíveis e a relação R da força do sinal dos bits é definida como:

onde yn,j , yn,k e yn,l são as amplitudes médias de sinal para vários pontos de sincronização da pluralidade de possíveis pontos de sincronização sobre a forma de onda, onde yn,k,l são números inteiros.

11. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que as amplitudes médias de sinal dos quatro pontos de sincronização possíveis são médias não ponderadas, criadas usando filtros de resposta de impulso finito (FIR).

12. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizado por que as amplitudes médias de sinal dos quatro pontos de sincronização possíveis são médias recursivas, criadas usando filtros de resposta de impulso infinito (IIR).

13. Método de Ativação de Transponder, de acordo com a Reivindicação 9, caracterizado por que uma função de média para computar as amplitudes médias de sinal dos quatro pontos de sincronização possíveis é definida como:

onde a é uma constante média, xn é uma entrada do filtro recursivo, yn-1 como uma amplitude média de sinal prévia e yn é uma amplitude média de sinal atual.

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