BR112020007693A2

BR112020007693A2 - sistema de gerenciamento de modem em canal de retorno por fibra

Info

Publication number: BR112020007693A2
Application number: BR112020007693-7A
Authority: BR
Inventors: Kevin J. Babich
Original assignee: Skywave Networks Llc
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2020-10-13
Also published as: GB2583199A; CA3116831A1; US20210075562A1; JP2021500797A; US20240259145A1; CN111492609A; EP3698501A2; US11271689B2; GB202007525D0; WO2019079699A2; SG11202111546PA; DE112018004606T5; US20230016586A1; WO2019079699A3; GB2583199B; US11777672B2; EP3698501A4

Abstract

Trata-se de um método para equalizar um canal de comunicação sem fio que inclui transmitir um sinal de dados através de um canal primário. Durante a transmissão do sinal de dados, um sinal de dados correspondente é enviado através de um canal secundário. A informação recebida a partir do canal secundário é comparada com a informação recebida a partir do canal primário, e as diferenças entre a informação recebida a partir de cada um dos canais são observadas. Essas diferenças são usadas como entradas para um algoritmo equalizador que pode ser usado para reduzir a distorção do sinal de dados enviado através do canal primário.

Description

“SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE MODEM EM CANAL DE RETORNO POR FIBRA" REFERÊNCIA CRUZADA AO PEDIDO RELACIONADO

[001] O presente pedido reivindica o benefício do Pedido US Provisório no 62/574,922, depositado em 20 de outubro de 2017, o qual é por meio deste incorporado a título de referência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A comunicação sem fio pode ser uma opção útil para transmitir dados entre longas distâncias em um período de tempo relativamente curto. Entretanto, os canais sem fio são conhecidos por introduzirem uma variedade de distorções em um sinal de dados transmitido. Essas distorções podem incluir ecos, seletividade de frequência, desvio de frequência, espalhamento por retardo e outras formas de alteração de dados. A distorção do sinal transmitido reduz a confiabilidade do sinal recebido e pode diminuir a eficácia da comunicação sem fio. Muitas vezes, os sistemas de comunicação sem fio irão utilizar uma forma de equalizador para reduzir a distorção causada pela transmissão do sinal de dados. Um equalizador utiliza filtros de equalização para corrigir distorções, tais como desvios de tempo ou frequência. Pode ser vantajoso dispor de um sistema equalizador que seja capaz de remover, de forma rápida e precisa, distorções causadas pela transmissão sem fio, ao mesmo tempo em que limita a largura de banda necessária para operar o sistema equalizador.

[003] Dessa forma, há a necessidade de aprimoramentos neste setor.

SUMÁRIO

[004] Um sistema de gerenciamento de modem inclui um sistema e método para equalizar dados enviados por meio de um primeiro canal de comunicações usando um segundo canal de comunicações. Mais especificamente, os canais sem fio são conhecidos por introduzirem uma variedade de perturbações na transmissão de dados, incluindo ecos, seletividade de frequência, desvio de frequência (devido ao efeito Doppler) e espalhamento por retardo, qualquer um dos quais irá reduzir a confiabilidade quanto à recepção correta do sinal.

[005] O sistema inclui equalizar um canal de comunicações primário, de baixa latência, usando dados enviados por meio de um canal secundário separado, de latência maior, para reduzir a interferência e erros associados. Os dados redundantes são enviados na mesma direção no canal secundário, aumentando assim a capacidade utilizável do primeiro canal, e permitindo que mensagens sejam transmitidas no mesmo com latência menor. The redundant data may be a complete copy of the primary channel data or some partial/condensed version of the data. Por exemplo, cada enésimo quadro dos dados primários pode ser enviado. Os dados redundantes enviados no canal secundário são comparados com sinais recebidos anteriormente no canal primário. Esta comparação permite a caracterização de qualquer distorção, e de quaisquer coeficientes de equalização adaptativos que possam ser necessários para reverter a distorção aparecendo em transmissões de dados futuras. Isso vantajosamente evita o envio de dados adicionados conhecidos com antecedência e/ou o emprego de redundância de codificação de canal adicional para equalização em banda do primeiro canal, contanto que haja alteração mínima nos coeficientes de equalização do primeiro canal antes de aplicar dados de correção a partir do segundo canal.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] A FIG. 1 é um diagrama esquemático de um sistema para transmitir dados através de enlaces de comunicação separados, um dos quais utiliza propagação ionosférica.

[007] A FIG. 2 é um diagrama esquemático adicionalmente ilustrando a propagação ionosférica da FIG. 1.

[008] A FIG. 3 é um diagrama esquemático ilustrando o uso de repetidores com base terrestre na propagação ionosférica da FIG. 1.

[009] A FIG. 4 é um diagrama esquemático ilustrando o uso de repetidores aerotransportados na propagação ionosférica da FIG. 1.

[010] A FIG. 5 é um diagrama esquemático ilustrando camadas adicionais da atmosfera incluindo a camada ionizada ilustrada na FIG. 1.

[011] A FIG. 6 é um diagrama esquemático ilustrando várias camadas ionizadas da atmosfera ilustrada na FIG. 5.

[012] A FIG. 7 é um diagrama esquemático ilustrando detalhes adicionais da propagação ionosférica ilustrada de forma geral nas FIGS. 1 a 6. 1-6.

[013] A FIG. 8 é um diagrama esquemático ilustrando detalhes adicionais para os nós de comunicação da FIG. 1.

[014] A FIG. 9 é um diagrama esquemático ilustrando detalhes adicionais para a interface de comunicação RF na FIG. 8.

[015] A FIG. 10 é um diagrama esquemático ilustrando um sistema de gerenciamento de modem.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES SELECIONADAS

[016] Com o objetivo de promover uma compreensão dos princípios da invenção, será feita referência às modalidades ilustradas nos desenhos, e será utilizada linguagem específica para descrever as mesmas. Contudo, será compreendido que não há a intenção de limitar o âmbito da invenção. Quaisquer alterações e modificações adicionais nas modalidades descritas, e quaisquer aplicações adicionais dos princípios da invenção como descrito aqui são contempladas, como normalmente se sucederia a um indivíduo especializado na técnica à qual pertence a invenção. Uma modalidade da invenção é apresentada em mais detalhes, embora seja aparente aos versados na técnica relevante que alguns aspectos que não são relevantes à presente invenção podem não ser ilustrados em prol da clareza.

[017] A FIG. 1 ilustra, em 100, um exemplo de um sistema configurado para transferir dados por meio de um enlace de comunicação de baixa latência, baixa largura de banda 104, e dados separados por meio de um enlace de comunicação de alta latência, alta largura de banda 108. Os enlaces de comunicação 104 e 108 fornecem conexões separadas entre um primeiro nó de comunicação 112 e um segundo nó de comunicação 116. A conexão de baixa latência 104 pode ser configurada para transmitir dados usando ondas eletromagnéticas 124 passando através do espaço livre por meio de propagação ionosférica. As ondas eletromagnéticas 124 podem ser geradas por um transmissor no primeiro nó de comunicação 112, passadas ao longo de uma linha de transmissão 136 para uma antena 128. As ondas eletromagnéticas 124 podem ser irradiadas pela antena 128 encontrando uma porção ionizada da atmosfera 120. Esta energia eletromagnética irradiada pode então ser refratada pela porção ionizada da atmosfera 120, fazendo as ondas 124 serem redirecionadas para a Terra. As ondas 124 podem ser recebidas por uma antena receptora 132 acoplada ao segundo nó de comunicações 116 pela linha de transmissão 140. Como ilustrado na FIG. 1, um nó de comunicação transmissor pode usar propagação ionosférica para transmitir energia eletromagnética por longas distâncias através da superfície terrestre sem a necessidade de uma ou mais linhas de transmissão para transportar a energia eletromagnética.

[018] Os dados também podem ser transmitidos entre os nós de comunicações 112 e 116 usando um enlace de comunicação de alta latência 108.

Como ilustrado na FIG. 1, o enlace de comunicação de alta latência 108 pode ser implementado usando uma linha de transmissão 144 passando através da Terra, que pode incluir passar sob ou através de um oceano ou outro corpo de água. Como ilustrado na FIG. 1, o enlace de comunicação de alta latência 108 pode incluir repetidores 152. A FIG. 1 ilustra quatro repetidores 152 ao longo da linha de transmissão 144, embora qualquer número adequado de repetidores 152 possa ser utilizado. A linha de transmissão 144 pode não ter nenhum repetidor. Embora a FIG.

1 ilustre o enlace de comunicação 104 transmitindo informações a partir do primeiro nó de comunicação 112 para o segundo nó de comunicação 116, os dados transmitidos podem passar ao longo dos enlaces de comunicação 104, 108 em ambas as direções.

[019] Um cliente 160 pode ter uma conexão 164 com o primeiro nó de comunicação 112. O cliente 160 pode enviar instruções através da conexão 164 para o primeiro nó de comunicação 112. No primeiro nó de comunicação 112, as instruções são preparadas para serem enviadas ao segundo nó de comunicação 116, seja pelo enlace de baixa latência 104 ou pelo enlace de alta latência 108, ou ambos. O segundo nó de comunicação 116 pode ser conectado a um processador de instruções 168 por uma conexão 172. O cliente 160 pode ser qualquer empresa, grupo, indivíduo ou entidade que deseje enviar direções ao longo de uma distância.

O processador de instruções 168 pode ser qualquer empresa, grupo, indivíduo ou entidade que deverá receber ou agir sobre essas instruções. Em algumas modalidades, as conexões 164 e 172 podem ser desnecessárias, uma vez que o cliente pode enviar os dados a serem transmitidos diretamente a partir do nó de comunicação 112 ou o nó de comunicação 116 pode ser conectado diretamente ao processador de instruções 168. O sistema 100 pode ser usado para qualquer tipo de transmissão de dados de baixa latência que seja desejado. Como um exemplo, o cliente 160 pode ser um doutor ou cirurgião trabalhando remotamente, enquanto o processador de instruções 168 pode ser um instrumento robótico para operar em um paciente.

[020] Em algumas modalidades, o cliente 160 pode ser um negociador de instrumentos financeiros e o processador de instruções 168 pode ser uma bolsa de valores. O negociador pode desejar fornecer instruções à bolsa de valores para comprar ou vender certos títulos ou obrigações em momentos específicos. O negociador pode transmitir as instruções ao primeiro nó de comunicação 112, que envia as instruções ao segundo nó de comunicação usando as antenas 128, 132 ou pela linha de transmissão 144. A bolsa de valores pode então processar as ações desejadas pelo negociador quando do recebimento das instruções.

[021] O sistema 100 pode ser útil na negociação de alta frequência, onde as estratégias de negociação são realizadas em computadores para executar negociações em frações de um segundo. Na negociação de alta frequência, um atraso de meros milissegundos pode custar milhões de dólares a um negociador; portanto, a velocidade de transmissão das instruções de negociação é tão importante quanto a precisão dos dados transmitidos. Em algumas modalidades, o negociador pode transmitir instruções ou condições de negociação predefinidas para executar uma negociação ao nó de comunicação 116, que está localizado em estreita proximidade com uma bolsa de valores, usando o enlace de comunicação de alta latência, alta largura de banda 108 em um momento antes de o negociador desejar executar uma negociação. Essas instruções ou condições podem exigir a transmissão de uma grande quantidade de dados e podem ser distribuídas de maneira mais precisa usando o enlace de comunicação de largura de banda superior 108. Além disso, se as instruções ou condições forem enviadas em um momento anterior a quando se deseja executar uma negociação, a maior latência do enlace de comunicação 108 pode ser tolerada.

[022] A execução eventual das instruções pode ser realizada pelo negociador transmitindo dados de disparo ao sistema no qual as instruções estão armazenadas.

Quando do recebimento dos dados de disparo, as instruções de negociação são enviadas à bolsa de valores e uma negociação é executada. Os dados de disparo que são transmitidos são geralmente uma quantidade muito menor de dados do que as instruções; portanto, os dados de disparo podem ser enviados através do enlace de comunicação de baixa latência, baixa largura de banda 104. Quando os dados de disparo são recebidos no nó de comunicação 116, as instruções para uma negociação específica são enviadas à bolsa de valores. Enviar os dados de disparo através do enlace de comunicação de baixa latência 104 em vez do enlace de comunicação de alta latência 108 permite que a negociação desejada seja executada o mais rápido possível, conferindo ao negociador uma vantagem de tempo sobre as outras partes negociando os mesmos títulos financeiros.

[023] A configuração ilustrada na FIG. 1 é adicionalmente ilustrada na FIG. 2, onde o primeiro nó de comunicação 112 e o segundo nó de comunicação 116 estão geograficamente distantes um do outro, separados por uma porção considerável da superfície da Terra (156). Esta porção da superfície terrestre pode incluir um ou mais continentes, oceanos, cadeias de montanhas ou outras áreas geográficas. Por exemplo, a distância abrangida nas FIGS. 1 a 7 pode cobrir um único continente, múltiplos continentes, um oceano, entre outros. Em um exemplo, o primeiro nó de comunicação 112 está em Chicago, Ill, nos Estados Unidos da América, e o segundo nó de comunicação 116 está em Londres, Inglaterra, no Reino Unido. Em outro exemplo, o primeiro nó de comunicação 112 está na Cidade de Nova Iorque, N.Y., e o segundo nó de comunicação 116 está em Los Angeles, Calif., ambas as cidades estando na América do Norte. Qualquer combinação adequada de distância, nós de comunicação e enlaces de comunicações que seja capaz de oferecer latência e largura de banda satisfatória é contemplada.

[024] A FIG. 2 ilustra que a propagação ionosférica permite que a energia eletromagnética percorra longas distâncias. Usando a propagação ionosférica, o enlace de comunicação de baixa latência 104 transmite as ondas eletromagnéticas 124 para uma porção da atmosfera 120 que é suficientemente ionizada para refratar as ondas eletromagnéticas 124 em direção à Terra. As ondas podem então ser refletidas pela superfície da Terra e retornadas à porção ionizada da atmosfera superior 120, onde elas podem ser refratadas novamente em direção à Terra. Assim, a energia eletromagnética pode “saltar” repetidamente, permitindo que os sinais de baixa latência, baixa largura de banda 124 cubram distâncias substancialmente maiores do que as que podem ser cobertas por propagação não-ionosférica.

[025] Outro exemplo do sistema ilustrado na FIG. 1 aparece na FIG. 3, onde a propagação ionosférica discutida com respeito às FIGS. 1 e 2 pode ser aprimorada usando os repetidores 302 e 306. Neste exemplo, o primeiro repetidor 302 pode receber os sinais de comunicação de baixa latência emanados pela antena 128. Os sinais podem ser refratados pela região ionizada 120 e retornados à Terra, onde eles podem ser recebidos pelo repetidor 302 e retransmitidos por meio da propagação ionosférica. O sinal refratado pode ser recebido pelo repetidor 306 e retransmitido usando propagação ionosférica para o segundo nó de comunicações 116 por meio da antena 132. Embora duas estações repetidoras sejam ilustradas na FIG. 3, qualquer número, configuração ou posicionamento apropriado das estações repetidoras terrestres 302 é considerado. Aumentar o número de repetidores 302, 306 pode oferecer a oportunidade de transmitir sinais de baixa latência através de distâncias maiores em uma gama mais ampla de missões atmosféricas; porém, as limitações físicas do sistema de circuitos do repetidor que recebe e retransmite o sinal podem adicionar latência adicional ao enlace de comunicação de baixa latência

104.

[026] A FIG. 4 ilustra outro exemplo do sistema ilustrado na FIG. 1, onde um ou mais repetidores ao longo do primeiro enlace de comunicações são aerotransportados, tal como em um avião, dirigível, balão ou outro dispositivo 410 configurado para manter o repetidor no alto na atmosfera. Neste exemplo, os sinais transmitidos a partir do primeiro nó de comunicações 112 por meio da antena 128 podem ser recebidos por um repetidor aerotransportado 414 tanto como comunicação em linha de vista 402 quanto por propagação ionosférica como descrito aqui em qualquer outra parte. Os sinais podem ser recebidos pelo repetidor aerotransportado 414 e retransmitidos como comunicação em linha de vista 406, ou por propagação ionosférica para o segundo nó de comunicações 116 ao longo do enlace de baixa latência 104.

[027] Detalhes adicionais referentes à propagação ionosférica são ilustrados nas FIGS. 5 a 7. A relação ao sistema revelado e várias camadas da atmosfera superior é ilustrada na FIG. 5. Para fins de transmissão via rádio, as camadas da atmosfera superior podem ser divididas como ilustrado em camadas sucessivamente mais altas, tal como a troposfera 504, a estratosfera 508 e a ionosfera 512.

[028] A ionosfera recebe esse nome porque inclui uma alta concentração de partículas ionizadas. A densidade dessas partículas na ionosfera mais distante da Terra é muito baixa e se torna progressivamente maior nas áreas da ionosfera mais próximas da Terra. A região superior da ionosfera é energizada pela radiação eletromagnética poderosa do sol, que inclui radiação ultravioleta de alta energia.

Esta radiação solar causa a ionização do ar em elétrons livres, íons positivos e íons negativos. Ainda que a densidade das moléculas do ar na ionosfera superior seja baixa, as partículas de radiação do espaço têm uma energia tão alta que elas causam ionização extensa das relativamente poucas moléculas de ar que estão presentes. A ionização se estende para baixo através da ionosfera com intensidade decrescente à medida que o ar se torna mais denso, com o maior grau de ionização ocorrendo assim nas extremidades superiores da ionosfera, enquanto o menor grau ocorre na porção inferior da ionosfera.

[029] Essas diferenças na ionização entre as extremidades superior e inferior da ionosfera 512 são adicionalmente ilustradas na FIG. 6. A ionosfera é ilustrada na FIG. 6 com três camadas designadas, respectivamente, do menor nível para o maior nível como camada D 608, camada E 612 e camada F 604. A camada F 604 pode ser adicionalmente dividida em duas camadas designadas por F1 (a camada superior) em 616 e F2 (a camada inferior) em 620. A presença ou ausência das camadas 616 e 620 na ionosfera e sua altura acima da Terra variam com a posição do sol. Ao meio-dia, a radiação do sol 624 passando para a ionosfera é a mais alta, diminuindo gradualmente ao por do sol e no mínimo à noite. Quando a radiação é removida, muitos dos íons se recombinam, fazendo a camada D 608 e a camada E 612 desaparecerem, e adicionalmente fazendo as camadas F1 e F2 616, 620 se recombinarem em uma única camada F 604 durante a noite. Uma vez que a posição do sol varia com respeito a um dado ponto na Terra, as características exatas das camadas 608, 612, 616 e 620 da ionosfera 512 podem ser extremamente difíceis de prever, mas podem ser determinadas por experimentação.

[030] A capacidade de uma onda de rádio alcançar uma localização remota usando propagação ionosférica depende de vários fatores, tal como a densidade iônica nas camadas 608 a 620 (quando elas estão presentes), a frequência da energia eletromagnética transmitida, e o ângulo de transmissão. Por exemplo, se a frequência de uma onda de rádio for aumentada gradualmente, chegará a um ponto em que a onda não pode ser refratada pela camada D 608, que é a camada menos ionizada da ionosfera 512. A onda pode continuar através da camada D 608 e para a camada E 612, onde sua frequência ainda pode ser muito grande para refratar também as individuais passando através desta camada. As ondas 124 podem continuar para a camada F2 620 e, possivelmente, também para a camada F1 616, antes de serem curvadas em direção à Terra. Em alguns casos, a frequência pode estar acima de uma frequência crítica, tornando impossível a ocorrência de qualquer refração que faça com que a energia eletromagnética seja irradiada para fora da atmosfera terrestre (708).

[031] Assim, acima de uma certa frequência, a energia eletromagnética transmitida verticalmente continua para o espaço e não é refratada pela ionosfera

512. No entanto, algumas ondas abaixo da frequência crítica podem ser refratadas se o ângulo de propagação 704 for diminuído a partir da vertical. Diminuir o ângulo de propagação 704 também permite que as ondas eletromagnéticas 124 transmitidas pela antena 128 sejam refratadas para a superfície terrestre dentro de uma zona de salto 720, tornando possível percorrer uma distância de salto 724 e alcançar uma antena remota 132. Assim, a oportunidade de propagação ionosférica bem-sucedida através de uma certa distância de salto 724 é adicionalmente dependente do ângulo de transmissão, bem como da frequência, e, portanto, a frequência máxima utilizável varia com a condição da ionosfera, da distância de salto desejada 724 e do ângulo de propagação 704. A FIG. 7 também ilustra que a propagação não-ionosférica, tais como sinais de onda terrestre e/ou sinais de linha de vista 716, são improváveis de percorrer a distância de salto 724.

[032] A FIG. 8 ilustra um exemplo de aspectos adicionais de um nó de comunicação 800, que é similar aos nós de comunicação 112 e 116. O nó de comunicação 800 pode incluir um processador 804 para controlar vários aspectos do nó de comunicação 800. O processador pode ser acoplado a uma memória 816 útil para armazenar regras, dados de comando 820 ou dados de transmissão de histórico 822. Dispositivos para receber entrada do usuário e fornecer saída (E/S) a um usuário 824 também podem ser incluídos. Esses dispositivos podem incluir um teclado ou teclado numérico, um mouse, um meio de exibição, tal como um monitor de painel plano ou similar, uma impressora, uma plotadora, ou impressora 3D, uma câmera, ou um microfone. Quaisquer dispositivos adequados para E/S do usuário podem ser incluídos. O nó 800 também pode incluir uma interface de rede 832 que atua em resposta ao processador 804 e é acoplada a uma rede de comunicação

836. Um módulo de segurança 828 também pode ser incluído e pode ser usado para reduzir ou eliminar a oportunidade de terceiros interceptarem, interferirem ou alterarem dados à medida que passam entre os nós de comunicações 800. Em um exemplo, o nó de comunicação 800 é implementado como um software sendo executado em computador para controlar a interação dos vários aspectos do nó 800.

[033] A interface de rede 836 pode ser configurada para enviar e receber dados, tais como dados de comando 820, ou dados de disparo que podem ser passados a partir de um sistema de disparo 840. A rede de comunicação 836 pode ser acoplada a uma rede, tal como a Internet, e configurada para enviar e receber dados sem o uso da propagação ionosférica. Por exemplo, a rede de comunicação 836 pode transmitir e receber dados através de fibras ópticas ou outras linhas de transmissão estendendo-se ao longo da Terra de maneira similar às linhas de transmissão 144 ilustradas nas figuras anteriores.

[034] O nó 800 pode incluir uma segunda interface de rede 808 que atua em resposta ao processador 804 e acoplada a uma interface de comunicação por radiofrequência 812. Esta segunda interface de rede 808 pode ser usada para transferir dados, tais como dados de comando 820 ou dados de disparo passados a partir do sistema de disparo 840. A interface de rede 808 pode ser acoplada a uma antena, como a antena 128, que pode incluir múltiplas antenas ou elementos de antena. A interface de comunicação por radiofrequência 808 pode ser configurada para enviar e receber dados, tais como dados de disparo, usando ondas eletromagnéticas transmitidas e/ou recebidas por meio da antena 128. Como discutido acima, a antena 128 pode ser configurada para enviar e receber as ondas eletromagnéticas por meio de propagação ionosférica.

[035] O nó de comunicação 800 pode incluir aspectos adicionais ilustrados na FIG. 9. A interface de comunicação por radiofrequência 812 pode incluir um transmissor 904 configurado para transmitir energia eletromagnética usando a antena 128. Um receptor 908 também pode opcionalmente ser incluído e configurado para receber ondas eletromagnéticas a partir da antena 128. O transmissor 904 e o receptor 908 também podem ser acoplados a um modem 912 configurado para modular sinais recebidos pela interface 812 para codificar informações ou dados a partir de um fluxo digital para transmissão pelo transmissor

904. O modem 912 também pode ser configurado para demodular sinais recebidos pelo receptor 908 a partir da antena 128 para decodificar o sinal transmitido em um fluxo de dados digitais utilizável pelo processador 804 ou que pode ser armazenado na memória 816.

[036] Os canais sem fio, tal como o enlace de comunicação de baixa largura de banda, baixa latência 104 ilustrado na FIG. 1, podem introduzir uma variedade de distorções na transmissão de dados quando utilizados para transmitir informações.

Essas distorções podem incluir ecos, seletividade de frequência, desvio de frequência, espalhamento por retardo e outros tipos de perturbações. A introdução de distorção em um sinal de dados pode reduzir a confiabilidade quanto à recepção correta do sinal de dados. Geralmente, utiliza-se um equalizador para reverter a distorção causada durante a transmissão de dados. Os equalizadores podem usar filtros capazes de cancelar o retardo temporal ou o retardo de fase, ou outros tipos de distorção que se possa desejar corrigir.

[037] Uma técnica comum consiste em enviar tons piloto ou símbolos piloto através do canal sem fio como uma referência. Entretanto, o envio de tons ou símbolos piloto consome recursos de rádio valiosos e pode aumentar o tempo de latência dos dados enviados através do canal sem fio. Uma técnica alternativa utiliza equalização cega. Na equalização cega, o conhecimento geral da natureza dos dados e dos símbolos sendo transmitidos pode ser usado para fornecer estimativas de erro que são usadas como a entrada para os algoritmos de equalização.

[038] A FIG. 10 mostra um diagrama esquemático ilustrando um sistema de gerenciamento de modem 1000 utilizando um canal secundário 1020 para distribuir dados que podem ser usados para equalização cega. Os dados 1004 que se deseja transmitir são enviados a um modulador 1008 para serem modulados para transmissão através de um canal primário 1016. Os dados modulados são então distribuídos para um transmissor RF 1012, e o transmissor RF 1012 transmite os dados para um receptor RF 1024 através do canal primário. O sinal de dados recebido no receptor RF 1024 é então enviado a um demodulador 1028. Como um exemplo, o transmissor RF 1012 pode ser a antena 128 que é conectada à interface de comunicação RF 812 de um nó de comunicação, tal como o primeiro nó de comunicação 112. O receptor RF 1024 pode ser a antena 132 que é conectada à interface de comunicação RF 812 do segundo nó de comunicação 116. O canal primário pode ser o enlace de comunicação de baixa largura de banda, baixa latência 104 que se estende entre a antena 128 e a antena 132.

[039] Uma vez que os dados modulados são transmitidos pelo canal primário, as informações relacionadas aos dados enviados através do canal primário 1016 podem ser transmitidas através do canal secundário 1020 ao demodulador 1028. Em algumas modalidades, o sinal de dados transmitido através do canal secundário 1020 pode ser uma cópia completa do sinal de dados enviado através do canal primário 1016. Em outras modalidades, o sinal de dados enviado através do canal secundário 1020 pode ser uma versão condensada dos dados transmitidos através do canal primário 1016. O canal secundário pode ter uma latência superior à do primeiro canal, de modo que o sinal de dados a partir do canal secundário chega ao demodulador 1028 após o sinal de dados ser recebido a partir do canal primário. Em alguns exemplo, o canal secundário 1020 pode ser o enlace de comunicação de alta largura de banda, alta latência 108. O canal secundário 1020 pode ser uma conexão com fio, por exemplo, um canal de comunicação por fibra óptica que se estende entre o primeiro nó de comunicação 112 e o segundo nó de comunicação 116.

[040] O sinal de dados recebido a partir do canal secundário 1020 pode ser comparado com o sinal de dados recebido a partir do canal primário 1016. As diferenças entre o sinal de dados recebido a partir do canal primário 1016 e o canal secundário 1020 podem ser usadas como entradas para os algoritmos equalizadores. Os algoritmos equalizadores podem ser usados para reduzir distorções no canal primário 1016 antes de decodificar os dados recebidos a partir do canal primário 1016.

[041] O sinal de dados enviado através do canal secundário 1020 pode assumir uma dentre diversas formas diferentes. Na modalidade, ilustrada na FIG. 10, o sinal de dados enviado através do canal secundário 1020 é um sinal modulado que é enviado após os dados 1004 já terem passado pelo modulador 1008. Em outras modalidades, o sinal de dados enviado através do canal secundário 1020 pode ser os dados brutos 1004. O demodulador pode usar seu conhecimento prévio dos métodos de codificação de modulador para determinar o sinal de dados que foi transmitido e comparar com o sinal de dados que foi recebido a partir do canal primário 1016. Em ainda outras modalidades, pode haver uma etapa intermediária adicional entre os dados brutos e os dados modulados que podem ser processados no demodulador.

[042] É comum alterar a técnica de modulação para transmitir dados uma vez que um certo canal de transmissão comece a se degradar. O canal secundário 1020 pode operar como um canal de comunicação bidirecional que pode enviar dados em ambas as direções entre um transmissor e um receptor. Por exemplo, o canal secundário 1020 pode ser usado para enviar informações de desempenho a partir do demodulador de volta ao modulador. Essas informações de desempenho podem ser usadas para sinalizar que um certo canal se degradou e que uma alteração na técnica de modulação é necessária. O canal secundário 1020 também pode ser usado para outros tipos de cabeçalho e sinalização de manutenção.

[043] Se o canal secundário 1020 for usado para transmissão de dados de desempenho e sinalização para alterações na técnica de modulação, não é necessário que o canal primário 1016 seja capaz de enviar dados a partir do receptor RF 1024 ao transmissor RF 1012. Portanto, o canal primário 1016 pode ser configurado para operar tanto unidirecional quanto bidirecionalmente. Por não exigir que o canal primário 1016 carregue nenhum dos dados de sinalização, a largura de banda do canal primário 1016 pode ser reservada para transmitir outros tipos de dados úteis sem retardo causado pela transmissão de dados de sinalização.

[044] O uso da técnica de equalização cega, como descrito acima, oferece diversas vantagens em relação às técnicas de equalização que usam tons piloto ou símbolos piloto. A técnica de equalização ilustrada na FIG. 10 não requer nenhuma largura de banda para símbolos piloto ou tons piloto. Isto possibilita que toda a largura de banda do canal primário 1016 seja usada para dados úteis, tais como instruções de negociação financeira ou estratégias de negociação financeira. Além disso, por remover os tons piloto e os símbolos piloto, todos os dados transmitidos através do canal primário 1016 podem ser usados como informações de medição de canal para remover distorções a partir dos sinais transmitidos. Os tons piloto e os símbolos piloto criam interrupções na transmissão de dados exigem amostragem periódica do sinal de dados transmitido para medição de canal.

Glossário de Definições e Alternativas

[045] A linguagem utilizada nas reivindicações e no relatório descritivo deve ser compreendida somente em seu significado simples e habitual, exceto conforme definido explicitamente a seguir. As palavras nessas definições devem ter seu significado simples e habitual. Tal significado simples e habitual inclui todas as definições de dicionário consistentes dos dicionários Webster’s e Random House publicados mais recentemente. Como usado no relatório descritivo e nas reivindicações, as seguintes definições se aplicam aos seguintes termos ou variações comuns dos mesmos (por exemplo, formas no singular/plural, tempo passado/presente, etc.):

[046] “Sinal analógico” refere-se, de maneira geral, a um sinal contínuo de uma variável que varia com o tempo. Um sinal analógico pode ser modulado usando modulação de amplitude (MA), modulação de frequência (MF), ou outras formas de modulação, tal como modulação de fase.

[047] “Antena” ou “Sistema de antena” refere-se, de maneira geral, a um dispositivo elétrico, ou série de dispositivos, em qualquer configuração adequada, que converte energia elétrica em radiação eletromagnética. Tal radiação pode ser verticalmente, horizontalmente ou circularmente polarizada em qualquer frequência ao longo do espectro eletromagnético. As antenas transmitindo com polaridade circular podem ter polarização para a direita ou para a esquerda.

[048] No caso das ondas de rádio, uma antena pode transmitir em frequências variando ao longo do espectro eletromagnético a partir da frequência extremamente baixa (ELF) para a frequência extremamente alta (EHF). Uma antena ou sistema de antena projetado para transmitir ondas de rádio pode compreender uma disposição de condutores metálicos (elementos), eletricamente conectados (geralmente através de uma linha de transmissão) a um receptor ou transmissor.

Uma corrente oscilante de elétrons forçados através da antena por um transmissor pode criar um campo magnético oscilante ao redor dos elementos de antena, enquanto que a carga dos elétrons também cria um campo elétrico oscilante ao longo dos elementos. Esses campos variáveis com tempo se irradiam para longe da antena para o espaço como uma onda de campo eletromagnético transversal em movimento. Inversamente, durante a recepção, os campos elétricos e magnéticos oscilantes de uma onda eletromagnética recebida exercem força sobre os elétrons nos elementos de antena, fazendo-os se mover de um lado para o outro, criando correntes oscilantes na antena. Essas correntes podem então ser detectadas por receptores e processadas para recuperar sinais ou dados digitais ou analógicos.

[049] As antenas podem ser projetadas para transmitir e receber ondas de rádio de maneira substancialmente igual em todas as direções horizontais (antenas omnidirecionais), ou, de preferência, em uma determinada direção (antenas direcionais ou de alto ganho). No último caso, uma antena também pode incluir elementos ou superfícies adicionais que podem ter ou não qualquer conexão física elétrica com o transmissor ou receptor. Por exemplo, elementos parasitas, refletores parabólicos ou antenas em forma de chifre, e outros tais elementos não-energizados servem para direcionar as ondas de rádio para um feixe ou outro padrão de radiação desejado. Assim, as antenas podem ser configuradas para apresentar direcionalidade ou “ganho” aumentada ou diminuída pela colocação dessas várias superfícies ou elementos. As antenas de alto ganho podem ser configuradas para direcionar uma porção substancialmente grande da energia eletromagnética irradiada em uma dada direção, que pode ser vertical, horizontal, ou qualquer combinação das mesmas.

[050] As antenas também podem ser configuradas para irradiar energia eletromagnética dentro de um intervalo específico de ângulos verticais (isto é, "ângulos de partida") em relação à Terra de modo a focar a energia eletromagnética em direção a uma camada superior da atmosfera, tal como a ionosfera. Ao direcionar a energia eletromagnética para a atmosfera superior em um ângulo específico, distâncias de salto específicas podem ser alcançadas em momentos específicos do dia por meio da transmissão de energia eletromagnética em frequências específicas.

[051] Outros exemplos de antenas incluem emissores e sensores que convertem energia elétrica em pulsos de energia eletromagnética na porção de luz visível ou invisível do espectro eletromagnético. Exemplos incluem diodos emissores de luz, lasers, entre outros, que são configurados para gerar energia eletromagnética em frequências variando ao longo do espectro eletromagnético desde infravermelho distante até ultravioleta extrema.

[052] “Sinal de sincronização de relógio” refere-se, de maneira geral, a um sinal de dados que fornece dados temporais para sincronizar um transmissor e um receptor. O sinal de sincronização de relógio pode ser recebido a partir de um Sistema de Posicionamento Global ou pode se originar de alguma outra fonte pública ou privada.

[053] “Comando” ou “Dados de Comando” referem-se, de maneira geral, a uma ou mais diretivas, instruções, algoritmos ou regras controlando uma máquina para executar uma ou mais ações, separadamente ou em combinação. Um comando pode ser armazenado, transferido, transmitido ou de alguma outra forma processado de qualquer maneira adequada. Por exemplo, um comando pode ser armazenado em uma memória ou transmitido através de uma rede de comunicação como radiação eletromagnética em qualquer frequência adequada passando através de qualquer meio adequado.

[054] “Computador” refere-se, de maneira geral, a qualquer dispositivo de computação configurado para calcular um resultado a partir de qualquer número de valores de entrada ou variáveis. Um computador pode incluir um processador para realizar cálculos para processar entrada ou saída. Um computador pode incluir uma memória para armazenar valores a serem processados pelo processador, ou para armazenar os resultados do processamento anterior.

[055] Um computador também pode ser configurado para aceitar entrada e saída a partir de uma vasta gama de dispositivos de entrada e saída para receber ou enviar valores. Tais dispositivos incluem outros computadores, teclados, mouses, meios de exibição visual, impressoras, equipamentos industriais, e sistemas ou maquinários de todos os tipos e tamanhos. Por exemplo, um computador pode controlar uma interface de rede para realizar várias comunicações de rede sob solicitação. A interface de rede pode ser parte do computador, ou caracterizada como separada e remota em relação ao computador.

[056] Um computador pode ser um único dispositivo de computação físico, tal como um computador de mesa, um computador laptop, ou pode ser composto de múltiplos dispositivos do mesmo tipo, tal como um grupo de servidores operando como um dispositivo em um agrupamento em rede, ou uma combinação heterogênea de diferentes dispositivos de computação operando como um computador e interligados por uma rede de comunicação. A rede de comunicação conectada ao computador também pode ser conectada a uma rede mais ampla, tal como a Internet. Dessa forma, o computador pode incluir um ou mais processadores físicos ou outros dispositivos ou sistemas de circuito de computação, e também pode incluir qualquer tipo de memória apropriado.

[057] Um computador também pode ser uma plataforma de computação virtual possuindo um número desconhecido ou flutuante de processadores físicos e memórias ou dispositivos de memória. Um computador pode, portanto, estar localizado fisicamente em uma localização geográfica ou espalhado fisicamente entre várias localizações extremamente dispersas com múltiplos processadores interligados por uma rede de comunicação para operarem como um único computador.

[058] O conceito de “computador” e “processador” dentro de um computador ou dispositivo de computação também engloba qualquer tal processador ou dispositivo de computação servindo para efetuar cálculos ou comparações como parte do sistema revelado. O processamento de operações relacionadas a comparações de limiares, comparações de regras, cálculos, e similares ocorrendo em um computador, pode ocorrer, por exemplo, em servidores separados, no mesmo servidor com processadores separados, ou em um ambiente de computação virtual possuindo um número desconhecido de processadores físicos, como descrito acima.

[059] Um computador pode ser opcionalmente acoplado a um ou mais meios de exibição visual e/ou pode incluir um meio de exibição visual integrado.

Similarmente, os meios de exibição podem ser do mesmo tipo, ou uma combinação heterogênea de dispositivos visuais diferentes. Um computador também pode incluir um ou mais dispositivos de entrada do operador, tal como um teclado, mouse, tela de toque, laser ou dispositivo de apontamento por infravermelho, ou dispositivo de apontamento giroscópico, para citar apenas alguns exemplos representativos. Além disso, além de um meio de exibição, um ou mais outros dispositivos de saída podem ser incluídos, tal como uma impressora, plotadora, máquina de fabricação industrial, impressora 3D, entre outros. Como tal, são possíveis várias disposições de meios de exibição, dispositivos de entrada e saída.

[060] Múltiplos computadores ou dispositivos de computação podem ser configurados para se comunicar uns com os outros ou com outros dispositivos através de enlaces de comunicação com fio ou sem fio para formar uma rede de comunicação. A comunicação de rede pode passar através de vários computadores operando como equipamentos de rede, como comutadores, roteadores, firewalls ou outros dispositivos ou interfaces de rede antes de passar por outras redes de computadores maiores, tal como a Internet. As comunicações também podem ser passadas pela rede de comunicação como transmissões de dados por tecnologia sem fio transportadas por ondas eletromagnéticas através de linhas de transmissão ou do espaço livre. Tais comunicações incluem o uso de WiFi ou outra Rede de Área Local sem Fio (WLAN) ou de um transmissor/receptor celular para transferir dados.

Tais sinais se conformam com qualquer uma dentre diversas normas de tecnologia de comunicações sem fio ou móveis, tal como 802.11a/b/g/n, 3G, 4G, entre outras.

[061] “Enlace de Comunicação” refere-se, de maneira geral, a uma conexão entre duas ou mais entidades de comunicação, e pode ou não incluir um canal de comunicação entre as entidades de comunicação. A comunicação entre as entidades de comunicação pode ocorrer por quaisquer meios adequados. Por exemplo, a conexão pode ser implementada como um enlace físico real, um enlace elétrico, um enlace eletromagnético, um enlace lógico, ou qualquer outra ligação adequada que facilite a comunicação.

[062] No caso de um enlace físico real, a comunicação pode ocorrer por múltiplos componentes no enlace de comunicação configurados para responder uns aos outros pelo movimento físico de um elemento em relação a outro. No caso de um enlace elétrico, o enlace de comunicação pode ser composto de múltiplos condutores elétricos eletricamente conectados para formar o enlace de comunicação.

[063] No caso de um enlace eletromagnético, os elementos da conexão podem ser implementados mediante o envio ou recepção de energia eletromagnética em qualquer frequência adequada, permitindo assim que as comunicações passem como ondas eletromagnéticas. Essas ondas eletromagnéticas podem ou não passar através de um meio físico, tal como uma fibra óptica, ou através de espaço livre, ou qualquer combinação dos mesmos. As ondas eletromagnéticas podem ser passadas em qualquer frequência adequada, inclusive qualquer frequência no espectro eletromagnético.

[064] No caso de um enlace lógico, o enlace de comunicação pode ser uma ligação conceitual entre o emissor e o destinatário, tal como uma estação de transmissão na estação de recepção. O enlace lógico pode incluir qualquer combinação de enlaces físicos, elétricos, eletromagnéticos ou outros tipos de enlaces de comunicação.

[065] “Nó de comunicação” refere-se, de maneira geral, a um ponto de conexão físico ou lógico, ponto de redistribuição ou ponto de extremidade ao longo de um enlace de comunicação. Um nó de rede físico é geralmente chamado de dispositivo eletrônico ativo conectado ou acoplado a um enlace de comunicação, seja fisicamente, logicamente ou eletromagneticamente. Um nó físico é capaz de enviar, receber ou encaminhar informações através de um enlace de comunicação.

Um nó de comunicação pode ou não incluir um computador, processador,

transmissor, receptor, repetidor e/ou linhas de transmissão ou qualquer combinação dos mesmos.

[066] “Ângulo crítico” refere-se, de maneira geral, ao maior ângulo com respeito a uma linha vertical estendendo-se para o centro da Terra no qual uma onda eletromagnética em uma frequência específica pode ser retornada para a terra usando propagação ionosférica.

[067] “Frequência Crítica” refere-se, de maneira geral, à maior frequência que será retornada à Terra quando transmitida verticalmente sob determinadas condições ionosféricas usando propagação ionosférica.

[068] “Largura de Banda de Dados” refere-se, de maneira geral, à taxa de transmissão máxima de um caminho de comunicação lógico ou físico em um sistema de comunicação. A largura de banda de dados é uma taxa de transferência que pode ser expressa em unidades de dados transferidos por segundo. Em uma rede de comunicações digital, as unidades de dados transferidas são bits e a taxa de transferência máxima de uma rede de comunicações digital é, portanto, geralmente expressada em “bits por segundo” ou “bits/s”. Por extensão, os termos “kilobit/s” ou “Kbit/s”, “Megabit/s” ou “Mbit/s”, e “Gigabit/s” ou “Gbit/s” também podem ser usados para expressar a largura de banda de dados de uma dada rede de comunicações digital. As redes de dados podem ser classificadas de acordo com suas características de desempenho de largura de banda de dados segundo métricas específicas, tal como “taxa de bits de pico”, “taxa de bits média”, “taxa de bits máxima sustentada”, “taxa de informações” ou “taxa de bits útil da camada física”.

Por exemplo, os testes de largura de banda medem a taxa de transferência máxima de uma rede de computadores. A razão para este uso é que, segundo a lei de Hartley, a taxa de dados máxima de um enlace de comunicação físico é proporcional a sua largura de banda de frequência em hertz.

[069] A largura de banda de dados também pode ser caracterizada de acordo com a taxa de transferência máxima para uma rede de comunicações específica.

Por exemplo:

[070] “Largura de Banda de Dados Baixa” refere-se, de maneira geral, a uma rede de comunicações com uma taxa de transferência de dados máxima que é menor do que ou aproximadamente igual a 1,000,000 unidades de dados por segundo. Por exemplo, em uma rede de comunicações digital, a unidade de dados é um bit. Portanto, as redes de comunicações digitais de baixa largura de banda de dados são redes com uma taxa de transferência máxima que é menor do que ou aproximadamente igual a 1,000,000 bits por segundo (1 Mbit/s).

[071] “Largura de Banda de Dados Alta” refere-se, de maneira geral, a uma rede de comunicações com uma taxa de transferência de dados máxima que é maior do que aproximadamente 1,000,000 unidades de dados por segundo. Por exemplo, uma rede de comunicações digital com uma alta largura de banda de dados é uma rede de comunicações digital com uma taxa de transferência máxima que é maior do que aproximadamente 1,000,000 bits por segundo (1 Mbit/s).

[072] “Demodulador” refere-se, de maneira geral, a qualquer dispositivo que decodifique uma forma de onda modulada ou qualquer outro tipo de onda portadora que tenha sido transmitida. Um demodulador pode ser usado para possibilitar a decodificação de sinais tanto analógicos quanto digitais.

[073] “Sinal digital” refere-se, de maneira geral, a um sinal contendo dados que são transmitidos usando uma sequência de valores distintos.

[074] “Radiação Eletromagnética” refere-se, de maneira geral, à energia irradiada por ondas eletromagnéticas. A radiação eletromagnética é produzida a partir de outros tipos de energia, e é convertida em outros tipos quando é destruída.

A radiação eletromagnética carrega essa energia à medida que se propaga movendo-se para longe de sua origem na velocidade da luz (sob vácuo). A radiação eletromagnética também carrega tanto momento quanto momento angular. Todas essas propriedades podem ser comunicadas à matéria com a qual a radiação eletromagnética interage à medida que se move para fora para longe de sua origem.

[075] A radiação eletromagnética muda de velocidade à medida que passa de um meio para outro. Ao transitar de um meio para o próximo, as propriedades físicas do novo meio podem fazer com que parte ou toda a energia irradiada seja refletida enquanto a energia restante passa para o novo meio. Isso ocorre em cada junção entre os meios que a radiação eletromagnética encontra à medida que se propaga.

[076] O fóton é o quantum da interação eletromagnética, e é o constituinte básico de todas as formas de radiação eletromagnética. A natureza quântica da luz se torna mais aparente em altas frequências, uma vez que a radiação eletromagnética se comporta mais como partículas e menos como ondas à medida que sua frequência aumenta.

[077] “Espectro Eletromagnético” refere-se, de maneira geral, à extensão de todas as frequências possíveis da radiação eletromagnética. O espectro eletromagnético é geralmente categorizado como se segue, em ordem de frequência e energia crescente e comprimento de onda decrescente:

[078] “Frequência extremamente baixa” (ELF) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 3 a 30 Hz com comprimentos de onda de aproximadamente 100.00 a 10.000 km de comprimento.

[079] “Frequência super-baixa” (SLF) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências geralmente variando entre aproximadamente 30 Hz a aproximadamente 300 Hz com comprimentos de onda de aproximadamente 10.000 a aproximadamente 1000 km de comprimento.

[080] “Frequência de voz” ou “banda de voz” designa, de maneira geral, a energia eletromagnética que é audível ao ouvido humano. Os homens adultos geralmente falam no intervalo entre aproximadamente 85 e aproximadamente 180 Hz, enquanto que as mulheres adultas geralmente conversam no intervalo de aproximadamente 165 a aproximadamente 255 Hz.

[081] “Frequência muito baixa” (VLF) designa, de maneira geral, a faixa de frequências de aproximadamente 3 kHz a aproximadamente 30 kHz com comprimentos de onda correspondentes de aproximadamente 10 a aproximadamente 100 km de comprimento.

[082] “Baixa frequência” (LF) designa, de maneira geral, a faixa de frequências no intervalo de aproximadamente 30 kHz a aproximadamente 300 kHz com faixa de comprimentos de onda de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 km.

[083] “Frequência média” (MF) designa, de maneira geral, a faixa de frequências de aproximadamente 300 kHz a aproximadamente 3 kHz com comprimentos de onda correspondentes de aproximadamente 1000 a aproximadamente 100 m de comprimento.

[084] “Frequência alta” (HF) designa, de maneira geral, a faixa de frequências de aproximadamente 3 kHz a aproximadamente 30 kHz com comprimentos de onda de aproximadamente 100 m a aproximadamente 10 m de comprimento.

[085] “Frequência muito alta” (VHF) designa, de maneira geral, a faixa de frequências de aproximadamente 30 Hz a aproximadamente 300 MHz com comprimentos de onda de aproximadamente 10 m a aproximadamente 1 m de comprimento.

[086] “Frequência ultra-alta” (UHF) designa, de maneira geral, a faixa de frequências de aproximadamente 300 MHz a aproximadamente 3 GHz com comprimentos de onda variando de aproximadamente 1 m a aproximadamente 10 cm de comprimento.

[087] “Frequência super-alta” (SHF) designa, de maneira geral, a faixa de frequências de aproximadamente 3 GHz a aproximadamente 30 GHz com comprimentos de onda variando de aproximadamente 10 cm a aproximadamente 1 cm de comprimento.

[088] “Frequência extremamente alta” (EHF) designa, de maneira geral, a faixa de frequências de aproximadamente 30 GHz a aproximadamente 300 GHz com comprimentos de onda variando de aproximadamente 1 cm a aproximadamente 1 mm de comprimento.

[089] “Infravermelho distante” (FIR) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 300 GHz a aproximadamente 20 THz com comprimentos de onda variando de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 15 µm de comprimento.

[090] “Infravermelho de comprimento de onda longo” (LWIR) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 20 THz a aproximadamente 37 THz com comprimentos de onda variando de aproximadamente 15 µm a aproximadamente 8 µm de comprimento.

[091] “Infravermelho médio” (MIR) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 37 GHz a aproximadamente 100 THz com comprimentos de onda de aproximadamente 8 µm a aproximadamente 3 µm de comprimento.

[092] “Infravermelho de comprimento de onda curto” (SWIR) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 100 THz a aproximadamente 214 THz com comprimentos de onda de aproximadamente 3 µm a aproximadamente 1,4 µm de comprimento.

[093] “Infravermelho próximo” (NIR) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 214 GHz a aproximadamente 400 THz com comprimentos de onda de aproximadamente 1,4 µm a aproximadamente 750 nm de comprimento.

[094] “Luz visível” designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 400 GHz a aproximadamente 750 THz com comprimentos de onda de aproximadamente 750 nm a aproximadamente 400 nm de comprimento.

[095] “Ultravioleta próximo” (NUV) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 750 THz a aproximadamente 1 PHz com comprimentos de onda de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 300 nm de comprimento.

[096] “Ultravioleta médio” (MUV) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 1 PHz a aproximadamente 1,5 PHz com comprimentos de onda de aproximadamente 300 nm a aproximadamente 200 nm de comprimento.

[097] “Ultravioleta distante” (FUV) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 1,5 PHz a aproximadamente 2,48 PHz com comprimentos de onda de aproximadamente 200 nm a aproximadamente 122 nm de comprimento.

[098] “Ultravioleta extremo” (EUV) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 2,48 PHz a aproximadamente 30 PHz com comprimentos de onda de aproximadamente 121 nm a aproximadamente 10 nm de comprimento.

[099] “Raios X moles” (SX) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 30 PHz a aproximadamente 3 EHz com comprimentos de onda de aproximadamente 10 nm a aproximadamente 100 pm de comprimento.

[0100] “Raios X duros” (HX) designa, de maneira geral, uma faixa de frequências de aproximadamente 3 EHz a aproximadamente 30 EHz com comprimentos de onda de aproximadamente 100 pm a aproximadamente 10 pm de comprimento.

[0101] “Raios gama” designa, de maneira geral, uma faixa de frequências acima de aproximadamente 30 EHz com comprimentos de onda menores do que aproximadamente 10 pm de comprimento.

[0102] “Ondas Eletromagnéticas” refere-se, de maneira geral, a ondas possuindo um componente elétrico e magnético separados. Os componentes elétrico e magnético de uma onda eletromagnética oscilam na fase e sempre são separados por um ângulo de 90 graus. Ondas eletromagnéticas podem ser irradiadas a partir de uma fonte para criar radiação eletromagnética capaz de passar através de um meio ou através de um vácuo. As ondas eletromagnéticas incluem ondas oscilando em qualquer frequência no espectro eletromagnético incluindo, mas não limitado a ondas de rádio, luz visível e invisível, raios X e raios gama.

[0103] “Equalizador” refere-se, de maneira geral, a um dispositivo usado para reduzir a distorção em um sinal transmitido. Um equalizador pode reduzir a distorção baseado no tempo, tal como um retardo em grupo, ou pode reduzir a distorção da frequência de sinal, tal como retardo de fase. Um equalizador também pode ser usado para reduzir outros tipos de distorção, tais como ecos, seletividade de frequência ou desvio de frequência.

[0104] “Largura de Banda de Frequência” ou “Banda” refere-se, de maneira geral, a um intervalo contíguo de frequências definido por uma frequência superior e inferior. A largura de banda de frequência é, dessa forma, tipicamente expressada como um número de hertz (ciclos por segundo) representando a diferença entre a frequência superior e a frequência inferior da banda, e pode ou não incluir as próprias frequências superior e inferior. Uma “banda”, portanto, pode ser definida por uma dada largura de banda de frequência para uma dada região e designada com termos geralmente concordados. Por exemplo, a “banda de 20 metros” nos Estados Unidos tem por designação o intervalo de frequências de 14 MHz a 14.35 MHz, definindo assim uma largura de banda de frequência de 0.35 MHz ou 350 KHz. Em outro exemplo, a União Internacional de Telecomunicações (ITU) designou o intervalo de frequências de 300 Mhz a 3GHz como a “banda UHF”.

[0105] “Comunicação por Fibra Óptica” refere-se, de maneira geral, a um método para transmitir dados de um local para outro por meio do envio de pulsos de energia eletromagnética através de uma fibra óptica. A energia transmitida pode formar uma onda portadora eletromagnética que pode ser modulada para transportar dados. As linhas de comunicação por fibra óptica que usam cabos de fibra óptica para transmitir dados podem ser configuradas para ter uma largura de banda de dados alta. Por exemplo, as linhas de comunicação por fibra óptica podem ter uma largura de banda de dados alta de até aproximadamente 15 Tbit/s, aproximadamente 25 Tbit/s, aproximadamente 100 Tbit/s, aproximadamente 1 Pbit/s ou mais. Os repetidores opto-eletrônicos podem ser usados ao longo de uma linha de comunicação de fibra óptica para converter a energia eletromagnética de um segmento de cabo de fibra óptica em um sinal elétrico. O repetidor pode retransmitir o sinal elétrico como energia eletromagnética ao longo de outro segmento de cabo de fibra óptica a uma intensidade de sinal superior do que quando ele foi recebido.

[0106] “Instrumento financeiro” refere-se, de maneira geral, a um ativo comercializável de qualquer tipo. Exemplos gerais incluem, sem a isto se limitar, dinheiro, evidência de uma participação acionária em uma entidade, ou um direito contratual de receber ou entregar dinheiro ou outro instrumento financeiro. Exemplos específicos incluem títulos, contas (por exemplo, título comercial e letras do tesouro), ações, empréstimos, depósitos, certificados de depósito, títulos futuros ou opções de títulos futuros, futuros de taxa de juros de curto prazo, opções sobre compra de ações, futuros de ações, futuros de moeda, swap da taxa de juros, limites de flutuação da taxa de juros, opções sobre taxa de juros, acordos de taxa a termo, opções sobre ações, opções de câmbio internacional, swaps de câmbio, swaps de moeda, ou qualquer tipo de derivado.

[0107] “Fluxo de dados fundido” refere-se, de maneira geral, a uma combinação de pelo menos duas ou mais transmissões de dados separadas. As transmissões de dados podem provir de qualquer origem desejada. Por exemplo, a transmissão de dados pode ser dados dentro da banda, dados fora da banda, dados públicos ou dados privados. O fluxo de dados fundido pode ser qualquer combinação desejada dessas transmissões de dados diferentes.

[0108] “Terra” é utilizado mais no sentido elétrico/eletromagnético, e refere-se de modo geral à superfície da Terra, inclusive corpos terrestres e corpos de água, como oceanos, lagos e rios.

[0109] “Propagação por ondas terrestres” refere-se, de maneira geral, a um método de transmissão no qual uma ou mais ondas eletromagnéticas são conduzidas pelo limite da terra e da atmosfera para se deslocar ao longo da terra. A onda eletromagnética se propaga pela interação com a superfície semi-condutora da Terra. Em essência, a onda se adere às superfícies de modo a seguir a curvatura da Terra. Geralmente, mas não sempre, a onda eletromagnética é na forma de uma onda terrestre ou de superfície formadas por ondas de rádio de baixa frequência.

[0110] “Identificador” refere-se, de maneira geral, a um nome que identifica (ou seja, rotula a identidade de) uma coisa única ou uma classe única de coisas, em que o “objeto” ou classe pode ser uma ideia, objeto físico (ou classe do mesmo), ou substância física (ou classe da mesma). A abreviação “ID” geralmente se refere à identidade, identificação (o processo de identificação) ou a um identificador (ou seja, uma instância da identificação). Um identificador pode ou não incluir palavras, números, letras, símbolos, formas, cores, sons ou qualquer combinação dos mesmos.

[0111] As palavras, números, letras ou símbolos podem seguir um sistema de codificação (em que as letras, dígitos, palavras ou símbolos representam ideias ou identificadores mais longos), ou podem simplesmente ser arbitrários. Quando um identificador segue um sistema de codificação, ele é geralmente chamado de código ou código ID. Os identificadores que não seguem nenhum esquema de codificação são geralmente tidos como IDs arbitrários, pois eles são designados arbitrariamente sem significado em qualquer outro contexto além de identificar alguma coisa.

[0112] “Dados dentro da banda” refere-se, de maneira geral, a dados que são coletados a partir do fluxo de transmissão de dados principal entre dois nós de comunicação. Tipicamente, os dados dentro da banda são a transmissão de dados principal enviada pela parte transmissora. Esses dados podem ser coletados e analisados para determinar a viabilidade de transmitir dados em uma certa frequência nas condições ionosféricas durante o momento de transmissão.

[0113] “Ionosfera” refere-se, de modo geral, à camada da atmosfera da Terra que contém uma alta concentração de íons e elétrons livres e que é capaz de refletir ondas de rádio. A ionosfera inclui a termosfera, bem como partes da mesosfera e da exosfera. A ionosfera estende-se a partir de aproximadamente 25 a aproximadamente 600 milhas (cerca de 40 a 1.000 km) acima da superfície da Terra. A ionosfera inclui uma série de camadas que sofrem variações consideráveis na altitude, densidade e espessura, dependendo de uma série de fatores, inclusive atividade solar, tais como manchas solares. As várias camadas da ionosfera são identificadas abaixo.

[0114] A “camada D” da ionosfera é a camada mais interna que varia de aproximadamente 25 milhas (40 km) a aproximadamente 55 milhas (90 km) acima da superfície da Terra. A camada tem a capacidade de refratar sinais de baixas frequências, mas ela permite que sinais de rádio de alta frequência passem com alguma atenuação. A camada D normalmente, mas não em todos os casos, desaparece rapidamente após o pôr-do-sol devido à rápida recombinação de seus íons.

[0115] A “camada E” da ionosfera é a camada intermediária que varia de aproximadamente 55 milhas (90 km) a aproximadamente 90 milhas (145 km) acima da superfície da Terra. A camada E geralmente possui a capacidade de refratar sinais com frequências maiores do que a camada D. Dependendo das condições, a camada E pode normalmente refratar frequências de até 20 MHz. A taxa de recombinação iônica na camada E é um tanto rápida, de modo que, após o pôr-do- sol, ela desaparece completamente até a meia-noite. A camada E pode adicionalmente incluir o que é chamada de “camada Es"" ou “camada E esporádica” que é formada por pequenas nuvens finas de ionização intensa. A camada E esporádica pode refletir ondas de rádio, até mesmo frequências de até 225 MHz, ainda que raramente. As camadas E esporádicas mais frequentemente se formam durante os meses do versão, e possuem distâncias de salto de aproximadamente

1.020 milhas (1.640 km). Com a camada E esporádica, a propagação de um salto pode ser de aproximadamente 560 milhas (900 km) até 1.600 milhas (2.500 km), e a propagação de salto duplo pode ser superior a 2.200 milhas (3.500 km).

[0116] A “camada F” da ionosfera é a camada superior que varia de aproximadamente 90 milhas (145 km) a 310 milhas (500 km) ou mais acima da superfície da Terra. A ionização na camada F é geralmente bastante alta e varia muito durante o dia, com a maior ionização ocorrendo normalmente por volta do meio-dia. Durante a luz do dia, a camada F se separa em duas camadas, a camada F1 e a camada F2. A camada F2 é a camada mais externa, e, como tal, está localizada mais alto do que a camada F1. Dado que a atmosfera é rarefeita nessas altitudes, a recombinação dos íons ocorre lentamente de modo que a camada F permaneça constantemente ionizada, seja dia ou noite, de modo que a maior parte (mas não toda) a propagação ionosférica das ondas de rádio ocorra na camada F, facilitando assim a alta frequência (HF) ou comunicação por ondas curtas por longas distâncias. Por exemplo, as camadas F são capazes de refratar transmissões de alta frequência e longa distância para frequências de até 30 MHz.

[0117] “Latência” geralmente se refere ao intervalo de tempo entre uma causa e um efeito em um sistema. A latência é fisicamente uma consequência da velocidade limitada com a qual qualquer interação física pode se propagar por todo um sistema. A latência é fisicamente uma consequência da velocidade limitada com a qual qualquer interação física pode se propagar. A velocidade à qual um efeito pode se propagar através de um sistema é sempre menor do que ou igual à velocidade da luz. Portanto, todo sistema físico que inclui alguma distância entre a causa e o efeito irá sofrer algum tipo de latência. Por exemplo, em um enlace de comunicação ou rede de comunicações, a latência geralmente se refere ao tempo mínimo que os dados levam para passar de um ponto a outro. A latência com respeito às redes de comunicações também pode ser CARACTERIZADA como o tempo que a energia leva para se mover de um ponto ao longo da rede para outro.

Com respeito aos retardos causados pela propagação da energia eletromagnética seguindo uma determinada trajetória de propagação, a latência pode ser categorizada da seguinte forma:

[0118] “Baixa Latência” refere-se, de maneira geral, a um período de tempo que é menor do que ou aproximadamente igual a um tempo de propagação que é 10% maior do que o tempo necessário para a luz percorrer uma determinada trajetória de propagação em um vácuo. Expressa como uma fórmula, a latência baixa é definida como se segue: (Equação 1) em que:

[0119] d = distância (milhas)

[0120] c = a velocidade da luz no vácuo (186.000 milhas/seg).

[0121] K = uma constante escalar de 1.1

[0122] Por exemplo, a luz pode percorrer 25.000 milhas através de um vácuo em aproximadamente 0,1344 segundo. Um enlace de comunicação de “baixa latência” transportando dados através deste caminho de propagação de 25.000 milhas, portanto, seria capaz de passar pelo menos alguma parte dos dados através do enlace em cerca de 0,14784 segundo ou menos.

[0123] “Alta Latência” refere-se, de maneira geral, a um período de tempo que é cerca de 10% maior do que o tempo necessário para a luz percorrer uma determinada trajetória de propagação no vácuo. Expressa como uma fórmula, a latência alta é definida como se segue: (Equação 2) em que:

[0124] d = distância (milhas)

[0125] c = a velocidade da luz no vácuo (186.000 milhas/seg).

[0126] K = uma constante escalar de 1.1

[0127] Por exemplo, a luz pode percorrer 8.000 milhas através de um vácuo em aproximadamente 0,04301 segundo. Um enlace de comunicação de “alta latência” transportando dados através deste caminho de transmissão, portanto, seria capaz de passar pelo menos alguma parte dos dados através do enlace em cerca de 0,04731 segundo ou mais.

[0128] A latência “alta” e “baixa” de uma rede pode ser independente da largura de banda de dados. Algumas redes de latência “alta” podem ter uma alta taxa de transferência que é maior do que uma rede de latência “baixa”, mas este pode nem sempre ser o caso. Algumas redes de latência “baixa” podem ter uma largura de banda de dados que excede a largura de banda de uma rede de latência "alta".

[0129] “Frequência Máxima Utilizável (MUF)” refere-se, de maneira geral, à maior frequência que é retornada à Terra usando propagação ionosférica.

[0130] “Memória” refere-se, de maneira geral, a qualquer sistema ou dispositivo de armazenamento configurado para reter dados ou informações. Cada memória pode incluir um ou mais tipos de memória eletrônica de estado sólido, memória magnética ou memória óptica, apenas para citar alguns. A título de exemplo não-limitante, cada memória pode incluir Memória de Acesso Aleatório (RAM) eletrônica de estado sólido, Memória Sequencialmente Acessível (SAM) (tal como a variedade “Primeiro a Entrar, Primeiro a Sair” (FIFO) ou a variedade “Último a Entrar, Primeiro a Sair” (LIFO)), Memória Somente para Leitura Programável (PROM), Memória Somente para Leitura Eletronicamente Programável (EPROM), ou Memória Somente para Leitura Eletricamente Programável Apagável (EEPROM); uma memória de disco óptico (tal como DVD ou CD-ROM); um disco rígido codificado magneticamente, disquete, fita ou mídia de cartucho; ou uma combinação de qualquer um desses tipos de memória. Além disso, cada memória pode ser volátil, não-volátil, ou uma combinação híbrida de variedades voláteis e não-voláteis.

[0131] “Modulador” refere-se, de maneira geral, a qualquer dispositivo que prepare ou codifique uma forma de onda ou outro tipo de onda portadora para possibilitar que a informação inclusa na forma de onda seja transmitida. Um modulador pode ser usado para possibilitar a transmissão de informações tanto analógicas quanto digitais.

[0132] “Propagação Não-Ionosférica” refere-se, de maneira geral, a todas as formas de transmissão, com fio e/ou sem fio, nas quais a informação não é transmitida por meio da reflexão de uma onda eletromagnética a partir da ionosfera.

[0133] “Frequência de Trabalho Ideal” refere-se, de maneira geral, à frequência que oferece o percurso de comunicação mais consistente por meio de propagação ionosférica. Ela pode variar com o tempo, dependendo de uma série de fatores, tais como as condições ionosféricas e a hora do dia. Para transmissões usando a camada F2 da ionosfera, a frequência de trabalho é geralmente em torno de 85% da MUF, e para a camada E, a frequência de trabalho ideal geralmente estará próxima da MUF.

[0134] “Fibra Óptica” refere-se, de maneira geral, a uma guia de ondas eletromagnética possuindo um conduto alongado que inclui um meio substancialmente transparente através do qual a energia eletromagnética se propagada à medida que atravessa o eixo longo do conduto. A radiação eletromagnética pode ser mantida dentro do conduto pela reflexão interna total da radiação eletromagnética à medida que ela percorre o conduto. A reflexão interna total é geralmente alcançada usando fibras ópticas que incluem um núcleo substancialmente transparente envolvido por um segundo material de revestimento substancialmente transparente com um índice de refração inferior ao do núcleo.

[0135] As fibras ópticas são geralmente construídas a partir de material dielétrico que não é eletricamente condutor, mas é substancialmente transparente.

Tais materiais podem ou não incluir qualquer combinação de vidro extrudado, tal como sílica, vidro de fluoreto, vidro de fosfato, vidro calcogeneto, ou material polimérico, tais como vários tipos de plástico, ou outro material adequado, e podem ser configurados com qualquer forma de seção transversal, comprimento ou dimensão adequado. Exemplos de energia eletromagnética que podem passar de forma com êxito através de fibras ópticas incluem ondas eletromagnéticas na porção do infravermelho próximo, infravermelho médio e luz visível do espectro eletromagnética, ainda que se possa utilizar energia eletromagnética de qualquer frequência adequada.

[0136] “Dados fora de banda” refere-se, de maneira geral, a dados que são coletados a partir de um canal que é independente do canal através do qual o fluxo de dados principal é transmitido. Os dados fora de banda podem ser fluxos de dados enviados por propagação ionosférica por terceiros ou podem ser fluxos de dados enviados pela parte transmissora ao longo de um canal diferente do fluxo de transmissão de dados principal. Os dados coletados podem incluir dados ionosféricos, por exemplo, a partir de uma ionossonda, ou podem ser dados gerais que são coletados e analisados para determinar a viabilidade de transmissão dos dados em uma certa frequência nas condições ionosféricas atuais.

[0137] “Polarização” refere-se, de maneira geral, à orientação do campo elétrico (“Plano E”) de uma onda de energia eletromagnética irradiada com respeito à superfície da Terra e é determinada pela estrutura física e orientação da antena emissora. A polarização pode ser considerada separadamente da direcionalidade de uma antena. Assim, uma antena de arame simples reta pode ter uma polarização quando montada substancialmente verticalmente, e uma polarização diferente quando montada substancialmente horizontalmente. Como uma onda transversal, o campo magnético de uma onda de rádio está em ângulo reto ao do campo magnético, mas, por convenção, o conceito da “polarização” de uma antena é entendido como se referindo à direção do campo elétrico.

[0138] As reflexões geralmente afetam a polarização. Para ondas de rádio, um importante refletor é a ionosfera, que pode mudar a polarização da onda. Assim, para os sinais recebidos por meio de reflexão pela ionosfera (uma onda ionosférica), uma polarização consistente não pode ser expressa. Para comunicações em linha de vista ou propagação de ondas terrestres, as transmissões horizontalmente ou verticalmente polarizadas geralmente permanecem aproximadamente no mesmo estado de polarização na localização de recepção. Correlacionar a polarização da antena receptora à do transmissor pode ser especialmente importante na propagação de onda terrestre ou linha de vista, mas pode ser menos importante na propagação ionosférica.

[0139] A polarização linear de uma antena é geralmente ao longo da direção (como vista a partir da localização de recepção) das correntes da antena quando tal direção pode ser definida. Por exemplo, uma antena de chicote vertical ou antena Wi-Fi orientada verticalmente irá transmitir e receber na polarização vertical. As antenas com elementos horizontais, tais como antenas de TV de telhado, são geralmente horizontalmente polarizadas (uma vez que a TV de difusão geralmente utiliza polarização horizontal). Mesmo quando o sistema de antena tem uma orientação vertical, tal como um arranjo de antenas bipolares horizontais, a polarização está na direção horizontal correspondendo ao fluxo de corrente.

[0140] A polarização é a soma das orientações no plano E ao longo do tempo projetada em um plano imaginário perpendicular à direção de movimento da onda de rádio. No caso mais geral, a polarização é elíptica, o que significa que a polarização das ondas de rádio varia com o tempo. Dois casos especiais são a polarização linear (a elipse se colapsa em uma linha) como discutimos acima, e a polarização circular (na qual os dois eixos da elipse são iguais). Na polarização linear, o campo elétrico da onda de rádio oscila de um lado para o outro ao longo de uma direção; isto pode ser afetado pela montagem da antena, mas geralmente, a direção desejada é uma polarização horizontal ou vertical. Na polarização circular, o campo elétrico (e o campo magnético) da onda de rádio gira na frequência de rádio circularmente ao redor do eixo de propagação.

[0141] “Dados privados” refere-se, de maneira geral, a dados ionosféricos que são coletados a partir de fontes que não estão disponíveis ao público geral. Os dados privados podem ser dados ionosféricos de histórico ou atuais coletados pela parte que está realizando a transmissão de dados, ou podem ser dados ionosféricos que são adquiridos de terceiros pela parte que está realizando a transmissão de dados. Os dados privados também podem ser transmissões de dados de alta frequência enviadas por propagação ionosférica que podem ser coletadas e analisadas quanto às propriedades de transmissão, tal como distorção, que podem indicar a viabilidade de uma certa frequência de transmissão.

[0142] “Processador” refere-se, de maneira geral, a um ou mais componentes eletrônicos configurados para operar como uma única unidade configurada ou programada para processar entrada para gerar uma saída. Como alternativa, quando de uma forma multicomponentes, um processador pode ter um ou mais componentes localizados remotamente em relação aos outros. Um ou mais componentes de cada processador pode ser da variedade eletrônica definindo conjunto de circuitos digital, conjunto de circuitos analógico, ou ambos. Em um exemplo, cada processador é de uma disposição de microprocessador de circuito integrado convencional, tal como um ou mais processadores PENTIUM, i3, i5 ou i7 fornecidos pela INTEL Corporation de 2200 Mission College Boulevard, Santa Clara, Calif. 95052, EUA.

[0143] Outro exemplo de um processador é um Circuito Integrado de Aplicação Específica (ASIC). Um ASIC é um Circuito Integrado (IC) personalizado para executar uma série específica de operações lógicas controlando o computador para desempenhar tarefas ou funções específicas. Um ASIC é um exemplo de um processador para um computador de finalidade especial, em vez de um processador configurado para uso de finalidade geral. Um circuito integrado de aplicação específica geralmente não é reprogramável para executar outras funções e pode ser programado uma vez quando é fabricado.

[0144] Em outro exemplo, um processador pode ser do tipo “programável em campo”. Tais processadores podem ser programados múltiplas vezes “no campo” para realizar várias funções especializadas ou gerais após serem fabricados. Um processador programável em campo pode incluir uma Matriz de Portas Programáveis em Campo (FPGA) em um circuito integrado no processador. A FPGA pode ser programada para realizar uma série específica de instruções que podem ser retidas nas células de memória não-voláteis na FPGA. A FPGA pode ser configurada por um cliente ou um projetista usando uma linguagem de descrição de hardware (HDL). A FPGA pode ser reprogramada usando outro computador para reconfigurar a FPGA para implementar um novo conjunto de comandos ou instruções operacionais. Tal operação pode ser executada em qualquer meio adequado, tal como por uma atualização de firmware para o conjunto de circuitos do processador.

[0145] Assim como o conceito de um computador não se limita a um único dispositivo físico em uma única localização, também o conceito de um “processador” não se limita a um único circuito físico lógico ou pacote de circuitos, mas inclui um ou mais tais circuitos ou pacotes de circuito possivelmente contidos dentro de ou entre múltiplos computadores em numerosas localizações físicas. Em um ambiente de computação virtual, um número desconhecido de processadores físicos pode estar ativamente processando dados, e o número desconhecido também pode mudar automaticamente com o tempo

[0146] O conceito de “processador” inclui um dispositivo configurado ou programado para realizar comparações de limiares, comparações de regras, cálculos, ou executar operações lógicas aplicando uma regra de dados produzindo um resultado lógico (por exemplo, “verdadeiro” ou “falso”). As atividades de processamento podem ocorrer em múltiplos processadores individuais ou servidores separados, em múltiplos processadores em um único servidor com processadores separados, ou em múltiplos processadores fisicamente remotos uns em relação aos outros em dispositivos de computação separados.

[0147] “Dados públicos” refere-se, de maneira geral, a dados ionosféricos que estão livremente disponíveis ao público ou qualquer parte interessada. Os dados públicos podem ser dados de ionossonda coletados e disponibilizados por agências governamentais, como a NASA, a National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), ou qualquer outra entidade pública que colete e distribua dados ionosféricos. Os dados públicos podem ser dados de histórico ou dados em tempo real. Os dados públicos também podem ser transmissões de dados de alta frequência enviadas por propagação ionosférica que podem ser coletadas e analisadas quanto às propriedades de transmissão, tal como distorção, que podem indicar a viabilidade de uma certa frequência de transmissão.

[0148] “Rádio” refere-se, de maneira geral, à radiação eletromagnética nas frequências que ocupam a faixa de 3 kHz a 300 GHz.

[0149] “Horizonte de rádio” refere-se, de maneira geral, ao lugar geométrico dos pontos no qual os raios diretos de uma antena são tangenciais ao solo. O horizonte de rádio pode ser aproximado pela seguinte equação: (Equação 3) em que:

[0150] d = horizonte de rádio (milhas)

[0151] ht = altura da antena transmissora (pés)

[0152] hr = altura da antena receptora (pés)

[0153] “Remoto” refere-se, de maneira geral, a qualquer separação física, lógica ou de outro tipo entre duas coisas. A separação pode ser relativamente grande, tais como milhares ou milhões de milhas ou quilômetros, ou pequena, tais como nanômetros ou milionésimos de uma polegada. Duas coisas “remotas” em relação uma à outra também podem ser acopladas ou conectadas juntas logicamente ou fisicamente.

[0154] “Receber” refere-se, de maneira geral, a aceitar alguma coisa transferida, comunicada, transmitida, retransmitida, despachada ou encaminhada. O conceito pode ou não incluir o ato de escutar ou aguardar por algo chegar a partir de uma entidade transmissora. Por exemplo, uma transmissão pode ser recebida sem o conhecimento de quem ou o que a transmitiu. De forma similar, a transmissão pode ser enviada com ou sem o conhecimento de quem ou o que a está recebendo.

“Receber” pode incluir, mas não se limita ao ato de capturar ou obter energia eletromagnética em qualquer frequência adequada no espectro eletromagnético. A recepção pode ocorrer pela detecção de radiação eletromagnética. A detecção de radiação eletromagnética pode envolver detectar ondas de energia movendo-se através ou a partir de um meio, tal como um fio ou fibra óptica. O recebimento inclui receber sinais digitais que podem definir vários tipos de dados analógicos ou binários, como sinais, datagramas, pacotes, e similares.

[0155] “Estação receptora” refere-se, de maneira geral, a um dispositivo receptor, ou a uma instalação de localização possuindo múltiplos dispositivos configurados para receber energia eletromagnética. Uma estação receptora pode ser configurada para receber a partir de uma entidade transmissora específica, ou a partir de qualquer entidade transmissora, independente de se a entidade transmissora é identificável antecipadamente ao recebimento da transmissão.

[0156] “Ponto de reflexão” refere-se, de maneira geral, à localização na ionosfera na qual uma onda de rádio é refratada pela ionosfera de modo que ela comece a se deslocar de volta para a superfície da Terra em vez de entrar ainda mais na atmosfera.

[0157] “Sensor” refere-se, de maneira geral, a qualquer dispositivo que detecta ou mede uma propriedade física. A propriedade física que é medida pode ser uma condição atmosférica, mas isto não é necessário. Por exemplo, um sensor pode medir condições atmosféricas, tal como a altura ionosférica. Um sensor também pode coletar dados relacionados à temperatura, velocidade do vento, relâmpagos, ou qualquer de uma série de outros parâmetros relacionados ao tempo.

Um sensor pode ser limitado à medição de uma única propriedade física ou pode ser capaz de medir várias propriedades físicas diferentes.

[0158] “Distância de salto” refere-se, de maneira geral, à distância mínima a partir de um transmissor até onde uma onda da propagação ionosférica pode ser retornada à Terra. Posto de outra forma, a distância de salto é a distância mínima que ocorre no ângulo crítico para propagação ionosférica.

[0159] “Zona de salto” ou “zona de silêncio” refere-se, de maneira geral, a uma área entre a localização onde uma onda terrestre oriunda da propagação de ondas terrestres se dissipa completamente e a localização onde a primeira onda ionosférica retorna usando propagação ionosférica. Na zona de salto, nenhum sinal para uma dada transmissão pode ser recebido.

[0160] “Comunicação por satélite” ou “propagação por satélite” refere-se, de maneira geral, à transmissão de um ou mais sinais eletromagnéticos a um satélite que, por sua vez, reflete e/ou retransmite o sinal para outro satélite ou estação.

[0161] “Tamanho” refere-se, de maneira geral, à extensão de alguma coisa; as dimensões gerais ou grandeza de uma coisa; o quão grande algo é. Para objetos físicos, o tamanho pode ser usado para descrever termos relativos, como grande ou maior, alto ou mais alto, baixo ou mais baixo, pequeno ou menor, entre outros. O tamanho dos objetos físicos também pode ser dado em unidades fixas, tal como uma largura específica, comprimento, altura, distância, volume, entre outros, expresso em quaisquer unidades adequadas.

[0162] Para a transferência de dados, o tamanho pode ser usado para indicar uma quantidade fixa ou relativa de dados sendo manipulados, endereçados, transmitidos, recebidos ou processados como uma unidade lógica ou física. O tamanho pode ser usado em conjunto com a quantidade de dados em uma coleção de dados, conjunto de dados, arquivo de dados ou outra tal unidade lógica. Por exemplo, uma coleção de dados ou arquivo de dados pode ser caracterizado como tendo um “tamanho” de 35 Mbytes, ou um enlace de comunicação pode ser caracterizado como tendo uma largura de banda de dados com um “tamanho” de 1000 bits por segundo.

[0163] “Propagação ionosférica” refere-se, de maneira geral, a um método de transmissão no qual uma ou mais ondas eletromagnéticas irradiadas por uma antena são refratadas pela ionosfera de volta ao solo. A propagação ionosférica adicionalmente inclui transmissões por espalhamento troposférico. Em uma forma, pode-se usar um método de salto no qual as ondas refratadas a partir da ionosfera são refletidas pelo solo de volta para a ionosfera. Este salto pode ocorrer mais de uma vez.

[0164] “Propagação de ondas espaciais”, por vezes chamada de “propagação de onda direta” ou “propagação em linha de vista”, refere-se de maneira geral a um método de transmissão no qual uma ou mais ondas eletromagnéticas são transmitidas entre antenas que são geralmente visíveis umas às outras. A transmissão pode ocorrer por meio de ondas espaciais diretas e/ou refletidas pelo solo. Geralmente falando, a altura da antena e a curvatura da Terra são fatores limitantes para as distâncias de transmissão para propagação de ondas espaciais. O horizonte de rádio real para uma linha de vista direta é maior do que a linha de vista visível ou geométrica devido aos efeitos de difração; ou seja, o horizonte de rádio é cerca de 4/5 maior do que a linha de vista geométrica.

[0165] “Espalhamento espectral” refere-se, de maneira geral, a um método de transmissão que inclui enviar uma porção de um sinal transmitido através de múltiplas frequências. A transmissão por múltiplas frequências pode ocorrer simultaneamente pelo envio de uma porção do sinal em várias frequências. Neste exemplo, um receptor deverá escutar todas as frequências simultaneamente de modo a remontar o sinal transmitido. A transmissão também pode ser espalhada entre múltiplas frequências por sinais de “salto”. Um cenário de salto de sinal inclui transmitir o sinal por algum período de tempo através e uma primeira frequência, trocar para a transmissão do sinal por uma segunda frequência para um segundo período de tempo, antes de trocar para uma terceira frequência para um terceiro período de tempo, e assim por diante. O receptor e o transmissor devem ser sincronizados de modo a trocar as frequências juntas. Este processo de “salto” em frequências pode ser implementado em um padrão de salto em frequências que pode mudar com o tempo (por exemplo, a cada hora, a cada 24 horas, entre outros).

[0166] “Estratosfera” refere-se, de maneira geral, a uma camada da atmosfera da Terra estendendo-se desde a troposfera até cerca de 25 a 35 milhas acima da superfície da Terra.

[0167] “Taxa de Transferência” refere-se, de maneira geral, à taxa em que alguma coisa é movida de uma localização física ou lógica para outra. No caso de um enlace de comunicação ou rede de comunicação, uma taxa de transferência pode ser caracterizada como a taxa de transferência de dados através do enlace ou rede. Tal taxa de transferência pode ser expressa em “bits por segundo” e pode ser limitada pela largura de banda de dados máxima para uma dada rede ou enlace de comunicação usado para realizar uma transferência de dados.

[0168] “Modelo de frequência de transmissão” refere-se, de maneira geral, a um método para determinar uma frequência adequada para transmissão de dados ao longo de um caminho de comunicação consistente por meio de propagação ionosférica. O modelo de frequência de transmissão pode ser usado para determinar uma frequência adequada para transmissão em tempo real e/ou pode ser usado para prever frequências futuras adequadas, bem como quando deverá ser trocada a frequência da transmissão de dados. Um modelo de frequência de transmissão pode aceitar vários tipos de dados como entrada, por exemplo, fluxos de dados transmitidos, dados ambientais, dados de histórico, e quaisquer outros tipos de dados desejados para determinar uma frequência de transmissão. Em alguns casos, um modelo de frequência de transmissão pode ser um programa de computador e armazenado em memória de computador e operável usando um processador de computador.

[0169] “Linha de transmissão” refere-se, de maneira geral, a uma estrutura física especializada ou série de estruturas projetadas para transportar energia eletromagnética de um local para outro, geralmente sem irradiar a energia eletromagnética pelo espaço livre. Uma linha de transmissão opera para reter e transferir energia eletromagnética de um local para outro ao mesmo tempo em que minimiza a latência e as perdas de energia provocadas à medida que a energia eletromagnética passa através das estruturas na linha de transmissão.

[0170] Exemplos de linhas de transmissão que podem ser usadas na comunicação de ondas de rádio incluem cabo bifilar, cabo coaxial, microtrilha, linha de faixas, par trançado, cabo trançado em estrela, linhas de Lecher, vários tipos de guia de ondas, ou uma linha monofilar simples. Outros tipos de linhas de transmissão, como as fibras ópticas, podem ser usados para transportar radiação eletromagnética de frequência superior, tal como luz visível ou invisível.

[0171] “Caminho de Transmissão” ou “Caminho de Propagação” refere-se, de maneira geral, ao caminho percorrido pela energia eletromagnética passando pelo espaço ou por um meio. Isto pode incluir transmissões através de uma linha de transmissão. Neste caso, o caminho de transmissão é definido por, segue, está contido dentro de, passa através de, ou em geral inclui a linha de transmissão. Um caminho de transmissão ou propagação não precisa ser definido por uma linha de transmissão. Um caminho de propagação ou transmissão pode ser definido pela energia eletromagnética movendo-se pelo espaço livre ou através da atmosfera, tal como na onda ionosférica, onda terrestre, linha de vista, ou outras formas de propagação. Neste caso, o caminho de transmissão pode ser caracterizado como qualquer caminho ao longo do qual a energia eletromagnética passa à medida que se move do transmissor para o receptor, incluindo qualquer salto, reflexão, dispersão ou outras variações na direção da energia transmitida.

[0172] “Estação de Transmissão” refere-se, de maneira geral, a um dispositivo transmissor, ou a uma instalação de localização possuindo múltiplos dispositivos configurados para transmitir energia eletromagnética. Uma estação de transmissão pode ser configurada para transmitir a uma entidade receptora específica, a qualquer entidade configurada para receber transmissão, ou qualquer combinação dos mesmos.

[0173] “Transmitir” refere-se, de maneira geral, a fazer com que algo seja transferido, comunicado, transmitido, retransmitido, despachado ou encaminhado. O conceito pode ou não incluir o ato de transmitir alguma coisa a partir de uma entidade transmissora para uma entidade receptora. Por exemplo, uma transmissão pode ser recebida sem o conhecimento de quem ou o que a transmitiu. De forma similar, a transmissão pode ser enviada com ou sem o conhecimento de quem ou o que a está recebendo. “Transmitir” pode incluir, mas não se limita ao ato de enviar ou difundir energia eletromagnética em qualquer frequência adequada no espectro eletromagnético. As transmissões podem incluir sinais digitais que podem definir vários tipos de dados binários, como datagramas, pacotes, e similares. Uma transmissão também pode incluir sinais analógicos.

[0174] “Dados de Disparo” refere-se, de maneira geral, a dados que incluem informações de disparo identificando um ou mais comandos a serem executados. Os dados de disparo e os dados de comando podem ocorrer juntos em uma única transmissão ou podem ser transmitidos separadamente ao longo de um único ou múltiplos enlaces de comunicação.

[0175] “Troposfera” refere-se, de maneira geral, à porção mais inferior da atmosfera da Terra. A troposfera estende-se cerca de 11 milhas acima da superfície da Terra nas latitudes médias, até 12 milhas nos trópicos, e cerca de 4,3 milhas no inverno nos pólos.

[0176] “Transmissão por espalhamento troposférico” refere-se, de maneira geral, a uma forma de propagação ionosférica na qual uma ou mais ondas eletromagnéticas, tais como ondas de rádio, são direcionadas para a troposfera.

Embora não haja certeza quanto a sua causa, uma pequena quantidade da energia das ondas se dispersa para a frente para uma antena receptora. Devido a graves problemas de desvanecimento, normalmente se utilizam técnicas de recepção de diversidade (por exemplo, diversidade de espaço, frequência e/ou ângulo).

[0177] “Guia de Ondas” refere-se, de maneira geral, a uma linha de transmissão configurada para guiar ondas, tais como ondas eletromagnéticas ocorrendo em qualquer frequência ao longo do espectro eletromagnético. Exemplos incluem qualquer disposição de material condutor ou isolante configurado para transferir radiação eletromagnética de frequência inferior variando ao longo do espectro eletromagnético desde ondas de frequência extremamente baixa até ondas de frequência extremamente altas. Outros exemplos específicos incluem fibras ópticas guiando luz de alta frequência ou tubo metálico oco condutor usado para transportar ondas de rádio de alta frequência, especialmente microondas.

[0178] Deve-se observar que as formas singulares “um”, “uma”, “o”, “a”, e similares, tal como usadas na descrição e/ou nas reivindicações, incluem as formas plurais, salvo indicação explícita em contrário. Por exemplo, se o relatório descritivo e/ou as reivindicações citarem “um dispositivo” ou “o dispositivo”, ele inclui um ou mais de tais dispositivos.

[0179]Deve-se observar que os termos direcionais, tal como “cima”, “baixo”, “topo”, “parte inferior”, “proa”, “popa”, “lateral”, “longitudinal”, “radial”, “circunferencial”, etc., são usados aqui somente por conveniência do leitor de modo a auxiliar no entendimento das modalidades ilustradas pelo leitor, e não há a intenção de que o uso desses termos direcionais limite de forma alguma os aspectos descritos, ilustrados e/ou reivindicados a uma direção e/ou orientação específica.

[0180]Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhes nos desenhos e na descrição precedente, a mesma deverá ser considerada como de caráter ilustrativo e não restritivo, sendo entendido que somente a modalidade preferida foi apresentada e descrita e que todas as alterações, equivalentes e modificações que se enquadrem no espírito das invenções definidas pelas reivindicações seguintes desejam ser protegidas. Todas as publicações, patentes e pedidos de patente citados neste relatório descritivo são por meio deste incorporados para fins de referência, da mesma forma que se que cada publicação, patente ou pedido de patente individual fosse indicado específica e individualmente como sendo incorporado para fins de referência e exposto aqui em sua totalidade.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema, CARACTERIZADO por compreender: um primeiro nó de comunicação incluindo um modulador e um transmissor configurado para transmitir um primeiro sinal de dados e um segundo sinal de dados, em que o segundo sinal de dados inclui informações correspondendo ao primeiro sinal de dados; um canal primário para transmitir o primeiro sinal de dados; um canal secundário para transmitir o segundo sinal de dados; um nó de comunicação secundário incluindo um receptor e um demodulador configurados para receber o primeiro e segundo sinais de dados transmitidos a partir do primeiro nó de comunicação; em que o nó de comunicação secundário é configurado para compilar dados de distorção por meio da comparação do primeiro sinal de dados recebido com o segundo sinal de dados recebido; e em que os dados de distorção são enviados a partir do segundo nó de comunicação para o primeiro nó de comunicação usando o canal secundário.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal primário é um canal de comunicação sem fio.

3. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal secundário é um canal de comunicação com fio.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo sinal de dados é uma versão condensada do primeiro sinal de dados.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo sinal de dados é idêntico ao primeiro sinal de dados.

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo sinal de dados é transmitido através do sinal de comunicação secundário após o primeiro sinal de dados ter sido modulado pelo modulador do primeiro nó de comunicação e antes de o primeiro sinal de dados ser transmitido através do canal primário.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo sinal de dados é o mesmo que o primeiro sinal de dados antes de o primeiro sinal de dados ser modulado pelo modulador do primeiro nó de comunicação.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal primário é unidirecional.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal secundário tem uma latência maior do que o canal primário.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal secundário tem uma largura de banda superior à do canal primário.

11. Método, CARACTERIZADO por compreender: transmitir um primeiro sinal de dados a partir de um primeiro nó de comunicação para um segundo nó de comunicação através de um canal primário; transmitir um segundo sinal de dados a partir de um primeiro nó de comunicação para um segundo nó de comunicação através de um canal secundário, em que o segundo sinal de dados inclui informações correspondendo ao primeiro sinal de dados; demodular o primeiro sinal de dados e o segundo sinal de dados recebidos no segundo nó de comunicação; comparar o primeiro sinal de dados com o segundo sinal de dados, como recebido no segundo nó de comunicação, para compilar dados de distorção baseado nas diferenças entre o primeiro sinal de dados e o segundo sinal de dados; transmitir os dados de distorção a partir do segundo nó de comunicação para o primeiro nó de comunicação através do canal secundário; e inserir os dados de distorção como entrada em um algoritmo equalizador para reduzir a distorção nas transmissões futuras através do canal primário.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender: modular o primeiro sinal de dados e o segundo sinal de dados usando um modulador antes de transmitir o primeiro sinal de dados e transmitir o segundo sinal de dados.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender: modular o primeiro sinal de dados usando um modulador antes de transmitir o primeiro sinal de dados através do primeiro canal; e em que o segundo sinal de dados é transmitido como uma versão não- modulada do primeiro sinal de dados.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo sinal de dados é transmitido após o primeiro sinal de dados ser modulado e antes de o primeiro sinal de dados ser transmitido através do canal primário.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal primário é um canal de comunicação sem fio.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal secundário é um canal de comunicação com fio.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo sinal de dados é idêntico ao primeiro sinal de dados.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal primário é unidirecional.

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal secundário tem uma latência maior do que o canal primário.

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal secundário tem uma largura de banda superior à do canal primário.

Noite Dia Radiação Solar

Processador Interface Interface de de Rede Antena Comunicação RF

Memória Sistema de Disparo Comandos Dados de Módulo de Modelo Histórico Segurança

E/S do Usuário Interface de Rede

Rede

Transmissor

Modem Antena

Receptor

Petição 870200048426, de 17/04/2020, pág. 67/68 Canal Transmissor Primário Dados Modulador Receptor RF Demodulador Dados

RF Canal Secundário