BR112021009397A2

BR112021009397A2 - método para enquadramento de dados de baixa latência e baixo overhead para a comunicação de longa distância de capacidade limitada e sensível a atrasos

Info

Publication number: BR112021009397A2
Application number: BR112021009397-4A
Authority: BR
Inventors: Kevin J. Babich; Terry Lee Vishloff; Danie van Wyk
Original assignee: Skywave Networks Llc
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2021-08-10
Also published as: CA3119991A1; CN113330699A; WO2020102826A1; TW202029675A; GB202108478D0; US11929829B2; DE112019005704T5; EP3881463A4; GB2593837A; EP3881463A1; US20200328844A1; US11309996B2; JP2022507570A; US20230078971A1; GB2593837B

Abstract

MÉTODO PARA ENQUADRAMENTO DE DADOS DE BAIXA LATÊNCIA E BAIXO OVERHEAD PARA A COMUNICAÇÃO DE LONGA DISTÂNCIA DE CAPACIDADE LIMITADA E SENSÍVEL A ATRASOS. Um método de comunicação é configurado para aumentar a velocidade de recepção de mensagens através de um canal com largura de banda limitada, tal como rádio de alta frequência (HR). Dados do usuário advindos de uma rede de alta velocidade são transformados em um formato adequado para transmissão através do canal de rádio. Pacotes de mensagem que demorariam para chegar ao destino através do canal de rádio em comparação a canais alternativos, tais como uma rede de fibra óptica, são rejeitados para a transmissão via rádio. Quando o pacote é recebido, o receptor deduz o comprimento da mensagem usando informações oriundas de várias técnicas de tratamento de erros, tais como técnicas de correção antecipada de erros (FEC) e verificação de redundância cíclica (CRC). Dados de enchimento são transmitidos entre pacotes de mensagem quando nenhum dado se faz disponível. As informações da FEC e CRC para os dados de enchimento são modificadas para que os dados de enchimento fracassem nas verificações de FEC e CRC na estação de recepção.

Description

"MÉTODO PARA ENQUADRAMENTO DE DADOS DE BAIXA LATÊNCIA E BAIXO OVERHEAD PARA A COMUNICAÇÃO DE LONGA DISTÂNCIA DE CAPACIDADE LIMITADA E SENSÍVEL A ATRASOS" REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] O presente pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório dos EUA no 62/767.196, depositado no dia 14 de novembro de 2018, o qual incorpora-se ao presente documento por referência.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Típicas transmissões de rádio pelo ar (OTA) podem exibir latências significativas quando transmitidas por longas distâncias, tal como através de oceanos. Além disso, esses canais de transmissão podem ser um tanto ruidosos, o que, por sua vez, aumenta a necessidade de correção de erros. Os canais de comunicação por rádio de alta frequência (HF) da maioria dos sistemas de comunicação de longa distância são limitados pela largura de banda de rádio atribuída disponível e pela capacidade do canal a qualquer dado tempo. Ao usar o canal de rádio HF em um aplicativo de trading de alta frequência, essa largura de banda limitada pode causar atrasos no recebimento de instruções financeiras, que, por sua vez, podem ser prejudiciais do ponto de vista financeiro.

[003] Logo, existe a necessidade de aprimoramento nessa área.

SUMÁRIO

[004] Em um sistema de rádio ou qualquer outro sistema de comunicação, necessita-se detectar o início e o fim de uma nova mensagem para que seja possível decodificar os dados corretamente. Soluções típicas acrescentam dados de overhead, o que reduz a fração do espectro de rádio disponível para informações úteis. Descobriu-se que esse overhead agrega atraso e jitter.

[005] Por exemplo, métodos anteriores requeriam a adição de palavras excepcionais a uma mensagem transmitida. Palavras excepcionais são padrões de dados inesperados nas mensagens de dados. As palavras excepcionais são comuns nos sistemas de comunicação com um byte (por ex., 07EH) sendo o início e fim em comum do limitador de quadro nas comunicações de pacotes. Essas palavras excepcionais são usadas para informar a um receptor onde os dados se encontram. O posicionamento dessas palavras excepcionais geralmente se dá no início e/ou final da mensagem, mas as palavras excepcionais podem ser embutidas em outros locais da mensagem, ou mesmo espalhadas nela. Descobriu-se que essas palavras excepcionais consomem capacidade do sistema e agregam atraso à mensagem.

[006] Também foram propostas estruturas de enquadramento. Em uma abordagem de estrutura de enquadramento, transmite-se uma estrutura normal com locais específicos para padrões de dados conhecidos (isto é, o overhead de enquadramento), mensagens de gerenciamento de sistema, correção de erros e dados do usuário. A quantidade de overhead de enquadramento exigida varia de acordo com a natureza dinâmica de um canal de comunicação. Em sistemas estáveis, tais como na telefonia tradicional por multiplexação por divisão de tempo (TDM), o overhead de enquadramento é pequeno. Uma vez que o quadro de uma mensagem TDM é travado, a mensagem TDM tende a permanecer travada. Nos sistemas sem fio, devido à natureza dinâmica de um canal de rádio, como observado em sistemas móveis e HF, um enquadramento robusto faz-se necessário. Esse enquadramento robusto resulta em grande quantidade de overhead na mensagem. Descobriu-se que essa abordagem de enquadramento fixo consome capacidade do sistema e agrega um atraso variável à mensagem, que é conhecido como jitter. O jitter surge à medida que as mensagens chegam à entrada de um sistema em intervalos variados. Como resultado, o sistema precisa aguardar um tempo variável antes que um slot de dados faça-se disponível para transporte da mensagem.

[007] Com as comunicações de baixa latência, é desejável iniciar e receber mensagens o mais brevemente possível sem aguardar pelo alinhamento dos bytes ou de outro enquadramento. Por exemplo, o trading de alta frequência, bem como outras atividades sensíveis ao tempo, exige mínimo atraso de ponta a ponta. Por conseguinte, as comunicações nesses ambientes devem ter o mínimo possível de overhead na mensagem transmitida, e o processo de transmissão da mensagem deve ter a menor latência ou atraso possível. Os pacotes, que podem conter instruções de negócios, devem começar a transmissão com o mínimo de atraso.

[008] Tendo isso em vista, um método ou técnica de comunicação original foi desenvolvido para obter mínimo ou nenhum atraso na fila de transmissão, e esse método tem a capacidade de suportar a chegada assíncrona de pacotes e transmissões pelo ar. Em linhas gerais, esse método transforma os dados do usuário que chegam de um elo de comunicação de alta velocidade em um formato adequado para transmissão através de um canal de rádio muito mais lento. O tempo para transmissão de um pacote através do canal de rádio tipicamente demora mais do que pelo elo de alta velocidade. Isso resulta na necessidade de rejeitar pacotes no transmissor se esses pacotes forem atrasados por qualquer fila de transmissão além do que seria útil para o aplicativo de trading. Pacotes que demorarão muito para chegar ao destino através do canal de rádio em comparação a canais alternativos, tais como uma rede de fibra óptica de alta velocidade, são rejeitados para transmissão através do canal de rádio.

[009] Geralmente, transmitem-se dados de enchimento quando nenhum dado do usuário se faz disponível para transmissão. Os dados de enchimento produzem uma sequência ociosa a fim que o receptor de rádio mantenha-se travado na forma de onda transmitida. Os dados de enchimento podem ser interrompidos a qualquer momento sem consequências para o desempenho do sistema. No entanto, em algumas raras situações, os dados de enchimento podem ser identificados incorretamente em uma estação receptora como legítimos. Para evitar essa falsa detecção de pacotes, os dados de enchimento, em um exemplo, são pré- processados na estação transmissora. Em um exemplo, a mensagem transmitida junto com os dados de enchimento é processada usando esquemas de correção antecipada de erros (FEC) e verificação cíclica de redundância (CRC). No entanto, as informações FEC e CRC para os dados de enchimento são modificadas para que os dados de enchimento falhem nas verificações FEC e CRC na estação receptora. Na estação receptora, as verificações FEC e CRC permitem que ela identifique mensagens e decodifique essas mensagens.

[010] Entre outras qualidades, essa técnica é capaz de lidar com problemas na temporização variável entre pacotes, e, ao mesmo tempo, permite baixos atrasos de comunicação. O método é usado para detectar o início de uma mensagem em um canal de rede sem fio com mínimo overhead, latência e jitter. Esse método também suporta transmissões assíncronas que não têm nem os bytes nem os quadros alinhados. Usando esse método, a transmissão de mensagens pode começar em qualquer limite simbólico transmitido, porque os dados de enchimento usados durante períodos ociosos podem ser interrompidos sem maiores consequências.

[011] Essa técnica de codificação e decodificação não adiciona overhead para as palavras de enquadramento. Deve-se ter em mente que as palavras de enquadramento reduzem a utilidade do canal de rádio porque consomem o espectro de rádio. Além disso, esse método agrega mínimo jitter e latência em comparação a sistemas que utilizam estruturas de enquadramento fixo ou conjuntos de símbolos especiais, que tipicamente precisam ser pré-suspensos, anexados ou introduzidos em uma mensagem de dados. Com esse método, mudar as técnicas de modulação, o comprimento dos pacotes e/ou as técnicas de correção de erros não requer ajustes em uma estrutura de quadro. Em vez disso, o receptor determina os limites da mensagem usando apenas, ou em sua maior parte, a FEC e CRC. Em aditamento, mudar as técnicas de modulação, o comprimento dos pacotes e/ou as técnicas de correção de erros não requer um padding significativo das mensagens a fim de obter o alinhamento do enquadramento. O padding limita-se somente ao necessário para construir qualquer número inteiro de símbolos. Para esquemas de modulação práticos, o número de bits de padding é relativamente baixo. Os pacotes podem ser transmitidos em qualquer limite simbólico, em vez de ter que aguardar pelo alinhamento dos bytes, palavras ou quadros uma vez que os dados de enchimento podem ser interrompidos sem nenhuma penalidade.

[012] O sistema e técnicas, conforme descritos e ilustrados neste documento, referem-se a uma série de aspectos originais e inventivos. Alguns desses aspectos originais, mas de forma alguma todos eles, são resumidos abaixo.

[013] O aspecto 1 refere-se em geral a um método que inclui receber uma mensagem de um canal de comunicação primário em uma estação receptora.

[014] O aspecto 2 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda detectar um limite da mensagem através de um código de verificação de paridade em combinação a um esquema de correção de erros.

[015] O aspecto 3 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que a mensagem possui um número inteiro de símbolos modulados.

[016] O aspecto 4 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o canal de comunicação primário inclui um elo de comunicação de baixa largura de banda e baixa latência.

[017] O aspecto 5 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o canal de comunicação primário inclui um canal de rádio de alta frequência.

[018] O aspecto 6 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda receber a mensagem através de um fluxo de dados de mensagem que inclui dados do usuário e dados de enchimento.

[019] O aspecto 7 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que os dados do usuário são codificados de maneira assíncrona no fluxo de dados de mensagem.

[020] O aspecto 8 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda manter uma trava de sinal no fluxo de dados de mensagem através dos dados de enchimento.

[021] O aspecto 9 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que os dados de enchimento incluem uma sequência binária pseudoaleatória (PRBS).

[022] O aspecto 10 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que os dados de enchimento incluem uma versão da PRBS modificada pelo código de verificação de paridade e pelo esquema de correção de erros.

[023] O aspecto 11 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda detectar uma mensagem falsa com a versão da PRBS.

[024] O aspecto 12 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que a versão da PRBS foi modificada para falhar em um teste do código de verificação de paridade.

[025] O aspecto 13 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que a versão da PRBS foi modificada para falhar em um teste do esquema de correção de erros.

[026] O aspecto 14 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o código de verificação de paridade inclui uma soma de verificação.

[027] O aspecto 15 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o código de verificação de paridade inclui uma verificação cíclica de redundância (CRC).

[028] O aspecto 16 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o esquema de correção de erros inclui correção antecipada de erros (FEC).

[029] O aspecto 17 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o esquema de correção de erros inclui um esquema de código de convolução.

[030] O aspecto 18 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o esquema de correção de erros inclui um algoritmo de decodificação de Viterbi tail-biting.

[031] O aspecto 19 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o esquema de correção de erros inclui um esquema de código de blocagem.

[032] O aspecto 20 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o esquema de correção de erros inclui um esquema de código de blocagem turbo.

[033] O aspecto 21 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda codificar um fluxo de dados de mensagem com dados do usuário e dados de enchimento.

[034] O aspecto 22 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda modificar os dados de enchimento para reduzir o risco de falsa detecção de mensagem.

[035] O aspecto 23 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda codificar o fluxo de dados de mensagem com um código de verificação de paridade em combinação a um esquema de correção de erros.

[036] O aspecto 24 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda criar uma versão modificada dos dados de enchimento, sendo que a versão modificada falha em um teste do código de verificação de paridade.

[037] O aspecto 25 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda criar uma versão modificada dos dados de enchimento, sendo que a versão modificada falha em um teste do esquema de correção de erros.

[038] O aspecto 26 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda transmitir o fluxo de dados de mensagem a partir de uma estação transmissora.

[039] O aspecto 27 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda receber um pacote de dados do usuário a partir de uma rede de alta velocidade em uma estação transmissora.

[040] O aspecto 28 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda calcular um tempo de transmissão de mensagem para o pacote de dados do usuário através de um canal de comunicação primário.

[041] O aspecto 29 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda calcular um tempo de transmissão entre mensagens entre pacotes de dados do usuário advindos da rede de alta velocidade.

[042] O aspecto 30 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda determinar se transmitir o pacote de dados do usuário através do canal de comunicação primário com base ao menos no tempo de transmissão de mensagem e no tempo de transmissão entre mensagens.

[043] O aspecto 31 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda aceitar o pacote de dados do usuário para transmissão através de um canal de comunicação primário quando o tempo de transmissão de mensagem for menor ou igual ao tempo de transmissão entre mensagens.

[044] O aspecto 32 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda transmitir uma mensagem que inclui os dados do usuário através do canal de comunicação primário.

[045] O aspecto 33 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda rejeitar o pacote de dados do usuário para transmissão através de um canal de comunicação primário quando o tempo de transmissão de mensagem mais seu tempo de espera em fila, devido à conclusão de transmissões em andamento, resultariam em um tempo de recepção de mensagem para a nova mensagem que ultrapassaria o limite de tempo.

[046] O aspecto 34 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, que inclui ainda transmitir uma mensagem que inclui os dados do usuário através do canal de comunicação de back-end.

[047] O aspecto 35 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o pacote de dados do usuário trata-se de uma transação para um instrumento financeiro.

[048] O aspecto 36 refere-se em geral a um método para a detecção do início e limite de parada de uma mensagem para uso em um canal de rádio utilizando um código de verificação de paridade em combinação a um esquema de correção antecipada de erros (FEC) onde mensagens podem chegar de maneira assíncrona, sendo a única restrição um número inteiro de símbolos modulados em cada mensagem.

[049] O aspecto 37 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o código de verificação de paridade é verificação cíclica de redundância (CRC) e o esquema de FEC utiliza um algoritmo de decodificação de

Viterbi tail-biting de um código de convolução.

[050] O aspecto 38 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o aplicativo destina-se ao negócio de instrumentos financeiros em alta velocidade.

[051] O aspecto 39 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o código de correção de erros é um código de blocagem.

[052] O aspecto 40 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o código de correção de erros é um código de blocagem turbo.

[053] O aspecto 41 refere-se em geral ao método, de acordo com qualquer aspecto anterior, em que o período entre mensagens é ocupado com dados de enchimento, onde os referidos dados de enchimento são projetados para dificilmente causem uma falsa detecção de mensagem no receptor.

[054] O aspecto 42 refere-se em geral a um sistema para executar o método de acordo com qualquer aspecto anterior.

[055] Outras formas, objetos, atributos, aspectos, benefícios, vantagens e modalidades da presente invenção transparecerão com base na descrição detalhada e nos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[056] A FIG. 1 é uma vista diagramática de um sistema de comunicação de acordo com um exemplo.

[057] A FIG. 2 é uma vista diagramática de um sistema de comunicação de acordo com outro exemplo.

[058] A FIG. 3 é uma vista lateral do sistema de comunicação da FIG. 2 em uma variação.

[059] A FIG. 4 é uma vista diagramática do sistema de comunicação da FIG. 2 exibindo mais detalhes.

[060] A FIG. 5 é uma vista diagramática de um sistema de comunicação de acordo com outro exemplo.

[061] A FIG. 6 é uma vista diagramática de uma estação transmissora.

[062] A FIG. 7 é um diagrama ilustrando uma técnica para a codificação de um pacote de dados do usuário e transmissão de mensagens do usuário.

[063] A FIG. 8 é um fluxograma ilustrando uma técnica para aceitar e rejeitar um pacote de dados do usuário para transmissão.

[064] A FIG. 9 é um diagrama de uma técnica para codificar o pacote de dados do usuário.

[065] A FIG. 10 é uma vista diagramática de um sistema para geração de dados de enchimento.

[066] A FIG. 11 é um diagrama de uma técnica para decodificar os dados transmitidos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES SELECIONADAS

[067] Com a finalidade de promover a compreensão dos princípios da invenção, doravante far-se-á referência às modalidades ilustradas nos desenhos e utilizar-se-á um jargão específico para descrevê-las. Não obstante, deve-se ter em mente que nenhuma limitação ao âmbito da invenção é com isso tencionada. Quaisquer alterações e modificações adicionais às modalidades descritas, e quaisquer aplicações adicionais dos princípios da invenção conforme descritos neste documento, são contempladas como ocorreria normalmente aos versados na técnica de que trata a invenção. Uma modalidade da invenção é ilustrada em minúcias, mesmo assim transparecerá aos versados na técnica relevante que alguns atributos que não são relevantes à presente invenção podem não ser ilustrados para fins de clareza.

[068] Os números de referência na descrição a seguir foram atribuídos com o intuito de ajudar o leitor a identificar de prontidão os desenhos onde os vários componentes aparecem pela primeira vez. Mais especificamente, o desenho em que determinado elemento aparece pela primeira vez é indicado pelo(s) dígito(s) mais à esquerda no número de referência correspondente. Por exemplo, um elemento identificado por um número de referência da série "100" provavelmente aparece pela primeira vez na FIG. 1, um elemento indicado por um número de referência da série "200" provavelmente aparece pela primeira vez na FIG. 2, e assim por diante.

[069] A FIG. 1 ilustra uma versão genérica de um sistema de comunicação 100 de acordo com um exemplo. Como ilustrado, o sistema de comunicação 100 inclui uma fonte das informações 105 e um destino das informações 110. A fonte das informações 105 e o destino das informações 110 comunicam-se operacionalmente um com o outro através de um ou mais canais de comunicação 115. A comunicação através desses canais de comunicação 115 pode ser do tipo unidirecional e/ou bidirecional. No exemplo ilustrado, os canais de comunicação 115 entre a fonte das informações 105 e o destino das informações 110 incluem um canal de comunicação primário 120 e um canal de comunicação de back-end 125. Em outros exemplos, o sistema de comunicação 100 pode incluir só um canal de comunicação 115 ou mais de dois canais de comunicação 115.

[070] Como explicar-se-á em mais detalhes abaixo, o sistema de comunicação 100 pode ser usado em diversas situações, em especial em situações em que a fonte das informações 105 e o destino das informações 100 situam-se fisicamente remotos um do outro. O sistema de comunicação 100, por exemplo, pode ser usado para fins privativos, comerciais, médicos, militares e/ou governamentais. Para fins de explicação, descrever-se-á o sistema de comunicação 100 para uso com um sistema de trading, mas deve-se ter em mente que o sistema de comunicação 100 pode ser adaptado para outros usos, tal como para despachar comandos militares e executar procedimentos remotos de telemedicina. Nesse exemplo, a fonte das informações 105 e o destino das informações 110 representam em geral os locais dos sistemas de computador para bolsas de valores/commodities localizadas remotamente e/ou para instituições financeiras que negociam nessas bolsas. Alguns exemplos dessas bolsas incluem a Bolsa de Valores de Nova York (NYSE), Bolsa de Valores NASDAQ, Bolsa de Valores de Tóquio (TYO), Bolsa de Valores de Shanghai, Bolsa de Valores de Hong Kong, Euronext, Bolsa de Valores de Londres, Bolsa de Valores de Shenzhen, Bolsa de Valores de Toronto, Bolsa de Valores de Bombaim, Bolsa Mercantil de Chicago (CME), Câmara de Comércio de Chicago (CBOT), e a Bolsa Mercantil de Nova York (NYMEX), só para citar algumas.

[071] Como ilustra a FIG. 1, a fonte das informações 105 e o destino das informações 110 são separados fisicamente por uma distância ("D") 130. Por exemplo, as bolsas representadas pela fonte das informações 105 e destino das informações 110 podem ser separadas por montanhas, continentes e até mesmo oceanos. Essa distância física 130 cria um atraso ou latência nas comunicações entre os locais da fonte das informações 105 e do destino das informações 110. Normalmente, mas nem sempre, quanto maior a distância 130, maior a latência para dado canal de comunicação 115. Na maioria dos casos, a distância 130 entre essas trocas impede comunicações diretas em linha de visada, o que aumenta ainda mais a latência, além de aumentar o risco de erros de comunicação. Por exemplo, o destino das informações 110 pode situar-se além do horizonte de rádio para a fonte das informações 105. No trading, bem como em outras atividades, a precisão no tempo e na comunicação são fundamentais. Quaisquer atrasos podem fazer com que os investidores percam dinheiro, e, outrossim, quaisquer erros de comunicação podem causar prejuízo. Os erros de comunicação podem ser reduzidos, mas frequentemente às custas de maior latência e/ou maiores requisitos de largura de banda. A maioria dos canais de comunicação 115 possui uma largura de banda limitada até certo ponto. As capacidades de latência e largura de banda podem variar dependendo da construção e do tipo dos canais de comunicação 115.

[072] Como pode-se ver, o canal de comunicação primário 120 possui uma latência de canal primário (∆TP) 135 e uma largura de banda de canal primário (BP)

140. O canal de comunicação de back-end 125 possui uma latência de canal de back-end (∆TB) 145 e uma largura de banda de canal de back-end (BB) 150. Os canais de comunicação 115 na FIG. 1 podem ter as mesmas propriedades de latência e largura de banda ou diferentes latência e/ou largura de banda, além de outras propriedades. Em um exemplo, a latência de canal primário 135 do canal de comunicação primário 120 é inferior à latência de canal de back-end 145 do canal de comunicação de back-end 125, e a largura de banda de canal primário 140 do canal de comunicação primário 120 é inferior à largura de banda de canal de back-end 150 do canal de comunicação de back-end 125. Em algumas variações desse exemplo, o canal de comunicação primário 120 é um canal de comunicação sem fio (por exemplo, rádio), e o canal de comunicação de back-end 125 é um canal de comunicação do tipo com fio (por exemplo, cabo de fibra óptica). Em uma forma específica, o canal de comunicação primário 120 utiliza uma técnica de comunicação por ondas aéreas, e o canal de comunicação de back-end 125 inclui uma via não por ondas aéreas, tal como um cabo de fibra óptica. Em outros exemplos, o canal de comunicação primário 120 e o canal de comunicação de back-end 125 representam diferentes canais de comunicação 115 para o mesmo tipo de modo de comunicação. Por exemplo, o canal de comunicação primário 120 e o canal de comunicação de back-end 125 representam canais de comunicação sem fio com diferentes bandas de frequência, e, em um exemplo, ambos os canais de comunicação 115 utilizam rádio de alta frequência (HF) para se comunicar via propagação por ondas aéreas. Tendo o canal de comunicação primário 120 e o canal de comunicação de back-end 125 frequências diferentes, o canal de comunicação primário 120 e o canal de comunicação de back-end 125 podem ter latências, larguras de banda e/ou taxas de erro de comunicação diferentes. Por exemplo, o canal de comunicação primário 120,

em uma situação, pode ser mais ruidoso do que o canal de comunicação de back- end 125, mas o canal de comunicação primário 120 pode ter uma latência menor do que o canal de comunicação de back-end 125.

[073] O canal de comunicação por rádio HF 115 do sistema de comunicação 100 pode ser limitado pela largura de banda de rádio atribuída disponível e pela capacidade do canal a dado tempo. Quando utiliza-se o canal de comunicação por rádio HF 115 em um aplicativo de trading de alta frequência, aumentar o número e/ou a velocidade de transmissão de mensagens aumenta o potencial de lucro do sistema de comunicação 100. Como explicar-se-á em mais detalhes abaixo, desenvolveu-se um método original para reduzir a latência de mensagens enviadas através de um canal de comunicação sem fio com largura de banda limitada 115. Além de diminuir a latência, o overhead reduzido dessa técnica resulta na possibilidade de comunicar e/ou executar um maior número de transações por unidade de tempo.

[074] A FIG. 2 ilustra um exemplo específico de um sistema de comunicação 200 do sistema de comunicação 100 da FIG. 1 configurado para transferir dados de acordo com a técnica original descrita neste documento. Assim como no sistema de comunicação 100 da FIG. 1, o sistema de comunicação 200 na FIG. 2 inclui a fonte das informações 105, o destino das informações 110 e canais de comunicação 115 que incluem o canal de comunicação primário 120 e o canal de comunicação de back-end 125. Mais especificamente, o sistema de comunicação 200 na FIG. 2 é configurado para transferir dados através de um elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204. Em uma forma, o elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204 inclui um canal de rádio de alta frequência ("rádio HF") 206. O sistema de comunicação 200 na FIG. 2 é configurado ainda para transferir dados através de um elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208. O elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204 e o elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208 propiciam conexões distintas entre um primeiro nó de comunicação 212 em uma estação transmissora 214 e um segundo nó de comunicação 216 em uma estação receptora 218. O elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204 pode ser configurado para transmitir dados usando ondas eletromagnéticas 224 que atravessam o espaço livre via propagação por ondas aéreas entre uma antena transmissora 228 e uma antena receptora 232. As ondas eletromagnéticas 224 podem ser geradas por um transmissor no primeiro nó de comunicação 212 e conduzidas através de uma linha transmissora 236 à antena transmissora 228. As ondas eletromagnéticas 224 podem ser radiadas pela antena transmissora 228, deparando-se com uma porção ionizada da atmosfera 220. Essa energia eletromagnética radiada pode ser então refratada pela porção ionizada da atmosfera 220, o que faz com que as ondas eletromagnéticas 224 sejam redirecionadas à Terra 256. As ondas eletromagnéticas 224 podem ser recebidas na antena receptora 232, conectada ao segundo nó de comunicação 216 pela linha transmissora 240. Como ilustra a FIG. 2, um nó de comunicação transmissor pode usar da propagação por ondas aéreas para transmitir energia eletromagnética por longas distâncias através da superfície da Terra 256 sem a necessidade de que uma ou mais linhas transmissoras 236 para transportem a energia eletromagnética.

[075] Dados também podem ser transmitidos entre a estação transmissora 214 e a estação receptora 218 usando o elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208. Como ilustra a FIG. 2, o elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208 pode ser implementado usando uma linha transmissora 244 que atravessa a Terra 256, o que pode incluir a passagem por sob ou através do oceano ou de qualquer outro corpo de água. Como ilustra a FIG. 2, o elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208 pode incluir um ou mais repetidores 252. A FIG. 2 ilustra quatro repetidores 252 ao longo da linha transmissora 244, embora possa-se utilizar qualquer número adequado de repetidores 252. Também pode ser que a linha transmissora 244 não tenha nenhum repetidor 252. Embora a FIG. 2 ilustre o elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204 transmitindo informações do primeiro nó de comunicação 212 ao segundo nó de comunicação 216, os dados transmitidos podem percorrer o elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 205 e o elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208 em ambos os sentidos.

[076] Como ilustrado, o sistema de comunicação 200 inclui ainda um cliente 260, que possui uma conexão 264 com o primeiro nó de comunicação 212. O cliente 260 é configurado para enviar instruções ao primeiro nó de comunicação 212 através da conexão 264. No exemplo ilustrado, a conexão 264 inclui uma conexão sem fio 266, tal como uma rede de micro-ondas. No primeiro nó de comunicação 212, as instruções são preparadas para envio ao segundo nó de comunicação 216, ou pelo elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204, ou pelo elo de comunicação de alta latências e alta largura de banda 208, ou por ambos. Como ilustrado, o segundo nó de comunicação 216 conecta-se a um processador de instruções 268 através de uma conexão 272. Deve-se ter em mente que a conexão 272 pode incluir uma conexão sem fio 266, como uma conexão por micro-ondas ou outro tipo de conexão sem fio. O cliente 260 pode ser qualquer empresa, grupo, indivíduo e/ou entidade que deseje enviar orientações através de uma distância. O processador de instruções 268 pode ser qualquer empresa, grupo, indivíduo e/ou entidade que destina-se a receber ou a agir com base nessas instruções. Em algumas modalidades, a conexão 264 e a conexão 272 podem ser desnecessárias, uma vez que o cliente 260 pode enviar os dados para transmissão diretamente a partir do primeiro nó de comunicação 212 ou o segundo nó de comunicação 216 pode conectar-se diretamente ao processador de instruções 268. O sistema de comunicação 200 pode ser usado para qualquer tipo de transmissão de dados de baixa latência que se deseje. Por exemplo, o cliente 260 pode ser um médico ou cirurgião trabalhando remotamente, ao passo que o processador de instruções 268 pode ser um instrumento robótico para atuação em um paciente.

[077] Em algumas modalidades, o cliente 260 pode ser um investidor de instrumentos financeiros e, o processador de instruções 268, uma bolsa de valores. O investidor pode querer fornecer instruções à bolsa de valores para comprar ou vender certos títulos ou obrigações em momentos específicos. Como alternativa, ou em aditamento, as instruções são na forma de notícias e/ou outras informações fornecidas pelo investidor e/ou por uma organização terceira, tal como uma organização de notícias ou um governo. O investidor pode transmitir as instruções ao primeiro nó de comunicação 212, que envia as instruções e/ou notícias ao segundo nó de comunicação 216 usando a antena de transmissão 228, antena receptora 232 e/ou linha transmissora 244. A bolsa de valores, então, processa as ações desejadas pelo investidor quando do recimento das instruções e/ou notícias.

[078] O sistema de comunicação 200 pode ser útil para o trading de alta frequência, onde estratégias de negócio são praticadas em computadores para executar negócios em frações de segundo. No trading de alta frequência, um atraso de meros milissegundos pode custar a um investidor milhões de dólares; portanto a velocidade de transmissão das instruções de negócio é tão importante quanto a precisão dos dados transmitidos. Em algumas modalidades, o investidor pode transmitir instruções de negócio ou condições predefinidas para a execução de um negócio ao segundo nó de comunicação 216, que situa-se em íntima proximidade de uma bolsa de valores, usando o elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208 em determinado momento antes daquele em que o investidor deseja que o negócio seja celebrado. Essas instruções ou condições podem exigir a transmissão de uma grande quantidade de dados, e podem ser transmitidas com mais precisão usando o elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda

208. Além disso, se as instruções ou condições forem enviadas em determinado momento antes de quando o investidor deseja a celebração, a maior latência do elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208 pode ser tolerada.

[079] A eventual execução das instruções pode se dar porque o investidor transmitiu dados de gatilho ao sistema de comunicação 200, onde as instruções são armazenadas. Como alternativa, ou em aditamento, os dados de gatilho podem incluir notícias e/ou outras informações fornecidas pelo investidor e/ou por uma organização terceira distinta. Quando do recebimento dos dados de gatilho, as instruções de negócio são enviadas à bolsa de valores e um negócio é celebrado. Os dados de gatilho transmitidos geralmente correspondem a uma quantidade de dados muito menor do que as instruções; portanto os dados de gatilho podem ser enviados através do elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda

204. Quando os dados de gatilho são recebidos no segundo nó de comunicação 216, as instruções para um negócio específico são enviadas à bolsa de valores. O envio dos dados de gatilho através do elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204, em vez de através do elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208, permite celebrar o negócio desejado o mais rapidamente possível, garantindo ao investidor uma vantagem de tempo em relação a outros investidores negociando os mesmos instrumentos financeiros.

[080] A configuração ilustrada na FIG. 2 é adicionalmente ilustrada na FIG. 3, onde o primeiro nó de comunicação 212 e o segundo nó de comunicação 216 são geograficamente remotos um do outro, separados por uma porção significativa da superfície da Terra 256. Essa porção da superfície da Terra pode incluir um ou mais continentes, oceanos, cadeias de montanhas e/ou outras áreas geográficas. Por exemplo, o distância coberta nas FIGs. 2 pode cobrir um continente, vários continentes, um oceano e seus semelhantes. Em um exemplo, o primeiro nó de comunicação 212 encontra-se em Chicago, Illinois, nos Estados Unidos da América, e o segundo nó de comunicação 216 encontra-se em Londres, Inglaterra, no Reino Unido. Em outro exemplo, o primeiro nó de comunicação 212 encontra-se na Cidade de Nova York, e o segundo nó de comunicação 216 encontra-se em Los Angeles, Califórnia, ambas cidades na América do Norte. Como ilustrado, a antena transmissora 228 e a antena receptora 232 são separadas por uma distância maior do que o horizonte de rádio, de modo que não é possível estabelecer nenhuma comunicação em linha de visada. Em vez disso, utiliza-se uma técnica de comunicação por ondas aéreas em que ondas eletromagnéticas 224 do elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204 saltam várias vezes entre a antena transmissora 228 e a antena receptora 232. Contempla-se qualquer combinação adequada de distância, nós de comunicação e elos de comunicação que propicie uma latência e largura de banda satisfatórias.

[081] A FIG. 2 demonstra que a propagação por ondas aéreas permite que a energia eletromagnética atravesse longas distâncias. Ao usar a propagação por ondas aéreas, o elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204 transmite as ondas eletromagnéticas 224 a uma porção da atmosfera 220 que é suficientemente ionizada para refratá-las em direção à Terra 256. As ondas podem ser então refletidas pela superfície da Terra 256 e retornadas à porção ionizada da atmosfera superior 220, onde podem ser refratadas em direção à Terra 256 mais uma vez. Assim, a energia eletromagnética "salta" repetidamente, permitindo que as ondas eletromagnéticas 224 cubram distâncias substancialmente maiores do que é possível cobrir via propagação que não por ondas aéreas.

[082] A FIG. 4 ilustra uma implementação específica do sistema de comunicação 200 da FIG. 2. Como pode-se ver, o primeiro nó de comunicação 212 na estação transmissora 214 na FIG. 4 inclui um modulador 405, um transmissor de rádio 410 e um transmissor de fibra óptica 415. O modulador 405 inclui um ou mais processadores e memória junto com outros meios eletrônicos, software e/ou firmware configurados para modular a mensagem e/ou outras informações usando a técnica do comprimento de mensagem variável supramencionada, que será descrita em mais detalhes abaixo. O transmissor de rádio 410 conecta-se operacionalmente ao modulador 405 para transmitir a mensagem e/ou outros dados à estação receptora 218 por intermédio da antena transmissora 228 através do canal de rádio HF 206. No exemplo representado, o transmissor de rádio 410 transmite a mensagem e/ou outros dados através do canal de comunicação primário 120. O transmissor de fibra óptica 415 conecta-se operacionalmente ao modulador 405 e a um cabo de fibra óptica 420 que constitui ao menos parte do canal de comunicação de back-end 125. O transmissor de fibra óptica 415 é configurado para transmitir ao segundo nó de comunicação 216 uma ou mais tabelas de mensagens e/ou outras informações, tais como uma cópia duplicada da mensagem transmitida pelo transmissor de rádio 410, através do canal de comunicação de back-end 125.

[083] O segundo nó de comunicação 216 na FIG. 4 inclui um demodulador 425, um receptor de rádio 430 e um receptor de fibra óptica 435. O demodulador 425 inclui um ou mais processadores e memória junto com outros meios eletrônicos, software e/ou firmware configurados para demodular a mensagem e/ou outras informações advindas do primeiro nó de comunicação 212 usando a técnica supramencionada, que será descrita em mais detalhes abaixo. O receptor de rádio 430 conecta-se operacionalmente ao demodulador 425 para receber a mensagem e/ou outros dados advindos do primeiro nó de comunicação 212 através da antena receptora 232. No exemplo ilustrado, o receptor de rádio 430 recebe a mensagem e/ou outros dados através do canal de comunicação primário 120. O receptor de fibra óptica 435 conecta-se operacionalmente ao demodulador 425 e ao cabo de fibra óptica 420. O primeiro receptor de fibra óptica 435 é configurado para receber, vindas do primeiro transmissor de fibra óptica 415 do primeiro nó de comunicação

212, as tabelas de mensagens e/ou outras informações, tais como uma cópia duplicada da mensagem oriunda do modulador 405.

[084] Deve-se reconhecer que o sistema de comunicação 200 na FIG. 4 pode facilitar a comunicação unidirecional ou bidirecional. Por exemplo, o modulador 405 pode ser configurado para atuar como um modulador-demodulador (modem), e o demodulador 425 pode, outrossim, ser um modem. O transmissor de rádio HF 410, em certas variações, pode ser configurado para receber comunicações sem fio de modo a atuar como um transceptor sem fio. À semelhança, o receptor de rádio HF 430 também pode ser um transceptor sem fio. Tanto o transmissor de fibra óptica 415 quanto o receptor de fibra óptica 435 podem ser transceptores de fibra óptica para facilitar a comunicação bidirecional.

[085] A FIG. 5 ilustra outra variação do sistema de comunicação 100 na FIG. 1 capaz de executar a técnica de enquadramento de baixa latência descrita neste documento. Como pode-se ver, um sistema de comunicação 500 na FIG. 5 é construído à semelhança dos sistemas de comunicação das FIGs. 2, 3 e 4 e compartilha uma série de componentes em comum com eles. Por exemplo, o sistema de comunicação 500 inclui o modulador 405 e o transmissor de rádio 410 com a antena transmissora 228 na estação transmissora 214 do tipo descrito acima. Além disso, o sistema de comunicação 500 inclui o demodulador 425 e o receptor de rádio 430 com a antena receptora 232 na estação receptora 218 do tipo mencionado acima. Como pode-se ver, contudo, o transmissor de fibra óptica 415, o cabo de fibra óptica 420 e o receptor de fibra óptica 435 foram excluídos, de modo que todas as comunicações se dão de maneira sem fio e, mais particularmente, via comunicação por ondas aéreas através do canal de rádio HF 206. Em uma variação, o sistema de comunicação 500 inclui um único canal de comunicação 115 na forma do elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204 que constitui o canal de comunicação primário 120. Em outra variação, a comunicação de rádio entre o transmissor de rádio 410 e o receptor de rádio 430 se dá através de dois ou mais canais de comunicação de HF 115, de modo que um constitui o canal de comunicação primário 120 e o outro constitui o canal de comunicação de back-end

125. Em uma versão, o canal de comunicação primário 120 e o canal de comunicação de back-end 125 podem ter em geral a mesma largura de banda de dados e/ou latência, e, em outras versões, o canal de comunicação primário 120 e o canal de comunicação de back-end 125 podem ter larguras de banda de dados e/ou latências diferentes. O modulador 405 no exemplo ilustrado conecta-se ao cliente 260 através de uma rede de dados de alta velocidade do transmissor 505. O demodulador 425 conecta-se ao processador de instruções 268 através de uma rede de dados de alta velocidade do receptor 510. Em uma forma, a rede de dados de alta velocidade do transmissor 505 e a rede de dados de alta velocidade do receptor 510 são redes de dados de alta velocidade.

[086] A FIG. 6 ilustra um exemplo de um sistema transmissor 600 que pode ser implementado no sistema de comunicação 200 da FIG. 2 e no sistema de comunicação da FIG. 5, além de em outros sistemas de comunicação 100. O sistema transmissor 600 inclui o modulador 405 e o transmissor de rádio 410 com a antena transmissora 228 na estação transmissora 214. Como ilustrado, o sistema transmissor 600 comunica-se com uma rede de trading de alta frequência 605 através da rede de dados de alta velocidade do transmissor 505. Através da rede de dados de alta velocidade do transmissor 505, a rede de trading de alta frequência 605 comunica dados do usuário 610, tal como um comando de transação financeira (por exemplo, comprar, vender, segurar etc.), ao modulador 405 do sistema transmissor 600. A rede de trading de alta frequência 605 envia os dados do usuário 610 ao sistema transmissor 600 com a intenção de que eles sejam transmitidos a uma estação receptora. Embora a maioria dessas mensagens seja transmitida, algumas delas podem não ser transmitidas em última análise ao receptor de rádio

430. O modulador 405 é configurado para enviar, através da rede de dados de alta velocidade do transmissor 505, dados de confirmação de transmissão 615 à rede de trading de alta frequência 605 a fim de confirmar se a mensagem foi transmitida ou não. Informações adicionais, tais como por que a mensagem não foi enviada, podem ser adicionalmente incluídas nos dados de confirmação de transmissão 615 enviados ao usuário ou solicitador da mensagem. Quando os dados do usuário 610 podem ser transmitidos, o modulador 405 modula os dados do usuário 610 em dados de transmissão 620, que são enviados ao transmissor de rádio 410 para transmissão.

[087] O trading de alta frequência, bem como outras atividades sensíveis ao tempo, exige mínimo atraso de ponta a ponta. Por conseguinte, as comunicações nesses ambientes devem ter o mínimo possível de overhead na mensagem transmitida, e o processo de transmissão de mensagem deve ter a menor latência ou atraso possível. Os pacotes, que podem conter instruções de negócios, devem começar a transmissão com o mínimo de atraso. Tendo isso em vista, um método ou técnica de comunicação original foi desenvolvido para obter mínimo ou nenhum atraso na fila de transmissão, e esse método tem a capacidade de suportar a chegada assíncrona de pacotes e transmissões pelo ar. Entre outras qualidades, essa técnica é capaz de lidar com problemas na temporização variável entre pacotes, e, ao mesmo tempo, permite baixos atrasos de comunicação.

[088] Como deve-se estimar, o tempo de transmissão usando o elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204, tal como o canal de rádio HF 206 usando propagação por ondas aéreas, para dada mensagem é tipicamente mais longo do que o tempo de transmissão usando a rede de dados de alta velocidade do transmissor 505. Em outras palavras, o elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204 possui um tempo de transmissão que é superior ao da rede de dados de alta velocidade do transmissor 505 usada pela rede de trading de alta frequência 605. Como resultado, o elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204 gera um gargalo ao longo da via de comunicação para a mensagem. Este método e sistema são configurados para reduzir o tempo de transmissão ao longo de todo o sistema. No sistema de comunicação 200 da FIG. 2, por exemplo, o tempo de transmissão ao longo de todo o sistema seria em geral o tempo que um pacote leva para atravessar o sistema de comunicação 200 do cliente 260 ao processador de instruções 268. Para o sistema de comunicação 500 na FIG. 5, o tempo de transmissão ao longo de todo o sistema seria em geral o tempo que um pacote leva para atravessar o sistema de comunicação 500 da rede de dados de alta velocidade do transmissor 505 à rede de dados de alta velocidade do receptor 510.

[089] A FIG. 7 inclui um diagrama 700 que ilustra o tamanho e temporização relativa dos dados do usuário 610 e dados de transmissão 620. No diagrama 700 da FIG. 7, o tempo 705 corre da direita para a esquerda. Os dados do usuário 610 incluem um ou mais pacotes de dados do usuário 710. Os dados de transmissão 620 incluem uma ou mais mensagens do usuário 715, que são criadas com base nos pacotes de dados do usuário 710. Os dados de transmissão 620 incluem ainda dados de enchimento 720, que normalmente (mas nem sempre) situam-se entre mensagens individuais do usuário 715 a fim de preencher o espaço entre elas. Entre outras coisas, os dados de enchimento 720 ajudam o receptor de rádio 430 a manter uma trava no canal de rádio HF 206. Os pacotes de dados do usuário 710 são transmitidos em um tempo de transmissão de pacote via rede de alta velocidade (THS) 725 através da rede de dados de alta velocidade do transmissor 505. Considerando que o canal de rádio HF 206 é mais lento do que a rede de dados de alta velocidade do transmissor 505, o tempo de mensagem para os pacotes de dados do usuário 710 prolonga-se no canal de rádio HF 206. O modulador 405 codifica e modula os pacotes de dados do usuário relativamente curtos 710 nas mensagens do usuário relativamente longas 715 para o canal de rádio HF 206. Como ilustrado, cada uma das mensagens do usuário 715 possui um tempo de transmissão de mensagem via canal de radiofrequência (TRF) 730 que é mais longo do que o tempo de transmissão de pacote via rede de alta velocidade 725. Em outras palavras, o tempo de transmissão de pacote via canal de rádio HF 206 é mais longo do que o tempo de transmissão de pacote via rede de alta velocidade 725 na rede de dados de alta velocidade do transmissor 505.

[090] Cada uma das mensagens 715 possui um período entre pacotes ou tempo de transmissão entre mensagens (TIM) 735, que define o tempo entre os pacotes de dados do usuário 710. Em alguns casos, o tempo de transmissão entre mensagens 735 é um período fixo, e o tempo de transmissão entre mensagens 735, em outros casos, pode variar de pacote de dados do usuário 710 para pacote de dados do usuário 710. Em outras palavras, os pacotes podem ser contíguos ou ter um período entre pacotes variável. Como mencionado acima, o sistema de comunicação 100 inclui o canal de comunicação primário 120 e o canal de comunicação de back-end 125. Em um exemplo, o canal de comunicação primário 120 normalmente possui baixa latência, mas adicionalmente possui uma largura de banda mais baixa. O canal de comunicação de back-end 125 pode ter uma largura de banda mais alta do que o canal de comunicação primário 120, mas possui uma latência mais alta do que o canal de comunicação primário 120. No exemplo da FIG. 4, o canal de comunicação primário 120 é o elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204 na forma do canal de rádio HF 206, e o canal de comunicação de back-end 125 é o elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208 na forma do cabo de fibra óptica 420. No exemplo da FIG. 5, o canal de comunicação primário 120 é um primeiro canal de rádio HF 206 que forma o elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 204, e o canal de comunicação de back-end 125 é um segundo canal de rádio HF 206 que forma o elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 208. Considerando que o canal de comunicação primário 120 possui uma latência mais baixa do que o canal de comunicação de back-end 125 neste exemplo, as mensagens do usuário 715 relativamente pequenas ou curtas que forem transmitidas ao mesmo tempo a partir da estação transmissora 214 ao longo do canal de comunicação primário 120 e do canal de comunicação de back-end 125 serão recebidas primeiramente na estação receptora 218 através do canal de comunicação primário 120. No entanto, visto que o canal de comunicação de back-end 125 possui uma largura de banda mais larga, as mensagens do usuário maiores 715 serão recebidas na estação receptora 218 com mais rapidez através do canal de comunicação de back-end 125 do que através do canal de comunicação primário 120. O tempo de transmissão entre mensagens 735 representa um tempo corte ou valor de onde o canal de comunicação primário 120 ou canal de comunicação de back-end 125 será mais rápido. Mais uma vez, o tempo de corte representado pelo tempo de transmissão entre mensagens 735 varia em virtude de diversos fatores, tais como as condições do canal de comunicação primário 120 e do canal de comunicação de back-end 125.

[091] Com esse método de comunicação, quando o tempo de transmissão de mensagem via canal de radiofrequência 730 calculado para uma mensagem individual do usuário 715 for inferior ou igual ao tempo de transmissão entre mensagens 735, a mensagem do usuário 715 será transmitida através do canal de comunicação primário 120 (por exemplo, através do canal de rádio HF 206 nas FIGs. 4 e 5), e, quando o tempo de transmissão de mensagem via canal de radiofrequência 730 calculado for superior ao tempo de transmissão entre mensagens 735, a mensagem do usuário 715 será transmitida à estação receptora 218 através do canal de comunicação de back-end 125. Em outras palavras, os pacotes na entrada do transmissor de rádio 410 (e/ou no modulador 405) em uma variação são rejeitados se forem atrasados por qualquer fila de transmissão além do que seria útil para um aplicativo ou estratégia de trading. Os pacotes que levarão mais tempo para chegar à estação receptora 218 do que via canais de comunicação 115 alternativos, por exemplo, uma rede de fibra óptica de alta velocidade, são rejeitados para transmissão através do canal de rádio HF 206, e, em vez disso, são enviados através de um ou mais canais de comunicação 115 mais rápidos. Por exemplo, com o sistema de comunicação 200 na FIG. 4, se a mensagem do usuário 715 for transmitida através do canal de rádio HF 206, o transmissor de rádio 410 transmite a mensagem do usuário 715 à estação receptora 218 através do canal de rádio HF 206. Por outro lado, quando o tempo de transmissão de mensagem via canal de radiofrequência 730 para a mensagem do usuário 715 for superior ao tempo de transmissão entre mensagens 735, a mensagem do usuário 715 será transmitida à estação receptora 218 através do cabo de fibra óptica 420. Em caso de empate, um desses canais de comunicação 115 é escolhido por padrão, ou a mensagem do usuário 715 é transmitida através de ambos o canal de rádio HF 206 e o cabo de fibra óptica 420. Por vezes, cópias duplicadas da mensagem do usuário 715 também são transmitidas através do canal de rádio HF 206 e do canal de fibra óptica 420 para o gerenciamento de modem e/o para outros fins. No exemplo da FIG. 5, vários canais de rádio HF 206 com latências e larguras de bandas diferentes são usados para comunicar o tempo de transmissão de mensagem via canal de radiofrequência 730 à estação receptora 218. Um método semelhante é usado para selecionar o canal de rádio HF 206 apropriado.

[092] A FIG. 8 inclui um fluxograma 800 ilustrando esse método ou técnica original. Esse método será descrito com o modulador 405 executando as ações, mas deve-se ter em mente que outros equipamentos, tais como computadores diferentes, podem executar parcial ou totalmente essas ações. Em uma forma, o modulador 405 é fisicamente conectado a meios eletrônicos para executar esse método, e, em outros exemplos, o modulador 405 inclui uma combinação de hardware, tal como um processador e memória, e software para executar as ações. Em uma forma, o modulador 405 incorpora-se a um modem que é configurado para a comunicação bidirecional.

[093] Olhando para as FIGs. 6, 7 e 8, o modulador 405, no estágio 805, determina se um novo pacote de dados do usuário 710 chegou da rede de trading de alta frequência 605 através da rede de dados de alta velocidade do transmissor

505. Se um novo pacote de dados do usuário 710 não chegou, o modulador 405 envia um símbolo de enchimento que compõe os dados de enchimento 720 dos dados de transmissão 620 que são transmitidos pelo transmissor de rádio 410. Uma vez enviado o símbolo de enchimento, o modulador 405 verifica novamente se um novo pacote de dados do usuário 710 chegou. Os dados de enchimento 720 são configurados para produzir uma sequência ociosa para o receptor de rádio 430 e a estação receptora 218 manterem-se travados na forma de onda transmitida. Em um exemplo, os dados de enchimento 720 podem ser interrompidos a qualquer momento sem consequências para o desempenho do sistema.

[094] Quando um novo pacote de dados do usuário 710 chega advindo da rede de trading de alta frequência 605, o modulador 405 determina se o transmissor de rádio 410 está transmitindo dados de transmissão 620 com uma ou mais mensagens do usuário 715 no estágio 810. Se os dados de transmissão 620 do transmissor de rádio 410 incluírem uma mensagem do usuário 715 no estágio 810, o modulador 405, no estágio 815, calculará, recuperará da memória e/ou então determinará o tempo de transmissão via canal de radiofrequência 730 e o tempo de transmissão entre mensagens 735. Quando o modulador 405 determina que o tempo de transmissão entre mensagens 735 é superior ao tempo de transmissão entre mensagens 735 no estágio 820, o modulador 405 envia dados de confirmação de transmissão 615 à rede de trading de alta frequência 605 indicando que o novo pacote de dados do usuário 710 foi rejeitado. Quando isso acontece, o modulador

405 determina que a mensagem do usuário 715 nos dados de transmissão 620 colidirá um com a outra ou sobrepor-se-á à outra. Nessa condição, a nova mensagem do usuário 715 não poderá ser incorporada aos dados de transmissão 620 para transmissão através do canal de rádio HF 206 ou outro canal de comunicação primário 120. Quando do recebimento dos dados de confirmação de transmissão 615 com esse alerta, o cliente então toma uma medida corretiva, tal como transmitir os pacotes de dados do usuário 710 através de outro canal de comunicação, tal como o canal de comunicação de back-end 125. Como alternativa, ou em aditamento, o modulador 405 pode transmitir o pacote de dados do usuário 710 através de um canal de comunicação de back-end 125 diferente. Por exemplo, o modulador 405 pode enviar um pacote com os pacotes de dados do usuário 710 através do canal de fibra óptica 420 (FIG. 4) e/ou através de um canal de rádio HF 206 diferente (FIG. 5). Depois de rejeitar o pacote, o modulador 405 pode prosseguir processando a corrente no estágio 825 ou ao estágio 805.

[095] Quando o novo pacote de dados do usuário 710 ultrapassa o limite de tempo no estágio 820, o modulador 405 processa o pacote de dados do usuário 710 para incorporar o overhead necessário para transmitir os dados de transmissão 620 através do transmissor de rádio 410. Por exemplo, a mensagem do usuário 715, em um exemplo, é codificada usando a correção antecipada de erros (FEC), que inclui ainda uma soma de verificação. Uma vez que o modulador 405 termina de processar as informações de pacote para a mensagem do usuário 715 no estágio 825, o modulador 405 substitui os pacotes para os dados de enchimento 720 nos dados de transmissão 620 com os pacotes para as mensagens do usuário processadas 715. Subsequentemente, o transmissor de rádio 410 transmite os dados de transmissão 620 do modulador 405 à estação receptora 218 através do canal de rádio HF 206. Depois do estágio 830, o modulador 405 volta ao estágio 805 para adicionalmente monitorar a chegada de um pacote de dados do usuário 610 a partir da rede de trading de alta frequência 605.

[096] A FIG. 9 inclui um diagrama 900 que representa um método exemplificativo para executar o processamento de transmissão de pacote e a substituição de dados de enchimento no estágio 825 e estágio 830 da FIG.8. Através da técnica ilustrada no diagrama 900 da FIG. 9, o modulador 405 converte o pacote de dados do usuário 710 nos dados de transmissão 620. No estágio 905, o modulador 405 recebe, recupera ou então é munido do pacote de dados do usuário

710. Quando os dados do usuário 610 chegam, o pacote de dados do usuário 710 é coletado. A via de dados do usuário geralmente é um canal com largura de banda alta (por exemplo, uma rede de dados de alta velocidade do transmissor 505) e o tempo de coleta de dados é curto em comparação ao tempo de transmissão de rádio através do canal de rádio HF 206.

[097] O modulador 405, no estágio 910, extrai os dados de overhead do pacote de dados do usuário 710. O overhead de pacote desnecessário é removido no estágio 910. Por exemplo, os dados de cabeçalho do protocolo Internet (IP) muitas vezes podem ser removidos e/ou reduzidos através de técnicas de compressão, tais como a compressão robusta de cabeçalho (ROHC) desenvolvida pela Internet Engineering Task Force (IETF). No estágio 915, o modulador 405 adiciona uma soma de verificação aos dados. Em um exemplo, a soma de verificação é uma verificação cíclica de redundância (CRC). Outras abordagens de soma de verificação robusta podem ser usadas em outros exemplos.

[098] Para promover a detecção e a correção de erros na estação receptora 218, o modulador 405, no estágio 920, adiciona redundância de FEC para permitir a FEC na estação receptora 218. Em um exemplo, utiliza-se um código convolucional tail-biting, e, em outro exemplo, utiliza-se o esquema Reed Solomon e/ou outro esquema de código de blocagem no estágio 920. Se necessário, o modulador 405 adiciona um padding de símbolos aos dados de pacote no estágio 925. Esse padding é usado para alinhar os dados com o símbolo de modulação OTA que codifica dois ou mais bits por símbolo. No estágio 930, o modulador 405 converte os dados em símbolos que sejam adequados para transmissão, tal como através do canal de rádio HF 206. Os dados de transmissão resultantes que compõem os dados de transmissão 620 são gerados pelo modulador 405 no estágio 935. Em outra variação, os pacotes para os dados de enchimento 720 do estágio 830 na FIG. 8 são adicionados aos dados durante ou após o estágio 935. Em outras palavras, se nenhum dado do usuário 610 se fizer presente, dados de enchimento 720 são transmitidos no lugar dos dados do usuário 610.

[099] Mais uma vez, os dados de enchimento 720 geralmente são transmitidos quando nenhum dado do usuário se faz disponível para transmissão. Os dados de enchimento 720 produzem uma sequência ociosa a fim de que o receptor de rádio 430 mantenha-se travado na forma de onda transmitida. Os dados de enchimento 720 podem ser interrompidos a qualquer momento sem consequências para o desempenho do sistema. Um exemplo de um tipo de dados de enchimento adequado consiste em padrões de dados de pseudorruído gerados por um método registrador de deslocamento. No entanto, em algumas raras situações, os dados de enchimento 720 podem ser identificados incorretamente na estação receptora 218 como uma mensagem do usuário 715 legítima. Como deve- se ter em mente, esse tipo de falso positivo pode ser especialmente deletério nas transações financeiras por causar prejuízos financeiros inesperados e significativos. Para evitar essa falsa detecção de pacotes, os dados de enchimento 720, em um exemplo, são pré-processados na estação transmissora 217 por processos de FEC de recepção e CRC de recepção.

[0100] Esse pré-processamento de FEC e CRC é usado pela estação receptora 218 para detectar quaisquer falsos positivos involuntários. Com referência novamente à FIG. 7, os pacotes para o tempo de transmissão de mensagem via canal de radiofrequência 730 podem ser contíguos ou ter um tempo de transmissão entre mensagens 735 variável. Entre pacotes para o tempo de transmissão de mensagem via canal radiofrequência 730, o modulador 405 envia os dados de enchimento 720. Por vezes, é desejável que os dados de enchimento 720 não tenham polarização de corrente contínua ("DC"), tenham mínimos componentes espectrais (ou nenhum) e/ou ocupem o espectro atribuído a fim de otimizar a equalização do canal.

[0101] Em um exemplo, os dados de enchimento 720 incluem uma sequência binária pseudoaleatória ("PRBS") de dados. Observando-se a FIG. 10, um sistema gerador de dados de enchimento 1000 inclui uma fonte de PRBS 1005, um decodificador de FEC de recepção 1010 e um detector de CRC de recepção 1015. Deve-se ter em mente que o sistema gerador de dados de enchimento 1000 pode ser implementado por hardware, software ou ambos. A fonte de PRBS 1005 é configurada para gerar a PRBS. A fonte de PRBS 1005 simula o processo de decodificação FEC do demodulador 425 na estação receptora 218 com base nos dados de PRBS. Com base nos dados FEC advindos do decodificador FEC de recepção 1010, a fonte de PRBS 1005 simula o processo de detecção de CRC do demodulador 425. Um ou mais bits ou símbolos dos dados resultantes advindos do detector CRC de recepção 1015 podem ser alterados ou então usados para modificar os dados de PRBS, de modo que os dados de enchimento 720 resultantes fracassarão nas verificações FEC e CRC na estação receptora 218 com mínimo impacto aos dados de transmissão 620.

[0102] A FIG. 11 ilustra um diagrama 1100 que representa um processo que o demodulador 425 executa para decodificar e detectar mensagens válidas. No estágio 1105, o receptor de rádio 430 converte a energia de RF recebida advinda do canal de rádio HF 206 em um fluxo de dados de banda base digital. Esse fluxo de dados pode incluir estimativas de símbolos por decisão hard e/ou soft. As típicas funções do receptor para recuperação da temporização, correção da frequência, controle do ganho e seus semelhantes dos símbolos operam tanto sobre a mensagem do usuário 715 quanto sobre os dados de enchimento 720 conforme recebidos. Os um ou mais símbolos recém-recebidos são apensos aos símbolos mais antigos armazenados na memória do receptor de rádio 430. O comprimento do decodificador, N, é adequado para o número de símbolos em um pacote de dados do usuário 710 codificado. O comprimento do decodificador varia de acordo com o comprimento das mensagens, a modulação selecionada (QPSK, 16 QAM etc.) e o overhead de FEC selecionado. Cada um desses é selecionado de acordo com o comportamento do canal HF e com o nível desejado de proteção contra erros.

[0103] O receptor de rádio 430, no estágio 1110, converte esses símbolos recebidos no buffer de memória em dados digitais a fim de facilitar a decodificação futura. O receptor de rádio 430 na estação receptora 218, no estágio 1115, roda um algoritmo de FEC para decodificar a mensagem e remover qualquer overhead de FEC, tal como bits de verificação de paridade estranhos. Nesse caso, a FEC se dá com base no comprimento de mensagem especificado para o demodulador 425. Em um exemplo, esse algoritmo de FEC é um Algoritmo de Viterbi Tail-Biting, mas, em outros exemplos, o algoritmo de FEC pode ser um algoritmo de decodificação convolucional tail-biting diferente e/ou um algoritmo de código de blocagem de FEC, tal como Reed Solomon.

[0104] O demodulador 425, no estágio 1120. executa uma verificação de CRC com base nos dados decodificados por FEC para ver se a mensagem é válida. Em uma forma, utiliza-se uma combinação de FEC de Viterbi Tail-Biting e soma de verificação da CRC. Outros códigos de FEC e somas de verificação podem ser usados. Se a CRC for inválida no estágio 1120, o demodulador 425 avança para aguardar o próximo símbolo no estágio 1105 e o ciclo é reiniciado. Por outro lado, quando uma mensagem válida é detectada no estágio 1120, o receptor de rádio 430 extrai quaisquer bits de CRC da mensagem no estágio 1125. Se o hardware e/ou software do receptor de rádio 430 usados para implementar o estágio 1115 e o estágio 1120 levarem mais tempo do que um período de símbolo para execução, utiliza-se um conjunto de vários receptores de rádio (M) 430 com cada desvio por um período de símbolo de modo que o tempo para receber a mensagem do usuário decodificada, Nx Tsymbol, dividido por M seja ≤ o tempo de processamento máximo aceitável do decodificador.

[0105] Seguindo-se ao estágio 1125, a mensagem agora despida é reempacotada com o overhead de pacote e dados do usuário são adicionados ao pacote no estágio 1130. O demodulador 425 envia um sinal de detecção de dados e a mensagem decodificada ao processador de instruções 268. Essa nova mensagem pode ser então usada para executar uma ação, tal como uma transação financeira.

[0106] Essa técnica de codificação e decodificação não adiciona overhead para as palavras de enquadramento. Deve-se ter em mente que as palavras de enquadramento reduzem a utilidade do canal de rádio porque consomem o espectro de rádio. Além disso, esse método agrega mínimo jitter e latência em comparação a sistemas que utilizam estruturas de enquadramento fixas ou conjuntos de símbolos especiais, que tipicamente precisam ser pré-suspensos, anexados ou introduzidos em uma mensagem de dados. Com esse método, mudar as técnicas de modulação, o comprimento dos pacotes e/ou as técnicas de correção de erros não requer ajustes em uma estrutura de quadro. Em vez disso, o receptor determina os limites da mensagem usando apenas, ou em sua maior parte, a FEC e CRC. Em aditamento, mudar as técnicas de modulação, o comprimento dos pacotes e/ou as técnicas de correção de erros não requer um padding significativo das mensagens a fim de obter o alinhamento do enquadramento. O padding limita-se somente ao necessário para construir qualquer número inteiro de símbolos. Para esquemas de modulação práticos, o número de bits de padding é relativamente baixo. Os pacotes podem ser transmitidos em qualquer limite simbólico, em vez de ter que aguardar pelo alinhamento dos bytes, palavras ou quadros uma vez que os dados de enchimento podem ser interrompidos sem nenhuma penalidade. Glossário de Termos

[0107] O jargão usado nas reivindicações e no relatório descritivo deve ter somente seu significado manifesto e habitual, salvo definição explicitamente em contrário abaixo. As palavras nessas definições devem ter somente seu significado manifesto e habitual. Esse significado manifesto e habitual inclui todas as definições de dicionário consistentes dos dicionários Webster e Random House publicados mais recentemente. Conforme usadas no relatório descritivo e nas reivindicações, as definições a seguir aplicam-se a esses termos e a variações comuns dos mesmos identificadas abaixo.

[0108] "Antena" ou "Sistema de antena" referem-se em geral a um dispositivo elétrico, ou a uma série de dispositivos, em qualquer configuração adequada, que converte a energia elétrica em radiação eletromagnética. Essa radiação também pode ser polarizada vertical, horizontal ou circularmente em qualquer frequência ao longo do espectro eletromagnético. Antenas que transmitem com polaridade circular podem ter polarização ou direita ou esquerda. No caso de ondas de rádio, uma antena pode transmitir em frequências que variam ao longo do espectro eletromagnético da frequência extremamente baixa (ELF) à frequência extremamente alta (EHF). Uma antena ou sistema de antena projetados para transmitir ondas de rádio podem compreender uma distribuição de condutores (elementos) metálicos conectados eletricamente (frequentemente através de uma linha transmissora) a um receptor ou transmissor. Uma corrente de elétrons oscilante forçada através da antena por um transmissor pode gerar um campo magnético oscilante em torno dos elementos de antena, ao passo que a carga dos elétrons também gera um campo elétrico oscilante ao longo dos elementos. Esses campos variantes no tempo irradiam da antena ao espaço como uma onda de campo eletromagnético transversal móvel.

Inversamente, durante a recepção, os campos elétricos e magnéticos oscilantes de uma onda eletromagnética que chega exercem força sobre os elétrons nos elementos de antena, fazendo com que eles movam-se para frente e para trás, criando assim correntes oscilantes na antena.

Essas correntes podem ser então detectadas por receptores e processadas para recuperar sinais ou dados digitais ou analógicos.

As antenas podem ser projetadas para transmitir e receber ondas de rádio de maneira substancialmente por igual em todas as direções horizontais (antenas omnidirecionais) ou, de preferência, em uma direção específica (antenas direcionais ou de ganho alto). No último caso, uma antena pode incluir também elementos ou superfícies adicionais que podem ou não ter alguma conexão elétrica física com o transmissor ou receptor.

Por exemplo, elementos parasíticos, refletores ou cornetas parabólicas, e outros elementos não energizados servem para direcionar as ondas de rádio a um feixe ou outro padrão de radiação desejado.

Assim, as antenas podem ser configuradas para exibir maior ou menor direcionalidade ou "ganho" pelo posicionamento dessas várias superfícies ou elementos.

Antenas de ganho alto podem ser configuradas para direcionar uma porção substancialmente grande da energia eletromagnética irradiada a dada direção que pode ser vertical, horizontal ou qualquer combinação dessas.

As antenas também podem ser configuradas para irradiar energia eletromagnética dentro de uma faixa específica de ângulos verticais (isto é, "ângulos de decolagem") em relação à Terra a fim de focalizar a energia eletromagnética rumo a uma camada superior da atmosfera, tal como a ionosfera.

Ao direcionar a energia eletromagnética rumo à atmosfera superior em um ângulo específico, distâncias de salto específicas podem ser atingidas em momentos específicos do dia ao transmitir energia eletromagnética em frequências específicas.

Outros exemplos de antenas incluem emissores e sensores que convertem a energia elétrica em pulsos de energia eletromagnética na porção de luz visível ou invisível do espectro eletromagnético. Exemplos incluem diodos emissores de luz, lasers e seus semelhantes configurados para gerar energia eletromagnética em frequências que variam ao longo do espectro eletromagnético do infravermelho distante ao ultravioleta extremo.

[0109] "Canal de comunicação de back-end", "canal de comunicação secundário" ou "canal secundário" refere-se em geral a uma via de comunicação que é a principal escolha para transferir informações. Tipicamente, mas nem sempre, o canal secundário possui uma ou mais propriedades, tais como latência ou largura de banda, que fazem dele menos desejável do que o canal primário. Por exemplo, um canal secundário com uma taxa de dados e/ou latência mais baixa em comparação ao canal primário. O canal primário pode suportar a transferência de informações em só um sentido, em ambos os sentidos de maneira alternada ou em ambos os sentidos simultaneamente. O canal secundário pode incluir, por exemplo, formas de comunicação com fio e sem fio. "Banda" ou "largura de banda de frequência" refere- se em geral a uma faixa de frequências contígua definida por uma frequência superior e uma frequência inferior. A largura de banda de frequência é, portanto, tipicamente expressa por um número de hertz (ciclos por segundo) que representa 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" pode ser definida, portanto, por dada largura de banda de frequência para dada região e indicada por termos geralmente acordados. Por exemplo, à "banda de 20 metros" nos Estados Unidos é atribuída à faixa de frequência de 14 MHz a 14,35 MHz, definindo assim uma largura de frequência de banda de 0,35 MHz ou 350 KHz. Em outro exemplo, a União Internacional de Telecomunicações (ITU) designou a faixa de frequência de 300 Mhz a 3GHz como a "banda UHF".

[0110] "Soma de verificação" refere-se em geral a dados derivados de um bloco de dados digitais com a finalidade de detectar erros que podem ter sido introduzidos durante sua transmissão e/ou armazenamento. Tipicamente, os dados de soma de verificação são relativamente pequenos. Por si próprias, as somas de verificação são muitas vezes usadas para averiguar a integridade dos dados, mas tipicamente não conta-se com elas para averiguar a autenticidade dos dados. O procedimento ou processo que gera a soma de verificação a partir de uma entrada de dados é chamado de função de soma de verificação ou algoritmo de soma de verificação. Dependendo do caso de uso, um bom algoritmo de soma de verificação usualmente produzirá um valor significativamente diferente, ainda que para pequenas mudanças à entrada de dados. Quando a soma de verificação computada para uma entrada de dados coincide com o valor armazenado de uma soma de verificação previamente computada, a probabilidade de que os dados não tenham sido acidentalmente alterados e/ou corrompidos é alta. Algumas técnicas para algoritmos de soma de verificação incluem byte de paridade, soma em complemento e algoritmos dependentes da posição. Os dígitos de verificação e bits de paridade são casos especiais de somas de verificação que usualmente são apropriados para blocos de dados pequenos. Alguns códigos corretores de erros baseiam-se em somas de verificação especiais que não só detectam erros comuns, mas o código corretor de erros, em alguns casos, adicionalmente ajuda a recuperar os dados originais.

[0111] "Comando" ou "dados de comando" referem-se em geral a uma ou mais diretrizes, instruções, algoritmos ou regras que regem uma máquina para que tome uma ou mais medidas, sozinha ou em combinação. Um comando pode ser armazenado, transferido, transmitido ou então 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 a qualquer frequência adequada atravessando qualquer meio adequado.

[0112] "Elo de comunicação" refere-se em geral a uma conexão entre duas ou mais entidades em comunicação e pode ou não incluir um canal de comunicação entre as entidades em comunicação.

A comunicação entre as entidades de comunicação pode ocorrer por qualquer meio adequado.

Por exemplo, a conexão pode ser implementada por uma ligação física real, uma ligação elétrica, uma ligação eletromagnética, uma ligação lógica, ou qualquer outra ligação adequada que facilite a comunicação.

No caso de uma ligação física real, a comunicação se dar por vários componentes no elo de comunicação configurados para responder uns aos outros pelo movimento físico de um elemento em relação ao outro.

No caso de uma ligação elétrica, o elo de comunicação pode ser composto por vários condutores elétricos interconectados eletricamente para formar o elo de comunicação.

No caso de um elo eletromagnético, os elementos da conexão podem ser implementados enviando ou recebendo energia eletromagnética a qualquer frequência adequada, permitindo assim que as comunicações sejam passadas na forma de ondas eletromagnéticas.

Essas ondas eletromagnéticas podem ou não atravessar um meio físico, tal como uma fibra óptica, ou um espaço livre, ou qualquer combinação desses.

As ondas eletromagnéticas podem ser transmitidas a qualquer frequência adequada, inclusive qualquer frequência no espectro eletromagnético.

No caso de uma ligação lógica, os elos de comunicação podem ser uma ligação conceitual entre o emissor e o receptor, tal como uma estação transmissora na estação receptora.

A ligação lógica pode incluir qualquer combinação de elos de comunicação físicos, elétricos, eletromagnéticos ou de outros tipos. "Nó de comunicação" refere-se em geral a um ponto de conexão, ponto de redistribuição ou ponto final físico ou lógico ao longo de um elo de comunicação.

Um nó de rede físico refere-se em geral a como um dispositivo eletrônico ativo liga- se ou conecta-se a um elo de comunicação, ou física ou lógica ou eletromagneticamente.

Um nó físico é capaz de enviar, receber ou encaminhar informações através de um elo de comunicação.

Um nó de comunicação pode ou não incluir um computador, processador, transmissor, receptor, repetidor e/ou linhas transmissoras, ou qualquer combinação desses.

[0113] "Computador" refere-se em geral a qualquer dispositivo de computação configurado para computar um resultado com base em qualquer número de valores de entrada ou variáveis. Um computador pode incluir um processador para executar cálculos ou processar entradas ou saídas. Um computador pode incluir uma memória para armazenar valores que serão processados pelo processador, ou para armazenar os resultados de processamentos anteriores. Um computador também pode ser configurado para aceitar entradas e saídas de uma ampla gama de dispositivos de entrada e saída para receber ou enviar valores. Esses dispositivos incluem outros computadores, teclados, mouses, telas visuais, impressoras, equipamentos industriais e sistemas ou maquinário de todos os tipos e tamanhos. Por exemplo, um computador pode controlar uma rede ou interface de rede para que execute várias comunicações de rede mediante um pedido. A interface de rede pode fazer parte do computador, ou ser caracterizada como distinta e remota ao computador. Um computador pode ser um dispositivo de computação físico simples, tal como um computador desktop ou um computador laptop, ou pode ser composto por vários dispositivos do mesmo tipo, tal como um grupo de servidores operando na qualidade de um único dispositivo em um cluster em rede, ou uma combinação heterogênea de diferentes dispositivos de computação operando na qualidade de um único computador e interconectados por uma rede de comunicação. A rede de comunicação conectada ao computador também pode conectar-se a uma rede mais ampla, tal como a Internet. Assim, um computador pode incluir um ou mais processadores físicos ou outros dispositivos ou circuitos de computação, e também pode incluir qualquer tipo adequado de memória. Um computador também pode ser uma plataforma de computação virtual com um número desconhecido ou flutuante de processadores e memórias ou dispositivos de memória físicos.

Um computador, portanto, pode situar-se fisicamente em um local geográfico ou ser fisicamente espalhado entre vários locais amplamente separados com vários processadores interconectados por uma rede de comunicação para operação na qualidade de um único computador.

O conceito de "computador" e "processador" dentro de um computador ou dispositivo de computação também abrange qualquer processador ou dispositivo de computação desse tipo que atue para fazer cálculos ou comparações como parte do sistema revelado.

As operações de processamento referentes a comparações de limite, comparações de regras e seus semelhantes ocorrendo em um computador podem ocorrer, por exemplo, em diferentes servidores, em um mesmo servidor com processadores diferentes, ou em um ambiente de computação virtual com um número desconhecido de processadores físicos, conforme descrito acima.

Um computador pode ligar-se opcionalmente a uma ou mais telas visuais e/ou pode incluir uma tela visual integrada.

Outrossim, as telas podem ser do mesmo tipo, ou uma combinação heterogênea de diferentes dispositivos visuais.

Um computador também pode incluir um ou mais dispositivos de entrada operadores, tais como um teclado, mouse, tela de toque, dispositivo apontador a laser ou infravermelho, ou dispositivo apontador giroscópico, só para citar alguns exemplos representativos.

Ademais, além de uma tela, um ou mais outros dispositivos de saída podem ser incluídos, tais como uma impressora, plotter, máquina de manufatura industrial, impressora 3D e seus semelhantes.

Como tal, são possíveis várias disposições de tela, dispositivos de entrada e dispositivos de saída.

Vários computadores ou dispositivos de computação podem ser configurados para se comunicar uns com os outros ou com outros dispositivos através de elos de comunicação com fio ou sem fio a fim de compor uma rede.

As comunicações de rede podem atravessar vários dispositivos operando como aparelhos de rede, tais como switches, roteadores, firewalls ou outros dispositivos ou interfaces de rede, antes de passar por outras redes de computadores maiores, tais como a Internet. As comunicações também podem passar através da rede como transmissões de dados sem fio transportados por ondas eletromagnéticas através de linhas transmissoras ou de um espaço livre. Tais comunicações incluem usar Wi-Fi ou outra Rede de Área Local Sem Fio (WLAN) ou um transmissor/receptor celular para transferir dados.

[0114] "Ângulo crítico" refere-se em geral ao maior ângulo em relação a uma linha vertical que se estende ao centro da Terra a que uma onda eletromagnética a uma frequência específica pode ser retornada à Terra usando a propagação por ondas aéreas.

[0115] "Frequência crítica" refere-se em geral à maior frequência que será retornada à Terra quando transmitida verticalmente em dadas condições ionosféricas usando a propagação por ondas aéreas.

[0116] "Verificação cíclica de redundância" ou "CRC" refere-se em geral a um código ou técnica detectora de erros para detectar erros em dados digitais. Por exemplo, a CRC é comumente usada em redes digitais e/ou dispositivos de armazenamento para detectar mudanças acidentais aos dados brutos. A CRC baseia-se na divisão binária, e a CRC também é por vezes chamada de soma de verificação por código polinomial. Com a CRC, os blocos de dados são codificados com um valor de verificação curto ( ou têm-no anexado a eles) que baseia-se no lembrete de uma divisão polinomial dos conteúdos dos blocos de dados. Durante a recuperação ou decodificação, o cálculo é repetido. Quando os valores de verificação não coincidem, toma-se uma medida corretiva contra a corrupção dos dados. As CRCs podem ser usadas ainda para facilitar a correção de erros. O valor de verificação ou valor de verificação de dados é uma redundância porque expande a mensagem sem adicionar informações. As CRCs são simples de implementar em hardware binário, fáceis de analisar matematicamente e eficientes na detecção de erros comuns causados por canais de transmissão ruidosos. Dado que o valor de verificação possui um comprimento fixo, a função que gera-o é por vezes utilizada com uma função hash.

[0117] "Dados" refere-se em geral a um ou mais valores de variáveis qualitativas ou quantitativas que decorrem tipicamente de medições. Os dados podem ser considerados "atômicos" por ser unidades individuais finitas de informações específicas. Os dados também podem ser vistos como um valor ou conjunto de valores que inclui um quadro de referência indicando algum significado associado aos valores. Por exemplo, o número "2" sozinho é um símbolo que, fora de contexto, não tem significado nenhum. O número "2" pode ser considerado "dado" quando entende-se que ele indica, por exemplo, o número de itens produzidos em uma hora. Os dados podem ser organizados e representados em um formato estruturado. Exemplos incluem uma representação tabular usando linhas e colunas, uma representação em árvore com um conjunto de nós que considera-se ter uma relação pai-filho, ou uma representação em gráfico como um conjunto de nós interconectados, para citar alguns. O termo "dados" pode referir-se a dados não processados ou "dados brutos", tal como uma coletânea de números, caracteres ou outros símbolos representando fatos ou opiniões individuais. Os dados podem ser coletados por sensores em ambientes controlados ou não controlados, ou gerados pela observação, gravação ou processamento de outros dados. A palavra "dados" pode referir-se tanto ao plural quanto ao singular.

[0118] "Largura de banda de dados" refere-se em geral ao rendimento máximo de uma via de comunicação lógica ou física em um sistema de comunicação. A largura de banda de dados é uma taxa de transferência que pode ser expressa pelas unidades de dados transferidas por segundo. Em uma rede de comunicações digitais, as unidades de dados transferidas são bits, e o rendimento máximo de uma rede de comunicações digitais é, portanto, expresso em geral por "bits por segundo" ou "bit/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 dada rede de comunicações digitais. As redes de dados podem ser avaliadas de acordo com suas características de desempenho da largura de banda de dados de acordo com medidas específicas como "taxa de bits de pico", "taxa de bits média", "taxa de bits sustentada máxima", "taxa de informações" ou "taxa de bits úteis na camada física". Por exemplo, os testes de largura de banda medem o rendimento máximo de uma rede de computadores. O motivo para esse uso é que, de acordo com a Lei de Hartley, a taxa de dados máxima de um elo de comunicação físico é proporcional à sua largura de banda de frequência em hertz. 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:

[0119] "Baixa largura de banda de dados" refere-se em geral a uma rede de comunicações com uma taxa de transferência de dados máxima que é inferior ou igual a cerca de 1.000.000 unidades de dados por segundo. Por exemplo, em uma rede de comunicações digitais, a unidade de dados é um bit. Logo, as redes de comunicações digitais com baixa largura de banda de dados são redes com uma taxa de transferência máxima que é inferior ou igual a cerca de 1.000.000 bits por segundo (1 Mbits/s).

[0120] "Alta largura de banda de dados" refere-se em geral a uma rede de comunicações com uma taxa de transferência de dados máxima que é superior a cerca de 1.000.000 unidades de dados por segundo. Por exemplo, uma rede de comunicações digitais com alta largura de banda de dados é uma rede de comunicações digitais com uma taxa de transferência máxima que é superior a cerca de 1.000.000 bits por segundo (1 Mbits/s).

[0121] "Demodulação" refere-se em geral a um processo para extrair um sinal contendo informações originais de uma onda portadora.

[0122] "Demodulador" ou "detector" referem-se em termos gerais a um dispositivo, tal como um circuito eletrônico e/ou computador, que extrai informações de dados de uma forma de onda modulada recebida com base em uma ou mais propriedades da forma de onda. Por exemplo, essas propriedades da forma de onda podem incluir amplitude, frequência, fase e harmonia, além de outras propriedades. Depois de receber a onda portadora modulada, o demodulador recupera o sinal de modulação original pelo processo de demodulação ou detecção. Um ou mais moduladores podem ser integrados a um ou mais demoduladores para formar um modulador-demodulador (modem). Como tal, o termo demodulador pode referir-se ainda a uma ou mais partes, componentes e/ou software que demodulam dentro de um modem.

[0123] "Radiação eletromagnética" refere-se em 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 transporta essa energia à medida que se distancia de sua fonte na velocidade da luz (no vácuo). A radiação eletromagnética também transporta tanto momento quanto momento angular. Todas essas propriedades podem ser impostas à matéria com a qual a radiação eletromagnética interage na medida em que se desloca externamente a partir de sua fonte. A radiação eletromagnética muda de velocidade na medida em que passa de um meio para o outro. Ao transitar de um meio para o outro, as propriedades físicas do novo meio podem fazer com que parte da energia irradiada, ou toda ela, seja refletida, ao passo que a energia remanescente passa para o novo meio. Isso acontece a cada junção entre meios que a radiação eletromagnética encontra na medida em que se desloca. 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 torna-se mais evidente em altas frequências na medida em que a radiação eletromagnética comporta-se mais como partículas e menos como ondas à medida que sua frequência aumenta.

[0124] "Espectro eletromagnético" refere-se em geral ao alcance de todas as frequências possíveis de radiação eletromagnética.

[0125] "Ondas eletromagnéticas" refere-se em geral a ondas com um componente elétrico e um componente magnético separados. Os componentes elétrico e magnético de uma onda eletromagnética oscilam em fase e são sempre separados por um ângulo de 90 graus. As ondas eletromagnéticas podem irradiar a partir de uma fonte para gerar radiação eletromagnética capaz de atravessar um meio ou o vácuo. Ondas eletromagnéticas incluem ondas que oscilam em qualquer frequência no espectro eletromagnético, incluindo, entre outras, ondas de rádio, luz visível e invisível, raios X e raios gama.

[0126] "Código de correção de erros", "código corretor de erros" ou "ECC" refere-se em geral a dados e/ou algoritmos para expressar uma sequências de números ou outros dados de tal modo que possa-se detectar e corrigir quaisquer erros que tenham sido introduzidos dentro de certos limites com base nos números ou dados remanescentes. O ECC é usado tipicamente para controlar erros em dados transmitidos através de canais de comunicação não confiáveis e/ou ruidosos. Por exemplo, o emissor codifica a mensagem com uma redundância na forma de um ECC. Há duas categorias principais de ECCs: códigos de blocagem e códigos de convolução. Alguns exemplos não exaustivos de códigos ECC incluem código AN, código BCH, código de Berger, código de peso constante, código convolutional, código de verificação cíclica de redundância (CRC), código expansor, códigos em grupo, código de Golay, código de Goppa, código de Hadamard, código de Hagelbarger, código de Hamming, código baseado em quadrados latinos, código lexicográfico, código longo, código de verificação de paridade de baixa densidade (isto é, código de Gallager), código LT, código polar, código raptor, código de correção de erros de Reed-Solomon, código de Reed-Muller, código de repetição-

acumulação, código de repetição (por exemplo, redundância modular tripla), código espinhal, código rateless, código não linear, código tornado, código corretor de rasura próximo ao ideal, código turbo e código de Walsh-Hadamard.

[0127] "Comunicação por fibra óptica" refere-se em geral a um método para transmitir dados de um lugar a outro enviando 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. Linhas de comunicação por fibra óptica que utilizam 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 cerca de 15 Tbit/s, cerca de 25 Tbit/s, cerca de 100 Tbit/s, cerca de 1 Pbit/s ou mais. Repetidores optoeletrônicos podem ser usados junto com uma linha de comunicação por fibra óptica para converter a energia eletromagnética de um segmento do cabo de fibra óptica em um sinal elétrico. O repetidor pode retransmitir o sinal elétrico como energia eletromagnética ao longo de outro segmento do cabo de fibra óptica com uma força de sinal mais alta do que quando foi recebido.

[0128] "Instrumento financeiro" refere-se em geral a um ativo negociável de qualquer tipo. Exemplos gerais incluem, entre outros, dinheiro, evidência de participação em uma entidade, ou um direito contratual para receber ou emitir dinheiro ou outro instrumento financeiro. Exemplos específicos incluem títulos, notas (por exemplo, nota promissória e títulos do tesouro), ações, empréstimos, depósitos, certificados de depósito, títulos futuros ou opções em títulos futuros, taxas de juros de curto prazo futuras, opções de ações, equidades futuras, câmbios futuros, permutas de taxa de juros, tetos e pisos de taxas de juros, opções de taxas de juros, acordos de taxa a termo, opções de ações, opções de câmbio internacional, permutas de câmbio internacional, permutas cambiais, ou qualquer tipo de derivado.

[0129] "Correção Antecipada de Erros" ou FEC refere-se em geral a uma técnica usada para controlar erros na transmissão de dados através de canais de comunicação não confiáveis ou ruidosos.

Tipicamente, mas nem sempre, um emissor codifica a mensagem de maneira redundante usando um código de correção de erros (ECC). Essa redundância permite que o receptor detecte um número limitado de erros que podem ocorrer em qualquer parte na mensagem, e a redundância muitas vezes permite corrigir esses erros sem necessidade de retransmissão.

A FEC capacita o receptor a corrigir erros sem precisar que um canal reverso solicite a retransmissão dos dados.

No entanto, uma largura de banda mais alta tipicamente se faz necessária para o canal de correção antecipada.

A FEC pode ser usada em situações em que as retransmissões seriam onerosas ou impossíveis, tal como em elos de comunicação unidirecionais e quando da transmissão para vários receptores em multicast.

A FEC é usada comumente em modems.

As informações de FEC também podem ser adicionadas a dispositivos de armazenamento em massa para permitir a recuperação de dados corrompidos.

Geralmente há dois tipos de categorias de código FEC, códigos de blocagem e códigos de convolução.

Os códigos de blocagem FEC atuam sobre blocos (ou pacotes) de tamanho fixo de bits ou símbolos de tamanho predeterminado.

Alguns exemplos não exaustivos de códigos de blocagem incluem o código de Reed- Solomon, código de Golay, código BCH, código de paridade multidimensional e código de Hamming.

Códigos de blocagem típicos são frequentemente decodificados usando algoritmos de decisão hard nos quais, para cada sinal de entrada e saída, toma-se uma decisão hard quanto a se corresponde a um bit um ou a zero.

Os códigos FEC convolucionais trabalham sobre fluxos de bits ou símbolos de comprimento arbitrário.

Os códigos convolucionais são tipicamente decodificados usando algoritmos de decisão soft como os algoritmos de Viterbi, MAP ou BCJR, que processam sinais analógicos (discretizados) e que viabilizam um desempenho de correção de erros muito superior do que a decodificação por decisão hard.

Os códigos FEC convolucionais são, no mais das vezes, decodificados por decisão soft com o algoritmo de Viterbi, embora outros algoritmos possam ser usados. A decodificação de Viterbi permite uma decodificação assintoticamente ideal eficiente com um comprimento de restrição crescente do código convolucional, mas às custas de uma complexidade exponencialmente crescente. Um código convolucional que é terminado também é um código de blocagem porque codifica um bloco de dados de entrada, mas o tamanho dos blocos de um código convolucional geralmente é arbitrário, ao passo que os códigos de blocagem têm um tamanho fixo imposto por suas características algébricas. Tipos de terminação para códigos convolucionais incluem tail-biting e bit-flushing. Alguns outros exemplos não exaustivos de técnicas FEC incluem codificação turbo, verificação de paridade de baixa densidade (LDPC), intercalada e decodificação local. Muitos codificadores FEC (mas nem todos) também podem gerar um sinal de taxa de erros de bit (BER), que pode ser usado como feedback para refinar os meios eletrônicos de recepção analógicos.

[0130] "Terra" é usado mais em um sentido elétrico/eletromagnético e em geral refere-se à superfície da Terra, incluindo solo e corpos de água, tais como oceanos, lagos e rios.

[0131] "Propagação por ondas terrestres" refere-se em geral a um método de transmissão em que uma ou mais ondas eletromagnéticas são conduzidas através do limite da terra e atmosfera para viajar ao longo da terra. A onda eletromagnética propaga-se interagindo com a superfície semicondutora da Terra. Em essência, a onda adere-se às superfícies a fim de seguir a curvatura da Terra. Tipicamente, mas nem sempre, a onda eletromagnética é na forma de uma onda terrestre ou superficial composta por ondas de rádio de baixa frequência.

[0132] "Identificador" refere-se em geral a um nome que identifica (ou seja, rotula a identidade de) uma coisa exclusiva ou classe de coisas exclusiva, onde o "objeto" ou classe pode ser uma ideia, objeto físico (ou classe do mesmo) ou substância física (ou classe da mesma). A abreviação "ID" muitas vezes refere-se a identidade, identificação (o processo de identificar) ou um identificador (ou seja, uma instância de identificação). Um identificador pode ou não incluir palavras, números, letras, símbolos, formatos, cores, sons ou qualquer combinação desses. 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, muitas vezes ele é chamado de código ou código de ID. Muitas vezes, diz-se que os identificadores que não seguem nenhum esquema de codificação são IDs arbitrários porque são atribuídos de maneira arbitrária, sem significado em nenhum outro contexto além de identificar algo.

[0133] "Ionosfera" refere-se em geral à camada da atmosfera da Terra que contém alta concentração de íons e elétrons livres e é capaz de refletir ondas de rádio. A ionosfera inclui a termosfera, além de partes da mesosfera e exosfera. A ionosfera estende-se de cerca de 25 a cerca de 600 milhas (cerca de 40 a 1.000 km) acima da superfície da Terra. A ionosfera inclui uma série de camadas que sofrem consideráveis variações quanto à altitude, densidade e espessura, dependendo de uma série de fatores, inclusive atividade solar, tal como manchas solares.

[0134] "Jitter" refere-se em geral a um retardo variável no recebimento de uma mensagem transmitida. Por exemplo, o jitter cresce na medida em que as mensagens chegam a uma entrada em intervalos variados, e, como resultado, o receptor da mensagem precisa aguardar um período de tempo variável antes de que um slot de dados faça-se disponível para o transporte de mensagens.

[0135] "Latência" refere-se em geral ao intervalo de tempo entre a causa e efeito em um sistema. A latência é fisicamente uma consequência da velocidade limitada com que qualquer interação física pode propagar-se através de todo um sistema. A latência é fisicamente uma consequência da velocidade limitada com que qualquer interação física pode propagar-se. A velocidade na qual um efeito se propaga através de um sistema é sempre menor ou igual à velocidade da luz. Logo, todo sistema físico que inclui alguma distância entre a causa e o efeito sofrerá algum tipo de latência. Por exemplo, em um elo de comunicação ou rede de comunicações, latência em geral refere-se ao tempo mínimo que leva para que os dados passem de um ponto a outro. A latência no que fiz respeito a redes de comunicações também pode ser caracterizada como o tempo que leva para a energia se deslocar de um ponto a outro ao longo da rede. No que diz respeito a atrasos causados pela propagação da energia eletromagnética seguindo uma via de propagação específica, a latência pode ser categorizada de acordo com o seguinte:

[0136] "Baixa latência" refere-se em geral a um período de tempo que é inferior ou aproximadamente igual a um tempo de propagação 10% maior do que o tempo necessário para a luz se deslocar por dada via de propagação no vácuo. Expressa em uma fórmula, a baixa latência é definida de acordo com o seguinte: onde: d = distância (milhas) c = a velocidade da luz no vácuo (186.000 milhas/segundo) k = uma constante escalar de 1,1

[0137] Por exemplo, a luz pode viajar 25.000 milhas no vácuo em cerca de 0,1344 segundos. Um elo de comunicação de "baixa latência" transportando dados através dessa via de propagação de 25.000 milhas seria, portanto, capaz de passar ao menos parte dos dados através do elo em cerca de 0,14784 segundos ou menos.

[0138] "Alta latência" refere-se em geral a um período de tempo que é mais de 10% maior do que o tempo necessário para a luz viajar dada via de propagação no vácuo. Expressa em uma fórmula, a alta latência é definida de acordo com o seguinte:

onde: d = distância (milhas) c = a velocidade da luz no vácuo (186.000 milhas/segundo) k = uma constante escalar de 1,1

[0139] Por exemplo, a luz pode viajar 8.000 milhas no vácuo em cerca de 0,04301 segundos. Um elo de comunicação de "alta latência" transportando dados através dessa via de transmissão seria, portanto, capaz de passar ao menos parte dos dados através do elo em cerca de 0,04731 segundos ou menos.

[0140] A "alta" latência e "baixa" latência de uma rede podem ser independentes da largura de banda de dados. Algumas redes de "alta" latência podem ter uma taxa de transferência alta superior à de uma rede de "baixa" latência, mas esse pode nem sempre ser o caso. Algumas redes de "baixa" latência podem ter uma largura de banda de dados que supera a largura de banda de uma rede de "alta" latência.

[0141] "Frequência Máxima Utilizável (MUF)" refere-se em geral à frequência mais alta que é retornada à Terra usando a propagação por ondas aéreas.

[0142] "Memória" refere-se em 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, só para citar alguns. À guisa de exemplo não exaustivo, 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 Programável Eletricamente Apagável (EEPROM); uma memória de disco óptico (tal como DVD ou CD-ROM); um disco rígido, disquete, fita ou meio de cartucho magneticamente codificado; ou uma combinação de quaisquer desses tipos de memória. Além disso, cada memória pode ser volátil, não volátil ou uma combinação híbrida de variedades voláteis e não voláteis.

[0143] "Mensagem" refere-se em geral a uma unidade de comunicação discreta que uma fonte pretende que seja consumida por um destinatário ou grupo de destinatários.

[0144] "Modem" ou "modulador-demodulador" refere-se em geral a um dispositivo, tal como um circuito eletrônico e/ou computador, que executa as funções de modulação e demodulação de um sinal, tal como através de um modulador e de um demodulador.

[0145] "Modulação" refere-se em geral ao processo para variar uma ou mais propriedades de uma forma de onda periódica, chamada de sinal portador, com um sinal modulador que tipicamente contém as informações a ser transmitidas.

[0146] "Modulador" refere-se em geral a um dispositivo, tal como um circuito eletrônico e/ou computador, que varia uma ou mais propriedades de uma forma de onda periódica, chamada de sinal portador, com um sinal modulador que tipicamente contém as informações a ser transmitidas. Por exemplo, essas propriedades da forma de onda podem incluir amplitude, frequência, fase e harmonia, além de outras propriedades. À guisa de exemplo não exaustivo, o modulador pode controlar os parâmetros de um sinal portador de informações eletromagnéticas de alta frequência de acordo com os sinais elétricos da mensagem transmitida. Um ou mais moduladores podem ser integrados a um ou mais demoduladores para formar um modulador-demodulador (modem). Como tal, o termo modulador pode referir-se ainda a uma ou mais partes, componentes e/ou software que atuam como modulador dentro de um modem.

[0147] "Rede" ou "rede de computadores" refere-se em geral a uma rede de telecomunicações que permite que os computadores troquem dados entre si. Os computadores podem passar dados uns para os outros ao longo de conexões de dados ao transformar os dados em uma coletânea de datagramas ou pacotes. As conexões entre os computadores e a rede podem ser estabelecidas usando cabos, fibra óptica, ou via transmissões eletromagnéticas, tal como no caso de dispositivos de rede sem fio. Os computadores conectados a uma rede podem ser chamados de "nós" ou de "hospedeiros" e podem originar, difundir, rotear ou aceitar dados advindos da rede. Os nós podem incluir qualquer dispositivo de computação, tal como computadores pessoais, telefones e servidores, além de computadores especializados que operam para manter o fluxo de dados através da rede, chamados de "dispositivos de rede". Dois nós podem ser considerados "em rede" quando um dispositivo é capaz de trocar informações com o outro, haja ou não uma conexão direta entre eles. Uma rede pode ter qualquer topologia de rede adequada definindo o número e uso das conexões de rede. A topologia de rede pode ser de qualquer forma adequada e pode incluir ponto a ponto, barramento, estrela, anel, treliça ou árvore. Uma rede pode ser uma rede sobreposta que é virtual e configurada como uma ou mais camadas que utilizam ou "sobrepõem" outras redes.

[0148] "Propagação que não por ondas aéreas" refere-se em geral a todas as formas de transmissão, com fio e/ou sem fio, em que as informações não são transmitidas refletindo uma onda eletromagnética a partir da ionosfera.

[0149] "Fibra óptica" refere-se em geral a uma guia de ondas eletromagnética com um conduíte alongado que inclui um meio substancialmente transparente através do qual a energia eletromagnética se desloca na medida em que atravessa o longo eixo do conduíte. A radiação eletromagnética pode ser mantida dentro do conduíte pelo reflexo interno total da radiação eletromagnética na medida em que atravessa o conduíte. Geralmente obtém-se o reflexo interno total usando fibras ópticas que incluem um núcleo substancialmente transparente cercado por um segundo material de revestimento substancialmente transparente com um índice de refração menor do que o núcleo. As fibras ópticas geralmente são feitas de material dielétrico que não conduz eletricidade mas é substancialmente transparente. Esses materiais podem ou não incluir qualquer combinação de vidro extrudado, tal como sílica, vidro de fluoreto, vidro de fosfato, vidro de calcogeneto ou material polimérico, tal como vários tipos de plástico, ou outro material adequado e podem ser configurados com qualquer formato, comprimento ou dimensão transversal adequado. Exemplos de energia eletromagnética que podem atravessar com êxito a fibra óptica incluem ondas eletromagnéticas no infravermelho próximo, infravermelho médio e porção de luz visível do espectro eletromagnético, embora possa-se usar energia eletromagnética de qualquer frequência.

[0150] "Frequência de trabalho ideal" refere-se em geral à frequência que oferece a via de comunicação mais consistente via propagação por ondas aéreas. Ela pode variar no tempo a depender de diversos fatores, tais como condições ionosféricas e hora do dia. No caso de transmissões usando a camada F2 da ionosfera, a frequência de operação corresponde geralmente a em torno de 85% a MUF, e, no caso da camada E, a frequência de operação geralmente será próxima da MUF.

[0151] "Polarização" refere-se em geral à orientação do campo elétrico ("plano E") de uma onda de energia eletromagnética radiada em relação à superfície da Terra e é determinada pela estrutura física e orientação da antena radiando. A polarização pode ser considerada em separado da direcionalidade da antena. Assim, uma antena de fio reto simples pode ter determinada polarização quando instalada de maneira substancialmente vertical e outra quando instalada de maneira substancialmente horizontal. Como uma onda transversal, o campo magnético de uma onda de rádio se dá em ângulos retos ao do campo elétrico, mas, por convenção, entende-se que a conversão da "polarização" de uma antena refere-se à direção do campo elétrico.

Os reflexos geralmente afetam a polarização.

No caso de ondas de rádio, um refletor importante é a ionosfera, que pode mudar a polarização da onda.

Assim, no caso de sinais recebidos via reflexo da ionosfera (uma onda aérea), uma polarização consistente não pode ser esperada.

No caso de comunicações na linha de visada ou de propagação por ondas terrestres, as transmissões horizontal ou verticalmente polarizadas geralmente mantêm-se aproximadamente no mesmo estado de polarização no local de recepção.

A coincidência da polarização da antena receptora com a do transmissor pode ser especialmente importante na propagação por ondas terrestres ou em linha de visada, mas pode ser menos importante na propagação por ondas aéreas.

A polarização linear de uma antena geralmente se dá ao longo da direção (como vista do local de recepção) das correntes da antena quando for possível definir essa direção.

Por exemplo, uma antena chicote vertical ou antena Wi-Fi orientada verticalmente transmitirá e receberá na polarização vertical.

Antenas com elementos horizontais, tais como a maioria das antenas de TV de telhado, geralmente são horizontalmente polarizadas (porque a difusão de TV usualmente usa de polarização horizontal). Mesmo quando o sistema de antenas possui uma orientação vertical, tal como um arranjo de antenas bipolares horizontais, a polarização se dá na direção horizontal correspondente ao fluxo de corrente.

A polarização é a soma das orientações no plano E ao longo do tempo projetada sobre 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 no tempo.

Dois casos especiais são a polarização linear (a elipse colapsa em uma linha), conforme discutida acima, e a polarização circular (em que os dois eixos da elipse são iguais). Na polarização linear, o campo elétrico da onda de rádio oscila para trás e para frente ao longo de uma direção; isso pode ser afetado pela instalação da antena, mas usualmente a direção desejada é de polarização horizontal ou vertical. Na polarização circular, o campo elétrico (e o campo magnético) da onda de rádio gira à frequência de rádio circularmente em torno do eixo de propagação. "Canal de comunicação primário" ou "canal primário" refere-se em geral a uma via de comunicação que é a principal escolha para transferir informações. Tipicamente, mas nem sempre, o canal de comunicação primário possui uma ou mais propriedades, tais como latência ou largura de banda, que são desejáveis a outras. Por exemplo, um canal de comunicação primário pode ter a taxa de dados mais alta dentre todos os canais que compartilham uma interface em comum. O canal de comunicação primário pode suportar a transferência de informações em só um sentido, em ambos os sentidos de maneira alternada, ou em ambos os sentidos simultaneamente. O canal de comunicação primário pode incluir, por exemplo, formas de comunicação com fio e sem fio.

[0152] "Processador" refere-se em geral a um ou mais componentes eletrônicos configurados para operar como uma unidade simples configurada ou programada para processar uma entrada para gerar uma saída. Como alternativa, quando de um formato multicomponente, um processador pode ter um ou mais componentes localizados remotamente em relação aos outros. Um ou mais componentes de cada processador podem ser da variedade eletrônica definindo um sistema de circuitos digital, sistema de circuitos analógico ou ambos. Em um exemplo, cada processador é de uma disposição de microprocessador de circuito integrado convencional. Um processador também inclui um Circuito Integrado de Aplicação Específica (ASIC). Um ASIC é um Circuito Integrado (IC) personalizado para executar uma série de operações lógicas específica para controlar um computador para que ele execute tarefas ou funções específicas. Um ASIC é um exemplo de um processador para um computador de propósito especial, em vez de um processador configurado para uso de propósito geral. Um circuito integrado de aplicação específica não é reprogramável para executar outras funções e pode ser programado uma vez, quando é fabricado.

Em outro exemplo, um processador pode ser do tipo "programável em campo". Esses processadores podem ser programados várias vezes "em campo" para executar várias funções especializadas ou gerais depois de fabricados.

Um processador programável em campo pode incluir um Arranjo de Portas Programáveis em Campo (FPGA) em um circuito integrado no processador.

O FPGA pode ser programado para executar uma série de instruções específica que pode ser mantida em células de memória não volátil no FPGA.

O FPGA pode ser configurado por um cliente ou designer usando uma linguagem de descrição de hardware (HDL). O FPGA pode ser reprogramado usando outro computador para reconfigurar o FPGA para que implemente um novo conjunto de comandos ou instruções operacionais.

Essa operação pode ser executada em qualquer meio adequado, tal como por uma atualização de firmware ao sistema de circuitos do processador.

Assim como o conceito de computador não se limita a um único dispositivo físico em uma única localização, o conceito de "processador" também não se limita a um único circuito lógico ou pacote de circuitos físico, mas inclui um ou mais desses circuitos ou pacotes de circuitos possivelmente contidos dentro de ou entre vários computadores em diversas localizações físicas.

Em um ambiente de computação virtual, um número desconhecido de processadores físicos pode estar processando dados ativamente, e esse número desconhecido também pode mudar automaticamente ao longo do tempo.

O conceito de "processador" inclui um dispositivo configurado ou programado para executar comparações de limites, comparações de regras, cálculos ou operações lógicas aplicando uma regra aos dados para produzir um resultado lógico (por exemplo, "verdadeiro" ou "falso"). As atividades de processamento podem ocorrer em vários processadores individuais em servidores separados, em vários processadores em um mesmo servidor com processadores separados, ou em vários processadores fisicamente remotos uns dos outros em dispositivos computacionais separados.

[0153] "Sequência binária pseudoaleatória" ou "PRBS" refere-se em geral a uma sequência binária gerada com um algoritmo determinístico que é difícil de prever e exibe comportamento estatístico semelhante a uma sequência verdadeiramente aleatória.

[0154] "Rádio" refere-se em geral à radiação eletromagnética nas frequências que ocupam a faixa de 3 kHz a 300 GHz.

[0155] "Horizonte de rádio" refere-se em geral ao lócus de pontos onde raios diretos de uma antena são tangenciais ao solo. O horizonte de rádio pode ser obtido aproximadamente pela equação a seguir: onde: d = horizonte de rádio (milhas) ht = altura da antena transmissora (pés) hr = altura da antena receptora (pés).

[0156] "Receber" refere-se em geral a aceitar alguma coisa transferida, comunicada, transportada, retransmitida, despachada ou encaminhada. O conceito pode ou não incluir o ato de ouvir ou aguardar que alguma coisa chegue de uma entidade transmissora. Por exemplo, uma transmissão pode ser recebida sem que se saiba quem ou o que a transmitiu. Outrossim, a transmissão pode ser enviada sabendo-se ou não quem ou o que está recebendo-a. "Receber" pode incluir, entre outros, o ato de capturar ou obter energia eletromagnética em qualquer frequência adequada no espectro eletromagnético. O recebimento pode ocorrer detectando-se a radiação eletromagnética. A detecção da radiação eletromagnética pode envolver detectar ondas de energia que se deslocam através ou a partir de um meio, tal como um fio ou fibra óptica. Receber inclui receber sinais digitais capazes de definir vários tipos de dados analógicos ou binários, tais como sinais, datagramas, pacotes e seus semelhantes.

[0157] "Estação de recebimento" refere-se em geral a um dispositivo receptor, ou a uma instalação local com vários dispositivos configurados para receber energia eletromagnética. Uma estação receptora pode ser configurada para receber de uma entidade transmissora específica, ou de qualquer entidade transmissora independentemente de se a entidade transmissora é identificável antecipadamente à recepção da transmissão ou não.

[0158] "Remoto" refere-se em geral a qualquer separação física, lógica ou de outro tipo entre duas coisas. A separação pode ser relativamente grande, tal como de milhares ou milhões de milhas ou quilômetros, ou pequena, tal como de nanômetros ou milionésimos de uma polegada. Duas coisas "remotas" uma da outra também podem ser acopladas lógica ou fisicamente ou interconectadas uma à outra.

[0159] "Comunicação via satélite" ou "propagação via satélite" refere-se em geral a transmitir um ou mais sinais eletromagnéticos a um satélite, que, por sua vez, reflete e/ou retransmite o sinal a outro satélite ou estação.

[0160] "Tamanho" refere-se em geral à extensão de alguma coisa; às dimensões gerais ou grandeza de alguma coisa; ao quão grande uma coisa é. No caso de objetos físicos, tamanho pode ser usado para descrever termos relativos, tais como grande ou maior, alto ou mais alto, baixo ou mais baixo, pequeno ou menor, e seus semelhantes. O tamanho dos objetos físicos também pode ser dado em unidades fixas, tais como largura, comprimento, altura, distância, volume e seus semelhantes, específicas expressas em quaisquer unidades adequadas. No caso da transferência de dados, tamanho pode ser usado para indicar uma quantidade relativa ou fixa de dados sendo manipulados, endereçados, transmitidos, recebidos ou processados como uma unidade lógica ou física. Tamanho pode ser usado junto com a quantidade de dados em uma coletânea de dados, conjunto de dados, arquivo de dados ou outra unidade lógica desse tipo. Por exemplo, uma coletânea de dados ou arquivo de dados podem ser caracterizados por ter um "tamanho" de 35

Mbytes, ou um elo de comunicação pode ser caracterizado por ter uma largura de banda de dados com um "tamanho" de 1.000 bits por segundo.

[0161] "Distância de salto" refere-se em geral à distância mínima de um transmissor a onde uma onda da propagação por ondas aéreas pode ser retornada à Terra. Em outras palavras, a distância de salto é a distância mínima que ocorre ao ângulo crítico para a propagação por ondas aéreas.

[0162] "Zona de salto" ou "zona quieta" refere-se em geral a uma área entre o local onde uma onda terrestre da propagação por ondas terrestres é totalmente dissipada e o local onde a primeira onda aérea retorna usando a propagação por ondas aéreas. Na zona de salto, nenhum sinal para dada transmissão pode ser recebido.

[0163] "Propagação por ondas aéreas" refere-se em geral a um método de transmissão em que uma ou mais ondas eletromagnéticas irradiadas a partir de uma antena são refratadas da ionosfera de volta ao solo. A propagação por ondas aéreas inclui ainda transmissões por espalhamento troposférico. Em uma forma, pode-se usar um método de salto em que as ondas refratadas da ionosfera são refletidas pelo solo de volta à ionosfera. Esse salto pode ocorrer mais de uma vez.

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

[0165] "Espalhamento espectral" refere-se em geral a um método de transmissão que inclui enviar uma parte de um sinal transmitido através de várias frequências. A transmissão através de várias frequências pode ocorrer simultaneamente enviando uma parte do sinal em várias frequências. Nesse exemplo, um receptor deve ouvir todas as frequências simultaneamente a fim de reorganizar o sinal transmitido. A transmissão também pode ser espalhada ao longo de várias frequências "saltando" os sinais. Um cenário de salto de sinal inclui transmitir o sinal por algum período de tempo através de uma primeira frequência, mudar para transmitir o sinal através de uma segunda frequência por um segundo período de tempo, antes de mudar para uma terceira frequência por um terceiro período de tempo, e assim por diante. O receptor e transmissor devem ser sincronizados a fim de mudar as frequências conjuntamente. Esse processo de "saltar" frequências pode ser implementado em um padrão de salto de frequência que pode mudar com o tempo (por exemplo, a cada hora, a cada 24 horas, e seus semelhantes).

[0166] "Estratosfera" refere-se em geral a uma camada da atmosfera da Terra que se estende da troposfera a cerca de 25 a 35 milhas acima da superfície terrestre.

[0167] "Símbolo" refere-se em geral a uma forma de onda, um estado ou uma condição significativa do canal de comunicação que persiste por um período de tempo fixo. No caso de transmissões de banda base digital, um símbolo pode ser na forma de um pulso, e um símbolo pode ser na forma de um tom em transmissões passa-faixa usando modems. Um transmissor ou outro dispositivo coloca símbolos em um ou mais canais, e o receptor detecta a sequência de símbolos a fim de reconstruir os dados transmitidos. Em alguns casos, pode haver uma correspondência direta entre um símbolo e uma unidade de dados pequena. Por exemplo, cada símbolo pode codificar um ou mais bits. Os dados também podem ser representados pelas transições entre símbolos, e/ou por uma sequência de vários símbolos.

[0168] "Transceptor" refere-se em geral a um dispositivo que inclui tanto um transmissor quanto um receptor que compartilham circuitos em comum e/ou um mesmo alojamento. Os transceptores são tipicamente, mas nem sempre, projetados para transmitir e receber sinais eletrônicos, tais como sinais de rádio analógicos e/ou digitais.

[0169] "Taxa de transferência" refere-se em geral à velocidade a que algo se desloca de um local físico ou lógico para outro. No caso de um elo de comunicação ou rede de comunicação, uma taxa de transferência pode ser caracterizada como a taxa de transferência de dados através do elo ou rede. Essa taxa de transferência pode ser expressa em "bits por segundo" e pode ser limitada pela largura de banda de dados máxima para dada rede ou elo de comunicação usado para realizar uma transferência de dados.

[0170] "Linha de transmissão" refere-se em geral a uma estrutura física especializada ou a uma série de estruturas projetadas para transferir energia eletromagnética de um local a outro, usualmente sem radiar a energia eletromagnética através de um espaço livre. Uma linha transmissora opera para reter e transferir energia eletromagnética de um local a outro ao mesmo tempo em que minimiza as perdas de latência e energia que incorrem à medida em que a energia eletromagnética atravessa as estruturas na linha transmissora. Exemplos de linhas transmissoras que podem ser usadas para comunicar ondas de rádio incluem cabo bifilar, microlinha, strip-line, par trançado, quadra em estrela, linhas de Lecher, vários tipos de guia de onda, ou uma linha de fio único simples. Outros tipos de transmissão, tal como por fibras ópticas, podem ser usados para transportar radiação eletromagnética de frequência mais alta, tal como luz visível ou invisível.

[0171] "Via de transmissão" ou "via de propagação" refere-se em geral à via assumida pela energia eletromagnética atravessando o espaço ou um meio. Ela pode incluir transmissões através de uma linha transmissora. Nesse caso, a via de transmissão é definida por, segue, é contida dentro, atravessa ou inclui em geral a linha transmissora. Uma via de transmissão ou propagação não precisa ser definida por uma linha transmissora. Uma via de propagação ou transmissão pode ser definida pela energia eletromagnética que se desloca através do espaço livre ou através da atmosfera, tal como em ondas aéreas, ondas terrestres, linha de visada, ou outras formas de propagação. Nesse caso, a via de transmissão pode ser caracterizada como qualquer via ao longo da qual a energia eletromagnética passa na medida em que desloca-se do transmissor ao receptor, incluindo qualquer salto, ricochete, espalhamento ou outras variações na direção da energia transmitida.

[0172] "Estação transmissora" refere-se em geral a um dispositivo transmissor, ou a uma localização ou instalação com vários dispositivos configurados para transmitir energia eletromagnética. Uma estação transmissora pode ser configurada para transmitir a uma entidade receptora específica, a qualquer entidade configurada para receber a transmissão, ou a qualquer combinação das mesmas.

[0173] "Tempo de transmissão" refere-se em geral ao tempo do início ao fim da transmissão de uma mensagem em uma rede de comunicação. No caso de uma mensagem digital, o tempo de transmissão é o tempo do primeiro bit até o último bit de uma mensagem que deixou o nó transmissor. No caso de um pacote digital, o tempo de transmissão de pacote pode ser obtido com base no tamanho do pacote e na taxa de bits. O tempo de transmissão não deve ser confundido com retardo na propagação, que refere-se ao tempo que leva para o primeiro bit deslocar-se de um emissor a um receptor. "Transmitir" refere-se em geral a fazer com que alguma coisa seja transferida, comunicada, transportada, retransmitida, despachada ou encaminhada. O conceito pode ou não incluir o ato de transportar alguma coisa de uma entidade transmissora a uma entidade receptora. Por exemplo, uma transmissão pode ser recebida sem que se saiba quem ou o que a transmitiu. Outrossim, a transmissão pode ser enviada sabendo-se ou não quem ou o que está recebendo-a. "Transmitir" pode incluir, entre outros, o ato de enviar ou difundir energia eletromagnética em qualquer frequência adequada no espectro eletromagnético. Transmissões podem incluir sinais digitais que podem definir vários tipos de dados binários, tais como datagramas, pacotes e seus semelhantes. Uma transmissão pode incluir ainda sinais analógicos.

[0174] "Dados de gatilho" refere-se em geral a dados que incluem informações de gatilho que identificam um ou mais comandos a executar. Os dados de gatilho e os dados de comando podem ocorrer conjuntamente em uma mesma transmissão ou podem ser transmitidos separadamente ao longo de um ou mais elos de comunicação.

[0175] "Troposfera" refere-se em geral à porção mais baixa da atmosfera terrestre. A troposfera estende-se por cerca de 11 milhas acima da superfície terrestre nas latitudes médias, a até 12 milhas nos trópicos e a cerca de 4,3 milhas no inverno nos polos.

[0176] A "transmissão por espalhamento troposférico" refere-se em geral a uma forma de propagação por ondas aéreas em que uma ou mais ondas, tais como ondas de rádio, são miradas na troposfera. Embora sua causa não esteja certa, uma pequena quantidade de energia das ondas é espalhada em direção a uma antena receptora. Devido a graves problemas de desvanecimento, técnicas de recepção em diversidade (por exemplo, diversidade espacial, diversidade de frequência e/ou diversidade angular) são tipicamente usadas.

[0177] "Guia de ondas" refere-se em geral a uma linha transmissora configurada para guiar ondas, tais como ondas eletromagnéticas, que ocorrem em qualquer frequência ao longo do espectro eletromagnético. Exemplos incluem qualquer disposição de material condutor ou isolante configurada para transferir radiação eletromagnética de frequência mais baixa que varia ao longo do espectro eletromagnético de ondas de frequência extremamente baixa a ondas de frequência extremamente alta. Outros exemplos específicos incluem fibras ópticas que guiam luz de alta frequência ou cano de metal condutor oco usado para transportar ondas de rádio de alta frequência, em particular micro-ondas.

[0178] Deve-se ter em mente que as flexões no singular "um", "uma", "o", "a" e seus semelhantes, conforme usados na descrição e/ou nas reivindicações, incluem as flexões no plural, salvo indicação expressa em contrário. Por exemplo, se o relatório descritivo e/ou as reivindicações referem-se a "um dispositivo" ou "ao dispositivo", isto inclui um ou mais desses dispositivos.

[0179] Deve-se ter em mente que termos direcionais, tais como "cima", "baixo", "superior", "inferior", "anterior", "posterior", "lateral", "longitudinal", "radial", "circunferente", "horizontal", "vertical" etc., são usados neste documento exclusivamente para conveniência do leitor a fim de ajudá-lo a entender as modalidades ilustradas, e não tenciona-se que o uso desses termos direcionais limite de forma alguma os atributos descritos, ilustrados e/ou reivindicados a uma direção e/ou orientação específica.

[0180] Embora tenha-se ilustrado e descrito a invenção em detalhes nos desenhos e na descrição acima, esses devem ser considerados de natureza ilustrativa e não restritiva, subentendendo-se que só a modalidade preferida foi ilustrada e descrita e que tenciona-se que protejam-se todas as mudanças, equivalentes e modificações que enquadrem-se no âmbito das invenções definidas nas reivindicações a seguir. Todas as publicações, patentes e pedidos de patente mencionados neste relatório incorporam-se ao presente documento por referência como se cada publicação, patente ou pedido de patente individual fosse específica ou individualmente indicado como incorporado por referência e estabelecido na íntegra neste documento.

Números de Referência 100 sistema de comunicação 105 fonte das informações 110 destino das informações 115 canais de comunicação 120 canal de comunicação primário 125 canal de comunicação de back-end 130 distância 135 latência do canal primário 140 largura de banda do canal primário 145 latência do canal de back-end 150 largura de banda do canal de back-end 200 sistema de comunicação 204 elo de comunicação de baixa latência e baixa largura de banda 206 canal de rádio HF 208 elo de comunicação de alta latência e alta largura de banda 212 primeiro nó de comunicação 214 estação transmissora 216 segundo nó de comunicação 218 estação receptora 220 atmosfera 224 ondas eletromagnéticas 228 antena transmissora 232 antena receptora 236 linha transmissora 240 linha transmissora

244 linha transmissora 252 repetidores 256 Terra 260 cliente 264 conexão 266 conexão sem fio 268 processador de instruções 272 conexão 405 modulador 410 transmissor de rádio 415 transmissor de fibra óptica 420 cabo de fibra óptica 425 demodulador 430 receptor de rádio 435 receptor de fibra óptica 500 sistema de comunicação 505 rede de dados de alta velocidade do transmissor 510 rede de dados de alta velocidade do receptor 600 sistema transmissor 605 rede de trading de alta frequência 610 dados do usuário 615 dados de confirmação de transmissão 620 dados de transmissão 700 diagrama 705 tempo 710 pacotes de dados do usuário 715 mensagens do usuário

720 dados de enchimento 725 tempo de transmissão de pacote via rede de alta velocidade 730 tempo de transmissão de mensagem via canal de radiofrequência 735 tempo de transmissão entre mensagens 800 fluxograma 805 estágio 810 estágio 815 estágio 820 estágio 825 estágio 830 estágio 900 diagrama 905 estágio 910 estágio 915 estágio 920 estágio 925 estágio 930 estágio 935 estágio 1000 sistema gerador de dados de enchimento 1005 fonte de PRBS 1010 decodificador FEC de recepção 1015 detector CRC de recepção 1100 diagrama 1105 estágio 1110 estágio 1115 estágio

1120 estágio 1125 estágio 1130 estágio

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método CARACTERIZADO por compreender: receber uma mensagem advinda de um canal de comunicação primário (120) em uma estação receptora (218); detectar um limite de mensagem através de um código de verificação de paridade em combinação com um esquema de correção de erros; e em que a mensagem possui um número inteiro de símbolos modulados.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal de comunicação primário (120) inclui um elo de comunicação de baixa largura de banda e baixa latência (204).

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal de comunicação primário (120) inclui um canal de rádio de alta frequência (206).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda: receber a mensagem através de um fluxo de dados de mensagem que inclui dados do usuário (610) e dados de enchimento (720).

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados do usuário (610) são codificados de maneira assíncrona no fluxo de dados de mensagem.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO por compreender ainda: manter uma trava de sinal no fluxo de dados de mensagem através dos dados de enchimento (720).

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de enchimento (720) incluem uma sequência binária pseudoaleatória (PRBS).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de enchimento (720) incluem uma versão da PRBS modificada pelo código de verificação de paridade e pelo esquema de correção de erros.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO por compreender ainda: detectar uma mensagem falsa com a versão da PRBS.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a versão da PRBS foi modificada para falhar em um teste do código de verificação de paridade.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a versão da PRBS foi modificada para falhar em um teste do esquema de correção de erros.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o código de verificação de paridade inclui uma soma de verificação.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o código de verificação de paridade inclui uma verificação cíclica de redundância (CRC).

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui correção antecipada de erros (FEC).

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui um esquema de código de convolução.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui um algoritmo de codificação de Viterbi tail-biting.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui um esquema de código de blocagem.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui um esquema de código de blocagem turbo.

19. Método CARACTERIZADO por compreender: codificar um fluxo de dados de mensagem com dados do usuário (610) e dados de enchimento (720); e modificar os dados de enchimento (720) para reduzir o risco de falsa detecção de mensagem.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO por compreender ainda: codificar o fluxo de dados de mensagem com um código de verificação de paridade em combinação com um esquema de correção de erros.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO por compreender ainda: criar uma versão modificada dos dados de enchimento (720), sendo que a versão modificada falha em um teste do código de verificação de paridade.

22. Método, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO por compreender ainda: criar uma versão modificada dos dados de enchimento (720), sendo que a versão modificada falha em um teste do esquema de correção de erros.

23. Método, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de enchimento (720) incluem uma sequência binária pseudoaleatória (PRBS).

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de enchimento (720) incluem uma versão da PRBS modificada pelo código de verificação de paridade e pelo esquema de correção de erros.

25. Método, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que o código de verificação de paridade inclui uma soma de verificação.

26. Método, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que o código de verificação de paridade inclui uma verificação cíclica de redundância (CRC).

27. Método, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui correção antecipada de erros (FEC).

28. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO por compreender ainda: transmitir o fluxo de dados de mensagem a partir de uma estação transmissora (214).

29. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO por compreender ainda: manter uma trava de sinal no fluxo de dados de mensagem através dos dados de enchimento (720).

30. Método CARACTERIZADO por compreender: receber um pacote de dados do usuário (710) advindo de uma rede de alta velocidade em uma estação transmissora (214); calcular um tempo de transmissão de mensagem para o pacote de dados do usuário (710) através de um canal de comunicação primário (120); calcular um tempo de transmissão entre mensagens (735) entre pacotes de dados do usuário (710) advindos da rede de alta velocidade; e determinar se transmitir o pacote de dados do usuário (710) através do canal de comunicação primário (120) com base ao menos no tempo de transmissão de mensagem e no tempo de transmissão entre mensagens (735).

31. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO por compreender ainda:

aceitar o pacote de dados do usuário (710) para transmissão através de um canal de comunicação primário (120) quando o tempo de transmissão de mensagem for menor ou igual ao tempo de transmissão entre mensagens (735).

32. Método, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADO por compreender ainda: transmitir uma mensagem que inclui os dados do usuário (610) através do canal de comunicação primário (120).

33. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO por compreender ainda: rejeitar o pacote de dados do usuário (710) para transmissão através de um canal de comunicação primário (120) quando a conclusão da transmissão de mensagem se der após o que ocorreria ao enviar a mensagem através de outros canais de comunicação (115).

34. Método, de acordo com a reivindicação 33, CARACTERIZADO por compreender ainda: transmitir uma mensagem que inclui os dados do usuário (610) através de um canal de comunicação de back-end (125).

35. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que o pacote de dados do usuário (710) trata-se de uma transação para um instrumento financeiro.

36. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: detectar um limite de mensagem através de um código de verificação de paridade em combinação com um esquema de correção de erros.

37. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a mensagem possui um número inteiro de símbolos modulados.

38. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal de comunicação primário (120) inclui um elo de comunicação de baixa largura de banda e baixa latência (204).

39. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o canal de comunicação primário (120) inclui um canal de rádio de alta frequência (206).

40. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: receber a mensagem através de um fluxo de dados de mensagem que inclui dados do usuário (610) e dados de enchimento (720).

41. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados do usuário (610) são codificados de maneira assíncrona no fluxo de dados de mensagem.

42. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: manter uma trava de sinal no fluxo de dados de mensagem através dos dados de enchimento (720).

43. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de enchimento (720) incluem uma sequência binária pseudoaleatória (PRBS).

44. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que os dados de enchimento (720) incluem uma versão da PRBS modificada pelo código de verificação de paridade e pelo esquema de correção de erros.

45. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: detectar uma mensagem falsa com a versão da PRBS.

46. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a versão da PRBS foi modificada para falhar em um teste do código de verificação de paridade.

47. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a versão da PRBS foi modificada para falhar em um teste do esquema de correção de erros.

48. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o código de verificação de paridade inclui uma soma de verificação.

49. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o código de verificação de paridade inclui uma verificação cíclica de redundância (CRC).

50. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui correção antecipada de erros (FEC).

51. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui um esquema de código de convolução.

52. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui um algoritmo de decodificação de Viterbi tail-biting.

53. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui um esquema de código de blocagem.

54. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o esquema de correção de erros inclui um esquema de código de blocagem turbo.

55. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: codificar um fluxo de dados de mensagem com dados do usuário (610) e dados de enchimento (720).

56. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: modificar os dados de enchimento (720) para reduzir o risco de falsa detecção de mensagem.

57. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: codificar o fluxo de dados de mensagem com um código de verificação de paridade em combinação com um esquema de correção de erros.

58. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: criar uma versão modificada dos dados de enchimento (720), sendo que a versão modificada falha em um teste do código de verificação de paridade.

59. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: criar uma versão modificada dos dados de enchimento (720), sendo que a versão modificada falha em um teste do esquema de correção de erros.

60. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: transmitir o fluxo de dados de mensagem a partir de uma estação transmissora (214).

61. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda:

receber um pacote de dados do usuário (710) advindo de uma rede de alta velocidade em uma estação transmissora (214).

62. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: calcular um tempo de transmissão de mensagem para o pacote de dados do usuário (710) através de um canal de comunicação primário (120).

63. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: calcular um tempo de transmissão entre mensagens (735) entre pacotes de dados do usuário (710) advindos da rede de alta velocidade.

64. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: determinar se transmitir o pacote de dados do usuário (710) através do canal de comunicação primário (120) com base ao menos no tempo de transmissão de mensagem e no tempo de transmissão entre mensagens (735).

65. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: aceitar o pacote de dados do usuário (710) para transmissão através de um canal de comunicação primário quando o tempo de transmissão de mensagem através do canal de comunicação primário (120) for superior ao tempo de transmissão entre mensagens (735) entre pacotes de dados do usuário (710).

66. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: transmitir uma mensagem que inclui os dados do usuário (610) através do canal de comunicação primário (120).

67. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda:

rejeitar o pacote de dados do usuário (710) para transmissão através de um canal de comunicação primário (120) quando a conclusão da transmissão de mensagem se der após o que ocorreria ao enviar a mensagem através de outros canais de comunicação (115).

68. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO por compreender ainda: transmitir uma mensagem que inclui os dados do usuário (610) através de um canal de comunicação de back-end (125).

69. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o pacote de dados do usuário (710) trata-se de uma transação para um instrumento financeiro.