JP2020537397A - 異なるホップ数を有する経路上で受信された信号の処理 - Google Patents

Abstract

無線通信システムは、少なくとも２つの異なるデータ送信経路を介して空間波伝搬によって第２の無線通信ノードに送られるデータ信号を送信する第１の無線通信ノードを含む。第１のデータ送信経路は、データ信号が大気圏によって反射される少なくとも１つの反射ポイントを含み、第２のデータ送信経路は、第１のデータ送信経路より多数の反射ポイントを含む。第１のデータ送信経路に沿って移動したデータ信号は、第２のデータ送信経路に沿って移動したデータ信号の前に復号される。

Description

本願発明の一実施例は、例えば、異なるホップ数を有する経路上で受信された信号の処理に関する。

無線通信におけるマルチパス伝搬は、無線信号が送信機と受信機との間で２つ以上の経路をとる場合に生じる。電離層からの屈折や反射、地表の水や陸地からの反射によって、同じ信号が複数回受信されることがある。信号によってとられる各経路の距離が異なる場合があるので、信号は、異なる時間に受信機で受信され得る。典型的には、電離層と地上との間で最もホップ数の少ない経路が最短距離に対応し、よりホップ数の多い経路に従うデータ信号の前に受信される。いくつかの例では、待ち時間を減らし、信号が電離層または他の物体から跳ね返ったときに発生する可能性のある反射損失および歪みを低減するために、最もホップ数の少ない経路に沿って移動したデータ信号を使用することが望まれる場合がある。

本願発明の一実施例は、例えば、異なるホップ数を有する経路上で受信された信号の処理に関する。

通信システムは、北米および欧州に配置されたものなど、リモートに配置された送信機と受信機局との間でデータの低レイテンシ低帯域幅通信経路を提供するために空間波伝搬（たとえば、ラジオ）通信を使用する。大洋横断光ファイバケーブルなどの高帯域幅を有するが高レイテンシを有する第２のバックチャネルが、より高い帯域幅を要求するデータを送信するのに使用される。通常、空間波伝搬通信経路に関して、複数のホップが要求される、すなわち、ラジオ波は、受信機局に達する前に、電離圏および地面から複数回はね返される。

空間波伝搬によって送信されるデータ信号は、受信機によって受信される。電離圏からの屈折に起因して、同一のデータ信号の複数の異なる送信が受信される場合がある。異なる送信のそれぞれは、送信機から受信機に達するのに異なる経路を辿った場合があり、異なる経路は、電離圏と地面との間の異なるホップ数を含む。必ずではないが通常、最小のホップを有する経路を辿るデータ信号は、受信機でより早く受信される。したがって、データ信号を復号する最初の試みは、受信機に達するのに最小のホップを要した信号を使用する。最初に受信されたデータ信号を復号する試みが失敗する場合に、受信機は、元の信号によって進まれた経路より多数のホップを含む経路を辿った第２のデータ信号の復号を試みる。最小ホップを辿った信号と第２のデータ信号との両方の復号は、順次または並列のいずれかで行われ得る。別の変形形態では、異なる経路からのデータ信号の一部が一緒に組み合わされる、ハイブリッド手法が使用される。たとえば、より早く受信された２ホップ経路からのメッセージの第１の部分または最初の部分が、歪曲されまたは非可読である時には、適用可能な場合に３ホップ経路に沿って受信された完全なメッセージよりまだ高速に処理され得るハイブリッドの完全なメッセージを作成するために、２ホップ経路メッセージのその後の部分が、３ホップ経路に沿って移動したメッセージの第１の部分または最初の部分と組み合わされ得る。別の変形形態では、２ホップ経路および３ホップ経路からのメッセージが、完全なハイブリッドメッセージを作成するために、一緒に平均をとられ、または重み付け係数を介するなど、何らかの他の形で組み合わされ得る。しきい値が、メッセージのうちで異なるホップの経路に沿って移動した部分を選択するのに使用され得る。このしきい値は、１つまたは複数の要因を組み込むことができる。非限定的な例として、使用されるしきい値は、信号対雑音比、出力、信号強度、レイテンシ、エラーレート、歪み、実行可能性、および／または他の要因を含むことができる。

異なるホップの経路に沿って移動する信号は、複数の形または形の組合せでフィルタリングされ得る。たとえば、異なるホップの経路は、受信時刻に基づいてフィルタリングされ得る。この例では、より早く受信された信号は、より後に受信される信号と比較して、より少数のホップをともなって移動したと考えられる。ドップラシフト検出も、２つ以上のホップの経路に沿って移動した信号の間でのフィルタリングに使用され得る。到来角も、異なるホップの経路に沿って移動する信号の間で区別するのに使用され得る。到来角（および／または送信角度）に応じて、周波数は、エラーを減らし、かつ／またはレイテンシを短縮するために切り替えられ得る。より大きい到来角は、信号の空間波移動経路が、より短い２ホップ経路ではなく相対的により長い３ホップ経路を介したことを示す。より長い長さを有する３ホップ経路は、通常（必ずではないが）、２ホップ経路と比較して、より大きい歪みおよび／またはレイテンシを経験する。やはり、これらならびに他の手法の組合せが、異なるホップの経路に沿って移動する信号の間で区別するのに使用され得る。電離圏条件などの複数の要因を条件として、送信の信号対雑音比を高める最適周波数または使用可能周波数は、変化する可能性がある。たとえば、最適送信周波数は、送信が２ホップ経路または３ホップ経路のどちらであるのかに依存して変化する可能性がある。信号強度および雑音などの他の測定値と共に信号の到来角を測定することによって、送信周波数は、レイテンシおよび／またはエラーを減らすためにアップデートされ得る。たとえば、到来角は、異なる角度に向けられた２つ以上のアンテナによって、および／または異なる角度範囲にわたって信号を検出するために可動の／ステアリング可能なアンテナによって、測定され得る。その代わりにまたはそれに加えて、到着角（ＡＯＡ）が、カリフォルニア州フリーモントのＴＣＩによって供給されるもの（たとえば、ＴＣＩ Ｍｏｄｅｌ ９０２ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＨＦ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｅａｒｃｈ，Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，Ｇｅｏｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などのＡＯＡシステムによって測定され得る。

一例では、本システムは、特定のしきい値が到達されまたは超えられる時に、より短いホップ数（すなわち、より短い経路）を示すより低い到来角から受信された信号を使用するように構成され、またはバイアスを与えられる。この変化の際に、本システムが特定の到来角に関して最小の使用可能周波数を使用するようにするために、望まれる場合には周波数が変更され得る。しきい値は、１つまたは複数の要因を組み込むことができる。非限定的な例として、しきい値は、やはり、信号対雑音比、出力、信号強度、レイテンシ、エラーレート、歪み、実行可能性、および／または他の要因を含むことができる。信号がしきい値未満になる時に、一変形形態のシステムは、より多数のホップを有する信号を受信するために、より高い到来角から受信された信号を使用する。一特定の例では、信号強度しきい値が、２ホップ経路の到来角に関して到達される時に、受信機局は、このより低い到来角からの信号がより高速に処理されるように、その信号を処理し、使用する。しかし、信号強度がしきい値未満に下がった後に、本システムは、３ホップ経路（すなわち、より高い到来角）またはより多数のホップを有する経路からの信号を使用するように構成される。その代わりにまたはそれに加えて、しきい値は、ある時間期間にわたる指定されたエラーカウントまたはエラーレートを含むことができる。２つ以上のホップの経路に沿って、送信周波数ならびに他の特性は、異なる可能性がある。たとえば、パケットサイズは、異なる可能性がある。前に注記したように、信号が辿るホップ数が多ければ多いほど、通常は信号のより大量の歪みが発生する。これに対処するために、本システムは、一変形形態で、より短い経路（すなわち、より少数のホップ）を介して送信されるものより長い経路に沿って（すなわち、より多数のホップを介して）移動する信号に関して、より短いパケット長を使用する。一形態で、パケットサイズは、全般的に送信角度および／または到来角に応じて逆に変化する。たとえば、３ホップ経路のパケットサイズは、２ホップ経路のパケットサイズより短い。別の変形形態では、より長いパケット長が、より短い経路（すなわちより少数のホップ）を介して送信された信号より長い経路に沿って（すなわち、より多数のホップを介して）移動する信号に使用される、反対の手法が使用される。より大きいパケットサイズは、エラー訂正／チェック特徴を含まない可能性があるより少数のホップの信号と比較して、より多数のホップの経路に関してより多くのエラー訂正／チェック特徴（たとえば、チェックサム、パリティバイトなど）を組み込むのに使用される。

本システムは、金融取引戦略の実行を参照して説明されるが、このシステムおよび技法は、時間および帯域幅が関心事項である他の状況または産業において使用され得る。たとえば、このシステムは、リモートな外科診断もしくは医療診断、科学機器また研究（たとえば、天文学または物理学）、分散されたグローバルコンピュータネットワークの制御、および／または軍事応用の実行に使用され得る。このシステムおよび技法は、たとえば、地震／津波早期警報システムへの組込みに適合され得る。ある種のリモート深海地震センサは、地震の深刻さおよびタイプに応じて、指定された人口集中地および関連するインフラストラクチャを保護するためのアクションの複雑なカスケードを開始するために信号を提供することができる。たとえば、地震（または結果の津波）の検出時に、センサまたは監視センタは、状況を軽減するために、原子炉に即座にスクラムさせ、かつ／または送電網に緊急インフラストラクチャに電力を再ルーティングさせる信号を送信することができる。別の例では、本技法は、通信システム自体に対する基礎になる保守または機能強化に使用され得る。非限定的な例として、ファイルが通常は大きいので、受信機局（または送信機局）のモデム、アンテナ、および／または他の機器をプログラムし、かつ／または再プログラムするコードは、光ファイバケーブルなどの高帯域幅、高レイテンシリンクに沿って送られ得る。その代わりにまたはそれに加えて、コードの一部または全てが、空間波伝搬（たとえば、ラジオ）を介して、および／またはマイクロ波などの見通し線送信を介して送られ得る。コードは、様々な状況に応じて機器を制御する１つまたは複数のプログラム、ライブラリ、データ、および／またはサブルーチンを含むことができる。送信機局は、空間波伝搬を介して、受信機局の機器を変更しまたは再プログラムするために実行すべきコードの全てまたは一部を選択するために、受信機にトリガ信号を送ることができる。たとえば、コードは、レイテンシ、電力消費、および／またはエラーを減らす（かつ／または帯域幅を増やす）ためなど、特定の特性に関して受信機局を同調するために使用され得る。これらの同調特性は、ある種の動作条件、時刻、および／または環境特性の下で良好には働かないトレードオフを含む可能性がある。たとえば、コード内の１つのサブルーチンが、レイテンシ短縮のために最適化され、別のサブルーチンが、エラー削減のために最適化され、さらに別のサブルーチンが、電力節約のために最適化されている可能性がある。この例のトリガ信号は、その特定の時の必要に応じて受信機を再プログラムするためにこれらのサブルーチンのうちの１つを選択するのに使用され得る。結果の変更は、機器の機能を変更するソフトウェア変更、ならびに／またはアンテナシステムの高さおよび／もしくは角度に対する変更などの機器に対する物理的変更とすることができる。その後、その時の必要に応じて、異なるサブルーチン、プログラム、データ、および／またはコードのエリアが、トリガ信号を介して選択され得る。コードに対するアップデートまたは変更は、周期的に、継続的に、または必要に応じて送られ得る。

本発明のさらなる形式、目的、特性、態様、利益、利点、および実施形態は、詳細な説明およびこれに添付して提供された図面から、明らかとなるであろう。

通信リンクのうちの１つが空間波伝搬を使用する、別々の通信リンクでデータを送信するためのシステムの概略図である。 図１の空間波伝搬をさらに示す概略図である。 図１の空間波伝搬において、地上をベースとしたリピータの使用を示す概略図である。 図１の空間波伝搬において、飛行中のリピータの使用を示す概略図である。 図１に示された電離層を含む大気におけるさらなる層を示す概略図である。 図５に示された大気の様々な電離層を示す概略図である。 図１〜図６に全体的に示された空間波伝搬のさらなる詳細を示す概略図である。 図１の通信ノードに関するさらなる詳細を示す概略図である。 図８におけるＲＦ通信インターフェースに関するさらなる詳細を示す概略図である。 異なる個数の反射ポイントを有するデータ送信経路を使用するデータの送信を示す概略図である。 異なる個数のホップを有する経路から受信されたデータ信号を処理する方法を示す流れ図である。

本発明の諸原理の理解を促すために、ここで参照が図面に示された実施形態に対して行われ、特有の言語が、同じものを説明するために使用される。しかしながら、本発明の範囲は、それによって制限されるものではないことが理解されよう。説明された実施形態の中のいかなる代替形態、およびさらなる変更形態、ならびに本明細書で説明されたような本発明の諸原理の任意のさらなる適用例は、本発明が関係する当業者に対して通常発生するであろうものとして意図される。本発明に関係のないいくつかの特性は、明快にするために示されないことがあるということが当業者には明らかであろうが、本発明の１つの実施形態は、極めて詳細に示される。

図１は、１００において、低レイテンシ、低帯域幅の通信リンク１０４を介してデータを、および高レイテンシ、高帯域幅の通信リンク１０８を介して別個のデータを転送するように構成されたシステムの１つの例を示す。通信リンク１０４および１０８は、第１の通信ノード１１２と第２の通信ノード１１６の間の別個の接続を提供する。低レイテンシの接続１０４は、空間波伝搬を介して自由空間を通過する電磁波１２４を使用してデータを送信するように構成されてもよい。電磁波１２４は、第１の通信ノード１１２内の送信機によって生成され、伝送回線１３６に沿ってアンテナ１２８まで通過してもよい。電磁波１２４は、アンテナ１２８によって放射されてもよく、大気１２０の電離した部分に遭遇する。次に、この放射された電磁エネルギーは、大気１２０の電離した部分によって屈折されることがあり、波１２４の向きを地球の方へ変化させる。波１２４は、伝送回線１４０によって第２の通信ノード１１６に結合された受信アンテナ１３２によって受信されてもよい。図１に示されたように、送信通信ノードは、電磁エネルギーを搬送するための１つまたは複数の伝送回線を必要とせずに地球表面をわたって電磁エネルギーを長距離送信するために空間波伝搬を使用してもよい。

また、データは、高レイテンシの通信リンク１０８を使用して通信ノード１１２と１１６との間で送信されてもよい。図１に示されたように、高レイテンシの通信リンク１０８は、海洋または他の水域の下または中を通過すること含むこともある地球を通過する伝送回線１４４を使用して実施されてもよい。図１に示されたように、高レイテンシの通信リンク１０８は、リピータ１５２を含んでもよい。図１は、任意の適切な数のリピータ１５２が使用されてもよいが、伝送回線１４４に沿う４つのリピータ１５２を示す。また、伝送回線１４４は、リピータを全く有さなくてもよい。図１は、第１の通信ノード１１２から第２の通信ノード１１６へ情報を送信する通信リンク１０４を示すが、送信されたデータは、通信リンク１０４、１０８に沿って双方向に通過してもよい。

クライアント１６０は、第１の通信ノード１１２への接続１６４を有することができる。クライアント１６０は、接続１６４を介して第１の通信ノード１１２に命令を送ることができる。第１の通信ノード１１２では、命令は、低レイテンシリンク１０４または高レイテンシリンク１０８のいずれかまたは両方によって、第２の通信ノード１１６に送られるよう準備される。第２の通信ノード１１６は、接続１７２によって命令プロセッサ１６８に接続され得る。クライアント１６０は、ある距離にわたって指令を送ることを望む、任意の会社、グループ、個人、またはエンティティとすることができる。命令プロセッサ１６８は、これらの命令を受信しまたはこれに作用することを意図された、任意の会社、グループ、個人、またはエンティティとすることができる。いくつかの実施形態では、クライアントが送信されるべきデータを通信ノード１１２から直接に送ることができるので、または、通信ノード１１６が、命令プロセッサ１６８に直接に接続され得るので、接続１６４および１７２が不必要である場合がある。システム１００は、所望される任意の種類の低レイテンシデータ送信に使用され得る。一例として、クライアント１６０は、リモートに働く医師または外科医とすることができ、命令プロセッサ１６８は、患者に影響を与えるロボット機器とすることができる。

いくつかの実施形態では、クライアント１６０は、金融商品商人とすることができ、命令プロセッサ１６８は、証券取引所とすることができる。商人は、特定の時にある有価証券または債権を売買する命令を証券取引所に供給することを望む場合がある。商人は、第１の通信ノード１１２に命令を送信することができ、第１の通信ノード１１２は、その命令をアンテナ１２８、１３２を使用してまたは伝送回線１４４によって、第２の通信ノードに送る。証券取引所は、その後、命令の受信時に、商人によって望まれたアクションを処理することができる。その代わりにまたはそれに加えて、命令は、ニュース収集命令または他の命令など、商人および／または１つまたは複数の第三者によって供給されるニュースの形とすることができる。

システム１００は、取引戦略が１秒の分数内に取引を実行するためにコンピュータ上で実行される、高頻度取引に有用である可能性がある。高頻度取引では、ほんの数ミリ秒の遅延が、商人に数百万ドルのコストをかけされる場合があり、したがって、取引命令の送信の速度は、送信されるデータの正確さと同様に重要である。いくつかの実施形態では、商人は、商人が取引の実行を望む前のある時に、高レイテンシ、高帯域幅通信リンク１０８を使用して、証券取引所の非常に近くに配置された通信ノード１１６に、取引を実行するために事前にセットされた取引命令、条件、および／またはニュースを送信することができる。これらの命令、ニュース、および／または条件が、大量のデータの送信を必要とする場合があり、より高帯域幅の通信リンク１０８を使用してより正確に配送される場合がある。また、命令または条件が、取引の実行が望まれる時より前の時に送られる場合には、より高レイテンシの通信リンク１０８が供され得る。

命令の最終的な実行は、命令が記憶されるシステムに商人がトリガデータを送信することによって達成され得る。トリガデータの受信時に、取引命令が、証券取引所に送られ、取引が実行される。送信されるトリガデータは、一般に、命令よりはるかに少量のデータであり、したがって、トリガデータは、低レイテンシ、低帯域幅の通信リンク１０４を介して送られ得る。トリガデータが通信ノード１１６で受信される時に、特定の取引に関する命令が、証券取引所に送られる。高レイテンシ通信リンク１０８ではなく低レイテンシ通信リンク１０４を介するトリガデータの送出は、所望の取引ができる限り素早く実行されることを可能にし、同一の金融商品を取引する他の当事者に対する時間優位を商人に与える。

図１に示された構成は、さらに図２に示され、ここで、第１の通信ノード１１２および第２の通信ノード１１６は、地理的に互いからリモートであり、地球（１５６）の表面のかなりの部分によって隔てられている。地球の表面のこの部分は、１つまたは複数の大陸、海洋、山脈、または他の地理的区域を含んでもよい。たとえば、図１〜７における、跨られた距離は、単一の大陸、複数の大陸、１つの海洋、および類似物をカバーしてもよい。１つの例では、第１の通信ノード１１２は、アメリカ合衆国のイリノイ州シカゴにあり、第２の通信ノード１１６は、連合王国のイングランドのロンドンにある。別の例では、第１の通信ノード１１２は、ニューヨーク州ニューヨーク市にあり、第２の通信ノード１１６は、カリフォルニア州ロサンゼルスにあり、両市は、北アメリカにある。満足のいくレイテンシおよび帯域幅をもたらすことができる距離、通信ノード、および通信リンクの任意の適切な組合せが想像される。

図２は、空間波伝搬によって、電磁エネルギーが長距離を渡ることができるということを示す。空間波伝搬を使用すると、低レイテンシの通信リンク１０４は、地球に向けて電磁波１２４を屈折させるように十分に電離した大気１２０の一部に電磁波１２４を送信する。次に、この波は、地球の表面によって反射され、上層大気１２０の電離した部分に戻されることがあり、ここで、波は、再び地球に向けて屈折されることもある。このように、電磁エネルギーは、繰り返し「跳躍」することが可能であり、低レイテンシ、低帯域幅の信号１２４が、非空間波伝搬によってカバーされ得る距離よりもかなり遠い距離をカバーすることを可能にする。

図１に示されたシステムの別の例が、図３に出ており、ここで、図１および図２に対して論じられた空間波伝搬は、リピータ３０２および３０６を使用して強化されてもよい。この例では、第１のリピータ３０２は、アンテナ１２８から発する低レイテンシの通信信号を受信してもよい。信号は、電離された領域１２０によって屈折され、地球に戻されることがあり、ここで、信号は、リピータ３０２によって受信され、空間波伝搬を介して再送信されてもよい。屈折された信号は、リピータ３０６によって受信され、アンテナ１３２を介して第２の通信ノード１１６に空間波伝搬を使用して再送信されてもよい。２つの中継局が、図３に示されているが、地上の中継局３０２の任意の適切な数、構成、または位置決めが考えられる。リピータ３０２、３０６の数の増加は、大気ミッションの広範な配列の中を比較的遠い距離をわたって低レイテンシの信号を送信する機会をもたらすことができるが、信号を受信し、再送信するリピータ回路網の物理的な制限が、低レイテンシの通信リンク１０４にさらなるレイテンシを追加することがある。

図４は、図１に示されたシステムの別の例を示し、ここで、第１の通信リンクに沿った１つまたは複数のリピータは、航空機、飛行船、気球、または大気中で空中にリピータを維持するように構成された他のデバイス４１０の中など、飛行中である。この例では、アンテナ１２８を介して第１の通信ノード１１２から送信された信号は、見通し線通信４０２として、または本明細書の他の場所で説明されたように、空間波伝搬によって飛行中のリピータ４１４によって受信されてもよい。信号は、飛行中のリピータ４１４によって受信され、見通し線通信４０６として、または低レイテンシのリンク１０４に沿って空間波伝搬によって第２の通信ノード１１６に再送信されてもよい
空間波伝搬に関するさらなる詳細が、図５〜図７に示される。開示されたシステムと上層大気の様々な層との関係が、図５に示される。無線転送のために、上層大気の層は、対流圏５０４、成層圏５０８、および電離圏５１２などの連続的に高くなる層に、図示のように、分割されてもよい。

電離圏は、高濃度の電離した粒子を含むという理由からそのように命名されている。地球から最も遠い電離圏におけるこれらの粒子の密度は、非常に小さく、地球に比較的近い電離圏の区域では漸進的に高くなる。電離圏の上層の領域は、高エネルギーの紫外線放射を含む、太陽からの強力な電磁放射によって活発化される。この太陽放射は、空気を自由電子、陽イオン、および陰イオンに電離させる。上部電離圏における空気分子の密度が小さくても、宇宙からの放射粒子が非常に高エネルギーなので、存在する比較的少ない空気分子を大規模に電離させる。電離は、空気が濃くなるにつれて強度を弱めながら電離圏を通じて下方にまで及び、したがって、最高水準の電離は、電離圏の上端で発生する一方、最低水準の電離は、電離圏の比較的低い部分で生じる。

さらに、電離圏５１２の上端と下端との間のこのような電離における差が、図６に示される。電離圏は、図６に示され、３つの層は、最も低いレベルから最も高いレベルまで、個々に、Ｄ層６０８、Ｅ層６１２、およびＦ層６０４と呼ばれている。さらに、Ｆ層６０４は、６１６におけるＦ１（より高い層）、および、６２０におけるＦ２（より低い層）と呼ばれる２つの層に分割されることがある。電離圏における層６１６および６２０の存在の有無、および、それらの地球上の高さは、太陽の位置と共に変化する。正午に、電離圏を通過する太陽６２４からの放射は、最大であり、日没時に次第に弱まり、夜間に最低となる。放射がなくなると、多くのイオンが再結合し、Ｄ層６０８およびＥ層６１２を消失させ、さらに、夜間、Ｆ１層６１６およびＦ２層６２０を単一のＦ層６０４に再結合させる。太陽の位置は、地球上の所与の地点に対して変化するので、電離圏５１２の層６０８、６１２、６１６、および６２０の正確な特徴は、予測することが極めて困難になることもあるが、実験によって特定されてもよい。

電波が空間波伝搬を使用してリモートな場所に到達する能力は、（存在する時の）層６０８〜６２０におけるイオンの密度、送信された電磁エネルギーの周波数、および送信角度などの様々な要因に依存する。たとえば、電波の周波数が徐々に増加された場合に、電離圏５１２の最小の電離層であるＤ層６０８によって電波が屈折される可能性のない点に到達する。波は、Ｄ層６０８を通り、Ｅ層６１２まで存続することもあり、ここで波の周波数が依然として大きすぎるので、同様にこの層を通過する信号を屈折させることができないこともある。波１２４は、地球に向けて曲げられる前に、Ｆ２層６２０まで、および、場合によっては、同様にＦ１層６１６まで、存続することもある。場合によって、周波数は、あらゆる屈折が発生することを不可能にする臨界周波数を超えることもあり、電磁エネルギーが地球の大気圏外へ放射されることを引き起こす（７０８）。

このように、一定の周波数を超えて垂直に送信された電磁エネルギーは、宇宙まで続き、電離圏５１２によって屈折されない。しかし、一部の臨界周波数より低い波には、伝搬角度７０４が垂直よりも小さい場合に、屈折されることがあるものもある。また、伝搬角度７０４を小さくすることによって、跳躍距離７２４を渡り、リモートアンテナ１３２に到達することを可能にする跳躍帯７２０の範囲内で、アンテナ１２８によって送信された電磁波１２４は、地球の表面に向けて屈折されることが可能になる。このように、一定の跳躍距離７２４を越えて空間波伝搬が成功する機会は、さらに、送信角度および周波数に依存し、したがって、最大使用可能周波数は、電離圏の条件、所望の跳躍距離７２４、伝搬角度７０４と共に変化する。また、図７は、地表波の信号および／または見通し線の信号７１６などの非空間波伝搬が、跳躍距離７２４を渡る可能性がないということを示す。

図８は、通信ノード１１２および１１６のような通信ノード８００のさらなる態様の１つの例を示す。通信ノード８００は、通信ノード８００の様々な態様を制御するためにプロセッサ８０４を含むことができる。プロセッサは、ルール、コマンドデータ８２０、またはヒストリカル送信データ８２２を格納するのに役立つメモリ８１６に結合されてもよい。また、ユーザ入力を受け入れ、ユーザに出力をもたらす（Ｉ／Ｏ）ためのデバイス（８２４）が含まれてもよい。これらのデバイスは、キーボードもしくはキーパッド、マウス、フラットパネルモニタ、および類似物などのディスプレイ、プリンタ、プロッタ、もしくは３Ｄプリンタ、カメラ、またはマイクロフォンを含んでもよい。ユーザＩ／Ｏのための任意の適切なデバイスが、含まれてもよい。また、ノード８００は、プロセッサ８０４に応答し、通信ネットワーク８３６に結合されたネットワークインターフェース８３２を含んでもよい。セキュリティモジュール８２８が、同様に含まれてもよく、通信ノード８００の間を通過する際に、第三者がデータを傍受、ジャミング、または変更する機会を低減または除去するために使用されてもよい。１つの例では、通信ノード８００は、ノード８００の様々な態様の相互作用を制御するためのソフトウェアを実行するコンピュータとして実施される。

ネットワークインターフェース８３６は、コマンドデータ８２０、または、トリガシステム８４０から渡され得るトリガデータなどのデータを送り、受信するように構成されてもよい。通信ネットワーク８３６は、インターネットなどのネットワークに結合され、空間波伝搬を使用せずにデータを送り、受信するように構成されてもよい。たとえば、通信ネットワーク８３６は、光ファイバ、または、前図に示された伝送回線１４４と同様の、地球に沿って走る他の伝送回線でデータを送信し、受信してもよい。

ノード８００は、プロセッサ８０４に応答し、ラジオ周波数通信インターフェース８１２に結合された第２のネットワークインターフェース８０８を含んでもよい。この第２のネットワークインターフェース８０８は、コマンドデータ８２０、または、トリガシステム８４０から渡されるトリガデータなどのデータを転送するために使用されてもよい。ネットワークインターフェース８０８は、複数のアンテナまたはアンテナ素子を含み得るアンテナ１２８のようなアンテナに結合されてもよい。ラジオ周波数通信インターフェース８０８は、アンテナ１２８を介して送信され、および／または受信された電磁波を使用してトリガデータなどのデータを送り、受信するように構成されてもよい。上記で論じられたように、アンテナ１２８は、空間波伝搬を介して電磁波を送り、受信するように構成されてもよい。

通信ノード８００は、図９に示されたさらなる態様を含むことができる。ラジオ周波数通信インターフェース８１２は、アンテナ１２８を使用して電磁エネルギーを送信するように構成された送信機９０４を含んでもよい。受信機９０８は、同様にオプションとして含まれ、アンテナ１２８から電磁波を受信するように構成されてもよい。また、送信機９０４および受信機９０８は、送信機９０４によって送信するために、デジタルストリームからの情報またはデータを符号化するためにインターフェース８１２によって受信された信号を変調するように構成されたモデム９１２に結合されてもよい。また、モデム９１２は、プロセッサ８０４によって使用でき、または、メモリ８１６に格納され得るデジタルデータのストリームに、送信された信号を復号するためにアンテナ１２８から受信機９０８によって受信された信号を復調するように構成されてもよい。

いくつかの場合に、電磁放射によって送信されるデータ信号は、マルチパス伝搬と称する現象で、送信機と受信機との間で複数の経路に沿って送られる場合がある。これは、電磁信号が電離圏または地球から異なる角度で反射されることを含む複数の要因によって引き起こされる可能性がある。マルチパス波は、干渉、フェージング、および／または位相シフトを引き起こす可能性があり、信号の品質を低下させ得る。

一例として、図１０に示されているように、空間波伝搬を使用する時に、データ信号は、受信機に達する前に、電離圏および地面から複数回反射する場合がある。いくつかの場合に、データ信号は、アンテナ１２８からアンテナ１３２に移動する時に、複数の異なる伝搬経路１００４、１００８を辿る場合がある。第１の伝搬経路１００４は、アンテナ１２８からアンテナ１３２に移動するために、２ホップを辿り、反射ポイント１０１２で２回、電離圏１２０から反射する可能性がある。対照的に、第２の伝搬経路１００８は、アンテナ１３２に達する前に、３ホップを辿り、反射ポイント１０１６で３回、電離圏１２０から反射する可能性がある。通常、データ信号が、より少数のホップで送信されることが好ましい。というのは、これが、データ信号が電離圏または地面から反射される時に発生する反射損および歪みの可能性を低下させるからである。また、一般に、送信機と受信機との間で移動される距離が、通常はホップ数が増加する時に増加するので、より少数のホップを辿るデータ信号は、より多数のホップを辿るデータ信号より素早く受信される。

異なるホップの経路１００４、１００８に沿って移動する信号は、複数の形または形の組合せでフィルタリングされ得る。たとえば、異なる伝搬経路１００４、１００８は、受信時刻に基づいてフィルタリングされ得る。この例では、より早く受信された信号は、より後に受信される信号と比較して、より少数のホップをともなって移動したと考えられる。ドップラシフト検出も、２つ以上のホップの経路に沿って移動した信号の間でのフィルタリングに使用され得る。到来角も、異なるホップの経路に沿って移動する信号の間で区別するのに使用され得る。到来角（および／または送信角度）に応じて、周波数は、エラーを減らし、かつ／またはレイテンシを短縮するために切り替えられ得る。より大きい到来角は、信号の空間波移動経路が、より短い２ホップ経路ではなく相対的により長い３ホップ経路を介したことを示す。より長い長さを有する３ホップ経路は、通常（必ずではないが）、２ホップ経路と比較して、より大きい歪みおよび／またはレイテンシを経験する。やはり、これらならびに他の手法の組合せが、異なるホップの経路に沿って移動する信号の間で区別するのに使用され得る。電離圏条件などの複数の要因を条件として、送信の信号対雑音比を高める最適周波数または使用可能周波数は、変化する可能性がある。たとえば、最適送信周波数は、送信が２ホップ経路または３ホップ経路のどちらであるのかに依存して変化する可能性がある。信号強度および雑音などの他の測定値と共に信号の到来角を測定することによって、送信周波数は、レイテンシおよび／またはエラーを減らすためにアップデートされ得る。たとえば、到来角は、異なる角度に向けられた２つ以上のアンテナによって、および／または異なる角度範囲にわたって信号を検出するために可動の／ステアリング可能なアンテナによって、測定され得る。その代わりにまたはそれに加えて、到来角は、カリフォルニア州フリーモントのＴＣＩによって供給されるもの（たとえば、ＴＣＩ Ｍｏｄｅｌ ９０２ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＨＦ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｅａｒｃｈ，Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，Ｇｅｏｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などのＡＯＡシステムによって測定され得る。

異なるホップ数を有する経路から受信されたデータ信号を処理する方法が、図１１に示された流れ図１１００に示されている。まず、最小個数のホップを有する伝搬形路上を移動したデータ信号は、最低のレイテンシを有するデータ信号なので、これが復号される１１０５。次に、このデータ信号が成功裡に復号されたかどうかが判定される１１１０。最小個数のホップを有する伝搬経路からのデータ信号が正しく復号される場合には、このデータ信号からの情報が処理され１１１５、命令プロセッサ、加入者、またはデータがそれを対象とされた任意の他の当事者に送信される。次に、最小個数のホップを有する伝搬経路からのデータ信号が正しく復号されない場合には、より多数のホップを辿った電波経路を移動したデータ信号が復号される１１２０。次に、このデータ信号が、正しく復号され得る場合には、このデータ信号からの情報が、処理され１１２５、命令プロセッサ、加入者、またはデータがそれを対象とされた任意の他の当事者に送信される。

図１１の流れ図は、より多数のホップを有する伝搬経路を移動したデータ信号を復号するステップが、より少数のホップを辿ったデータ信号を復号する試みの後で実行されることを示すが、いくつかの実施形態では、これらのステップが、並列に実行され得る。これらの実施形態では、両方のデータ信号が、受信時に復号される。次に、より少数のホップを辿ったデータ信号が成功裡に復号される場合には、その信号からの情報が使用される。次に、より少数のホップを辿ったデータ信号が成功裡に復号されない場合には、より多数のホップを辿ったデータ信号からの情報が使用される。

図１０を使用する特定の例として、金融商品を取引する命令を含むデータ信号が、商人によって、アンテナ１２８から、証券取引所で命令を実行するアンテナ１３２の受信機に送信される。商人によって送られた命令および／または第三者からのニュースが、２つの異なる伝搬経路に沿って送信される。データ信号の一方は、伝搬経路１００４によって送られ、アンテナ１３２に達する前に２ホップを辿る。同一の情報を含む第２のデータ信号は、伝搬経路１００８によって送られ、アンテナ１３２に達するために３ホップを辿る。

アンテナ１３２は、伝搬経路１００４と１００８との両方からデータ信号を受信する。伝搬経路１００４、１００８は、異なる距離をカバーするので、第１および第２のデータ信号は、異なる時にアンテナ１３２に到着する。伝搬経路１００４が、２ホップだけを含み、データ信号が、この伝搬経路に沿って、より短い距離を進むので、しばしば、伝搬経路１００４からのデータ信号は、伝搬経路１００８からのデータ信号の前に受信される。アンテナ１３２で受信された後に、伝搬経路１００４からのデータ信号を復号する試みが行われる。伝搬経路１００４からの第１のデータ信号が成功裡に復号される場合に、このデータ信号からの取引命令が、処理され、実行されるために証券取引所に送られる。

伝搬経路１００４を介して送られた第１のデータ信号が、正しく復号され得ない場合には、伝搬経路１００８からの第２のデータ信号も復号される。いくつかの実施形態では、第２のデータ信号は、第１のデータ信号と並列に復号され得、第１のエラーのないコピーが使用される。これは、第２のデータ信号がアンテナ１３２で受信されるや否や行われ得、あるいは、所望の時間期間になるように遅延され得る。他の実施形態では、第２のデータ信号は、第１のデータ信号が復号された後にのみ復号され得る。第２のデータ信号が成功裡に復号された後に、第２のデータ信号からの取引命令が、実行されるために証券取引所に送られる。やはり、取引のトリガ情報は、少数の例を挙げると、商人からの命令、第三者からのニュース、および／または政府機関からのレポートを含むことができる。たとえば、穀物生産高レポートおよび／または天気予報が、特定の日用品取引のトリガ情報として使用され得る（たとえば、フロリダ州の凍結警報は、冷凍オレンジジュースの先物に影響する）。

上の例では、最小ホップを辿った信号と第２のデータ信号との両方の復号が、順次または並列のいずれかで行われ得る。その代わりにまたはそれに加えて、異なる経路からのデータ信号の部分が一緒に組み合わされる、ハイブリッド手法が使用される。たとえば、第１の伝搬経路１００４からのより以前に受信された第１のデータ信号からのメッセージの第１のまたは最初の部分が歪曲されまたは非可読である時に、第２の伝搬経路に沿って受信される完全なメッセージよりまだ高速に処理され得るハイブリッドの完全なメッセージを作成するために、第１のデータ信号のより後の部分が、第２の伝搬経路１００８に沿って移動した第２のデータ信号の第１のまたは最初の部分と組み合わされ得る。別の変形形態では、第１および第２のデータ信号は、完全なハイブリッドメッセージを作成するために、一緒に平均をとられ、または重み付け係数を介するなど、何らかの他の形で組み合わされ得る。
定義および代替の用語解説
特許請求の範囲および明細書で使用される言葉は、以下に明示的に定義されたようなものを除き、その言葉の平易かつ通常の意味だけを有することになる。この定義における単語は、その単語の平易かつ通常の意味だけを有することになる。このような平易かつ通常の意味は、最近に発行されたＷｅｂｓｔｅｒ’ｓ ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙおよび、Ｒａｎｄｏｍ Ｈｏｕｓｅ ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙからの全ての一貫した辞書の定義を含む。明細書および特許請求の範囲で使用されたように、以下の定義は、以下の用語、または、その共通の変化（たとえば、単数形／複数形、過去時制／現在時制、他）に適用する。

「アンテナ」または「アンテナシステム」は、一般に、任意の適切な構成における、電力を電磁放射に変換する電気デバイス、または一連のデバイスのことを言う。このような放射は、電磁スペクトルに沿って任意の周波数で垂直に、水平に、または円形に偏波されてもよい。円偏波で送信するアンテナは、右偏波または左偏波を有してよい。

電波の場合に、アンテナは、極低周波（ＥＬＦ）からミリ波（ＥＨＦ）まで電磁スペクトルに沿って分布する周波数で送信してもよい。電波を送信するように設計されたアンテナまたはアンテナシステムは、金属導体（素子）の配置を備えることがあり、受信機または送信機に（多くの場合に、伝送回線を通じて）電気的に接続される。送信機によってアンテナを通じて押し進められた電子の発振する流れは、アンテナ素子の周囲に発振する磁場を作り出すことができ、一方、電子の電荷も、素子に沿って発振する電場を作り出す。これらの時間変動する場は、移動する横電磁場波としてアンテナから離れて空間に放射する。逆に、受信中、入射する電磁波の発振する電場および磁場が、アンテナ素子内の電子に力を及ぼし、電子を前後に移動させ、アンテナ内に発振する電流を作り出す。次に、これらの電流は、受信機によって検出され、デジタルまたはアナログの信号またはデータを取り出すために処理されてもよい。

アンテナは、実質的に均等に全ての水平方向に（無指向性アンテナ）、または優先的に特定の方向に（指向性または高利得アンテナ）電波を送信および受信するように設計されてもよい。後者の場合に、アンテナは、送信機または受信機に対する任意の物理的、電気的な接続を有しているか、または有していなくてよい、さらなる素子または面も含んでよい。たとえば、寄生素子、放物面反射器またはホーン、および他のこのような非通電の素子は、ビームまたは他の所望の放射パターンに電波を向ける役割を果たす。このようにアンテナは、これらの様々な面または素子の配置による増加または減少された指向性または「利得」を発揮するように構成されてもよい。高利得アンテナは、垂直、水平、または、その任意の組合せであってもよい所与の方向に放射された電磁エネルギーの実質的に大部分を向けるように構成されてもよい。

また、アンテナは、電離圏などの大気の上層に向けて電磁エネルギーを集束させるために、地球に対する鉛直角の特有の範囲内（すなわち「取り出し角」）で電磁エネルギーを放射するように構成されてもよい。特有の角度で上層大気に電磁エネルギーを向けることによって、特有の跳躍距離が、特定の周波数で電磁エネルギーを送信することによって、日中の特定の時間に達成されることがある。

アンテナの他の例は、電磁スペクトルの可視または不可視光線部分において、電磁エネルギーのパルスに電気エネルギーを変換するエミッタおよびセンサを含む。例は、遠赤外線から極紫外線までの電磁スペクトルに沿って分布する周波数で電磁エネルギーを生成するように構成された発光ダイオード、レーザ等を含む。

「コマンド」または「コマンドデータ」は、一般に、単独で、または組合せで、１つまたは複数のアクションを行うために、機械を制御する１つまたは複数のディレクティブ、命令、アルゴリズム、またはルールのことを言う。コマンドは、格納され、転送され、送信され、または他の形で、任意の適切な方法で処理されてもよい。たとえば、コマンドは、メモリ内に格納され、または、任意の適切な媒体を通過する任意の適切な周波数で電磁放射として通信ネットワークで送信されてもよい。

「コンピュータ」は、一般に、任意の数の入力値または変数から結果を計算するように構成された任意のコンピューティングデバイスのことを言う。コンピュータは、入力または出力を処理するために計算を実行するプロセッサを含んでもよい。コンピュータは、プロセッサによって処理される値を格納するため、または、従前の処理の結果を格納するためにメモリを含んでもよい。

また、コンピュータは、値を受信するまたは送るための多彩な入力および出力デバイスからの入力および出力を受け入れるように構成されてもよい。このようなデバイスは、他のコンピュータ、キーボード、マウス、ディスプレイ、プリンタ、産業機器、および、全てのタイプおよびサイズのシステムまたは機械類を含む。たとえば、コンピュータは、要求に応じて様々なネットワーク通信を実施するためにネットワークインターフェースを制御することができる。ネットワークインターフェースは、コンピュータの一部であってもよく、または、コンピュータとは別個かつリモートとして特徴付けられてもよい。

コンピュータは、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータなどの単一で物理的なコンピューティングデバイスであってよく、または、ネットワーク化されたクラスタ内で１つのデバイスとして動作する一群のサーバ、または、１つのコンピュータとして動作し、通信ネットワークによって一緒にリンクされた異なるコンピューティングデバイスの異種混合の組合せなど、同じタイプの多数のデバイスから成り立っていてもよい。また、コンピュータに接続された通信ネットワークは、インターネットなどのより広範なネットワークに接続されてもよい。このようにコンピュータは、１つまたは複数の物理的なプロセッサまたは他のコンピューティングデバイスもしくは回路網を含んでもよく、任意の適切なタイプのメモリも含んでもよい。

また、コンピュータは、未知の個数のまたは変動する数の物理的なプロセッサおよびメモリまたはメモリデバイスを有する仮想コンピューティングプラットフォームであってもよい。このように、コンピュータは、１つの地理的な場所に物理的に設置されるか、または、いくつかの広範に散らばった場所にわたって物理的に広がってもよく、複数のプロセッサは、単一のコンピュータとして動作するように通信ネットワークによって一緒にリンクされる。

また、コンピュータまたはコンピューティングデバイス内の「コンピュータ」および「プロセッサ」の概念は、開示されるシステムの一部として計算または比較を行う役割を果たす任意のこのようなプロセッサまたはコンピューティングデバイスを包含する。コンピュータにおいて発生するしきい値の比較、ルールの比較、計算、等に関連した動作を処理することは、たとえば、別個のサーバ、別個のプロセッサを有する同じサーバで、または上記で説明されたような、未知の個数の物理的なプロセッサを有する仮想コンピューティング環境で発生してもよい。

コンピュータは、１つまたは複数の視覚ディスプレイにオプションとして結合されてもよく、および／または統合されたディスプレイを含んでもよい。同様に、ディスプレイは、同じタイプ、または、異なる視覚デバイスの異種混合の組合せのものであってよい。また、コンピュータは、代表的なほんの数例を挙げれば、キーボード、マウス、タッチスクリーン、レーザもしくは赤外線ポインティングデバイス、または、ジャイロスコープポインティングデバイスなどの１つまたは複数のオペレータ入力デバイスを含んでもよい。また、ディスプレイに加えて、プリンタ、プロッタ、工業生産機械、３Ｄプリンタ、および類似物などの、１つまたは複数の他の出力デバイスが含まれてもよい。したがって、様々なディスプレイ、入力および出力デバイスの配置が可能である。

複数のコンピュータまたはコンピューティングデバイスは、通信ネットワークを形成するために、有線または無線通信リンクで、互いにまたは他のデバイスと通信するように構成されてもよい。ネットワーク通信は、インターネットなどの他のより大きなコンピュータネットワーク上を通過する前に、スイッチ、ルータ、ファイアウォール、または、他のネットワークデバイスもしくはインターフェースなどのネットワーク機器として動作する様々なコンピュータを通過してもよい。また、通信は、伝送回線または自由空間を通じて電磁波で搬送される無線データ送信として通信ネットワーク上を通過されてもよい。このような通信は、ＷｉＦｉもしくは他の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、または、データを転送するためのセルラー送信機／受信機を使用することを含む。このような信号は、８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ、３Ｇ、４Ｇ、および類似物などの多くの無線または移動体通信の技術標準のいずれかに準拠する。

「通信リンク」は、一般に、２つ以上の通信エンティティ間の接続のことを言い、通信エンティティ間の通信チャネルを含んでも含まなくてもよい。通信エンティティ間の通信は、任意の適切な手段によって発生してもよい。たとえば、接続は、実際の物理的なリンク、電気的なリンク、電磁気的なリンク、論理的なリンク、または、通信を容易にする任意の他の適切なリンク機構として実施されてもよい。

実際の物理的なリンクの場合に、通信は、別の要素に対する一方の要素の物理的な動きによって互いに応答すると考えられる通信リンク内の複数の構成要素によって発生してもよい。電気的なリンクの場合に、通信リンクは、通信リンクを形成するように電気的に接続された複数の導電体から成り立ってもよい。

電磁気的なリンクの場合に、接続の要素は、任意の適切な周波数で電磁エネルギーを送ること、または受信することによって実施されてもよく、このように、通信は、電磁波として渡すことができる。これらの電磁波は、光ファイバなどの物理的な媒体もしくは自由空間、または、その任意の組合せを通過することも、しないこともある。電磁波は、電磁スペクトル内の任意の周波数を含む任意の適切な周波数で渡されてもよい。

論理的なリンクの場合に、通信リンクは、受信局内にある送信局などの送信者と受信者との間の概念的なリンク機構であってよい。論理的なリンクは、物理的な、電気的な、電磁気的な、または他のタイプの通信リンクの任意の組合せを含んでもよい。

「通信ノード」は、一般に、通信リンクに沿った、物理的もしくは論理的な接続ポイント、再配布ポイント、またはエンドポイントのことを言う。物理的なネットワークノードは、一般に、物理的に、論理的に、または、電磁的に通信リンクに取り付けられた、または結合された能動電子デバイスと呼ばれる。物理的なノードは、通信リンクで情報を送ること、受信すること、または転送することができる。通信ノードは、コンピュータ、プロセッサ、送信機、受信機、リピータ、および／もしくは伝送回線、またはそれらの任意の組合せを含んでも含まなくてもよい。

「臨界角」は、一般に、地球の中心に延びる垂直線に対する最大角度のことを言い、その角度で、特有の周波数における電磁波は、空間波伝搬を使用して地球に戻されることが可能である。

「臨界周波数」は、一般に、空間波伝搬を使用して所与の電離圏の条件の下で垂直に送信された時に、地球に戻される最大周波数のことを言う。
「データ帯域幅」は、一般に、通信システム内の論理的または物理的な通信経路の最大スループットのことを言う。データ帯域幅は、１秒あたりの転送されるデータの単位で表現されることが可能である転送レートである。デジタル通信ネットワークでは、転送されるデータの単位は、ビットであり、したがって、デジタル通信ネットワークの最大スループットは、一般に、「１秒あたりのビット」すなわち「ｂｉｔ／ｓ」で表現される。さらに言うと、用語「ｋｉｌｏｂｉｔ／ｓ」または「Ｋｂｉｔ／ｓ」、「Ｍｅｇａｂｉｔ／ｓ」または「Ｍｂｉｔ／ｓ」、および、「Ｇｉｇａｂｉｔ／ｓ」または「Ｇｂｉｔ／ｓ」も、所与のデジタル通信ネットワークのデータ帯域幅を表現するために使用されることが可能である。データネットワークは、「最大ビットレート」、「平均ビットレート」、「最大持続ビットレート」、「情報レート」、または「物理層の有効ビットレート」などの特有の測定基準によって、データネットワークのデータ帯域幅の性能特徴に従って格付けされてもよい。たとえば、帯域幅の試験は、コンピュータネットワークの最大スループットで計測される。この使用方法の理由は、Ｈａｒｔｌｅｙの法則に従うというものであり、物理的な通信リンクの最大データレートは、ヘルツを単位とした、通信リンクの周波数の帯域幅に比例するというものである。

また、データ帯域幅は、特定の通信ネットワークに対する最大転送レートに従って特徴付けられてもよい。たとえば、
「低データ帯域幅」は、一般に、１秒あたり約１，０００，０００単位以下のデータである最大データ転送レートを有する通信ネットワークのことを言う。たとえば、デジタル通信ネットワークでは、データの単位は、ビットである。したがって、低データ帯域幅のデジタル通信ネットワークは、１秒あたり約１，０００，０００ビット（１Ｍｂｉｔｓ／ｓ）以下の最大転送レートを有するネットワークである。

「高データ帯域幅」は、一般に、１秒あたり約１，０００，０００より大きい単位のデータである最大データ転送レートを有する通信ネットワークのことを言う。たとえば、高データ帯域幅を有するデジタル通信ネットワークは、１秒あたり約１，０００，０００ビット（１Ｍｂｉｔｓ／ｓ）より大きい最大転送レートを有するデジタル通信ネットワークである。

「歪み」は、一般に、あるものの元の形状または他の特性の変更のことを言い、より具体的には、情報を担持する信号の波形の変更のことを言う。歪みは、振幅歪み、高調波歪み、周波数歪み、位相歪み、偏波歪み、および群遅延タイプの歪みを含むことができるが、これに制限されない。歪みは、情報を担持する信号に対する線形、非線形、系統的、および／またはランダムな変更を含むことができる。歪みは、アナログ信号および／またはデジタル信号に対する変更を含むことができる。

「電磁放射」は、一般に、電磁波によって放射されるエネルギーのことを言う。電磁放射は、他のタイプのエネルギーから生み出され、電磁放射が破壊される時に他のタイプに変換される。電磁放射は、（真空において）光速で発生源から離れて伝わる時に、このエネルギーを搬送する。また、電磁放射は、運動量および角運動量の両方も搬送する。これらの属性は、発生源から外側に離れる時に電磁放射が相互作用する物質に全て伝わることがある。

電磁放射は、一方の媒質から別の媒質に入る際に速度を変える。一方の媒質から次の媒質へ遷移すると、新しい媒質の物理的な属性によって、放射されたエネルギーのうちの一部または全部が反射して、残りのエネルギーが新しい媒質に入ることがある。これは、電磁放射が伝わる際に遭遇する媒質間の全ての接点で発生する。

光子は、電磁相互作用の量子であり、電磁放射の全ての形式の基本成分である。光の量子性は、電磁放射の周波数が増加するにつれて、電磁放射が、より粒子のように振舞い、波のように振舞わなくなるので、高い周波数でより明らかになる。

「電磁スペクトル」は、一般に、電磁放射の全ての可能な周波数の範囲のことを言う。電磁スペクトルは、一般に、増加する周波数およびエネルギーならびに減少する波長の順に以下のように分類される。

「極低周波」（ＥＬＦ）は、一般に、波長が長さ約１００，０００ｋｍから１０，０００ｋｍまでの、約３Ｈｚから約３０Ｈｚの周波数帯を示す。
「超低周波」（ＳＬＦ）は、一般に、波長が長さ約１０，０００ｋｍから約１０００ｋｍまでの、約３０Ｈｚと約３００Ｈｚとの間に一般に分布する周波数帯を示す。

「音声周波数」または「音声帯域」は、一般に、人間の耳に聞こえる電磁エネルギーを示す。成人男性は、一般に、約８５Ｈｚと約１８０Ｈｚとの間の範囲で話し、一方、成人女性は、一般に、約１６５Ｈｚから約２５５Ｈｚまでの範囲で会話する。

「超長波」（ＶＬＦ）は、一般に、長さ約１０ｋｍから約１００ｋｍまでの対応する波長を有する、約３ｋＨｚから約３０ｋＨｚまでの周波数帯を示す。
「長波」（ＬＦ）は、一般に、波長が約１ｋｍから約１０ｋｍまで分布する、約３０ｋＨｚから約３００ｋＨｚまでの範囲の周波数帯を示す。

「中波」（ＭＦ）は、一般に、波長が長さ約１０００ｍから約１００ｍまでの、約３００ｋＨｚから約３ＭＨｚまでの周波数帯を示す。
「短波」（ＨＦ）は、一般に、波長が長さ約１００ｍから約１０ｍまでの、約３ＭＨｚから約３０ＭＨｚまでの周波数帯を示す。

「超短波」（ＶＨＦ）は、一般に、波長が長さ約１０ｍから約１ｍまでの、約３０Ｈｚから約３００ＭＨｚまでの周波数帯を示す。
「極超短波」（ＵＨＦ）は、一般に、重さの波長が長さ約１ｍから約１０ｃｍまで分布する、約３００ＭＨｚから約３ＧＨｚまでの周波数帯を示す。

「センチメートル波」（ＳＨＦ）は、一般に、波長が長さ約１０ｃｍから約１ｃｍまで分布する、約３ＧＨｚから約３０ＧＨｚまでの周波数帯を示す。
「ミリ波」（ＥＨＦ）は、一般に、波長が長さ約１ｃｍから約１ｍｍまで分布する、約３０ＧＨｚから約３００ＧＨｚまでの周波数帯を示す。

「遠赤外線」（ＦＩＲ）は、一般に、波長が長さ約１ｍｍから約１５μｍまで分布する、約３００ＧＨｚから約２０ＴＨｚまでの周波数帯を示す。
「長波長赤外線」（ＬＷＩＲ）は、一般に、波長が長さ約１５μｍから約８μｍまで分布する、約２０ＴＨｚから約３７ＴＨｚまでの周波数帯を示す。

「中赤外線」（ＭＩＲ）、一般に、波長が長さ約８μｍから約３μｍまでの、約３７ＴＨｚから約１００ＴＨｚまでの周波数帯を示す。
「短波長赤外線」（ＳＷＩＲ）は、一般に、波長が長さ約３μｍから約１．４μｍまでの、約１００ＴＨｚから約２１４ＴＨｚまでの周波数帯を示す。

「近赤外線」（ＮＩＲ）は、一般に、波長が長さ約１．４μｍから約７５０ｎｍまでの、約２１４ＴＨｚから約４００ＴＨｚまでの周波数帯を示す。
「可視光線」は、一般に、波長が長さ約７５０ｎｍから約４００ｎｍまでの、約４００ＴＨｚから約７５０ＴＨｚまでの周波数帯を示す。

「近紫外線」（ＮＵＶ）は、一般に、波長が長さ約４００ｎｍから約３００ｎｍまでの、約７５０ＴＨｚから約１ＰＨｚまでの周波数帯を示す。
「中紫外線」（ＭＵＶ）は、一般に、波長が長さ約３００ｎｍから約２００ｎｍまでの、約１ＰＨｚから約１．５ＰＨｚまでの周波数帯を示す。

「遠紫外線」（ＦＵＶ）は、一般に、波長が長さ約２００ｎｍから約１２２ｎｍまでの、約１．５ＰＨｚから約２．４８ＰＨｚまでの周波数帯を示す。
「極紫外線」（ＥＵＶ）は、一般に、波長が長さ約１２１ｎｍから約１０ｎｍまでの、約２．４８ＰＨｚから約３０ＰＨｚまでの周波数帯を示す。

「軟Ｘ線」（ＳＸ）は、一般に、波長が長さ約１０ｎｍから約１００ｐｍまでの、約３０ＰＨｚから約３ＥＨｚまでの周波数帯を示す。
「硬Ｘ線」（ＨＸ）は、一般に、波長が長さ約１００ｐｍから約１０ｐｍまでの、約３ＥＨｚから約３０ＥＨｚまでの周波数帯を示す。

「ガンマ線」は、一般に、波長が長さ約１０ｐｍ未満の、約３０ＥＨｚより上の周波数帯を示す。
「電磁波」は、一般に、別個の電気的かつ磁気的な構成要素を有する波のことを言う。電磁波の電気的かつ磁気的な構成要素は、同相で発振し、常に角度９０度だけ分離される。電磁波は、媒質中または真空中を通過することができる電磁放射を作り出す発生源から放射することができる。電磁波は、電磁スペクトル内の任意の周波数で発振する波を含み、電波、可視および不可視光線、Ｘ線、ならびにガンマ線を含むが、これらに限定されない。

「周波数帯域幅」または「帯域」は、一般に、高い方の周波数と低い方の周波数によって定められた周波数の連続した範囲のことを言う。このように、周波数帯域幅は、典型的には、帯域の高い方の周波数と低い方の周波数との間の差を表すヘルツ数（サイクル毎秒）として表現され、高い方の周波数および低い方の周波数のそれら自体を含んでも含まなくてもよい。したがって、「帯域」は、所与の領域に対する所与の周波数帯域幅によって定義される場合があり、一般に、合意された用語を用いて指定される。たとえば、合衆国において「２０メートル帯」は、１４ＭＨｚから１４．３５ＭＨｚまでの周波数範囲を割り当てられ、したがって、０．３５ＭＨｚまたは３５０ＫＨｚの周波数帯域幅を定義する。別の例では、国際電気通信連合（ＩＴＵ）は、「ＵＨＦ帯」として３００ＭＨｚから３ＧＨｚまでの周波数範囲を指定した。

「光ファイバ通信」は、一般に、光ファイバを通じて電磁エネルギーのパルスを送ることによって一方の場所から別の場所へデータを送信する方法のことを言う。送信されたエネルギーは、データを搬送するために変調される場合がある電磁気的な搬送波を形成してもよい。光ファイバケーブルを使用してデータを送信する光ファイバの通信回線は、高データ帯域幅を有するように構成されることが可能である。たとえば、光ファイバの通信回線は、約１５Ｔｂｉｔ／ｓ、約２５Ｔｂｉｔ／ｓ、約１００Ｔｂｉｔ／ｓ、約１Ｐｂｉｔ／ｓ、またはそれ以上に達する高データ帯域幅を有することができる。光電子リピータは、光ファイバケーブルの１つのセグメントから電磁エネルギーを電気信号に変換するために光ファイバの通信回線に沿って使用されてもよい。リピータは、受信された信号強度よりも高い信号強度で光ファイバケーブル別のセグメントに沿って電磁エネルギーとして電気信号を再送信することができる。

「金融商品」は、一般に、任意の種類の取引可能な資産のことを言う。一般的な例は、現金、法主体における所有持分の証拠、または、現金もしくは別の金融商品を受け取るもしくは届けるための契約上の権利を含むが、これらに限定されるものではない。具体例は、債券、証券（たとえば、コマーシャルペーパおよび短期国債）、株式、ローン、預金、預金証書、債券先物もしくは債券先物オプション、短期金利先物、ストックオプション、エクイティ先物、通貨先物、金利スワップ、金利キャップおよびフロア、金利オプション、金利先渡取引、ストックオプション、外国為替オプション、外国為替スワップ、通貨スワップ、または任意の種類の金融派生商品を含む。

「融合されたデータストリーム」は、一般に、少なくとも２つ以上の別々のデータ送信の組合せのことを言う。データ送信は、任意の所望の供給源に由来するものとすることができる。たとえば、データ送信は、帯域内データ、帯域外データ、パブリックデータ、またはプライベートデータとすることができる。融合されたデータストリームは、これらの異なるデータ送信の任意の所望の組み合わせとすることができる。

「地面または接地（グラウンド）」は、電気的な／電磁気的な意味で多く使用され、一般に、海洋、湖沼、および河川などの陸地および水域を含む地球の表面のことを言う。
「地表波伝搬」は、一般に、１つまたは複数の電磁波が、地表と大気の境界を介して伝導され、地表に沿って伝わる送信方法のことを言う。電磁波は、地球の半導電性の表面と相互作用することによって伝搬する。本質的に、電磁波は、地球の曲率を辿るようにその表面に付いて離れない。典型的には、常にというわけではないが、電磁波は、長波の電波によって形成される地表波または表面波の形状をしている。

「識別子」は、一般に、一意のもの、または、複数のものの一意のクラスを識別する（すなわち識別情報を標識付ける）名前のことを言い、ここで、「オブジェクト」またはクラスは、概念、物理的なオブジェクト（もしくはそのクラス）、または、物理的な実体（もしくはそのクラス）であってよい。省略形「ＩＤ」は、多くの場合に、識別情報、識別証明（識別するプロセス）、または、識別子（すなわち、識別証明の具体例）のことを言う。識別子は、単語、数字、文字、記号、形、色、音、またはそれらの任意の組合せを含んでも含まなくてもよい。

単語、数字、文字、または記号は、符号化システムを採用してもよく（文字、桁、単語、もしくは記号が、概念または比較的長い識別子を表し）、または、単純に自由に決めてもよい。識別子が、符号化システムを採用する時に、識別子は、多くの場合に、コードまたはＩＤコードと呼ばれる。いずれの符号化方式も採用しない識別子は、識別子が、何かを識別することを越えていずれの他の文脈でも意味を持たずに任意に割り当てられるので、多くの場合に、任意のＩＤと言われる。

「帯域内データ」は、一般に、２つの通信ノードの間の主データ送信ストリームから収集されたデータのことを言う。通常、帯域内データは、送信する当事者によって送られる主データ送信である。このデータは、送信の時間中の電離圏条件でのある周波数でのデータの送信の実行可能性を判定するために収集され、分析され得る。

「電離圏」は、一般に、高濃度イオンおよび自由電子を含み、電波を反射することができる地球の大気の層のことを言う。電離圏は、熱圏ならびに中間圏と外気圏との一部を含む。電離圏は、地表の上、約４０ｋｍから１，０００ｋｍ（約２５マイルから約６００マイル）までに及ぶ。電離圏は、太陽黒点などの太陽の活動含む多くの要因によって、高度、密度、および厚さがかなり変化する多くの層を含む。電離圏の様々な層は、以下に識別される。

電離圏の「Ｄ層」は、地表の上、約４０ｋｍ（２５マイル）から約９０ｋｍ（５５マイル）までに分布する最も内側の層である。この層は、低周波の信号を屈折させる能力を有するが、短波の無線信号が、多少の減衰をともなって通過することを可能にする。Ｄ層は、通常、全ての例においてではないが、イオンの急速な再結合によって、日没後、急速に消滅する。

電離圏の「Ｅ層」は、地表の上、約９０ｋｍ（５５マイル）から約１４５ｋｍ（９０マイル）まで及ぶ中間層である。Ｅ層は、典型的には、周波数がＤ層よりも高い信号を屈折させる能力を有する。条件によって、Ｅ層は、通常、２０ＭＨｚまでの周波数を屈折させることができる。Ｅ層におけるイオンの再結合の速度は、いくぶん速く、その結果、日没後、Ｅ層は、夜半までにほぼ完全に消滅する。さらに、Ｅ層は、強力な電離の小さく薄い雲によって形成される「Ｅ_ｓ”層」または「スポラディックＥ層」と呼ばれる層をさらに含む場合がある。スポラディックＥ層は、まれにではあるが、２２５ＭＨｚまでの周波数でさえ、電波を反射することができる。スポラディックＥ層は、ほとんどの場合に、夏季に形成し、約１，６４０ｋｍ（１，０２０マイル）の跳躍距離を有する。スポラディックＥ層によって、１回のホップ伝搬は、約９００ｋｍ（５６０マイル）から２，５００ｋｍ（１，６００マイル）になる場合があり、２回のホップ伝搬は、３，５００ｋｍ（２，２００マイル）を超える場合がある。

電離圏の「Ｆ層」は、地球の表面の上、約１４５ｋｍ（９０マイル）から５００ｋｍ（３１０マイル）以上に及ぶ頂部の層である。Ｆ層における電離は、典型的には、かなり高く、日中に広範に変化し、最大の電離は、正午頃に普段発生する。日中、Ｆ層は、Ｆ_１層およびＦ_２層の２つの層に分離する。Ｆ_２層は、最も外側の層であり、したがって、Ｆ_１層よりも高いところにある。これらの高度で大気が希薄になることを考慮すると、イオンの再結合は、ゆっくりと発生するので、Ｆ層は、日中または夜間、絶えず電離されたままであり、その結果、ほとんどの（全てではないが）電波の空間波伝搬は、Ｆ層内で発生し、それによって長距離にわたる短波（ＨＦ）すなわち短波通信を容易にする。たとえば、Ｆ層は、３０ＭＨｚまでの周波数に対する短波の長距離送信を屈折させることができる。

「レイテンシ」は、一般に、システムにおける原因と結果との間の時間間隔のことを言う。レイテンシは、物理的には、任意の物理的な相互作用がシステム全体にわたって伝搬する可能性がある制限された速度が原因となって生じた結果である。レイテンシは、物理的には、任意の物理的な相互作用が伝搬する可能性がある制限された速度が原因となって生じた結果である。システム全体にわたって結果が伝搬することができる速度は、常に光速以下である。したがって、原因と結果との間にいくらかの距離を含むあらゆる物理的なシステムは、ある種のレイテンシを経験する。たとえば、通信リンクまたは通信ネットワークでは、レイテンシは、一般に、データが一方の点から別の点に進むのにかかる最低時間のことを言う。また、通信ネットワークに関するレイテンシは、エネルギーを一方の点からネットワークに沿って別の点へ移動させるのにかかる時間として特徴付けられてもよい。特定の伝搬経路を辿る電磁エネルギーの伝搬によって引き起こされる遅延に関して、レイテンシは、以下のように分類される場合がある。

「低レイテンシ」は、一般に、光が真空中の所与の伝搬経路を伝わるのに要求される時間よりも１０％長い伝搬時間よりも短い、またはほぼ同じ時間のことを言う。公式として表現されると、低レイテンシは、以下のように定義される。

ただし、
ｄ＝距離（マイル）
ｃ＝真空中の光速（２９９，３００ｋｍ／秒（１８６，０００マイル／秒））
ｋ＝スカラ定数の１．１
たとえば、光は、約０．１３４４秒で真空を通って４０，０００ｋｍ（２５，０００マイル）を伝わることができる。したがって、この４０，０００ｋｍ（２５，０００マイル）の伝搬経路でデータを搬送する「低レイテンシ」の通信リンクは、約０．１４７８４秒以下のうちに、このリンクでデータの少なくともいくらかの部分を通すことができる。

「高レイテンシ」は、一般に、光が真空中の所与の伝搬経路を伝わるのに要求される時間よりも１０％長い時間を超える時間のことを言う。公式として表現されると、高レイテンシは、以下のように定義される。

ただし、
ｄ＝距離（マイル）
ｃ＝真空中の光速（２９９，３００ｋｍ／秒（１８６，０００マイル／秒））
ｋ＝スカラ定数の１．１
たとえば、光は、約０．０４３０１秒で真空を通って１２，８００ｋｍ（８，０００マイル）を伝わることができる。したがって、この送信経路でデータを搬送する「高レイテンシ」の通信リンクは、約０．０４７３１秒以上のうちに、このリンクでデータの少なくともいくらかの部分を通すことができる。

ネットワークの「高」および「低」レイテンシは、データ帯域幅とは独立とすることができる。いくつかの「高」レイテンシのネットワークは、「低」レイテンシのネットワークより高い、高転送レートを有することがあるが、これは、常に当てはまらなくてもよい。いくつかの「低」レイテンシのネットワークは、「高」レイテンシのネットワークの帯域幅を超えるデータ帯域幅を有することもある。

「最大使用可能周波数（ＭＵＦ）」は、一般に、空間波伝搬を使用して地球に戻される最大周波数のことを言う。
「メモリ」は、一般に、データまたは情報を保持するように構成された任意のストレージシステムまたはデバイスのことを言う。それぞれのメモリは、ほんの数例を挙げると、１つまたは複数のタイプのソリッドステートの電子メモリ、磁気メモリ、または、光メモリを含んでもよい。非限定的な例として、それぞれのメモリは、ソリッドステートの電子的なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、（先入れ先出し（ＦＩＦＯ）の種類、もしくは、後入れ先出し（ＬＩＦＯ）の種類などの）シーケンシャルアクセスメモリ（ＳＡＭ）、プログラマブル読取専用メモリ（ＰＲＯＭ）、電子的プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、もしくは電気的消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、（ＤＶＤもしくはＣＤ ＲＯＭなどの）光ディスクメモリ、磁気的に符号化されたハードディスク、フロッピディスク、テープ、もしくはカートリッジ媒体、または、これらのメモリタイプのいずれかの組合せを含んでもよい。また、それぞれのメモリは、揮発性、不揮発性、または、揮発性と不揮発性の複合的組合せの種類であってもよい。

「雑音」は、一般に、信号および／または情報に干渉し、かつ／またはその受信を妨げる１つまたは複数の妨害のことを言う。
「非空間波伝搬」は、一般に、電離圏から電磁波を反射することによって情報が送信されない、有線および／または無線の全ての形式の送信のことを言う。

「最適使用可能周波数」は、一般に、空間波伝搬を介して最も安定した通信経路をもたらす周波数のことを言う。この周波数は、電離圏の条件および時刻などの多くの要因に依存して時間と共に変化する可能性がある。電離圏のＦ_２層を使用する送信に関して、使用可能周波数は、一般に、ＭＵＦのおよそ８５％であり、Ｅ層に関して、最適使用可能周波数は、一般に、ＭＵＦの近くになる。

「光ファイバ」は、一般に、電磁エネルギーが導管の長軸を渡るように伝わる実質的に透明な媒体を含む細長い導管を有する電磁導波路のことを言う。電磁放射は、電磁放射が導管を渡るとき電磁放射の全内部反射によって導管の内部に維持されてもよい。全内部反射は、一般に、コアよりも低い屈折率を有する第２の実質的に透明な被覆材によって取り囲まれた実質的に透明なコアを含む光ファイバを使用して達成される。

光ファイバは、一般に、導電性ではないが実質的に透明な誘電体を材料として作られる。このような材料は、シリカ、ふっ化物ガラス、りん酸塩ガラス、カルコゲナイドガラスなどの押出成型されたガラス、または、様々なタイプのプラスチック、あるいは他の適切な材料などの高分子材料の任意の組合せを含んでも含まなくてもよく、任意の適切な断面の形、長さまたは寸法で構成されてもよい。光ファイバを通じてうまく渡されることが可能である電磁エネルギーの例は、任意の適切な周波数の電磁エネルギーが使用されてもよいが、電磁スペクトルのうち、近赤外線、中赤外線、および可視光線の部分における電磁波を含む。

「帯域外データ」は、一般に、主データストリームがそれを介して送信されるチャネルとは独立のチャネルから収集されるデータのことを言う。帯域外データは、第三者によって空間波伝搬によって送られたデータストリームである場合があり、あるいは、主データ送信ストリームとは異なるチャネルに沿って、送信する当事者によって送られたデータストリームである場合がある。収集されるデータは、たとえばイオノゾンデからの電離圏データを含む場合があり、あるいは、現在の電離圏条件である周波数でのデータの送信の実行可能性を判定するために収集され分析される一般データである場合がある。

「偏波」は、一般に、地球の表面に対する、放射された電磁エネルギー波の電場の向き（「Ｅ面」）のことを言い、放射するアンテナの物理的な構造および向きによって決定される。偏波は、アンテナの指向性とは別個に考えられる場合がある。したがって、単純な直線のワイヤアンテナは、実質的に垂直に取り付けられた場合に、１つの偏波を、および、実質的に水平に取り付けられた場合に、異なる偏波を有することがある。横波のように、電波の磁場は、電波の電場に対して直角であるが、慣習により、アンテナの「偏波」に関する話は、電場の方向について言うものと理解される。

反射は、一般に、偏波に影響を及ぼす。電波に関して、１つの重要な反射体は、波の偏波を変えることが可能である電離圏である。したがって、電離圏による反射を介して受信された信号（空間波）に関して、安定した偏波を期待することはできない。見通し線通信または地表波伝搬に関して、水平または垂直に偏波された送信は、一般に、受信する場所においてほぼ同じ偏波の状態のままである。送信機のアンテナの偏波に、受信アンテナの偏波を一致させることは、地表波または見通し線の伝搬において特に重要になることがあるが、空間波伝搬においては、それほど重要にはならないであろう。

アンテナの直線偏波は、一般に、このような方向が定義され得る場合に、アンテナの電流の（受信する場所から見えるような）方向に沿う。たとえば、垂直のホイップアンテナ、または垂直に向けられたＷｉＦｉアンテナは、垂直偏波で送信し、受信する。ほとんどのルーフトップＴＶアンテナなどの水平素子を有するアンテナは、（ＴＶ放送が、水平偏波を普段使用するので）一般に、水平に偏波される。水平なダイポールアンテナの配置など、アンテナシステムが垂直方位を有する場合でさえ、偏波は、電流の流れに対応して水平方向になる。

偏波は、電波が動く方向に対して垂直の想像上の面に投影された、時間に伴うＥ面の向きの和である。最も一般的な場合に、偏波は、長円形であり、電波の偏波が時間と共に変化することを意味する。２つの特別な場合は、上記で論じてきたような、（長円が１つの線につぶれる）直線偏波、および（長円の２つの軸が等しい）円偏波である。直線偏波では、電波の電場は、１つの方向に沿って前後に発振し、これは、アンテナの取付け方によって影響を受ける可能性があるが、普段、所望の方向は、水平または垂直の偏波である。円偏波では、電波の電場（および磁場）は、伝搬の軸のまわりを円形にラジオ周波数で回転する。

「プライベートデータ」は、一般に、一般大衆が使用可能ではない供給源から収集された電離圏データのことを言う。プライベートデータは、データ送信を実行している当事者によって収集されたヒストリカル電離圏データまたは現在の電離圏データである場合があり、あるいは、データ送信を実行している当事者によって第三者から購入された電離圏データである場合がある。プライベートデータは、ある種の送信周波数の実行可能性を示す可能性がある、歪みなどの送信特性に関して収集され、分析され得る、空間波伝搬によって送られた短波データ送信とすることもできる。

「プロセッサ」は、一般に、出力を生成するために入力を処理するように構成またはプログラムされた単一のユニットとして動作するように構成された１つまたは複数の電子的な構成要素のことを言う。あるいは、複数の構成要素の形式の場合に、プロセッサは、他の構成要素に対して遠く離れて設置された１つまたは複数の構成要素を有することがある。それぞれのプロセッサの１つまたは複数の構成要素は、デジタル回路網、アナログ回路網、または両方を定義する電子的な多様性のものであってもよい。１つの例では、それぞれのプロセッサは、２２００ Ｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ、Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ、Ｃａｌｉｆ． ９５０５２、ＵＳＡの ＩＮＴＥＬ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって供給された、１つまたは複数のＰＥＮＴＩＵＭ、ｉ３、ｉ５、またはｉ７プロセッサなどの、従来型の集積回路のマイクロプロセッサ装置のものである。

プロセッサの別の例は、判定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である。ＡＳＩＣは、特有のタスクまたは機能を実施するためにコンピュータを制御する特有の一連の論理演算を実施するようにカスタマイズされた集積回路（ＩＣ）である。ＡＳＩＣは、汎用的な使用のために構成されたプロセッサではなく特殊目的コンピュータのためのプロセッサの例である。判定用途向け集積回路は、一般に、他の機能を実施するために再プログラム可能ではないが、製造された時に１度プログラムされてもよい。

別の例では、プロセッサは、「フィールドプログラマブル」タイプのものであってよい。このようなプロセッサは、製造後に様々な特化されたまたは一般的な機能を実施するために「現場で」何度もプログラムされてよい。フィールドプログラマブルプロセッサは、プロセッサ内の集積回路の中のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでもよい。ＦＰＧＡは、ＦＰＧＡ内の不揮発性メモリセルに保持され得る特有の一連の命令を実施するためにプログラムされてもよい。ＦＰＧＡは、ハードウェア記述言語（ＨＤＬ）を使用して顧客または設計者によって構成されてもよい。ＦＰＧＡ内で、 は、コマンドまたは動作命令の新しいセットを実施するようにＦＰＧＡを再構成するために、別のコンピュータを使用して再プログラムされてもよい。このような動作は、プロセッサ回路網に対するファームウェアアップグレードなどの任意の適切な手段で実行されてもよい。

コンピュータの概念が、単一の場所における単一の物理的デバイスに限定されないのと同じように、「プロセッサ」の概念もまた、単一の物理的なロジック回路または回路のパッケージに限定されないが、非常に多くの物理的な場所における複数のコンピュータの内部または全域にわたって含まれる可能性がある１つまたは複数のこのような回路または回路のパッケージを含む。仮想コンピューティング環境において、未知の個数の物理的なプロセッサは、能動的にデータを処理していてもよく、未知の個数は、同様に時間と共に自動的に変化してもよい。

「プロセッサ」の概念は、しきい値の比較、ルールの比較、計算を行うように、または論理的な結果（たとえば、「真」または「偽」）を生じるルールをデータに適用する論理演算を実施するように構成またはプログラムされたデバイスを含む。アクティビティを処理することは、別個のサーバ上の、別個のプロセッサを有する単一のサーバ内の複数のプロセッサ上の、または、別個のコンピューティングデバイス内の互いに物理的にリモートな複数のプロセッサ上の複数の単一のプロセッサにおいて発生してもよい。

「パブリックデータ」は、一般に、大衆または任意の関心を持つ当事者が自由に使用可能な電離圏データのことを言う。パブリックデータは、ＮＡＳＡ、アメリカ海洋大気庁（ＮＯＡＡ）、または電離圏データを収集し分配する任意の他の公共機関など、政府機関によって収集され、使用可能にされたイオノゾンデデータとすることができる。パブリックデータは、ヒストリックデータまたはリアルタイムデータとすることができる。パブリックデータは、ある種の送信周波数の実行可能性を示す可能性がある、歪みなどの送信特性に関して収集され、分析され得る、空間波伝搬によって送られた短波データ送信とすることもできる。

「ラジオ」は、一般に、３ｋＨｚから３００ＧＨｚまでの範囲を占める周波数における電磁放射のことを言う。
「電波地平線」は、一般に、アンテナからの直射の放射線が、地表に正接する地点の位置のことを言う。電波地平線は、以下の方程式によって近似され得る。

ただし、
ｄ＝電波地平線（マイル）
ｈ_ｔ＝送信アンテナ高（フィート）
ｈ_ｒ＝受信アンテナ高（フィート）
「リモート」は、一般に、任意の物理的な、論理的な、または、２つのものの間の他の分離のことを言う。分離は、何千または何百万マイルもしくはキロメートルなど、比較的大きくても、または、ナノメートルまたは数百万分の１インチなど、小さくてもよい。また、互いから「リモート」な２つのものは、論理的または物理的に、一緒に結合または接続されてもよい。

「受信する」は、一般に、転送された、通信された、伝えられた、中継された、発信された、または、転送された何かを受け入れることを言う。この概念は、リスンする、または、何かが送信エンティティから到着するのを待つ行為を含んでも含まなくてもよい。たとえば、送信は、誰が、または、何が送信したかについて知らずに受信されてもよい。同様に、送信は、誰が、または、何が受信しているかについて知った状態で、または知らない状態で送られてもよい。「受信する」ことは、電磁スペクトル内の任意の適切な周波数で電磁エネルギーを捕える、または、取得する行為を含んでもよいが、これらに限定されない。受信することは、電磁放射を検知することによって発生してもよい。電磁放射を検知することは、ワイヤまたは光ファイバなどの媒体を通じて、または、そこから移動するエネルギー波を検出することを内包してもよい。受信することは、信号、データグラム、パケット、および類似物などの様々なタイプのアナログまたはバイナリデータを定義し得るデジタル信号を受信すること含む。

「受信局」は、一般に、受信デバイス、または、電磁エネルギーを受信するように構成された複数のデバイスを有する位置設備のことを言う。受信局は、特定の送信エンティティから、または、送信エンティティが、送信を受信するのに先立って識別できるかどうかに関わらず、任意の送信エンティティから、受信するように構成されてもよい。

「反射ポイント」は、一般に、電波が大気圏にさらに進むのではなく地球の表面に戻り始めるようにするために、電波が電離圏によって屈折される、電離圏内の位置のことを言う。

「センサ」は、一般に、物理特性を検出しまたは測定する任意のデバイスのことを言う。測定される物理特性は、大気条件とすることができるが、これが要求されるわけではない。たとえば、センサは、電離圏高度などの大気条件を測定することができる。センサは、温度、風速、照明、または任意の個数の他の気象関連パラメータのいずれかに関するデータを収集することもできる。センサは、単一の物理特性の測定に制限される場合があり、あるいは、複数の異なる物理特性を測定できる場合がある。

「跳躍距離」は、一般に、送信機から、空間波伝搬からの波が地球に戻されることが可能である場所までの最短距離のことを言う。別の言い方をすれば、跳躍距離は、空間波伝搬に対する臨界角において発生する最短距離である。

「跳躍帯」または「静穏帯」は、一般に、地表波伝搬からの地表波が完全に散逸される場所と、空間波伝搬を使用して最初の空間波が戻る場所との間の区域のことを言う。跳躍帯では、所与の送信に対する信号が受信されることは可能ではない。

「衛星通信」または「衛星伝搬」は、一般に、１つまたは複数の電磁気的な信号を衛星に送信することを言い、衛星は、また、別の衛星または基地局に信号を反射および／または再送信する。

「サイズ」は、一般に、何かの広がり、ものの全体的な寸法または規模、何かがどれほど大きいか、のことを言う。物理的なオブジェクトに関して、サイズは、大きいまたはより大きい、高いまたはより高い、低いまたはより低い、小さいまたはより小さい、および類似物などの相対語を説明するために使用されてもよい。また、物理的なオブジェクトのサイズは、任意の適切な単位で表現された特有の幅、長さ、高さ、距離、容量、および類似物などの固定された単位で与えられてもよい。

データ転送に関して、サイズは、論理的または物理的な単位として、操作され、アドレス指定され、送信され、受信され、または、処理されたデータの相対的なまたは固定された量を示唆するために使用されてもよい。サイズは、データコレクション、データセット、データファイル、または、他のこのような論理的な単位においてデータの量と併用して使用されてもよい。たとえば、データコレクションまたはデータファイルは、３５メガバイトの「サイズ」を有するものとして特徴付けられてもよく、または、通信リンクは、１秒あたり１０００ビットの「サイズ」をもつデータ帯域幅を有するものとして特徴付けられてもよい。

「空間波伝搬」は、一般に、アンテナから放射された１つまたは複数の電磁波が、電離圏から屈折されて地表に戻る送信方法のことを言う。さらに、空間波伝搬は、対流圏散乱送信を含む。１つの形式では、跳躍方法が使用されてもよく、この中で、電離圏から屈折された波は、地表によって反射されて電離圏まで戻る。この跳躍は、複数回発生することが可能である。

「空間波伝搬」、または時として、「直接波伝搬」もしくは「見通し線伝搬」と呼ばれる伝搬は、一般に、送信方法のことを言い、その中で、１つまたは複数の電磁波は、一般に、互いに見えるアンテナ間で送信される。送信は、直接、および／または、地表が反射した空間波を介して発生することが可能である。一般に言えば、アンテナ高および地球の曲率は、空間波伝搬の送信距離に対する制限要因である。直接の見通し線に対する実際の電波地平線は、回折効果のために可視のまたは幾何学的な見通し線よりも大きくなり、すなわち、電波地平線は、幾何学的な見通し線より約４／５大きくなる。

「スペクトル拡散」は、一般に、送信された信号の一部を複数の周波数で送ることを含む送信方法のことを言う。複数の周波数で送信することは、様々な周波数で信号の一部を送ることによって同時に発生してもよい。この例では、受信機は、送信された信号を再び集めるために同時に全ての周波数をリスンしなければならない。また、送信は、信号を「ホッピングすること」によって複数の周波数で拡散されてもよい。信号ホッピングの状況は、第１の周波数で、ある期間に信号を送信すること、第３の期間に第３の周波数にスイッチする前に、第２の期間に第２の周波数で信号を送信するためにスイッチすること、などを含む。受信機および送信機は、一緒に周波数をスイッチするために、同期されなければならない。周波数を「ホッピングする」この処理は、時間と共に（たとえば、毎時に、２４時間毎に、等）変わることがある周波数ホッピングパターンの中に実施されてもよい。

「成層圏」は、一般に、対流圏から、地球表面の上、約４０ｋｍ（２５マイル）から約５６ｋｍ（３５マイル）まで及ぶ地球の大気の層のことを言う。
「転送レート」は、一般に、何かが、１つの物理的なまたは論理的な場所から別の場所へ動かされるレートのことを言う。通信リンクまたは通信ネットワークの場合に、転送レートは、リンクまたはネットワークを介するデータ転送のレートとして特徴付けられてもよい。このような転送レートは、「１秒あたりのビット」で表現されてもよく、データの転送を行うために使用される所与のネットワークまたは通信リンクに対する最大データ帯域幅によって制限されることがある。

「送信周波数モデル」は、一般に、一貫した通信経路に沿った空間波伝搬を介するデータ送信に適切な周波数を判定する方法のことを言う。送信周波数モデルは、送信に適切な周波数をリアルタイムで判定するのに使用され得、かつ／または将来の適切な周波数ならびにデータ送信の周波数を切り替えるべき時を予測するのに使用され得る。送信周波数モデルは、入力として様々なタイプのデータ、たとえば、送信されるデータストリーム、環境データ、ヒストリカルデータ、および送信周波数の判定に関する任意の他の所望のタイプのデータを受け入れることができる。いくつかの場合に、送信周波数モデルは、コンピュータプログラムとされ、コンピュータメモリ内に記憶され、コンピュータプロセッサを使用して動作可能とされ得る。

「伝送回線」は、一般に、一方の場所から別の場所に電磁エネルギーを搬送するように設計された、特化された物理的な構造または一連の構造のことを言い、普段、自由空間を通じて電磁エネルギーを放射しない。伝送回線は、電磁エネルギーが伝送回線内の構造を通過する時にこうむるレイテンシおよび電力損失を最小限に抑えながら、一方の場所から別の場所に電磁エネルギーを保持し、転送するように動作する。

電波を通信する際に使用されることがある伝送回線の例は、ツインリード、同軸ケーブル、マイクロストリップ、ストリップライン、より対線、星形カッド、レッヘル線、様々なタイプの導波路、または、単純な単線式回線を含む。光ファイバなどの他のタイプの伝送回線は、可視または不可視光線などの比較的高い周波数の電磁放射を搬送するために使用されることがある。

「送信経路」または「伝搬経路」は、一般に、空間を通過または媒質を通過する電磁エネルギーによって取られる経路のことを言う。これは、伝送回線を通る送信を含むことができる。この場合に、送信経路は、伝送回線によって定義され、伝送回線を辿り、伝送回線内に収容され、伝送回線を通過し、または、一般に伝送回線を含む。送信経路または伝搬経路は、伝送回線によって定義される必要はない。伝搬経路または送信経路は、空間波、地表波、見通し線、または、他の形式の伝搬などにおける自由空間を通じて、または、大気を通じて移動する電磁エネルギーによって定義され得る。その場合に、送信経路は、任意の経路として特徴付けられてもよく、その経路に沿って、電磁エネルギーは、送信機から受信機に移動する時に、通過し、あらゆる跳躍、はね返り、散乱、または、送信されたエネルギーの他の方向の変化を含む。

「送信局」は、一般に、送信するデバイス、または、電磁エネルギーを送信するように構成された複数のデバイスを有する位置または設備のことを言う。送信局は、特定の受信エンティティに、送信を受信するように構成された任意のエンティティに、または、その任意の組合せに送信するように構成されてもよい。

「送信する」は、一般に、何かが、転送され、通信され、伝えられ、中継され、発信され、または、転送されることを引き起こすことを言う。この概念は、送信エンティティから受信エンティティに何かを伝える行為を含んでも含まなくてもよい。たとえば、送信は、誰がまたは何が送信したかについて知らずに受信されてもよい。同様に、送信は、誰がまたは何が受信するかについて知っている状態で、または、知らずに送られてもよい。「送信する」ことは、電磁スペクトル内の任意の適切な周波数で電磁エネルギーを送ること、または、ブロードキャストする行為を含んでもよいが、これらに限定されない。送信は、データグラム、パケット、および類似物などの様々なタイプのバイナリデータを定義し得るデジタル信号を含んでもよい。また、送信は、アナログ信号も含んでもよい。

「トリガデータ」は、一般に、実行する１つまたは複数のコマンドを識別するトリガ情報を含むデータのことを言う。トリガデータおよびコマンドデータは、単一の送信の中で一緒に発生してもよく、または、単一または複数の通信リンクに沿って別個に送信されてもよい。

「対流圏」は、一般に、地球の大気の最も低い部分のことを言う。対流圏は、中緯度地方では地球の表面の上、約１７．７ｋｍ（１１マイル）に、熱帯地方では、１９．３ｋｍ（１２マイル）まで、および、両極では、冬期に約６．９ｋｍ（４．３マイル）に及ぶ。

「対流圏散乱送信」は、一般に、電波などの１つまたは複数の電磁波が対流圏に向けられる空間波伝搬の形式のことを言う。その原因について確かではないが、波の少量のエネルギーは、受信アンテナの方に進んで散乱される。極度の減衰問題のために、ダイバーシティ受信技法（たとえば、空間、周波数、および／または、角度ダイバーシティ）が、典型的には、使用される。

「導波路」は、一般に、電磁スペクトルに沿って任意の周波数で発生する電磁波などの波を導くように構成された伝送回線のことを言う。例は、極低周波からミリ波まで電磁スペクトルに沿って分布する比較的低い周波数の電磁放射を転送するように構成された導電性または絶縁性の材料の任意の装置を含む。他の具体例は、高い周波数の光を導く光ファイバ、または、高い周波数の電波、特にマイクロ波を搬送するために使用される中空の導電性金属パイプを含む。

説明、および／または、特許請求の範囲に使用されるような、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「前記（ｔｈｅ）」、等は、別の方法で明確に論じられない限り複数形を含むことに留意されたい。たとえば、明細書、および／または、請求項が、「１つのデバイス」または「前記デバイス」に言及する場合に、１つまたは複数のこのようなデバイスを含む。

「上」、「下」、「頂部」、「底部」、「前方」、「後方」、「水平」、「縦方向」、「放射状」、「円周方向」、他などの方向を示す用語は、例示の実施形態を読者が理解するのに役立つように、単に読者の利便性のために本明細書で使用され、何らかの方法におけるこれらの方向を示す用語の使用は、説明され、図示され、および／または、特許請求された、特有の方向および／または向きに対する特性を制限するものではないということに留意されたい。

本発明は、図面および前述の説明において詳細に示され、説明されてきたが、同様のことが、例示的であり、特徴を制限するものではないとみなされるべきであり、好ましい実施形態のみが示され、説明されてきたこと、および、以下の請求項によって定義された、本発明の趣旨の範囲内になる、全ての変更、均等物、および変更形態は、保護されることが望まれるということが理解される。それぞれの個別の公報、特許、または特許出願が、具体的および個別に、参照によって援用され、本明細書に全体として記載されたことを、あたかも示唆されたかのように、本明細書に引用された全ての公報、特許、および、特許出願は、参照によって本明細書に援用される。

Claims (18)

1. 電磁波としてデータ信号を送信する第１の無線通信ノードであって、前記データ信号は、空間波（skywave）伝搬を使用して、第１のデータ送信経路および第２のデータ送信経路を介して送られる、第１の無線通信ノードと、
   前記第１の無線通信ノードから送信された前記データ信号を受信し、復号するように構成された第２の無線通信ノードと
   を含み、前記第１のデータ送信経路は、前記データ信号が大気圏によって反射される少なくとも１つの反射ポイントを含み、
   前記第２のデータ送信経路は、前記第１のデータ送信経路より多数の反射ポイントを含み、
   前記第２の無線通信ノードは、前記第２のデータ送信経路から受信された前記データ信号を復号する前に、前記第１のデータ送信経路から受信された前記データ信号を復号するように構成される、システム。
2. 前記第１のデータ送信経路からの前記データ信号は、前記第２のデータ送信経路からの前記データ信号の前に復号される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第２のデータ送信経路を介して送られた前記データ信号は、前記第１のデータ送信経路を介して送られた前記データ信号が正しく復号されない場合に限って復号される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記第１のデータ送信経路は、２つの反射ポイントを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記第２のデータ送信経路は、３つの反射ポイントを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記第１のデータ送信経路からの前記データ信号および前記第２のデータ送信経路からの前記データ信号は、並列に処理される、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 反射ポイントは、前記電磁波が地球の表面に戻り始めるように、前記電磁波が地球の電離圏によって屈折される位置である、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記データ信号は、金融取引データを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 第１の無線通信ノードからデータ信号を送信するステップであって、前記データ信号は、空間波伝搬を使用して第１のデータ送信経路および第２のデータ送信経路を介して送られ、前記第１のデータ送信経路は、前記データ信号が大気圏によって反射される少なくとも１つの反射ポイントを含み、前記第２のデータ送信経路は、前記第１のデータ送信経路より多数の反射ポイントを含む、送信するステップと、
   第２の無線通信ノードで、前記第１のデータ送信経路および前記第２のデータ送信経路から前記データ信号を受信するステップと、
   前記第１のデータ送信経路からの前記データ信号を復号するステップと、
   前記第２のデータ送信経路からの前記データ信号を復号するステップと
   を含み、前記第１のデータ送信経路からの前記データ信号を復号するステップは、前記第２のデータ送信経路からの前記データ信号を復号するステップの前に始まる、方法。
10. 前記第２のデータ送信経路からの前記データを復号するステップは、前記第１のデータ送信経路からの前記データ信号を復号するステップが完了された後に始まる、請求項９に記載の方法。
11. 第２のデータ送信からの前記データ信号は、前記第１のデータ送信経路からの前記データ信号が正しく復号されない場合に限って復号される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第２のデータ送信経路からの前記データ信号を復号するステップは、前記第１のデータ送信経路からの前記データ信号を復号するステップと並列に実行される、請求項９に記載の方法。
13. 前記第１のデータ送信経路からの前記データ信号が正しく復号される場合に、前記データ信号を処理するステップ
    をさらに含む、請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記第１のデータ送信経路からの前記データ信号が正しく復号されない場合に、前記第２のデータ送信経路からの前記データ信号を処理するステップ
    をさらに含む、請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記第１のデータ送信経路は、２つの反射ポイントを含む、請求項９から１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記第２のデータ送信経路は、３つの反射ポイントを含む、請求項９から１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 反射ポイントは、電磁波が地球の表面に戻り始めるように、前記電磁波が地球の電離圏によって屈折される位置である、請求項９から１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記データ信号は、金融取引データを含む、請求項９から１７のいずれか一項に記載の方法。

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