JP2021500807A - ブロードキャストモードとデータ送信モードとの間でスイッチするときのクロック同期 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年10月24日に出願の米国仮出願第62/576,253号の利益を主張し、この内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
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。無線伝送のために、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。
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(例えば、単数形/複数形、過去時制/現在時制、他)に適用する。
「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秒あたりの伝送されるデータの単位で表現されることが可能である伝送レートである。デジタル通信ネットワークでは、伝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。例えば、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(Hartley’s Law)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。
「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伝送レートを有する通信ネットワークのことを言う。例えば、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)以下の最大伝送レートを有するネットワークである。
「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、エネルギーが消失するとき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とき、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とき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。
「超低周波」(SLF:Super low frequency)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。
「中波」(MF:Medium frequency)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。
「超短波」(VHF:Very high frequency)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。
「短波長赤外線」(SWIR:Short wavelength infrared)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。
「近紫外線」(NUV:Near ultraviolet)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。
「硬X線」(HX:Hard x−rays)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。
「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、位相で振動し、角度90度で常に分離している。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振動する波を含み、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。
「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。
d=距離(km(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
例えば、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。
d=距離(km(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
例えば、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。
「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:Random Access Memory)、(先入れ先出し(FIFO:First−In,First−Out)の種類、もしくは、後入れ先出し(LIFO:Last−In−First−Out)の種類などの)シーケンシャルアクセスメモリ(SAM:Sequentially Accessible Memory)、プログラマブルリードオンリメモリ(PROM:Programmable Read Only Memory)、電子的プログラマブルリードオンリメモリ(EPROM:Electronically Programmable Read Only Memory)、もしくは電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM:Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、(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。
「最適使用周波数」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因子に依存して時間と共に変化する可能性がある。電離圏のF2層を使用する送信に関して、使用周波数は、一般に、MUFのおよそ85%であり、E層に関して、最適使用周波数は、一般に、MUFの近くになる。
「電波地平線」は、一般に、アンテナからの直射の放射線が、地表に接線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見積もられる場合がある。
d=電波地平線(km(マイル))
ht=送信アンテナ高(m(フィート))
hr=受信アンテナ高(m(フィート))
「遠く離れた」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「遠く離れた」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。
「センサ」は、一般に、物理プロパティを検出または測定する任意のデバイスのことを言う。測定される物理プロパティは、大気条件であってもよいが、これが必要とされるわけではない。例えば、センサは、電離圏の高さなどの大気条件を測定することができる。また、センサは、温度、風速、稲妻、または、いくつか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してもよい。センサは、単一の物理プロパティの測定に限定されてもよく、または、いくつかの異なる物理プロパティを測定することができてもよい。
「伝送レート」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、伝送レートは、リンクまたはネットワークでデータ伝送のレートとして特徴付けられてもよい。このような伝送レートは、「1秒あたりのビット」で表現されてもよく、データの伝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。
Claims (20)
- 送信機クロックを含む送信機であって、デジタル信号の送信とアナログ信号の送信との間でスイッチするように構成される、送信機と、
受信機クロックを含む受信機であって、前記送信機から送信された前記信号を受信するように構成される、受信機と、
前記送信機と前記受信機との間で送信されたクロック同期信号であって、前記送信機クロックと前記受信機クロックを同期するように構成される、クロック同期信号と
を備え、
前記クロック同期信号が、前記アナログ信号で送信されるように、前記アナログ信号に埋め込まれ、
前記送信機クロックおよび前記受信機クロックが、前記アナログ信号の送信から前記デジタル信号の送信に前記送信機がスイッチするときに遅延なく前記クロック同期信号によって同期される、
システム。 - 前記アナログ信号が、AM信号である、請求項1に記載のシステム。
- 前記クロック同期信号が、位相変調信号である、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記クロック同期信号が、前記アナログ信号の前記送信の前記全体(entirety)の中で送信される、請求項1から3のいずれかに記載のシステム。
- 前記クロック同期信号が、前記アナログ信号から前記デジタル信号に前記送信機がスイッチする前に、同期を確立するのに必要な時間の間だけ前記アナログ信号で送信される、請求項1から3のいずれかに記載のシステム。
- 前記アナログ信号が、局の局名告示(identification)のために使用される、請求項1から5のいずれかに記載のシステム。
- 前記アナログ信号が、オーディオブロードキャストである、請求項1から6のいずれかに記載のシステム。
- 前記デジタル信号が、金融取引データを送信する、請求項1から7のいずれかに記載のシステム。
- 前記アナログ信号が、空間波伝搬によってワイヤレスで送信される、請求項1から8のいずれかに記載のシステム。
- 前記送信機クロックおよび前記受信機クロックが、全地球測位システムから受信された時間データに基づいてセットされる、請求項1から9のいずれかに記載のシステム。
- クロック同期信号をアナログ信号に埋め込むステップであって、前記クロック同期信号が、送信機クロックと受信機クロックを同期するように構成される、ステップと、
前記アナログ信号、および前記埋め込まれたクロック同期信号を送信機から受信機に送信するステップと、
前記アナログ信号からデジタル信号に前記送信機からの前記送信をスイッチするステップと
を含み、
前記送信機クロックおよび前記受信機クロックが、前記アナログ信号の送信から前記デジタル信号の送信に前記送信機がスイッチするときに遅延なく前記クロック同期信号によって同期される、
方法。 - 前記アナログ信号が、AM信号である、請求項11に記載の方法。
- 前記クロック同期信号が、位相変調信号である、請求項11または12に記載の方法。
- 前記クロック同期信号が、前記アナログ信号の前記送信の前記全体の中で送信される、請求項11から13のいずれかに記載の方法。
- 前記クロック同期信号が、前記アナログ信号から前記デジタル信号に前記送信機がスイッチする前に、同期を確立するのに必要な時間の間だけ前記アナログ信号で送信される、請求項11から13のいずれかに記載の方法。
- 前記アナログ信号が、局の局名告示のために使用される、請求項11から15のいずれかに記載の方法。
- 前記アナログ信号が、オーディオブロードキャストである、請求項11から16のいずれかに記載の方法。
- 前記デジタル信号が、金融取引データを送信する、請求項11から17のいずれかに記載の方法。
- 前記アナログ信号が、空間波伝搬によってワイヤレスで送信される、請求項11から18のいずれかに記載の方法。
- 前記送信機クロックおよび前記受信機クロックが、全地球測位システムから受信された時間データに基づいてセットされる、請求項11から19のいずれかに記載の方法。
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