TW202029676A - 使用可變長度信息之通信系統及方法 - Google Patents
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Abstract
已經開發出一種方法及通信系統,以藉由使用可變信息長度編碼及解碼方式來增加透過頻寬受限的通道及/或在嘈雜條件下傳送之信息的數量。使用這種技術,與在當前條件下不太可能傳送的信息相比,具有較高傳送機率的信息係較短的。利用這種技術,每單位時間可以透過給定之頻寬受限的通道傳遞及/或執行更高數量的交易。當接收傳輸的信息時,接收器不知道信息長度,但是接收器藉由使用來自各種錯誤偵測及更正技術(例如,正向錯誤更正(FEC)及循環冗餘檢查(CRC)技術)的資訊來推斷長度。
Description
本申請案主張2018年11月14日所提出之美國臨時專利申請案第62/767,211號的權益,茲以提及方式將其併入本文。
本發明係關於一種通信系統及方法,特別是關於一種使用可變長度信息之通信系統及方法。
當在遠距離(諸如橫跨大洋)傳輸時,典型的空中(OTA)無線電傳輸會有顯著的等待時間。此外,這些傳輸通道可能會相當嘈雜,這反而增加錯誤更正的需求。此附加的錯誤更正資訊通常會增加信息的大小。大多數遠距離通信系統的高頻(HF)無線電通信通道在任何給定時間都受到可用的分配無線電頻寬及通道容量的限制。當在金融高頻交易應用中使用HF無線電通道時,增加信息數量會增加系統的潛在利潤。
因此,需要對此領域進行改進。
已經開發出一種獨特的方法及通信系統,以藉由使用可變信息長度編碼及解碼方式來增加透過頻寬受限的通道及/或在
嘈雜條件下傳送之信息的數量,其中具有較高傳送機率之信息與在當前條件下不太可能傳送之信息相比係比較短的。換句話說,信息長度隨著信息傳送的預期機率降低而增加。作為類推,一般使用的英語(以及其它語言)中之諸如「一」或「該」的字詞通常比不常使用之像「密西西比州」的字詞短。利用此編碼方式,可以增加平均可透過特定通道傳送之信息的數量。
此技術在通道具有有限的頻寬之高等待時間條件下可能是特別有益的。一些非限制性實例包括跨大洲或大洲之間的全球通信、越洋通信、航空通信及太空船通信。例如,此技術在控制具有通信時序至關重要之高等待時間及低頻寬通信條件的遠距太空船探測器方面可能是有幫助的。在其它實例中,此方法可用於與潛水艇、衛星及遠距手術機器人通信。其它使用案例包括交易金融工具。此技術及系統可以用於其它領域,例如,提供新聞及/或遙控設備。
典型的OTA無線電傳輸在遠距離(諸如橫跨大洋)傳輸時可能會有很大的等待時間。此外,這些傳輸通道可能相當嘈雜,這反而增加錯誤更正的需要。此附加的錯誤更正資訊通常會增加信息的大小。已經開發出這種獨特的方法,以藉由使用可變長度信息來增加透過這樣的無線電通道傳送之信息的數量,其中具有較高傳輸機率之信息類型比具有較低機率進行交易或執行一些其它交易之那些信息類型還短。利用這種技術,每單位時間可以透過給定之頻寬受限的通道傳遞及/或執行更高數量的交易。當接收傳輸的信息時,接收器不知道信息長度,但是接收器藉由使用來自各種錯誤偵測及更正技術(例如,正向錯誤更正(FEC)及循環冗餘檢查(CRC)
技術)的資訊來推斷長度。
應該理解,本文所述之系統及方法解決幾個問題。例如,與一組需要涵蓋所有可能性之固定長度信息相比,藉由使用可變長度信息表,其中最短信息係最可能或最常見的信息,可以在一段時間內透過頻寬受限的通道來傳遞大量信息。在基帶級別下對可變長度信息的支援允許在數據機更改操作模式時發生信息長度的混合,這可以無關於系統的基帶處理部分來完成。實用的是使用信息碼表定義來包括可變級別的錯誤控制,以致於如果發生錯誤偵測或錯誤,可以根據信息影響來調整信息安全性及準確性。此額外保護可以直接包含在變換表中或可以藉由在數據機中添加額外的FEC保護來實施。將某些信息壓縮為較短的信息亦提供增加錯誤負擔的可能性,因此,其對這樣的信息提供更多的錯誤保護。
如本文描述及說明的系統及技術係關於一些獨特的發明態樣。下面總結這些獨特態樣中的一些,但絕不是全部。
態樣1大致上關於一種方法,其包括透過一通信通道傳遞具有可變長度之信息。
態樣2大致上關於任一前述態樣的方法,其包括產生一信息碼表,該信息碼表包含具有不同信息長度之信息組。
態樣3大致上關於任一前述態樣的方法,其包括分配較高優先權信息至較短信息長度組,而分配較低優先權信息至較長信息長度組。
態樣4大致上關於任一前述態樣的方法,其中優先權至少根據該信息將被傳送之機率。
態樣5大致上關於任一前述態樣的方法,其中優先權
至少根據該信息的金融效益。
態樣6大致上關於任一前述態樣的方法,其包括針對該等信息傳遞該信息碼表至一接收器。
態樣7大致上關於任一前述態樣的方法,其包括透過一高等待時間高頻寬通道傳輸該信息碼表。
態樣8大致上關於任一前述態樣的方法,其中該信息碼表至少部分由在一發射器處之一電腦來產生。
態樣9大致上關於任一前述態樣的方法,其中該信息碼表至少部分由在一接收器處之一電腦來產生。
態樣10大致上關於任一前述態樣的方法,其包括選擇一金融交易策略。
態樣11大致上關於任一前述態樣的方法,其包括根據該金融交易策略產生一組可能交易命令。
態樣12大致上關於任一前述態樣的方法,其包括估計該等可能交易命令將被發出之機率。
態樣13大致上關於任一前述態樣的方法,其包括分配最高概率交易命令至一最短信息組。
態樣14大致上關於任一前述態樣的方法,其包括分配下一個優先級的命令至下一個較長信息組,該下一個較長信息組比該最短信息組長。
態樣15大致上關於任一前述態樣的方法,其包括使用一低等待時間低頻寬通道來傳輸該等信息。
態樣16大致上關於任一前述態樣的方法,其包括使用天波傳播來傳遞該等信息。
態樣17大致上關於任一前述態樣的方法,其中該通信通道包括一主要通道。
態樣18大致上關於任一前述態樣的方法,其中該主要通道包括一高頻無線電通道。
態樣19大致上關於任一前述態樣的方法,其中該通信通道包括一後端通道。
態樣20大致上關於任一前述態樣的方法,其包括用至少一個錯誤更正碼來對具有可變長度之該等信息進行編碼。
態樣21大致上關於任一前述態樣的方法,其中具有可變長度之該等信息包括至少一個正向錯誤更正(FEC)。
態樣22大致上關於任一前述態樣的方法,其中具有可變長度之該等信息包括至少一個檢查總和。
態樣23大致上關於任一前述態樣的方法,其中具有可變長度之該等信息包括至少一個循環冗餘檢查(CRC)。
態樣24大致上關於任一前述態樣的方法,其包括附加用於該等信息中之一的一新接收符元至先前接收符元。
態樣25大致上關於任一前述態樣的方法,其包使用正向錯誤更正(FEC)來對該等信息中之一進行解碼。
態樣26大致上關於任一前述態樣的方法,其中根據用於該等信息中之一的一檢查總和之有效性來確定該信息係有效的。
態樣27大致上關於任一前述態樣的方法,其包括使用正向錯誤更正(FEC)及循環冗餘檢查(CRC)來對該等信息進行解碼。
態樣28大致上關於任一前述態樣的方法,其包括藉由循環遍及較大的信息組,以串行方式對該等信息進行解碼。
態樣29大致上關於任一前述態樣的方法,其包括藉由同時分析所有可能的信息組長度,以並行方式對該等信息進行解碼。
態樣30大致上關於任一前述態樣的方法,其包括對該等信息進行解碼,在該等信息中,與較低使用機率信息相比,較高使用機率信息被編碼成具有較短長度。
態樣31大致上關於任一前述態樣的方法,其中該等信息係關於一個或多個高速金融交易。
態樣32大致上關於任一前述態樣的方法,其中該信息具有可變長度。
態樣33大致上關於任一前述態樣的方法,其包括在不知道該信息的長度及時序之情況下對該等信息進行解碼。
態樣34大致上關於任一前述態樣的方法,其包括增加用於該等信息的錯誤更正負擔。
態樣35大致上關於任一前述態樣的方法,其包括藉由增加錯誤更正負擔來提供更高等級的錯誤保護。
態樣36大致上關於任一前述態樣的方法,其包括藉由增加錯誤更正負擔來減少錯誤肯定偵測。
態樣37大致上關於任一前述態樣的方法,其包括將較高優先權信息編碼為較短信息長度組,而將較低優先權信息編碼為較長信息長度組。
態樣38大致上關於一種方法,該方法藉由產生信息
變換表來增加通過頻寬受限的無線電通信系統之可能信息的數量,其中在變換之後,從該表輸出之較高機率信息具有比較低機率信息短的長度。
態樣39大致上關於任一前述態樣的方法,其中該等信息包含與高速金融交易相關之資料。
態樣40大致上關於任一前述態樣的方法,其中針對需要更高等級的保護以防止錯誤及/或錯誤肯定偵測之信息,增加錯誤更正負擔。
態樣41大致上關於一種用於在無需事先知道信息長度及時序之情況下偵測可變長度信息的方法。
態樣42大致上關於任一前述態樣的方法,其中該等信息包含與高速金融交易相關之資料。
態樣43大致上關於任一前述態樣的方法,其中針對需要更高等級的保護以防止錯誤及/或錯誤肯定偵測之信息,增加錯誤更正負擔。
態樣44大致上關於一種用於執行任一前述態樣的方法之系統。
本發明的其它形式、目的、特徵、態樣、益處、優點及具體例將根據提供的詳細描述及附圖而變得顯而易見。
100:通信系統
105:資訊源
110:資訊目的地
115:通信通道
120:主要通信通道
125:後端通信通道
130:距離
135:主要通道等待時間
140:主要通道頻寬
145:後端通道等待時間
150:後端通道頻寬
200:通信系統
204:低等待時間及低頻寬通信鏈路
208:高等待時間及高頻寬通信鏈路
212:第一通信節點
216:第二通信節點
220:大氣層
224:電磁波
228:發射天線
232:接收天線
236:傳輸線
240:傳輸線
244:傳輸線
252:中繼器
256:地球
260:客戶端
264:連接
266:無線連接
268:指令處理器
272:連接
405:調變器
410:無線電發射器
415:光纖發射器
420:光纖電纜
425:解調器
430:無線電接收器
435:光纖接收器
500:通信系統
505:發射器資料網路
510:接收器資料網路
600:流程圖
605:階段
610:階段
615:階段
620:階段
700:流程圖
705:階段
710:階段
715:階段
720:階段
725:階段
730:階段
735:階段
800:信息組表結構
900:信息組表結構
1000:信息組表結構
1100:流程圖
1105:階段
1110:階段
1115:階段
1120:階段
1125:階段
1130:階段
1200:示圖
1205:階段
1210:階段
1215:階段
1220:階段
1225:階段
1230:階段
1235:階段
1240:階段
1245:階段
1250:階段
1300:解碼器系統
1305:未成框解調器資料輸出
1310:解碼器
1315:優先解碼器
1320:最短長度解碼器
1325:中間長度解碼器
1330:最長長度解碼器
1400:示圖
1405:階段
1410:階段
1415:階段
1420:階段
1425:階段
1430:階段
圖1係依據一個實例之通信系統的示意圖。
圖2係依據另一個實例之通信系統的示意圖。
圖3係用於橫跨大洋來進行通信之圖2的通信系統之示意圖。
圖4係顯示另外的細節之圖2的通信系統之示意圖。
圖5係依據另一個實例之通信系統的示意圖。
圖6係說明對一個或多個可變長度信息進行編碼及解碼之一般方法的流程圖。
圖7係說明用於產生信息碼表之方法的流程圖。
圖8係信息組表結構的第一實例之示意圖。
圖9係圖8的信息組表結構之一個具體實例的示意圖。
圖10係信息組表結構的第二實例之示意圖。
圖11係說明依據一個實例之對具有可變長度的一個或多個信息進行解碼之方法的流程圖。
圖12係說明對具有可變長度的信息進行解碼之另一種方法的示圖。
圖13係依據另一個實例之解碼器系統的示意圖。
圖14係說明一種技術的示圖,其中圖13的解碼器系統中之解碼器用於對具有可變長度的信息進行解碼。
為了促進對本發明原理的理解,現在將參考在附圖中所示之具體例,並且將使用特定語言來描述它們。然而,將理解的是,沒有因而意圖限制本發明的範圍。所述具體例中之任何變更及進一步的修改以及在此所述之本發明的原理之任何另外的應用被認為是熟悉本發明所屬領域之技術人士通常會想到的。儘管詳細地顯示本發明的一個具體例,但是對於熟悉相關技藝者來說顯而易見的是,為了清楚起見,可能未顯示與本發明不相關的一些特徵。
在下面的描述中,已經安排元件符號,以協助讀者快
速識別最初顯示各種組件的附圖。具體地,元件最初出現在其中的附圖通常由相應元件符號中之最左邊的數字來表示。例如,由「100」系列元件符號標識之元件很可能最初出現在圖1中,由「200」系列元件符號標識之元件很可能最初出現在圖2中,依此類推。
圖1顯示依據一個實例之通信系統100的一般型式。如圖所示,通信系統100包括資訊源105及資訊目的地110。資訊源105與資訊目的地110經由一個或多個通信通道115彼此可操作地通信。透過這些通信通道115的通信可以是單向型通信及/或雙向型通信。在所示的實例中,在資訊源105與資訊目的地110之間的通信通道115包括主要通信通道120及後端通信通道125。在其它實例中,通信系統100可以僅包括單個通信通道115或超過兩個通信通道115。
如下面所進一步詳細說明,通信系統100可以使用在許多情況下,尤其是在資訊源105與資訊目的地110實際上彼此遠距的情況下。通信系統100例如可以用於私人、商業、醫療、軍事及/或政府用途。為了說明的目的,將描述通信系統100與金融交易系統一起使用,但是應當認識到,通信系統100可以適合於其它用途,例如,用於發布軍事命令及執行遠距醫療程序。在此實例中,資訊源105及資料目的地110通常代表用於遠程定位的證券/商品交易所及/或在那些交易所進行交易之金融機構的電腦系統之位置。這些交易所的一些實例包括紐約證券交易所(NYSE)、那斯達克證券市場、東京證券交易所(TYO)、上海證券交易所、香港證券交易所、歐洲證券市場、倫敦證券交易所、深圳證券交易所、多倫多證券交易所、孟買證券交易所、芝加哥商業交易所(CME)、芝加哥期貨交
易所(CBOT)及紐約商業交易所(NYMEX),在此僅舉幾例。
如圖1所示,資訊源105及資訊目的地110在實際上隔開一個距離(D)130。例如,由資訊源105及資訊目的地110代表的交易所可能被山脈、大陸及甚至海洋隔開。實體距離130在資訊源105與資訊目的地110位置之間的通信中產生延遲或等待時間。通常,但並非總是如此,距離130越長,給定的通信通道115的等待時間就越長。在大部分情況下,這些交易所之間的距離130阻礙直接的視線通信,這進一步增加等待時間,並增加通信錯誤的風險。例如,資訊目的地110的位置可能超過資訊源105的無線電地平線。對於交易以及其它活動,時間及通信準確性至關重要。任何延遲都可能導致交易者虧損,並且同樣地,任何通信錯誤亦可能造成損失。可以減少通信錯誤,但是通常以較高等待時間及/或較大頻寬需求為代價。大部分通信通道115具有一定程度的頻寬限制。等待時間及頻寬能力可能根據通信通道115的構造及類型而有所不同。
可以看出,主要通信通道120具有主要通道等待時間(△TP)135及主要通道頻寬(BP)140。後端通信通道125具有後端通道等待時間(△TB)145及後端通道頻寬(BB)150。圖1中之通信通道115可能具有相同的等待時間及頻寬特性或不同的等待時間及/或頻寬以及其它特性。在一個實例中,主要通信通道120的主要通道等待時間135小於後端通信通道125的後端通道等待時間145,並且主要通信通道120的主要通道頻寬140小於後端通信通道125的後端通道頻寬150。在此實例的一些變型中,主要通信通道120係無線通信通道(例如,無線電),而後端通信通道125係有線型通信通道(例如,光纖電纜)。在一種特定形式中,主要通信通道120使用天波
通信技術,而後端通信通道125包括非天波路徑,例如,光纖電纜。在其它實例中,主要通信通道120及後端通信通道125代表用於相同類型的通信模式之不同的通信通道115。例如,主要通信通道120及後端通信通道125代表具有不同頻帶的無線通信通道,並且在一個實例中,兩個通信通道115皆利用高頻(HF)無線電經由天波傳播來進行通信。在主要通信通道120及後端通信通道125具有不同的頻率之情況下,主要通信通道120及後端通信通道125可以具有不同的等待時間、頻寬及/或通信錯誤率。例如,在一種情況下,主要通信通道120可以比後端通信通道125嘈雜,但是主要通信通道120可以具有比後端通信通道125短的等待時間。
通信系統100的HF無線電通信通道115可能在任何給定時間受到可用的分配無線電頻寬及通道容量的限制。當在金融高頻交易應用中使用HF無線電通信通道115時,增加信息的數量會增加通信系統100的潛在利潤。如下所進一步說明,已經開發出一種獨特的方法,以藉由使用可變長度信息來增加透過頻寬受限的無線通信通道115傳送之信息的數量,其中具有較高傳輸機率之信息類型比具有較低機率進行交易或執行一些其它交易之那些信息類型還短。利用這種技術,每單位時間可以傳遞及/或執行更高數量的交易。在通信系統100中,接收器或資訊目的地110不需要知道信息長度,但是資訊目的地110藉由使用來自各種錯誤偵測及更正技術(例如,正向錯誤更正(FEC)及循環冗餘檢查(CRC)技術)的資訊以一個或多個解碼器單元來推斷長度。出於實際原因,使一種特定變型中的信息對齊成為調變符元邊界,調變符元邊界由使用的調變方法以及與FEC及CRC檢查總和相關之負擔來確定。
圖2說明配置成依據本文所述之獨特方法來傳送資料的圖1之通信系統100的一種特定實例通信系統200。像圖1中之通信系統100,圖2中之通信系統200包括資訊源105、資訊目的地110及通信通道115,通信通道115包括主要通信通道120及後端通信通道125。具體地,圖2中之通信系統200配置成經由低等待時間及低頻寬通信鏈路204傳送資料及經由高等待時間及高頻寬通信鏈路208傳送個別資料。低等待時間及低頻寬通信鏈路204以及高等待時間及高頻寬通信鏈路208在第一通信節點212與第二通信節點216之間提供個別的連接。低等待時間及低頻寬通信鏈路204可以配置成使用在發射天線228與接收天線232之間經由天波傳播穿過自由空間的電磁波224來傳輸資料。電磁波224可以由第一通信節點212中之發射器產生,並沿著傳輸線236傳遞至發射天線228。電磁波224可以由發射天線228輻射,並遇到大氣層220的電離部分。然後,此輻射電磁能可以被大氣層220的電離部分折射,從而使電磁波224重新導向地球256。電磁波224可以被藉由傳輸線240耦接至第二通信節點216的接收天線232接收。如圖2所示,發射通信節點可以使用天波傳播來遠距離發射電磁能橫越地球256的表面,而不需要一條或多條傳輸線236來攜帶電磁能。
亦可以使用高等待時間及高頻寬通信鏈路208在第一通信節點212與第二通信節點216之間傳輸資料。如圖2所示,高等待時間及高頻寬通信鏈路208可以使用穿過地球256(可以包括穿過海洋或其它水體下方或穿過海洋或其它水體)之傳輸線244來實施。如圖2所示,高等待時間及高頻寬通信鏈路208可以包括一個或多個中繼器252。圖2說明沿著傳輸線244的四個中繼器252,
但是可以使用任何合適數量的中繼器252。傳輸線244亦可以根本沒有中繼器252。雖然圖2說明低等待時間及低頻寬通信鏈路204從第一通信節點212向第二通信節點216傳輸資訊,但是所傳輸的資料可以沿著低等待時間及低頻寬通信鏈路204以及高等待時間及高頻寬通信鏈路208在兩個方向上傳遞。
如圖所示,通信系統200進一步包括具有至第一通信節點212之連接264的客戶端260。客戶端260配置成透過連接264向第一通信節點212傳送指令。在所述實例中,連接264包括無線連接266,例如,微波網路。在第一通信節點212處,準備要藉由低等待時間及低頻寬通信鏈路204或高等待時間及高頻寬通信鏈路208或兩者傳送至第二通信節點216的指令。如圖所示,第二通信節點216經由連接272連接至指令處理器268。應該認識到,連接272可以包括無線連接266,例如,微波或其它類型的無線連接。客戶端260可以是希望遠距離傳送指令之任何企業、團體、個人及/或實體。指令處理器268可以是意在接收或執行那些指令的任何企業、集團、個人及/或實體。在一些具體例中,連接264及連接272可能是不必要的,因為客戶端260可以直接從第一通信節點212傳送待傳輸的資料,或者第二通信節點216可以直接連接至指令處理器268。通信系統200可以用於期望之任何種類的低等待時間資料傳輸。作為一個實例,客戶端260可以是遠程工作的醫生或外科醫生,而指令處理器268可以是用於在患者身上工作的機器人儀器。
在一些具體例中,客戶端260可以是金融工具交易者,而指令處理器268可以是證券交易所。交易者可能希望向證券交易所提供指令,以在特定時間買賣某些證券或債券。替代地或附
加地,所述指令係由交易者及/或第三方組織(例如,新聞組織或政府)提供的新聞及/或其它資訊的形式。交易者可以傳輸指令至第一通信節點212,第一通信節點212使用發射天線228、接收天線232及/或藉由傳輸線244將指令及/或新聞傳送至第二通信節點216。然後,證券交易所可以在收到指令及/或新聞後處理交易者所期望的動作。
通信系統200可以用於高頻交易,其中在電腦上執行交易策略,以在幾分之一秒內執行交易。在高頻交易中,僅幾毫秒的延遲就可能使交易者損失數百萬元;因此,交易指令的傳輸速度與傳輸資料的準確性係一樣重要的。在一些具體例中,交易者可以每次在希望執行交易之前使用高等待時間及高頻寬通信鏈路208將預設的交易指令或用於執行交易的條件傳輸至第二通信節點216,其中第二通信節點216位於證券交易所附近。這些指令或條件可能需要傳輸大量資料,以及可能會使用高等待時間及高頻寬通信鏈路208來更準確地傳遞這些指令或條件。並且,如果每次在希望執行交易之前傳送指令或條件,則可以容忍高等待時間及高頻寬通信鏈路208的較高等待時間。
指令的最終執行可以藉由交易者向儲存指令的通信系統200傳輸觸發資料來完成。替代地或附加地,觸發資料可以包括由交易者及/或單獨的第三方組織提供的新聞及/或其它資訊。一旦接收到觸發資料,交易指令就被傳送至證券交易所並執行交易。傳輸的觸發資料在資料量方面通常比指令少得多;因此,觸發資料可以透過低等待時間及低頻寬通信鏈路204來傳送。當在第二通信節點216處接收觸發資料時,將用於特定交易的指令傳送至證券交
易所。透過低等待時間及低頻寬通信鏈路204而不是透過高等待時間及高頻寬通信鏈路208來傳送觸發資料,可以儘可能快地執行所需交易,從而提供交易者優於進行相同金融工具交易的其它方之時間優勢。
在圖3中進一步說明圖2所示之配置,其中第一通信節點212與第二通信節點216在地理上彼此遠距,它們由地球256表面之一個大的部分來隔開。地球表面的這個部分可能包括一個或多個大陸、海洋、山脈及/或其它地理區域。例如,圖2中之跨越距離可能涵蓋單個大陸、多個大陸、一個海洋等。在一個實例中,第一通信節點212係在美國伊利諾伊州的芝加哥,而第二通信節點216係在大英聯合王國中英格蘭的倫敦。在另一個實例中,第一通信節點212係在紐約州紐約市,而第二通信節點216係在加利福尼亞州洛杉磯市,兩個城市都在北美。如圖所示,發射天線228與接收天線232分開的距離大於無線電地平線,以致於不能進行視線通信。而是使用天波通信技術,其中使低等待時間及低頻寬通信鏈路204的電磁波224在發射天線228與接收天線232之間多次跳躍。設想出可以提供令人滿意的等待時間及頻寬的距離、通信節點及通信鏈路的任何合適組合。
圖2說明天波傳播允許電磁能橫越長距離。使用天波傳播,低等待時間及低頻寬通信鏈路204將電磁波224傳輸至大氣層220的一部分中,所述部分已被充分電離,以使電磁波224朝地球256折射。然後,這些波可以被地球256的表面反射,並返回至高大氣層220的電離部分,在那裡使它們可以再次朝地球256折射。因此,電磁能可以重複地「跳躍」,從而允許電磁波224涵蓋的距
離實質上大於非天波傳播所涵蓋的距離。
圖4顯示圖2的通信系統200之特定實施方式。可以看出,在圖4中之第一通信節點212包括調變器405、無線電發射器410及光纖發射器415。調變器405包括一個或多個處理器及記憶體與其它電子裝置、軟體及/或韌體,其配置成使用將在下面進一步描述之上述可變信息傳遞長度技術來對信息及/或其它資訊進行調變。無線電發射器410可操作地連接至調變器405,以便透過一個或多個無線通信通道115經由發射天線228將信息及/或其它資料發射至第二通信節點216。在所描繪的實例中,無線電發射器410經由主要通信通道120發射信息及/或其它資料。光纖發射器415可操作地連接至調變器405及構成後端通信通道125的至少一部分之光纖電纜420。光纖發射器415配置成經由後端通信通道125向第二通信節點216傳輸一個或多個信息表及/或其它資訊,例如,由無線電發射器410發射之信息複本。
圖4中之第二通信節點216包括解調器425、無線電接收器430及光纖接收器435。解調器425包括一個或多個處理器及記憶體與其它電子裝置、軟體及/或韌體,其配置成使用將在下面進一步描述之上述技術對來自該第一通信節點212信息及/或其它資訊進行解調。無線電接收器430可操作地連接至解調器425,以便經由接收天線232從第一通信節點212接收信息及/或其它資料。在所述的實例中,無線電接收器430經由主要通信通道120接收信息及/或其它資料。光纖接收器435可操作地連接至解調器425及光纖電纜420。光纖接收器435配置成從第一通信節點212的光纖發射器415接收信息表及/或其它資訊(例如,來自調變器405之信息
的複本)。
應該認識到,圖4中之通信系統200可以促進單向通信或雙向通信。例如,調變器405可以配置成充當調變解調器(數據機),並且解調器425同樣可以是數據機。某些變型中之HF無線電發射器410可以配置成接收無線通信,以便充當無線收發器。同樣地,HF無線電接收器430亦可以是無線收發器。光纖發射器415及光纖接收器435都可以是光纖收發器,以促進雙向通信。
圖5顯示可以執行本文所述之可變長度信息傳遞技術之圖1的通信系統100之另一個變型。可以看出,圖5的通信系統500以類似方式來構造並且共享與圖2、3及4的通信系統200相同之一些組件。例如,通信系統500包括調變器405及無線電發射器410,無線電發射器410具有之前所述之類型的發射天線228。此外,通信系統500包括解調器425及無線電接收器430,無線電接收器430具有上述種類的接收天線232。然而,可以看出,光纖發射器415、光纖電纜420及光纖接收器435已被去除,以致於所有通信都是無線的,更具體地說是用天波通信。在一個變型中,通信系統500包括構成主要通信通道120之低等待時間及低頻寬通信鏈路204形式的單個通信通道115。在另一個變型中,無線電發射器410與無線電接收器430之間的無線電通信係經由兩個或更多個HF通信通道115來進行,以致於一個HF通信通道115構成主要通信通道120,而另一個HF通信通道115構成後端通信通道125。在一個變型中,主要通信通道120及後端通信通道125通常可以具有相同的資料頻寬及/或等待時間,而在其它版本中,主要通信通道120及後端通信通道125可以具有不同的資料頻寬及/或等待時間。
在所述實例中之調變器405經由發射器資料網路505連接至客戶端260。解調器425經由接收器資料網路510連接至指令處理器268。在一種形式中,發射器資料網路505及接收器資料網路510係高速資料網路。
現在將參考圖6所示之流程圖600,大致上描述在前述系統以及其它系統中使用一個或多個可變長度信息之技術或方法。為了說明目的,將參考圖2、3及4所示之通信系統200來描述此技術,但是應當認識到,此方法可以使用在像圖1的通信系統100及/或圖5的通信系統500之其它系統中。如之前所述,此方法配置成藉由使用可變信息長度編碼及解碼方式來增加透過頻寬受限的通信通道115傳送之信息的數量,其中具有較高傳送機率之信息與在當前條件下不太可能傳送之信息相比係比較短的。換句話說,信息長度隨著信息傳送的預期機率降低而增加。作為類推,一般使用的英語(以及其它語言)中之諸如「一」或「該」的字詞通常比不常使用之像「密西西比州」的字詞短。利用此編碼方式,可以增加平均可透過特定通信通道115傳送之信息的數量。
此技術在通信通道115具有有限的頻寬之高等待時間條件下可能是特別有益的。一些非限制性實例包括跨大洲或大洲之間的全球通信、越洋通信、航空通信及太空船通信。例如,此技術在控制具有通信時序至關重要之高等待時間及低頻寬通信條件的遠距太空船探測器方面可能是有幫助的。在其它實例中,此方法可用於與潛水艇、衛星及遠距手術機器人通信。為了幫助理解,此技術將被描述成與交易金融工具有關,但是應該認識到,此技術可以用於其它領域,例如,提供新聞和/或遙控設備。
再次參考圖2、3及4,通信系統200的低等待時間及低頻寬通信鏈路204可以在任何給定時間受可用的分配無線電頻寬及通道容量的限制。當在金融高頻交易應用中使用低等待時間及低頻寬通信鏈路204時,增加信息的數量會增加通信系統200的潛在利潤。再者,已經開發出這種獨特的方法,以藉由使用可變長度信息來增加透過頻寬受限的無線通信通道115傳送之信息的數量,其中具有較高傳輸機率之信息類型比具有較低機率進行交易或執行一些其它交易之那些信息類型還短。利用這種技術,每單位時間可以傳遞及/或執行更高數量的交易。在通信系統200中,第二通信節點216之解調器425不知道信息長度,但是解調器425藉由使用來自各種錯誤偵測及更正技術(例如,正向錯誤更正(FEC)及循環冗餘檢查(CRC)技術)的資訊以一個或多個解碼器單元來推斷長度。出於實際原因,使一種特定變型中的信息對齊成為調變符元邊界,調變符元邊界由使用的調變方法以及與FEC及CRC檢查總和相關之負擔來確定。
參見圖6,在一個實例中,調變器405在階段605中產生信息碼表(或碼簿),其中用於特定交易策略之最常見金融交易的信息具有較短的長度,而用於較不常見的金融交易之信息具有較長的長度。例如,如果交易策略要賣空特定的績優股,則與賣出績優股有關之信息或指令將比其它信息(如用於買進其它公司的股票之那些信息)還短。實際上,這些交易策略會變得相當複雜。替代地或附加地,可以根據其它因素來增加此信息的頻率或機率。例如,此信息在交易的金融效益明顯高於一個更常見的信息時可能會更短。儘管一個命令可能更常用,但是這個命令的金融效益與提供明
顯更高報酬之不常使用的命令相比可能相對較小。在一個替代實例中,信息長度僅個別或總結起來取決於給定命令的總體預期報酬。具有較高報酬的那些信息通常比具有較低金融效益的那些信息還小。在另一個實例中,使用一種組合方法,其中使用一些因素來確定信息長度,其包括但不限於信息公共性、信息的財務性報酬及/或信息對其它方或總體策略的影響。
在一種形式中,使用在調變器405內之處理器、記憶體及軟體來產生此信息碼表,但是應當認識到,可以以其它方式來產生此信息碼表。例如,調變器405可以是實體接線的及/或具有產生此信息碼表的韌體。在其它實例中,一個或多個個別電腦單獨或與調變器405一起產生這個信息碼表。在另外其它實例中,各種輸入(例如,新聞、股票資息及人工輸入)用於協助產生這些信息碼表。儘管術語「表」用於描述信息碼表,但是信息碼表可以以各種資料結構形式來進行組織,並且不應該僅限於諸如在關連式資料庫中找到的那些資料表。實用的是使用信息碼表定義來包括可變級別的錯誤控制,以致於在錯誤偵測或錯誤的情況下可以根據信息影響來調整信息安全性及準確性。此額外保護可以直接包含在變換表中或可以藉由在數據機中添加額外的FEC保護來實施。
一旦信息碼表被產生,調變器405藉由將信息碼表傳送至第二通信節點216及/或其它接收位置來發送信息碼表。信息碼表可以以許多方式來傳送。例如,信息碼表可以經由一個或多個通信通道115來傳輸及/或諸如藉由電子儲存媒體(例如,DVD、快閃驅動器等)來進行實體傳輸。在一個實例中,信息碼表僅透過後端通信通道125(例如,圖4中之光纖電纜420)來傳輸,以維持主要通
信通道120上的頻寬,並且在另一個實例中,信息碼表僅在主要通信通道120(如圖4及5中之低等待時間及低頻寬通信鏈路204)上來傳輸。在另外的其它變型中,使用一種組合方法,其中在主要通信通道120及後端通信通道125中傳輸信息碼表的全部或部分,以便增加冗餘及減少錯誤。例如,無線電發射器410經由圖4中之發射天線228透過低等待時間及低頻寬通信鏈路204將信息碼表的全部或部分傳送至解調器425處之無線電接收器430的接收天線232,並且第一通信節點212處之光纖發射器415經由高等待時間及高頻寬通信鏈路208的光纖電纜420將信息碼表的全部或部分傳送至第二通信節點216的光纖接收器435。一旦信息碼表到達第二通信節點216,解調器425的處理器在本地將信息碼表儲存在解調器425內的記憶體中及/或將信息碼表遠距離地儲存在諸如遠程伺服器中(例如,為了備份或其它目的)。為了在第二通信節點216處減輕工作負擔並釋放操作頻寬,可以在相對靠近第二通信節點216之接收器處接收信息碼表,並且在需要時對其進行預處理。從此較近的接收站,可以將信息碼表經由諸如微波傳輸之高速網路傳送至第二通信節點216的解調器425。
第一通信節點212的調變器405可以週期性地或根據需要產生及/或發送這些信息碼表。可以使用方法的組合。例如,調變器405可以根據週期(例如,每小時或每個工作日一次)來進行產生及發送,但是當某些市場條件發生而需要改變交易策略,從而改變信息的機率或盛行率時,調變器405可以產生並傳送完整或部分更新的信息表。然後,第一通信節點212可以將信息表的部分或全部更新傳送至第二通信節點216及/或其它節點。
再次參考圖6中之流程圖600,當需要發出諸如用於特定交易或交易策略的特定命令時,調變器405在階段610中使用信息編碼表的密碼對命令或信息進行編碼。例如,一個特定的市場條件及/或一則新聞可能需要出售一隻或多隻股票。股票經紀人或者更可能是股票經紀人的電腦發出股票交易命令及/或這則特定新聞的重新傳輸至第一通信節點212。根據當前信息碼表,調變器405對信息或命令的全部或部分進行編碼。可以使用許多的FEC技術對信息進行編碼,並且經編碼的信息通常包括某種類型的檢查總和。在一個變型中,使用去尾維特比FEC及CRC檢查總和的組合對信息進行編碼。在其它變型中可以使用其它FEC碼及檢查總和。在階段610中,無線電發射器410用發射天線228經由天波傳播在低等待時間及低頻寬通信鏈路204上傳送編碼信息的全部或部分。第一通信節點212用光纖發射器415亦可以在高等待時間及高頻寬通信鏈路208的光纖電纜420上傳送編碼信息的全部或部分。對於圖5的通信系統500,僅使用天波通信技術藉由HF無線電傳輸在低等待時間及低頻寬通信鏈路204上傳送編碼信息。
在階段615中,無線電接收器430藉由接收天線232接收來自第一通信節點212的編碼信息,並且第二通信節點216的無線電接收器430將編碼信息傳送至解調器425。通常,但並非總是如此,無線電接收器430在接收到編碼信息的個別符元時將它們傳送至解調器425,以加速解碼過程。在某些情況下,當一個新信息的符元總數低於給定信息碼表的最小信息大小時,無線電接收機430可以對這些符元進行緩衝。然而,在大多數情況下,將接收到的信號直接從無線電接收器430傳送至解調器425以進行處理。
如下面更詳細說明,解調器425在階段615中使用先前接收的信息表來對信息進行解碼。解調器425不知道傳輸信息的長度。換句話說,因為解調器425不知道用於信息之信息訊框的大小,所以解調器425不知道信息將何時結束。當接收到每個符元時,解調器425將信號轉換為數位資料,並且對此符元與在最後確定的信息之後接收到之記憶體中的其它符元進行緩衝,以形成被測試之偽信息。解調器425使用來自信息碼表的最短支持速率之信息訊框,以確定接收到的符元或偽信息的集合是否是有效信息。例如,解調器425執行檢查總和或其它錯誤偵測技術,以確定符元集合是否形成有效信息。將符元持續添加至緩衝器中,並且在此較大符元訊框上再次執行檢查總和測試。解調器425可以以串行方式及/或藉由並行處理技術來執行這種檢查。解調器425例如可以包括超過一個實體及/或基於軟體的解調器,以促進並行處理。每個實體或虛擬解調器425可以分配有特定的信息長度,以藉由同時執行檢查總和及/或其它錯誤偵測功能來確定信息的有效性。
一旦解調器425在階段615中例如藉由計算有效檢查總和偵測有效信息,則解調器425在階段620中傳送解碼信息或命令,以執行或不執行動作。例如,信息可以被傳送至圖2中之指令處理器268。在階段620中,例如特定股票的交易可以在接收到此命令信息後由電腦自動執行。亦應該認識到,在階段620中可能不會發生任何實際動作。例如,信息可能提供稍後要作為整體交易策略的一部分之新聞或其它信息,或者信息可能指示持有特定的金融工具且不賣出此工具。
現在將參考圖7中的流程圖700來描述用於產生及發
送階段605之信息碼表的一種技術。這種技術的動作將被描述為藉由圖4及5中之調變器405的處理器、記憶體及軟體來執行,但是應當認識到,這種技術可以全部或部分地由其它設備/或其它實體來執行。例如,這些動作中的一些或全部可以由將信息碼表的全部或部分傳送至調變器405及/或解調器425的客戶股票經紀人電腦來執行。在另一個實例中,解調器425產生並發送這個表。再者,雖然這種技術將參考金融交易來進行描述,但是應當認識到,這種技術可以使用在其它領域中。
如圖7所示,諸如股票交易者之客戶在階段705中根據包括市場狀況經濟狀況及新聞在內之各式各樣的因素來人工地及/或自動地選擇特定的交易策略,在此僅舉幾例。根據所選的交易策略,客戶、客戶的電腦系統及/或調變器405在階段710中產生可能的交易命令列表。這些命令可以包括但不限於以不同的價位買進、賣出、交易及/或保持金融工具。這組可能交易命令可以部分根據過去的交易策略。
可變長度信息碼表根據要實施的交易策略。某些策略可能具有比其它小的一個可能信息組。根據過去執行相同或相似交易策略的頻率,提供每個信息一個信息使用機率。與較低機率信息相比,提供具有較高傳送機率的命令或信息有較短的信息長度。有鑑於歷史及/或其它資料,客戶、客戶的電腦系統及/或調變器405在階段715中根據特定命令將在指定交易策略下發出的可能性將命令機率或頻率類別分配給每個命令。再者,這些估計的機率可以用其它因素來增加或取代。例如,命令的金融效益可以作為將要傳送信息的機率之因素,以便在指定交易策略下根據總體預期淨值或金
融效益對命令進行分級或排序。
然後,以下面方式建立信息碼表,每個信息描述特定類型的動作或命令。在階段720,客戶、客戶的電腦系統及/或調變器405將最頻繁傳送及/或財務排名最高的信息分配給最短信息組(亦即,具有最小長度的信息大小)。在每個信息大小組內,將唯一的信息碼分配給每個命令或動作。
為了提供一個非常簡化的實例,最短信息組可以具有兩個位元的長度,以致於可以將四(4)個命令分配給2-位元信息組。在此實例中,用於指定交易策略之四個最常見的命令是「買入X公司的一張股票」、「賣出Y公司的兩張股票」、「持有Y公司的股票」及「買入Z公司的三張股票」。對於此最短的2-位元信息組,「買入X公司的一張股票」命令被分配零的信息意符(亦即,二進制形式的00),「賣出Y公司的兩張股票」由具有作為其內容的數字1(亦即,二進制形式的01)之信息來表示,「持有Y公司的股票」由數字2(亦即,二進制形式的10)來表示,以及「買入Z公司的三張股票」由數字3(亦即,二進制形式的11)來表示。在特定信息組長度內之這些命令的順序可以沒有特定順序,可以根據機率或根據一些其它方式來進行排序。當例如解調器425(圖4及5)將一個信息解碼為具有數值「3」(亦即,二進制形式的11)時,將執行購買Z公司的三張股票之交易。
在一個特定具體例中,信息長度係整數個位元組,位元組的最後一個位元以固定值(例如,零(0))來結尾,而以另一數值(例如一(1))指示在當前信息之後的信息之延伸。在其它實例中可以使用其它信息延伸方法。例如,可以使用延伸指示符將信息建立在
多個位元組的區塊中。在另一個具體例中,一個信息標頭位元藉由使前導零(0)或一(1)的數量指示預期信息長度來指示信息長度。信息碼表定義亦可以包括可變級別的錯誤控制,以致於在錯誤偵測或錯誤之情況下可以根據信息影響來調整信息安全性及準確性。此額外保護可以直接包含在變換表中及/或可以藉由在數據機中添加額外的FEC保護來實施。
一旦填充信息長度最短之命令的所有空格,在步驟725中將具有次低機率及/或等級之接下來的剩餘命令組分配至可用次短組,所述可用次短組具有比第一或最高機率信息組長的信息長度。回到前面簡化的2-位元信息組長度實例,一旦所有四個數字與2-位元信息組長度中之命令相關聯,則將次高機率級別或等級的命令分配至較長3-位元信息組長度。調變器405(或客戶端系統)在階段730中查看是否已經分配所有命令,並且在階段725中根據機率及/或等級持續將信息分配至逐漸變長的信息組。
一旦在階段730中所有命令已經被分配,調變器405以與前述相同的方式藉由將信息碼表傳送至第二通信節點216的解調器425在階段735中發送獲得的信息碼表。再者,調變器405可以經由一個或多個通信通道115(諸如經由主要通信通道120及/或後端通信通道125)來傳送信息碼表。在一個實例中,調變器405經由構成高等待時間及高頻寬通信鏈路208的光纖電纜420來傳送信息碼表。在一種變型中,將信息碼表發送至無線電傳輸及接收設備。在一個具體例中,使用光纖電纜420,但是可以使用任何可用的通信通道115。應該注意的是,光纖通道可能具有比用於傳送交易命令之主要無線通道還大的傳播延遲。一旦在調變器405及解調器
425兩者上都設置信息碼表,使用可變長度信息碼表來執行交易策略。當是改變策略的時候或條件改變時,可以以與上述相同的方式構造及發送新命令至信息的映射(例如,再次在階段705開始)。
在另一個實例中,在第二通信節點216處的解調器425或電腦根據圖7中的流程圖700執行產生及發送信息碼表的動作。在此實例中,解調器425可以將關於信息頻率機率的資訊及來自多個不同發射器及/或其它來源之其它資料(例如,財務狀況、天氣狀況、雜訊狀況等)保存在記憶體中。對於此實例,解調器425能夠根據較大的資料集來產生信息碼表,這可能會提高信息碼表的品質。一旦完成信息碼表,解調器425在階段735中諸如經由低等待時間及低頻寬通信鏈路204及/或高等待時間及高頻寬通信鏈路208將信息碼表傳送至第一通信節點212的調變器405。
有許多技術可用於設定在信息碼表中之信息組的信息長度。圖8顯示信息組表結構800的第一實例。在圖8的信息組表結構800中,信息組以線性方式增長或擴展。具體地,信息組表結構800顯示線性擴展,其中每個信息大小以M-位元增長。在這種情況下,最常見信息將由長度M的碼字來表示。圖9顯示圖8的信息組表結構800之一個實例信息組表結構900,其中信息長度以8位元來遞增。如圖9所示,如果M為8位元,則從第一個信息機率組(亦即,第一組)可獲得256個信息。因此,可以以8位元的信息長度傳送具有最大預期使用頻率(或其它等級)的256個命令或信息。可以將具有較低使用機率的信息分配至第二信息機率組(亦即,第二組)或後續的組。在第二信息組中,可以傳送16-位元長度的65,536個信息。通常,來自第一機率信息組的兩個信息具有最
高的傳送預期,可以作為來自第二信息機率組的單個信息來同時傳送。因此,應該認識到,與固定信息長度通信技術相比,使用該可變長度信息通信技術平均可以在一段給定時間內傳送更多的信息。圖10顯示信息組表結構1000的另一個實例,其中使用幾何數列來增加信息機率組的信息大小。
在一種形式中,上述信息大小編碼技術假定每個可變長度OTA信息具有自己的CRC及FEC保護。在其它變型中,將此方法擴展為在CRC/FEC保護的OTA封包中包括多個可變長度信息。對於這種變型,每個信息包括信息長度的指示。例如,分配給第一個信息機率組的信息具有第一組的單個前導零(0),分配給第二組的信息具有兩個前導零(00),諸如此類。
在信息的傳輸期間,信息長度可以因不同的信息而有所不同,這取決於傳送哪一個信息及信息屬於哪一個信息機率組。回到圖9的實例,屬於第四信息機率組之第一信息具有32位元的長度,而屬於第一信息機率組的下一個或第二信息具有8位元的長度。後續信息可能具有相同或不同的信息長度,這決於信息而定。在無線電接收器430處,解調器425無法提前知道無線電接收器430正在接收之信息的長度。因為信息長度無法提前知道,所以已經開發出一種允許解調器425同時偵測信息有效性及長度之獨特的技術或方法。在一種變型中,這種技術使用去尾維特比FEC與CRC檢查總和的組合。在其它變型中,可以使用其它FEC碼及檢查總和。無線電及其它傳輸易於嘈雜,因此,在接收到的信息中存在很大的錯誤風險。在傳輸及解碼過程中可能會出現錯誤肯定或錯誤否定。這兩個錯誤都可能成為問題,尤其是在處理金融工具交易時。例如,
當信息實際上是無效的(亦即,根本不是信息)而被認為是有效的時,出現錯誤肯定。應當認識到,此錯誤肯定可能導致在不期望金融交易時發生交易。這種解碼方法設計成防止錯誤肯定(亦即,聲明為有效的信息實際上不因雜訊或位元錯碼而引起)。
現在將參考圖11所示之流程圖1100來描述一種用於接收圖6中之階段615所傳輸的可變長度信息及對其進行編碼之技術。這種技術將參考圖4中之通信系統200及圖5中之通信系統500來進行描述,但是應該認識到其它通信系統100可以使用此方法。解調器425及無線電接收器430具有配置成執行此方法的一個或多個處理器、記憶體、軟體及其它電子裝置。儘管此方法將被描述為由解調器425及無線電接收器430來執行,但是應當理解,這些動作的全部或部分可以由其它系統來執行。
參見圖4、5及11,解調器425在階段1105中等待新符元到達無線電接收器430。當無線電接收器430偵測到來自低等待時間及低頻寬通信鏈路204的新符元時,將此符元與先前接收的符元一起在解調器425的記憶體中進行緩衝。新接收的符元通常將一個或多個位元添加至接收的序列中。由無線電接收機430接收並儲存在記憶體中之這一系列的符元可以包括信息的全部或部分。然而,這些符元亦可以包括填充資料(亦即,信息之間的空白空間)及/或雜訊。解調器425分析所有這些符元而與它們的內容(例如,填充資料、雜訊等)無關,以判定是否已經接收到信息。換句話說,解調器425必須將每個符元視為可能的封包起點,而無論其實際上是否包含信息資料、填充資料或雜訊。然而,由於信息的可變長度,解調器425不知道信息的長度。
在階段1110,解調器425最初從具有最短長度之信息機率組中選擇訊框或信息長度。通常,但並非總是如此,解調器425以由信息碼表支援之最短長度開始。使用圖9中之信息組表結構900作為一個實例,解調器425從第一信息機率組(亦即,第一組)挑選最短的8位元信息長度。在信息訊框或長度被選的情況下,解調器425在階段1115中藉由FEC以當前信息長度為基礎對符元緩存在記憶體中所形成之偽信息進行解碼。回到先前的實例,解調器425使用8位元訊框長度來執行FEC解碼。在一個具體例中,這種演算法係去尾維特比演算法。然而,可以使用其它FEC解碼演算法。例如,FEC解碼可以是不同的去尾卷積解碼演算法或諸如Reed Solomon之區塊碼演算法。
在階段1120中,解調器425針對FEC解碼資料計算循環冗餘檢查(CRC)及/或其它檢查總和,並且解調器425在階段1120中檢查信息之所得檢查總和資訊,以判定其是否與期望檢查總和匹配。為了說明的目的,將此技術描述為使用CRC,但是應該認識到,可以使用其它類型的檢查總和。通常,但並非總是如此,期望的CRC或檢查總和值包裹或包含在傳輸的信息中,並且FEC解碼資料包括期望檢查總和值。在其它變型中,期望檢查總和值可以被傳送或以其它方式單獨提供。例如,提供給解調器425的信息碼表可以已經包括每個信息的期望檢查總和值。解調器425對FEC解碼的數據執行CRC以計算校驗和。如果在階段1120中檢查總和與期望檢查總和不匹配,則解調器425在階段1125中判定信息碼表是否支援次大的信息大小。通常,解調器425遞增至下一個信息機率組的較大長度。因此,回到先前的圖9實例,解調器425將從
第一組的8-位元長度遞增至被信息組表結構900支援之第二組的16-位元長度。
當在階段1125中支援下一個長度時,解調器425循環回到階段1110,並且選擇此下一個較大信息長度,其在這個實例中為16位元。解調器425在階段1115中使用現在較大的16-位元訊框來執行FEC解碼。這個較大的訊框包括最近的符元以及緊接在其之前的符元,以便累加至16-位元長度。換句話說,解調器425藉由將最近的符元與近來接收到的符元綁定在一起來合計至當前訊框大小(在這種情況下為16位元)以進行解碼,從而及時恢復工作。在階段1115中對下一個長度進行解碼之後,解調器425在階段1120中判定檢查總和是否有效。如果檢查總和係無效的,則解調器425在階段1125中根據用於信息碼表之方式來判定下一個信息長度是否有效。如果下一個較大的長度係有效的,則解調器425再次循環至階段1110,以在階段1110、階段1115及階段1120中執行相同的解碼及針對較大的信息進行檢查。
另一方面,當不支援信息長度時,解調器425循環回到階段1105,以便等待接收下一個符元。參見圖9實例中之信息組表結構900,在階段1125中認為大於40位元的下一個信息大小(亦即,在第五組之後)不受支援。換句話說,解調器425知道調變器405將不對大於共享信息碼表所指定之信息大小進行編碼。當在階段1125中發生這種情況時,解調器425再次在階段1105中開始,並等待下一個符元到達。在階段1110中,解調器425再次以最小的信息(例如,圖9中之8位元)開始,並且整個處理過程持續進行。
一旦在階段1120中來自FEC解碼階段1115的CRC
或其它檢查總和是匹配的,則解調器425宣告信息係有效的,並且在階段1130中準備一個資料包,以將信息或命令傳輸至指令處理器268。例如,如果找到檢查總和匹配,則宣告一個資料包並將其送出接收器用戶資料埠。例如,可以對傳送的信息進行包裹,以透過高速資料網路來傳輸。再者,此信息可用於執行(或不執行)金融交易。
圖12顯示示圖1200,其針對圖11中之流程圖1100所述的技術提供更多細節。解調器425在階段1205中以與圖11中之階段1105相同的方式等待下一個符元。在階段1210中,將新接收到的符元附加至在解調器425的記憶體中所儲存之較舊的符元。解調器425在階段1215中將在記憶體緩衝器中之這些接收到的符元轉換為數位資料,以便於有助於以後的解碼。像在圖11的階段1110中,解調器425在階段1220中最初選擇最小信息長度,並且逐步地工作,以對較大的信息大小進行解碼及檢查。在此實例中,初始信息長度從零位元長度或位置開始。如同在階段1115中,解調器425在階段1225中執行FEC演算法,以對信息進行解碼,並且移除諸如外來的同位檢查位元之任何FEC負擔。像之前在圖11中的階段1120,解調器425在圖12的示圖1200之階段1230中執行CRC檢查,以判定信息是否有效。如果否,則解調器425在階段1235(圖11中之1125)中查看是否支援下一信息長度。當支援時,解調器425循環回到階段1220,並且針對當前較大的信息長度在階段1225及階段1230中執行FEC解碼及CRC檢查。解調器425持續循環經過更大的信息長度,直到在階段1235中超出信息碼表的最後信息長度或滿足CRC檢查為止。當達到信息大小極限時,解
調器425繼續等待下一個符元,並且整個程序再次持續進行。另一方面,當在階段1230中偵測到有效信息時,解調器425在階段1240中從信息中刪除任何CRC位元。分別在階段1245及階段1250中,將目前經刪除的信息與封包負擔重新包裹,並且將用戶資料添加至封包中。然後,新信息可以用於執行諸如金融交易的動作(圖6中之620)。
在先前的實例中,解調器425藉由從最短的可接受信息長度遞增至最長的可接受信息長度來以串行方式執行演算法。在另一個變型中,可以使用一種並行方法。考慮到與現代信號處理及電腦技術的時鐘時間相比,HF無線電符元時間較慢,可以使用時間切割的方法來減少對接收到的信息進行解碼及轉發的時間。
在圖13中描繪可以在解調器425中用於執行這種並行或時間切割方法之距離130的一個實例。應該認識到,可以藉由硬體、軟體及/或組合方法來配置解碼器系統1300的組件。例如,這些組件可以是虛擬的,因為這些組件以個別的處理或演算法存在於電腦或解調器425中。在另一個實例中,這些組件可以是專用硬體的形式,例如,專門設計成用於執行解碼處理的至少一部分之電子裝置。在一種變型中,解碼器系統1300可用現場可程式閘陣列(FPGA)及/或軟體實施來處理。
如圖所示,解碼器系統1300包括未成框解調器資料輸出1305、多個解碼器1310及優先解碼器1315。未成框解調器資料輸出1305將未成框解調器資料提供至解碼器1310。再者,此未成框資料可以或可以不包含具有未知長度的信息。未成框資料包含由無線電接收器430接收且儲存在記憶體中之一系列符元。這些符
元可以包括信息的全部或部分。然而,這些符元亦可以包括填充資料(亦即,信息之間的空白空間)及/或雜訊。解碼器系統1300分析所有這些符元而與它們的內容(例如,填充資料、雜訊等)無關,以判定是否已經接收到信息。換句話說,解碼器系統1300必須將每個符元視為可能的封包起點,而無論其實際上是否包含信息資料、填充資料或雜訊。然而,由於信息的可變長度,解碼器系統1300不知道信息的長度。
解碼器1310從未成框解調器資料輸出1305接收未成框信息資料。每個解碼器1310專用於與一個信息機率組相關聯之特定信息長度。換句話說,系統具有一系列的解碼器1310,每個解碼器1310專用於對特定信息長度進行解碼。在所示實例中,解碼器系統1300具有一組M個解碼器1310。例如,所描繪的解碼器1310包括一個最短長度解碼器1320、一個中間長度解碼器1325及一個最長長度解碼器1330以及其它解碼器1310。最短長度解碼器1320配置成對具有最短信息長度之信息(例如,來自第一組)進行解碼並進行是否已接收到的偵測。最長長度解碼器1330配置成對根據信息碼表之具有最長信息長度的信息進行解碼並進行是否已接收到的偵測。中間長度解碼器1325設計成對長度在最長長度與最短長度之間的信息進行解碼及偵測。使用圖9作為一個實例,最短長度解碼器1320對使用8位元信息長度(第一組)進行分析,中間長度解碼器1325對使用16位元信息長度(第二組)進行分析,以及最長長度解碼器1330對使用40位元信息長度(第五組)進行分析。在一種形式中,解碼器1310藉由使用信息的FEC解碼及對有效CRC或檢查總和的檢查來以前述相似方式對信息進行解碼及偵測。在某
些具體例中,這是藉由使用去尾維特比FEC與CRC檢查總和的組合來完成。在其它實例中,可以使用其它FEC碼及檢查總和。
在每個解碼器1310專用於特定信息的情況下,如果需要的話,可以並行地分析不同的信息長度,以便加速整個解碼及信息偵測過程。如果在接收器處的處理足以在OTA符元時間內執行所有功能,則這些並行解碼器1310可以同時執行或可以依序執行。
一旦這些解碼器1310中之一偵測到有效信息(例如,信息具有有效檢查總和),則此解碼器1310將資料或信息偵測信號與解碼資料或信息一起傳送至優先解碼器1315。資料偵測信號可以是表示偵測到信息之二進制信號的形式(亦即,是或否),或者可以是提供附加資料之非二進制/類比形式。例如,當採用非二進制形式時,資料偵測信號可以指示信息有效的置信度。優先解碼器1315配置成為從第一解碼器1310接受資料,以宣告發現的資料優先於其它資料。優先解碼器1315進一步配置成為通知這些解碼器1310已經偵測到有效信息,以致於這些解碼器1310接著能夠搜尋下一個有效信息。例如,當中間長度解碼器1325偵測到有效信息時,中間長度解碼器1325將資料偵測信號與解碼信息或資料一起傳送至優先解碼器1315。然後,優先解碼器1315通知所有或一些解碼器1310有關於這個偵測,並且這些解碼器1310對來自未成框解調器資料輸出1305之下一個資料進行解碼,以作為回應。假如這些解碼器1310之間發生平局,優先解碼器1315可以使用許多的平局決勝規則,例如,信息長度較小的信息勝出。
然後,將解碼信息及資料偵測信號以前述相似方式傳
送至客戶端或其它目的地。藉由表示解碼置信度的資料偵測信號,客戶端可以發現資訊可用於決定是否批准特定動作。例如,資料偵測信號可能只是最低限度地指示信息係有效的。在這種情況下,客戶端可以採用忽略這種邊際信息的方式。
圖14顯示示圖1400,其描繪圖13中之每個解碼器1310對有效信息進行解碼及偵測的程序。應該理解,此程序類似於圖12中之示圖1200所述的程序,但是因為每個解碼器1310專用於特定信息長度,所以藉由去除遍及每個信息長度的循環來簡化程序。
解碼器1310在階段1405中以前述相同方式等待下一個符元。在階段1405中,將新接收到的符元附加至解碼器1310的記憶體中所儲存之較舊的符元。解碼器1310在階段1410中將記憶體緩衝器中之這些接收到的符元轉換為數位資料,以便有助於以後的解碼。解碼器1310在階段1415中執行FEC演算法,以對信息進行解碼,並且移除諸如外來的同位檢查位元之任何FEC負擔。在這種情況下,根據解碼器1310之指定信息長度來完成FEC。解碼器1310在階段1420中執行CRC檢查,以查看信息是否有效。在一種形式中,使用去尾維特比FEC與CRC檢查總和的組合。可以使用其它FEC碼及檢查總和。如果在階段1420中CRC係無效的,則解碼器1310在階段1405中繼續等待下一個符元,並且整個程序再次持續進行。另一方面,當在階段1420中偵測到有效信息時,解碼器1310在階段1425中從信息刪除任何CRC位元。在階段1430中,將目前經刪除的信息與封包負擔重新包裹,並且將用戶資料添加至封包中。解碼器1310將資料偵測信號及解碼信息傳送至優先解碼
器1315。然後,此新信息可以用於執行諸如金融交易的動作(圖6中之620)。
應該理解,本文所述之系統及方法解決幾個問題。例如,與一組需要涵蓋所有可能性之固定長度信息相比,藉由使用可變長度信息表,其中最短信息係最可能或最常見的信息,可以在一段時間內透過頻寬受限的通道來傳遞大量信息。在基帶級別下對可變長度信息的支援允許在數據機更改操作模式時發生信息長度的混合,這可以無關於系統的基帶處理部分來完成。實用的是使用信息碼表定義來包括可變級別的錯誤控制,以致於如果發生錯誤偵測或錯誤,可以根據信息影響來調整信息安全性及準確性。此額外保護可以直接包含在變換表中或可以藉由在數據機中添加額外的FEC保護來實施。將某些信息壓縮為較短的信息亦提供增加錯誤負擔的可能性,因此,其對這樣的信息提供更多的錯誤保護。
術語彙編
在申請專利範圍及說明書中所使用之語言僅具有其平常普通的含義,除非以下另有明確定義。在這些定義中的詞語僅具有它們的平常普通含義。這樣的平常普通含義包括最新出版的韋伯斯特詞典及蘭登書屋詞典中所有一致的詞典定義。如說明書及申請專利範圍中所使用,下面定義適用於這些術語及其在下面所識別之常見變化。
「天線」或「天線系統」通常意指將電功率轉換為電磁輻射之處於任何合適配置的一個或一連串電氣裝置。這樣的輻射可以在沿電磁頻譜的任何頻率下進行垂直、水平或圓偏極化。圓偏極化發射的天線可能具有右旋或左旋偏極化。在無線電波的情況
下,天線可能以沿著電磁頻譜從極低頻(ELF)至極高頻(EHF)的範圍內之頻率進行發射。設計成發射無線電波的天線或天線系統可以包括金屬導體(元件)的配置,其(通常經由傳輸線)電連接至接收器或發射器。由發射器強迫通過天線之電子的振盪電流會在天線元件周圍產生振盪磁場,而電子的電荷亦沿著元件產生振盪電場。這些時變場以橫向移動電磁場波從天線輻射至太空。相反地,在接收期間,入射電磁波的振盪電場及磁場會在天線元件中之電子上施加力,以使它們來回移動,從而在天線中產生振盪電流。然後,這些電流可以被接收器偵測到,並且對其進行處理,以擷取數位或類比信號或資料。天線可以設計成實質相同地在所有水平方向(全向天線)上或優先在一個特定方向(定向或高增益天線)上發射及接收無線電波。在後者情況下,天線亦可以包括附加元件或表面,這些附加元件或表面可能具有或可能不具有與發射器或接收器的任何實體電連接。例如,寄生元件、拋物面反射鏡或號角以及其它這種未通電元件用於將無線電波引導成束或其它期望的輻射場型。因此,天線可以配置成藉由放置這些各種表面或元件而呈現出增加的或減少的方向性或「增益」。高增益天線可以配置成在一個給定方向上引導輻射電磁能的絕大部分,所述給定方向可以是垂直、水平或其任意組合。天線亦可以配置成相對於地球在垂直角(亦即「起飛角」)的特定範圍內輻射電磁能,以便朝諸如電離層之高大氣層集中電磁能。藉由以一個特定角度朝高大氣層引導電磁能,可以在一天的特定時間藉由以特定頻率發射電磁能來實現特定的跳躍距離。天線的其它實例包括將電能轉換為電磁頻譜中之可見光或不可見光部分中的電磁能脈衝之發射器及感測器。實例包括發光二極體、雷射等,其配置
成以沿著電磁頻譜從遠紅外至極紫外線的範圍內之頻率產生電磁能。
「後端通信通道」、「輔助通信通道」或「輔助通道」大致上意指作為傳送資訊之主要選擇的通信路徑。通常,但並非總是如此,輔助通道具有一個或多個特性,例如,等待時間或頻寬,這使得此通道比主要通道更不受期望。例如,與主要通道相較,輔助通道可以具有較低的資料速率及/或等待時間。主要通道可以支援僅朝一個方向或同時朝兩個方向傳送資訊。輔助通道可以例如包括有線及無線形式的通信。
「頻帶」或「頻寬」大致上意指由上頻率與下頻率界定之連續頻率範圍。因此,頻寬通常表示為赫茲數(每秒循環數),代表頻帶的上頻率與下頻率之間的差,並且可能或可能不包含上頻率及下頻率本身。因此,「頻帶」可以由給定區域的給定頻寬來界定,並且以在術語上普遍認同的方式來表示。例如,在美國,「20米頻帶」被分配從14MHz至14.35MHz的頻率範圍,因此界定0.35MHz或350KHz的頻寬。在另一個實例中,國際電信聯盟(ITU)已將300Mhz至3GHz的頻率範圍指定為「UHF頻帶」。
「檢查總和」大致上意指從數位資料塊導出之資料,以便偵測在其傳輸及/或儲存期間可能引入之錯。通常,檢查總和資料係相對較小。就其本身而言,檢查總和通常用於驗證資料的完整性,但是通常不依賴檢查總和來驗證資料的真實性。根據資料輸入產生檢查總和的程序或過程稱為檢查總和函數或檢查總和演算法。取決於使用情況,即使對於資料輸入進行很小的更改,一個好的檢查總和演算法通常會輸出明顯不同的數值。當針對資料輸入之計算
出的檢查總和與先前計算出的檢查總和的儲存值相匹配時,資料未被意外地更改及/或破壞之可能性係較高的。一些檢查總和演算法技術包括同位位元組(parity byte)、總和補碼(sum complement)及位置相依演算法。核對數位及同位位元係檢查總和的特殊情況,其通常適用於較小的資料塊。一些錯誤更正碼根據特殊的檢查總和,其不僅可以偵測常見錯誤,而且錯誤更正碼在某些情況下進一步協助原始資料的復原。
「命令」或「命令資料」通常意指控制機器單獨或以組合方式採取一個或多個動作之一個或多個指引、指令、演算法或規則。可以儲存、傳送、傳輸或以其它任何合適方式處理命令。例如,命令可以儲存在記憶體中或可以透過通信網路以電磁輻射在任何合適頻率下通過任何合適介質來傳輸。
「通信鏈路」通常意指兩個或更多個通信實體之間的連接,並且可以包括或可以不包括在通信實體之間的通信通道。通信實體之間的通信可以藉由任何適當手段來產生。例如,連接可以以實際的實體鏈路、電鏈路、電磁鏈路、邏輯鏈路或促進通信之任何其它合適的鏈路來實施。在實際的實體鏈路之情況下,通信可以藉由通信鏈路中之多個組件來產生,這些組件配置成藉由一個元件相對於另一個元件的實體移動來相互回應。在電鏈路的情況下,通信鏈路可以由電連接成通信鏈路之多個電導體組成。在電磁鏈路的情況下,連接的元件可以藉由以任何合適的頻率傳送或接收電磁能來實施,從而允許以電磁波來通信傳遞。這些電磁波可以通過或可以不通過實體介質(例如,光纖)或自由空間或其任何組合。電磁波可以包括電磁頻譜中之任何頻率的任何合適之頻率傳播。在邏輯鏈
路的情況下,通信鏈路可以是發送端與接收端(例如,接收站中的發射站)之間的概念鏈路。邏輯鏈路可以包括實體、電氣、電磁或其它類型的通信鏈路之任何組合。
「通信節點」大致上意指沿著通信鏈路之實體或邏輯連接點、再分發點或終點。實體網路節點通常稱為實際上、邏輯上或電磁上連接或耦接至通信鏈路之有源電子裝置。實體節點能夠透過通信鏈路傳送、接收或轉發資訊。通信節點可以包括或可以不包括電腦、處理器、發射器、接收器、中繼器及/或傳輸線或者其任何組合。
「電腦」大致上意指配置成根據任意數量的輸入值或變數來計算結果之任何計算裝置。電腦可以包括用於執行計算以處理輸入或輸出之處理器。電腦可以包括用於儲存要由處理器處理之數值或用於儲存先前處理之結果的記憶體。電腦亦可以配置成接受來自各種輸入及輸出裝置的輸入及輸出,以便接收或傳送數值。這樣的裝置包括其它電腦、鍵盤、滑鼠、視覺顯示器、印表機、工業設備以及所有類型及尺寸之系統或機械。例如,電腦可以控制網路或網路介面,以根據請求執行各種網路通信。網路介面可以是電腦的一部分,或者可以被描繪成與電腦分離且遠離電腦。電腦可以是單個實體計算裝置(例如,桌上型電腦、膝上型電腦),或者可以由相同類型的多個裝置組成,例如,作為網路群集中之一個裝置來操作之一組伺服器或作為一台電腦來操作且藉由通信網路鏈接在一起之不同計算裝置的異構組合。連接至電腦的通信網路亦可以連接至諸如例如網際網路之更廣泛的網路。因此,電腦可以包括一個或多個實體處理器或其它計算裝置或電路,並且亦可以包括任何合適
類型的記憶體。電腦亦可以是具有未知數量或變動數量的實體處理器及記憶體或記憶裝置的虛擬計算平台。因此,電腦可以實際上位於一個地理位置,或實際上分佈在幾個分散的位置且有多個處理器藉由通信網路鏈接在一起,以作為單個電腦來操作。「電腦」及電腦或計算裝置內的「處理器」的概念亦包含用於作為揭露系統的一部分來進行計算或比較之任何這樣的處理器或計算裝置。與電腦中發生之臨界值比較、規則比較、計算等有關之處理操作可以發生在例如個別伺服器(同一個伺服器具有個別處理器)上或在具有上述未知數量的實體處理器之虛擬計算環境上。電腦可以任選地耦接至一個或多個視覺顯示器及/或可以包括一個整合視覺顯示器。同樣地,顯示器可以是相同類型的,亦可以是不同視覺裝置的各種組合。電腦亦可以包括一個或多個操作員輸入裝置,例如,鍵盤、滑鼠、觸控螢幕、雷射或紅外指向裝置或陀螺指向裝置,在此僅舉幾個代表性實例。並且,除了顯示器之外,還可以包括一個或多個其它輸出裝置,例如,印表機、繪圖機、工業製造機器、3D列印機等。因此,各種顯示、輸入及輸出裝置配置係可能的。多個電腦或計算裝置可以配置成透過有線或無線通信鏈路彼此通信或與其它裝置通信,以形成網路。網路通信可以在通過其它較大的電腦網路(例如,網際網路)之前通過充當網路設備(例如,交換器、路由器、防火牆或其它網路裝置或介面)之各種電腦。通信亦可以通過像經由傳輸線或自由空間透過電磁波進行無線資料傳輸之網路。這樣的通信包括使用Wi-Fi或其它無線區域網路(WLAN)或蜂窩式發射器/接收器來傳送資料。
「臨界角」大致上意指相對於延伸至地球中心之垂直
線的最大角度,特定頻率的電磁波可以使用天波傳播以此最大角度返回至地球。
「臨界頻率」大致上意指在給定電離層條件下使用天波傳播垂直地發射時返回地球的最高頻率。
「循環冗餘檢查」或「CRC」大致上意指用於偵測數位資料中的錯誤之錯誤檢測碼或技術。例如,CRC通常用於數位網路及/或儲存裝置中,以偵測原始資料的意外變更。CRC根據二進制除法,並且CRC有時亦稱為多項式碼檢查總和。利用CRC,使資料塊編碼或附加有一個簡短的檢查值,所述檢查值根據資料塊內容的多項式除法之餘數。在擷取或解碼期間,重複計算。當檢查值不匹配時,可以採取校正措施來防止資料惡化。CRC可以進一步用於協助錯誤更正。檢查或資料驗證值係冗餘的,因為它在不添加資訊的情況下擴展信息。CRC可易於在二進制硬體中實施,易於進行數學分析,並且擅長偵測由嘈雜傳輸通道所引起的常見錯誤。鑑於檢查值具有固定長度,產生檢查值的函數有時用作雜湊函數(hash function)。
「資料頻寬」通常意指通信系統中之邏輯或實體通信路徑的最大產出量。資料頻寬係一種可以每秒傳輸的資料單位來表示之傳送率。在數位通信網路中,傳送的資料單位係位元,因此,數位通信網路的最大產出量通常用「每秒位元」或「位元/秒」來表示。廣義來說,術語「千位元/秒」、「百萬位元/秒」、「十億位元/秒」亦可以用來表示給定的數位通信網路之資料頻寬。資料網路可以根據取決於諸如「峰值位元率」、「平均位元率」、「最大持續位元率」、「資訊率」或「實體層可用位元率」之特定指數的資料頻寬性能特
徵來進行評價。例如,頻寬測試測量電腦網路的最大產出量。這種用法的原因是,根據哈特萊定律(Hartley's Law),實體通信鏈路的最大資料速率與其以赫茲為單位的頻寬成比例關係。資料頻寬亦可以根據特定通信網路的最大傳送率來表徵。例如:「低資料頻寬」大致上意指最大資料傳送率小於或大約等於每秒1,000,000個資料單位之通信網路。例如,在數位通信網路中,資料單位係位元。因此,低資料頻寬數位通信網路係最大傳送率小於或大約等於每秒1,000,000個位元(1Mbits/s)之網路。
「高資料頻寬」大致上意指最大資料傳送率大於每秒約1,000,000個資料單位之通信網路。例如,具有高資料頻寬之數位通信網路係最大傳送率大於每秒約1,000,000個位元(1Mbits/s)之數位通信網路。
「解調」大致上意指從載波擷取攜帶著原始資訊的信號之過程。
「解調器」或「偵測器」大致上意指一種諸如電子電路及/或電腦之裝置,其根據接收到的調變波形之一個或多個特性從所述波形中擷取原始資訊。例如,波形的這些特性可以包括振幅、頻率、相位及諧波以及其它特性。在接收調變載波之後,解調器藉由解調或偵測過程使原始調變信號復原。一個或多個調變器可以與一個或多個解調器整合在一起,以形成調變解調器(數據機)。因此,術語解調器可以進一步意指在數據機內進行解調之一個或多個部件、組件及/或軟體。
「電磁輻射」大致上意指由電磁波輻射的能量。電磁輻射由其它類型的能量產生,並且在損耗時轉換為其它類型。當電
磁輻射以光速(在真空中)行進遠離其來源時,電磁輻射攜帶此能量。電磁輻射亦攜帶動量及角動量。這些特性都可以被傳達給電磁輻射隨著其向外移動遠離其來源而與之相互作用的物質。當電磁輻射從一種介質傳遞至另一種介質時會改變速度。當從一種介質轉移至另一種介質時,新介質的物理特性會導致部分或全部輻射能被反射,而剩餘的能量傳遞至新介質中。這發生在電磁輻射行進時遇到的介質之間的所有界面處。光子係電磁相互作用的量子且係所有形式的電磁輻射之基本組成要素。光的量子性質在高頻下變得更加明顯,因為電磁輻射隨著頻率增加,其行為越像粒子,而越不像波。
「電磁頻譜」大致上意指電磁輻射之所有可能頻率的範圍。
「電磁波」大致上意指具有分開的電及磁分量之波。電磁波的電及磁分量同相振盪,並且始終分開90度角。電磁波可以從一個來源輻射,以產生能夠穿過介質或真空之電磁輻射。電磁波包括以電磁頻譜中之任何頻率振盪的波,其包括但不限於無線電波、可見光及不可見光、X射線及伽碼射線。
「錯誤更正碼」或「ECC」大致上意指用於表示數字序列或其它資料的資料及/或演算法,以致於可以根據剩餘的數字或資料在一定限制內偵測及更正所引入之任何錯誤。ECC大致上用於控制不可靠及/或嘈雜的通信通道上之資料的錯誤。例如,發送端用ECC形式的冗餘來對信息進行解碼。ECC主要分為兩類:區塊碼及迴旋碼。ECC碼的一些非限制性實例包括AN碼、BCH碼、伯勒(Berger)碼、固定權重碼、迴旋碼、循環冗餘檢查(CRC)碼、擴展碼、群碼、格雷(Golay)碼、伽伯(Goppa)碼、哈德瑪得(Hadamard)
碼、黑格巴哥(Hagelbarger)碼、漢明(Hamming)碼、以拉丁方格為基礎的(Latin square based)碼、詞典(lexicographic)碼、長碼、低密度同位檢查(low-density parity-check)碼(亦即,加拉格爾(Gallager)碼)、LT碼、極化(polar)碼、猛禽(raptor)碼、李德-所羅門錯誤更正(Reed-Solomon error correction)碼、雷德-穆勒(Reed-Muller)碼、重複累加(repeat-accumulate)碼、重複(repetition)(例如,三模組化冗餘(triple modular redundancy))碼、脊椎(spinal)碼、無率(rateless)碼、非線性(nonlinear)碼、龍捲風(tornado)碼、近似最佳抹除更正(near-optimal erasure correcting)碼、渦輪(turbo)碼及沃爾什哈達馬德(Walsh-Hadamard)碼。
「光纖通信」大致上意指一種藉由經由光纖傳送電磁能脈衝來將資料從一個地方傳輸至另一個地方之方法。傳輸的能量可以形成可被調變成承載資料之電磁載波。使用光纖電纜傳輸資料的光纖通信線路可以配置成具有高資料頻寬。例如,光纖通信線路可以具有高達約15Tbit/s、約25Tbit/s、約100Tbit/s、約1Pbit/s或更高的高資料頻寬。可以沿著光纖通信線路使用光電中繼器,以將來自一段光纖電纜的電磁能量轉換為電信號。中繼器可以沿另一段光纖電纜以比接收到的信號強度更高的信號強度將電信號作為電磁能重新傳輸。
「金融工具」大致上意指任何種類的可交易資產。一般實例包括但不限於現金、實體之所有權權益的證據或者收取或交付現金或其它金融工具的合約權利。具體實例包括債券、票據(例如,商業本票及國庫券)、股票、貸款、存款、定期存單、債券期貨或債券期貨選擇權、短期利率期貨、股票選擇權、股票期貨、貨
幣期貨、利率交換契約、利率上限契約與下限契約、利率選擇權、遠期利率協議、股票選擇權、外匯選擇權、外匯交換契約、貨幣交換契約或任何種類的衍生性產品。
「正向錯誤更正」或FEC大致上意指用於控制在不可靠或嘈雜的通信通道上之資料傳輸中的錯誤之技術。通常,但並非總是如此,發送端藉由使用錯誤更正碼(ECC)以冗餘方式對信息進行編碼。這種冗餘允許接收端偵測可能在信息中任何地方發生之有限數量的錯誤,並且冗餘通常允許校正這些錯誤而無需重新傳輸。FEC使接收端能夠校正錯誤,而無需反向通道來請求資料的重新傳輸。然而,通常需要更高的正向通道頻寬。FEC可以用於重新傳輸成本高昂或無法實現(例如,單向通信鏈路)的情況下及在以多播方式傳輸至多個接收器的時候。FEC通常用於數據機。FEC資訊亦可以添加至大量儲存裝置中,以使毀壞的資料復原。通常有兩種類型的FEC碼類別:區塊碼及迴旋碼。FEC區塊碼在預定大小的位元或符元之固定大小的區塊(或封包)上工作。區塊碼的一些非限制性實例包括李德-所羅門(Reed-Solomon)碼、格雷(Golay)碼、BCH碼、多維同位(multidimensional parity)碼及漢明(Hamming)碼。典型區塊碼通常使用硬式判定演算法(hard-decision algorithms)來進行解碼,在硬式判定演算法中對於每個輸入及輸出信號,都會做出它對應於位元1或位元零的硬式判定。迴旋FEC碼在任意長度的位元或符元流上工作。迴旋碼通常使用諸如Viterbi、MAP或BCJR演算法之軟式判定演算法(soft-decision algorithms)來進行解碼,所述演算法處理(離散化)類比信號,並且允許具有比硬式判定解碼更高的錯誤更正性能。儘管可以使用其它演算法,但是迴旋FEC碼最常用
Viterbi演算法來進行軟式解碼。Viterbi解碼允許隨著迴旋碼的限制長度之增加而漸近地達到最佳解碼效率,但是以呈指數增長的複雜度為代價。終止的迴旋碼亦是區塊碼,因為它對輸入資料塊進行編碼,但是迴旋碼的區塊大小通常是任意的,而區塊碼具有由其代數特性決定之固定大小。迴旋碼的終止類型包括去尾(tail-biting)及位元歸零(bit-flushing)。FEC技術的一些其它非限制性實例包括渦輪碼編碼(turbo coding)、低密度同位檢查(low-density parity-check(LDPC))、交錯及區域碼解碼。許多FEC編碼器(但不是全部)亦可以產生位元錯誤率(BER)信號,所述位元錯誤率信號可以用作回饋來微調類比接收電子裝置。
「地面」大多用於電子/電磁方面,並且大致上意指地球的表面,其包括陸地及水體,例如,海洋、湖泊及河流。
「地面波傳播」大致上意指一種傳輸方法,其中一個或多個電磁波經由地面與大氣層的邊界傳導,以沿著地面行進。電磁波藉由與地球的半導體表面相互作用而傳播。本質上,波緊貼表面,以便順著地球的曲率。通常,但並非總是如此,電磁波係由低頻無線電波所形成之地面波或表面波的形式。
「識別符」大致上意指識別唯一事物或唯一一種類別的事物之名稱(亦即,標記其識別碼),其中「物件」或類別可以是觀念實體物件(或其類別)或實體物質(或其類別)。縮寫「ID」通常意指識別碼、識別(識別過程)或識別符(亦即,識別的實例)。識別符可以包括或可以不包括文字、數字、字母、符號、形狀、顏色、聲音或它們的任何組合。文字、數字、字母或符號可以遵循編碼系統(其中字母、數字、文字或符號代表觀念或較長的識別符),或者
它們可以僅僅是任意的。當識別符遵循編碼系統時,它通常稱為碼或ID碼。不遵循任何編碼方式的識別符通常稱為任意ID,因為它們是任意分配的,在識別某事物之外的任何其它內文中是沒有意義的。
「符際干擾」或「ISI」大致上意指一種信號失真的形式,其中一個符元干擾後續符元。通常,但並非總是如此,ISI是不需要的現象,因為先前的符元具有與雜訊相似的作用,這會使通信的可靠性降低。例如,超過指定時間間隔的脈衝之擴展造成此脈衝干擾相鄰脈衝。ISI通常但並非總是由多路徑傳播及/或通信通道之固有的線性或非線性頻率響應造成的,從而導致連續的符元一起變模糊。
「電離層」大致上意指地球的大氣層,其包含高濃度的離子及自由電子,並且能夠反射無線電波。電離層包括熱氣層以及中氣層及外氣層的一部分。電離層在地球表面上方從約25至約600英里(約40至1,000公里)的範圍延伸。電離層包括許多層,這些層的高度、密度及厚度經歷很大的變化,這取決於許多的因素,其包括太陽活動(例如,太陽黑子)。
「擾動」大致上意指已發送信息的接收之可變延遲。例如,隨著信息以變化的間隔到達輸入端而產生擾動,結果,在資料槽可用於信息傳輸之前,信息的接收器必須等待可變的時間。
「等待時間」大致上意指系統中原因與結果之間的時間間隔。等待時間實際上係任何物理交互作用可以經由系統傳播之受限速度的結果。等待時間實際上係任何物理交互作用可以傳播之受限速度的結果。結果可以經由系統傳播之速度始終低於或等於光
速。因此,在原因與結果之間包含一定距離的每個實體系統都會經歷某種等待時間。例如,在通信鏈路或通信網路中,等待時間大致上意指資料從一個點傳遞至另一點所花費的最短時間。關於通信網路的等待時間亦可以表徵為能量從沿網路的一點移動至另一點所花費的時間。關於由電磁能量沿著特定傳播路徑傳播所造成的延遲,可以將等待時間分類為:
「低等待時間」大致上意指小於或大約等於傳播時間的一段時間,傳播時間比光在真空中行進一個給定傳播路徑所需的時間長10%。以公式表示,將低等待時間定義如下:
其中:
d=距離(英里)
c=真空中之光的速度(186,000英里/秒)
k=1.1的純量常數
例如,光可以在約0.1344秒內通過真空行進25,000英里。因此,在此25,000英里傳播路徑上承載資料的「低等待時間」通信鏈路將能夠在大約0.14784秒或更短的時間內透過鏈路傳遞資料的至少一部分。
「高等待時間」大致上意指比光在真空中行進一個給定傳播路徑所需之時間長10%以上的一段時間。以公式表示,將高等待時間定義如下:
其中:
d=距離(英里)
c=真空中之光的速度(186,000英里/秒)
k=1.1的純量常數
例如,光可以在約0.04301秒內通過真空行進8,000英里。因此,在此傳輸路徑上承載資料的「高等待時間」通信鏈路將能夠在大約0.04731秒或更長的時間內透過鏈路傳遞資料的至少一部分。
網路的「高」及「低」等待時間可能與資料頻寬無關。某些「高」等待時間網路可能具有比「低」等待時間網路更高之高傳送率,但是並非總是如此。某些「低」等待時間網路的資料頻寬可能超過「高」等待時間網路的頻寬。
「最大可用頻率(MUF)」大致上意指利用天波傳播返回至地球的最高頻率。
「記憶體」大致上意指配置成保留資料或資訊的任何儲存系統或裝置。每個記憶體可以包括一種或多種類型的固態電子記憶體、磁記憶體或光記憶體,在此僅舉幾例。作為非限制性實例,每個記憶體可以包括固態電子隨機存取記憶體(RAM)、順序可存取記憶體(SAM)(諸如先進先出(FIFO)類或後進先出(LIFO)類)、可程式化唯讀記憶體(PROM)、電子可程化唯讀記憶體(EPROM)或電子可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM);光碟記憶體(諸如DVD或CD ROM);磁編碼硬碟、軟磁碟、磁帶或匣式媒體;或任何這些記憶體類型的組合。並且,每個記憶體可以是揮發性、非揮發性或揮發性類與非揮發性類的混合組合。
「信息」大致上意指來源意欲供一個接收端或一組接收端耗用之離散通信單元。
「數據機」或「調變解調器」大致上意指諸如電子電路及/或電腦的裝置,其例如藉由調變器及解調器執行信號的調變及解調功能。
「調變」大致上意指用通常包含要傳輸的資訊之調變信號來改變稱為載波信號之周期性波形的一個或多個特性之過程。
「調變器」大致上意指諸如電子電路及/或電腦之裝置,其用通常包含要傳輸的資訊之調變信號來改變稱為載波信號之周期性波形的一個或多個特性。例如,波形的這些特性可以包括振幅、頻率、相位及諧波以及其它特性。作為非限制性實例,調變器可以根據所傳輸的信息之電信號來控制高頻電磁資訊載波的參數。一個或多個調變器可以與一個或多個解調器整合在一起,以形成調變解調器(數據機)。因此,術語「調變器」可以進一步意指充當數據機內之調變器的一個或多個部件、組件及/或軟體。
「網路」或「電腦網路」大致上意指允許電腦交換資料之的電信網路。電腦藉由將資料轉換為資料塊或封包的集合可以沿著資料連接相互傳遞資料。電腦與網路之間的連接可以使用電纜、光纖或藉由例如用於無線網路裝置之電磁傳輸來建立。耦接至網路的電腦可以稱為「節點」或「主機」,並且可以從網路發起、廣播、按規定路線發送或接受資料。節點可以包括任何計算裝置,例如,個人電腦、電話及伺服器以及用於維持跨網路的資料流之專用電腦(稱為「網路裝置」)。當一個裝置能夠與另一個裝置交換資訊時,無論兩個節點之間是否具有直接連接,都可以將它們視為「網
路連結在一起」。網路可以具有定義網路連接的數量及用途之任何合適的網路拓撲。網路拓撲可以是任何合適的形式,並且可以包括點對點、匯流排、星狀、環狀、網狀或樹狀。一個網路可以是一個虛擬的覆蓋網路,並且配置成為使用或「置於」其它網路上之一層或多層。
「非天波傳播」大致上意指所有形式的有線及/或無線傳輸,其中不藉由從電離層反射電磁波來傳輸資訊。
「光纖」大致上意指具有細長導管的電磁波導管,其包括實質透明的介質,當電磁能穿過導管的長軸時,電磁能通過所述介質來行進。當電磁輻射穿過導管時,可藉由電磁輻射的全內反射保持在導管內。全內反射通常使用光纖來實現,光纖包括由第二實質透明包覆材料圍繞的實質透明核心,第二實質透明包覆材料的折射率比核心的折射率低。光纖通常由不導電但實質上透明的介電材料構成。這樣的材料可以包括或可以不包括擠製玻璃(例如,二氧化矽、氟化物玻璃、磷酸玻璃、硫屬玻璃)或聚合材料(例如,各種類型的塑料)或其它合適的材料的任何組合,並且可以構造成具有任何合適的橫截面形狀、長度或尺寸。可以成功地通過光纖之電磁能的實例包括電磁光譜的近紅外線、中紅外線及可見光部分中之電磁波,但是可以使用任何合適頻率的電磁能。
「最佳工作頻率」大致上意指藉由天波傳播提供最一致的通信路徑之頻率。它會隨時間變化,這取決於多種因素,例如,電離層狀況及一天中的時間。對於使用電離層的F2層之傳輸,工作頻率通常約為MUF的85%,對於E層,最佳工作頻率通常接近MUF。
「封包錯誤率」或「封包錯誤比」或「PER」大致上意指錯誤接收之資料封包的數量除以數位傳輸中之接收封包的總數。通常,如果至少一個位元係錯誤的,則將宣告封包為不正確。
「偏極化」大致上意指輻射的電磁能波的電場(「E平面」)相對於地球的表面之方位,並且由輻射天線的實體結構及方位來決定。偏極化可以與天線的方向性個別考慮。因此,簡單的直線天線在實質垂直安裝時可以具有一個偏極化,而在實質水平安裝時可以具有不同的偏極化。作為橫波,無線電波的磁場與電場成直角,但按照慣例,可以理解天線的「偏極化」意指電場的方向。反射通常影響偏極化。對於無線電波,一個重要的反射器係電離層,它可以改變波的偏極化。因此,對於藉由電離層反射來接收信號(天波),不能期望一致的偏極化。對於視線通信或地面波傳播,水平或垂直偏極化傳輸通常在接收位置處保持在大約相同的偏極化狀態中。在地面波或視線傳播中,使接收天線的極化與發射器的極化相匹配可能是特別重要的,但在天波傳播中可能不太重要。當可以限定這樣的方向時,天線的線性偏極化通常沿著天線電流的方向(從接收位置觀看)。例如,垂直定向的垂直鞭形天線或Wi-Fi天線將以垂直極化來進行發射及接收。具有水平元件的天線(例如,大多數屋頂電視天線)通常是水平偏極化的(因為廣播電視通常使用水平偏極化)。即使當天線系統具有垂直方位(例如,水平雙極天線陣列)時,偏極化係在與電流流動相對應的水平方向上。偏極化係投影至垂直於無線電波運動方向的虛平面上之E平面方位隨時間的總和。在最一般的情況下,偏極化係橢圓形的,這意味著無線電波的偏極化隨時間變化。兩種特殊情況是如上所述的線性偏極化(橢
圓塌陷成一條線)及圓形偏極化(橢圓的兩個軸相等)。在線性偏極化中,無線電波的電場沿一個方向來回振盪;這可能會受到天線安裝的影響,但是所期望的方向通常是水平或垂直偏極化。在圓形偏極化中,無線電波的電場(及磁場)以無線電頻率圍繞傳播軸來循環地旋轉。
「主要通信通道」或「主要通道」大致上意指作為傳送資訊的首選之通信路徑。通常,但並非總是如此,主要通信通道具有一個或多個特性,例如,等待時間或頻寬,其比其它通道更可取。例如,主要通信通道在共享共同介面的所有通道中可以具有最高的資料速率。主要通信通道可以支援僅朝一個方向、交替地朝任一個方向或同時朝兩個方向傳送資訊。主要通信通道可以例如包括有線及無線形式的通信。
「處理器」大致上意指一個或多個電子組件,其配置成作為一個單元來操作,所述單元配置成或程式化成處理輸入,以產生輸出。或者,當多組件形式時,處理器可以具有一個或多個相對於其它組件位於遠處之組件。每個處理器的一個或多個組件可以是定義數位電路、類比電路或兩者的電子類。在一個實例中,每個處理器係傳統的積體電路微處理器裝置。處理器亦包括特定應用積體電路(ASIC)。ASIC係經過定制以在控制電腦執行特定任務或功能時執行一系列特定邏輯操作的積體電路(IC)。ASIC係專用電腦的處理器之一個實例,而不是配置成用於一般用途使用的處理器。特定應用積體電路通常不可重新程式化來執行其它功能,並且在製造時可以被程式化一次。在另一個實例中,處理器可以屬於「現場可程式的」類型。這樣的處理器在被製造之後可以「現場」被程式化
多次,以執行各種專用或通用功能。現場可程式處理器可以包括在所述處理器的積體電路中之現場可程式閘陣列(FPGA)。可以對FPGA進行程式化,以執行一系列特定指令,這些指令可以保存在FPGA的非揮發性記憶體單元中。FPGA可以由客戶或設計師使用硬體描述語言(HDL)來配置。可以使用另一台電腦對FPGA進行重新程式化,以實施一組新的命令或操作指令。這樣的操作可以以任何適當手段來執行,例如,藉由對處理器電路進行韌體升級。正像電腦的概念不限於在單個位置中之單個實體裝置一樣,「處理器」的概念亦不限於單個實體邏輯電路或電路包,而是包括可能在許多實體位置中之多台電腦內或其間的一個或多個這樣的電路或電路包。在虛擬計算環境中,未知數量的實體處理器可能正在主動處理資料,並且未知數量亦可能隨時間自動變化。「處理器」的概念包括配置成或程式化成進行臨界值比較、規則比較、計算或執行將規則應用於資料以產生邏輯結果(例如,「真」或「假」)之邏輯運算的裝置。處理活動可能發生在個別伺服器上的多個單個處理器中、具有個別處理器的單個伺服器中之多個處理器中或者個別計算裝置中之實際上彼此遠距的多個處理器中。
「無線電」大致上意指頻率在3kHz至300GHz範圍內的電磁輻射。
「無線電地平線」大致上意指天線的直接射線與地面相切的點之軌跡。無線電地平線可以藉由以下方程式來近似:
其中:
d=無線電地平線(英里)
ht=發射天線高度(英尺)
hr=接收天線高度(英尺)。
「接收」大致上意指接受已傳送、已傳達、已傳播、已轉播、已發送或已轉發的內容。所述概念可以包括或可以不包括接聽或等待從發射實體送來的內容之動作。例如,可以在不知道誰或什麼裝置進行傳輸的情況下接收傳輸。同樣地,可以在知道或不知道誰或什麼裝置正在接收傳輸的情況下進行傳輸。「接收」可以包括但不限於以電磁頻譜中之任何合適的頻率捕獲或獲得電磁能的動作。接收可能藉由感測電磁輻射來進行。感測電磁輻射可能包含偵測穿過或來自諸如電線或光纖的介質之能量波。接收包括接收數位信號,所述數位信號可以定義各種類型的類比或二進制資料,例如,信號、資料塊、封包等。
「接收站」大致上意指接收裝置或具有多個配置成接收電磁能的裝置之定位設施。接收站可以配置成接收來自特定的發射實體或從任何發射實體的傳輸,而不管發射實體在接收傳輸之前是否可識別。
「遠距」大致上意指兩個事物之間的任何實體、邏輯或其它分隔。分隔可以相對較大,例如,數千或數百萬英里或公里,或者較小,例如,奈米或百萬分之一英寸。彼此「遠距」的兩個事物亦可以在邏輯上或實際上耦接或連接在一起。
「衛星通信」或「衛星傳播」大致上意指將一個或多個電磁信號發射至衛星,所述衛星轉而將信號反射及/或重新發射至另一個衛星或站台。
「信號雜訊比」或「SNR」或「S/N」大致上意指將
所需信號的位準與背景雜訊的位準進行比較的度量。將SNR計算為信號功率與雜訊功率之比,通常以分貝來表示。SNR高於1:1(大於0dB)表示信號比雜訊強。
「大小」大致上意指某事物的程度;事物的總尺寸或量值;事物有多大。對於實體物件,大小可以用於描述相對術語,例如,大或較大、高或較高、低或較低、小或較小等。實體物件的大小亦可以以固定單位(例如,以任何適當單位表示之特定寬度、長度、高度、距離、體積等)來提供。對於資料傳送,大小可以用於將進行操控、定址、傳輸、接收或處理之資料的相對或固定數量表示為邏輯或實體單位。大小可以與資料收集、資料集、資料檔案或其它此類邏輯單元中之資料量一起使用。例如,資料收集或資料檔案可以表徵為具有35MB的「大小」,或者通信鏈路可以表徵為具有每秒1000位元的「大小」之資料頻寬。
「跳躍距離」大致上意指從發射器至天波傳播的波可以返回地球之位置的最小距離。換句話說,跳躍距離係在天波傳播的臨界角下發生的最小距離。
「跳躍區」或「安靜區」大致上意指來自地面波傳播的地面波完全消失的位置與利用天波傳播返回之第一個天波的位置之間的區域。在跳躍區中,無法接收到給定傳輸的信號。
「天波傳播」大致上意指一種傳輸方法,其中將從天線輻射的一個或多個電磁波從電離層折射回到地面。天波傳播進一步包括對流層散射傳輸。在一種形式中,可以使用一種跳躍方法,其中從電離層折射的波被地面反射回到電離層。這種跳躍可能會發生超過一次。
「軟體定義的無線電」或「SDR」大致上意指無線電通信系統,其中傳統上已經以硬體實施的組件可取而代之地以藉由電腦及/或嵌入式系統上的軟體來實施。現在實施為SDR的一些硬體實例包括混頻器、濾波器、放大器、調變器/解調器、偵測器及等化器,在此僅舉幾例。
「空間波傳播」或有時稱為「直射波傳播」或「視線傳播」大致上意指一種傳輸方法,其中在通常彼此可見的天線之間傳輸一個或多個電磁波。傳輸可以藉由直接及/或地面反射的空間波來發生。一般而言,天線高度及地球曲率係空間波傳播的傳輸距離之限制因素。由於繞射效應,直接視線的實際無線電地平線大於可見或幾何視線。亦即,無線電地平線比幾何視線大約4/5。
「展頻」大致上意指一種包括在多個頻率上傳送所傳輸的信號之一部分的傳輸方法。在多個頻率上的傳輸可以藉由在各種頻率上傳送信號之一部分來同時發生。在此實例中,接收器必須同時接聽所有頻率,以便重組所傳輸的信號。傳輸亦可以藉由「跳換(hopping)」信號分佈在多個頻率上。信號跳換情況包括:在第一頻率上傳輸信號達一段時間,切換為在第二頻率上傳輸信號達第二段時間,然後切換至第三頻率達一第三段時間等等。接收器及發射器必須同步,以便一起切換頻率。此「跳換」頻率的過程可以以隨時間(例如,每小時、每24小時等)改變之跳頻模式來實施。
「平流層」大致上意指從對流層延伸至地球表面上方約25至35英里的地球大氣層。
「符元」大致上意指持續達一段固定時間之通信通道之波形、狀態或重要狀況。對於數位基帶傳輸,符元可以是脈衝形
式,而在使用數據機的通帶傳輸中,符元可以是音調的形式。發射器及其它裝置將符元放置在一個或多個通道上,而接收器偵測符元順序,以便重建所傳輸的資料。在某些情況下,在一個符元與資料的一個小單元之間可能存在直接對應關係。例如,每個符元可以對一個或數個位元進行編碼。資料亦可以由符元之間的變遷及/或由一連串的數個符元來表示。
「收發器」大致上意指包括共享共同電路及/或單個外殼之發射器及接收器兩者的裝置。收發器通常但並非總是設計成發射及接收電子信號,例如,類比及/或數位無線電信號。
「傳送率」大致上意指某事物從一個實體或邏輯位置移動至另一個位置的速率。在通信鏈路或通信網路的情況下,傳送率可以表徵為透過鏈路或網路之資料傳送的速率。這樣的傳送率可以以「每秒位元數」來表示,並且可以受到用於執行資料傳送之給定網路或通信鏈路的最大資料頻寬的限制。
「傳輸線」大致上意指設計成將電磁能從一個位置攜帶至另一個位置之一種專門實體結構或一系列結構,通常不會經由自由空間輻射電磁能。傳輸線用於保留電磁能並將其從一個位置傳送至另一位置,同時使電磁能通過傳輸線中之結構時所引起的等待時間及功率損耗最小化。可以用於傳達無線電波的傳輸線之實例包括雙線式傳輸線、同軸電纜、微帶傳輸線、帶狀傳輸線、雙絞線、星絞傳輸線、勒謝爾線(lecher lines)、各種類型的波導管或簡單的單線傳輸線。諸如光纖之其它類型的傳輸線可以用於攜帶諸如可見光或不可見光之更高頻率的電磁輻射。
「傳輸路徑」或「傳播路徑」大致上意指電磁能通過
空間或介質所採用的路徑。這可以包括通過傳輸線的傳輸。在這種情況下,傳輸路徑定義成跟隨傳輸線,包含在傳輸線中,通過傳輸線或通常包括傳輸線。傳輸或傳播路徑不必由傳輸線來定義。傳播或傳輸路徑可以由電磁能例如以天波、地面波、視線或其它形式的傳播通過自由空間或大氣層來定義。在那種情況下,傳輸路徑可以表徵為電磁能從發射器移動至接收器時電磁能所經過之任何路徑,其包括在發射能量的方向上之任何跳躍、反彈、散射或其它變化。
「發射站」大致上意指發射裝置或具有多個配置成發射電磁能之裝置的位置或設施。發射站可以配置成向特定的接收實體、配置成接收發射之任何實體或其任何組合進行發射。
「傳輸時間」大致上意指從通信網路中之信息傳輸開始至結束的時間。在數位信息之情況下,傳輸時間意指從信息的第一位元至最後一位元離開傳輸節點的時間。對於數位封包,可以從封包大小及位元率獲得封包傳輸時間。傳輸時間不應該與傳播延遲混淆,傳播延遲意指第一位元從發射器行進至接收器所花費的時間。
「傳輸」大致上意指使某事物被傳送、傳達、傳播、轉播、發送或轉發。所述概念可以包括或可以不包括從發射實體傳播某事物至接收實體的動作。例如,可以在不知道誰或什麼裝置進行傳輸的情況下接收傳輸。同樣地,可以在知道或不知道誰或什麼裝置正在接收傳輸的情況下進行傳輸。「傳輸」可以包括但不限於以電磁頻譜中之任何合適的頻率傳送或播送電磁能的動作。傳輸可以包括數位信號,所述數位信號可以定義各種類型的二進制資料,例如,資料塊、封包等。傳輸亦可以包括類比信號。
「觸發資料」大致上意指包括觸發資訊的資料,所述觸發資訊識別一個或多個要執行的命令。觸發資料與命令資料可以一起出現在單個傳輸中,或者可以沿著單個或多個通信鏈路來分別傳輸。
「對流層」大致上意指地球大氣層的最低部分。對流層在地球表面上方在中緯度延伸約11英里,在熱帶地區延伸高達12英里,以及在兩極處的冬季延伸約4.3英里。
「對流層散射傳輸」大致上意指一種天波傳播形式,其中一個或多個電磁波(例如,無線電波)對準對流層。雖然不確定其原因,但是波的少量能量被向前散射至接收天線。由於嚴重的衰落問題,通常使用分集接收技術(例如,空間、頻率及/或角度分集)。
「波導管」大致上意指配置成引導以沿著電磁頻譜之任何頻率存在之諸如電磁波的波之傳輸線。實例包括導電或絕緣材料的任何配置,其配置成傳送在沿著電磁頻譜從極低頻波至極高頻波範圍內之較低頻電磁輻射。其它具體實例包括引導高頻光之光纖或用於承載高頻無線電波(特別是微波)之中空導電金屬管。
應該注意,在說明書及/或申請專利範圍中使用之單數形式「一」、「該」等包括複數形式,除非另有明確說明。例如,如果說明書及/或申請專利範圍提及「一裝置」或「該裝置」,則它包括一個或多個這樣的裝置。
應該注意,僅為了方便讀者,在此使用方向性術語,例如,「向上」、「向下」、「上」、「下」、「橫向」、「縱向」、「徑向」、「周向」、「水平」、「垂直」等,以便協助讀者理解所說明的具體例,並且沒有意圖以任何方式使用這些方向性術語來限制所描述、說明
及/或請求保護的特徵於特定方向及/或方位。
雖然已經在附圖及前面描述中詳細說明及描述本發明,但是本發明應該被視為是示例性的而不是限制性的,應該理解,僅顯示及描述較佳具體例,並且期望保護落在由下面申請專利範圍所界定之本發明的精神內之所有改變、均等物及修改。本說明書中所引用之所有刊物、專利及專利申請案均以提及方式併入本文,宛如具體地及個別地表明每個個別刊物、專利或專利申請案以提及方式併入本文並在此有完整闡述。
100:通信系統
105:資訊源
110:資訊目的地
115:通信通道
120:主要通信通道
125:後端通信通道
130:距離
135:主要通道等待時間
140:主要通道頻寬
145:後端通道等待時間
150:後端通道頻寬
Claims (72)
- 一種方法,包括:產生一信息碼表,該信息碼表包含具有不同信息長度之信息組;分配較高優先權信息至較短信息長度組,而分配較低優先權信息至較長信息長度組;以及透過一通信通道傳遞具有可變長度之信息。
- 如請求項1之方法,其中,優先權至少根據該信息將被傳送之機率。
- 如請求項2之方法,其中,優先權至少根據該信息的金融效益。
- 如請求項3之方法,進一步包括:針對該等信息傳遞該信息碼表至一接收器。
- 如請求項4之方法,進一步包括:透過一高等待時間高頻寬通道傳輸該信息碼表。
- 如請求項5之方法,其中,該信息碼表至少部分由在一發射器處之一電腦來產生。
- 如請求項6之方法,其中,該信息碼表至少部分由在一接收器處之一電腦來產生。
- 如請求項6之方法,進一步包括:使用一低等待時間低頻寬通道來傳輸該等信息。
- 如請求項7之方法,其中,該通信通道包括一主要通道。
- 如請求項9之方法,其中,該主要通道包括一高頻無線電通道。
- 如請求項1之方法,進一步包括:選擇一金融交易策略;根據該金融交易策略產生一組可能交易命令;估計該等可能交易命令將被發出之機率;分配最高概率交易命令至一最短信息組;以及分配下一個優先級的命令至下一個較長信息組,該下一個較長信息組比該最短信息組長。
- 一種方法,包括:將較高優先權信息編碼為較短信息長度組,而將較低優先權信息編碼為較長信息長度組;透過一通信通道傳遞根據該編碼具有可變長度之該等信息;以及其中該等信息的傳遞包括使用一低等待時間低頻寬通道來傳輸該等信息。
- 如請求項12之方法,其中,優先權至少根據該信息將被傳送之機率。
- 如請求項12之方法,其中,優先權至少根據該信息的金融效益。
- 如請求項12之方法,進一步包括:使用天波傳播來傳遞該等信息。
- 如請求項12之方法,其中,該通信通道包括一主要通道。
- 如請求項16之方法,其中,該主要通道包括一高頻無線電通道。
- 如請求項12之方法,其中,該通信通道包括一後端 通道。
- 如請求項12之方法,進一步包括:用至少一個錯誤更正碼來對該等信息進行編碼。
- 如請求項19之方法,其中,該等信息包括至少一個正向錯誤更正(FEC)。
- 如請求項20之方法,其中,該等信息包括至少一個檢查總和。
- 如請求項21之方法,其中,該等信息包括至少一個循環冗餘檢查(CRC)。
- 如請求項22之方法,進一步包括:附加用於該等信息中之一的一新接收符元至先前接收符元。
- 如請求項23之方法,進一步包括:使用正向錯誤更正(FEC)及循環冗餘檢查(CRC)來對該等信息進行解碼。
- 如請求項24之方法,其中,該等信息係關於一個或多個高速金融交易。
- 如請求項12之方法,進一步包括:增加用於該等信息的錯誤更正負擔。
- 如請求項26之方法,進一步包括:藉由增加錯誤更正負擔來提供更高等級的錯誤保護。
- 如請求項27之方法,進一步包括:藉由將正向錯誤更正(FEC)限制為宣告而不是更正比最大極限多之符元來減少錯誤肯定。
- 一種方法,包括:透過一通信通道傳遞具有可變長度的信息;以及在不知道該信息的長度及時序之情況下對該等信息進行解碼。
- 如請求項29之方法,進一步包括:使用正向錯誤更正(FEC)來對該等信息中之一進行解碼。
- 如請求項30之方法,進一步包括:根據用於該等信息中之一的一檢查總和之有效性來確定該信息係有效的。
- 如請求項29之方法,進一步包括:使用正向錯誤更正(FEC)及循環冗餘檢查(CRC)來對該等信息進行解碼。
- 如請求項32之方法,進一步包括:藉由循環遍及較大的信息組,以串行方式對該等信息進行解碼。
- 如請求項32之方法,進一步包括:藉由同時分析所有可能的信息組長度,以並行方式對該等信息進行解碼。
- 如請求項29之方法,進一步包括:對該等信息進行解碼,在該等信息中,與較低使用機率信息相比,較高使用機率信息被編碼成具有較短長度。
- 如請求項35之方法,其中,該等信息係關於一個或多個高速金融交易。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:產生一信息碼表,該信息碼表包含具有不同信息長度之信息組。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:分配較高優先權信息至較短信息長度組,而分配較低優先權信息至 較長信息長度組。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,優先權至少根據該信息將被傳送之機率。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,優先權至少根據該信息的金融效益。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:針對該等信息傳遞該信息碼表至一接收器。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:透過一高等待時間高頻寬通道傳輸該信息碼表。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,該信息碼表至少部分由在一發射器處之一電腦來產生。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,該信息碼表至少部分由在一接收器處之一電腦來產生。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:選擇一金融交易策略。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:根據該金融交易策略產生一組可能交易命令。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:估計該等可能交易命令將被發出之機率。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:分配最高概率交易命令至一最短信息組。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:分配下一個優先級的命令至下一個較長信息組,該下一個較長信息組比該最短信息組長。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:使用一低等待時間低頻寬通道來傳輸該等信息。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:使用天波傳播來傳遞該等信息。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,該通信通道包括一主要通道。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,該主要通道包括一高頻無線電通道。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,該通信通道包括一後端通道。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:用至少一個錯誤更正碼來對具有可變長度之該等信息進行編碼。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,具有可變長度之該等信息包括至少一個正向錯誤更正(FEC)。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,具有可變長度之該等信息包括至少一個檢查總和。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,具有可變長度之該等信息包括至少一個循環冗餘檢查(CRC)。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:附加用於該等信息中之一的一新接收符元至先前接收符元。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:使用正向錯誤更正(FEC)來對該等信息中之一進行解碼。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:根據用於該等信息中之一的一檢查總和之有效性來確定該信息係有 效的。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:使用正向錯誤更正(FEC)及循環冗餘檢查(CRC)來對該等信息進行解碼。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:藉由循環遍及較大的信息組,以串行方式對該等信息進行解碼。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:藉由同時分析所有可能的信息組長度,以並行方式對該等信息進行解碼。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:對該等信息進行解碼,在該等信息中,與較低使用機率信息相比,較高使用機率信息被編碼成具有較短長度。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,該等信息係關於一個或多個高速金融交易。
- 如前述請求項中任一項之方法,其中,該信息具有可變長度。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:在不知道該信息的長度及時序之情況下對該等信息進行解碼。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:增加用於該等信息的錯誤更正負擔。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:藉由增加錯誤更正負擔來提供更高等級的錯誤保護。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:藉由將正向錯誤更正(FEC)限制為宣告而不是更正比最大極限多之 符元來減少錯誤肯定。
- 如前述請求項中任一項之方法,進一步包括:將較高優先權信息編碼為較短信息長度組,而將較低優先權信息編碼為較長信息長度組。
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