在广播和数据传送模式之间切换时的时钟同步的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月24日提交的第62/576,253号美国临时申请的权益，该申请特此以引用的方式并入本文中。

背景技术：

联邦通信委员会(fcc)要求广播站在每一操作周期的开始和结束以及每小时(尽可能地在每小时开始附近)提供身份证明。通常，站标识符以am或fm格式广播，使得数字广播系统必须切换到幅度调制(am)或频率调制(fm)信号以提供标识，然后切换回数字以恢复数字传送。当在数字传送和am或fm传送之间切换时，传送器和接收器之间的时钟同步可能会被中断。时钟同步可以在切换回数字传送后就重新建立；但是，此过程可能需要时间，并且在同步期间可能会造成延迟。

因此，本领域中需要改进。

技术实现要素：

一种通信系统可用于在位置远离的传送站和接收站(例如，位于北美洲和欧洲)之间为数据提供低时延通信路径。一般来说，整个系统有两种操作模式：数据传送模式和广播模式。在数据传送模式中，数据以数字形式在传送器和接收器之间传送。在不需要数据传送的空闲时间，例如当股票交易所关闭时，传送器向公众广播音乐、新闻、娱乐和/或其它音频信息，例如通过am或fm信号，甚至是相位调制(pm)信号。在一种形式中，数字数据信号和am信号以不同的频率传送，但在其它变化形式中，它们可以共享相同的一般频带。

在数据传送模式中时，系统尝试以尽可能快的物理速度(即，最低的实际时延)传达数据。数据通常使用数字信号传送，但并非总是这样，所述数字信号要求传送器和接收器之间时钟同步。传送器和接收器处的时钟通常至少部分地基于从全球定位系统(gps)接收的时间数据来设置它们的时钟。在传送过程中，无线电数据信号从电离层反射出去。由于电离层条件的变化和其它环境的变化，数字信号在传送器和接收器之间的路径长度发生变化，进而导致多普勒频移等信号失真。因此，接收器能够去除或调整这些失真，所传送的数字信号包含有助于使传送器和接收器同步的时钟信号。

作为广播许可证的一部分，fcc要求广播公司中断其正常安排的节目，以便每小时(或以其它间隔)提供一个站标识符(id)。可以使用am广播信号来传送站id。虽然这在广播模式期间通常不是问题，因为时延不是问题，但是在数据传送模式期间，接收器必须从数字信号切换到am信号。在切换到am信号期间，时钟同步信号丢失。在切换回数字数据传送信号时，在传送器和接收器之间重新建立时钟同步会产生延迟。由于通过数字数据信号传送的信息具有极高的时间敏感性，所以这种延迟可能会有问题。

为了解决这个问题，在am站id信号中嵌入一个数字低比特率时钟同步信号，以保持传送器和接收器之间的时钟同步。这反过来消除了在从am站id信号切换回数字数据传送信号时由重新建立时钟同步引起的延迟。在一种形式中，数字低比特率时钟同步信号使用相位调制进行调制，但它可以通过其它方式进行调制。通常，在整个站id中断期间(即，在广播am站id信号时)传送数字低比特率时钟同步信号，但在其它变化形式中，数字低比特率时钟同步信号可以正好在数字数据传送信号重新建立之前传送，只要在数据传送没有任何延迟地发生之时或之前建立时钟同步即可。

此技术还可用于在从广播模式变成数据传送模式时保持时钟同步。在特定示例中，数字低比特率时钟同步信号可以在股票交易所开始交易之前的音乐广播期间传送，使得在切换到数据传送模式时，传送器和接收器被立即同步。在一种变化形式中，数字低比特率时钟同步信号在整个广播期间传送，在另一变化形式中，它正好在切换到数据传送模式之前传送，就像在前面的示例中一样。

在更一般的意义上，此技术可用于在从模拟信号切换到数字信号时保持或重新建立无延迟的时钟同步，以便例如用于需要低时延的数据传送或其它通信形式，模拟信号例如是音频和/或旧的模拟电视(ntsc或pal)广播信号。

虽然本系统是参考执行金融交易策略来描述的，但本系统和技术可用于其它涉及时间和带宽的情况或行业。例如，此系统可用于执行远程手术或医疗诊断、科学仪器或研究(例如，用于天文学或物理学)、控制分散的全球计算机网络和/或军事应用。例如，此系统和技术可用于并入到地震/海啸预警系统中。

根据详细描述和一起提供的附图，将清楚本发明的其它形式、目标、特征、方面、益处、优点和实施例。

附图说明

图1是用于通过单独的通信链路传送数据的系统的示意图，所述通信链路中的一个使用天波传播。

图2是进一步示出图1的天波传播的示意图。

图3是示出在图1的天波传播中使用地面中继器的示意图。

图4是示出在图1的天波传播中使用机载中继器的示意图。

图5是示出包含图1中所展示的电离层的大气的额外层的示意图。

图6是示出图5中所展示的大气的各种电离层的示意图。

图7是示出图1到6中大体上所示出的天波传播的额外细节的示意图。

图8是示出图1的通信节点的额外细节的示意图。

图9是示出图8中的rf通信接口的额外细节的示意图。

图10是数字信号在传送器和接收器之间的传送的示意图。

图11是模拟信号和时钟同步信号在图10的传送器和接收器之间的传送的示意图。

图12是在图10的传送器和接收器之间从传送模拟信号切换到传送数字信号的示意图。

图13是用于减少由时钟同步造成的时延的方法的流程图。

具体实施方式

为了促进对本发明的原理的理解，现在将参考附图中所示出的实施例，并且将使用特定语言来描述所述实施例。然而应理解，并不由此意图限制本发明的范围。像本发明所属领域的技术人员通常会想到的那样考虑所描述的实施例的任何更改和其它修改，以及如本文中所描述的本发明的原理的任何其它应用。极其详细地展示了本发明的一个实施例，但是相关领域的技术人员应了解，为清楚起见，可能没有展示与本发明无关的一些特征。

图1示出通信系统100的一个示例，其配置成通过低时延低带宽通信链路104传输数据，并通过高时延高带宽通信链路108传输不同数据。通信链路104和108在第一通信节点112和第二通信节点116之间提供单独的连接。低时延连接104可以配置成使用电磁波124传送数据，电磁波124经由天波传播穿过自由空间。电磁波124可以由第一通信节点112中的传送器生成，沿着传送线136传递到天线128。电磁波124可以由天线128辐射，从而遇到大气120的电离部分。此辐射电磁能接着可以被大气120的电离部分折射，从而使波124重新导向地球。波124可以由接收天线132接收，接收天线132通过传送线140耦合到第二通信节点116。如图1中所示出，传送通信节点可以使用天波传播以横越地球表面远距离地传送电磁能，而不需要一个或多个传送线来载送电磁能。

还可以使用高时延通信链路108在通信节点112和116之间传送数据。如

图1中所示出，可以使用传送线144来实施高时延通信链路108，传送线144穿过地球，这可以包含在海洋或其它水体之下通过，或穿过海洋或其它水体。如

图1中所展示，高时延通信链路108可以包含中继器152。图1示出沿着传送线144的四个中继器152，但是可以使用任何合适数目的中继器152。传送线144也可能完全不具有任何中继器。尽管图1示出了通信链路104将信息从第一通信节点112传送到第二通信节点116，但是所传送的数据也可以沿着通信链路104、108在两个方向上传递。

客户端160可以具有到第一通信节点112的连接164。客户端160可以通过连接164向第一通信节点112发送指令。在第一通信节点112处，指令准备发送到第二通信节点116，这是由低时延链路104或高时延链路108中的任一个或这两个进行的。第二通信节点116可以通过连接172连接到指令处理器168。客户端160可以是想要在一段距离内发送指示的任何企业、团体、个体或实体。指令处理器168可以是意图接收那些指令或遵照那些指令而行动的任何企业、团体、个体或实体。在一些实施例中，连接164和172可能是不必要的，因为客户端可以直接从通信节点112发送要传送的数据，或通信节点116可以直接连接到指令处理器168。系统100可以用于期望的任何种类的低时延数据传送。作为一个示例，客户端160可以是在远程操作的医生或外科医生，而指令处理器168可以是用于对患者进行操作的机器人仪器。

在一些实施例中，客户端160可以是金融工具交易者，并且指令处理器168可以是股票交易所。交易者可能希望向股票交易所提供在特定时间购买或出售某些证券或债券的指令。交易者可以向第一通信节点112传送指令，第一通信节点112使用天线128、132或通过传送线144将指令发送到第二通信节点。股票交易所接着可以在接收到指令后就处理交易者希望采取的行动。

系统100可以用于高频交易，其中在计算机上实行交易策略以在几分之一秒内执行交易。在高频交易中，仅仅数毫秒的延迟就可能会使交易者损失数百万美元；因此，交易指令的传送速度与所传送的数据的准确性一样重要。在一些实施例中，交易者可以每次在交易者希望执行贸易之前使用高时延高带宽通信链路108向通信节点116传送用于执行交易的预设交易指令或条件，通信节点116极为接近股票交易所。这些指令或条件可能需要传送大量数据，并且可能使用较高带宽的通信链路108进行更准确的递送。此外，如果每次在希望执行交易之前发送指令或条件，那么通信链路108的较高时延是可以忍受的。

指令的最终执行可以由交易者向存储有所述指令的系统传送触发数据来实现。在接收到触发数据后，就将交易指令发送到股票交易所，并且执行交易。所传送的触发数据通常是量比指令小得多的数据；因此，触发数据可以通过低时延低带宽通信链路104发送。当在通信节点116处接收到触发数据时，用于特定交易的指令被发送到股票交易所。通过低时延通信链路104而不是高时延通信链路108来发送触发数据会允许尽可能快地执行期望的交易，从而使交易者相较于交易相同金融工具的其它方有时间优势。

图2中进一步示出了图1中所展示的配置，其中第一通信节点112和第二通信节点116彼此在地理上远离，被地球(156)的表面的绝大部分隔开。地球表面的此部分可以包含一个或多个大陆、海洋、山脉或其它地理区域。例如，图1到7中跨越的距离可以覆盖单个大陆、多个大陆、海洋等等。在一个示例中，第一通信节点112在美国的伊利诺斯芝加哥，并且第二通信节点116在英国的英格兰伦敦。在另一个示例中，第一通信节点112在纽约州纽约市，并且第二通信节点116在加利福尼亚州洛杉矶市，这两个城市均处于北美洲。设想可以提供令人满意的时延和带宽的距离、通信节点和通信链路的任何合适组合。

图2示出了天波传播允许电磁能远距离地穿越。低时延通信链路104使用天波传播将电磁波124传送到大气120的充分电离以使电磁波124朝向地球折射的部分中。波接着可以被地球表面反射，并返回到高层大气120的电离部分，在那里，所述波可以再次朝向地球折射。因此，电磁能可以反复地“跳跃”，从而允许低时延低带宽信号124覆盖的距离远远大于可以由非天波传播覆盖的距离。

图3中呈现了图1中所示出的系统的另一个示例，其中可以使用中继器302和306来增强关于图1和2所论述的天波传播。在此示例中，第一中继器302可以接收从天线128发出的低时延通信信号。所述信号可以由电离区域120折射，并返回到地球，在那里，所述信号可以被中继器302接收并通过天波传播重新传送。所折射的信号可以由中继器306接收，并使用天波传播通过天线132重新传送到第二通信节点116。尽管图3中示出了两个中继站，但是可以考虑任何合适数目、配置或定位的地面中继站302。增加中继器302、306的数目可以有机会在更广泛的一系列大气任务中在较大距离内传送低时延信号，然而，接收和重新传送信号的中继器电路系统的物理限制可能会向低时延通信链路104增加额外时延。

图4示出了图1中所示出的系统的另一个示例，其中沿着第一通信链路的一个或多个中继器是机载的，例如在配置成将中继器维持在大气高处的飞机、飞船、气球或其它装置410中。在此示例中，通过天线128从第一通信节点112传送的信号可以由机载中继器414接收，这作为视距通信402，或通过如本文中在其它地方所描述的天波传播而进行。所述信号可以由机载中继器414接收，并作为视距通信406重新传送，或通过天波传播沿着低时延链路104重新传送到第二通信节点116。

图5到7中示出了关于天波传播的额外细节。图5中示出了与所公开的系统以及高层大气的各种层的关系。出于无线电传送的目的，高层大气的各层可以如所示出的那样划分成依序升高的层，例如对流层504、平流层508和电离层512。

电离层如此命名是因为它包含高浓度的电离粒子。这些粒子的密度在最远离地球的电离层中极低，并在越来越靠近地球的电离层区域中变得越来越高。电离层的上部区域由包含高能紫外辐射的来自太阳的强大电磁辐射供能。此太阳辐射使空气电离成自由电子、正离子和负离子。即使空气分子的密度在上部电离层中较低，来自太空的辐射粒子也具有高能量，使得它们使所存在的相对较少的空气分子广泛地电离。电离以越来越弱的强度向下延伸通过电离层，因为空气越来越稠密，因此最高电离度存在于电离层的最上部，而最低程度存在于电离层的下部部分。

图6中进一步示出了电离层512的最上部和最下部之间的这些电离差异。电离层在图6中被示出为具有三个层，它们从最低层到最高层分别被指定为d层608、e层612和f层604。f层604可以进一步划分成在616处被指定为f1(较高层)和在620处被指定为f2(较低层)的两个层。层616和620在电离层中是否存在以及它们在地球上方的高度随着太阳的位置而变化。中午时分，从太阳624进入电离层的辐射最大，日落时逐渐减弱，夜间则最小。当辐射被去除时，许多离子会复合，从而使d层608和e层612消失，并进一步使f1层616和f2层620在夜间复合成单个f层604。因为太阳的位置会相对于地球上的给定点变化，所以电离层512的层608、612、616和620的精确特性可能极难以预测，但是可以通过实验来确定。

无线电波使用天波传播到达远程位置的能力取决于各种因素，例如层608到620(当它们存在时)中的离子密度、所传送的电磁能的频率以及传送角度。例如，如果无线电波的频率逐渐增加，那么将到达其中波无法被d层608折射的点，d层608是电离层512的最少电离层。波可以继续通过d层608并进入e层612，在那里，所述波的频率可能仍然太大以致于同样不能折射穿过此层的信号。波124可以继续到达f2层620，并可能同样进入f1层616，然后它们拐弯朝向地球。在一些情况下，所述频率可能高于临界频率，从而使得不可能发生任何折射，这会造成电磁能从地球大气(708)中辐射出去。

因此，在高于某一频率时，垂直传送的电磁能继续进入太空，并且不被电离层512折射。然而，如果传播角度704从垂直线降低，那么在低于临界频率时一些波可能会被折射。降低传播角度704还会允许由天线128传送的电磁波124朝向地球表面在跳跃区720内折射，从而使得有可能穿越跳跃距离724并到达远程天线132。因此，在某一跳跃距离724内进行成功天波传播的机会进一步取决于传送角度以及频率，并且因此最大可用频率随着电离层的条件、期望的跳跃距离724和传播角度704而变化。图7还示出了例如地波信号和/或视距信号716的非天波传播不太可能穿越跳跃距离724。

图8示出了类似于通信节点112和116的通信节点800的额外方面的一个示例。通信节点800可以包含用于控制通信节点800的各个方面的处理器804。所述处理器可以耦合到可用于存储规则、命令数据820或历史传送数据822的存储器816。还可以包含用于接受用户输入并向用户824提供输出(i/o)的装置。这些装置可以包含键盘或小键盘、鼠标、例如平板监视器等等的显示器、打印机、标绘仪，或3d打印机、相机或麦克风。可以包含用于用户i/o的任何合适装置。节点800还可以包含网络接口832，网络接口832对处理器804作出响应并耦合到通信网络836。还可以包含安全模块828，它可以用于减少或排除当数据在通信节点800之间传递时第三方拦截、堵塞或改变所述数据的机会。在一个示例中，通信节点800被实施为计算机执行软件，以控制节点800的各个方面的交互。

网络接口836可以配置成发送和接收数据，例如命令数据820，或可以从触发系统840传递的触发数据。通信网络836可以耦合到例如互联网的网络，并配置成在不使用天波传播的情况下发送和接收数据。例如，通信网络836可以通过与先前图中所示出的传送线144相似的沿着地球延行的光纤或其它传送线传送和接收数据。

节点800可以包含第二网络接口808，第二网络接口808对处理器804作出响应并耦合到射频通信接口812。此第二网络接口808可以用于传输数据，例如命令数据820，或从触发系统840传递的触发数据。网络接口808可以耦合到天线，比如天线128，所述天线可以包含多个天线或天线元件。射频通信接口808可以配置成使用通过天线128传送和/或接收的电磁波来发送和接收例如触发数据的数据。如上文所论述，天线128可以配置成通过天波传播来发送和接收电磁波。

通信节点800可以包含图9中所示出的额外方面。射频通信接口812可以包含配置成使用天线128传送电磁能的传送器904。还可以任选地包含接收器908，它配置成从天线128接收电磁波。传送器904和接收器908还可以耦合到调制解调器912，调制解调器912配置成调制由接口812接收的信号以对来自数字流的信息或数据进行编码以供传送器904传送。调制解调器912还可以配置成解调由接收器908从天线128接收的信号，以将所传送的信号解码成可供处理器804使用或可以存储在存储器816中的数字数据流。

在一些实施例中，可能只需要在有限的时间段内进行用于金融交易等目的的数据传送。根据是否需要金融数据传送，通信系统100可以以两种不同的模式操作。如果需要数据传送，那么传送器可以在数据传送模式中操作。在数据传送模式中，通信系统100将数字数据传送信号从第一通信节点112传送到第二通信节点116。当不需要数据传送时，系统可以在广播模式中操作。在广播模式期间，传送器可用于向公众广播音乐、体育、新闻或其它音频信息，例如通过am、fm和/或pm信号。当通信系统100在广播模式中操作时，它可以数字形式广播。出于解释的目的，将参考am信号来描述通信系统的广播模式，但是应当理解，可以在广播模式期间使用am、fm和/或pm(等等)。

作为特定示例，通信系统100可用于传送诸如买卖股票或债券等金融交易的指令。这些信息只有在所需要的股票交易所开放的时间内才是必要的。在休息时间，当股票交易所关闭时，通信系统100可以用作典型的无线电站，例如通过am信号，提供可被公众听到的内容。

通常，当使用数字信号传送数据时，传送器和接收器之间需要时钟同步。因为所传送数据信号的路径长度可能根据电离层条件和其它环境条件而改变，从而导致多普勒频移等信号失真。为了调整或去除这些失真，所传送的数据信号可包含时钟信号，所述时钟信号向接收器提供关于数据信号的传送时间和可能的失真的信息。在一些实施例中，传送器的时钟和接收器的时钟可以至少部分地基于从全球定位系统(gps)接收的时间数据来设置。然而，所传送的数据信号中可以包含gps以外的其它时间数据源。

可能中断传送器和接收器之间的时钟同步的一个来源是站标识(id)的需要。fcc要求广播站在每小时的登录、注销和高峰时间提供站标识。站需要提供其呼号、许可证所在城市，并且可包含额外信息，如传送频率和所有权。通常，站标识使用模拟信号(例如，am广播信号)来传送。因此，为了提供标识，接收器从数字信号切换到am信号。在切换到am信号期间，数字信号上提供的时钟同步信号丢失。一旦接收器切换回数字信号，在传送器和接收器之间重新建立时钟同步时就可能存在延迟。这可能会导致传送器和/或接收器内的处理延迟。

当通信系统100处于广播模式时，由于信号已经作为am信号被广播，所以对站标识的需要不存在问题，并且任何延迟都不是问题。然而，当通信系统100在数字数据传送模式中操作时，从数字传送切换到am传送以提供站标识可能会导致传送器和接收器失去时钟同步，并且在重新建立同步时可能存在延迟。依据由处于数据传送模式的通信系统100传送的数字数据的性质，由同步引起的延迟可能有问题。例如，当通信系统100用于传送金融交易数据时，所述数据可能具有极高的时间敏感性，并且任何延迟都可能使客户损失数百万美元。

图10至12示出了用于减少由时钟同步造成的时延的系统1000。在图10中，传送器1004包括模拟传送器1008、数字传送器1012和传送器时钟1016。接收器1024包括模拟接收器1028、数字接收器1032和接收器时钟1036。当传送器1004向接收器1024发送数字数据时，数字传送器1012向数字接收器1032传送数字信号1042。使用数字信号传送的数据一般需要通过使用与数字数据一起传送的信号或通过使用从gps接收的时间数据等其它信号来使传送器时钟1016和接收器时钟1036之间时钟同步。

有时，可能需要从数字传送切换到模拟传送，例如当需要站标识时。如图11所示，当需要模拟传送时，停止数字传送，并且从模拟传送器1008向模拟接收器1028发送模拟信号1104。在一些典型的通信系统中，在模拟传送期间，传送器时钟1016和接收器时钟1036之间的时钟同步可能会丧失。然而，在系统1000中，时钟同步信号1108可与模拟信号1104一起传送以保持传送器时钟1016与接收器时钟1036之间的同步。在一个示例中，时钟同步信号1108是数字低比特率信号，但在其它示例中，时钟同步信号1108可以替代地或另外包含高比特率信号和/或模拟信号。

一旦完成模拟信号1104的传送，系统就切换回数字信号1042的传送，如图12所示。在模拟信号1104和数字信号1042之间的切换期间，时钟同步信号1108保持传送器时钟1016和接收器1036之间的同步。因此，在模拟和数字信号之间的切换期间，重新建立时钟同步不存在任何延迟。

图13中的流程图1300描述了减少由时钟同步丧失造成的延迟的方法。通信系统100将数据作为数字数据传送从传送器传送1305到接收器，例如从第一通信节点112传送到第二通信节点116。在一天中的指定时间，从第一通信节点112的传送从数字数据传送切换1310到am站id信号，以根据法律的要求，提供站标识。将数字时钟同步信号嵌入1315在am站id信号中，并且在站标识被广播时进行广播。在完成站标识之后，通信系统100从am站id信号的传送切换1320以恢复数字数据传送的传送。当传送从am站id信号切换到数字数据流时，由于嵌入在am站id信号中的数字时钟同步信号，保持1025时钟同步。

在一些实施例中，可以使用pm调制嵌入在am站id信号中的时钟同步信号。然而，时钟同步信号可以其它方式进行调制，例如通过fm和/或am。并且，在一些实施例中，时钟同步信号可以嵌入在站id信号中，以便在整个站标识中断期间广播时钟同步信号。然而，在其它实施例中，时钟同步信号只能在站标识的部分期间正好在重新建立数字数据传送信号之前传送，以便在传送从am广播切换到数字传送之前实现时钟同步。

当通信系统100从广播模式切换到数据传送模式时，也可使用时钟同步。当通信系统100向公众广播时，数字时钟同步信号可以连同广播给公众的音乐、新闻、运动或其它形式的音频信息一起传送。同步信号只能在切换到数据传送模式之前的时间内传送，或者时钟同步信号可以在通信系统100以广播模式操作的整个时间内传送。一旦通信系统100从广播模式切换到数据传送模式，时钟同步信号就允许第一通信节点112和第二通信节点116立即同步，使得不存在由同步造成的延迟或使所述延迟最小。

上文描述用于保持时钟同步或重新建立时钟同步以免产生延迟的嵌入同步技术也可用于其它类型的需要低时延的广播。例如，在从音频或模拟电视信号等模拟信号切换到数字信号时，可以使用嵌入时钟同步。

定义及替代物的词汇表

权利要求书和说明书中所使用的语言只具有它的字面普通含义，但下文的明确定义除外。这些定义中的词只具有它们的字面普通含义。此类字面普通含义包含最近出版的韦伯斯特和兰登豪斯词典中所有一致的词典定义。如说明书和权利要求书中所使用，以下定义适用于以下术语或其常见变化形式(例如单数/复数形式、过去/现在时态等等)：

“模拟信号”通常是指时变变量的连续信号。模拟信号可以使用幅度调制(am)、频率调制(fm)或例如相位调制的其它调制形式进行调制。

“天线”或“天线系统”通常是指呈任何合适配置的电装置或一系列装置，所述装置将电力转换成电磁辐射。此类辐射可以沿着电磁频谱在任何频率下垂直地、水平地或圆形地极化。以圆极化进行传送的天线可以具有右旋或左旋极化。

在无线电波的情况下，天线可以沿着电磁频谱以范围从极低频(elf)到极高频(ehf)的频率进行传送。设计成传送无线电波的天线或天线系统可以包括电连接(常常通过传送线)到接收器或传送器的金属导体(元件)的布置。由传送器迫使通过天线的电子的振荡电流可以围绕天线元件产生振荡磁场，同时电子的电荷还沿着所述元件形成振荡电场。这些时变场以移动的横向电磁场波的形式从天线辐射到太空。相反地，在接收期间，传入电磁波的振荡电场和磁场对天线元件中的电子施加力，所述力使所述电子来回移动，从而在天线中产生振荡电流。这些电流接着可以由接收器检测并进行处理以检索数字或模拟信号或数据。

天线可以设计成在所有水平方向上大致上同等地传送和接收无线电波(全向天线)，或优先地在特定方向上传送和接收无线电波(定向或高增益天线)。在后一种情况下，天线还可以包含可以具有也可以不具有到传送器或接收器的任何物理电连接的额外元件或表面。例如，寄生元件、抛物面反射器或喇叭天线及其它此类未被供能的元件用于将无线电波引导到波束或其它期望的辐射方向图中。因此，天线可以配置成通过这些各种表面或元件的放置而展现增大或减小的方向性或“增益”。高增益天线可以配置成在可以是垂直、水平或其任何组合的给定方向上引导辐射电磁能的绝大部分。

天线还可以配置成相对于地球在特定范围的垂直角度(即，“出射角”)内辐射电磁能，以便将电磁能集中朝向大气的上部层，例如电离层。通过以特定角度将电磁能导向高层大气，可以通过以特定频率传送电磁能而在一天当中的特定时间实现特定跳跃距离。

天线的其它示例包含将电能转换成电磁频谱的可见或不可见光部分中的电磁能脉冲的发射器和传感器。示例包含配置成沿着电磁频谱以范围从远红外到极紫外的频率生成电磁能的发光二极管、激光器等等。

“时钟同步”通常是指在原本独立的时钟、计算机、处理器、收发器和/或其它类型的设备之间的时间协调。例如，时钟同步用于补偿不同时钟之间的时钟漂移。

“时钟同步信号”通常是指提供时间数据以使传送器和接收器同步的信号。时钟同步信号可以从全球定位系统接收，和/或可以源于某一其它公共或私有来源。

“命令”或“命令数据”通常是指单独地或以组合方式控制机器以采取一个或多个动作的一个或多个指示、指令、算法或规则。命令可以以任何合适方式进行存储、传输、传送或以其它方式处理。例如，命令可以存储在存储器中，或作为电磁辐射在穿过任何合适介质的任何合适频率下通过通信网络传送。

“计算机”通常是指配置成从任何数目的输入值或变量计算结果的任何计算装置。计算机可以包含用于执行计算以处理输入或输出的处理器。计算机可以包含用于存储将由处理器处理的值或用于存储先前处理的结果的存储器。

计算机还可以配置成从用于接收或发送值的各种各样的输入和输出装置接受输入和输出。此类装置包含所有类型和大小的其它计算机、键盘、鼠标、视觉显示器、打印机、工业设备及系统或机械。例如，计算机可以在请求后就控制网络接口以执行各种网络通信。网络接口可以是计算机的一部分，或表征为与计算机分离并远离计算机。

计算机可以是单个物理计算装置，例如台式电脑、笔记本电脑，也可以由相同类型的多个装置构成，例如在联网集群中作为一个装置操作的一组服务器，或作为一个计算机操作并通过通信网络链接在一起的不同计算装置的异构组合。连接到计算机的通信网络还可以连接到更广泛的网络，例如互联网。因此，计算机可以包含一个或多个物理处理器或其它计算装置或电路系统，并且还可以包含任何合适类型的存储器。

计算机还可以是具有未知或波动数目的物理处理器和存储器或存储器装置的虚拟计算平台。因此，计算机可以物理地位于一个地理位置，或物理地散布在数个广泛分散的位置上，其中多个处理器通过通信网络链接在一起以用作单个计算机。

“计算机”和计算机或计算装置内的“处理器”的概念还涵盖用于进行计算或比较的作为所公开的系统的一部分的任何此类处理器或计算装置。与在计算机中进行的阈值比较、规则比较、计算等等相关的处理操作可以例如在单独的服务器上、在具有单独的处理器的同一个服务器上或在如上文所描述的具有未知数目的物理处理器的虚拟计算环境上进行。

计算机可以任选地耦合到一个或多个视觉显示器和/或可以包含集成视觉显示器。同样地，显示器可以属于相同类型，或不同视觉装置的异构组合。计算机还可以包含一个或多个操作者输入装置，例如键盘、鼠标、触摸屏、激光或红外指针装置，或陀螺仪指针装置，这仅列举一些代表性示例。此外，除了显示器之外，还可以包含一个或多个其它输出装置，例如打印机、标绘仪、工业制造机器、3d打印机等等。因而，各种显示器、输入和输出装置布置是可能的。

多个计算机或计算装置可以配置成通过有线或无线通信链路彼此通信或与其它装置通信以形成通信网络。网络通信可以通过各种计算机传递，在通过例如互联网的其它较大计算机网络传递之前，这些计算机用作例如交换机、路由器、防火墙或其它网络装置或接口的网络设备。通信还可以通过通信网络传递，以作为通过传送线或自由空间经由电磁波载送的无线数据传送。此类通信包含使用wifi或其它无线局域网(wlan)或蜂窝式传送器/接收器来传输数据。此类信号符合数种无线或移动电信技术标准中的任一种，例如802.11a/b/g/n、3g、4g等等。

“通信链路”通常是指两个或更多个通信实体之间的连接，并且可以包含也可以不包含通信实体之间的通信信道。通信实体之间的通信可以通过任何合适构件进行。例如，连接可以被实施为实际物理链路、电链路、电磁链路、逻辑链路，或促进通信的任何其它合适链接。

在实际物理链路的情况下，通信可以通过通信链路中的多个组件进行，这些组件配置成通过一个元件相对于另一个元件的物理移动而彼此响应。在电链路的情况下，通信链路可以由进行电连接以形成通信链路的多个电导体构成。

在电磁链路的情况下，可以通过在任何合适频率下发送或接收电磁能来实施连接的元件，因此允许通信作为电磁波传递。这些电磁波可以穿过也可以不穿过例如光纤的物理介质，或可以穿过也可以不穿过自由空间，或其任何组合。电磁波可以在任何合适频率下传递，所述频率包含电磁频谱中的任何频率。

在逻辑链路的情况下，通信链路可以是发送方和接收方之间的概念性链接，接收方是例如接收站中的传送站。逻辑链路可以包含物理、电、电磁或其它类型的通信链路的任何组合。

“通信节点”通常是指沿着通信链路的物理或逻辑连接点、重布点或端点。物理网络节点通常被称为物理地、逻辑地或电磁地附接或耦合到通信链路的有源电子装置。物理节点能够通过通信链路发送、接收或转发信息。通信节点可以包含也可以不包含计算机、处理器、传送器、接收器、中继器和/或传送线，或其任何组合。

“临界角”通常是指相对于延伸到地球中心的垂直线的最高角度，在此角度下，处于特定频率的电磁波可以使用天波传播返回到地球。

“临界频率”通常是指当在给定电离层条件下使用天波传播垂直地传送时将返回到地球的最高频率。

“数据带宽”通常是指通信系统中的逻辑或物理通信路径的最大吞吐量。数据带宽是可以每秒所传输的数据为单位表达的传输速率。在数字通信网络中，所传输的数据的单位是比特，并且因此，数字通信网络的最大吞吐量通常表达为“比特每秒”或“比特/秒”。进一步说，还可以使用术语“千比特/秒(kilobit/s或kbit/s)”、“兆比特/秒(megabit/s或mbit/s)”和“吉比特/秒(gigabit/s或gbit/s)”来表达给定数字通信网络的数据带宽。根据例如“峰值比特速率”、“平均比特速率”、“最大持续比特速率”、“信息速率”或“物理层有用比特速率”的特定度量，数据网络可以根据它们的数据带宽性能特性来评定。例如，带宽测试测量计算机网络的最大吞吐量。此用法的原因是，根据哈特利定律(hartley'slaw)，物理通信链路的最大数据速率与其以赫兹为单位的频率带宽成比例

数据带宽还可以根据特定通信网络的最大传输速率来表征。例如：

“低数据带宽”通常是指最大数据传输速率小于或约等于每秒1,000,000个单位的数据的通信网络。例如，在数字通信网络中，数据的单位是比特。因此，低数据带宽数字通信网络是最大传输速率小于或约等于每秒1,000,000比特(1兆比特/秒)的网络。

“高数据带宽”通常是指最大数据传输速率超过每秒约1,000,000个单位的数据的通信网络。例如，具有高数据带宽的数字通信网络是最大传输速率超过每秒约1,000,000比特(1兆比特/秒)的数字通信网络。

“解调器”通常是指对已传送的已调制波形或任何另一种类型的载波进行解码的任何装置。解调器可以用于允许对模拟或数字信号进行解码。

“数字信号”通常是指含有使用一系列离散值传送的数据的信号。

“电磁辐射”通常是指由电磁波辐射的能量。电磁辐射是由其它类型的能量产生，并在它被破坏时转换成其它类型。电磁辐射随着它以光速(在真空中)离开其来源而载送这种能量。电磁辐射还载送动量和角动量。随着电磁辐射向外远离它的来源，这些性质都可能被赋予与它相互作用的物质。

电磁辐射随着它从一种介质传递到另一种介质而改变速度。当从一种介质转变到下一种介质时，新介质的物理性质可能会使辐射能中的一些或全部反射，而剩余能量传递到所述新介质中。这发生在电磁辐射随着它行进而遇到的介质之间的每个接合部处。

光子是电磁相互作用的量子，并且是所有形式的电磁辐射的基本成分。光的量子性质在高频率下变得更明显，因为随着电磁辐射的频率增加，电磁辐射表现得更像粒子，而不太像波。

“电磁频谱”通常是指电磁辐射的所有可能频率的范围。按照频率和能量的增序和波长的降序，电磁频谱通常分类如下：

“极低频”(elf)通常表示从约3到约30hz的频带，波长从约100,000到10,000km长。

“超低频”(slf)通常表示通常范围在约30hz到约300hz之间的频带，波长为约10,000到约1000km长。

“语音频率”或“语音频带”通常表示人耳可听到的电磁能。成年男性说话的语音频率范围通常在约85和约180赫兹之间，而成年女性对话的语音频率范围通常从约165到约255hz。

“甚低频”(vlf)通常表示从约3khz到约30khz的频带，对应波长从约10到约100km长。

“低频”(lf)通常表示在约30khz到约300khz的范围内的频带，波长在约1到约10km的范围内。

“中频”(mf)通常表示从约300khz到约3mhz的频带，波长从约1000到约100m长。

“高频”(hf)通常表示从约3mhz到约30mhz的频带，波长从约100m到约10m长。

“甚高频”(vhf)通常表示从约30hz到约300mhz的频带，波长从约10m到约1m长。

“特高频”(uhf)通常表示从约300mhz到约3ghz的频带，权重波长在约1m到约10cm长的范围内。

“超高频”(shf)通常表示从约3ghz到约30ghz的频带，波长在约10cm到约1cm长的范围内。

“极高频”(ehf)通常表示从约30ghz到约300ghz的频带，波长在约1cm到约1mm长的范围内。

“远红外”(fir)通常表示从约300ghz到约20thz的频带，波长在约1mm到约15μm长的范围内。

“长波长红外”(lwir)通常表示从约20thz到约37thz的频带，波长在约15μm到约8μm长的范围内。

“中红外”(mir)通常表示从约37thz到约100thz的频带，波长从约8μm到约3μm长。

“短波长红外”(swir)通常表示从约100thz到约214thz的频带，波长从约3μm到约1.4μm长。

“近红外”(nir)通常表示从约214thz到约400thz的频带，波长从约1.4μm到约750nm长。

“可见光”通常表示从约400thz到约750thz的频带，波长从约750nm到约400nm长。

“近紫外”(nuv)通常表示从约750thz到约1phz的频带，波长从约400nm到约300nm长。

“中紫外”(muv)通常表示从约1phz到约1.5phz的频带，波长从约300nm到约200nm长。

“远紫外”(fuv)通常表示从约1.5phz到约2.48phz的频带，波长从约200nm到约122nm长。

“极紫外”(euv)通常表示从约2.48phz到约30phz的频带，波长从约121nm到约10nm长。

“软x射线”(sx)通常表示从约30phz到约3ehz的频带，波长从约10nm到约100pm长。

“硬x射线”(hx)通常表示从约3ehz到约30ehz的频带，波长从约100pm到约10pm长。

“γ射线”通常表示高于约30ehz的频带，波长小于约10pm长。

“电磁波”通常是指具有单独的电分量和磁分量的波。电磁波的电分量和磁分量同相地振荡，并始终被隔开90度角。电磁波可以从来源辐射以产生能够穿过介质或穿过真空的电磁辐射。电磁波包含在电磁频谱中的任何频率下振荡的波，包含但不限于无线电波、可见和不可见光、x射线和γ射线。

“均衡器”通常是指用于减少所传送的信号中的失真的装置。均衡器可以基于例如群延迟的时间来减少失真，也可以减少例如相位延迟的信号频率的失真。均衡器还可以用于减少其它类型的失真，例如回波、频率选择性或频移。

“频率带宽”或“频带”通常是指由上限和下限频率定义的连续频率范围。因此，频率带宽通常表达为赫兹数(每秒循环数)，表示频带的上限频率和下限频率之间的差，并且可以包含也可以不包含上限频率和下限频率自身。因此，“频带”可以由给定区域的给定频率带宽定义，并且用普遍认可的术语表示。例如，美国的“20米频带”被分配的频率范围是从14mhz到14.35mhz，因此定义了0.35mhz或350khz的频率带宽。在另一个示例中，国际电信联盟(itu)已将300mhz到3ghz的频率范围指定为“uhf频带”。

“光纤通信”通常是指通过光纤发送电磁能的脉冲来将数据从一个地方传送到另一个地方的方法。所传送的能量可以形成电磁载波，所述电磁载波可以被调制以载送数据。使用光缆来传送数据的光纤通信线路可以配置成具有高数据带宽。例如，光纤通信线路可以具有高达约15太比特/秒、约25太比特/秒、约100太比特/秒、约1贝脱比特/秒或更多的高数据带宽。可以沿着光纤通信线路使用光电中继器，以将来自一段光缆的电磁能转换成电信号。中继器可以沿着另一段光缆在高于电信号被接收的信号强度的信号强度下重新传送电信号作为电磁能。

“金融工具”通常是指任何种类的可交易资产。一般示例包含但不限于现金、实体所有权权益的证据，或收付现金或另一种金融工具的合同权利。特定示例包含债券、票据(例如商业票据和国库券)、股票、贷款、存款、存款证、债券期货或债券期货期权、短期利率期货、股票期权、股票期货、货币期货、利率互换、利率上限和下限、利率期权、远期利率协议、股票期权、外汇期权、外汇掉期、货币掉期，或任何形式的衍生工具。

“融合数据流”通常是指至少两个或更多个单独的数据传送的组合。数据传送可以来自任何期望的来源。例如，数据传送可以是带内数据、带外数据、公共数据或私有数据。融合数据流可以是这些不同数据传送的任何期望的组合。

“地面”更多地用于电/电磁意义上，并且通常是指地球表面，包含陆地和水体，例如海洋、湖泊和河流。

“地波传播”通常是指使一个或多个电磁波通过地面和大气的边界沿地面行进的传送方法。电磁波通过与地球半导电表面相互作用而传播。从本质上说，波紧贴着地球表面，以便沿循地球曲率。电磁波通常但并非总是呈由低频无线电波形成的地面波或表面波的形式。

“标识符”通常是指标识唯一事物或唯一事物类别(即，标记其身份)的名称，其中“对象”或类别可以是理念、物理对象(或其类别)或物理物质(或其类别)。缩写“id”常常是指身份、标识(标识的过程)或标识符(即，标识的实例)。标识符可以包含也可以不包含字词、数字、字母、符号、形状、颜色、声音，或它们的任何组合。

字词、数字、字母或符号可以遵循编码系统(其中字母、数字、字词或符号表示理念或较长的标识符)，也可以仅仅是任意的。当标识符遵循编码系统时，它常常被称为代码或id代码。不遵循任何编码方案的标识符常常被称为任意id，因为它们是任意分配的，在任何其它上下文中除了标识某些内容之外都没有意义。

“带内数据”通常是指从两个通信节点之间的主数据传送流收集的数据。通常，带内数据是由传送方发送的主数据传送。可以收集和分析此数据，以确定在传送期间在电离层条件下以某一频率传送数据的可行性。

“电离层”通常是指含有高浓度离子和自由电子并能够反射无线电波的地球大气层。电离层包含热层，以及中层和外层的部分。电离层在地球表面上方延伸约25到约600英里(约40到1,000km)。电离层包含数个层，它们在高度、密度和厚度上经历了相当大的变化，这取决于包含太阳活动在内的许多因素，例如太阳黑子。下文标识了电离层的各种层。

电离层的“d层”是距离地球表面约25英里(40km)到55英里(90km)的最内层。所述层能够折射低频信号，但它允许高频无线电信号通过，并有一定的衰减。d层通常在日落后由于其离子快速复合而快速消失，但并非在所有情况下都如此。

电离层的“e层”是距离地球表面约55英里(90km)到约90英里(145km)的中间层。e层通常能够折射频率高于d层的信号。取决于条件，e层通常可以折射高达20mhz的频率。e层中的离子复合速率有点快，使得日落后到午夜时几乎完全消失。e层还可以包含被称为“es层”或“偶发e层”的层，它由小而薄的强电离云形成。偶发e层可以反射无线电波，即使频率高达225mhz也可以反射，但是这种情况很少。偶发e层常常是在夏季形成，并且其跳跃距离为大约1,020英里(1,640km)。就偶发e层来说，单跳传播可以为约560英里(900km)到高达1,600英里(2,500km)，并且双跳传播可以超过2,200英里(3,500km)。

电离层的“f层”是距离地球表面90英里(145km)到310英里(500km)或更高的顶层。f层的电离通常很高，并且在白天变化很大，最高的电离通常发生在中午左右。在白天，f层分为两层：f1层和f2层。f2层是最外层，并且因而其位置高于f1层。由于大气在这些高度稀薄，故离子复合发生得很慢，使得f层无论在白天还是黑夜都保持不断地电离，使得无线电波的大部分(但不是全部)天波传播都发生在f层中，由此促进了远距离的高频(hf)或短波通信。例如，f层能够折射频率高达30mhz的高频远距离传送。

“时延”通常是指系统中的原因和效应之间的时间间隔。时延在物理上是任何物理相互作用可以在整个系统中传播的速度有限的结果。时延在物理上是任何物理相互作用可以传播的速度有限的结果。效应可以通过系统传播的速度始终低于或等于光速。因此，包含原因和效应之间的某一距离的每个物理系统都会经历某种时延。例如，在通信链路或通信网络中，时延通常是指数据从一个点传递到另一个点所花费的最短时间。关于通信网络的时延也可以表征为能量从一个点沿着网络移动到另一个点所花费的时间。关于由电磁能沿特定传播路径传播所造成的延迟，时延可分类如下：

“低时延”通常是指小于或约等于传播时间的时间段，所述传播时间比光在真空中沿给定传播路径行进所花费的时间长10％。用公式表达，低时延定义如下：

其中：

d＝距离(英里)

c＝真空中的光速(186,000英里/秒)

k＝为1.1的标量常数

例如，光可以在约0.1344秒内通过真空行进25,000英里。因此，通过此25,000英里传播路径载送数据的“低时延”通信链路将能够在约0.14784秒或更短的时间内通过所述链路传递所述数据的至少某一部分。

“高时延”通常是指比光在真空中沿给定传播路径行进所花费的时间长10％以上的时间段。用公式表达，高时延定义如下：

其中：

d＝距离(英里)

c＝真空中的光速(186,000英里/秒)

k＝为1.1的标量常数

例如，光可以在约0.04301秒内通过真空行进8,000英里。因此，通过此传送路径载送数据的“高时延”通信链路将能够在约0.04731秒或更长的时间内通过所述链路传递所述数据的至少某一部分。

网络的“高”和“低”时延可能与数据带宽无关。一些“高”时延网络可能具有高于“低”时延网络的高传输速率，但情况可能并非总是如此。一些“低”时延网络的数据带宽可能超过“高”时延网络的带宽。

“最大可用频率(muf)”通常是指使用天波传播返回到地球的最高频率。

“存储器”通常是指配置成保持数据或信息的任何存储系统或设备。每个存储器可以包含一种或多种类型的固态电子存储器、磁性存储器或光学存储器，这仅举几个例子。作为非限制性示例，每个存储器可以包含固态电子随机存取存储器(ram)、可顺序存取存储器(sam)(例如先进先出(fifo)种类或后进先出(lifo)种类)、可编程只读存储器(prom)、电子可编程只读存储器(eprom)，或电可擦可编程只读存储器(eeprom)；光盘存储器(例如dvd或cdrom)；磁编码硬盘、软盘、磁带或盒式介质；或这些存储器类型中的任一种的组合。此外，每个存储器可以是易失性种类、非易失性种类，或易失性种类和非易失性种类的混合组合。

“调制”通常是指用表示要传送的信息的调制信号改变周期性波形(称为载波信号)的一个或多个性质的过程。调制技术的常见示例包含但不限于频率调制(fm)、幅度调制(am)、相移键控(psk)、频移键控(fsk)、幅移键控(ask)、关键控(ohokay)正交幅度调制(qam)、连续相位调制(cpm)，正交频分复用(ofdm)、小波调制、格码调制(tcm)、直接序列扩频(dsss)、部队扩频(troopspreadspectrum，css)和跳频扩频(fhss)。

“调制器”通常是指配置成或调适成执行调制的装置。此类装置的一个示例是可执行调制和解调两种的“调制解调器”。

“非天波传播”通常是指所有形式的有线和/或无线传送，其中不是通过从电离层反射电磁波来传送信息。

“最佳工作频率”通常是指通过天波传播提供最一致的通信路径的频率。它可以随时间而变化，这取决于许多因素，例如电离层条件和一天中的时间。对于使用电离层的f2层的传送，工作频率通常为muf的大约85％，并且对于e层，最佳工作频率通常将接近muf。

“光纤”通常是指具有细长管道的电磁波导，所述管道包含大致上透明的介质，电磁能随着穿越所述管道的长轴而行进通过所述介质。电磁辐射可以通过电磁辐射穿越管道时的全内反射而维持在管道内。全内反射通常是使用光纤来实现，光纤包含由第二大致上透明的包层材料包围的大致上透明的芯，所述包层材料相较于所述芯具有较低的折射率。

光纤通常由不导电但大致上透明的介电材料构成。此类材料可以包含也可以不包含例如二氧化硅、氟化物玻璃、磷酸盐玻璃、硫系玻璃的压型玻璃或例如各种类型的塑料的聚合材料或其它合适材料的任何组合，并且可配置有任何合适的横截面形状、长度或尺寸。可以成功地穿过光纤的电磁能的示例包含电磁频谱的近红外、中红外和可见光部分中的电磁波，但是可以使用任何合适频率的电磁能。

“带外数据”通常是指从独立于主数据流传送通过的信道的信道收集的数据。带外数据可以是由第三方通过天波传播发送的数据流，也可以是由传送方沿着与主数据传送流不同的信道发送的数据流。所收集的数据可以包含例如来自电离层探测仪的电离层数据，或可以是被收集和分析以确定在当前电离层条件下以某一频率传送数据的可行性的一般数据。

“极化”通常是指辐射电磁能波的电场(“e面”)相对于地球表面的定向，并由辐射天线的物理结构和定向决定。极化可以与天线的方向性分开考虑。因此，简单的直线天线在回避垂直地安装时可能具有一种极化，而在大致上水平地安装时可能具有不同极化。作为横波，无线电波的磁场与电场的磁场成直角，但按照惯例，说到天线的“极化”应被理解为是指电场的方向。

反射通常会影响极化。对于无线电波来说，一个重要的反射体是电离层，它可以改变波的极化。因此，对于由电离层通过反射接收的信号(天波)，不能预期一致的极化。对于视距通信或地波传播，水平或垂直极化的传送通常在接收位置处保持大致相同的极化状态。在地波或视距传播中，使接收天线的极化与传送器的极化匹配可能特别重要，但在天波传播中可能不那么重要。

天线的线性极化通常是沿着天线电流的方向(如从接收位置所查看)(当此类方向可以被定义时)。举例来说，垂直定向的垂直鞭状天线或wi-fi天线将在垂直极化中进行传送和接收。带有水平元件的天线，例如大多数屋顶电视天线，通常是水平极化的(因为广播电视通常使用水平极化)。即使天线系统具有垂直定向，例如水平偶极子天线阵列，极化也在与电流流动相对应的水平方向上。

极化是投射到垂直于无线电波运动方向的假想平面上的e面定向随时间推移的总和。在最一般的情况下，极化是椭圆形的，这意味着无线电波的极化随时间而变化。两种特殊情况是：线性极化(椭圆塌陷成一条线)，如我们在上文所论述；和圆极化(其中椭圆的两个轴相等)。在线性极化中，无线电波的电场沿一个方向来回振荡；这可能会受到天线安装的影响，但期望的方向通常是水平极化或垂直极化。在圆极化中，无线电波的电场(和磁场)以射频圆形地围绕传播轴旋转。

“私有数据”通常是指从公众无法获得的来源收集的电离层数据。私有数据可以是由执行数据传送的一方收集的历史或当前电离层数据，也可以是由执行数据传送的一方从第三方购买的电离层数据。私有数据也可以是通过天波传播发送的高频数据传送，其可以被收集和分析可以指示某一传送频率的可行性的传送性质，例如失真。

“处理器”通常是指配置成作为单个单元操作的一个或多个电子组件，所述单个单元配置或编程成处理输入以生成输出。替代地，当呈多组件形式时，处理器可以使一个或多个组件相对于其它组件远程地定位。每个处理器的一个或多个组件可以属于定义数字电路系统、模拟电路系统或这两者的电子种类。在一个示例中，每个处理器都属于传统的集成电路微处理器布置，例如由美国加利福尼亚州圣克拉拉市使命学院大道2200号英特尔公司(邮编95052)(intelcorporationof2200missioncollegeboulevard,santaclara,calif.95052,usa)提供的一个或多个pentium、i3、i5或i7处理器。

处理器的另一个示例是专用集成电路(asic)。asic是被定制用于执行一系列特定逻辑操作的集成电路(ic)，控制计算机以执行特定任务或功能。asic是专用计算机的处理器的示例，而不是配置成用于通用用途的处理器。专用集成电路通常不可重新编程以执行其它功能，并且在制造时只可编程一次。

在另一个示例中，处理器可以属于“现场可编程”类型。此类处理器可以在“现场”进行多次编程，以在制造后执行各种专门或一般功能。现场可编程处理器可以在处理器中的集成电路中包含现场可编程门阵列(fpga)。fpga可编程成执行可保持在fpga中的非易失性存储器单元中的一系列特定指令。可以由客户或设计者使用硬件描述语言(hdl)配置fpga。在fpga中，可以使用另一台计算机重新编程，以将fpga重新配置成实现一组新的命令或操作指令。此类操作可以用任何合适的方式执行，例如通过固件升级到处理器电路系统。

正如计算机的概念不限于单个位置中的单个物理装置，“处理器”的概念也不限于单个物理逻辑电路或电路封装，而是包含一个或多个此类电路或电路封装，这些电路或电路封装可能含在许多物理位置中的多台计算机内或跨许多物理位置中的多台计算机。在虚拟计算环境中，未知数目的物理处理器可能正在有效地处理数据，未知数目也可能随着时间的推移而自动地改变。

“处理器”的概念包含配置或编程成进行阈值比较、规则比较、计算或配置或编程成执行将规则应用于数据从而得到逻辑结果(例如“真”或“假”)的逻辑操作的装置。处理活动可以发生在单独的服务器上的多个单处理器上，也可以发生在具有单独的处理器的单个服务器上的多个处理器上，或者发生在单独的计算装置中物理上彼此远离的多个处理器上。

“公共数据”通常是指公众或任何感兴趣的一方可自由地获得的电离层数据。公共数据可以是由政府机构收集和提供的电离层探测仪数据，所述政府机构是例如nasa、国家海洋和大气管理局(noaa)，或收集和分发电离层数据的任何其它公共实体。公共数据可以是历史数据或实时数据。公共数据也可以是通过天波传播发送的高频数据传送，其可以被收集和分析可以指示某一传送频率的可行性的传送性质，例如失真。

“无线电”通常是指频率在3khz到300ghz的范围内的电磁辐射。

“无线电地平线”通常是指天线发出的直射光线与地面相切的点的轨迹。无线电地平线可以由以下方程式近似：

其中：

d＝无线电地平线(英里)

ht＝传送天线高度(英尺)

hr＝接收天线高度(英尺)。

“远程”通常是指两个事物之间的任何物理、逻辑或其它分离。分离可能相对较大，例如数千或数百万英里或公里，或较小，例如数纳米或百万分之一英寸。彼此“远离”的两个事物也可以在逻辑上或物理上耦合或连接在一起。

“接收”通常是指接受传输、传达、运送、中继、调度或转发的事物。此概念可以包含也可以不包含监听或等待传送实体的事物到达的动作。例如，可以在不知道传送者或传送内容的情况下接收传送。同样地，可以在知道或不知道接收者或接收内容的情况下发送传送。“接收”可以包含但不限于以电磁频谱中的任何合适频率捕获或获取电磁能的动作。接收可以通过感测电磁辐射来进行。感测电磁辐射可能涉及检测穿过或离开例如电线或光纤的介质的能量波。接收包含接收数字信号，这些数字信号可以定义各种类型的模拟或二进制数据，例如信号、数据报、数据包等等。

“接收站”通常是指接收装置，或是指具有配置成接收电磁能的多个装置的位置设施。接收站可以配置成从特定传送实体进行接收，或从任何传送实体进行接收，而不管传送实体在接收传送之前是否可以被标识。

“反射点”通常是指电离层中无线电波被电离层折射从而开始返回到地球表面而不是进一步进入大气层的位置。

“传感器”通常是指检测或测量物理性质的任何装置。所测量的物理性质可能是大气条件，但这不是必需的。例如，传感器可以测量大气条件，例如电离层高度。传感器还可以收集与温度、风速、闪电或任何数个其它天气相关参数有关的数据。传感器可能仅限于测量单个物理性质，或可能能够测量数个不同物理性质。

“跳跃距离”通常是指从传送器到天波传播的波可以返回到地球的位置的最小距离。换言之，跳跃距离是在天波传播的临界角处发生的最小距离。

“跳跃区”或“安静区(quietzone)”通常是指来自地波传播的地波完全消散的位置和第一个天波使用天波传播返回的位置之间的区域。在跳跃区中，无法接收给定传送的信号。

“卫星通信”或“卫星传播”通常是指将一个或多个电磁信号传送到卫星，所述卫星又将所述信号反射和/或重新传送到另一个卫星或站。

“信号”通常是指可检测的物理量和/或冲量，通过它可以传送信息和/或指令。例如，为确定信号而测量的物理性质可包含声音、光和/或电磁辐射，这仅举几个例子。举例来说，可以测量电压和/或电流以确定通过电线传送的电信号，并且还可使用电磁场的幅度、频率、相位、力度(intensity)和/或强度(strength)的改变来无线地发送和检测信号。

“大小”通常是指某物的范围；某物的总体尺寸或量值；某物有多大。对于物理对象，大小可以用于描述例如大或较大、高或较高、低或较低、小或较小等等的相对术语。物理对象的大小也可以用固定的单位表示，例如用任何合适单位表达的特定宽度、长度、高度、距离、体积等等。

对于数据传输，大小可以用于指示作为逻辑或物理单元被操纵、寻址、传送、接收或处理的数据的相对或固定数量。大小可与数据集合、数据集、数据文件或其它此类逻辑单元中的数据量一起使用。例如，数据集合或数据文件可以表征为具有35兆字节的“大小”，或通信链路可以表征为具有每秒1000比特的“大小”的数据带宽。

“天波传播”通常是指使从天线辐射的一个或多个电磁波从电离层折射回到地面的传送方法。天波传播进一步包含对流层散射传送。在一种形式中，可以使用跳跃方法，其中从电离层折射的波被地面反射回到电离层。此跳跃可能会发生多次。

“空间波传播”或有时被称为“直达波传播”或“视距传播”通常是指使一个或多个电磁波在通常彼此可见的天线之间传送的传送方法。传送可以通过直达和/或地面反射的空间波进行。一般来说，天线高度和地球曲率是空间波传播的传送距离的限制因素。由于衍射效应，直接视距的实际无线电地平线大于可见或几何视距；也就是说，无线电地平线比几何视距大约4/5。

“扩频”通常是指包含在多个频率上发送所传送的信号的一部分的传送方法。通过在各种频率上发送信号的一部分，可以同时在多个频率上进行传送。在此示例中，接收器必须同时监听所有频率，以便重新组合所传送的信号。传送也可以通过“跳频”信号在多个频率上扩展。信号跳频情境包含在某一时间段内在第一频率上传送信号，在第二时间段内切换到在第二频率上传送信号，然后在第三时间段内切换到第三频率，等等。接收器和传送器必须同步才能同时切换频率。这种“跳变”频率过程可以在可能随时间(例如每小时、每24小时等等)而改变的跳频模式中实施。

“平流层”通常是指从对流层延伸到地球表面上方约25到35英里的地球大气层。

“传输速率”通常是指某物从一个物理或逻辑位置移动到另一个位置的速率。在通信链路或通信网络的情况下，传输速率可以表征为通过链路或网络的数据传输速率。此类传输速率可以用“比特每秒”来表达，并且可以由用于实行数据传输的给定网络或通信链路的最大数据带宽限制。

“传送频率模型”通常是指确定通过天波传播沿一致的通信路径进行数据传送的合适频率的方法。传送频率模型可以用于实时确定传送的合适频率和/或可以用于预测未来的合适频率以及何时切换数据传送的频率。传送频率模型可以接受各种类型的数据作为输入，例如，用于确定传送频率的传送数据流、环境数据、历史数据和任何其它期望类型的数据。在一些情况下，传送频率模型可以是计算机程序并存储在计算机存储器中，并且可以使用计算机处理器来操作。

“传送线”通常是指一种专门物理结构或一系列结构，其设计目的是将电磁能从一个位置载送到另一个位置，通常不通过自由空间辐射电磁能。传送线用于将电磁能从一个位置保持并传输到另一个位置，同时将电磁能穿过传送线中的结构时所产生的时延和功率损耗最小化。

可以用于传达无线电波的传送线的示例包含双引线、同轴缆线、微带、带状线、双绞线、星形四芯线、勒谢尔线(lecherline)、各种类型的波导，或简单的单线。可以使用例如光纤的其它类型的传送线来载送较高频电磁辐射，例如可见光或不可见光。

“传送路径”或“传播路径”通常是指电磁能穿过空间或介质所采取的路径。这可以包含通过传送线的传送。在这种情况下，传送路径由传送线定义，沿循传送线，含在传送线内，穿过传送线，或通常包含传送线。传送或传播路径不需要由传送线定义。传播或传送路径可以由通过自由空间或通过大气的电磁能定义，例如呈天波、地波、直线对传(line-of-site)或其它传播形式。在这种情况下，传送路径可以表征为当电磁能从传送器移动到接收器时传递所沿着的任何路径，包括所传送的能量方向上的任何跳跃、反弹、散射或其它变化。

“传送站”通常是指传送装置，或是指具有配置成传送电磁能的多个装置的位置或设施。传送站可以配置成向特定接收实体、配置成接收传送的任何实体或其任何组合进行传送。

“传送”通常是指使某物被传输、传达、运送、中继、调度或转发。此概念可以包含也可以不包含将某物从传送实体运送到接收实体的动作。例如，可以在不知道传送者或传送内容的情况下接收传送。同样地，可以在知道或不知道接收者或接收内容的情况下发送传送。“传送”可以包含但不限于以电磁频谱中的任何合适频率发送或广播电磁能的动作。传送可以包含数字信号，这些数字信号可定义各种类型的二进制数据，例如数据报、数据包等等。传送还可以包含模拟信号。

“触发数据”通常是指包含标识要执行的一个或多个命令的触发信息的数据。触发数据和命令数据可以在单个传送中一起出现，或可以沿着单个或多个通信链路分开传送。

“对流层”通常是指地球大气的最下部分。对流层在中纬度延伸到地球表面以上约11英里，在热带地区延伸到12英里，在冬季在两极延伸到约4.3英里。

“对流层散射传送”通常是指一种形式的天波传播，其中例如无线电波的一个或多个电磁波瞄准对流层。虽然不确定原因，但少量的波能量被前向散射到接收天线。由于严重的衰减问题，通常使用分集接收技术(例如空间、频率和/或角度分集)。

“无人驾驶飞行器(uav)”或“无人机”通常是指没有人驾驶的飞机。uav可由人通过地面控制器操作和/或可使用机载计算机自主操作。uav也可以在没有人或计算机辅助控制的情况下操作，并且可能由诸如风速和风向等环境因素指向。无人机可以有动力也可以无动力。uav可包含燃烧式发动机(例如，涡轮)，其由燃料供能和/或可以使用替代电源，例如由太阳能电池和/或电池供电的电动机。作为非限制性示例，uav可包含气球、飞艇、软式飞艇、飞机、直升机、四旋翼机、滑翔机和/或其它类型的飞机。

“波导”通常是指配置成沿电磁频谱以任何频率导引例如电磁波的波的传送线。示例包含导电或绝缘材料的任何布置，配置成传输沿电磁频谱的范围从极低频波到极高频波的较低频电磁辐射。其它特定示例包含导引高频光的光纤，或用于载送高频无线电波、特别是微波的空心导电金属管。

应注意，除非另有明确论述，否则在说明书和/或权利要求书中使用的单数形式“一种(a/an)”、“所述(the)”等等包含复数形式。例如，如果说明书和/或权利要求书提及“一种装置”或“所述装置”，那么它包含一个或多个此类装置。

应注意，这里仅为了方便读者而使用例如“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“横向”、“纵向”、“径向”、“周向”等等的方向术语，以帮助读者理解所示出的实施例，并且以任何方式使用这些方向术语的目的并不是为了将所描述、示出和/或要求保护的特征限制于特定方向和/或定向。

虽然本发明已在附图和前述描述中被详细地说明和描述，但是其应被视为说明性的且在性质上不受限制，应理解，仅展示和描述了优选实施例，并且符合所附权利要求书定义的本发明精神的所有改变、等效物和修改应当受到保护。在本说明书中引用的所有公开案、专利和专利申请以引用的方式并入本文中，就如同每个单独的公开案、专利或专利申请被明确且单独地表示为以引用的方式并入本文中并且在本文中完整阐述一样。