[发明专利]在与高延时/高带宽链路结合使用的低延时/低数据带宽链路中优化天线系统的定位

说明书

一种通信系统使用多个通信链路，优选地是使用不同通信介质的链路。所述多个通信链路可以包括使用光纤电缆的高延时/高带宽链路，所述光纤电缆被配置为承载大量数据但是具有高延时。所述通信链路还可以包括低延时/低带宽链路，所述低延时/低带宽链路使用无线电波的天波传播来实施，并且被配置为跨越地球表面的大部分区域承载较小量的数据，而具有较低延时。所述低延时/低带宽链路采用传输天线系统，其中诸如天线高度、地面类型和传输站点周围区域的版式等方面均经过调节，以优化传播的方向和角度。通过管理所述传输天线与所述接收天线之间的跳数和每一跳的跳距，控制这些和其他方面会提高无线链路的可预测性和可靠性。所述两个通信链路可以一起使用，以协调各种活动，诸如金融工具的买卖。

背景技术

最近的技术进步已极大地提高了跨越广阔距离进行通信的能力。现在，广泛的光纤和卫星网络使世界各地都能彼此通信。然而，通过横跨这些长距离，诸如横跨大西洋或太平洋，光缆会产生约60毫秒或更长的往返延时或时滞。卫星通信可能会经历甚至更大的滞后时间。在许多情况下，无法克服这种高延时，因为它是通信介质和设备所固有的。例如，与穿过自由空间传播相同距离的无线电波相比，光遍历光纤的速度可能要慢30至40％。光纤网络通常需要进一步增加延时的多个转发器。尽管在许多情况下通常没有问题，但这种高延时会导致对时间敏感性活动(尤其是需要复杂逻辑和/或依赖于快速全性，诸如加密、双向改变的条件的对时间敏感性活动)的执行产生无法接受的延时。这些延时问题可能会给整个活动带来问题，诸如分布式计算机系统的操作和/或同步、地理上较大的传感器阵列的科学实验以及远程医疗/诊断活动，仅举几例。在一个具体示例中，在世界市场上买卖证券或其他金融工具的订单通常依赖于通信链路，所述通信链路在使用光纤线、同轴电缆或微波通信链路的系统上承载数据和指令。执行命令的任何延时(诸如由穿过光纤线路的高延时而导致)都可会导致重大的财务损失。

为了通过无线电通信跨远距离发送信息，无线电信号可以利用天波传播，其中信号在地球与高层大气之间“反弹”以遍历地球的长距离。这可以有利地引起通信迅速地超出视线。但是，这也可能意味着传输的信号可能永远不会到达预期的接收站，因为信号可能永远都不会在那个具体定位返回地球。鉴于天波传播受多个不相关的变量(诸如天气条件、黑子周期、太阳辐射改变、一天中的时间、期望传输频率、天线类型、天线在地面上方的高度以及传输站点周围地面的地形)影响，因此经由天波传播预测传输信号到达地球上的特定定位的可能性可能是个挑战。

发明内容

已经开发出一种独特的通信系统和方法来解决上述延时问题以及其他问题。在所述通信系统中，传输命令数据以便在接收到触发数据之前(或同时)在接收站处接收所述命令数据。所述命令数据包括用于控制诸如计算机和/或机械装置等机器采取一个或多个动作的一个或多个指导、指令、算法和/或规则。例如，一种形式的所述命令数据包括用于以特定价格水平、范围和/或基于其他条件而买卖特定期权或股票的程序。所述命令数据的大小通常(但并非在所有情况下)大于所述触发数据，使得所述命令数据比所述触发数据花费更长的时间来通过具有相同数据带宽的通信链路进行传输。所述触发数据包括标识所述命令数据中要执行的一个或多个命令的信息。例如，所述触发数据可以标识所述命令数据中的一个或多个特定选项，所述选项标识特定的股票(或多只股票)来以特定价格(或多个价格)购买。

在一个示例中，所述命令数据在具有高带宽和高延时的通信链路上传输，诸如通过光纤电缆，且所述触发数据在具有低带宽和低延时的通信链路上传输，诸如通过折射和/或散射来自电离层的无线电波传播天波。与通过由光纤电缆提供的所述高带宽和高延时通信链路传输所述触发数据的情况相比，可以在接收站处更快地接收相对较小型的触发数据。此通信系统和方法极大地缩短了远距离远程执行复杂的对时间敏感动作(诸如金融交易)的时间。在一种形式中，此技术用以远程执行超出无线电水平线的动作，诸如用于跨大西洋通信。此技术可以适用于单向型通信或甚至双向型通信。