技术摘要：
一种通信系统使用多个通信链路，优选的是使用不同通信介质的链路。所述多个通信链路可包含高时延/高带宽链路，其使用配置成载送大量数据但是具有高时延的光缆。所述通信链路还可包含低时延/低带宽链路，其使用无线电波的天波传播实施且配置成跨地球表面的绝大部分以低  全部
背景技术：
最近的技术进步极大地提高了远距离通信的能力。广泛的光纤和卫星网络现在允 许世界上距离很远的地区相互通信。然而，通过跨越这些远距离，例如跨越大西洋或太平 洋，光缆可能会产生大约60毫秒或更长的往返时延或时间滞后。卫星通信可能会经历更长 的滞后时间。在许多情况下，这种高时延是无法克服的，因为它是通信介质和设备所固有 的。例如，光通过光纤的速度可能比通过自由空间行进相同距离的无线电波慢30-40％。光 纤网络通常需要多个中继器，这会进一步增加时延。虽然一般在许多情况下没有问题，但这 种高时延可能会导致执行时间敏感活动时出现不可接受的延迟，特别是需要复杂逻辑和/ 或依赖于快速变化的条件的时间敏感活动。此外，许多通信链路使用多层额外数据(如标 头、分隔符、安全信息和错误校验码)对数据进行编码。这些有助于确保递送，但也增加了传 送的总体时延。例如，这些时延问题可能会给一连串活动带来问题，例如分布式计算机系统 的操作和/或同步、地理上大型的传感器阵列的科学实验以及远程医疗/诊断活动，仅列举 一些例子。在一个特定示例中，在世界市场上买卖证券或其它金融工具的命令通常依赖于 通过使用光纤线路、同轴电缆或微波通信链路的系统载送数据和指令的通信链路。执行命 令的任何延迟，如由光纤线路的高时延造成的延迟，都可能会导致重大的财务损失。
技术实现要素：
为了解决上述时延问题和其它问题，开发了一种独特的通信系统和方法。在通信 系统中，传送命令数据以便在接收到触发数据之前(或同时)在接收站接收命令数据。命令 数据包含一个或多个指示、指令、算法和/或规则，用于控制计算机和/或机械装置等机器执 行一个或多个动作。例如，在一种形式中，命令数据包含用于以特定价格水平、范围和/或基 于基于条件购买和/或出售特定期权或股票的程序。命令数据的大小通常(但并非在所有情 况下)比触发数据大，使得命令数据要花费比触发数据更长的时间在具有相同数据带宽的 通信链路上传送。触发数据包含在命令数据中标识要执行的一个或多个命令的信息。例如， 触发数据可以在命令数据中标识一个或多个特定选项，所述选项标识以特定价格购买的特 定股票(或多个股票)。在一个示例中，命令数据通过光缆等具有高带宽和高时延的通信链 路传送，并且触发数据通过具有低带宽和低时延的通信链路传送，例如借助通过从电离层 折射和/或散射无线电波进行的天波传播。与通过由光缆提供的高带宽和高时延通信链路 传送触发数据相比，在接收站能够更快地接收到相对较小的触发数据。这种通信系统和方 法大大减少了在远程位置远距离地执行复杂的时间敏感动作(如金融交易)的时间。在一种 形式中，这种技术用于远程执行越过无线电地平线的动作，例如用于跨大西洋通信。这种技 术可适用于单向式通信甚至双向式通信。 5 CN 111615801 A 说　明　书 2/24 页 在一个示例中，这种独特的通信系统和方法使用多个通信链路。在一种形式中，通 信链路使用不同的通信介质。例如，这种系统可用于在可能是市场事件、新闻报道、预定日 期和时间等的触发事件之前通过高时延/高带宽链路传送大型的预编程命令或规则集合。 这个规则或预编程动作集合可以作为软件更新发送到可执行程序，或者作为现场可编程门 阵列(FPGA)的固件升级发送。当触发事件发生时，触发数据可以通过低时延/低带宽链路单 独发送，也可以通过两个链路发送，从而按计划执行预编程命令。 在系统的一个示例中，低时延/低带宽通信链路使用无线电波来与高时延/高带宽 通信链路一起传送数据，高时延/高带宽通信链路可以是在光缆上操作的包交换网络。这种 组合可包含在高时延链路和低时延链路之间具有广泛变化的差异的各种组合。低时延链路 可以使用高频(HF)无线电波在北美和欧洲之间的传播路径上传送。例如，无线电波可以以 20到25ms或更少的单向时延(40到50ms的往返)传送。高时延链路可以通过不同的传播路 径，或者可能通过相同两个大陆之间的不同介质来载送数据，例如，所述介质可具有约30ms 或更大的单向时延，或者60ms或更大的双向时延。 系统还可以根据太阳和大气条件，持续监测和使用不同的HF频带，以保持距离很 远的位置之间的最高可用信号强度。这种监测可包含访问第三方数据、分析通过实验获得 的结果和/或使用软件建模。这些条件在低时延链路中尤其重要，低时延链路可以使用天波 传播来中继远距离的HF传送。这种天波传播可以通过地面中继站或可能在空中的中继站来 增强。 另一方面，系统的整体安全性可以通过在单独的通信链路上发送连续动作流和/ 或连续触发消息流来增强，以迷惑恶意第三方并阻止拦截和解密未来传送的企图。这些消 息可以非常短，或者与可以连续地或仅在预定时间表上的短时间内进行的各种其它传送混 合。在相关方面中，可以通过在一个或多个频率上通过天波传播发送短消息或者通过同时 在多个频率上发送消息的小部分来增强安全性。还可以使用各种额外技术来增强安全性， 例如加密、双向散列等，这可能在两个链路中产生额外的时延。 还公开了一种用于对数字通信进行编码的系统和方法，所述系统和方法有助于多 个消息处理方法、多个消息长度编码方案和不同级别的错误检测和/或错误校正，同时减小 了传送开销和时延。 使用多种不同的编码算法并利用不同的标头、帧大小、验证码对数据消息进行编 码和传送。这些包含不同的循环冗余校验(CRC)多项式方程，这取决于接收时如何处理帧。 多个解码算法使用并行操作的每个解码算法来解析来自接收器的传入位流。如果传入的数 据帧由其中一个解码算法验证，则根据其对应算法对所述帧进行处理。不同的编码算法使 解码器转发在单个帧中编码的消息，缓冲并重新组合在多个帧中传送的较长消息，应用额 外处理将成帧数据转换为消息，将成帧数据解释为指令或控制代码，或以某一其它方式使 用成帧数据。不需要额外的数据位来用信号发送如何以预期的方式处理每个帧。 系统还可以使用两个或更多个预先确定的帧大小对消息进行编码。所述消息可以 与用于消息成帧和验证的冗余数据一起传送，例如适合帧大小的CRC成帧。解码器可以使用 并行操作的每个允许帧长度的算法来解析来自接收器的传入位流。当这些并行过程中的一 个验证了传入帧时，解码器对所述帧进行处理。此过程允许以更少的时延和开销处理较短 的消息，并且不需要消息长度标头、控制代码或其它会增加传送开销的标头。 6 CN 111615801 A 说　明　书 3/24 页 还可以使用冗余数据对消息进行编码和传送，以用于消息成帧和验证，例如具有 或不具有错误校正编码的CRC成帧。根据所需的错误检测和校正级别，可以使用两种或更多 种不同的编码算法。解码器使用适合于并行操作的每个预先确定的错误检测和校正方法的 算法来处理来自接收器的传入位流。如果这些并行过程中的一个验证了传入帧，解码器处 理所述帧并转发解码的消息。与固定错误检测和校正算法相比，此方法允许以更少的时延 和开销处理不太关键的消息。更关键的消息可以只有在需要时才有额外的错误检测和/或 错误校正开销添加到消息中。编码算法可以实时改变，而无需编码标头或控制代码来通知 解码器。 为了帮助了解此通信系统和方法的独特性，将参考股票、债券、期货或其它金融工 具的交易执行来描述此通信系统和方法，但是应该认识到，这种系统和方法可以应用于许 多其它涉及时延的领域，如分布式计算、科学分析、远程医疗、军事行动等。 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研究者示意图。 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至13是示出如图1至9中所示的那些的多个通信链路的协调使用的时序图。 图14是示出可用于图8的调制解调器以对包含触发信息的数据帧进行编码和解码 的组件的一个示例的示意图。 图15是示出可以使用图14的解码器生成的不同数据帧的示例布局的示意图。 图16是示出可以使用图14的解码器生成的数据帧的布局的另一示例的示意图。