[发明专利]基于电离层的直接感测而调整传输

说明书

一种通信系统使用天波传播来通过数据传输路径在通信节点之间传输数据。大气传感器被配置为在所述数据传输路径的反射点处收集大气数据，在所述反射点处所述传输路径从大气重定向到地球的表面。由所述大气传感器收集到的数据可用以预测未来电离层条件，并确定用于在所述通信节点之间传输数据的最佳工作频率。

背景技术

电磁波的天波传播允许跨长距离相对低延时地传输数据。这些电磁波最 初被引向天空，并最终从大气地足够电离的部分(电离层)折射而被引导回 地球表面。然而，电离层的条件由于多种因素而不断变化，包括一天中的时 间、太阳耀斑和天气条件。电离层中的这些改变会影响通过天波传播的数据 传输的特性。电离层数据的公共来源是可用的，但是这些来源可能会测量离 理想数据传输路径很远的电离层条件，并且因此可能被证明是不准确的。

发明内容

在某些通信系统中，使用电离层探测仪网络(诸如政府机构提供的电离 层探测仪数据)来对电离层进行建模。然而，这些网络系统中的电离层探测 仪在涉及的反射点处并不直接与具体电离层条件有关。此当前系统直接定位 电离层探测仪以及其他传感器，来在沿数据传输路径的反射点或其他关键区 域处收集数据。在一个特定方面中，电离层探测仪直接位于无线电信号的一 个或多个反射点下方。在另一示例中，天气传感器阵列可用以感测天气条件， 诸如闪电或可能不利地影响无线电传输的其他条件。

基于在这些不同点处感测到的电离层条件和环境条件，此信息以及其他 信息可用以对何时应切换频率以及帮助对信号进行解码进行建模和选择。在 一个特定示例中，将电离层探测仪放置在船、气球、抽油装置或其他结构上， 以连续监视位于海洋中特定反射点下方的电离层条件。在其他变型中，各个 站可用以诸如在用于沿着路径传输音乐的广播模式期间监视数字广播信号， 以对沿着路径的信号和频率的降级进行建模。运用此数据，系统可以预测未 来电离层和可能不利地影响通信的其他条件。基于此信息，可以控制通信电 路的许多不同方面。例如，此数据可用以挑选何时切换到其他信道以及选择 哪个信道作为下一信道。此信息也可用以对传输信号进行编码和/或解码。

取决于许多因素，诸如电离层条件，用于增强传输的信噪比的最佳或可 用频率可能会变化。例如，最佳传输频率可以根据传输是两跳路径还是三跳 路径而变化。通过测量电离层高度和条件以及其他测量(诸如信号强度和噪 声)，可以更新传输频率以减少延时和/或错误。至少部分地基于通过电离层 探测仪测量的电离层条件而选择呈一种形式的最佳频率。取决于来自一个或 多个电离层探测仪的测量值，可以切换频率以减少误差和/或减少延时。较大 的到达角表示信号的天波传播路径位于相对较长的三跳路径上，而不是较短 的两跳路径上。在长度更长的情况下，三跳路径与两跳路径相比通常(但并 非总是)经历更大的失真和/或延时。电离层探测仪可用于确定信号在接收到 时的形成良好程度，使得系统可以进行适当的调整。在一个示例中，至少部 分基于电离层探测仪读数，系统被配置或偏置为在到达或超过特定阈值时切 换到具有较短跳数的路径(即，较短路径)。相反，当信号降到至少部分基 于电离层探测仪读数而确定的阈值以下时，系统以一种变型切换回以接收具 有更多跳变的信号。在一种形式中，相比于比更小跳数上传输的信号，系统 针对在更大跳数上行进的信号使用较短分组长度。在一种形式中，分组大小 通常取决于传输角和/或到达角而相反地变化。例如，三跳路径的分组大小比 两跳路径的分组大小更短。