[发明专利]使用可变长度消息的通信系统和方法

说明书

已经开发了一种方法和通信系统，以通过使用可变消息长度编码和解码方案来增加通过带宽受限信道和/或在噪声条件下发送的消息的数量。使用这种技术，与在当前条件下不太可能发送的消息相比，具有较高发送概率的消息更短。使用这种技术，可以在给定的带宽受限信道上传送和/或执行每单位时间更多数量的交易。当接收到传输消息时，接收器不知道消息长度，但接收器通过使用来自各种错误检测和纠正技术的信息来推断长度，例如前向纠错(FEC)和循环冗余校验(FEC)技术。

相关申请相互参照

本申请要求2018年11月14日提交的美国临时专利申请No.62/767,211的权益，其通过引用结合于此。

背景技术

典型的空中(OTA)无线电传输在进行长距离(如跨洋)传输时可能会有明显的时延。此外，这些传输信道可能是相当嘈杂的，这反过来又增加了对纠错的需求。这种额外的纠错信息通常会增加消息的大小。大多数长距离通信系统的高频(HF)无线电通信信道在任何时候都受到可用的分配无线电带宽和信道容量的限制。当在金融高频交易应用中使用高频无线电信道时，增加信息的数量会增加系统的盈利潜力。

因此，在这个领域需要改进。

发明内容

已开发出一种独特的方法和通信系统，通过使用可变消息长度编码和解码方案来增加在带宽受限信道上和/或在嘈杂条件下发送的消息数量，其中具有较高被发送概率的消息与在当前条件下不太可能发送的消息相比更短。换句话说，消息长度随着消息被发送的预期概率降低而增加。换句话说，英语(以及其他语言)中常用的单词，例如“a”和“the”，通常比不常用的单词(例如“Mississippi”)短。使用这种编码方案，可以增加可以通过特定信道平均发送的消息数量。

这种技术在信道带宽有限的高时延条件下特别有用。一些非限制性示例包括跨大陆或大陆之间的全球通信、跨洋通信、航空器通信和航天器通信。例如，这种技术有助于控制具有高时延和低带宽通信条件的远程航天器探测器，其中通信时间至关重要。在其他示例中，该方法可用于与水下潜艇、卫星和远程手术机器人进行通信。其他用例示例包括交易金融工具。该技术和系统可用于其他领域，例如提供新闻和/或远程控制设备。

典型的OTA无线电传输在进行长距离(如跨洋)传输时可能会有明显的时延。此外，这些传输信道可能是相当嘈杂的，这反过来又增加了对纠错的需求。这种额外的纠错信息通常会增加消息的大小。这种独特的方法已经被开发出来，通过使用可变长度消息来增加通过此类无线电信道发送的消息数量，其中具有较高传输概率的消息类型比那些用于进行交易或执行某些其他交易的较低概率的消息要短。使用这种技术，可以在给定的带宽受限信道上传送和/或执行每单位时间更多数量的交易。当接收到传输消息时，接收器不知道消息长度，但接收器通过使用来自各种错误检测和纠正技术(例如前向纠错(FEC)和循环冗余校验(FEC)技术)的信息来推断长度。

应当理解，这里描述的系统和方法解决了几个问题。例如，通过使用可变长度消息表，其中最短消息是最可能的或最常见的，与需要覆盖所有可能性的一组恒定长度消息相比，可以在一段时间内通过有限带宽信道传输更多的消息。在基带级别对可变长度消息的支持允许混合消息长度，当调制解调器改变操作模式时会发生这种情况，这可以独立于系统的基带处理部分完成。使用消息代码表定义来包含不同级别的错误控制是可行的，以便在误检或错误的情况下可以根据消息影响调整消息安全性和准确性。这种额外的保护可以直接包含在转换表中，也可以通过在调制解调器中添加额外的FEC保护来实现。将一些消息压缩成较短的消息也提供了增加错误开销的可能性，因此，它为此类消息提供了更多的错误保护。

本文所描述和说明的系统和技术涉及许多独特和创造性方面。下文概述了这些独特方面的一些，但绝非全部。

方面1一般涉及一种方法，该方法包括通过通信信道传送具有可变长度的消息。

方面2一般涉及前述任何方面的方法，其包括创建包含具有不同消息长度的消息组的消息代码表。