CN116746161A - 动态天线配置 - Google Patents

Abstract

描述了用于扩展和/或改进高级电视系统委员会(ATSC)3.0电视协议以稳健地输送下一代广播电视服务的技术。接收机使用接收机相对于每个广播器的相对位置和运动方向来确定使用哪个调谐器/解调器来呈现服务以及使用哪个调谐器/解调器来扫描服务。

Description

动态天线配置

技术领域

本申请涉及必须植根于计算机技术并指向数字电视的技术进步，特别是先进电视系统委员会(ATSC)3.0。

背景技术

先进电视系统委员会(ATSC)3.0标准套件是超过12个行业技术标准的集合，如A/300中所指示的，用于输送下一代广播电视。ATSC 3.0支持提供广泛的电视服务输送，包括电视视频、交互式服务、非实时数据输送，以及为从超高清电视到无线电话的大量接收设备量身定制的广告。ATSC 3.0还统筹在广播内容(称为“空中(over the air)”或OTA)和相关宽带输送内容和服务(称为“过顶”(over the top)或OTT)之间的协调。ATSC 3.0被设计为灵活的，因此，随着技术的发展，可以很容易地结合进步，而不需要对任何相关技术标准进行全面的改造。

如本文所理解的，ATSC 3.0接收机扫描服务，包括在包含承载相同服务的两个或更多个频率的接收区域中，这可能发生在来自两个区域ATSC 3.0广播站的广播信号重叠的边界区域中。这些边界区域存在于多频网络(MFN)中。

发明内容

如本文进一步理解的，广播数字TV接收机应该选择调谐到它能够以最强、最无差错信号接收的RF广播，但这表示小集合的信息。本发明的原理提供了接收机如何能够基于关于其位置、速度和方向以及(一个或多个)发射机位置的信息来自动改进和优化接收的技术。

因此，在其中至少一个接收机能够接收广播信号的数字电视中，一种方法包括识别发射机的相应位置，识别接收机的位置和接收机的至少一个运动参数，以及至少部分地基于发射机的相应位置、接收机的位置和接收机的运动参数，来识别多调谐器芯片的至少第一调谐器以向主解调器或解码器提供信号。该方法包括使用主解调器或解码器的输出在至少一个显示器上呈现所需服务。该方法还包括至少部分地基于发射机的相应位置、接收机的位置和接收机的运动参数，来识别多调谐器芯片的至少第二调谐器以扫描所需服务的重复。

多调谐器芯片可以包括四个调谐器。

在非限制性实施例中，该方法可以包括响应于第二调谐器未检测到所需服务的重复，将第二调谐器调谐到与所需服务相关联的频率，并将第二调谐器的输出提供给主解调器或解码器。

在一些示例中，该方法可以包括使用包括多调谐器芯片的第一调谐器的多个调谐器来向主解调器或解码器提供信号；以及响应于识别出第一调谐器提供满足阈值的信号，将多个调谐器中的其它调谐器从向主解调器或解码器提供信号切换到提供用于扫描所需服务的重复的信号。

运动参数可以包括方向和/或速度。

该方法可以包括至少部分地使用至少一个机器学习(ML)模型来识别多调谐器芯片的至少第一调谐器以向主解调器或解码器提供信号。

在另一方面，一种装置包括至少一个接收机，其被配置为至少部分地基于接收机的运动参数来配置到主解调器或解码器的至少第一天线输入，以及至少部分地基于接收机的运动参数来配置到辅解调器或解码器的至少第二天线输入。

在另一方面，一种数字电视装置包括至少一个接收机，其具有至少一个处理器，该处理器被用指令编程为配置处理器用于使用第一调谐器向主解调器或解码器提供输入以呈现所需的数字TV服务。该指令可执行以使用第二调谐器向辅解调器或解码器提供输入以扫描所需数字TV服务的重复。此外，所述指令可执行以至少部分地基于接收机的至少一个运动参数来切换调谐器中的至少一个以向不同的解调器或解码器提供输入。

关于本申请的结构和操作的细节，可以参考附图来最好地理解，在附图中，相同的参考数字表示相同的部件，并且其中：

附图说明

图1示出了高级电视系统委员会(ATSC)3.0系统；

图2示出了图1所示设备的组件；

图3示出了示例性具体系统；

图4示出了数字TV接收机的第一示例性实施例；

图5示出了数字TV接收机的第二示例性实施例；

图6以符合本发明原理的示例性流程图格式示出了示例性发射机逻辑；

图7以符合本发明原理的示例性流程图格式示出了示例性接收机逻辑；

图8以符合本发明原理的示例性流程图格式示出了用于训练机器学习(ML)模型的逻辑；以及

图9以符合本发明原理的示例性流程图格式示出了附加的示例性接收机逻辑。

具体实施方式

本公开涉及数字电视中的技术进步，诸如在高级电视系统委员会(ATSC)3.0电视中。本文的示例性系统可以包括经由广播和/或通过网络连接的ATSC 3.0源组件和客户端组件，使得可以在客户端和ATSC 3.0源组件之间交换数据。客户端组件可以包括一个或多个计算设备，包括便携式电视(例如，智能TV、支持互联网的TV)、便携式计算机(诸如，膝上型计算机和平板计算机)以及其它移动设备(包括智能电话和下面讨论的附加示例)。这些客户端设备可以在各种操作环境下操作。例如，作为示例，一些客户端计算机可以采用来自Microsoft的操作系统，或Unix操作系统，或Apple Computer或Google生产的操作系统，如这些操作环境可用于执行一个或多个浏览程序，例如Microsoft或Google或Mozilla制作的浏览器或其它可以访问由下面讨论的互联网服务器托管的网站的浏览器程序。

ATSC 3.0源组件可以包括广播传输组件和服务器和/或网关，其可以包括执行指令的一个或多个处理器，所述指令将源组件配置为通过网络(诸如互联网)广播数据和/或传输数据。客户端组件和/或本地ATSC 3.0源组件可以由诸如Sony个人计算机等的游戏机实例化。

可以在客户端和服务器之间通过网络交换信息。为此目的并为了安全性，服务器和/或客户端可以包括防火墙、负载均衡器、临时存储和代理以及用于可靠性和安全性的其它网络基础设施。

如本文所使用的，指令是指用于处理系统中的信息的计算机实现的步骤。指令可以在软件、固件或硬件中实现，并包括由系统组件执行的任何类型的编程步骤。

处理器可以是单片或多片处理器，其可以通过诸如地址线、数据线和控制线的各种线以及寄存器和移位寄存器来执行逻辑。

本文通过流程图和用户界面描述的软件模块可以包括各种子例程、过程等。在不限制本公开的情况下，所述由特定模块执行的逻辑可以被重新分配给其它软件模块和/或组合在单个模块中和/或在可共享库中可用。虽然可以使用流程图格式，但应当理解，软件可以被实现为状态机或其它逻辑方法。

本文描述的本发明原理可以实现为硬件、软件、固件或其组合；因此，说明性组件、块、模块、电路和步骤根据它们的功能来阐述。

除了上面提到的之外，利用被设计用于执行本文所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备(例如，专用集成电路(ASIC)、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者其任意组合)，可以实现或执行逻辑块、模块和电路。处理器可以由控制器或状态机或计算设备的组合来实现。

下面描述的功能和方法当在软件中实现时，可以用适当的语言编写，诸如但不限于超文本标记语言(HTML)-5、/Javascript、C#或C++，并且可以存储在计算机可读存储介质上或通过计算机可读存储介质传输，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)或其它光盘存储设备(例如数字通用盘(DVD))、磁盘存储设备或包括可移动通用串行总线(USB)拇指驱动器等的其它磁存储设备。连接可以建立计算机可读介质。例如，这样的连接可以包括硬线电缆，其包括光纤和同轴线、数字用户线(DSL)和双绞线。

包含于一个实施例中的组件可以以任何适当的组合在其它实施例中使用。例如，本文描述和/或在图中描绘的各种组件中的任何组件可以被组合、互换或从其它实施例中排除。

“具有A、B和C中的至少一个”(类似地“具有A、B或C中的至少一个”和“具有A、B、C中的至少一个”)的陈述包括单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起和/或A、B和C一起等。

本发明原理可采用各种机器学习模型，包括深度学习模型。符合本发明原理的机器学习模型可以使用以包括监督学习、无监督学习、半监督学习、强化学习、特征学习、自学习和其它形式的学习的方式训练的各种算法。可由计算机电路实现的此类算法的示例包括一个或多个神经网络，例如卷积神经网络(CNN)、递归神经网络(RNN)和称为长短期记忆(LSTM)网络的一种RNN。支持向量机(SVM)和贝叶斯网络也可以被认为是机器学习模型的示例。

如本文所理解的，执行机器学习因此可能涉及访问模型然后在训练数据上训练模型，以使模型能够处理进一步的数据以做出推断。通过机器学习训练的人工神经网络/人工智能模型因此可以包括输入层、输出层和其间的多个隐藏层，所述多个隐藏层被配置和加权以对适当的输出做出推断。

转到图1，ATSC 3.0源组件的示例被标记为“广播设备”10，并且可以包括空中(OTA)设备12，用于典型地通过正交频分复用(OFDM)以一对多的关系将电视数据无线广播到诸如ATSC 3.0电视的多个接收机14。一个或多个接收机14可以在短距离上与一个或多个配套设备16通信，诸如遥控器、平板计算机、移动电话等，所述短距离通常是无线链路18，该无线链路18可以通过低能量蓝牙、其它近场通信(NFC)协议、红外(IR)等实现。

此外，一个或多个接收机14可以经由诸如互联网的有线和/或无线网络链路20与广播设备10的过顶(Over-the-Top，OTT)设备22进行通信，通常是一对一的关系。OTA设备12可以与OTT设备22同地协作，或者广播设备10的两侧12、22可以彼此远离并且可以通过适当的方式彼此通信。在任何情况下，接收机14可以通过调谐到ATSC 3.0电视频道接收ATSC3.0电视信号OTA，并且还可以接收相关内容，包括电视、OTT(宽带)。注意，在本文的所有图中描述的计算机化设备可以包括针对图1和图2中的各种设备阐述的一些或全部组件。

现在参考图2，可以看到图1所示组件的示例的细节。图2示出了可以通过硬件和软件组合实现的示例性协议栈。使用图2中所示的并且适合于广播器侧而修改的ATSC 3.0协议栈，广播器可以发送混合服务输送，其中一个或多个节目元素通过计算机网络(本文称为“宽带”和“过顶”(OTT))以及通过无线广播(本文称为“广播”和“空中”(OTA))进行输送。图2还示出了具有可由接收机实现的硬件的示例性堆栈。

根据广播设备10公开图2，可以实现访问一个或多个计算机存储介质202(诸如本文描述的任何存储器或存储设备)的一个或多个处理器200以在顶层应用层204中提供一个或多个软件应用。应用层204可以包括以例如运行在运行时环境中的HTML5/Javascript编写的一个或多个软件应用。在不受限制的情况下，应用栈204中的应用可以包括线性TV应用、交互式服务应用、伴随屏幕应用、个性化应用、紧急警报应用和使用报告应用。应用通常体现在表示观众体验的元素的软件中，包括视频编码、音频编码和运行时环境。作为示例，可以提供使用户能够控制对话、使用交替音轨、控制诸如归一化和动态范围等的音频参数的应用。

在应用层204之下是表示层206。表示层206在广播(OTA)侧包括被称为媒体处理单元(MPU)208的广播音频-视频回放设备，该设备当在接收机中实现时，在一个或多个显示器和扬声器上解码和回放无线广播音频视频内容。MPU 208被配置为呈现基于国际标准化组织(ISO)的媒体文件格式(BMFF)数据表示210和具有例如杜比音频压缩(AC-4)格式的音频的高效视频编码(HEVC)的视频。ISO BMFF是一种通用的文件结构，用于将基于时间的媒体文件分成“段”和表示元数据。每个文件本质上都是嵌套对象的集合，每个对象都具有类型和长度。为了便于解密，MPU 208可以访问广播侧加密媒体扩展(EME)/公共加密(CEC)模块212。

图2还示出了在广播侧表现层206可以包括信令模块，包括用于输送应用层204可访问的非实时(NRT)内容218的运动图像专家组(MPEG)媒体传输协议(MMTP)信令模块214或通过单向传输的实时对象输送(ROUTE)信令模块216。NRT内容可以包括但不限于存储的替换广告。

在宽带(OTT或计算机网络)侧，当由接收机实现时，表示层206可以包括一个或多个基于超文本传输协议(HTTP)的动态自适应流传输(DASH)播放器/解码器220，用于解码和播放来自互联网的音频-视频内容。为此，DASH播放器220可以访问宽带侧EME/CENC模块222。DASH内容可以提供为ISO/BMFF格式的DASH段224。

与广播侧的情况一样，表示层206的宽带侧可以包括文件226中的NRT内容，并且还可以包括用于提供回放信令的信令对象228。

在协议栈中的表示层206之下是会话层230。会话层230在广播侧包括MMTP协议232或ROUTE协议234。注意，ATSC标准提供了使用MPEG MMT进行传输的选项，虽然这里没有示出。

在宽带侧，会话层230包括HTTP协议236，其可以实现为HTTP安全(HTTP(S))。会话层230的广播侧还可以采用HTTP代理模块238和服务列表(SLT)240。SLT 240包括信令信息表，其用于构建基本服务列表并提供广播内容的引导发现。媒体表现描述(MPD)包括在由ROUTE传输协议通过用户数据报协议(UDP)输送的“ROUTE信令”表中。

传输层242位于协议栈中的会话层230之下，用于建立低延时和容损连接。传输层242在广播侧使用UDP 244以及在宽带侧使用传输控制协议(TCP)246。

图2所示的示例性非限制性协议栈还包括在传输层242之下的网络层248。网络层248在两侧使用互联网协议(IP)用于IP分组通信，其中在广播侧典型地用多播输送，而在宽带侧典型地用单播输送。

在网络层248之下是物理层250，物理层250包括广播发送/接收设备252和计算机网络接口254，用于在与两侧相关联的相应物理介质上进行通信。物理层250将互联网协议(IP)分组转换为适于在相关介质上传输，并且可以添加前向纠错功能以使得能够在接收机处进行纠错，以及包含调制和解调模块以合并调制和解调功能。这将比特转换为符号，用于远距离传输，并提高带宽效率。在OTA侧，物理层250通常包括无线广播发射机，用于使用正交频分复用(OFDM)无线广播数据，而在OTT侧，物理层250包括计算机发射组件，用于通过互联网发送数据。

可以在宽带侧使用通过协议栈中的各种协议(HTTP/TCP/IP)发送的DASH工业论坛(DASH-IF)简档。基于ISO BMFF的DASH-IF简档中的媒体文件可以用作广播和宽带输送的输送、媒体封装和同步格式。

每个接收机14通常包括与广播设备的协议栈互补的协议栈。

如图2所示，图1中的接收机14可以包括具有ATSC 3.0TV调谐器(等效地，控制TV的机顶盒)256的支持互联网的TV。接收机14可以是基于的系统。替代地，接收机14可以由计算机化的支持互联网的(“智能”)电话、平板计算机、笔记本计算机、可穿戴计算机化设备等来实现。无论如何，应当理解，接收机14和/或本文所述的其它计算机被配置为实施本发明原理(例如，与其它设备通信以实施本发明原理，执行本文所述的逻辑，以及执行本文所述的任何其它功能和/或操作)。

因此，为了实施这样的原理，接收机14可以由图1所示的一些或全部组件来建立。例如，接收机14可以包括一个或多个显示器258，该显示器258可由高清晰度或超高清晰度“4K”或更高的平面屏幕实现，并且可支持触摸或不支持触摸以通过对显示器的触摸来接收用户输入信号。接收机14还可以包括用于根据本发明原理输出音频的一个或多个扬声器260，以及至少一个附加输入设备262，诸如例如，用于例如向接收机14输入可听命令以控制接收机14的音频接收机/麦克风。示例性接收机14还可以包括一个或多个网络接口264，用于在一个或多个处理器266的控制下通过至少一个网络(例如，互联网、WAN、LAN、PAN等)进行通信。因此，接口264可以是但不限于Wi-Fi收发机，其是无线计算机网络接口的示例，诸如但不限于网状网络收发机。接口264可以是但不限于收发机、/>收发机、红外数据协会(IrDA)收发机、无线USB收发机、有线USB、有线LAN、电力线或同轴电缆多媒体联盟(MoCA)。应当理解，处理器266控制接收机14以实施本发明原理，包括本文描述的接收机14的其它元件诸如例如控制显示器258在其上呈现图像并从其接收输入。此外，注意，网络接口264可以是例如有线或无线调制解调器或路由器，或者其它适当的接口，例如，无线电话收发机或如上所述的Wi-Fi收发机等。

除了前述之外，接收机14还可以包括一个或多个输入端口268，例如高清晰度多媒体接口(HDMI)端口或USB端口，以物理连接(使用有线连接)到另一CE设备和/或耳机端口，从而将耳机连接到接收机14，以便通过耳机将音频从接收机14呈现给用户。例如，输入端口268可以经由有线或无线连接到音频视频内容的电缆或卫星源。因此，源可以是单独的或集成的机顶盒，或卫星接收机。或者，源可能是游戏机或磁盘播放器。

接收机14还可以包括一个或多个计算机存储器270，例如不是短暂信号的基于磁盘或固态存储设备，在一些情况下，它们体现在接收机的机架中作为独立设备，或者在接收机的机架内部或外部作为个人视频记录设备(PVR)或视频盘播放器，用于回放音频视频(AV)节目，或者作为可移除的存储器介质。此外，在一些实施例中，接收机14可以包括位置或场所接收机272，例如但不限于蜂窝电话接收机、全球定位卫星(GPS)接收机和/或高度计，其被配置为例如从至少一个卫星或蜂窝电话塔接收地理位置信息并将该信息提供给处理器266和/或结合处理器266确定接收机14所置于的高度。然而，应当理解，可以根据本发明原理使用除了蜂窝电话接收机、GPS接收机和/或高度计之外的另一合适的位置接收机来确定接收机14在例如所有三个维度上的位置。

继续对接收机14的描述，在一些实施例中，接收机14可以包括一个或多个相机274，其可包括热成像相机、诸如网络摄像头的数码相机和/或集成到接收机14中并由处理器266控制以根据本发明原理收集图片/图像和/或视频的相机中的一个或多个。接收机14上还包括收发机276或用于分别使用/>和/或NFC技术与其它设备通信的其它近场通信(NFC)元件。示例性NFC元件可以是射频识别(RFID)元件。

此外，接收机14可以包括一个或多个辅助传感器278(例如运动传感器，例如加速度计、陀螺仪、记转器或磁传感器及其组合)、用于从遥控器接收红外(IR)命令的IR传感器、光学传感器、速度和/或节奏传感器、姿势传感器(用于感测姿势命令)等，以向处理器266提供输入。可以提供IR传感器280以接收来自无线遥控器的命令。可以提供电池(未示出)用于给接收机14供电。

配套设备16可并入结合上述接收机14所示的一些或全部元件。

本文描述的方法可以被实现为由处理器、适当配置的专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)模块执行的软件指令，或者本领域技术人员将理解的任何其它方便的方式实现。在被采用时，软件指令可以体现在诸如CD ROM或闪存驱动器的非暂时性设备中。软件代码指令可以替代地体现在诸如无线电或光信号之类的暂时性装置中，或者经由互联网下载来体现。

现在参考图3，示出了简化的数字TV系统，例如ATSC 3.0系统。在图3中，包括上面关于图1和图2所讨论的任何或所有相关组件的移动或固定数字TV接收机(诸如ATSC 3.0接收机300)位于第一和第二ATSC 3.0广播站或组件304之间的边界区域302中，其中来自两个广播站304的信号可能由区域302中的接收机300拾取。第一ATSC 3.0服务(“服务A”)在第一频率上从第一广播站304广播，而相同的服务A或其替代品在不同于第一频率的第二频率上从第二广播站304广播。接收机300可能拾取两个频率，即，接收机300拾取来自两个广播站304的信号。

在所示的示例中，接收机300是例如在如箭头306所示向第二站304移动的车辆上的移动接收机。接收机300可以包括安装在接收机或其上实现接收机的车辆或芯片的前面的第一天线308，安装在后面的第二天线310，以及安装在相对侧的第三和第四天线312、314，如图所示。

本发明原理控制天线(或天线系列)指向图3所示的发射塔304，只要到达角是用GPS坐标或航位推算传感器连同行进方向而不是使用接收信号能量的模式来计算的。使用哪个天线的自适应选择在信号搜索中提供了最佳的可能信号能量。如箭头306所示，图3所示的示例使用安装在从市场A移动到市场B的车辆上的四个天线。前向天线比后向天线更适合搜索新信号。

在图3中，后向天线310和右侧天线314可用于2分集组合以继续观看当前节目。左侧天线312没有太大帮助。将理解的是，接收机不断移动和改变方向。选择合适的天线来跟踪最佳信号到达角度使得接收机能够使用其最佳放置的天线来积极地组合信号能量，并且没有任何相消干扰被组合到(例如MRC)组合算法中。

正确的天线选择需要位置意识或知识。这可以利用车辆中的航位推算传感器(包括上述传感器)以及速度计、方向罗盘、远程信息处理单元等获知，并且广播器可以发射其自己(GPS坐标)位置的信令。这允许接收机计算其相对于信号发射塔的位置，并打开天线/向该塔定向指向天线，用于接收当前节目或搜索即将到来的市场中的下一可用信号。

主/辅解调器的组合以及如何/何时使用辅解调器来指示下一步去哪里涉及几个参数。

图4示出了诸如ATSC 3.0接收机400的数字TV接收机的示例性非限制性实施例，其可以包括以上关于图1和图2讨论的任何或所有相关组件。在所示的示例中，ATSC 3.0接收机400可以包括向相应调谐器404馈送的第一至第四天线402，所述调谐器404又向相应解调器406馈送。至少调谐器和解调器可以在芯片408上实现。来自解调器406的信号可以被发送给一个或多个接收机处理器410。

相比之下，图5示出了诸如ATSC 3.0接收机500的数字TV接收机的示例性非限制性实施例，其可以包括以上关于图1和图2讨论的任何或所有相关组件。信号SNR或分组错误丢失或位置知识都可以用于馈送决策算法，该决策算法做出何时搜索新信号和何时切换到该新信号的选择。

在所示的示例中，ATSC 3.0接收机500可以是移动接收机，例如，通过在移动电话中实现或设置在移动车辆中。在一些示例中，ATSC 3.0接收机500可以是固定接收机，例如，位于家庭内部的接收机。

图5所示的示例性ATSC 3.0接收机500包括多个调谐器502(在所示的示例中为四个)，将由调谐器从一个或多个天线拾取的信号发送到解调器或解码器504。在所示的非限制性示例中，ATSC 3.0接收机500具有四个调谐器和两个解调器或解码器，其中两个调谐器馈送第一或主解调器或解码器，另外两个调谐器馈送辅解调器或解码器，可以理解接收机可以具有更多或更少数量的调谐器/解调器。接收机500可以具有如开关506所指示的将天线输入切换到调谐器的能力，使得第一调谐器可以接收来自例如三个天线的信号，并且第二调谐器可以接收来自第四天线的信号，然后可以进行切换以在调谐器之间交换天线输入。两个天线可以向每个相应的调谐器提供输入。所有四个天线可以向单个调谐器提供输入。这些和其它天线-调谐器配置可以在操作期间根据需要进行动态更改。

解调器或解码器504可以向USB桥508提供输入，以在510处输出USB大量视频流。

图4和图5中的接收机400、400中的任一个可以由Sony Semiconductor的CXD2885GL'CLOVER'芯片实现，该芯片包含四个调谐器/解调器。除了四个调谐器之外，还有最大比值合并(MRC)算法来合并来自两个独立路径上选定的调谐器的接收能量。这允许接收机继续解码感兴趣的信号，同时允许另一调谐器搜索其它可能的信号。在一些实施例中，天线可以物理地或电子地被操纵。

本文讨论了RF频率的质量度量，并且可以识别和存储RF频率的质量度量。质量度量可以包括例如信噪比(SNR)和错误率，如可以由例如分组错误数(PEN)表示。质量度量可以包括分辨率，例如，服务是高清晰度(HD)还是标准清晰度(SD)。质量度量还可以包括比特率和形状因子，认识到不是所有的HD都是相同的。质量度量可以包括内容属性，例如服务是否支持外语、可访问性信令(例如，在哪里进行签名)、音频描述和其它内容方面。质量度量可以包括局部偏好(例如第一区域信道是强的，但是所有广告都是针对第一区域的，而不是用户偏好的第二区域，使得来自第二区域的重复服务可以优先于第一区域)。质量度量可以包括服务中携带的用户界面的质量。

在非限制性示例中，可以在扫描期间通过记录每个接收频率的接收信号强度和该频率上的任何伴随噪声并确定其商来确定SNR。错误率可以通过例如确定丢失的分组的百分比(通过记录丢失的分组号)和/或通过确定由纠错算法确定的在其中具有错误的接收分组的百分比来确定。

图6示出了由发射机(诸如OTA发射机或OTT发射机)可执行的逻辑。当ATSC 3.0接收机(特别是(但不限于)移动设备)遇到两个或更多个RF广播的集合时，其中两个或更多个RF广播包括被标识为基本相同(例如，通过具有相同的globalServiceId值)的节目。接收机应该选择调谐到能够接收到最强、最无差错信号的RF广播。在没有本发明原理的情况下，接收机必须仅基于当前时间或过去遇到的信号强度或错误率进行选择。

实际上，本发明原理使得接收机能够基于接收机的位置、行进方向和速度、发射机位置、接收机的地形特征和发射机位置的信息来选择要调谐到的最佳RF广播。例如，如果在那些信号之一的方向移动时遇到两个等效信号，则接收机可能应该调整到它正在移向的发射。另一方面，如果存在地形特征(例如，山)，当接收机以其当前航向和速度继续时，该地形特征将降低信号质量，则接收机可以选择调谐到不受由于山引起的信号质量问题影响的广播，直到山不再影响信号质量。注意，与例如接收机相关联的光方向和测距(LIDAR)装置可用于生成地形图。

另外，使用上述信息，接收机可以利用上述信息(特别是发射机位置和接收机位置)自动调整天线配置以最大化接收(例如，通过控制天线旋转器或天线的波束成形能力)。

此外，机器学习(ML)模型过程可以利用上述信息来预测最佳接收参数(天线配置)和最佳传输，以便以更准确、更有效的方式进行调谐。

因此，现在转向图6。从框600开始，在诸如ATSC 3广播网络的MFN中，虽然在需要时在不同频率的广播器的情况下，但两个或更多个发射机(可以是无线广播发射机和/或宽带发射机)在基本上相同的时间发送基本上相同的数字TV服务。在一些实施例中，“基本上相同的服务”可以指具有相同全局服务标识符(GSID)的相同服务的两个重复版本，该标识符是指A/331的表6.2(SLT)中的属性@globalServiceID。在一些实施例中，“基本上相同的服务”可以指具有相同广播流标识(BSID)的相同服务的两个重复版本。在一些实施例中，“基本上相同的服务”可以指作为被替换服务的可接受替换的服务，例如，其中信令指示第二服务是第一服务的替换或等效的服务。

继续到框602，每个发射机可以用信号通知其相应的地理位置数据，例如，纬度、经度、海拔。该信令可插入SLT中。

图7示出了接收机侧逻辑。从框700开始，例如使用接收到的信令或使用数字存储的发射机位置地图并仅考虑接收机的阈值距离内的发射机位置来识别数字TV广播发射机的位置。在框702处，指示接收机的当前位置与接收机的当前航线和速度一起被识别，如果需要，则与从数字地图获得的或由例如雷达或激光雷达检测到的关于局部环境的地形信息一起被识别。

如本文所理解的，调谐器的分集提供SNR增益，指向最佳接收到的所需服务的方向的天线可用于呈现具有专用于搜索的一个天线的服务。这为所需服务提供了更高的SNR结果。如果在决策菱形704处确定(例如，根据访问指示在接收机的阈值距离内没有替代的发射机的映射，或者根据完全缺乏来自扫描天线/调谐器的信号)附近没有其它可能的重复服务的指示，则在框706处，所有四个天线/调谐器可以专用于所需服务。如果存在第二或重复服务的指示，则在框708处，具有相对于重复服务的发射机的最佳可能几何位置的天线可用于扫描重复服务。当接收机安装在车辆上时，天线可能会在车辆的前部(行进方向)。在框710处，使用剩余的天线/调谐器来调谐并提供所需服务以在显示器上呈现。

可以使用至少一个ML模型来完成天线选择，该ML模型可以从图8中的框800开始训练。基准真值被输入到ML模型。基准真值可能包括实际数字TV广播发射机的纬度、经度和高度，并叠加在周围环境的地形图上。基准真值可能只包括针对地区、或针对国家或针对全球的这些特征。

基准真值还可以包括多个假设的接收机位置、航线和速度，以及假设的信号质量度量或由测试车辆在位置处实际测量的质量度量。基准真值可以包括正确的天线/调谐器到主或辅解调器或解码器的分配(即，正确的“天线配置”)。基准真值可以包括指示两个频率中的哪一个频率是在每个假设接收机位置处的最佳选择。在框802处基于在框800处输入的基准真值来训练ML模型，以便随后在执行ML模型的接收机中使用。

作为可用于训练ML模型的基准真值相关性的示例，当接收机固定时，可选择提供具有比第二频率更好的质量度量的信号的第一天线/调谐器作为主天线/调谐器以提供所需服务。第二天线/调谐器可用于扫描重复服务(被选择为辅解调器或解码器的输入)。

当接收机固定并且在接收机和在第一频率上发送服务的发射机之间没有地形障碍时，可选择提供质量度量比第二第一天线/调谐器更好的信号的第一第一天线/调谐器作为主天线/调谐器以提供所需服务。第二天线/调谐器可用于扫描重复服务(被选择为辅解调器或解码器的输入)。

在一些实施例中，当接收机固定并且至少一个地形障碍位于接收机和发送由第一天线/调谐器检测到的服务的发射机之间时，可以选择提供质量度量低于第二天线/调谐器的信号的第一第一天线/调谐器作为主天线/调谐器来提供所需服务。第二天线/调谐器可用于扫描重复服务(被选择为辅解调器或解码器的输入)。

在一些实施例中，当接收机固定且至少一个地形障碍位于接收机和发送服务的发射机之间时，可以选择提供质量度量比第二天线/调谐器好显著量(诸如，高于阈值的SNR差分)的信号的第一天线/调谐器作为主天线/调谐器来提供所需服务。第二天线/调谐器可用于扫描重复服务(被选择为辅解调器或解码器的输入)。

在一些实施例中，当接收机向发送服务的发射机移动时，可以选择提供质量度量低于第二天线/调谐器的信号的第一天线/调谐器。第二天线/调谐器可用于扫描重复服务(被选择为辅解调器或解码器的输入)。

在一些实施例中，仅当接收机以至少阈值速度向发射机移动时，可选择提供质量度量低于第二天线/调谐器的信号的第一天线/调谐器作为主天线/调谐器，以提供所需服务。第二天线/调谐器可用于扫描重复服务(被选择为辅解调器或解码器的输入)。

在一些实施例中，仅当接收机向发送服务的发射机移动并且在接收机和发射机之间不存在障碍时，可以选择提供质量度量低于第二天线/调谐器的信号的第一天线/调谐器作为主天线/调谐器，以提供所需服务。第二天线/调谐器可用于扫描重复服务(被选择为辅解调器或解码器的输入)。

在一些实施例中，仅当接收机向其信号被第一调谐器调谐的发射机移动并且在接收机和其信号被第二调谐器调谐的发射机之间存在障碍时，可以选择提供质量度量低于第二天线/调谐器的信号的第一天线/调谐器作为主天线/调谐器，以提供所需服务。第二天线/调谐器可用于扫描重复服务(被选择为辅解调器或解码器的输入)。

在一些实施例中，当接收机向正由第一调谐器调谐的发射机移动，在接收机和发送被第一调谐器调谐的服务的发射机之间存在障碍，但发送被第一调谐器调谐的服务的发射机的高度高于障碍时，可以选择提供质量度量低于第二天线/调谐器的信号的第一天线/调谐器作为主天线/调谐器，以提供所需服务。第二天线/调谐器可用于扫描重复服务(被选择为辅解调器或解码器的输入)。

这些只是可用于选择天线/调谐器作为主或辅天线/调谐器的一些示例性启发。

图9在框900处示出了主服务可以继续播放，同时可能使用例如循环方法关于哪些调谐器用于主解调器和辅解调器两者进行翻转。在框902处，选择从被呈现为主要服务的所需服务的潜在重复服务的发射机产生最佳信号的天线/调谐器对来扫描来自该发射机的频率。当在决策菱形904处辅解调器锁定到另一服务上时，则可以确定下一步要做什么。例如，在框906处，如果存在足够高的SNR，且一个调谐器馈送主解调器以适当呈现所需的主服务，则可以将天线/调谐器添加到扫描功能中。它可能达到这样的地步，即充分呈现主服务只需要两个甚至一个调谐器分集，这意味着其它调谐器可以专用于扫描重复服务。如果需要，可以使用机器学习来做出该确定，根据本文中的原理通过训练来确定何时将天线切换到/切换出主/辅解调器以获得从接收信号能量提取数据的最佳性能。

位置感知帮助接收机知道其它RF信号何时可能变得可用。此外，对传输功率水平和操作模式的了解可以通知接收机预期的噪声基线和信号能量。

到新频率的鲁棒转换可以包括使用由于退出发射机的RF视界而不是接收机只是通过诸如隧道之类的临时障碍而在决策菱形908处确定信号何时永久丢失的阈值，以及信号何时足够强以度过信道损伤和在移动用例中信号能量的自然可变性的阈值。在框910处，可以使用预期信号能量值和噪声基线来确定何时将服务呈现从主要服务切换到辅助(重复)服务。

期望的信号能量值是有用的，并且可以通过读取用信号发送的调制/编码(ModCod)、保护间隔、分散导频模式、复用选项等来确定，并且具有查找表以将所得的有效载荷与比特交织编码调制(BICM)相关联，该BICM也称为AWGN SNR、模拟SNR、实验室SNR、现场SNR。

例如，如果接收到的主要服务的实际能量值朝着接近发射机的RF视界的期望值减小，则信号的永久损失可能即将到来，因此可以将呈现切换到辅解调器或解码器。另一方面，如果接收到的主要服务的实际能量值远高于当信号突然丢失时接近发射机的RF视界的期望值，则可以指示信号的暂时丢失，因此可以使用主解调器或解码器在信号中断的(预期的)短时间内保持呈现。

噪声基线要求接收机设计的校准。如果涉及LNA，则应确定RF天线电缆的长度，解调器和调谐器的实现损耗是多少，放大器、天线、调谐器、分路器等的噪声系数是多少。如果所有这些都被设计到调谐器选择算法中，那么稳健的操作是可能的。

例如，如果接收到的主要服务的实际噪声接近阈值噪声基线，则信号的永久丢失可能即将发生，因此可以将呈现切换到辅解调器或解码器。另一方面，如果接收到的主要服务的实际噪声不接近阈值噪声基线，则可以使用主解调器或解码器来维持呈现。

当设备通过市场时，信号能量会随着时间而不断变化。在每个样本的基础上，由传感器读数确定，天线选择和方向性可以被优化。天线的组合提高了性能。可以确定用于组合当前配置(在主路由路径上)或信号搜索配置(在辅路由路径上)的天线数量。这可能包括知道使用哪些天线来指向已知的发射机位置，而不是知道何时信号强度可能会变得更强。

为服务接收保持一致的信号强度提高了设备和广播生态系统的可靠性。持续监视信号强度并基于位置、已知调谐器频带噪声基线、天线增益、噪声系数、预期信号能量等做出决策有助于提高性能。

如果预计在新的市场中信号能量变强，则可以在搜索配置路径(辅)中使用更多的天线，以提高接收能量并更早地切换。在搜索配置中选择适当的天线(例如，当进入新市场时在前面)有助于更快地选择该路径以提供服务。

算法可以基于位于车辆的左前、右前、左后、右后的多个天线(例如四个)。当在信号良好的区域内行进时，所有的天线都可以用来接收服务。

如果两个正面解调器中的一个或多个示出它们对服务没有积极的贡献，则可以切换它们以用于扫描部分或重复的服务。

前向正向调谐器之一锁定到A/321“自举”信号，但不能实现解调器ATSC链路层协议(ALP)锁定(接收能量不足)，可以确定另一前向天线是否对服务没有贡献，如果是，则可以使用另一天线在部分或重复信道中随时间重复测试足够的信号能量。可编程迟滞可以使用机器学习来找到阈值的最佳水平，以确定在可编程时间长度内信道中什么是“足够”的信号能量。

另一方面，如果解调器可以在新信道上实现ALP锁定，那么它可以被用来保持监视。另一前置天线可被考虑用于将分集应用于新的RF信道或应用于当前RF信道上的现有服务。

算法可以基于机器学习来防止现有服务的恶化，同时在MFN场景中重视将分集增益切换到新服务的准备。如分组丢失、信噪比、锁定指示器等的参数都可以作为算法输入。

将理解，虽然已经参考一些示例性实施例描述了本发明原理，但这些原理并不旨在限制，并且可以使用各种替代布置来实现本文要求保护的主题。

Claims (20)

1.在其中至少一个接收机能够至少从第一和第二数字电视广播发射机接收广播信号的数字电视中，一种方法，包括：

识别发射机的相应位置；

识别所述接收机的位置和所述接收机的至少一个运动参数；

至少部分地基于所述发射机的相应位置、所述接收机的位置和所述接收机的运动参数，来识别多调谐器芯片的至少第一调谐器以向主解调器或解码器提供信号；

使用所述主解调器或解码器的输出在至少一个显示器上呈现所需服务；以及

至少部分地基于所述发射机的相应位置、所述接收机的位置和所述接收机的运动参数，来识别所述多调谐器芯片的至少第二调谐器以扫描所需服务的重复。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，数字电视接收机包括高级电视系统委员会(ATSC)3.0接收机。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多调谐器芯片包括四个调谐器。

4.根据权利要求1所述的方法，包括：响应于所述第二调谐器未检测到所需服务的重复，将所述第二调谐器调谐到与所需服务相关联的频率，并将所述第二调谐器的输出提供给所述主解调器或解码器。

5.根据权利要求1所述的方法，包括：

使用包括所述多调谐器芯片的第一调谐器的多个调谐器来向所述主解调器或解码器提供信号；以及

响应于识别出所述第一调谐器提供满足阈值的信号，将所述多个调谐器中的其它调谐器从向所述主解调器或解码器提供信号切换到提供用于扫描所需服务的重复的信号。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述运动参数包括方向。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述运动参数包括速度。

8.根据权利要求1所述的方法，包括：至少部分地使用至少一个机器学习(ML)模型来识别所述多调谐器芯片的至少第一调谐器以向所述主解调器或解码器提供信号。

9.一种装置，包括：

至少一个接收机，其被配置为：

至少部分地基于所述接收机的运动参数来配置到主解调器或解码器的至少第一天线输入；以及

至少部分地基于所述接收机的运动参数来配置到辅解调器或解码器的至少第二天线输入。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述接收机被配置为：

基于所述主解调器或解码器输出的信号在至少一个显示器上呈现所需服务；以及

使用所述辅解调器或解码器扫描所需服务的至少一个重复。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述接收机包括高级电视系统委员会(ATSC)3.0接收机。

12.根据权利要求9所述的装置，其中，所述天线与多调谐器芯片相关联。

13.根据权利要求10所述的装置，其中，所述接收机被配置为：

响应于所述辅解调器或解码器未检测到所需服务的重复，将调谐器的输出从所述辅解调器或解码器切换到所述主解调器或解码器。

14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述接收机被配置为：

使用包括多调谐器芯片的第一调谐器的多个调谐器来向所述主解调器或解码器提供信号；以及

响应于识别出所述第一调谐器提供满足阈值的信号，将所述多个调谐器中的其它调谐器从向所述主解调器或解码器提供信号切换到提供用于扫描所需服务的重复的信号。

15.根据权利要求9所述的装置，其中，所述运动参数包括方向。

16.根据权利要求9所述的装置，其中所述运动参数包括速度。

17.一种数字电视装置，包括：

至少一个接收机，其包括至少一个处理器，所述处理器被用指令编程为配置所述处理器用于：

使用第一调谐器向主解调器或解码器提供输入以呈现所需的数字TV服务；

使用第二调谐器向辅解调器或解码器提供输入以扫描所需数字TV服务的重复；以及

至少部分地基于所述接收机的至少一个运动参数来切换所述调谐器中的至少一个以向不同的解调器或解码器提供输入。

18.根据权利要求17所述的数字电视装置，其中，所述指令能够执行以：

至少部分地基于广播数字TV信号的至少一个发射机的位置来切换所述调谐器中的至少一个以向不同的解调器或解码器提供输入。

19.根据权利要求17所述的数字电视装置，其中，所述运动参数包括方向。

20.根据权利要求17所述的数字电视装置，其中，所述运动参数包括速度。