CN116803027A - 使用自主交通工具测量atsc 3 rf环境 - Google Patents

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Abstract

描述了用于在鲁棒地递送下一代广播电视服务方面扩展和/或改进高级电视系统委员会(ATSC)3.0电视协议的技术。用于诸如当移动接收器正在移动通过两个广播器之间的边界区域时自动地从呈现第一频率上的服务切换到呈现第二频率上的服务的接收器不仅可以考虑携带相同服务的两个频率的信号强度和错误率以选择要调谐到哪个频率，而且还可以考虑接收器相对于每个广播器的相对位置和运动的方向以及如由诸如无人机之类的自主交通工具先前测量的RF环境的参数。

Description

使用自主交通工具测量ATSC 3 RF环境
技术领域
本申请涉及必然植根于计算机技术中并针对数字电视的技术进步，并且更具体地，涉及高级电视系统委员会(ATSC)3.0。
背景技术
高级电视系统委员会(ATSC)3.0标准套是如A/300中所指示的用于递送下一代广播电视的超过十几个行业技术标准的集合。ATSC 3.0支持将宽范围的电视服务(包括电视视频、交互式服务、数据的非实时递送和定制广告)递送给大量接收设备(从超高清晰度电视到无线电话)。ATSC 3.0还安排广播内容(被称为“空中(over the air)”或OTA)与相关宽带递送内容和服务(被称为“过顶(over the top)”或OTT)之间的协调。ATSC 3.0被设计为是灵活的，以便随着技术演进，可以容易地包含进步，而不需要任何相关技术标准的彻底修改。
如在本文中理解的那样，ATSC 3.0接收器针对包括在包含携带相同服务的两个或更多个频率的接收区域中的服务进行扫描，如在来自两个区域性ATSC 3.0广播器站的广播信号重叠的边界区域中可能发生的那样。这些边界区域存在于多频网络(MFN)中。
发明内容
如在本文中进一步理解的那样，广播数字TV接收器应该选择调谐到它能够以最强、最无错的信号接收的RF广播，但这表示一小部分信息。本原理以区域中的ATSC RF广播谱的表征的形式提供辅助以更好地使接收器能够自动地改善并优化接收。
因此，在其中至少一个接收器能够接收广播信号的数字电视中，一种方法包括：提供具有至少一个交通工具(vehicle)数字电视(DTV)接收器的至少一个移动射频(RF)环境数据(RFED)交通工具。所述方法包括：当RFED交通工具移动时，使用交通工具DTV接收器在多个DTV频率上采集RFED，以及将RFED提供给至少一个客户端DTV接收器以使客户端DTV接收器能够为需要的服务选择频率。
RFED交通工具可以包括例如无人机、陆地交通工具或其他交通工具，诸如水上交通工具。
在一些实施例中，所述方法可以包括：使用交通工具DTV接收器使用至少一个物理层管道(PLP)来扫描频率，以及从在扫描中识别的多个频率采集RFED。
在示例实现方案中，所述方法可以包括：控制交通工具上的一个或多个天线以识别与优化区域中的DTV信号的接收相关的天线配置。
在示例实施例中，所述RFED包括从以下参数中选择的一个或多个参数：交通工具被布置的区域中的至少一个地形特征、广播相应的第一频率和第二频率的相应的第一发送器和第二发送器的至少第一位置和第二位置、交通工具与相应的第一发送器和第二发送器的第一位置和第二位置之间的至少第一距离和第二距离、交通工具与相应的第一位置和第二位置之间的至少相应的第一相对运动和第二相对运动、相应的第一发送器和第二发送器的至少相应的第一高程(elevation)和第二高程。
在一些示例中，所述RFED包括从以下参数中选择的一个或多个参数：信噪比(SNR)、错误率、分辨率、比特率、形状因子、内容属性、可访问性信令、音频描述、位置偏好、用户接口的质量。
交通工具DTV接收器可以包括高级电视系统委员会(ATSC)3.0接收器。
在另一方面，一种射频(RF)环境数据(RFED)交通工具装置包括：至少一个交通工具数字电视(DTV)接收器和至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：当RFED交通工具移动时，使用交通工具DTV接收器在多个DTV频率上采集RFED。所述处理器被配置为：将RFED提供给至少一个数据库以用于供应给至少一个客户端DTV接收器以使客户端DTV接收器能够为需要的服务选择频率。
在另一方面，一种客户端数字电视(DTV)装置包括：至少一个数字电视(DTV)接收器和至少一个处理器，所述至少一个处理器被利用指令编程以将处理器配置为：至少部分地基于由射频(RF)环境数据(RFED)交通工具先前采集的第一射频(RF)环境数据(RFED)和第二射频(RF)环境数据(RFED)在来自第一发送器并且提供数字电视服务的第一频率和来自第二发送器并且提供所述数字电视服务的第二频率之间进行选择。RFED包括与相应的第一频率和第二频率相关联的第一RFED和第二RFED。
可以参照附图最好地理解关于本申请的结构和操作两者的本申请的细节，附图中相同的附图标记指代相同的部分，并且附图中：
附图说明
图1图示了高级电视系统委员会(ATSC)3.0系统；
图2图示了图1中所示的设备的组件；
图3图示了示例特定系统；
图4图示了数字TV接收器的第一示例实施例；
图5图示了数字TV接收器的第二示例实施例；
图6图示了与本原理一致的示例流程图格式的示例发送器逻辑；
图7图示了与本原理一致的示例流程图格式的示例接收器逻辑；
图8图示了与本原理一致的示例流程图格式的用于训练机器学习(ML)模型的逻辑；
图9图示了在本示例中被实施为无人机的示例RF环境表征交通工具；并且
图10图示了与本原理一致的示例流程图格式的示例逻辑。
具体实施方式
本公开涉及数字电视中(诸如高级电视系统委员会(ATSC)3.0电视中)的技术进步。本文中的示例系统可以包括ATSC 3.0源组件和客户端组件，所述ATSC 3.0源组件和客户端组件经由广播和/或通过网络连接，使得可以在客户端组件和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，该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)以及其他移动设备，包括智能电话和下文中讨论的附加示例。这些客户端设备可以用各种操作环境来操作。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操作系统或者由Apple Computer或Google生产的操作系统(诸如)。这些操作环境可以被用于执行一个或多个浏览程序，诸如由Microsoft或Google或Mozilla制作的浏览器或者可以访问由下文中讨论的互联网服务器托管的网站的其他浏览器程序。
通过引用并入本文中的ATSC 3.0出版物A/344可以尤其与本文中描述的技术相关。
ATSC 3.0源组件可以包括广播传输组件和服务器和/或网关，所述广播传输组件和服务器和/或网关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诸如互联网之类的网络来广播数据和/或传输数据。可以通过诸如Sony之类的游戏控制台、个人计算机等来实例化客户端组件和/或本地ATSC 3.0源组件。
可以通过网络在客户端和服务器之间交换信息。为了这个目的并且为了安全性，服务器和/或客户端可以包括防火墙、负载均衡器、临时存储装置和代理以及用于可靠性和安全性的其他网络基础设施。
如本文中所使用的，指令是指用于处理系统中的信息的计算机实现的步骤。指令可以用软件、固件或硬件来实现，并且包括由系统的组件执行的任何类型的编程的步骤。
处理器可以是能够通过各种线(诸如地址线、数据线和控制线)以及寄存器和移位寄存器来执行逻辑的单芯片或多芯片处理器。
本文中通过流程图和用户界面的方式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，陈述为由特定模块执行的逻辑可以被重新分配给其他软件模块和/或一起组合在单个模块中和/或在可共享的库中可用。虽然可以使用流程图格式，但应该理解的是，软件可以被实现为状态机或其他逻辑方法。
本文中描述的本原理可以被实现为硬件、软件、固件或其组合；因此，说明性的组件、块、模块、电路和步骤是根据其功能而阐述的。
除了上文中已经提到的事物之外，还可以利用被设计为执行本文中描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件(诸如专用集成电路(ASIC))、分立式门或晶体管逻辑、分立式硬件组件或其任何组合来实现或执行逻辑块、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。
当以软件实现时，可以用适当的语言来编写下文中描述的功能和方法，所述适当的语言诸如但不限于超文本标记语言(HTML)-5、/Javascript、C#或C++，并且所述功能和方法可以被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来传输，该计算机可读存储介质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)或其他光盘存储装置(诸如数字多功能盘(DVD))、磁盘存储装置或其他磁存储设备(包括可移除通用串行总线(USB)拇指驱动器)等。连接可以建立计算机可读介质。作为示例，此类连接可以包括硬连线线缆，该硬连线线缆包括光纤和同轴线和数字订户线(DSL)和双绞线。
一个实施例中包括的组件可以以任何适当的组合被用于其他实施例。例如，本文中描述的和/或附图中描绘的各种组件中的任何组件可以被组合、互换或从其他实施例中排除。
“具有A、B和C中的至少一个”(同样地，“具有A、B或C中的至少一个”和“具有A、B、C中的至少一个”)的叙述包括单独A、单独B、单独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。
本原理可以采用各种机器学习模型，包括深度学习模型。与本原理一致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、自学习和其他形式的学习的方式训练的各种算法。可以由计算机电路实现的此类算法的示例包括一种或多种神经网络，诸如卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)和被称为长短期记忆(LSTM)网络的一种类型的RNN。支持向量机(SVM)和贝叶斯网络也可以被视为机器学习模型的示例。
如在本文中理解的那样，执行机器学习可以因此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从而进行推断。通过机器学习训练的人工神经网络/人工智能模型可以因此包括输入层、输出层和其间的多个隐藏层，这些层被配置并且加权以推断适当的输出。
转到图1，ATSC 3.0源组件的示例被标记为“广播器装置”10，并且可以包括空中(OTA)装置12，该空中(OTA)装置12用于通常以一对多关系经由正交频分复用(OFDM)向多个接收器14(诸如ATSC 3.0电视)无线地广播电视数据。一个或多个接收器14可以通过可由低功耗蓝牙、其他近场通信(NFC)协议、红外(IR)等实现的短距离、通常是无线的链路18与一个或多个配套设备16(诸如遥控器、平板计算机、移动电话等)进行通信。
此外，一个或多个接收器14可以经由诸如互联网之类的有线和/或无线网络链路20通常以一对一关系与广播器装置10的过顶(OTT)装置22进行通信。OTA装置12可以与OTT装置22位于同一位置，或者广播器装置10的两侧12、22可以彼此远离并且可以通过适当的手段彼此通信。在任何情况下，接收器14可以通过调谐到ATSC 3.0的电视信道来通过OTA接收ATSC 3.0电视信号，并且还可以通过OTT(宽带)接收相关内容，包括电视。注意，在本文的所有附图中描述的计算机化的设备可以包括针对图1和图2中的各种设备所阐述的组件中的一些或所有。
现在参照图2，可以看到图1中所示的组件的示例的细节。图2图示了可由硬件和软件的组合实现的示例协议栈。使用图2中所示并且针对广播器侧适当地修改的ATSC 3.0协议栈，广播器可以发送混合服务递送，其中经由计算机网络(在本文中被称为“宽带”和“过顶”(OTT))以及经由无线广播(在本文中被称为“广播”和“空中”(OTA))来递送一个或多个节目元素。图2还图示了具有可由接收器实施的硬件的示例栈。
根据广播器装置10公开图2，访问一个或多个计算机存储介质202(诸如本文中描述的任何存储器或存储装置)的一个或多个处理器200可以被实现为提供顶层应用层204中的一个或多个软件应用。应用层204可以包括在运行时环境中运行的、用例如HTML5/Javascript编写的一个或多个软件应用。应用栈204中的应用可以包括但不限于线性TV应用、交互式服务应用、配套屏幕应用、个性化应用、紧急警报应用和使用情况报告应用。应用通常被实施在表示观看者体验的元素的软件中，其包括视频编码、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、使用备用音轨、控制音频参数(诸如归一化和动态范围)等的应用。
在应用层204下方是表示层206。在广播(OTA)侧，表示层206包括被称为媒体处理单元(MPU)208的广播音频-视频回放设备，当在接收器中被实现时，该媒体处理单元(MPU)208在一个或多个显示器和扬声器上对无线广播的音频视频内容进行解码和回放。MPU 208被配置为呈现国际标准化组织(ISO)基础媒体文件格式(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是被分为“段”和表示元数据的用于基于时间的媒体文件的通用文件结构。每个文件本质上是嵌套对象的集合，每个对象具有类型和长度。为了促进解密，MPU 208可以访问广播侧加密媒体扩展(EME)/通用加密(CENC)模块212。
图2进一步图示了：在广播侧，表示层206可以包括信令模块，该信令模块包括运动图像专家组(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递送(ROUTE)信令模块216，用于递送应用层204可访问的非实时(NRT)内容218。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，当由接收器实现时，表示层206可以包括一个或多个通过超文本传输协议(HTTP)的动态自适应流传输(DASH)播放器/解码器220，用于对来自互联网的音频-视频内容进行解码和播放。为此，DASH播放器220可以访问宽带侧EME/CENC模块222。可以作为ISO/BMFF格式的DASH段224来提供DASH内容。
如广播侧的情况那样，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下方是会话层230。在广播侧，会话层230包括MMTP协议232或ROUTE协议234。注意，ATSC标准提供了将MPEG MMT用于传输的选项，虽然它在这里未被示出。
在宽带侧，会话层230包括可以被实现为安全HTTP(HTTP(S))的HTTP协议236。会话层230的广播侧还可以采用HTTP代理模块238和服务列表表(SLT)240。SLT 240包括用于建立基本服务列表并且提供广播内容的引导发现的信令信息的表。媒体呈现描述(MPD)被包括在由ROUTE传输协议通过用户数据报协议(UDP)递送的“ROUTE信令”表中。
在协议栈中，传输层242在会话层230下方，用于建立低时延并且容忍丢失的连接。在广播侧，传输层242使用UDP 244，并且在宽带侧，传输层242使用传输控制协议(TCP)246。
图2中所示的示例非限制性协议栈还包括在传输层242下方的网络层248。网络层248在两侧使用互联网协议(IP)以进行IP分组通信，其中在广播侧多播递送是典型的，并且在宽带侧单播是典型的。
在网络层248下方是物理层250，物理层250包括广播发送/接收装置252和(一个或多个)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)分组转换为适合于通过相关介质来传输，并且可以添加前向纠错功能以使得能够在接收器处进行纠错，以及包含调制和解调模块以并入调制和解调功能。这将位转换成符号，以进行长距离传输以及增加带宽效率。在OTA侧，物理层250通常包括无线广播发送器以使用正交频分复用(OFDM)无线地广播数据，而在OTT侧，物理层250包括计算机传输组件以通过互联网发送数据。
通过协议栈中的各种协议(HTTP/TCP/IP)发送的DASH行业论坛(DASH-IF)简档可以被用在宽带侧。基于ISO BMFF的DASH-IF简档中的媒体文件可以被用作用于广播和宽带递送两者的递送、媒体封装和同步格式。
每个接收器14通常包括与广播器装置的协议栈互补的协议栈。
如图2中所示，图1中的接收器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。接收器14可以是基于的系统。可替代地，接收器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，应该理解的是，接收器14和/或本文中描述的其他计算机被配置为执行本原理(例如，与其他设备通信以执行本原理、执行本文中描述的逻辑以及执行本文中描述的任何其他功能和/或操作)。
因此，为了执行此类原理，可以由图1中所示的组件中的一些或所有来建立接收器14。例如，接收器14可以包括一个或多个显示器258，该一个或多个显示器258可以由高清晰度或超高清晰度“4K”或更高的平面屏幕来实现，并且该一个或多个显示器258可以是或者可以不是用于经由在显示器上的触摸接收用户输入信号的支持触摸的。接收器14还可以包括用于根据本原理输出音频的一个或多个扬声器260以及用于例如将可听命令输入到接收器14以控制接收器14的至少一个附加输入设备262(诸如例如音频接收器/麦克风)。示例接收器14还可以包括用于在一个或多个处理器266的控制下通过至少一个网络(诸如互联网、WAN、LAN、PAN等)通信的一个或多个网络接口264。因此，接口264可以是但不限于作为无线计算机网络接口的示例的Wi-Fi收发器，诸如但不限于网状网络收发器。接口264可以是但不限于收发器、/>收发器、红外数据协会(IrDA)收发器、无线USB收发器、有线USB、有线LAN、电力线或同轴电缆多媒体联盟(MoCA)。应该理解的是，处理器266控制接收器14以执行本原理，包括本文中描述的接收器14的其他元件，诸如例如控制显示器258以在显示器258上呈现图像并且从其接收输入。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他适当的接口，诸如例如无线电话收发器或如上所述的Wi-Fi收发器等。
除了前述的之外，接收器14还可以包括一个或多个输入端口268，诸如用于物理连接(使用有线连接)到另一CE设备的高清晰度多媒体接口(HDMI)端口或USB端口和/或用于将耳机连接到接收器14以通过耳机将来自接收器14的音频表现给用户的耳机端口。例如，输入端口268可以经由电线或无线地连接到音频视频内容的卫星源或线缆。因此，该源可以是分离或集成的机顶盒或者卫星接收器。或者，该源可以是游戏控制台或盘播放器。
接收器14还可以包括一个或多个计算机存储器270，诸如并非暂态信号的基于盘的存储装置或固态存储装置，在一些情况下，该一个或多个计算机存储器270在接收器的机箱中被实施为独立设备，或者被实施为用于回放音频视频(AV)节目的在接收器的机箱内部或外部的个人视频记录设备(PVR)或视频盘播放器，或者被实施为可移除存储器介质。此外，在一些实施例中，接收器14可以包括定位或位置接收器272，诸如但不限于蜂窝电话接收器、全球定位卫星(GPS)接收器和/或高度计，该定位或位置接收器272被配置为例如从至少一个卫星或蜂窝电话塔接收地理定位信息，并且将该信息提供给处理器266和/或与处理器266结合确定接收器14被布置的海拔高度。然而，应该理解的是，可以根据本原理使用除蜂窝电话接收器、GPS接收器和/或高度计之外的另一合适的定位接收器以确定接收器14的位置，例如在所有三个维度上。
继续描述接收器14，在一些实施例中，接收器14可以包括一个或多个相机274，该一个或多个相机274可以包括以下相机中的一个或多个：热成像相机、数码相机(诸如网络摄像头)和/或集成到接收器14中并可由处理器266控制以根据本原理采集图片/图像和/或视频的相机。在接收器14上还可以包括收发器276或其他近场通信(NFC)元件，以用于分别使用/>和/或NFC技术与其他设备通信。示例NFC元件可以是射频识别(RFID)元件。
此外，接收器14可以包括向处理器266提供输入的一个或多个辅助传感器278(诸如运动传感器，诸如加速度计、陀螺仪、回转计或磁传感器及其组合)、用于从遥控器接收IR命令的红外(IR)传感器、光学传感器、速度和/或节奏传感器、手势传感器(用于感测手势命令)等。可以提供IR传感器280以从无线遥控器接收命令。可以提供电池(未示出)来为接收器14供电。
配套设备16可以包含关于上述接收器14示出的元件中的一些或所有。
本文中描述的方法可以被实现为由处理器执行的软件指令、合适地配置的专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)模块或者如本领域技术人员将会理解的任何其他方便的方式。在软件指令被采用的情况下，软件指令可以被实施在非暂态设备(诸如CDROM或闪存驱动器)中。可替代地，软件代码指令可以被实施在暂态布置(诸如无线电或光信号)中，或者通过互联网经由下载而被实施。
现在参照图3，示出了简化的数字TV系统，诸如ATSC 3.0系统。在图3中，可包括上文关于图1和图2讨论的任何或所有相关组件的移动或静止数字TV接收器(诸如ATSC 3.0接收器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，来自两个广播站304的信号由区域302中的接收器300拾取。通过第一频率306从第一广播站304广播第一ATSC 3.0服务(“服务A”)，而通过与第一频率306不同的第二频率308从第二广播站304广播相同的服务A。接收器300拾取两个频率，即，接收器300拾取来自两个广播站304的信号。
图4图示了可包括上文关于图1和图2讨论的任何或所有相关组件的数字TV接收器(诸如ATSC 3.0接收器400)的示例非限制性实施例。在所示的示例中，ATSC 3.0接收器400可以是静止接收器，例如位于住宅内部的接收器。在一些示例中，ATSC 3.0接收器400可以是移动接收器，例如，如通过被实现在移动电话中或被布置在移动的交通工具中。
图4中所示的示例ATSC 3.0接收器400包括调谐器402，该调谐器402将调谐器从一个或多个天线406拾取的信号发送到解调器404。在所示的示例中，接收器400包括一个且仅一个调谐器、一个且仅一个解调器以及一个且仅一个天线。
相比之下，图5图示了可包括上文关于图1和图2讨论的任何或所有相关组件的数字TV接收器(诸如ATSC 3.0接收器500)的示例非限制性实施例。在所示的示例中，ATSC 3.0接收器500可以是移动接收器，例如，如通过被实现在移动电话中或被布置在移动的交通工具中。在一些示例中，ATSC 3.0接收器500可以是静止接收器，例如位于住宅内部的接收器。
图5中所示的示例ATSC 3.0接收器500包括多个调谐器502，该多个调谐器502将调谐器从一个或多个天线506拾取的信号发送到相应解调器504。在所示的非限制性示例中，ATSC 3.0接收器500具有两个调谐器和两个解调器，应该理解的是，接收器可以具有更大或更小数量的调谐器/解调器。在所示的非限制性示例中，ATSC 3.0接收器500具有四个天线，应该理解的是，接收器可以具有更大或更小数量的天线。接收器500可以具有切换对调谐器的天线输入的能力，使得第一调谐器可以从例如三个天线接收信号，并且第二调谐器可以从第四天线接收信号，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。可以根据需要在操作期间动态地改变这些和其他天线-调谐器配置。
本文中讨论了RF频率的质量度量，并且可以识别并存储RF频率的质量度量。质量度量可以包括例如信噪比(SNR)和如可由例如分组错误数(PEN)表示的错误率。质量度量可以包括分辨率，例如，服务是具有高清晰度(HD)还是具有标准清晰度(SD)。质量度量还可以包括比特率和形状因子，辨别出并非所有HD是相同的。质量度量可以包括内容属性(诸如服务是否支持外语)、可访问性信令(例如，在哪里进行签名)、音频描述和其他内容方面。质量度量可以包括位置偏好(诸如第一区域信道较强，但所有广告针对第一区域而非用户偏好的第二区域，使得来自第二区域的重复服务可以相对于第一区域被给予优待)。质量度量可以包括在服务中携带的用户接口的质量。
在非限制性示例中，在扫描期间，可以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两者并确定其商来确定SNR。可以通过例如确定丢失的分组的百分比(通过记录丢失分组编号)和/或通过确定由纠错算法确定的在其中具有错误的接收的分组的百分比来确定错误率。
图6图示了可由发送器(诸如OTA发送器或OTT发送器)执行的逻辑。当ATSC 3.0接收器(尤其是(但不限于)移动设备)遇到一组两个或更多个RF广播(其中两个或更多个RF广播包括被识别为基本上相同(例如，通过具有相同的globalServiceId值)的节目)时。接收器应该选择调谐到它能够以最强、最无错的信号接收的RF广播。在没有本原理的情况下，接收器必须仅基于在当前时间或在过去遇到的信号强度或错误率进行选择。
实际上，本原理使接收器能够基于如本文中讨论的那样预先记录的接收器所在的区域中的RF环境的信息、接收器的位置、行进的方向和速度、发送器位置、接收器和发送器位置的地形特征来选择要调谐到的最佳RF广播。例如，如果在朝着两个等效信号之一的方向行进时遇到这两个等效信号，则接收器可能应该调谐到它正在朝着其移动的传输。另一方面，如果存在将会降低信号质量的地形特征(比如山)，如果接收器以其当前航向和速度继续前进，则接收器可以选择调谐到没有经受由于山而导致的信号质量问题的广播，直到山不再影响信号质量之后。注意，与例如接收器相关联的光方向和测距(LIDAR)装置可以被用于生成地形图。
此外，使用上文描述的信息，接收器可以利用以上信息(特别是发送器位置和接收器位置)来自动地调整天线配置以使接收最大化(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)模型处理可以利用以上信息来以更准确更高效的方式预测最佳接收参数(天线配置)和要调谐到的最佳传输。
因此，现在转到图6。在框600处开始，在诸如ATSC 3广播网络之类的MFN中，虽然是在广播器根据需要在不同频率上的情况下，但可以是无线广播发送器和/或宽带发送器的两个或更多个发送器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，该全局服务标识符(GSID)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。
前进到框602，每个发送器可以发信号通知(signal)其相应的地理位置数据，例如纬度、经度、高程。该信令可以被插入到SLT中。
图7图示了接收器侧逻辑。在框700处开始，特别是当在来自相邻广播区域中的两个相邻发送器的信号重叠的边界区域中时，接收器可以在两个不同频率上从相应广播器发送器接收如通过例如具有相同GSID或BSID所指示的基本上相同的服务。可以确定每个接收频率的一个或多个质量度量。然而，替代仅依赖于信道质量来选择要使用哪个频率呈现服务，逻辑可以移动到框702以对于每个发送器访问在例如来自该发送器的SLT中接收的该发送器的地理位置数据。
此外，在框704处，接收器可以使用来自位置传感器(诸如图2中的位置接收器272)的信号来访问它自身的当前位置以及移动速度和移动的方向。在框706处，接收器可以进一步访问地形图。接收器还可以访问接收器所在的区域中的RF特性的数据库。在下文中进一步讨论了此类数据库。
不仅基于质量度量，而且还基于相对于每个发送器的接收器距离和运动的方向/速度，以及根据需要基于区域的地形信息和RF特性，在框708处选择频率以用于呈现正在两个或更多个频率上所携带的服务。如果(一个或多个)接收器天线可以被移动，则它们可以在框710处被移动或者以其他方式重新配置以使从与所选择的频率相关联的发送器的接收最大化。来自所选择的频率的服务被呈现在与接收器相关联的音频视频显示设备上。
例如，在一些实施例中，当接收器静止时，可以选择与第二频率相比具有更好的质量度量的第一频率。
当接收器静止并且没有地形障碍位于接收器和在第一频率上发送服务的发送器之间时，可以选择与第二频率相比具有更好的质量度量的第一频率。
在一些实施例中，当接收器静止并且至少一个地形障碍位于接收器和在第一频率上发送服务的发送器之间时，可以选择与第二频率相比具有更低的质量度量的第一频率。
在一些实施例中，当接收器静止并且至少一个地形障碍位于接收器和在第一频率上发送服务的发送器之间时，可以选择与第二频率相比具有显著量(诸如SNR差异高于阈值)地更好的质量度量的第一频率。
在一些实施例中，当接收器正在朝着在第一频率上发送服务的发送器移动时，可以选择与第二频率相比具有更低的质量度量的第一频率。
在一些实施例中，仅当接收器正在以至少阈值速度朝着在第一频率上发送服务的发送器移动时，可以选择与第二频率相比具有更低的质量度量的第一频率。
在一些实施例中，仅当接收器正在朝着在第一频率上发送服务的发送器移动并且没有障碍存在于接收器和发送器之间时，可以选择与第二频率相比具有更低的质量度量的第一频率。
在一些实施例中，仅当接收器正在朝着在第一频率上发送服务的发送器移动并且障碍存在于接收器和在第二频率上发送服务的发送器之间时，可以选择与第二频率相比具有更低的质量度量的第一频率。
在一些实施例中，如果接收器正在朝着在第一频率上发送服务的发送器移动并且障碍存在于接收器和在第一频率上发送服务的发送器之间但在第一频率上发送服务的发送器的高程高于该障碍，则可以选择与第二频率相比具有更低的质量度量的第一频率。
在一些实施例中，如果在第一频率上发送服务的发送器的区域中的RF特性比在第二频率上发送服务的发送器的区域中的RF特性更好，则可以选择与第二频率相比具有更低的质量度量的第一频率。
这些仅仅是可以用于选择频率的一些示例启发法。
可以使用至少一个ML模型来实现选择，可以在图8中的框800处开始训练该至少一个ML模型。地面真值(ground truth)被输入到ML模型。地面真值可以包括叠加在周围环境的地形图上的实际数字TV广播器发送器的纬度、经度和高程。地面真值可以包括仅针对区域或针对国家或针对整个地球的这些特征。
地面真值还可以包括多个假设的接收器位置、航向和速度连同假设的信号质量度量或者由测试交通工具在该位置处实际测量的质量度量或实际RF环境数据。地面可以包括在每个假设的接收器位置处两个频率中的哪个频率是最佳选择的指示。在框802处，基于在框800处输入的地面真值来训练ML模型，以便随后用在执行ML模型的接收器中。
图9图示了具有交通工具上(onboard)RF环境传感器的可移动交通工具900(诸如无人机)，该交通工具900包括从一个或多个天线903接收信号的ATSC 3.0接收器902。示出了两个天线903，应该理解的是，交通工具900可以具有少于或大于两个天线以用于天线分集。天线可以是可物理移动的和/或可电子控制的。汽车、公共汽车和火车以及有人驾驶的飞行器也可以被用作交通工具900。应该理解的是，交通工具900还包括来自图2的适当的组件，包括被布置为与交通工具天线和接收器/传感器进行通信的一个或多个处理器、存储装置和网络接口。
接收器902可以由包括Sony的CXD2885GG-W 4分集接收器LSI的通用串行总线(USB)TV调谐器接收器加密锁(dongle)以及一些存储器来实现。例如，安装在万向架(gimbal)上的相机905可以被用于对象识别，并且相机的万向架可以被用于使天线独立于无人机旋转。
交通工具900可以具有地形传感器904，诸如雷达、声纳或激光雷达(lidar)收发器。交通工具900在与ATSC 3广播器站906相邻的区域中往返通过(在无人机的情况下，在各种高程)，以使用ATSC 3接收器902来感测RF接收环境。例如，每隔几秒，保存该数据连同交通工具900位置、航向、速度和海拔高度和天线配置。交通工具可以多次通过空间中的相同点，每次具有不同的天线配置。
在一个实施例中，由交通工具900使用接收器902通过例如使用低层协议(LLP)物理层管道(PL)进行快速扫描来检测来自广播器站906的可用频率。附加地或可替代地，可以使用更高层次的PLP来进行扫描。对于每个可用频率，感测RF环境。感测的RF环境因素可以包括本文中讨论的质量度量中的任何一个或多个。
当交通工具900是与陆地交通工具相比在更高处飞行的空中无人机时，它还可以包括地形传感器904以感测地形特征，诸如山丘908。地形特征的位置被记录。
由交通工具900检测并存储的RF环境数据(RFED)可以被上传(例如，经由卫星或陆基接收器)到一个或多个计算机网络服务器。可以经由ATSC 3.0广播或其他方法(诸如5G)向区域中的所有接收器发信号通知RFED。或者，RFED可以被保持为专有，并且经由5G、Wi-fi等被收费提供给订户接收器。或者，它可以被嵌入在兼容的接收器中。
由于天线903的方向性，交通工具900可以感测发送器906的物理位置。这些物理位置可以被报告给管理机构，并且与批准的发送器的位置进行比较，以确定是否已识别出任何非法发送器并且在已识别出非法发送器的情况下确定它在哪里。
现在可以理解的是，与对跨广播区域的信号强度进行建模的数学模型(例如，Longley-Rice)相比，使用交通工具900提供更加完整且准确的RF环境信息。本原理使得能够测量不仅仅信号强度；由大多数模型预测的因素。这存在若干问题，但一个突出的问题是模型预测信号强度。对于选择要使用的RF信号而言，仅仅信号强度模型并不理想。
因为当被实施为无人机时交通工具的行进是适度不受约束的并且不受道路等束缚，所以它可以跨广播覆盖区产生非常准确的RF性能的图片。这些测量的结果(RFED)产生具有若干用途的信息。使用RFED，接收器可以减轻信号丢失或错误接收的影响，所述信号丢失或错误接收在广播数字电视接收中引起视频卡顿、分组丢失和大量色块(macro-blocking)，尤其是在移动环境中。这将会对观看缺乏重发原则(viewing absent resentprinciple)具有破坏性。
在第一使用情况中，RFED可以被用在监管调查中(替代模型或附加于模型)。
第二，RFED可以由广播器广播以供接收器使用——这对于移动接收器(汽车、行人或者以其他方式)而言具有特定用途以更好地选择接收和调谐参数(例如，MFN中的哪个RF广播，或天线旋转)。
第三，RFED可以是专有的并由收集者保存，以利用与数据的收集者或所有者的业务安排来改进设备的接收性能。
现在参照图10。使用诸如“4分集”调谐器接收、可旋转UHF/VHF天线903以及机器学习对象识别之类的技术，可以获得同类最优RF接收简档以用在数字电视和相关RF接收器产品中。
在框1000处开始，无人机中的一个或多个处理器操作它的ATSC3接收器902以扫描频率，如上文所讨论的那样。在框1002处，通过对从可控天线接收的信号进行三角测量或者通过接收广播中发送器的位置信息来识别ATSC 3发送器的位置。在框1004处，天线可以被物理移动或电子移动到各种配置，包括通过使一个或多个天线直接指向发送器位置，并且在框1002和1004执行时，在框1006处记录来自每个天线配置上的每个扫描频率的RF环境数据(RFED)。这包括：在框1008处，记录任何失落(dropout)区域，即未从特定频率或发送器接收到信号的区域。包括针对每个频率测量的质量度量的RFED、发送器和交通工具位置以及用于每组RFED的天线配置被相互关联在一起并存储，以便以后经由广播或其他方法供应给穿越该区域的客户端接收器。
因此，交通工具900可以基于来自无人机硬件(诸如电视调谐器/解调器加密锁)的输入使用发送器位置的知识来计算天线方向，并且记录最佳接收简档。执行图10的逻辑的图9中的交通工具900可以如所示的那样在多频网络(MFN)环境中被用于在保持接收时确定在物理上分离的发送器之间的最佳天线定位。
知道特定信道将会因为地形(例如，山、高层建筑、桥)而失落可以允许由访问RFED的接收器执行的机器学习(ML)模型采取纠正动作。例如，它可以切换到具有相同内容的替代信道。该替代信道可以是附近的广播区域中的中继器或附属站。可替代地，可以通过网络连接取得丢失的内容，如在通过引用并入本文中的共同未决美国专利申请17/141,155中所公开的那样。
可替代地，交通工具900可以由行驶某个路线的陆地交通工具来实现，该陆地交通工具执行图10的逻辑以将RFED上传到数据库。数据库可以由行驶各种路线的许多不同交通工具来众包(crowd source)。然后，该数据库可以由行驶特定路线的所有设备共享。
具有关于移动接收器将会沿着其穿过的特定(电磁)路径以及其相关联的真实世界干扰元素的高级表征数据和知识，可以记录接收简档，并且产品可以使用它们来预测条件并且通过(例如)天线旋转来减缓问题，或者在多频网络的情况下，基于RF环境和其他参数(例如，接收器的接收灵敏度、行进的方向、行进的目的地)来预测要选择的最佳RF。
例如，通过在完全失落发生之前配置天线并且切换信道和频率，该结果是具有提高的信号水平和图片稳定性的更鲁棒的解决方案。
应该理解的是，虽然已经参照一些示例实施例描述了本原理，但这些不旨在是限制性的，并且各种替代布置可以被用于实现本文中要求保护的主题。

Claims (19)

1.在其中至少一个接收器能够接收广播信号的数字电视中，一种方法，包括：
提供具有至少一个交通工具数字电视(DTV)接收器的至少一个移动射频(RF)环境数据(RFED)交通工具；
当RFED交通工具移动时，使用交通工具DTV接收器在多个DTV频率上采集RFED；以及
将RFED提供给至少一个客户端DTV接收器以使客户端DTV接收器能够为需要的服务选择频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述RFED交通工具包括无人机。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述RFED交通工具包括陆地交通工具。
4.根据权利要求1所述的方法，包括：
使用交通工具DTV接收器使用至少一个物理层管道(PLP)来扫描频率；以及
从在扫描中识别的多个频率采集RFED。
5.根据权利要求1所述的方法，包括：
控制交通工具上的一个或多个天线以识别与优化区域中的DTV信号的接收相关的天线配置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述RFED包括从以下参数中选择的一个或多个参数：交通工具被布置的区域中的至少一个地形特征、广播相应的第一频率和第二频率的相应的第一发送器和第二发送器的至少第一位置和第二位置、交通工具与相应的第一发送器和第二发送器的第一位置和第二位置之间的至少第一距离和第二距离、交通工具与相应的第一位置和第二位置之间的至少相应的第一相对运动和第二相对运动、相应的第一发送器和第二发送器的至少相应的第一高程和第二高程。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述交通工具DTV接收器包括高级电视系统委员会(ATSC)3.0接收器。
8.一种射频(RF)环境数据(RFED)交通工具装置，包括：
至少一个交通工具数字电视(DTV)接收器；和
至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：
当RFED交通工具移动时，使用交通工具DTV接收器在多个DTV频率上采集RFED；以及
将RFED提供给至少一个数据库以用于供应给至少一个客户端DTV接收器以使客户端DTV接收器能够为需要的服务选择频率。
9.根据权利要求8所述的RFED交通工具装置，其中所述RFED交通工具包括无人机。
10.根据权利要求8所述的RFED交通工具装置，其中所述RFED交通工具包括陆地交通工具。
11.根据权利要求8所述的RFED交通工具装置，其中所述处理器被配置为：
使用交通工具DTV接收器使用至少一个物理层管道(PLP)来扫描频率；以及
从在扫描中识别的多个频率采集RFED。
12.根据权利要求8所述的RFED交通工具装置，其中所述处理器被配置为：
控制交通工具上的一个或多个天线以识别与优化区域中的DTV信号的接收相关的天线配置。
13.根据权利要求8所述的RFED交通工具装置，其中所述RFED包括从以下参数中选择的一个或多个参数：交通工具被布置的区域中的至少一个地形特征、广播相应的第一频率和第二频率的相应的第一发送器和第二发送器的至少第一位置和第二位置、交通工具与相应的第一发送器和第二发送器的第一位置和第二位置之间的至少第一距离和第二距离、交通工具与相应的第一位置和第二位置之间的至少相应的第一相对运动和第二相对运动、相应的第一发送器和第二发送器的至少相应的第一高程和第二高程。
14.根据权利要求8所述的RFED交通工具装置，其中所述交通工具DTV接收器包括高级电视系统委员会(ATSC)3.0接收器。
15.一种客户端数字电视(DTV)装置，包括：
至少一个数字电视(DTV)接收器；和
至少一个处理器，所述至少一个处理器被利用指令编程以将处理器配置为：
至少部分地基于由射频(RF)环境数据(RFED)交通工具先前采集的第一射频(RF)环境数据(RFED)和第二射频(RF)环境数据(RFED)在来自第一发送器并且提供数字电视服务的第一频率和来自第二发送器并且提供所述数字电视服务的第二频率之间进行选择，RFED包括与相应的第一频率和第二频率相关联的第一RFED和第二RFED。
16.根据权利要求15所述的客户端DTV装置，其中所述RFED包括从以下参数中选择的至少一个参数：接收器被布置的区域中的至少一个地形特征、相应的第一发送器和第二发送器的至少第一位置和第二位置、接收器与相应的第一发送器和第二发送器的第一位置和第二位置之间的至少第一距离和第二距离、接收器与相应的第一位置和第二位置之间的至少相应的第一行进方向和第二行进方向、相应的第一发送器和第二发送器的至少相应的第一高程和第二高程。
17.根据权利要求15所述的客户端DTV装置，其中所述指令可执行以便：执行至少一个机器学习(ML)模型以选择频率。
18.根据权利要求15所述的客户端DTV装置，其中所述RFED包括从以下参数中选择的一个或多个参数：信噪比(SNR)、错误率、分辨率、比特率、形状因子、内容属性、可访问性信令、音频描述、位置偏好、用户接口的质量。
19.根据权利要求15所述的客户端DTV装置，其中所述DTV接收器包括至少一个高级电视系统委员会(ATSC)3.0接收器。
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