TW201526569A - 用於第二代地面數位視訊廣播類型系統之地理位置資訊 - Google Patents

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Abstract

將一時間參考欄位加至一廣播DVB-T2信號之一L1預發信號表且將位置資訊加至該廣播DVB-T2信號之一網路資訊表(NIT)之一小區清單描述符。一DVB-T2接收器使用來自該經接收廣播DVB-T2信號之該時間參考欄位及該位置資訊以判定其位置。

Description

用於第二代地面數位視訊廣播類型系統之地理位置資訊 相關申請案的交叉參考
本申請案主張2013年8月23日申請之第61/869,148號美國臨時申請案(案號PU130123)；2013年8月23日申請之第61/869,143號美國臨時申請案(案號PU130128)；2013年9月26日申請之第61/882,827號美國臨時申請案(案號PU130158)；及2013年10月16日申請之第61/891,563號美國臨時申請案(案號PU130168)之權利。
本發明大體上係關於通信系統，且更特定言之，係關於一種電視(TV)系統。
一地理位置特徵可用於若干案例，包含目標廣告、特定位置處之接收條件估計及行動導航。不幸的是，在當前廣播TV中，一TV接收器(無論是固定還是行動)無法自經接收廣播TV信號判定其位置。此一系統之一實例係一地面數位視訊廣播(DVB-T)類型系統，諸如DVB-T2。在一當前DVB-T2系統中，DVB-T2接收器無法自經接收DVB-T2信號判定其位置。此亦係不幸的，因為使用VHF(非常高頻率)/UHF(超高頻率)頻譜需要額外權益，此係因為可容易在室內接收該VHF/UHF頻譜。然而，即使使用該VHF/UHF頻譜，仍存在對任何地理位置系統之精度之一些限制。特定言之，傳輸頻道之多路徑特性可 引起位置估計誤差。例如，當一經接收信號不在一視覺信號直線上且一經反射信號已選擇一更長路徑前往接收器時，可發生位置估計誤差。
根據本發明之原理，將一時間參考欄位加至一廣播TV信號，以供一接收器用於實施一地理位置特徵，以自該經接收廣播TVG信號判定其位置。
在本發明之一闡釋性實施例中，該廣播TV信號係一基於DVB-T2之系統。將一時間參考欄位加至一廣播DVB-T2信號之一L1預發信號表且將位置資訊加至該廣播DVB-T2信號之一網路資訊表(NIT)之一小區清單描述符。一DVB-T2接收器使用來自該經接收廣播DVB-T2信號之時間參考欄位及位置資訊以判定其位置。
在另一闡釋性實施例中，一種廣播TV接收器執行以下方法：儲存複數個廣播傳輸器之位置資訊；自該複數個廣播傳輸器之各者接收一經接收廣播信號中之一時間參考欄位值；藉由比較該經接收時間參考欄位值與該廣播TV接收器處之一接收時間而判定各經接收廣播信號之一時間差；及根據該複數個時間差及該複數個廣播傳輸器之經儲存位置資訊而計算該廣播TV接收器之一位置。
鑑於上述，且自讀取詳細描述將顯而易見的是，其他實施例及特徵亦可行且落於本發明之原理內。
100‧‧‧L1預發信號表
101‧‧‧箭頭
110‧‧‧小區清單描述符/網路資訊表(NIT)
111‧‧‧箭頭
112‧‧‧箭頭
150‧‧‧第二代地面數位視訊廣播(DVB-T2)類型傳輸器
155‧‧‧10MHz計數器
160‧‧‧第二代地面數位視訊廣播(DVB-T2)傳輸器
161‧‧‧信號
190‧‧‧處理器
195‧‧‧記憶體
200-1‧‧‧第二代地面數位視訊廣播(DVB-T2)廣播裝置
200-2‧‧‧第二代地面數位視訊廣播(DVB-T2)廣播裝置
200-3‧‧‧第二代地面數位視訊廣播(DVB-T2)廣播裝置
200-4‧‧‧第二代地面數位視訊廣播(DVB-T2)廣播裝置
201-1‧‧‧信號
201-2‧‧‧信號
201-3‧‧‧信號
201-4‧‧‧信號
210‧‧‧數位視訊廣播(DVB)接收器
305‧‧‧變更頻道
310‧‧‧擷取L1預發信號表100、NIT表110
315‧‧‧偵測經接收FEF訊框之開始
320‧‧‧已接收四個頻道？
325‧‧‧計算位置
700‧‧‧器件
701‧‧‧廣播第二代地面數位視訊廣播(DVB-T2)信號
710‧‧‧第二代地面數位視訊廣播(DVB-T2)接收器
720‧‧‧顯示器
750‧‧‧時脈參考
760‧‧‧處理器
765‧‧‧記憶體
CH1‧‧‧頻道1
CH2‧‧‧頻道2
CH3‧‧‧頻道3
CH4‧‧‧頻道4
圖1展示根據本發明之原理之一闡釋性DVB-T2相容信號格式；圖2展示根據本發明之原理之一闡釋性DVB-T2 L1預發信號表；圖3展示根據本發明之原理之用於DVB-T2之一闡釋性小區清單描述符；圖4展示根據本發明之原理之一闡釋性DVB-T2傳輸器； 圖5展示根據本發明之原理之另一闡釋性實施例；圖6展示根據本發明之原理之用於一接收器之一闡釋性流程圖；及圖7展示根據本發明之原理之一接收器之一闡釋性實施例。
除本發明概念以外，圖式中所示之元件係熟知的且將不再詳細描述。例如，除本發明概念以外，一視訊轉換器或數位電視(DTV)及其組件(諸如一前端、Hilbert(希爾伯特)濾波器、載波追蹤迴路、視訊處理器、遠端控制器等)係熟知的且本文中將不再詳細描述。此外，除本發明概念以外，假定熟悉網路連接以及當前的及提議的TV標準推薦且本文中不再描述。舉例而言，諸如NTSC(國家電視系統委員會)；PAL(相交替線)；SECAM(電視顯示技術)；ATSC(進階電視系統委員會)(例如，ATSC標準：地面廣播及有線電視(PSIP)文件A/65之節目及系統資訊協定)；中國數位電視系統(GB)20600-2006；數位視訊廣播(DVB-T2)及DVB-H。特定言之，假定熟悉以下DVB-T2標準：ETSI EN 302 755 V1.3.1：數位視訊廣播(DVB)；第二代地面數位電視廣播系統(DVB-T2)之訊框結構頻道編碼及調變；ETSI TS 102 992：數位視訊廣播(DVB)；供結合DVB-T2第二代地面數位電視廣播系統使用之選用傳輸器訊符(T2-TX-SIG)之結構及調變；及ETSI EN 300 468：數位視訊廣播(DVB)；DVB系統中之服務資訊(SI)之規範。亦應注意，可使用本文中將同樣不描述之習知節目製作技術實施本發明概念。最後，圖式上之相同符號表示類似元件。
如前文描述，期望使用空中傳輸判定一接收器之一實體位置。就此而言，若一DVB-T2接收器知道傳輸器之實體位置及傳輸器之各者之一參考時間，則該接收器可自經接收傳輸判定其位置。然而，在當前基於DVB-T2之系統中，不存在足夠資訊供一接收器自經接收信 號判定該接收器之位置。
根據本發明之原理，將一時間參考欄位加至一廣播TV信號以供一接收器用於實施一地理位置特徵，以自該經接收廣播TV信號判定其位置。在本發明之一闡釋性實施例中，一DVB-T2相容信號格式經修改以包含一DVB-T2傳輸器之一時間參考(一絕對傳輸時間)及實體位置資訊，以提供該接收器之一地理位置特徵。此外，本發明概念亦運用DVB-T2之未來擴展訊框(FEF)特徵。該FEF特徵在ETSI EN 302 755 V.1.3.1之章節8.4中定義且在ETSI TS 102 992之章節6中進一步定義。該FEF特徵實現源傳輸器之識別。此外，ETSI TS 102 992中定義之波形經設計以判定個別SFN(單頻網路)傳輸器之脈衝回應，且亦允許自多個SFN傳輸器接收之信號之間的相對時序之判定。
圖1中繪示根據本發明之原理之一DVB-T2相容信號格式。如圖1中所示，一DVB-T2相容信號格式包括一超訊框序列(如由省略號表示)，各超訊框包括至多256個T2訊框(編號係自0至255)。各T2訊框至多250毫米長。此外，各超訊框亦可包括一或多個未來擴展訊框(FEF)。各T2訊框載送實體層管道(PLP)之P1發信號、L1預發信號、L1後發信號及資料符號(例如，參見ETSI EN 302 755及ETSI TS 102 831)。該等PLP載送服務，例如，供一使用者檢視之節目。如圖1中所示，L1預發信號資料係在一T2訊框之初始部分中作為前置碼之一部分傳輸。
根據本發明之原理，圖1之L1預發信號資料係經修改以包含一參考時間。存在插入一參考時間之許多方法，建議方法係在L1預發信號表中加入參考GPS(全球定位系統)時間之時間0之一32位元滾動計數器。如圖2中所示，現在，DVB-T2之L1預發信號表係經修改以包含具有32位元之一長度之一REFERENCE_TIME欄位，如由箭頭101指示。此32位元欄位表示在10MHz下運行之一參考計數器之一值且具有自0 至599999999之一值，即，每分鐘重設該參考計數器。(一10MHz時脈可獲自多數的GPS時間參考系統)。此參考時間指示FEF訊框開始離開傳輸塔之時間，即，一絕對傳輸時間。藉由知道傳輸器處之當前GPS參考時間(或UTC時間)及自資料插入之時至FEF訊框離開傳輸塔之時之延遲(即，考量至傳輸塔頂部之任何緩衝及傳輸時間之延遲)，可產生此資料。當該接收器接收FEF訊框時，其可檢查其自身時脈並判定待用於計算其位置之一時間差。此絕對傳輸時間無需為一完全UTC時間(世界協調時間(coordinated universal time))，而是僅需為對於所有傳輸器相同之一參考時間。在緊接於FEF訊框之前的T2訊框中發送此經修改L1預發信號表，如圖1中所示。
地理位置計算所需之最後資訊片段係傳輸器之位置及ETSI TS 102 992中描述之訊符波形與各傳輸器之關聯。此應在較高協定層中完成。可如何完成此之一實例將係使用DVB-T2之網路資訊表(NIT)。例如，如ETSI EN 300 468之章節6.2.6中描述之一小區清單描述符。圖3中繪示一經修改小區清單描述符110。加入額外欄位「關聯」及「海拔」，如由箭頭111所示。「關聯」欄位指示清單中描述之傳輸器與FEF訊框中之訊符波形之間的關聯。此需要至少一6位元欄位用來描述64個訊符波形中之哪些係由此傳輸器予以傳輸。本揭示內容係使用一8位元波形以允許訊符波形數目之未來擴展。「海拔」欄位係給定以公分為單位之海拔高度之一32位元帶正負號欄位。緯度欄位及經度欄位亦將需要自當前之16位元擴展至32位元，如由箭頭112所示。先驗已知各傳輸器之一海拔欄位、緯度欄位及經度欄位之值。此等欄位值亦稱為地心資訊。當由傳輸器選擇FEF訊框中之訊符波形時，知道關聯欄位之值。NIT係DVB-T2中之第二層發信號之一部分且在一T2訊框之資料符號部分中傳輸。
現參考圖4，其展示根據本發明之原理之一DVB-T2類型傳輸器 150之一闡釋性實施例。僅展示與本發明概念相關之傳輸器150之部分，例如，圖2及圖3之L1預發信號表100及NIT 110之處理。除本發明概念以外，傳輸器150遵循DVB-T2標準，例如，參見ETSI TS 102 831及ETSI EN 302 755中描述之DVB-T2實施指南。傳輸器150代表用於傳輸信號之任何基於處理器之平台。就此而言，傳輸器150包含一或多個處理器及相關聯記憶體，如由圖4中以虛線框之形式所示之處理器190及記憶體195表示。在此背景下，電腦程式或軟體儲存於記憶體195中以供處理器190執行。處理器190代表一或多個儲存式程式控制處理器且此等處理器不必專用於傳輸器功能，例如，處理器190亦可控制傳輸器150之其他功能。記憶體195代表任何儲存器件，例如，隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)等；記憶體195可在傳輸器150內部及/或外部；且記憶體195根據需要為揮發性及/或非揮發性。 傳輸器150包括10MHz計數器155及DVB-T2傳輸器170。DVB-T2傳輸器170代表DVB-T2中之編碼、定框、調變等。可以軟體實施如由處理器190及記憶體195表示之此等組件之任何一者或所有。上文描述之NIT 110經修改以包含根據本發明之原理之小區清單描述符，如圖3中所示。如前所述，先驗已知各傳輸器之一海拔欄位、緯度欄位及經度欄位之值。當由傳輸器選擇FEF訊框中之訊符波形時，知道關聯欄位之值。NIT係DVB-T2中之第二層發信號之一部分且在一T2訊框之資料符號部分中傳輸。L1預發信號100經修改以包含參考時間，如圖2中所示。如前所述，此參考時間指示FEF訊框開始離開傳輸塔之時間，即，一絕對傳輸時間。藉由知道傳輸器處之當前GPS參考時間(或UTC時間)及自資料插入之時至FEF訊框離開傳輸塔之時之延遲(即，考量至傳輸塔頂部之任何緩衝及傳輸時間之延遲)，可產生此資料。此絕對傳輸時間無需完全為一UTC時間(世界協調時間)，而是僅需為對於所有傳輸器相同之一參考時間。此時間被選為在10MHz下運行且每 分鐘進行重設之一計數器(如由在處理器190之控制下之10MHz計數器155表示)。因此，該計數器之範圍係0至599999999。在緊接於FEF訊框之前的T2訊框中發送L1預發信號，如圖1中所示。最後，DVB-T2傳輸器160使用FEF特徵(上文描述)且提供一信號161以經由一天線(未展示)進行傳輸。
如此項技術中已知，為了估計三維空間中之接收器位置以及當地時間，需要接收至少4個分離信號。若接收之信號少於4個，則位置判定具有一定模糊性，且僅可估計該位置及該當地時間之一子集。然而，即使具有一定模糊性，但可存在足夠資訊可用於廣播裝置。出於本描述之目的，假定接收4個分離信號，如圖5中所示。
如圖5中所示，存在四個DVB-T2廣播裝置：200-1(B1)、200-2(B2)、200-3(B3)及200-4(B4)。在此實例中，廣播裝置200-1在頻道1(CH1)上傳輸一信號201-1，廣播裝置200-2在頻道2(CH2)上傳輸一信號201-2，廣播裝置200-3在頻道3(CH3)上傳輸一信號201-3且廣播裝置200-4在頻道4(CH4)上傳輸一信號201-4。根據本發明之原理，各廣播裝置傳輸一經修改L1預發信號表及小區清單描述符，即如上文描述且如圖2及圖3中所示。此外，各廣播裝置實施FEF特徵，即如上文描述。根據本發明之原理，出於判定一DTV接收器210之位置之目的，DTV接收器210調諧至此等頻道之各者。DTV接收器210代表一固定或行動器件。
圖6中展示根據本發明之原理之用於DTV接收器210中之一闡釋性方法。在步驟305中，DTV接收器210將頻道變更至例如圖5之CH1。在步驟310中，DTV接收器210自經接收之L1預發信號表100擷取參考時間值以用於廣播裝置1，且亦擷取於經接收NIT中輸送之小區清單描述符110以用於廣播裝置1。在步驟315中，DTV接收器210偵測自廣播裝置1接收之FEF訊框之開始。在步驟320中，DTV接收器210判定 是否已接收4個頻道。若DTV接收器210未檢查到四個頻道，則DTV接收器210返回至步驟305，且再次變更頻道以例如對其餘頻道之各者(廣播裝置之各者之CH2、CH3及CH4)執行步驟310及315。一旦DTV接收器210已檢查到四個頻道，則在步驟325中，DTV接收器210計算其位置。
關於步驟325，GPS計算係在此項技術中已知且本文中不再詳細描述。如上所述，較佳的是接收器接收至少四個不同之信號。對於各經接收之信號，該接收器應具有對應傳輸器之地心座標。在本發明之上下文中，此等地心座標係小區清單描述符110之海拔欄位、緯度欄位及經度欄位。此外，該接收器需要傳輸時間，此傳輸時間係L1預發信號表100中之參考時間欄位。該接收器亦量測該接收器處之接收時間。運用四個信號，對以下方程式之四個未知數x、y、z、b求解：(x i -x)2+(y i -y)2+(z i -z)2=(ρ i -b)2 (1)
其中x、y及z表示接收器之地心座標，且b係可能誤差之大小。各參數xi、yi及zi表示各對應傳輸器之地心座標。參數ρ i 表示各傳輸器與接收器之間的距離且藉由以下方程式給定：ρ i =c(T i -t i ) (2)
其中c係以米/奈秒為單位之光速，Ti係接收器接收來自傳輸器之資訊之時間，且ti係來自該傳輸器之資訊之傳輸時間。應注意，(Ti-ti)係一時間差。
應注意，當DTV接收器210接收參考時間用於傳輸時，DTV接收器210應校正接收演算法中存在之任何內部緩衝或處理延遲。雖然上協定層發送UTC時間，但歸因於時間延遲(歸因於交錯、處理延遲及緩衝)之量及可變性，較難給定接收時間之一精確表示。在實體層處，DTV接收器210中之一硬體時脈可用來以一高精度捕捉FEF訊框邊界時間。
圖7中展示根據本發明之原理之一闡釋性器件之一高階方塊圖。 器件700(例如，一電視機)包含一DVB-T2接收器710、一時脈參考750及一顯示器720。DVB-T2接收器710接收一廣播DVB-T2信號701(例如，經由一天線，未展示)以進行處理，以自該廣播DVB-T2信號701恢復例如施加至顯示器720之一HDTV(高清晰度TV)視訊信號，以在該顯示器720上檢視視訊內容。此外，根據本發明之原理，DVB-T2接收器710擷取參考時間及小區清單描述符以實施一地理位置特徵，如由圖6之流程圖表示。器件700係一基於處理器之系統且包含一或多個處理器及相關聯記憶體，如由圖7中以虛線框之形式所示之處理器760及記憶體765表示。在此背景下，電腦程式或軟體(例如，表示圖6之流程圖)儲存於記憶體765中以供處理器760執行。如所述，處理器760代表一或多個儲存式程式控制處理器且此等處理器不必專用於器件700之任何一個特定功能，例如，處理器760亦可控制該器件之其他功能。記憶體765代表任何儲存器件，例如，隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)等；記憶體765可在該器件內部及/或外部；且記憶體765根據需要係揮發性及/或非揮發性。
如上文描述，且根據本發明之原理，一DVB-T2接收器實施一地理位置特徵。儘管本發明概念在DVB-T2之背景下描述，但可對其他廣播TV系統進行類似修改，例如加入對於各傳輸器之一參考時間及位置資訊。例如，藉由加入將給定傳輸器位置及訊符波形關聯之一新表類型，可對ATSC之節目及系統資訊協定(PSIP)進行類似修改。 ATSC之PSIP在ATSC文件A/65中描述。如此，本發明概念不限於DVB-T2。此外，對於非SFN網路，地理位置仍可藉由調諧用於不同的非同步傳輸器。由於僅存在一個經傳輸信號，故FEF無法用來一次性判定若干傳輸器之位置。然而，FEF可用來判定一單一傳輸器之時間偏移。若調諧多個頻道，則可存在多個到達時間估計。此方法將不 太精確，此係因為不同傳輸器之時脈更可能具有一定同步誤差。此外，接收器內部時脈之精度可加一定誤差，因為其將花費一定時間來調諧不同傳輸器及捕捉一地理位置FEF。在此期間，接收器內部時脈可漂移，從而引入一定的額外時序誤差。
鑑於上述，前文僅闡釋本發明之原理且因此應明白熟悉此項技術者將能夠設計眾多替代配置，儘管該眾多替代配置未在本文中明確描述，但其等具體實施本發明之原理且落於本發明之精神及範疇內。因此應瞭解，在不悖離本發明之精神及範疇情況下可對闡釋性實施例進行眾多修改且可設計其他配置。
305‧‧‧變更頻道
310‧‧‧擷取L1預發信號表100、NIT表110
315‧‧‧偵測經接收FEF訊框之開始
320‧‧‧已接收四個頻道？
325‧‧‧計算位置

Claims (12)

  1. 一種用於一廣播電視(TV)接收器中之方法，該方法包括：儲存複數個廣播傳輸器之位置資訊；自該複數個廣播傳輸器之各者接收一經接收廣播信號中之一時間參考欄位值；藉由比較該經接收時間參考欄位值與該廣播TV接收器處之一接收時間而判定各經接收廣播信號之一時間差；及作為該複數個時間差及該複數個廣播傳輸器之經儲存位置資訊之函數，計算該廣播TV接收器之一位置。
  2. 如請求項1之方法，其中該經接收廣播信號係一DVB-T2類型信號。
  3. 如請求項2之方法，其中該儲存步驟進一步包括：自該經接收廣播信號就該複數個傳輸器之各者擷取地心資訊；及將該經擷取之地心資訊儲存為該位置資訊。
  4. 如請求項3之方法，其中自來自該經接收廣播信號之一網路資訊表之一小區清單描述符擷取該地心資訊。
  5. 如請求項2之方法，其中於該經接收廣播信號之一L1預發信號表中輸送該經接收之時間參考欄位值。
  6. 如請求項1之方法，其中該經接收廣播信號係一ATSC類型信號，且於ATSC之節目及系統資訊協定(PSIP)之一表中輸送該位置資訊及該經接收之時間參考欄位。
  7. 一種廣播電視(TV)接收器，該廣播TV接收器包括：一接收器，其用於自複數個經接收廣播信號之各者提供對應廣播傳輸器之位置資訊及一時間參考欄位值；及 一處理器，其用於使用該等對應廣播傳輸器之該位置資訊及該時間參考欄位值計算該廣播TV接收器之一位置。
  8. 如請求項7之裝置，其中該處理器藉由比較該經接收時間參考欄位值與該廣播TV接收器處之一接收時間而判定各經接收廣播信號之一時間差。
  9. 如請求項7之裝置，其中該經接收廣播信號係一DVB-T2類型信號。
  10. 如請求項9之裝置，其中自來自該經接收廣播信號之一網路資訊表之一小區清單描述符擷取該位置資訊。
  11. 如請求項9之裝置，其中於該經接收廣播信號之一L1預發信號表中輸送該經接收之時間參考欄位值。
  12. 如請求項7之裝置，其中該經接收廣播信號係一ATSC類型信號，且於ATSC之該節目及系統資訊協定(PSIP)之一表中輸送該位置資訊及該經接收之時間參考欄位。
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