СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСЛИРОВАНИЯ И ПРИЕМА ДАННЫХ СОБЫТИЙ
METHOD AND APPARATUS FOR BROADCASTING AND RECEIVING EVENT DATA

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к способу и устройству для транслирования и приема данных событий. В частности, но не исключительно, оно относится к способу и устройству для транслирования и приема данных событий для снижения потребления энергии в портативных карманных электронных устройствах, таких как мобильные телевизоры и т.п.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Ожидается, что телевидение на мобильных телефонах и мобильное телевидение на специализированных устройствах станет широко распространенной технологией в ближайшем будущем. Демонстрации технологии уже были введены в различных выставках, и первые доступные в продаже продукты были запущены в этом году. Телекоммуникационные и вещательные компании планируют или уже проводят испытания.
Стандарт вещания, используемый для мобильного телевидения, известен как DVB-H (карманное цифровое телевещание). Физический уровень почти идентичен физическому уровню DVB-T (наземного цифрового телевещания). Уровень линий связи, однако, вводит (среди другого) обязательное квантование времени для снижения среднего потребления энергии принимающего терминала и осуществления гладкого и плавного частотного хэндовера. Квантование времени состоит из посылки данных в пакетах с использованием значительно более высокой мгновенной скорости передачи битов по сравнению со скоростью передачи битов, необходимой, если данные были переданы с использованием традиционных потоковых механизмов. Между пакетами приемник мобильного терминала может быть выключен, и поток может воспроизводиться из буфера. В этом способе различные службы могут совместно использовать частоту и мобильное устройство, которое настроено на одну специфическую службу, например службы S1, S2 или S3, как показано на фиг.1а, может экономить значительное количество энергии.
1
Стандартная DVB-H передача содержит транспортный поток MPEG-2 с множеством программ MPEG-2, каждая со своим собственным идентификатором, PID1, PID2, PID3, показанными на фиг.1а. Поскольку DVB-H является полностью основанным на IP, единственным содержанием такой MPEG2 программы является раздел MPE, где заключены IP пакеты. Каждая DVB-H служба (либо аудио/видео, либо события) заключена в своей собственной программе со своим собственным PID. Эти отдельные MPEG2 программы объединены в транспортный поток MPEG2 в виде квантования времени. Эти применяемые стандарты дают много свободы на совокупность этого квантования времени, но обычно оно осуществляется путем последовательного циклического предоставления ресурсов («карусели») с фиксированным периодом цикла t.
Доступны современные технологии для IP связности на мобильном устройстве, основанные на 3G (UMTS). Они могут использоваться в качестве интерактивного обратного канала для DVB-H вещания, например для голосования во время прямого шоу или для целей аутентификации или оплаты. Такой невещательный канал может также использоваться для формирования потоков по запросу. Это действительно имеет недостатки, включающие в себя ограниченный диапазон рабочих частот в соте UMTS, а также более высокую стоимость для пользователя. Однако потоковое видео на 3G является хорошим решением для менее популярного содержания (контента) или в качестве вспомогательного средства, если DVB-H прием отказывает.
Механизм событий может использоваться для информирования пользователя или мобильного устройства об определенных ситуациях или изменениях ситуации, либо связанных с конкретной службой, либо более общей природы. Примеры связанных со службой событий включают в себя начало некоторого телевизионного шоу, начало конкретного компонента трансляции (например, краткое содержание конкретного футбольного матча) или конкретное событие в прямой трансляции (например, важный момент в спортивном матче: «пловцы приближаются к финишной черте»). Более общие события включают в себя информационные видеосюжеты или котировки ценных бумаг. События могут также использоваться для информирования самого мобильного устройства для выполнения некоторого действия, например, если ESG (руководство по электронному обслуживанию) обновляется, то это устройство может принять событие об этом и, в свою очередь, получить обновленную версию. Таким образом, эти устройства получают обновления по мере того, как они вводятся в действие, без обязательного непрерывного приема ESG канала.
1
2
Доставка событий может быть встроена либо в канал службы телевизионного вещания, как показано на фиг.1b, либо в службу событий, как показано на фиг.1с и d, соответственно. События Е1 и Е3 могут быть встроены в пределах аудио/видеослужб S1 и S3, соответственно, как показано на фиг.1b. Альтернативно, события могут передаваться отдельно, как показано на фиг.1с. В этом примере события Е1, Е2 передаются отдельно и имеют их собственный программный идентификатор PID4. Фиг.1d иллюстрирует события, которые передаются отдельно и имеют различные времена циклов, например данные аудио/видеовещания имеют время цикла t, а цикл событий длиннее, t.
В любом случае некоторые события должны приниматься независимо от канала, на который настроен пользователь; так что отдельные службы событий являются предпочтительными.
Многие системы были реализованы с возможностью приема данных событий или служебных данных. Например, EP1549069 описывает DVB-H приемник, в котором служебные данные передаются в пакетах на канале передачи и фоновая информация от других служб получается и сохраняется между пакетами (в интервал выключения). Передача и обновление фоновой информации зависит от текущего состояния батареи. Однако поддержание такой службы фоновой информации требует дополнительной мощности.
Некоторые события имеют такую природу, что пользователь в идеале желает всегда получать их независимо от состояния мобильного устройства. Такие события включают в себя уведомления о важных моментах в спортивных матчах или уведомления о начале телевизионного вещания. Даже если устройство находится в режиме ожидания, пользователь может пожелать быть уведомленным о таких ситуациях, или, если пользователь находится далеко от устройства, устройство может само решить реагировать на эти события и начать запись (если это соответствует профилю пользователя). Другим примером является уведомление о значительных изменениях на фондовом рынке, принятых в биржевом аппарате, передающем котировки ценных бумаг.
Если события передаются обычным механизмом для DVB-H доставки файлов (FLUTE) и с обычными параметрами квантования времени, то принимающая DVB-H часть обычного устройства должна включаться каждый цикл квантования времени (изменяющийся от одного до десяти секунд) для возможного приема новых событий. Для событий, которые пользователь хочет принимать независимо от состояния устройства, это должно происходить, даже если устройство находится в состоянии ожидания. Это израсходует батарею устройства очень быстро.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следовательно, было бы желательно обеспечить систему, которая принимает данные новых событий, которая снижает потребление энергии.
Это достигается согласно первому аспекту данного изобретения посредством способа транслирования потока первых данных и вторых данных, причем этот способ предусматривает стадии: транслирование упомянутого потока первых данных в интервалах первого времени во временном цикле, так что различные части потока первых данных транслируют в каждом временном цикле; транслирование упомянутых вторых данных в интервалах второго времени, где заданное число n-1 интервалов второго времени в последовательных временных циклах является избыточным.
Это также достигается согласно второму аспекту данного изобретения посредством способа приема потока первых данных, причем поток первых данных передается в интервалах первого времени во временном цикле, так что различные части потока первых данных транслируют в каждом временном цикле, и приема вторых данных, причем эти вторые данные передаются в интервалах второго времени во временном цикле, причем этот способ предусматривает стадии: прием потока первых данных в пределах каждого из упомянутых интервалов первого времени; прием вторых данных в пределах упомянутых интервалов второго времени в пределах одного из n временных циклов; где n - целое число, большее чем 1.
Это также достигается согласно еще одному аспекту данного изобретения посредством устройства для транслирования потока первых данных и вторых данных, причем это устройство содержит: передатчик для транслирования упомянутого потока первых данных в интервалах первого времени во временном цикле, так что различные части потока первых данных транслируют в каждом временном цикле; и передатчик для транслирования упомянутых вторых данных в интервалах второго времени, где заданное число n-1 интервалов второго времени в последовательных временных циклах является избыточным.
Это также достигается согласно еще одному аспекту данного изобретения посредством приемника для приема потока первых данных, причем поток первых данных передается в интервалах первого времени во временном цикле, так что различные части потока первых данных транслируют в каждом временном цикле, и вторых данных, причем вторые данные передаются в интервалах второго времени во временном цикле, причем этот приемник содержит: средство для приема потока первых данных в пределах каждого из упомянутых интервалов первого времени; средство для приема вторых данных в пределах упомянутых интервалов второго времени в пределах одного из n временных циклов; где n - целое число, большее чем 1.
Следовательно, вторые данные, которые могут быть данными событий, передаются в так называемых «суперинтервалах». Они являются короткими интервалами времени, которые передаются в обычном цикле квантования времени, только последовательные интервалы содержат избыточность в том смысле, что только один интервал из каждых n интервалов подлежит приему мобильным устройством для того, чтобы оставаться отвечающим современным требованиям по отношению к этим событиям.
Обычно если обычный цикл квантования времени (первый интервал времени) составляет 3 секунды и если приемник принимает 1 в каждых 20 интервалах, т.е. n=20 из-за избыточности, то приемник включается в 20 раз менее часто для приема данных событий во время режима ожидания. Следовательно, приемник остается выключенным для более долгих периодов. При условии низкой природы диапазона рабочих частот событий действительная передача событий не является большим фактором в потреблении энергии, особенно если события происходят нечасто, так что большую часть времени приемник включается только для проверки наличия событий без приема каких-либо действительных данных. В этом численном примере мощность приемника снижается до 1/20 для того, чтобы оставаться отвечающим современным требованиям по отношению к событиям.
Приоритет вышеупомянутых событий в большинстве случаев не имеет реального времени, а именно: прием события 30 секундами или минутой позже не является проблемой, особенно если принимающее устройство находится в режиме ожидания. Это сочетается с тем фактом, что события, в основном, не являются очень частыми и, естественно, низкий диапазон рабочих частот позволяет осуществить схему квантования времени для транслирования данных событий, подлежащих модификации, для экономии энергии.
Наилучший DVB-H приемник низкой мощности потребляет в среднем около 45 мВт. По способу данного изобретения приемник может оставаться отвечающим современным требованиям по отношению к событиям при потреблении только около 2 мВт. Это сравнимо с WiFi модулем низкой мощности в режиме ожидания. GSM модуль в режиме ожидания потребляет около 12 мВт.
Данные событий могут быть повторно переданы в интервалах второго времени k раз, где k - целое число такое, что k≤n.
Если число событий возрастает выше некоторого порога, накладные расходы повторения каждого события становятся слишком большими в смысле диапазона рабочих частот. В предпочтительном варианте осуществления события могут быть классифицированы по важности и только важные события повторяются каждый интервал для n раз. Менее важные события повторяются k раз (таким образом, каждые n/k интервалов), а наименее важные события повторяются только один раз (после n интервалов). Все незначительные события могут быть объединены в одном и том же интервале, так что цикл создается каждыми n интервалами со всеми незаконченными событиями, и интервалами между ними, только имеющими более важные события. Совокупность этого цикла может быть передана к приемнику либо посредством специальных ESG полей, либо в самой службе формирования событий.
Предпочтительно каждый из множества последовательных интервалов упомянутых вторых данных, передаваемых сверх множества последовательных интервалов для некоторого периода, принимается при обнаружении сигнала запуска. Сигнал запуска может содержать обнаружение включения устройства.
Следовательно, для того чтобы удостовериться в том, что приемник все еще получает все события, даже когда устройство только что включено, и интервал первого события является интервалом только с важными событиями, каждый интервал может содержать информацию, которая сообщает приемнику, имеются ли какие-либо незаконченные события, которых нет в этом конкретном интервале. Также каждый интервал сообщает, в скольких интервалах передается интервал со всеми событиями. Таким образом, приемник включается и может быстро найти службу формирования событий и принять важные события и с этого момента может синхронизироваться с интервалом, содержащим все незаконченные события.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания данного изобретения теперь делается ссылка на следующее описание, взятое в сопряжении с сопутствующими чертежами, на которых:
Фиг.1а является графическим представлением обычного DVB-H вещания без событий;
Фиг.1b является графическим представлением обычного DVB-H вещания со встроенными событиями;
Фиг.1с является графическим представлением обычного DVB-H вещания с отдельной службой формирования событий;
Фиг.1d является графическим представлением примера обычного DVB-H вещания с отдельной службой формирования событий, имеющей различные времена циклов;
Фиг.1е является графическим представлением DVB-H вещания согласно некоторому варианту осуществления данного изобретения; и
Фиг.2 является простой схемой DVB-H приемника согласно этому варианту осуществления данного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1
2
3
Как показано на фиг.1е, DVB-H приемник некоторого варианта осуществления данного изобретения принимает трансляцию аудио/видеоданных в пакетах на интервалах времени ts, ts, ts. Между пакетами приемник выключается и, таким образом, экономит потребление энергии.
1
n
1
2
n-1
n
2
n
2
3
n
События передаются в интервалах времени либо встроенными, либо в отдельных интервалах времени е … e, как показано на фиг.1е. Последовательные интервалы событий е, е, …, e, e содержат избыточность такую, что интервалы е … e являются избыточными. DVB-H приемник согласно этому варианту осуществления данного изобретения принимает 1 из n-х интервалов, и, как результат, приемник остается выключенным между приемом интервалов событий, а именно для периода времени ts+ts … ts.
1
2
n
2
n
Как показано на фиг.1е, суперинтервал механизма квантования времени предпочтительного варианта осуществления данного изобретения, один из интервалов событий е содержит все события, который включен один раз каждые n циклов, оставшиеся циклы е … e содержат только важные события. Для целей избыточности (резервирования) оставшиеся циклы е … e содержат копию наиболее важных событий. Однако могут быть созданы резервные интервалы без событий, которые только указывают, когда будет передан суперинтервал со всеми событиями. Частота этих пустых интервалов является некоторой переменной, зависящей от числа и важности незаконченных событий.
DVB-H приемник согласно варианту осуществления данного изобретения показан на фиг.2. Приемник 200 является портативным карманным устройством, которое работает от батареи. Приемник 200 содержит входной терминал 201, подключенный к демодулятору 203. Демодулятор 203 содержит контроллер 205 квантования времени. Демодулятор 203 подключен ко входу буфера 207, памяти 215 событий и контроллеру 209 мощности. Выход буфера 207 и память 215 событий подключены к контроллеру 211 дисплея. Контроллер 211 дисплея подключен к дисплею 213 DVB-H приемника 200.
Работа DVB-H приемника 200 будет теперь описана более подробно со ссылкой на фиг.1е и 2. DVB-H приемник 200 работает в двух режимах, в рабочем режиме демодулятор 203 приемника 200 активируется и принимает входные данные вещания и данные событий в интервалах времени, как показано на фиг.1е, через входной терминал 201. Демодулятор 203 демодулирует содержание принятого пакета. Между пакетами контроллер 209 мощности отключает энергию от демодулятора для снижения потребления энергии приемником 200. Демодулированные данные вещания с высокой скоростью передачи битов буферизуются в буфере 207, ожидая отображения на экране дисплея 213 через контроллер 211 дисплея. Демодулированные данные событий сохраняются в памяти 215 событий. В зависимости от типа данных событий эти данные событий могут обновлять хранимые данные событий, заменять существующие хранимые данные событий, сохраняться как новые данные событий или временно сохраняться в памяти 215 событий. Данные событий затем извлекаются по запросу пользователя в моменты времени, обозначенные пользователем, или, когда происходит это событие, показываются на дисплее 213.
1
2
n
1
2
n
1
2
n
Другим режимом работы приемника 200 является режим ожидания, в котором приемник является не полностью активированным. Демодулятор 203 приемника 200 активируется для приема только данных событий в интервалах, как показано на фиг.1е, через входной терминал 201. Следовательно, согласно варианту осуществления данного изобретения приемник 200 принимает данные событий в интервале е. Поскольку оставшиеся интервалы е-e являются избыточными, демодулятор 203 выключается после приема первого интервала е данных событий и остается выключенным во время передачи избыточных интервалов е-e. Следовательно, демодулятор 203 остается выключенным в течение более длинного периода ts+ts+…+ts, что экономит потребление энергии устройством.
Каждый интервал данных вещания и данных событий содержит информацию, указывающую размер цикла квантования времени. Контроллер 205 интервалов времени и контроллер 209 мощности, следовательно, способны включать демодулятор 203 как раз перед приемом следующего интервала. Поэтому корректная работа механизма квантования времени предполагает, что приемник 200 принимает каждый интервал. Следовательно, невозможно определить, когда точно будет передан некоторый интервал, когда приемник 200 не принял предыдущий интервал.
n+1
n
n+1
1
n+1
Когда приемник 200 находится в режиме ожидания, он как результат принимает 1 в n интервалах данных событий. Приемник 200 принимает интервал e, но не принимает предыдущий интервал e. Следовательно, приемник 200 не способен предсказать прибытие следующего интервала e из информации, обеспеченной в последнем принятом интервале е для того, чтобы быть способным включить демодулятор для приема следующего интервала данных событий. Интервалы времени между этими интервалами поддерживаются точно постоянными, и, следовательно, время передачи транслирования интервала события e когда-то в будущем может быть определено с достаточной точностью. Постоянное время цикла может быть легко определено путем добавления длины текущего интервала времени к относительному времени следующего интервала времени; оно, умноженное на число интервалов времени, которые приемник 200 желает пропустить (избыточность), дает совершенно точное указание того, когда этот интервал будет передан. Возможные флуктуации во времени цикла усредняются, когда множество интервалов пропускается, и приемник 200 может включаться несколько раньше для компенсации ошибки в этом вычислении. Если интервал пропущен из-за этих проблем синхронизации, то приемник может просто ожидать, пока не принят следующий интервал, что отнимет только обычное время цикла (например, 3 секунды). Это стоит немного больше энергии, но информация не теряется.
Содержание действительных интервалов событий зависит от частоты событий. Этот механизм должен быть как эффективным, если происходит очень мало событий, так и масштабируемым на множество событий. В случае низкой частоты событий все события должны повторяться в n интервалах таким образом, что приемник, который принимает только один интервал каждые n переданных интервалов, все же принимает все события. Таким образом, устройство этого варианта осуществления имеет избыточность с коэффициентом n, но при условии низкой частоты и низкого диапазона рабочих частот единственного события это не является проблематичным.
Если число событий возрастает выше некоторого порога, то накладные расходы повторения каждого события могут стать слишком большими в смысле диапазона рабочих частот. В этом случае события могут быть классифицированы по важности, и только важные события должны повторяться каждый интервал n раз. Менее важные события могут быть повторены k раз (таким образом, каждые n/k интервалов), и наименее важные события должны повторяться только один раз (после n интервалов). Все неважные события могут быть объединены в одном и том же интервале, так что создается цикл с каждыми n интервалами в интервале со всеми незаконченными событиями, и интервалы между ними имеют только более важные события. Совокупность этого цикла должна быть передана к приемнику 200 либо посредством специальных ESG полей, либо в самой службе формирования событий.
2
n
1
Для того чтобы удостовериться, что приемник 200 все еще получает все события, даже когда устройство только что включено, и первый интервал события является интервалом с только важными событиями, т.е. е … e, каждый интервал может содержать информацию, которая сообщает приемнику 200, имеются ли какие-либо незаконченные события, которых нет в этом конкретном интервале. Также каждый интервал сообщает, в скольких интервалах передается интервал со всеми событиями, т.е. е. Таким образом, демодулятор 203 приемника 200 включается и может быстро найти службу формирования событий и принять важные события и с этого момента может синхронизироваться с интервалом, содержащим все незаконченные события.
1
DVB-H приемник 200 также принимает PSI/SI таблицы для определения того, изменяется ли совокупность потока. Хотя эти таблицы передаются достаточно часто вместе с DVB-H интервалами, приемник, который настроен только на службу формирования событий с очень низким диапазоном рабочих частот, может пропустить эти таблицы. Во избежание этого головной узел удостоверяется, что эти таблицы по меньшей мере переданы во время, когда передается интервал событий, содержащий все события, т.е. е. Таким образом, и устройства в режиме ожидания, которые настроены только на прием интервала события каждые n интервалов, получают последние PSI/SI таблицы.
В качестве дополнительного предохраняющего от отказов механизма, проверки исправности, приемник 200 проверяет, является ли информация, которую он принимает, тем, что он ожидает принять, т.е. является ли она в самом деле службой формирования событий, на которую он настроен, и имеют ли эти события смысл для устройства. Если это не имеет места, то служебная совокупность может быть изменена без уведомления устройства и приемник 200 перезапускает процедуру самонастройки по умолчанию для повторного нахождения службы формирования событий.
Способы, описанные выше, обеспечивают новые службы с исключительно низким диапазоном рабочих частот и низким потреблением энергии, которые могут иметь высокую добавленную стоимость. Мобильные устройства, которые поддерживаются отвечающими современным требованиям текущего состояния (в наиболее широком смысле этого слова), являются особенностью, которая стимулирует использование DVB-H. Примерами являются мобильное устройство, которое информируют о ESG изменениях (или изменениях для других элементов в FLUTE карусели) даже в режиме ожидания и которое впоследствии принимает новый ESG (или другое FLUTE содержание), так что пользователь имеет доступ к текущему ESG (или другому FLUTE содержанию) непосредственно при включении устройства вместо необходимости ожидания обновления устройства, или пользователи, которые принимают уведомления о важных информационных видеосюжетах (или предупреждения об аварийных ситуациях) даже с устройством в режиме ожидания.
Эти способы могут быть применены в DVB-H приемниках, которые выигрывают, имея более низкое потребление энергии. Они включают в себя мобильные телефоны или портативные медиацентры. Более низкое потребление энергии и, таким образом, более долгий срок службы батареи является выгодным для принятия DVB-H в качестве стандарта мобильного телевидения.
Хотя предпочтительный вариант осуществления данного изобретения был иллюстрирован в сопутствующих чертежах и описан в вышеприведенном описании, будет ясно, что изобретение не ограничено описанным вариантом осуществления, а способно к многочисленным модификациям, не выходящим за рамки объема изобретения, установленного в следующей формуле изобретения.