專利名稱：用于在單頻網(wǎng)絡中同步傳輸流的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及用于傳遞內(nèi)容的系統(tǒng)和方法，更特別地涉及用于在單頻網(wǎng)絡環(huán)境中同步內(nèi)容傳輸流的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
現(xiàn)代通信時代促使有線和無線網(wǎng)絡的巨大發(fā)展。計算機網(wǎng)絡、電視網(wǎng)絡和電話網(wǎng)絡正經(jīng)歷著空前的技術擴展，這是由消費者需求激發(fā)的。無線和移動聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)滿足了相關消費者需求，同時為信息傳遞提供了更多的靈活性和直接性。
現(xiàn)在和將來的聯(lián)網(wǎng)技術繼續(xù)促成信息傳遞對用戶的簡易性和便利性。一種這樣的有前途的遞送技術是數(shù)字視頻廣播(DVB)。在這點上，與DVB-C(電纜)和DVB-S(衛(wèi)星)有關的DVB-T是DVB標準的用于地面的變體。眾所周知，DVB-T是為數(shù)字電視廣播開發(fā)的無線點到多點數(shù)據(jù)遞送機制，并且是基于用于視頻和同步音頻的傳送的MPEG-2傳輸流。當與例如利用3G系統(tǒng)通過移動電信網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳送相比時，DVB-T具有以較低的成本在廣播信道上向大量用戶高效傳送大量數(shù)據(jù)的能力。有利地，DVB-T還被證明是特別實用的，因為其在諸如接收條件的快速改變以及丘陵和山地之類的、通常影響其他類型的傳送的地理條件下提供了增強的性能。另一方面，也與DVB-T相關的DVB-H(手持式)尤其在無線數(shù)據(jù)遞送到手持式設備方面提供了增強的性能。
數(shù)字寬帶數(shù)據(jù)廣播網(wǎng)是已知的。如所提到的，在歐洲和世界上其他地方正流行的這種網(wǎng)絡的示例是DVB，除遞送電視內(nèi)容之外，其還能夠遞送諸如網(wǎng)際協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)之類的數(shù)據(jù)。寬帶數(shù)據(jù)廣播網(wǎng)的其他示例包括日本的地面綜合業(yè)務數(shù)字廣播(ISDB-T)、數(shù)字音頻廣播(DAB)和MBMS，以及由高級電視系統(tǒng)委員會(ATSC)提供的那些網(wǎng)絡。在許多這樣的系統(tǒng)中，使用了集裝箱化技術(containerization technique)，其中傳送的內(nèi)容被放入作為數(shù)據(jù)容器(container)的MPEG-2分組。因此，可以使用容器來傳輸任何適當?shù)財?shù)字化數(shù)據(jù)，包括但不限于高清晰度電視、多信道標準清晰度電視(PAUNTSC或者SECAM)，當然還包括寬帶多媒體數(shù)據(jù)和交互服務。
對本領域技術人員而言應當理解的是數(shù)字寬帶數(shù)據(jù)廣播網(wǎng)可以在分布式傳送系統(tǒng)中實現(xiàn)，所述數(shù)字寬帶數(shù)據(jù)廣播網(wǎng)經(jīng)常被稱為單頻網(wǎng)絡。在這樣的網(wǎng)絡中，內(nèi)容源向多個同頻道發(fā)射器提供數(shù)字寬帶數(shù)據(jù)，所有的同頻道發(fā)射器同時傳送相同的內(nèi)容。更特別地，單頻網(wǎng)絡中的所有發(fā)射器通常必須以相同的頻率和在相同的時間傳送相同的信號。同步的精確性取決于用于調(diào)制廣播內(nèi)容的方案。然而，同步的精確度可以達到毫微秒范圍(在發(fā)射器之間的同步越準確，那么接收條件就越好)。
為了使得單頻網(wǎng)絡內(nèi)的發(fā)射器全都以相同頻率來傳送相同的信號，內(nèi)容源可以向發(fā)射器提供公共傳輸流，諸如在IP數(shù)據(jù)廣播(IPDC)DVB-T/H網(wǎng)絡情況下通過多路復用器或者IP封裝器的方式。然后，公共傳輸流可以通過分發(fā)網(wǎng)發(fā)送給到發(fā)射器的傳輸流，以及從發(fā)射器發(fā)送到多個終端。但是為使所有的發(fā)射器都同時傳送傳輸流，傳輸流可以包括允許發(fā)射器及時同步傳輸流的標記。標記可以定義在比特流中的位置和時間基準之間的基準。在這點上，為了恰當?shù)赝絺鬏斄?，發(fā)射器通常具有公共的，并且通常還是高分辨率的，時間基準。
已經(jīng)開發(fā)了同步單頻網(wǎng)絡的發(fā)射器的技術。在DVB-T/H的情況下，例如，在標題為Digital Video Broadcasting(DVB)DVBMega-Frame for Single Frequency Ne twork(SFN)Synchronizationv.1.4.1(2004)的歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)技術規(guī)范(TS)101191及其相關規(guī)范中公開了同步通過單頻網(wǎng)絡發(fā)送DVB-T/H內(nèi)容的發(fā)射器的技術，將其全部內(nèi)容引入于此以供參考。根據(jù)由ETSI TS 101 191所公開的技術，單頻網(wǎng)絡包括傳輸流源，有時稱為“頭端”，其位于單頻網(wǎng)絡中公共傳輸流可用的點，并被實現(xiàn)作為多路復用器、IP封裝器或者另一單獨實體的一部分。該頭端可以通過向發(fā)射器發(fā)送定時信息的方式來促進發(fā)射器的同步，所述定時信息是根據(jù)來自諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)之類的源的重復時間基準和頻率基準計算的，所述全球定位系統(tǒng)(GPS)可以提供每秒一個脈沖(ppS)的時間基準和10MHz的頻率基準，時間基準具有100ns的分辨率。于是，發(fā)射器能根據(jù)定時信息和同樣的時間及頻率基準以100ns的精確度進行同步。
因為ETSI TS 101 191技術的頭端和發(fā)射器利用諸如GPS之類的源來同步發(fā)射器，所以頭端和發(fā)射器通常需要GPS天線來接收時間基準和頻率基準。因為許多具有發(fā)射器的傳送站點也具有天線桿(mast)，所以在這種站點設置全方向的GPS天線通常不是一件難辦的事情。然而，因為頭端可以包括服務器或者位于分離空間(例如，服務器機房)的其他計算機系統(tǒng)，所以在頭端位置設置全方向的GPS天線可能不合需求地復雜化了單頻網(wǎng)絡的配置。因此，希望設計一種以實現(xiàn)同ETSI TS 101 191技術相同的精確同步的方式同步單頻網(wǎng)絡傳送流的系統(tǒng)和方法，其無需在頭端中具有高分辨率的時間源(例如，GPS源)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述背景，本發(fā)明的實施方式提供了一種用于在單頻網(wǎng)絡(SFN)中傳送內(nèi)容的改進的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明實施方式的系統(tǒng)和方法，SFN的發(fā)射器能夠接收具有第一分辨率的重復時間基準，所述時間基準是從諸如GPS之類的源接收的。另一方面，SFN的頭端能夠從諸如網(wǎng)絡時間協(xié)議(NTP)服務器之類的源接收具有第二分辨率的時間基準，所述第二分辨率比第一分辨率較低。通過接收具有不同分辨率的時間基準，頭端可以計算具有不同精確度，通常比發(fā)射器為了彼此同步而計算的延遲的精確度較低的定時信息。因此，所述系統(tǒng)不需要在頭端位置處包括全方向的高分辨率GPS天線。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種SFN系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括頭端和多個發(fā)射器。頭端能夠基于具有第二分辨率的時間基準來計算定時信息。在這點上，頭端能夠例如通過網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡從至少一個網(wǎng)絡時間協(xié)議(NTP)服務器接收時間基準。在計算定時信息之后，頭端能夠發(fā)送包括定時信息的內(nèi)容。例如，頭端能夠發(fā)送內(nèi)容的多個兆幀，每個兆幀包括具有定時信息的兆幀初始化分組(MIP)。
發(fā)射器能夠接收包括定時信息(例如，MIP)的內(nèi)容(例如，兆幀)。至少一個發(fā)射器能夠計算延遲以將內(nèi)容同由至少一個其他發(fā)射器接收的內(nèi)容進行同步。在這點上，一個或多個發(fā)射器能夠基于定時信息和具有第一分辨率的時間基準計算延遲，所述第一分辨率較高于第二分辨率，使得延遲具有比定時信息較高的精確度。然而，在計算延遲以前，一個或多個發(fā)射器可以從諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)網(wǎng)絡之類的第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收時間基準。然后，在延遲之后，一個或多個發(fā)射器能夠?qū)⑼胶蟮膬?nèi)容廣播到多個移動終端。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供了用于在SFN中傳送內(nèi)容的頭端、發(fā)射器和方法。因此，本發(fā)明的實施方式提供了一種在單頻網(wǎng)絡(SFN)中傳送內(nèi)容的系統(tǒng)和方法，以及SFN的頭端和發(fā)射器。本發(fā)明實施方式的系統(tǒng)和方法允許要被同步的SFN的頭端具有比由發(fā)射器能夠計算的延遲較低精度的定時信息。因為頭端可以接收不同的、比發(fā)射器較低分辨率的時間基準，所以系統(tǒng)不需要在頭端位置處包括的全方向的高分辨率GPS天線。因此，本發(fā)明實施方式的系統(tǒng)和方法解決了現(xiàn)有技術所遇到的問題并提供了附加的優(yōu)點。


因此已經(jīng)大體描述了本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖，所述附圖無需按比例制圖，在所述附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的單頻網(wǎng)絡(SFN)的示意框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的能夠作為終端、發(fā)射器和/或SFN頭端操作的實體的示意框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的頭端的功能框圖；圖4是說明根據(jù)本發(fā)明實施方式的從頭端發(fā)送到多個發(fā)射器的內(nèi)容的多個兆幀的時序圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的發(fā)射器的功能框圖；圖6A和圖6B分別是根據(jù)常規(guī)技術和根據(jù)本發(fā)明一個實施方式技術的用于將傳送流發(fā)送到多個發(fā)射器的SFN頭端的功能框圖；以及圖7是說明根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的在單頻網(wǎng)絡中傳送內(nèi)容的方法的各個步驟的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將在下文中參照附圖更充分地描述本發(fā)明，其中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。然而，本發(fā)明可以被具體化為許多不同的形式，并且將不會被看作是限于在此闡述的實施方式；更正確的說，提供這些實施方式以使得本公開徹底和完整，以及將向本領域的技術人員充分表達本發(fā)明的范圍。相同的標記自始至終指代相同的元件。
參照圖1，將說明得益于本發(fā)明的一種終端和單頻網(wǎng)絡(SFN)系統(tǒng)。主要結合移動通信應用來描述本發(fā)明實施方式的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品。更特別地，將主要結合數(shù)字廣播網(wǎng)來描述本發(fā)明實施方式的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品，所述數(shù)字廣播網(wǎng)例如包括DVB-T、DVB-C、DVB-S、DVB-H、DMB-T、ISDB-T、DAB、MBMS、BCMCS、ATSC網(wǎng)絡等等。然而，應該理解本發(fā)明實施方式的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品可以結合各種其他應用來使用，無論是移動通信產(chǎn)業(yè)(數(shù)字廣播網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和非數(shù)字廣播網(wǎng)產(chǎn)業(yè))還是非移動通信產(chǎn)業(yè)。
如所示，SFN系統(tǒng)可以包括多個終端10(說明了兩個)，每個終端可以包括用于從多個發(fā)射器(TX)14的一個或多個接收信號的天線。每個終端可以包括任意數(shù)目的不同的無線通信設備，這些不同的無線通信設備例如包括移動電話、便攜式數(shù)字助理(PDA)、尋呼機、膝上型計算機、寬帶(例如，DVB-T、DVB-H等)接收設備及其他類型的聲音、文本和多媒體通信系統(tǒng)。發(fā)射器可以經(jīng)由傳輸流(TS)分發(fā)網(wǎng)18同諸如數(shù)字廣播器之類的SFN頭端16相連接。TS分發(fā)網(wǎng)可以包括用于分發(fā)內(nèi)容至發(fā)射器的任意數(shù)目的有線和/或無線網(wǎng)絡。例如，TS分發(fā)網(wǎng)可以包括諸如光纖網(wǎng)(例如，OC-3網(wǎng)絡)之類的有線網(wǎng)絡和/或諸如地面數(shù)字視頻廣播(例如，DVB-T、DVB-H、ISDB-T、ATSC等)網(wǎng)絡之類的無線網(wǎng)絡。應當理解通過將終端同SFN頭端直接或者間接地連接，終端可以從SFN頭端接收內(nèi)容，諸如一個或多個電視、無線電和/或數(shù)據(jù)信道的內(nèi)容之類。終端可以以任何一種或多種不同數(shù)目的方式從任意數(shù)目的不同實體接收內(nèi)容。在一個實施方式中，例如，終端能夠根據(jù)DVB(例如，DVB-T、DVB-H等)技術以及蜂窩(例如，1G、2G、2.5G、3G等)通信技術接收數(shù)據(jù)、內(nèi)容等等。對于這種終端的更多信息，請參照于2001年6月29目申請的、申請?zhí)枮镹o.09/894,532、標題為Receiver的美國專利申請，將其全部內(nèi)容引入于此以供參考。
現(xiàn)在參照圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的能夠作為終端10、發(fā)射器14和/或SFN頭端16操作的實體的框圖。如所示，所述實體通常可以包括連接到存儲器22的處理器20。處理器還可以同至少一個接口24或者用于傳送和/或接收數(shù)據(jù)、內(nèi)容等的其他裝置相連接。存儲器可以包括易失性和/或非易失性存儲器，并且一般存儲內(nèi)容、數(shù)據(jù)等。例如，存儲器一般存儲從實體傳送的和/或由實體接收的內(nèi)容。還是作為示例，存儲器一般存儲軟件應用、指令等等，以便處理器執(zhí)行與根據(jù)本發(fā)明的實施方式的實體的操作有關的步驟。
現(xiàn)在參照圖3，其說明了本發(fā)明一個實施方式的SFN頭端16的功能框圖。SFN頭端可以包括多路復用器26，其能夠多路復用多個電視、無線電和/或數(shù)據(jù)信道的內(nèi)容。更特別地，例如，包括IP數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)流可以從幾個源提供，并且能夠由IP封裝器進行封裝，IP封裝器可以和SFN頭端結合起來或者與SFN頭端分離。IP封裝器又可以將封裝的IP數(shù)據(jù)流饋送到多路復用器，其中封裝的IP數(shù)據(jù)流可以同其他IP數(shù)據(jù)流和/或一個或多個電視、無線電和/或數(shù)據(jù)信道的內(nèi)容進行多路復用。在多路復用內(nèi)容之后，多路復用器能因此將所生成的諸如MPEG-2TS之類的傳輸流(TS)饋送至SFN適配器28。SFN適配器可以形成兆幀，并將兆幀初始化分組(MIP)插入到兆幀中。
MIP攜帶用于指示MIP相對于下一兆幀開始的位置的指針，因此唯一標識下一兆幀的起始點或者分組。此外，為了簡化發(fā)射器14的同步，SFN適配器28還可以接收重復時間基準29a和頻率基準29b，并基于基準計算定時信息。例如，SFN適配器可以計算同步時間戳(STS)，其包括在由SFN適配器接收的最新時間基準和下一兆幀的起始點或者分組之間的時間差。然后SFN頭端將定時信息復制到MIP中，所述MIP被插入到兆幀中。通過在MIP中包括這種信息，SFN頭端16可以使得發(fā)射器14能精確對準兆幀的開始。
在更特定的示例中，圖4顯示了三個兆幀。如所示，兆幀1中的MIP包括增量-t(2)(也就是STS-在最新時間基準和下一兆幀的起始點之間的時間差)和d2(也就是，用于標識MIP相對于下一兆幀開始的位置的指針)。兆幀2中的MIP包括增量-t(3)和d3，兆幀3中的MIP包括增量-t(4)和d4。增量-t的值可以表示為根據(jù)頻率基準的分辨率，更特別地對應于頻率基準的倒數(shù)。此外，增量-t的值可以只是時間基準的重復率。在這點上，因為增量-t的值或者定時信息表明在最新時間基準和下一兆幀的開始點之間的時間差，所以兆幀同步的精確度可以受限于增量-t值的分辨率。
再次參照圖3，SFN頭端還可以包括發(fā)射器(TX)網(wǎng)絡適配器30，其能夠提供傳輸鏈接以通過TS分發(fā)網(wǎng)18發(fā)送傳輸流到發(fā)射器14。參照圖5，顯示了本發(fā)明一個實施方式的發(fā)射器的功能框圖。如說明的那樣，發(fā)射器可以包括接收器(RX)網(wǎng)絡適配器32，其能夠提供同TX適配器的傳輸鏈接以從TS分發(fā)網(wǎng)接收傳輸流。RX網(wǎng)絡適配器能因此提供傳輸流到同步(SYNCH)系統(tǒng)34。應當理解在SFN頭端16和不同發(fā)射器之間的傳輸鏈接可以不同，因而，傳輸流可能無法同時到達發(fā)射器的RX網(wǎng)絡適配器(也就是，無法及時同步)。
同步系統(tǒng)34能因此接收重復時間基準35a和頻率基準35b，并通過比較兆幀的MIP中的時間信息(例如，STS)與由同步系統(tǒng)接收的時間基準的方式提供傳播時間補償。然后同步系統(tǒng)計算可以計算將傳送流同另一個發(fā)射器的傳送流進行同步所需的任何額外延遲，額外延遲是根據(jù)由同步系統(tǒng)接收的頻率基準利用分辨率計算的，更特別地對應于頻率基準的倒數(shù)。更特別地，同步系統(tǒng)能夠計算補償在頭端和發(fā)射器14之間的不同傳播時間所需的任何額外延遲，諸如通過將較短延遲增加到最大延遲的方式之類。在這點上，最大延遲，另外還稱為同步預算，其與在頭端16中兆幀的初始傳送和從任何同步發(fā)射器到終端10的相同兆幀的初始傳送之間的最大時間差對應(以下解釋)。對于這種用于同步DVB網(wǎng)絡中的傳送流的技術的更多信息，請參看ETSI TS 101 191。
在同步系統(tǒng)34提供傳播時間補償之后，同步系統(tǒng)能夠?qū)⑼胶蟮膫鬏斄鱾鬟f到調(diào)制器36，所述調(diào)制器36諸如能夠根據(jù)DVB-T來調(diào)制傳送流。然后調(diào)制的傳送流被廣播至一個或多個終端10，諸如經(jīng)由天線38之類。對于有關DVB-T的信息，參看ETSI歐洲標準EN 300744及其相關規(guī)范，其標題為Digital Video Broadcasting(DVB)Framing Structure，Channel Coding and Modulation for DigitalTerrestrial Television，v.1.4.1(2001)，將其全部內(nèi)容引入于此以供參考。
如背景部分所述，根據(jù)ETSI TS 101 191，頭端16，或更特別地頭端的SFN適配器28能夠諸如從GPS接收重復時間基準和頻率基準，并基于基準計算定時信息，如圖6A所示。類似地，發(fā)射器，或更特別地發(fā)射器的同步系統(tǒng)34能夠基于來自相同源(例如，GPS)的相同時間和頻率基準來同步來自頭端的傳送流。因此，頭端和發(fā)射器一般需要GPS天線來接收時間基準和頻率基準。但是在頭端位置設置全方向的GPS天線可能不合需求地復雜化單頻網(wǎng)絡的配置。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，雖然發(fā)射器能夠從諸如GPS之類的源接收重復時間基準和頻率基準，但是頭端能夠接收具有不同的，通常是較低的分辨率的相同或者同步的重復時間基準。因而，如圖6B所示，當頭端發(fā)送TS至發(fā)射器時，頭端可以不與發(fā)射器同步。
通過接收具有不同分辨率的時間基準，頭端16的SFN適配器28能夠計算諸如STS之類的定時信息，其具有不同的，通常是比發(fā)射器14的同步系統(tǒng)34計算將傳送流與另一個發(fā)射器的傳送流進行同步所需的任何額外延遲較低的精確度。在一個典型的實施方式中，發(fā)射器例如從諸如GPS之類的高分辨率源接收時間和頻率基準。另一方面，頭端經(jīng)由像因特網(wǎng)的IP網(wǎng)絡從諸如網(wǎng)絡時間協(xié)議(NTP)層服務器(stratum server)之類的較低分辨率源接收時間和頻率基準。做為選擇，當完全由頭端計算定時信息時，頭端不必接收外部的頻率基準，而是能夠代之以包括同時間基準同步的內(nèi)部時鐘，諸如與發(fā)射器相同的時間基準之類。通過允許頭端從低分辨率源接收時間和頻率基準，系統(tǒng)不必在頭端位置包括全方向的GPS天線。
因此，再次參照圖1，所述系統(tǒng)還可以包括第一時間源40和第二時間源42?？梢园℅PS發(fā)射器、衛(wèi)星等的第一時間源能夠向發(fā)射器14提供重復的時間基準和頻率基準，所述時間基準具有第一分辨率。例如，根據(jù)ETSI TS 101 191，GPS網(wǎng)絡能夠向發(fā)射器提供精確的每秒一個脈沖(pps)的時間基準和10兆赫的頻率基準，所述時間基準具有100ns的分辨率。因而，時間基準和頻率基準允許發(fā)射器計算具有100毫微秒的精確度的任何額外延遲。
第二時間源42能夠向SFN頭端16提供重復的時間基準和頻率基準，所述時間基準具有不同于第一分辨率的第二分辨率，通常第二分辨率比第一分辨率低。例如，第二時間源能夠向SFN頭端提供精確的每秒一個脈沖(pps)的時間基準和1千赫的頻率基準，所述時間基準具有1毫秒的分辨率。繼續(xù)上述示例，然后，時間基準和頻率基準允許SFN頭端計算具有1毫秒精確度的定時信息，其精確度比發(fā)射器計算額外延遲的精確度少1×106倍。第二時間源42可以是能夠提供重復時間基準的許多不同源中的任一個，如果期望或者需要，這些源還可以提供頻率基準。例如，第二時間源可以包括DCF-77發(fā)射器。
第一時間源40可以同發(fā)射器14直接連接。然而，在一個實施方式中，第一時間源經(jīng)由諸如GPS網(wǎng)絡之類的第一初級時間分發(fā)網(wǎng)48同發(fā)射器相連接。同樣地，第二時間源42可以同SFN頭端16直接連接，但是在一個實施方式中，第二時間源經(jīng)由諸如DCF網(wǎng)絡之類的第二初級時間分發(fā)網(wǎng)50同SFN頭端相連接。此外，第二時間源也可以經(jīng)由諸如在像因特網(wǎng)的較大IP網(wǎng)絡中的一個或多個層服務器的網(wǎng)絡時間協(xié)議(NTP)網(wǎng)絡44之類的次級時間分發(fā)網(wǎng)同SFN頭端相連接。
如上所指出，第一時間源40和第二時間源42可以分別向發(fā)射器14和SFN頭端16提供相同的或者同步的時間基準，但卻具有不同的分辨率。因此，為了允許時間源提供相同的或者同步的時間基準，至少第一時間源可以同時間基準源相連接。例如，第一時間源可以同協(xié)調(diào)世界時(UTC)網(wǎng)絡46相連接，所述協(xié)調(diào)世界時(UTC)網(wǎng)絡46包括多個主時鐘46a，有時還稱為0層基準時鐘。第一時間源可以同時間基準源直接連接，但是在更典型的實施方式中，第一時間源經(jīng)由第一初級時間分發(fā)網(wǎng)48同時間基準源間接連接。
為了允許第二時間源42提供與第一時間源40相同的時間基準，或者同由第一時間源提供的時間基準同步的時間基準，第二時間源可以同諸如連接到第一時間源的相同的UTC網(wǎng)絡46之類的時間基準源46相連接。第二時間源可以同時間基準源直接相連接，或者可選擇地經(jīng)由第二時間分發(fā)網(wǎng)50同時間基準源相連接。因此，通過將第一和第二時間源同相同的或者同步的時間基準源直接或者間接連接的方式，第一和第二時間源可以分別向發(fā)射器14和SFN頭端16提供相同的或者同步的時間基準。
盡管所述系統(tǒng)可以包括向發(fā)射器14提供時間基準和頻率基準的第一時間源40，以及向SFN頭端16提供時間基準和頻率基準的第二時間源42，但是所述系統(tǒng)不必同時包括這兩個時間源。例如，SFN頭端能夠經(jīng)由第一初級時間分發(fā)網(wǎng)48和次級時間分發(fā)網(wǎng)44從第一時間源接收時間基準。在上述示例中，SFN頭端可以從第一時間源接收時間基準，所述時間基準與第一時間源提供給發(fā)射器的時間基準相同。于是，當完全由SFN頭端計算定時信息時，SFN頭端不必接收外部的頻率基準，而是可以代之以包括與發(fā)射器的相同時間基準同步的內(nèi)部時鐘。做為選擇，SFN頭端可以從諸如NTP層服務器之類的次級時間分發(fā)網(wǎng)接收頻率基準。
現(xiàn)在參照圖7，其說明了一種根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的用于在單頻網(wǎng)絡中傳送內(nèi)容的方法的各個步驟。如下所述，將給出用于根據(jù)DVB技術傳送內(nèi)容的許多示例，該DVB技術諸如符合ETSI EN 300 744和/或ETSI TS 101 191之類。此外，為了示例的目的，假定所述方法以2K模式8兆赫信道間隔傳送內(nèi)容，所述2K模式具有這樣的數(shù)據(jù)載波，在每個數(shù)據(jù)載波中根據(jù)QPSK(四相相移鍵控)、四分之一保護間隔和三分之二編碼率調(diào)制OFDM幀。
如方框52所示，所述方法包括在SFN適配器28處接收諸如MPEG-2 TS之類的傳輸流(TS)。傳輸流例如可以包括多個電視、無線電和/或數(shù)據(jù)信道的內(nèi)容。根據(jù)DVB，例如，傳輸流可以包括許多OFDM(正交頻分多路復用)超級幀(super-frames)。更特別地，根據(jù)ETSI EN 300 744，每個OFDM超級幀包括四個OFDM幀，每個幀包括68個OFDM符號。利用四分之一的保護間隔，于是每個OFDM符號具有280毫秒的持續(xù)時間，超級幀的持續(xù)時間為76.16毫秒。以及利用三分之二的編碼率，每個超級幀包括336個TS分組。因此，在該示例中，傳輸流每毫秒包括4.411764個(也就是336/76.16)TS分組。
在接收傳輸流之后，例如由SFN適配器28基于傳輸流形成兆幀，如方框54所示。根據(jù)ETSI TS 101 191，例如可以將兆幀形成為包括八個OFDM超級幀，每個兆幀具有609.28毫秒的持續(xù)時間并包括2688個TS分組。當形成兆幀時，諸如可以從第二時間源42之類接收重復時間基準(例如，1pps時間基準)以及第二頻率基準(例如，1千赫)，其中接收的時間基準具有第二分辨率(例如，1毫秒)，如方框56所示。當接收時間和第二頻率基準時，可以基于基準計算定時信息(例如，STS)，如方框58所示。如上述解釋的那樣，諸如STS之類的定時信息可以包括在由SFN適配器接收的最新時間基準和下一兆幀的開始點或者分組之間的時間差。利用1千赫的頻率基準，例如可以計算具有1毫秒精確度的定時信息。
在計算定時信息之后，兆幀初始化分組(MIP)可以被形成為包括定時信息，并被插入每個兆幀中，如方框60所示。在這點上，ETSITS 101 191指定每個兆幀包括一個MIP。如上述解釋的那樣，除定時信息之外，每個MIP還包括用于指示MIP相對于下一兆幀開始的位置的指針，因此唯一地識別下一兆幀的開始點或者分組。
一旦MIP被插入兆幀中，則兆幀可以被發(fā)送給一個或多個發(fā)射器14，例如通過TS分發(fā)網(wǎng)18從SFN適配器28發(fā)送到發(fā)射器，如方框62所示。例如，假定第一兆幀在給定的一天(例如初始化SFN頭端16的那天)的剛好0秒被發(fā)送給發(fā)射器。因為每個兆幀包括2688個TS分組，所以由發(fā)射器接收的最初2688個TS分組之一必須是MIP。在這點上，如果MIP是由發(fā)射器接收的第100個分組，那么MIP包括指向下一兆幀開始的指針，在該示例中指針的值為2588(也就是，2688-100)。除指針之外，MIP包括指示下一兆幀開始的定時信息。設想定時基準是與第一兆幀被發(fā)送給發(fā)射器的同時接收的，那么第一兆幀中的定時信息可以具有609.28毫秒的值(也就是，兆幀的持續(xù)時間)。
繼續(xù)上述示例，假定第二兆幀在609.28毫秒時刻被發(fā)送給發(fā)射器14。第二兆幀因此也在相同的0秒內(nèi)發(fā)送，因此在SFN適配器28(和發(fā)射器)處下一定時基準被接收以前，假定1pps定時基準。第二兆幀內(nèi)的MIP包括具有218.56毫秒(也就是，609.28毫秒+609.28毫秒模1,000毫秒)值的定時信息，這是因為當SFN頭端在1秒處接收第二定時基準時定時信息重置為零。
在第一秒內(nèi)，或確切地說在1.21856秒的時刻，第三兆幀被發(fā)送給發(fā)射器14，第三兆幀內(nèi)的MIP包括具有827.84毫秒(也就是，218.56毫秒+609.28毫秒模1,000毫秒)值的定時信息。如將解釋的那樣，第四、第五和其余兆幀可以以類似的方式從SFN頭端16發(fā)送到發(fā)射器。如看到的那樣，可以無需高分辨率的時鐘(例如，無需高頻率基準)，而僅根據(jù)兆幀的定義來計算MIP中的定時信息。需要時間同步的唯一原因是以正確的比特率輸出傳輸流。
在SFN頭端16發(fā)送兆幀之后，發(fā)射器14接收兆幀并準備傳送至終端10的TS分組。在這點上，如上所指出，在SFN頭端和不同的發(fā)射器之間的傳輸鏈接可以不同。因此，兆幀可以不同時到達發(fā)射器(也就是，未及時同步)。為了同步在發(fā)射器之間的每個兆幀，接下來，每個發(fā)射器的同步系統(tǒng)34因此可以從第一時間源40接收重復時間基準(例如，1pps時間基準)和第一頻率基準(例如，10兆赫)，如方框64所示。
同步系統(tǒng)34能因此將兆幀的MIP中的時間信息(例如，STS)同由同步系統(tǒng)接收的時間基準進行比較，并計算將兆幀與其他發(fā)射器的兆幀進行同步所需的任何額外延遲，其中接收的時間基準具有第一分辨率(例如，100ns)，如方框66所示。還有如上所述，同步系統(tǒng)可以計算具有根據(jù)由同步系統(tǒng)接收的第一頻率基準的分辨率的額外延遲。例如，利用10兆赫的頻率基準，可以計算具有100毫微秒精確度的額外延遲，所述延遲具有比由SFN頭端16計算的定時信息高得多的精確度。
更特別地，同步系統(tǒng)34可以，例如通過將較短延遲增加至最大延遲的方式，計算補償在SFN頭端16和發(fā)射器14之間的不同傳輸時間所需的任何額外延遲。最大延遲，或者同步預算對應于在SFN頭端處兆幀的初始傳送和從任一同步發(fā)射機到終端10的相同兆幀的初始傳送之間的最大時間差。如在ETSI TS 101 191中定義的那樣，當SFN頭端和發(fā)射器接收相同的時間基準和相同的頻率基準時，發(fā)射器可以具有1秒的同步預算。
然而，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，SFN頭端可以計算具有比發(fā)射器14計算額外延遲的精確度更低的精確度的定時信息。SFN頭端中的定時不準確度可以被添加到由于在SFN頭端和發(fā)射器之間的不同傳播時間導致的傳播延遲。因此，雖然發(fā)射器可以另外具有1秒的同步預算，但是定時不準確度(定時抖動)可能稍微減少同步預算。然而，即使在這樣的示例中，SFN頭端處定時的任何不準確度同1秒的同步預算相比也通常被忽略。
在計算任何額外延遲之后，同步系統(tǒng)34可以將TS分組緩沖或者以另外方式延遲所計算的額外延遲。然后，一旦同步系統(tǒng)已提供了上述的傳播時間補償，那么發(fā)射器14，更特別地發(fā)射器的調(diào)制器36可以調(diào)制TS分組。發(fā)射器然后可以例如經(jīng)由天線38廣播調(diào)制的傳輸流，或更特別地廣播調(diào)制的TS分組至一個或多個終端，如方框68所示。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的系統(tǒng)的全部或者部分、SFN頭端16的SFN適配器28的全部或者部分和/或發(fā)射器14的同步系統(tǒng)34通常在計算機程序產(chǎn)品的控制之下操作。用于執(zhí)行本發(fā)明實施方式的方法的計算機程序產(chǎn)品包括諸如非易失性存儲介質(zhì)之類的計算機可讀取存儲介質(zhì)，以及諸如一系列計算機指令之類的計算機可讀程序代碼部分，其被實現(xiàn)在計算機可讀取存儲介質(zhì)中。
在這點上，圖7是根據(jù)本發(fā)明的方法、系統(tǒng)和程序產(chǎn)品的流程圖。應當理解流程圖的每個方框或者步驟，以及流程圖中方框的組合可以由計算機程序指令實現(xiàn)。這些計算機程序指令可以被加載到計算機或者其他的可編程設備中以生成機器，使得在計算機或者其他可編程設備上執(zhí)行的指令能創(chuàng)建用于實現(xiàn)在流程圖的一個或多個方框或者一個或多個步驟中指定的功能的裝置。這些計算機程序指令還可以存儲在計算機可讀存儲器中，以便指導計算機或者其他可編程設備以特定方式運行，使得存儲在計算機可讀存儲器中的指令生成一種包括指令裝置的制造品，所述指令裝置實現(xiàn)在流程圖的一個或多個方框或者一個或多個步驟中指定的功能。計算機程序指令還可以被加載到計算機或者其他可編程設備上以促使在計算機或者其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟從而生成計算機實現(xiàn)的過程，使得在計算機或者其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖的一個或多個方框或者一個或多個步驟中指定的功能的步驟。
因此，流程圖的方框或者步驟支持用于執(zhí)行指定的功能的裝置組合，支持用于執(zhí)行指定的功能的步驟的組合以及支持用于執(zhí)行指定的功能的程序指令裝置。還應當理解的是流程圖的每個方框或者步驟，以及流程圖中方框或者步驟的組合可以由執(zhí)行指定功能或者步驟的、基于硬件的專用計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者由專用硬件和計算機指令的組合來實現(xiàn)。
對本領域的技術人員來說可以受益于在上述說明書中及其相關附圖中所示出的教導而聯(lián)想到本發(fā)明的許多修改及其他的實施方式。因此，應當理解的是本發(fā)明不受所公開的特定實施方式的限制，并且修改及其他實施方式也包含在所附權利要求的范圍內(nèi)。盡管在此采用了專用術語，但是它們僅用于通用和描述意義而非為了限制的目的。
權利要求
1.一種單頻網(wǎng)絡(SFN)系統(tǒng)，包括頭端，能夠基于具有第二分辨率的時間基準計算定時信息，其中所述頭端此后能夠發(fā)送包括所述定時信息的內(nèi)容；以及多個發(fā)射器，能夠接收包括所述定時信息的所述內(nèi)容，其中至少一個發(fā)射器能夠計算延遲以將所述內(nèi)容同由至少一個其他發(fā)射器接收的內(nèi)容進行同步，所述延遲是基于所述定時信息和具有第一分辨率的時間基準計算的，所述第一分辨率比所述第二分辨率較高，使得所述延遲具有比所述定時信息較高的精確度，并且其中所述至少一個發(fā)射器能夠在所述延遲之后將同步后的內(nèi)容廣播至多個移動終端。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述頭端能夠發(fā)送內(nèi)容的多個兆幀以及所述多個發(fā)射器能夠接收內(nèi)容的多個兆幀，每個兆幀包括具有所述定時信息的兆幀初始化分組(MIP)。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述頭端能夠從至少一個網(wǎng)絡時間協(xié)議(NTP)服務器接收所述時間基準。
4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述頭端能夠通過網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡從所述NTP服務器接收所述時間基準。
5.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個發(fā)射器能夠在計算所述延遲前從第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收所述時間基準。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個發(fā)射器能夠從包括全球定位系統(tǒng)(GPS)網(wǎng)絡的第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收所述時間基準。
7.一種單頻網(wǎng)絡(SFN)的頭端，所述頭端包括SFN適配器，能夠基于具有第二分辨率的時間基準計算定時信息，其中所述SFN適配器能夠向多個發(fā)射器發(fā)送包括所述定時信息的內(nèi)容，所述內(nèi)容被發(fā)送使得至少一個發(fā)射器能夠計算延遲以將所述內(nèi)容同由至少一個其他發(fā)射器接收的內(nèi)容進行同步，所述延遲是基于所述定時信息和具有第一分辨率的時間基準計算的，所述第一分辨率比所述第二分辨率較高，使得所述延遲具有比所述定時信息較高的精確度，并且其中所述SFN適配器能夠發(fā)送所述內(nèi)容使得所述至少一個發(fā)射器此后能夠?qū)⑼胶蟮膬?nèi)容廣播至多個移動終端。
8.根據(jù)權利要求7所述的頭端，其中所述SFN適配器能夠發(fā)送內(nèi)容的多個兆幀，每個兆幀包括具有所述定時信息的兆幀初始化分組(MIP)。
9.根據(jù)權利要求7所述的頭端，其中所述SFN適配器能夠從至少一個網(wǎng)絡時間協(xié)議(NTP)服務器接收所述時間基準。
10.根據(jù)權利要求9所述的頭端，其中所述SFN適配器能夠通過網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡從所述NTP服務器接收所述時間基準。
11.根據(jù)權利要求9所述的頭端，其中所述SFN適配器能夠發(fā)送內(nèi)容使得至少一個發(fā)射器能夠基于在同步所述內(nèi)容以前由所述至少一個發(fā)射器從第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收的時間基準來同步所述內(nèi)容。
12.根據(jù)權利要求11所述的頭端，其中所述SFN適配器能夠發(fā)送內(nèi)容使得至少一個發(fā)射器能夠基于由所述至少一個發(fā)射器從包括全球定位系統(tǒng)(GPS)網(wǎng)絡的第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收的時間基準來同步所述內(nèi)容。
13.一種單頻網(wǎng)絡(SFN)中的發(fā)射器，所述發(fā)射器包括同步(SYNCH)系統(tǒng)，能夠從頭端接收內(nèi)容，所述內(nèi)容包括基于具有第二分辨率的時間基準計算的定時信息，其中所述同步系統(tǒng)能夠基于所述定時信息和具有第一分辨率的時間基準來計算延遲以將所述內(nèi)容與由至少一個其他發(fā)射器接收的內(nèi)容進行同步，所述第一分辨率較高于所述第二分辨率，使得所述延遲具有比所述定時信息較高的精確度；以及天線，能夠在所述延遲之后將所述內(nèi)容廣播至多個移動終端。
14.根據(jù)權利要求13所述的發(fā)射器，其中所述同步系統(tǒng)能夠接收內(nèi)容，其包括內(nèi)容的多個兆幀，每個兆幀包括具有所述定時信息的兆幀初始化分組(MIP)。
15.根據(jù)權利要求13所述的發(fā)射器，其中所述同步系統(tǒng)能夠在計算所述延遲以前從第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收所述時間基準。
16.根據(jù)權利要求15所述的發(fā)射器，其中所述同步系統(tǒng)能夠從包括全球定位系統(tǒng)(GPS)網(wǎng)絡的第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收所述時間基準。
17.根據(jù)權利要求15所述的發(fā)射器，其中所述同步系統(tǒng)能夠接收包括基于由所述頭端從至少一個網(wǎng)絡時間協(xié)議(NTP)服務器接收的時間基準計算的定時信息的內(nèi)容。
18.根據(jù)權利要求17所述的發(fā)射器，其中所述同步系統(tǒng)能夠接收包括基于由所述頭端通過網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡從所述NTP服務器接收的時間基準計算的定時信息的內(nèi)容。
19.一種在單頻網(wǎng)絡(SFN)中傳送內(nèi)容的方法，所述方法包括基于具有第二分辨率的時間基準計算定時信息；將包括所述定時信息的內(nèi)容發(fā)送至多個發(fā)射器，其中發(fā)送內(nèi)容包括發(fā)送內(nèi)容使得至少一個發(fā)射器能夠計算延遲以將所述內(nèi)容與由至少一個其他發(fā)射器接收的內(nèi)容進行同步，所述延遲是基于所述定時信息和具有第一分辨率的時間基準計算的，所述第一分辨率比所述第二分辨率較高，使得所述延遲具有比所述定時信息較高的精確度，并且使得所述至少一個發(fā)射器此后能夠?qū)⑼胶蟮膬?nèi)容廣播至多個移動終端。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中發(fā)送內(nèi)容包括發(fā)送內(nèi)容的多個兆幀，每個兆幀包括具有所述定時信息的兆幀初始化分組(MIP)。
21.根據(jù)權利要求19所述的方法，還包括從至少一個網(wǎng)絡時間協(xié)議(NTP)服務器接收所述時間基準。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中接收所述時間基準和所述第二頻率基準包括通過網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡從所述NTP服務器接收所述時間基準。
23.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中發(fā)送內(nèi)容包括發(fā)送這樣的內(nèi)容使得至少一個發(fā)射器能夠基于在同步所述內(nèi)容以前由所述至少一個發(fā)射器從第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收的基準來同步所述內(nèi)容。
24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中發(fā)送內(nèi)容包括發(fā)送這樣的內(nèi)容使得至少一個發(fā)射器能夠基于由所述至少一個發(fā)射器從包括全球定位系統(tǒng)(GPS)網(wǎng)絡的第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收的基準來同步所述內(nèi)容。
25.一種在包括多個發(fā)射器的單頻網(wǎng)絡(SFN)中傳送內(nèi)容的方法，其中針對每個發(fā)射器所述方法包括從頭端接收內(nèi)容，所述內(nèi)容包括基于具有第二分辨率的時間基準計算的定時信息；基于所述定時信息和具有第一分辨率的時間基準來計算延遲以將所述內(nèi)容與由至少一個其他發(fā)射器接收的內(nèi)容進行同步，所述第一分辨率比所述第二分辨率較高，使得所述延遲具有比所述定時信息較高的精確度；以及在所述延遲之后將所述內(nèi)容廣播至多個移動終端。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中接收內(nèi)容包括接收內(nèi)容的多個兆幀，每個兆幀包括具有所述定時信息的兆幀初始化分組(MIP)。
27.根據(jù)權利要求25所述的方法，還包括在計算所述延遲以前從第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收所述時間基準。
28.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中從第一初級時間分發(fā)網(wǎng)接收所述時間基準包括從全球定位系統(tǒng)(GPS)網(wǎng)絡接收所述時間基準。
29.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中接收內(nèi)容包括接收包括基于由所述頭端從至少一個網(wǎng)絡時間協(xié)議(NTP)服務器接收的時間基準計算的定時信息的內(nèi)容。
30.根據(jù)權利要求29所述的方法，其中接收內(nèi)容包括接收包括基于由所述頭端通過網(wǎng)際協(xié)議(IP)網(wǎng)絡從所述NTP服務器接收的時間基準計算的定時信息的內(nèi)容。
全文摘要
提供了一種單頻網(wǎng)絡(SFN)系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括頭端和多個發(fā)射器。頭端能夠基于具有第二分辨率的時間基準來計算定時信息。此后，頭端能夠發(fā)送包括定時信息的內(nèi)容。發(fā)射器能夠接收包括定時信息的內(nèi)容。至少一個發(fā)射器能夠計算延遲以將所述內(nèi)容與由至少一個其他發(fā)射器接收的內(nèi)容進行同步。在這點上，一個或多個發(fā)射器能夠基于定時信息和具有第一分辨率的時間基準來計算延遲，第一分辨率較高于第二分辨率，使得延遲具有比定時信息較高的精確度。在延遲之后，一個或多個發(fā)射器然后能夠?qū)⑼胶蟮膬?nèi)容廣播至多個移動終端。
文檔編號H04H20/67GK101088236SQ200580044793
公開日2007年12月12日 申請日期2005年10月24日 優(yōu)先權日2004年10月26日
發(fā)明者D·米爾勒 申請人:諾基亞公司