CN102572343A

CN102572343A - 用于在移动广播接收器中节能控制的方法和设备

Info

Publication number: CN102572343A
Application number: CN2011104477247A
Authority: CN
Inventors: 周正华; 杨永琪
Original assignee: Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute ASTRI
Current assignee: Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute ASTRI
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: CN102572343B

Abstract

在用于接收以时分复用的方式携带多个内容程序或信道的数字广播信号的广播接收器中，调谐器、ADC、解调器核中的子模块、以及解码器根据数据处理步骤的边界被分割成多个电源区域，该多个电源区域形成具有多个阶段的信号数据处理管道，该多个阶段对应于电源区域。在突发时隙期间，只打开正在处理该信号数据的电源区域。一旦处理完成，就关闭电源区域。在非突发时隙期间，关闭该电源区域。在下一个突发时隙开始之前的一个时隙打开ADC和第一电源区域。因此，该接收器能简单地不受来自最后一个突发循环的处理管道中的任何残留数据的影响并且不需要删除数据。

Description

用于在移动广播接收器中节能控制的方法和设备

技术领域

本发明一般涉及电子电路的节电方案。具体地，本发明涉及一种通信解调器集成电路中节电控制的方法和系统。

背景技术

某些电子电路设计对节能特别感兴趣。尤其是应用于便携设备时，该便携设备中的电子组件从电池抽出电能。一种节能方法是在不使用组件时切断对组件的供能。广播网络中的移动数字广播接收器设备一般包括诸如调谐器、解调器和解码器的模块。当接收器设备接收广播信号时，调谐器、解调器和解码器分阶段地处理该信号。因此，可以基于信号处理阶段打开和关闭不同的模块，以避免由闲置模块导致的不必要的功率消耗。

一种商业数字广播信号能以时分复用的方式(例如执行中国移动多媒体广播(CMMB)标准的方式)携带多个内容的程序或信道。时隙叫做“突发”，该时隙中正在传输所需内容的程序或信道。在突发周期以外的那些周期期间能关闭接收器设备中的不同模块。公开号为No.2009/0153746的美国专利申请公开了一种仅仅在突发周期期间打开接收器的系统。但是，这种系统只提供根据内容信道时分复用的时隙边界的高层次断电控制，而且不可能在突发周期期间进一步地减少功率损耗。

在数字通信中错误修正方案被有规律地开发。尤其在经受环境干扰的移动接收的情况下，使用不同的编码和解码技术加强错误探测和修正被用于通信协议的设计中。一个例子是手持数字视频广播(DVB-H)。一种为移动接收器设备存储能量的方法是一旦完成错误修正就将接收器模块切换成节能模式，该移动接收器设备接收携带服务数据和错误校验数据的广播信号。在美国专利No.7,865,218中，公开了一种广播接收器设备，其使用加强的错误修正单元来执行两次错误修正，从而提高修正能力。一旦修正了数据错误，该设备就能够在突发期间更早地切换到节能模式。但是，加强的错误修正单元增加了电路的复杂性和尺寸，从而导致更高的功率消耗并且限制了节能量。

如果在突发周期期间关闭广播接收器或使其处于非激活状态，则在下一个突发周期开始之前必须激活该广播接收器。实际上，至少在突发周期开始之前的很短一段时间内应该对该接收器供能，以使该接收器与广播信号重新同步。美国专利No.7,729,462公开了一种快速重新同步技术，其能推迟接收器的供能，从而在更长的节能模式的时间周期内实现节能。但是，这种技术也只提供了根据内容信道时分复用的时隙边界的高层次断电控制。此外，所公开的快速重新同步技术需要在处理管道中删除数据，导致了电路额外的复杂性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于移动广播接收器在子模块级节能控制的方法和系统，从而进一步降低广播突发周期期间的功率消耗。本发明的另一目的在于提供一种不会给接收器的电路设计带来过度的复杂性的方法和系统。本发明的再一目的是该系统和方法包括重新同步处理，该处理不需要在处理管道中删除数据。

根据本发明的不同实施例，根据数据处理步骤的边界将调谐器、模数转换器(ADC)、解调器核中的子模块、以及解码器分割成多个电源区域，该多个电源区域形成具有多个阶段的信号数据处理管道，该多个阶段对应于电源区域。每个电源区域还包括隔离单元和滞留单元电路，用于保留在各自的活动处理阶段期间在电源区域中进行处理的信号数据。只有正在处理该信号数据的电源区域被打开或激活。一旦完成该处理，电源区域就进入节能模式或被关闭。电源控制单元根据节能控制逻辑向用于电源区域的控制信号提供来自同步器FFT子模块的输入，该同步器FFT子模块用于同步数据处理管道与广播信号中的时分复用。因此，该移动广播接收器在子模块级被动态地断电。

根据本发明的不同实施例，在突发时隙之前的至少一个时隙打开数据处理管道中的第一电源区域。由此，该接收器能简单地不影响来自最后的突发周期的处理管道中的任何残留数据并且不需要删除数据。

附图说明

在下文中，将结合附图对本发明的实施例进行详细描述，其中：

图1示意性地说明了中国移动多媒体广播(CMMB)标准下的广播信号的时分复用结构；

图2示出了示例性广播接收器的调谐器、ADC和解调器模块的示意图；

图3示出了根据本发明的实施例的信号数据处理管道中的子模块和电源区域分割的示意图；

图4示出了根据本发明的实施例的电源区域的通电时间的简化时间线；

图5说明了信号数据处理管道中来自最后的突发循环的非突发或非活动时隙的残留数据的作用；以及

图6说明了在下一个突发或活动时隙之前的非突发或非活动时隙中将残留数据与进入信号数据处理管道的数据级联的作用。

具体实施方式

在下面的描述中，以优选实例的形式阐述了用于在移动广播接收器中节能控制的方法和系统。对于所属领域技术人员而言，可以在不背离本发明的范围和精神的情况下进行包括增加和/或减少的修改。可以省略具体细节，以避免模糊本发明；但是，公开的内容应该撰写成能够使所属领域技术人员在不进行过度实验的情况下就能够实践本文的教导。

本发明的优选实施例应用于数字广播接收器，该数字广播接收器接收以时分复用的方式，例如执行中国移动多媒体广播(CMMB)标准的方式，携带多个内容程序或信道的数字广播信号。参照图1。CMMB标准以具有循环前缀的正交频分复用(CP-OFDM)的多载体广播信号为特点。CMMB标准具有定义明确的信道化结构，其中一个PHY链路被分成多个一秒时段的帧。每帧被分割成四十个时隙，每个时隙是二十五秒时段。时隙是用于携带资源分配的数据的最小单元。在一帧内，第一时隙103分配给控制逻辑信道(CLCH)101，而其他的三十九个时隙104分配给服务逻辑信道(SLCH)102。一个SLCH可根据广播服务系统传输率的需要在一帧中占据多个时隙。每个时隙由一个信号字段和一个数据字段组成。信号字段包括TxID OFDM符号105和同步符号106。数据字段包括五十三个数据OFDM符号107。

CMMB网络中的广播接收器总是接收并至少处理CLCH，因此一帧内的第一时隙总是突发(活动)时隙。此外，携带用户已选的SLCH的一个或多个时隙也是突发时隙。

参照图2。示出了移动广播接收器(例如用于CMMB广播系统的移动电视接收器)中的电源控制的典型实施例，其至少包括调谐器201、一个或多个ADC 203、解调器核204、以及电源控制单元205。能在单个解调集成电路(IC)中实现ADC 203、解调器核204、以及电源控制单元205。电源控制单元205切换解调器IC 202的开和关，并根据时分复用时隙边界将通电/断电信号提供给外部调谐器201。在传统的电源控制设计中，所有的模块在突发时隙被打开并在其他的时隙被关闭，以减少能量消耗。但是，由于信号数据在各阶段被不同的模块处理，因此即使在突发时隙期间一些模块将不被使用或闲置一段时间。本发明通过在突发时隙期间及时地关闭这些不被使用或闲置的模块，进一步地减少了功率消耗。

参照图3。根据本发明的不同实施例，根据数据处理步骤的边界将调谐器、ADC 301、解调器核中的子模块、以及解码器分割成多个电源区域，该多个电源区域形成具有多个阶段的信号数据处理管道，该多个阶段对应于电源区域。电源区域的组成部分取决于各组成部分关于信号数据处理的功能。根据一个实施例，第一电源区域(PD₀)302包括时域同步(TDS)处理电路单元和前端电路单元303；第二电源区域(PD₁)304包括同步器，该同步器包括FFT子模块；第三电源区域(PD₂)305包括前阶段信道解码(CHDEC)电路单元；第四电源区域(PD₃)306包括后阶段CHDEC电路单元以及SPI输出电路单元307。

仍然参照图3。每个电源区域还包括隔离单元和滞留单元电路，用于保留在各自的活动处理阶段期间在电源区域中进行处理的信号数据。当广播接收器设置成节能模式时，只有正在处理该信号数据的电源区域被打开。出于测试和检修的目的，也能单独地打开和关闭该电源区域。一旦完成该处理，电源区域就被关闭。电源控制单元3 10根据节能控制逻辑向用于电源区域的控制信号提供来自同步器FFT子模块的输入，该同步器FFT子模块用于同步数据处理管道与广播信号中的时分复用的时隙。该电源控制单元3 10还向调谐器和ADC 301提供控制信号，该电源控制单元3 10可独立于其他电源区域被打开和关闭。由于接收器中的ADC能消耗多至百分之七十的功率，一旦接收和处理信号数据，在非突发时间周期和突发周期早期关闭ADC 301能极大地减少接收器的功率消耗。

参照图4。为了说明电源区域分阶段的通电/断电循环，假定突发时隙是TS₀、TS₁和TS₆，其中TS₀、TS₁和TS ₆∈{TS₀，TS₁，…，TS ₃₉}，{TS₀，TS₁，…，TS₃₉}在CMMB标准下的一帧内的。根据本发明的一个实施例，ADC和PD₀将在下一个突发时隙开始之前至少打开一个时隙。预先通电时间周期允许接收器执行与广播信号的重新同步和信道评估。一旦承载在TS₀和TS₁(用于TS₀的CLCH和用于TS₁的SLCH)中的信号数据被接收和处理，就在TS₁结束时关闭ADC和PD₀。因此，ADC和PD₀在时间周期401是激活的：t₀＝TS_{39(前一帧)}+TS₀+TS₁+t_{ADC_PD0}，其中t_{ADC_PD0}是ADC和PD₀中信号数据的处理时间，从T8_{39(前一帧)}开始时开始。然后，该信号数据进入PD₁。PD₁在时间周期402是激活的：t₁＝2TS+t_PD1，其中t_PD1是PD₁中信号数据的处理时间，从TS₀开始时开始。然后，该信号数据进入PD₂。PD₂在时间周期403是激活的：t₂＝2TS+t_PD2，其中t_PD2是PD₂中信号数据的处理时间，从TS₀开始时开始。最后，该信号数据进入PD₃。PD₃在时间周期404是激活的：t₃＝2TS+t_PD3，其中t_PD3是PD₃中信号数据的处理时间，从TS₀开始时开始。随着ADC和PD₀在TS₅开始时首先被打开，该通电/断电循环在下一个突发时隙TS₆再次重复。

根据本发明的多个实施例，电源控制单元根据节能控制逻辑向用于电源区域的控制信号提供来自同步器FFT子模块的输入。因为FFT子模块属于第二电源区域PD₁并且因为信号数据处理管道中的数据采样处理的异步特性，在非突发(不活动)时隙期间发送控制信号以关断数据处理管道之前，某些数据会已经进入ADC和PD₀。图5说明了这种作用。ADC和PD₀在最后一个突发(活动)时隙TS_n501加上延迟502结束时被关闭，该延迟是由于ADC和PD₀中的信号数据的处理时间造成的。因此，来自非突发(不活动)时隙的数据503已经进入了ADC和PD₀。该残留数据在数据处理管道中一直保留直到下一个突发(活动)时隙TS_n+3504，并将在新的突发(活动)时隙开始时出现。

参照图6。由于前述残留数据的作用，残留数据的级联损坏了新的突发(活动)时隙中的第一符号601(如CMMB标准中的TxID)。但是，根据本发明的实施例，由于将在突发(活动)时隙之前的至少一个时隙打开ADC和PD₀，所有在ADC和PD₀中出现的初始数据会不受影响并且突发(活动)时隙中的信号数据最终会不受损地到达ADC和PD₀。这样简化了数据处理管道的实施，避免了残留数据删除和延迟评估的需要。

根据本发明的不同实施例，在早于突发时隙的至少一个时隙打开数据处理管道中的第一电源区域。因此，接收器能简单地从最后的突发循环忽略处理管道中的任何残留数据，并且不需要删除数据。

可以使用通用或专用计算设备、计算机处理器或电子电路系统来实现本文所公开的实施例，所述电子电路系统包括但不限于数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和根据本公开内容的教导配置或编程的其他可编程逻辑器件。运行于通用或专用计算设备、计算机处理器或可编程逻辑器件中的计算机指令或软件代码可以由软件或电子领域的技术人员根据本公开内容的教导容易地准备。

在一些实施例中，本发明包括计算机存储媒体，该计算机存储媒体具有存储在其中的计算机指定或软件代码，它们能够用来指定计算机或者微处理器执行本发明的任何处理。存储媒体可以包括但不限于软盘、光盘、蓝光光碟、DVD、CD-ROM和磁光盘、ROM、RAM、闪存设备或者适于存储指令、代码和/或数据的任何类型的媒体或设备。

出于演示和说明的目的，提供了本发明的前述描述。其并不旨在将本发明穷尽或限制在所公开的确切形式。对于所属领域技术人员而言，很多修改和变型将会是显而易见的。

为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，选择和描述了实施例，从而使所属领域技术人员能够通过各个实施例来理解本发明，并使所属领域技术人员能够理解本发明具有各种修改，这些修改适合于预期的实际应用。本发明的范围由所附权利要求书及其等效物限定。

Claims

1.一种用于在广播接收设备中节能控制的方法，该广播接收设备接收携带时分复用信号数据的广播信号，该方法包括：

将广播接收器中的多个电子模块和子模块根据数据处理步骤的边界分割成一个或多个电源区域，所述一个或多个电源区域形成具有多个阶段的信号数据处理管道，该多个阶段对应于该电源区域；并且

由电源控制单元控制每个电源区域中的模块和子模块的通电和断电，其中至少在广播信号的活动时隙加上各个单独的电源区域的数据处理时间期间，每个电源区域单独地通电，并随后单独地断电。

2.如权利要求1的方法，还包括：

由电源控制单元控制广播接收器中的一个或多个模数转换器的通电和断电，其中在广播信号的活动时隙加上模数转换器的数据处理时间期间，该模数转换器通电，随后断电。

3.如权利要求1的方法，其中所述模块和所述子模块包括一个或多个调谐器、模数转换器、时域同步处理电路单元、前端电路单元、同步器、信道解码电路单元、以及SPI输出电路单元。

4.如权利要求1的方法，其中在每个活动时隙开始之前的至少一个时隙以及广播信号的活动时隙加上该第一电源区域的数据处理时间期间，一个或多个电源区域中的第一电源区域通电，随后断电。

5.如权利要求1的方法，还包括：

由电源控制单元控制广播接收器中的一个或多个模数转换器的通电和断电，其中在每个活动时隙开始之前的至少一个时隙以及广播信号的活动时隙加上模数转换器的数据处理时间期间，模数转换器通电，随后断电。

6.如权利要求4的方法，还包括：

在每个活动时隙开始之前，级联信号数据处理管道中的残留数据与信号数据处理管道中的新数据，并且不影响级联的残留-新数据。

7.一种用于接收携带时分复用信号数据的广播信号的广播接收设备，其包括：

多个电子模块和子模块，根据数据处理步骤的边界将所述多个电子模块和子模块分割成一个或多个电源区域，所述一个或多个电源区域形成具有多个阶段的信号数据处理管道，该多个阶段对应于该电源区域；以及

电源控制单元，该电源控制单元用于控制每个电源区域中的模块和子模块的通电和断电，其中至少在广播信号的活动时隙加上各个单独的电源区域的数据处理时间期间，每个电源区域单独地通电，并随后单独地断电。

8.如权利要求7的设备，还包括：

一个或多个模数转换器；

其中电源控制单元控制模数转换器的通电和断电；并且

其中在广播信号的活动时隙加上模数转换器的数据处理时间期间，该模数转换器通电，随后断电。

9.如权利要求7的设备，其中模块和子模块包括一个或多个调谐器、模数转换器、时域同步处理电路单元、前端电路单元、同步器、信道解码电路单元、以及SPI输出电路单元。

10.如权利要求7的设备，其中在每个活动时隙开始之前的至少一个时隙以及广播信号的活动时隙加上该第一电源区域的数据处理时间期间，一个或多个电源区域中的第一电源区域通电，随后断电。

11.如权利要求7的设备，还包括：

一个或多个模数转换器；

其中所述电源控制单元控制模数转换器的通电和断电；并且

其中在每个活动时隙开始之前的至少一个时隙以及广播信号的活动时隙加上模数转换器的数据处理时间期间，模数转换器通电，随后断电。

12.如权利要求10的设备，其中在每个活动时隙开始之前，级联信号数据处理管道中的残留数据与信号数据处理管道中的新数据，并且级联的残留-新数据不受信号数据处理管道的影响。