实现低功耗DAB接收机的循环上/断电方案

2007.03.09 

数字音频广播(DAB)是一种数字无线电系统，最初由Eureka 147开发，能够为用户提供比传统FM广播所能实现的丰富的多的体验。采用DAB之后，无线广播不仅声音质量更好、通道数更多，而且还能为用户提供丰富得多媒体内容。例如，电子节目指南(EPG)、天气和交通情况等地方信息，以及新闻和股票信息的实时多媒体广播等。 除了比传统FM功能更强大，音质更好以外，DAB还能让用户在移动中享受这些服务而无需忍受嘈杂、难以听清的接收效果。DAB之所以能够更好地适应衰落等移动条件造成的效应是由于它采用了一种基于正交频分复用(OFDM)的机制。此外，使用OFDM带来的另一个好处是使一个单频网络(SFN)可以覆盖比传统FM广播更大的区域。这一切优点使便携式移动应用(例如MP3播放器、PDA、便携式媒体播放器以及移动电话)中对DAB接收机的需求增大。在这些应用中，功耗是决定该接收机解决方案生命力的一个关键因素。 图1：TM I、II、IV的传输帧格式。 看一看Eureka 147 DAB标准定义的循环上/断电系统所采用的传输帧结构，我们会发现RF调谐器和基带中的关键系统模块都可以循环上/断电。这一特性可用来降低系统的整体功耗。当额外的数据不需要解码时，也就不需要接收，于是，RF调谐芯片中的许多模块都可以置于待机模式以节约能源。 DAB传输帧结构 DAB传输帧结构由来自数字化I/Q接口或IF接口的OFDM符号构成，如图1所示。 前两个符号构成了同步通道(SC)，其后三个符号构成了快速信息通道(FIC)，而接下来的72个符号(对于TM III则是144个)中携带了主业务通道(MSC)的数据。值得一提的是MSC中的符号并不仅仅包含音频数据，还包含其它业务数据。 复用配置信息(MCI) 在DAB复用器中，多种业务集合在一个单一的信号群中，每种业务都可以由不同的业务成份构成。一种业务(通常是音频业务但也可以是数据业务)的基本业务成份叫做主要业务成份。另外，还可以通过其它可选的次要业务成份来扩充业务。 如图2所示，DAB业务结构允许几种业务之间共享业务成份，因而资源利用既高效又灵活。例如，流量信息通道(TMC)中的流量信息或业务信息(SI)就可以成为两个次要业务成份，而且DAB业务结构还允许在不同的节目时间改变业务成份的设定。 DAB信号群的配置信息由MCI管理，MCI有5个功能： 1. 定义子通道的组织方式，包括它们在CIF中的位置和大小以及误差防护措施； 2. 列出信号群中可用的业务； 3. 在业务和业务成份间建立连接； 4. 在业务成份和子通道间建立连接； 5. 通知复用器重配置。 图2： DAB信号群配置举例。 循环上/断电 从DAB业务结构和传输帧结构可以看出： 1. SC中的相参符号在同步传输帧时是必需的，但一旦传输帧进入稳态，接收机在无效符号下就可以关断； 2. 在为通道解码器提供复用器的结构和配置以及MSC的结构和配置时，FIC中的符号是必需的； 3. DAB业务结构是这样的，其业务成份包含在一些离散的子通道中，这些子通道又由一个或多个完整的容量单元(CU)组成； 4. MCI提供关于CU地址的信息，这些信息在解码任何业务的业务成份时都是必需的； 5. DAB信号群通常包含不止一种业务。 因此，在接收一种特定的DAB业务时，DAB解码器只需解码构成该特定业务的业务成份的子通道SC、FIC以及包含CU的CIF符号。在余下的大部分时间内，除了完成预先处理该业务解码需要的符号所必需的操作之外，基带解码器只需工作在能耗较低的待机模式即可。 Future Waves公司出品的FENIX FNX14701LP DAB调谐器芯片还能进一步发挥这种循环上/断电策略，从而大幅降低功耗。在MSC传输其它子通道信息时，DAB解码器无需解码那些OFDM符号。这时，FNX14701LP就无需为DAB解码器提供信息，因而它也可以工作在功耗大为降低的待机模式。由一个管脚兼容的基带信号处理器通过一个快速中断管脚通知FNX14701LP进入待机状态。 闲置程度由误差防护级别和业务的比特率决定，它还会影响基带和RF前端处于待机模式的持续时间。对于通常音频数据率为128k 的音频接收而言，采用循环上/断电可以将RF功耗降低多达70%。