實(shí)現(xiàn)低功耗DAB接收機(jī)的循環(huán)上/斷電方案

數(shù)字音頻廣播(DAB)是一種數(shù)字無線電系統(tǒng)，最初由Eureka 147開發(fā)，能夠?yàn)橛脩籼峁┍葌鹘y(tǒng)FM廣播所能實(shí)現(xiàn)的豐富的多的體驗(yàn)。采用DAB之后，無線廣播不僅聲音質(zhì)量更好、通道數(shù)更多，而且還能為用戶提供豐富得多媒體內(nèi)容。例如，電子節(jié)目指南(EPG)、天氣和交通情況等地方信息，以及新聞和股票信息的實(shí)時(shí)多媒體廣播等。

除了比傳統(tǒng)FM功能更強(qiáng)大，音質(zhì)更好以外，DAB還能讓用戶在移動(dòng)中享受這些服務(wù)而無需忍受嘈雜、難以聽清的接收效果。DAB之所以能夠更好地適應(yīng)衰落等移動(dòng)條件造成的效應(yīng)是由于它采用了一種基于正交頻分復(fù)用(OFDM)的機(jī)制。此外，使用OFDM帶來的另一個(gè)好處是使一個(gè)單頻網(wǎng)絡(luò)(SFN)可以覆蓋比傳統(tǒng)FM廣播更大的區(qū)域。這一切優(yōu)點(diǎn)使便攜式移動(dòng)應(yīng)用(例如MP3播放器、PDA、便攜式媒體播放器以及移動(dòng)電話)中對(duì)DAB接收機(jī)的需求增大。在這些應(yīng)用中，功耗是決定該接收機(jī)解決方案生命力的一個(gè)關(guān)鍵因素。

圖1：TM I、II、IV的傳輸幀格式。

看一看Eureka 147 DAB標(biāo)準(zhǔn)定義的循環(huán)上/斷電系統(tǒng)所采用的傳輸幀結(jié)構(gòu)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)RF調(diào)諧器和基帶中的關(guān)鍵系統(tǒng)模塊都可以循環(huán)上/斷電。這一特性可用來降低系統(tǒng)的整體功耗。當(dāng)額外的數(shù)據(jù)不需要解碼時(shí)，也就不需要接收，于是，RF調(diào)諧芯片中的許多模塊都可以置于待機(jī)模式以節(jié)約能源。

DAB傳輸幀結(jié)構(gòu)

DAB傳輸幀結(jié)構(gòu)由來自數(shù)字化I/Q接口或IF接口的OFDM符號(hào)構(gòu)成，如圖1所示。

前兩個(gè)符號(hào)構(gòu)成了同步通道(SC)，其后三個(gè)符號(hào)構(gòu)成了快速信息通道(FIC)，而接下來的72個(gè)符號(hào)(對(duì)于TM III則是144個(gè))中攜帶了主業(yè)務(wù)通道(MSC)的數(shù)據(jù)。值得一提的是MSC中的符號(hào)并不僅僅包含音頻數(shù)據(jù)，還包含其它業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

復(fù)用配置信息(MCI)

在DAB復(fù)用器中，多種業(yè)務(wù)集合在一個(gè)單一的信號(hào)群中，每種業(yè)務(wù)都可以由不同的業(yè)務(wù)成份構(gòu)成。一種業(yè)務(wù)(通常是音頻業(yè)務(wù)但也可以是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))的基本業(yè)務(wù)成份叫做主要業(yè)務(wù)成份。另外，還可以通過其它可選的次要業(yè)務(wù)成份來擴(kuò)充業(yè)務(wù)。

如圖2所示，DAB業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)允許幾種業(yè)務(wù)之間共享業(yè)務(wù)成份，因而資源利用既高效又靈活。例如，流量信息通道(TMC)中的流量信息或業(yè)務(wù)信息(SI)就可以成為兩個(gè)次要業(yè)務(wù)成份，而且DAB業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)還允許在不同的節(jié)目時(shí)間改變業(yè)務(wù)成份的設(shè)定。

DAB信號(hào)群的配置信息由MCI管理，MCI有5個(gè)功能：

1. 定義子通道的組織方式，包括它們在CIF中的位置和大小以及誤差防護(hù)措施；

2. 列出信號(hào)群中可用的業(yè)務(wù)；

3. 在業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)成份間建立連接；

4. 在業(yè)務(wù)成份和子通道間建立連接；

5. 通知復(fù)用器重配置。

圖2： DAB信號(hào)群配置舉例。

循環(huán)上/斷電

從DAB業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)和傳輸幀結(jié)構(gòu)可以看出：

1. SC中的相參符號(hào)在同步傳輸幀時(shí)是必需的，但一旦傳輸幀進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，接收機(jī)在無效符號(hào)下就可以關(guān)斷；

2. 在為通道解碼器提供復(fù)用器的結(jié)構(gòu)和配置以及MSC的結(jié)構(gòu)和配置時(shí)，F(xiàn)IC中的符號(hào)是必需的；

3. DAB業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)是這樣的，其業(yè)務(wù)成份包含在一些離散的子通道中，這些子通道又由一個(gè)或多個(gè)完整的容量單元(CU)組成；

4. MCI提供關(guān)于CU地址的信息，這些信息在解碼任何業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)成份時(shí)都是必需的；

5. DAB信號(hào)群通常包含不止一種業(yè)務(wù)。

因此，在接收一種特定的DAB業(yè)務(wù)時(shí)，DAB解碼器只需解碼構(gòu)成該特定業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)成份的子通道SC、FIC以及包含CU的CIF符號(hào)。在余下的大部分時(shí)間內(nèi)，除了完成預(yù)先處理該業(yè)務(wù)解碼需要的符號(hào)所必需的操作之外，基帶解碼器只需工作在能耗較低的待機(jī)模式即可。

Future Waves公司出品的FENIX FNX14701LP DAB調(diào)諧器芯片還能進(jìn)一步發(fā)揮這種循環(huán)上/斷電策略，從而大幅降低功耗。在MSC傳輸其它子通道信息時(shí)，DAB解碼器無需解碼那些OFDM符號(hào)。這時(shí)，F(xiàn)NX14701LP就無需為DAB解碼器提供信息，因而它也可以工作在功耗大為降低的待機(jī)模式。由一個(gè)管腳兼容的基帶信號(hào)處理器通過一個(gè)快速中斷管腳通知FNX14701LP進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

閑置程度由誤差防護(hù)級(jí)別和業(yè)務(wù)的比特率決定，它還會(huì)影響基帶和RF前端處于待機(jī)模式的持續(xù)時(shí)間。對(duì)于通常音頻數(shù)據(jù)率為128kbps的音頻接收而言，采用循環(huán)上/斷電可以將RF功耗降低多達(dá)70%。