JP2009044721A - 消費電力管理方法及びそれに対応する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低消費電力のＲＦ信号用受信装置を提供する。
【解決手段】連続したデータバーストを含む無線周波数信号を受信するための装置に関し、該装置は、無線周波数信号を復号するためのデータパスを形成する複数の処理要素１６を有する復号ユニット１２と、データバーストを受信する前に、上記処理要素１６を起動させるための電源管理モジュール１８とを備える。電源管理モジュール１８は、起動時間（Ｔ０）から始まって処理要素１６を逐次的に起動させるよう適合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線（ＲＦ）受信器の消費電力管理方法及びそれに対応する装置に関する。

利用可能な帯域幅を最大限に使用するために、通信システムにおいて２以上の加入者が同時に通信できるようにする多元接続技術が幾つか実施されている。これら多元接続技術には、例えば、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号化分割多元接続（ＣＤＭＡ）、及び符号化直交周波数分割多元接続が含まれる。これらの技術では、選択されたタイムスロット、選択周波数、選択ユニークコード、又はこれらの組み合わせを介して、加入者の音声／データ信号を送受信する特定のトラフィックチャネルに各システム加入者を割り当てる。

通常、無線（ＲＦ）受信器は、あらゆる種類の信号を受信して処理する構成部品を備えている。ＲＦ受信器の全て又は一部の構成部品はバイナリモードで動作することができ、言い換えれば、ＲＦフロントエンド又はベースバンド復調器全体などの一部の構成部品はアイドルモード又はアクティブモードのいずれかの状態にある。

既知の消費電力管理方法は、新しいデータのバーストの受信を検出するためにモニタリング構成部品だけをアクティブ状態にして、受信期間の間は受信器を停止状態にする受信器機能を活用している。モニタリング構成部品を使用せずに、受信した信号のエネルギーを利用して電源投入をトリガーすることも可能である。

携帯機器向け地上デジタルテレビ放送規格（ＤＶＢ−Ｈ）の場合、受信器は、選択されているサービス専用の２つの連続したデータバーストの受信間にアイドルモードに入る。従って、ＲＦ受信器は、データバーストの最初を受信したときのみ全体的に起動していることになる。

Ｅｌｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ １９９４年６月２３日、３０巻、Ｎｏ．１３で発表されたＣ．Ｂｅｒｒｏｎ及びＣ．Ｄｏｕｉｌｌａｒｄによる論文「Ｐｓｅｕｄｏ−ｓｙｎｃｈｒｏｍｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｎｇ Ｖｉｔｅｒｂｉ ｄｅｃｏｄｅｒｓ ａｔ ａｎｙ ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ」

本発明の目的は、低消費電力のＲＦ信号用受信装置を提供することである。

以下の目的及び他の目的を考慮して、本発明は、請求項１に記載したような無線周波数信号を受信するための装置を特徴として備える。

本発明の装置によれば、起動時間に処理要素の全てが共に起動している訳ではなく、一部の処理要素はその後でのみ起動される。その時点まではその一部の処理要素は電力を消費せず、消費電力の少ない装置を達成することが可能になる。

この受信器の他の利点は従属請求項に記載されている。

請求項７に記載するように、本発明はまた、電源管理方法を特徴として備える。

本方法の他の特徴は従属請求項に記載されている。
動的電源管理方法及び対応する装置のこれら及び他の態様は、以下の説明、請求項、及び添付図面から明らかにあるであろう。

図１を参照すると、ＲＦ受信器１０が示されている。受信器１０は、アナログＲＦ信号を受信するのを目的とするアンテナ１４に接続された復調ユニット１２を備える。復調ユニット１２は、数字１６で全体的に参照される複数の処理要素を備える。

ＲＦ受信器１０は更に、処理要素１６を起動／停止状態にするための電源管理モジュール１８を備える。

受信品質に応じて、ある特定数の処理要素１６により信号を処理しなければならない。より正確に言えば、信号を復調するのに必要な処理量は、受信品質が低下するほど増大する。従って、受信品質が低い場合には、多くの処理要素により信号を処理しなければならない。

この場合には、データを処理するのに経由させる必要のある処理要素に応じて、復調ユニット１２内に入力と出力の間で複数のデータパスが利用可能である。

処理要素１６は機能モジュール１６Ａ・・・１６Ｇにグループ化され、単一の機能モジュール１６Ａ・・・１６Ｇからなる処理要素１６が同時に全て管理されるようにする。

記載される実施例では、処理要素１６は、入力から出力まで７つの連続した機能モジュールにグループ化され、すなわち、受信モジュール１６Ａ、受信制御モジュール１６Ｂ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）モジュール１６Ｃ、周波数チャネル推定モジュール１６Ｄ、第１の復号器モジュール１６Ｅ、第２の復号器モジュール１６Ｆ、及びデマルチプレクスモジュール１６Ｇである。

実施例では、明確にするために一部の処理要素だけが記載されている。本発明の範囲から逸脱することなく、復調ユニットにおいて他の処理要素を使用してもよい点は当業者であれば理解されるであろう。更に、機能モジュールは別の方式で定義することもでき、すなわち、本発明の範囲から依然として逸脱することなく、別の方式で処理要素をグループ化してもよい。

これに伴って、受信モジュール１６Ａは、ベースバンド信号を出力するフロントエンド２０を備える。

受信制御モジュール１６Ｂは、アナログデジタル変換器２２と、フロントエンド２０を制御するためにデジタル信号からゲイン信号を生成するための増幅器ゲインコントローラ（ＡＧＣ）２４とを備える。

ＦＦＴモジュール１６Ｃは、ＦＦＴ処理要素２８に補償信号を出力する時間周波数オフセット補償器２６を備える。ＦＦＴモジュール１６Ｃは更に、時間周波数オフセット補償器２６及びＦＦＴ処理要素２８を制御するための符号及び時間並びに周波数同期要素３０を備える。

周波数チャネル推定モジュール１６Ｄは、複数の処理要素３２_ｊを有する周波数チャネル推定ユニット３２を備え、これらの中には、ＦＦＴ処理要素２０Ｂにより出力される周波数信号を共に用いるチャネル推定器３２_１と１次チャネル導関数推定器３２_２がある。

第１の復号器モジュール１６Ｅは、複数の処理要素３４_ｊを有する等化ユニット３４を備える。等化ユニット３４は、ＦＦＴ処理要素２８により出力される周波数信号を等化することを目的とする。等化ユニット３４は、チャネル推定モジュール１６Ｄの処理要素３２_ｊにより制御される。

第１の復号器モジュール２４は更に、等化信号を復号してビットのシーケンスを出力するＶｉｔｅｒｂｉ復号器３６を備える。Ｖｉｔｅｒｂｉ復号器３６は、信号の品質に応じて全て又は部分的に使用しなければならない複数の処理要素３６_ｋを含む。

第２の復号器モジュール１６Ｆは、Ｖｉｔｅｒｂｉ復号器３６により出力されたビットシーケンスからバイトトランスポートストリームを生成するためのリードソロモン復号器３８を備える。

デマルチプレクスモジュール１６Ｇは、デマルチプレクス要素４０と、ＩＰデータを出力するための復号器４２とを備える。デマルチプレクス要素４０は、復号されているデータのバーストから次のデータバーストの受信時点に関する情報を抽出することができる。本発明のこの論点は後で更に詳細に説明する。

何らかの有用なデータを出力する前に、各機能モジュール１６Ａ・・・１６Ｇは、受信信号と同期することが必要とされる。各機能モジュール１６Ａ・・・１６ｂの同期は、処理要素の同期を意味する。従って、同期持続時間は、機能モジュール１６Ａ・・・１６Ｇの機能を果たすのに必要な処理モジュールの数に依存し、すなわち受信品質に依存する。機能モジュール１６Ａ・・・１６Ｇの同期持続時間を決定するために、電源管理モジュール１８は、分析モジュール４４と、同期持続時間決定要素４６とを含む。

同期持続時間要素４６は、あらゆる機能モジュール１６Ａ・・・１６Ｇの同期持続時間を提供することができる。同期持続時間は、ＳＤ１、ＳＤ２、ＳＤ３、ＳＤ４、ＳＤ５、ＳＤ６、及びＳＤ７として参照される。

一部の同期持続時間は予め設定されており、データベース４８内に記憶されている。これらは、最大同期時速時間、すなわち最も悪い可能性のある受信に相当する。

予め設定された同期持続時間はＳＤ１、ＳＤ２、ＳＤ３、及びＳＤ６である。これらは、同期持続時間が受信条件に対してあまり変化しない機能モジュールに相当するのが好ましい。

他の同期持続時間、すなわちＳＤ４及びＳＤ５は実際の受信条件に適合されている。

同期持続時間ＳＤ４及びＳＤ５を適合させるために、分析モジュール４４はドップラー効果計算要素４４Ａと、Ｖｉｔｅｒｂｉ擬似シンドローム計算要素４４Ｂとを含む。

ドップラー効果計算要素４４Ａは、周波数チャネル推定ユニット３２の時間周波数補間フィルタで測定された変形測定値に基づいている。

Ｖｉｔｅｒｂｉ擬似シンドローム計算要素は、Ｖｉｔｅｒｂｉ復号器３６により出力されたビットシーケンスの品質に関する情報を提供する。これは、Ｅｌｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ １９９４年６月２３日、３０巻、Ｎｏ．１３で発表されたＣ．Ｂｅｒｒｏｎ及びＣ．Ｄｏｕｉｌｌａｒｄによる論文「Ｐｓｅｕｄｏ−ｓｙｎｃｈｒｏｍｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｎｇ Ｖｉｔｅｒｂｉ ｄｅｃｏｄｅｒｓ ａｔ ａｎｙ ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ」で説明されているように設計することができる。

同期持続時間決定要素４６は、分析モジュール４４及びデータベース４８に接続される。決定は、分析モジュール４４が提供する計算結果をデータベース４８内に記憶された予め設定された閾値と比較することにより行われる。

ドップラー効果計算により同期持続時間ＳＤ４が得られ、Ｖｉｔｅｒｂｉシンドローム計算により同期持続時間ＳＤ５が得られる。

更に、同期持続時間決定要素４６は、復調ユニット１２全体の総同期持続時間ＳＤを求めるように構成されている。総同期持続時間ＳＤは、データパスに沿った第１の処理要素の起動と復調ユニット１２の出力での復調信号の出力動作との間の時間長から導出される。好ましくは、総同期持続時間ＳＤは、以前に受信されたデータバーストの所与の数について求められた時間長の平均に相当する。

その結果、同期持続時間決定要素４６は、データパスに沿った様々な位置に推定同期持続時間を提供する。

処理要素１６は、互いとは別個に起動及び停止されるように適合されている。電源管理モジュール１８は、同期持続時間決定要素４６により求められた同期持続時間に従って、各処理要素１６は個別に起動又は停止されるように適合された起動又は停止モジュール５０を備える。

処理要素の起動又は停止はその電源の制御に依存し、処理要素は、電源供給時に起動状態になり、非供給時に停止状態になる。或いは、処理要素は、クロック信号の供給に基づくことができる。この後者の場合には、処理要素は、クロック信号供給時に起動され、クロック信号非供給時又は一定であるときに停止される。

図２を参照すると、ＤＶＢ−Ｈ信号の一部が示されている。

ＤＶＢ−Ｈ信号の一部は、Ｓ１・・・Ｓ３で示される複数のサービスを搬送する。例えば、各サービスはＴＶチャネルに対応する。

伝送は「タイムスライス」される。これは、各サービスＳ１・・・Ｓ３が予め設定されたタイムスライスの間の利用可能な帯域の一部を用いることを意味する。受信器１０が、例えば第１のサービスＳ１である特定のサービスを受けるように設定されると、連続するデータバーストのような有用なデータが受信され、各バーストがＳ１に帰属するタイムスロットに対応する。２つのバーストデータ間の信号は、オフタイム信号と呼ばれ、他のサービスデータを搬送する。

各バーストのデータＢは、２つのデータバースト間のオフタイム持続時間を含む。

ここで図３及び４を参照し、図２のＤＶＢ−Ｈ信号を受信しているときの図１の受信器１０の動作を説明する。

この動作は、データバーストＢが受信されたときに、データパスを形成する処理要素全てが起動され同期されなくてはならないことに基づいている。また、動作は、データパス内の前の処理要素自体が同期されているときにだけ、所与の処理要素が同期できることに基づいている。

その結果として、受信器１０は、最初に電源が投入されて、第１のサービスＳ１を受信するように設定され、復調ユニット１２は、第１のデータバーストＢを受信し復調するために全体的に、又はほぼ全体的に起動される。データバーストを受信すると、受信器１０はアイドル状態に切り替えられ、すなわち復調ユニット１２が停止される。

次いで、各データバーストＢについて以下の各ステップが行われる。

本方法は、第１のサービスＳ１に対応する次のデータバーストＢがアンテナ１４により受信されることが見込まれる時間Ｔを決定する段階１００を含む。この決定は、前に受信されたデータバーストＢのデータを用いることにより行われる。

ステップ１１０の間、同期持続時間ＳＤよりも短い見込み受信時点に対応する時間Ｔ０で、データパスに沿った第１の機能モジュール１６Ａが起動され、すなわち、処理要素が起動される。

次いで、第１の機能モジュール１６Ａがアンテナ１４から受信されるオフタイム信号と同期する。

ステップ１３０の間、第１の機能モジュール１６Ａが起動する時間Ｔ０と予め設定された同期持続時間ＳＤ１とを加えた時間に相当する時間Ｔ１で、第２の機能モジュール１４Ｂが起動される。次いで、第２の機能モジュール１４Ｂは、第１の機能モジュール１６Ａから受信されたオフタイム信号と同期する。

同様に、ステップ１４０の間、時間ＴとＳＤ及びＳＤ２とを加えた時間で、第３の機能モジュール１６Ｃが起動され、同期される。

ステップ１５０の間、起動されるべき周波数チャネル推定モジュール１６Ｄの処理要素は、少なくとも１つの以前に受信されたデータバーストに関して分析モジュール４４により行われるドップラー計算から導出され、同期持続時間ＳＤ４が求められる。

ステップ１５０の後にステップ１６０が続き、このステップ１６０の間、時間Ｔ０とＳＤ１、ＳＤ２、及びＳＤ３を加えた時間で、周波数チャネル推定モジュール１６Ｂが起動される。ステップ１７０の間、周波数チャネル推定モジュール１６Ｂが、前のモジュール１６Ｃから受信されたオフタイム信号と同期する。

ステップ１７０の後にステップ１８０が続き、このステップ１８０の間、時間Ｔ０と同期持続時間ＳＤ１、ＳＤ２、ＳＤ３、及びＳＤ４を加えたものに相当する時間に第１の復号器モジュール１６Ｅが起動される。

第１の復号器モジュール１６Ｅにおいて起動される必要のある処理要素ＰＥは、少なくとも１つの以前に受信されたデータバーストに関して分析モジュール４４により行われるＶｉｔｅｒｂｉ擬似シンドローム計算から導出される。また、Ｖｉｔｅｒｂｉ擬似シンドローム計算から同期持続時間ＳＤ５が求められる。

ステップ１８０の後にステップ１９０が続き、このステップ１９０の間、第１の復号器モジュール１６Ｅが、前のモジュール１６Ｄ及び１６Ｃから受信されたオフタイム信号と同期する。

ステップ２００の間、時間Ｔ０と前のモジュールの同期持続時間ＳＤ１、ＳＤ２、ＳＤ３、ＳＤ４、及びＳＤ５を加えたものに相当する時間に第２の復号器モジュール１６Ｆが起動される。

ステップ２００の後にステップ２４０が続き、このステップ２４０の間、第２の復号器モジュール１６Ｆが第１の復号器モジュール１６Ｅから受信されたオフタイム信号と同期する。

同様に、ステップ２２０及び２４０の間、時間Ｔ０と前の機能モジュールの同期持続時間とを加えた時間に最後の機能モジュール１６Ｇが起動され、受信したデータと同期する。

本方法はステップ２５０に進み、このステップ２５０の間、受信時間Ｔで見込みバーストデータが受信される。受信時間Ｔでは、機能モジュール１６Ａ・・・１６Ｇ全てが、データバーストＢを正確に復調するように起動され同期されることが見込まれる。

ステップ２６０の間、各機能モジュール１６Ａ・・・１６Ｇの出力が分析モジュール４４によりスキャンされ、機能モジュールの一部がデータバーストＢの処理で終了したかどうかを判断するようにする。終了した場合、起動又は停止モジュール５０により各モジュールが停止され、すなわち、これらの処理要素が停止される。これは図３の２７０で参照される。

判断が完了すると、受信器は再度アイドル状態になり、本方法はステップ１００に戻る。
他の多くの追加の実施形態が実施可能である。例えば、本発明の方法は、プロセッサ可読媒体上に格納された命令シーケンスを有するプロセッサプログラムにより実行されて、プロセッサが受信信号に基づいて復号器ユニットの処理要素を別個に且つ動的に起動させることができる。

このプロセッサプログラムは、例えば、コンピュータ、ラップトップ、移動電話、テレビ復号器、テレビセット、及び同様のものなどの、あらゆる種類の処理ユニット内に内蔵することができる。

本発明によるＲＦ受信器の概略図である。 ＤＶＢ−Ｈ信号の部分的表現である。 図２の信号の受信中の図１の受信器の消費電力を表すグラフである。 図１のＲＦ受信器により行われる電源管理の方法のフローチャートである。

符号の説明

１０ ＲＦ受信器
１２ 復調ユニット
１４ アンテナ
１６ 複数の処理要素
１８ 電源管理モジュール
２０ フロントエンド
２２ アナログデジタル変換器
２４ ゲインコントローラ（ＡＧＣ）
２６ 時間周波数オフセット補償器
２８ ＦＦＴ処理要素
３０ 符号及び時間並びに周波数同期要素
３４ 等化ユニット
３６ Ｖｉｔｅｒｂｉ復号器
３８ リードソロモン復号器
４０ デマルチプレクス要素
４２ ＩＰデータを出力するための復号器

Claims (15)

1. 連続したデータバースト（Ｂ）を含む無線周波数信号を受信するための装置であって、
   前記無線周波数信号を復号するためのデータパスを形成する複数の処理要素（１６）を有する復号ユニット（１２）と、
   データバースト（Ｂ）を受信する前に、前記処理要素（１６）を起動させるための電源管理モジュール（１８）と、
   を備えた装置において、
   前記電源管理モジュール（１８）が、起動時間（Ｔ０）から始まって前記処理要素（１６）を逐次的に起動させるよう適合されている、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記処理要素を起動させるための電源管理モジュール（１８）が、起動されることになる前記処理要素に先行するデータパスに沿った処理要素（１６）の同期持続時間を決定する同期持続時間決定モジュール（４６）を含み、起動されることになる前記処理要素を起動時間（Ｔ０）と同期持続時間を加えた時間に相当する時間に起動させるよう適合されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記電源管理モジュール（１８）が、前記信号の受信品質パラメータを決定するための分析モジュール（４４）を含み、前記同期持続時間決定モジュール（４６）が前記受信品質パラメータから前記同期持続時間を導出するよう適合されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記受信品質パラメータがドップラー効果である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記受信品質パラメータがＶｉｔｅｒｂｉシンドロームである、
   ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 前記電源管理モジュール（１８）が前記復調ユニット（１２）の総同期持続時間（ＳＤ）を求めるよう適合されており、前記電源管理モジュール（１８）が、前記データバーストの見込み受信時間（Ｔ）を求めるように適合され、前記起動時間（Ｔ０）が前記総同期持続時間よりも短い前記データバーストの受信時間（Ｔ）に相当する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の装置。
7. 連続したデータバースト（Ｂ）を含む無線周波数信号を受信するよう適合され、且つ前記無線周波数信号を復号するためのデータパスを形成する複数の処理要素（１６）を有する復号ユニット（１２）を備えた受信器の電源を管理する方法であって、
   前記方法が前記データバースト（Ｂ）を受信する前に前記処理要素（１６）を起動させる段階を含み、
   前記処理要素（１６）は、起動時間（Ｔ０）から始まってデータパスに沿って逐次的に起動させる、
   ことを特徴とする方法。
8. 処理要素を起動させるために、
   起動されることになる前記処理要素に先行するデータパスに沿った前記処理要素の同期持続時間を決定する段階と、
   起動されることになる前記処理要素を起動時間（Ｔ０）と前記同期持続時間を加えた時間に相当する時間に起動させる段階と、
   を含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記信号の受信品質パラメータを決定する段階と、
   前記受信品質パラメータから前記同期持続時間を導出する段階と、
   を含む、
   ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記受信品質パラメータがドップラー効果である、
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記受信品質パラメータがＶｉｔｅｒｂｉシンドロームである、
    ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 前記データバーストの受信時間（Ｔ）を求める段階と、
    前記復調ユニット（１２）の総同期持続時間（ＳＤ）を求める段階と、
    を含み、
    前記起動時間（Ｔ０）が前記総同期持続時間よりも短い前記データバーストの受信時間（Ｔ）に相当する、
    ことを特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記総同期持続時間が、前記起動時間（Ｔ０）と、前に受信されたデータバースト用の復調ユニットからの復調信号の出力時点との間の時間長に相当する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記総同期持続時間が、前記起動時間（Ｔ０）と、前に受信されたデータバーストの予め設定された数用の復調ユニットからの復調信号の出力時点との間の平均時間長に相当する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
15. プロセッサによって実行されたとき、プロセッサによって前記請求項７から１４に記載の方法を行うような、命令のシーケンスを備えたプロセッサプログラムが記憶されたプロセッサ可読媒体。

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