专利名称：数字解调装置、数据接收器、该装置的控制方法、该装置的计算机产品以及其上记录该产 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于接收并解调从数字发送装置发送的已调制信号的数字解调技术。
背景技术：
近年来，作为接收和解调从数字发送装置发送的已调制信号的数字解调装置，提出了一种能实现功耗减少的数字解调装置。例如，JP-A-2001-251275公开了一种能通过将构成调谐器和解调器的每一电路元件的电源接通/切断适当的时间来实现功耗减少的数字解调装置。
当控制构成调谐器或解调器的电路元件的电源时，可能引起接收信号中噪声的产生，以使信号的状态恶化，虽然它取决于诸如控制时机和控制时间段等因素。在这种情况中，例如，在一部分接收信号已被完全破坏，因此不能从该部分取出数据的情况中，解调器对信号状态已恶化的那部分执行与信号的正常状态的情况下相同的解调处理是无用的。这导致用于无用处理的额外功耗。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种使得能通过降低对预期信号状态会恶化的一部分信号的解调处理的性能来进一步减少解调器的功耗的数字解调技术。
根据本发明的数字解调装置包括调谐器，用于对接收信号执行信道选择处理；解调器，用于对来自调谐器的接收信号执行解调处理；控制器，用于控制该调谐器和该解调器；信号状态预测部分，用于预测在假设控制器执行预定控制时接收信号的信号状态；以及操作控制部分，用于在信号状态预测部分预测接收信号的信号状态由于控制器的控制而被恶化到预定状态时控制构成该解调器的多个电路元件中的至少一个的操作，以使电路元件在处理信号状态被恶化的部分时的操作性能降低。
根据以上特征，当信号状态预测部分预测接收信号的状态由于控制器的预定控制而被恶化时，操作控制部分控制构成解调器的电路元件，以使该元件的操作性能降低。当接收信号的一部分的状态由于控制器的控制而被恶化至不能从该部分中取出数据的程度时，对其中信号状态已恶化的那部分执行与正常部分相同的解调处理是无用的。因此，通过降低对其中信号状态已恶化的那部分的解调处理的性能，能减少解调器的功耗。在以下描述中，“电路元件”不限于构成解调器的每一部分的电路。“电路元件”能对应于部分的任一单元，例如，等效于构成电路的晶体管的部分。
根据本发明的数字解调装置可包括在假设控制器执行预定控制时估算接收信号的CN比的CN比估算部分，且当CN比估算部分所估算的CN比不超过预定阈值时，信号状态预测部分可判定接收信号的信号状态被恶化至预定状态。根据此特征，当假设控制器执行预定控制时所估算的CN比小于预定阈值时，判定接收信号的信号状态被恶化，并控制构成解调器的电路元件的操作以降低该操作的性能。
在根据本发明的数字解调装置中，解调器包括将作为模拟信号的接收信号转换成数字信号的AD转换部分，以及通过减少提供给AD转换部分的电功率来控制AD转换部分的操作的操作控制部分。根据此特征，当接收信号的状态已被恶化时，在处理状态已恶化的那部分时向AD转换部分提供的电功率减少。因此，减少了解调器的功耗。
在根据本发明的数字解调装置中，操作控制部分可以减少电功率以减小AD转换部分的分辨率，或减小AD转换部分的采样频率。
在根据本发明的数字解调装置中，解调器包括将作为模拟信号的接收信号转换成数字信号的AD转换部分，以及处理来自AD转换部分的数字信号多个的数字电路，且操作控制部分以其中信号状态预测部分已预测信号状态被恶化的码元为单位在多个数字电路中的至少一个中停止对接收信号的处理。根据此特征，当接收信号的状态已被恶化时，停止至少一个数字电路中的处理以减少操作量等。这减少了解调器的功耗。
在根据本发明的数字解调装置中，操作控制部分可以在码元同步部分、FFT部分、帧同步部分、检测部分、波均衡部分和频率解交织部分中的一个中停止对接收信号的处理。
在根据本发明的数字解调装置中，接收信号已被交织，且该装置包括纠错部分，用于对已交织的接收信号执行解交织处理并纠正该已解交织的接收信号中所包括的差错。根据此特征，即使在接收信号中由于控制器的预定控制而使差错增加从而使信号状态恶化，纠错部分也能在通过解交织处理分散差错后纠正接收信号中的差错。这使得能够获得准确的数据。
在根据本发明的数字解调装置中，纠错部分包括对接收信号执行时间解交织处理的时间解交织部分，且该装置包括一假信号生成部分，用于以其中信号状态预测部分已预测信号状态被恶化的码元为单位，在多个数字电路中的至少一个中停止对接收信号的处理时将假信号代替接收信号输出至时间解交织部分。当AD转换部分后的数据电路中的处理被停止时，在停止处理期间数据不输出至时间解交织部分，且不能执行正常的时间解交织处理。然而，根据本发明，因为在数字电路中的处理由于接收信号的状态的恶化而被停止时将假信号代替接收信号输入至时间解交织部分，所以能适当地执行时间解交织处理。
在根据本发明的数字解调装置中，纠错部分基于输入信号的可靠性改变其纠错性能。根据此特征，能在要输入的信号的可靠性的基础上适当地设置纠错性能。
在根据本发明的数字解调装置中，假信号生成部分可以将假信号的可靠性设置为最低值。根据此特征，当将假信号输入至纠错部分时，总是判断该输入信号出错，从而提高了纠错性能。
在根据本发明的数字解调装置中，纠错部分可包括对已通过卷积编码进行编码的接收信号进行解码的解码器。根据此特征，通过该解码器对已通过卷积编码进行编码的接收信号进行解码，能纠正该接收信号中所包括的差错。
在根据本发明的数字解调装置中，解码器可以基于输入信号的可靠性来改变追溯(trace back)长度。卷积编码方法是从过去的数据的历史进行编码的方法。因此，在对已通过卷积编码进行编码的信号进行解码的解码器中，随着追溯长度，即在追溯时所考虑的长度变长，纠错性能被进一步提高。因此，根据本发明，当输入信号的可靠性高，即信号状态良好时，能通过缩短追溯长度来减少解码处理等的操作量以减少功耗。相反，当输入信号的可靠性低，即信号状态差时，能通过增加追溯长度来进一步确保差错被纠正。
在根据本发明的数字解调装置中，解码器能够选择其中在不影响输入信号的可靠性的情况下执行解码的第一解码模式和其中在影响输入信号的可靠性的情况下执行解码的第二解码模式中的一个，且解码器可以基于可靠性在两个解码模式之间切换其模式。根据此特征，当输入信号的可靠性高，即信号状态良好时，能通过选择在不影响信号可靠性的情况下执行解码处理的第一解码模式来减少解码处理的操作量以减少功耗。相反，当输入信号的可靠性低，即信号状态差时，能通过选择在影响可靠性的情况下执行的解码处理的第二解码模式来进一步确保差错被纠正。
能在诸如蜂窝电话和数字电视接收器等对字符数据、图像数据、音频数据和程序数据中的至少一个执行再现处理的各种数字接收器中采用如上所述的数字解调装置。这种接收器从由本发明的数字解调装置解调的接收信号中获得关于字符数据、图像数据、音频数据或程序数据的信息，然后对该数据执行再现处理。
根据本发明的数字接收器可包括数字解调装置，该数字解调装置包括对接收信号执行信道选择处理的调谐器和对来自调谐器的接收信号执行解调处理的解调器。该接收器还可包括控制器，用于控制包括数据解调装置的整个接收器；信号状态预测部分，用于预测假设控制器执行预定控制时接收信号的信号状态；以及操作控制部分，用于在信号状态预测部分已预测接收信号的信号状态由于控制器的控制而被恶化到预定状态时控制构成该解调器的多个电路元件中的至少一个的操作，以使在处理信号状态被恶化的部分时电路元件的操作性能降低。
即时在控制整个接收器的控制器执行控制时，也可能在接收信号中产生噪声从而恶化信号状态。为此，根据本发明，当预测接收信号的信号状态由于控制器的预定控制而被恶化时，操作控制部分控制构成解调器的电路元件的操作，以使该元件的操作性能降低，从而减少该解调器的功耗。
一种根据本发明的控制方法是用于数字解调装置的，该数字解调装置包括调谐器，用于对接收信号执行信道选择处理；解调器，用于对来自调谐器的接收信号执行解调处理；以及控制器，用于控制该调谐器和该解调器。该方法包括信号状态预测步骤，该步骤预测在假设控制器执行预定控制时接收信号的信号状态；以及操作控制步骤，该步骤在信号状态预测步骤中预测接收信号的信号状态由于控制器的控制而被恶化到预定状态时控制构成该解调器的多个电路元件中的至少一个的操作，以使在处理信号状态被恶化的部分时电路元件的操作性能降低。
根据本发明的控制方法，当预测接收信号的状态由于控制器的预定控制而被恶化时，在操作控制步骤中，控制构成解调器的电路元件的操作，以使该元件的操作性能降低。这使得可以减少解调器的功耗。
一种根据本发明的计算机程序产品是用于数字解调装置的，该数字解调装置包括调谐器，用于对接收信号执行信道选择处理；解调器，用于对来自调谐器的接收信号执行解调处理；控制器，用于控制该调谐器和该解调器。该产品使数字解调装置执行信号状态预测步骤，该步骤预测在假设控制器执行预定控制时接收信号的信号状态；以及操作控制步骤，该步骤在信号状态预测步骤中预测接收信号的信号状态由于控制器的控制而被恶化到预定状态时控制构成解调器的多个电路元件中的至少一个的操作，以使在处理信号状态被恶化的部分时电路元件的操作性能降低。
根据该计算机程序产品，当预测接收信号的状态由于控制器的预定控制而被恶化时，在操作控制步骤中，控制构成解调器的电路元件的操作，以使该元件的操作性能降低。这使得可以减少解调器的功耗。
根据本发明的记录介质在其上记录该计算机程序产品。根据此特征，能减少解调器的功耗。
从以下结合附图的描述中，本发明的其它和进一步的目的、特征和优点将得以更充分的体现，在附图中图1是作为根据本发明的一个实施例的数字接收器的一个例子的蜂窝电话的外观图；图2是示出根据本发明的实施例的数字解调装置的一般构造的框图；图3是示出图2中所示的调谐器的构造的框图；图4是示出图2中所示的解调器的构造的框图；图5是示出图4中所示的解调单元的构造的框图；图6是用于说明时间交织和时间解交织的表示；图7是示出图2中所示的控制器的控制对接收信号的影响的时序图；
图8是示出控制器的构造的框图；以及图9是示出包括构成解调单元的电路元件的性能降低控制的一系列过程的流程图。
具体实施例方式
下面将参照附图来描述本发明的一个实施例。该实施例的数字解调装置1作为数字接收器被设置在例如蜂窝电话201中，如图1所示。由蜂窝电话201通过其天线接收的信号Sr由数字解调装置1进行解调。从该已解调的信号中再现字符数据、图像数据、音频数据或程序数据。通过设置在电话201上的未示出的显示器和未示出的扬声器向蜂窝电话201的用户提供该信息。虽然在本实施例中作为例子描述了用于蜂窝电话的数字解调装置1，但也可以在除了这种蜂窝电话以外的另一数字接收器，例如数字电视接收器、无线LAN设备、或使用无线LAN的个人计算机中采用数字解调装置1。
下面将简要地对要由蜂窝电话201通过其天线接收并由数字解调装置1解调的信号Sr进行描述。在此实施例中，将作为示例描述其中采用依照日本数字地面广播的传输系统，即地面综合业务数字广播(ISDB-T)系统的情况。
首先，通过相应的预定方法将要发送的字符、图像、声音和程序的数据数字化。另外，将代码添加到数字化的数据，以使由于在传输路径中出现的噪声和干扰波而产生的差错能够在接收方纠正。对代码，使用的是Reed-Solomon(RS)编码和卷积编码。在数字地面广播中所使用的RS编码中，要发送的204个字节的数据的后16个字节用作校验位，且204个字节的8字节差错能得以最大地纠正。另一方面，对于卷积编码，使用Viterbi编码，在Viterbi编码中，编码率k/n被标准化为1/2-7/8，其中n表示要发送的已编码数据的位数，而k表示编码之前的数据的位数。接收方的数字解调装置1执行RS解码和Viterbi解码以恢复通过RS编码和Viterbi编码来编码的数据，从而纠正在传输等中产生的差错。
根据传输路径的条件，存在着出现突发差错的情况，其中在发送的信号中，差错在时间上或在频率上连续地集中。在某个特定长度的信号中所产生的差错要通过如上所述的用于RS编码的纠错方法来纠正的情况中，在该长度的信号中能纠正的差错的数目上有限制。因此，如果出现如上所述的突发差错，则可能存在不能纠错的情况。另一方面，在Viterbi解码的情况中，如果在解码前的数据中存在差错，则可能存在执行了不正确的代码纠正从而增加而非减少连续差错的情况。为此，在ISDB-T系统中，在发送方执行其中在时间上或频率上重排要发送的数据的各种交织处理，以使即时在发送的信号中出现突发差错也能够纠错。在接收方执行解交织处理以恢复该数据，从而传输中产生的突发差错被分散，如图6所示。稍后将详细描述交织和解交织处理。
另外，执行能量分散处理以防止由于数据偏差而引起的发送信号中的能量偏差。能量分散处理是通过在伪随机数据和根据发送信号的数据之间以位为单位进行异或运算来使数据随机来执行的。
数据在如上所述的各种处理后被发送。作为用于ISDB-T系统的传输方法，采用正交频分多路复用(OFDM)方法。OFDM方法是一种其中将频率不同的多个载波用于数据传输的多载波方法。
首先，根据要发送的数据中所包括的多个数据值的排列次序，将数据值分配给频率不同的相应载波。接着，通过对分配给频率不同的多个载波的数据值串进行快速傅里叶逆变换(IFFT)，将多个载波叠加以形成OFDM信号。OFDM方法中所使用的载波的波形相互正交以防止载波之间的干扰。术语“两个波正交”指当各自表示波幅对时间的关系的诸函数彼此相乘，然后在对应于一个周期的积分区域中对时间积分时，值为零，即诸函数的内积为0。
为了消除除直接波以外的滞后波的影响，将保护间隔插入其中叠加了多个已调制载波的OFDM信号中。保护间隔以将OFDM信号的每一有效码元长度的信号的一端复制并插入到该有效码元长度的信号的另一端的方式来形成。有效码元长度指其中将一个数据放在一个载波上的周期，并且它对应于OFDM方法中所使用的载波的频率间隔的倒数。其中插入了保护间隔的OFDM信号被发送至传输路径。
在以上例子中，接收信号Sr是要根据ISDB-T系统发送的信号。然而，除了ISDB-T系统以外，信号还可以根据数字音频广播(DAB)系统、地面数字视频广播(DVB-T)系统或欧洲的手持式数字视频广播(DVB-H)系统；韩国的数字多媒体广播(DMB)系统；或用于无线LAN的IEEE802.11a/b/g/n来发送。
接着，将详细地描述解调通过天线接收到的上述信号Sr的数字解调装置1。如图2所示，数字解调装置1中包括有调谐器2、解调器3和控制器4。调谐器2通过如图1所示的蜂窝电话201的天线接收信号Sr；放大信号Sr；将信号Sr转换成中频(IF)信号Si；然后将该IF信号Si发送至解调器3。解调器3从调谐器2接收IF信号Si，并从该IF信号Si生成已解调的信号，例如传输流(TS)信号。控制器4控制调谐器2和解调器3的操作。
首先，将描述调谐器2。如图3所示，调谐器2中包括有RF放大器部分21、混频器部分22、VCO-PLL部分23、滤波器部分24和IF放大器部分25。调谐器2所接收到的信号Sr由RF放大器部分21放大，然后被发送至混频器部分22。根据从控制器4发送的信道控制信号，VCO-PLL部分23基于对应于特定信道的频率来生成混频信号。
该混频信号被发送至混频器部分22，其中将混频信号与信号Sr混频。滤波器部分24从混频信号中去除不需要频率的信号分量以生成对应于所选信道的IF信号。如上所述的处理是信道选择处理。IF信号由IF放大器部分25放大，且所得的IF信号Si被发送至解调器3。
接着，将描述解调器3。如图4所示，解调器3中包括有对来自调谐器2的IF信号Si执行解调处理的解调单元40；以及控制解调单元40的每一部分的解调控制单元41。
首先，将描述解调单元40。如图5所示，解调单元40中包括有作为AD转换部分的ADC部分31、AFC码元同步部分32、快速傅里叶变换(FFT)部分33、帧同步部分34、检测部分35、波均衡部分37和纠错部分36。解调单元40对从调谐器2发送的IF信号Si执行解调处理和纠错处理。
从调谐器2发送的IF信号Si被输入至ADC部分31。ADC部分31将模拟IF信号转换成数字信号，并将转换后的数字信号发送至AFC码元同步部分32。AFC码元同步部分32对从ADC部分31发送的数字信号执行诸如滤波器处理等校正处理。另外，AFC码元同步部分32确定将在下面描述的FFT部分33的傅里叶变换的起点，即码元同步点。然后，AFC码元同步部分32将同步的数字信号发送到FFT部分33。此外，AFC码元同步部分32导出关于指示有效码元长度的模式的信息，并将关于该模式的信息发送至控制器4。在本实施例中，指示有效码元长度的模式包括252微秒的有效码元长度的模式1、504微秒的有效码元长度的模式2和1008微秒的有效码元长度的模式3。
当确定了码元同步点时，使得能实现受到滞后到达的滞后波等的最小影响的最合适接收的点被设置成同步点。作为确定同步点的方法，使用其中涉及信号的相关的方法；其中通过使用导频信号来校正相移的方法等。
FFT部分33通过傅里叶变换，即时间—频率变换，来转换从AFC码元同步部分32发送的数字信号。因为输入到FFT部分33的数字信号是OFDM信号，因此它具有通过傅里叶逆变换转换的波形，即其中叠加了根据数据值调制的多个载波的波形。FFT部分33从如此叠加的波中取出根据数据值调制的多个载波的数据值。然后，FFT部分33重排对应于分配给相应载波的数据值的数字信号，以使这些信号在时间上以数据的原始次序排列。从而，FFT部分33再现对应于OFDM信号生成前的数据的数字信号。然后，FFT部分33将该数字信号发送至帧同步部分34。
帧同步部分34以帧为单位来同步从FFT部分33发送的数字信号。一帧由例如204个码元构成，并且如下所述，从一帧信号中获得一批TMCC信息。由帧同步部分34同步的数字信号被发送至波均衡部分37以及检测部分35。
在数字信号中所包括的分散的导频信号等的基础上，波均衡部分37对由帧同步部分34同步的数字信号执行波均衡处理。在通过波均衡校正了该信号后，波均衡部分37将该信号解调(或解映射)成与数据值相对应的数字信号，然后将经解调(或经解映射)的数字信号发送至纠错部分36。另外，在经波均衡的数字信号中所包括的分散的导频信号等的基础上，波均衡部分37导出每一载波的星座图和一指定值之间的差异。波均衡部分37从所导出的星座图和指定值之间的差异中取出关于接收信号的调制差错比(MER)或CN比的信息。然后，波均衡部分37将该MER或CN比发送至控制器4。
检测部分35取出每一帧的信号中所包括的TMCC信息，并将关于TMCC的信息发送至控制器4。TMCC信息中包含有诸如载波调制方法等传输系统，如64QAM、16QAM或QPSK等；卷积编码率，例如1/2、2/3、3/4、5/6或7/8；保护间隔长度等的信息。作为保护间隔长度，所采用的有有效码元长度的1/4、1/8、1/16和1/32。
纠错部分36中包括有解交织部分43、44、45和47，用于对来自波均衡部分37的数字信号执行解交织处理；解码器46和49，用于对数字信号执行解码处理；以及能量反分散部分48。
解交织部分包括分别与在发送方执行的各种交织处理相对应地执行频率解交织、时间解交织、位解交织和字节解交织的频率解交织部分43、时间解交织部分44、位解交织部分45和字节解交织部分47。已执行了各种交织处理的数字信号通过以上各种解交织处理被恢复成交织前的数字信号。
这里，发送方的交织处理和由接收方的解交织部分进行的解交织处理将是互补的。例如，发送方的时间交织和在接收方的用于恢复已执行了时间交织的数据的时间解交织如下执行。图6是示出时间交织和解交织处理的一个示例的表示。图6示出在交织和解交织处理之前和之后的三个信号Si。每一信号Si由多个时间上连续的码元Sb构成。
如图6所示，由多个已调制载波构成的OFDM信号Si通过发送方的时间交织处理以对应于每一码元Sb的长度的数据为单位以预定次序重排。当发送如此重排的对应于数据的信号时，根据传输路径的条件，在部分信号中可能会出现连续的突发差错101。
在蜂窝电话201接收到包括突发差错101的信号后，曾经通过时间交织处理重排的数据通过时间解交织处理恢复至其原始次序。通过这样做，传输路径中多个码元上出现的突发差错101通过时间解交织处理被分散成相应码元的差错102。
如图6所示，通过时间交织处理来进行重排，以使每一码元被移至时间上晚于其在时间交织处理前的原始位置的位置。另外，频率不同的载波中所包括的码元的信号被分别包括在重排后的信号中时间上不同的位置中。因此，即使在出现其中差错在时间上集中的突发差错，也可以通过解码器的解码处理来纠错，因为差错在时间解交织处理后被分散。
在发送方的字节交织处理中，以字节为单位重排信号，以使数据以RS编码的204个字节为单位分散。在位交织处理中，以位为单位重排信号。在频率交织处理中，在OFDM信号Si中所包括的多个载波之间重排码元。向交织前的数据的恢复通过接收方的字节、位和频率解交织处理来进行。
对从波均衡部分37发送的数字信号进行解码的解码器包括Viterbi解码器46和RS解码器49。在发送方经Viterbi和RS编码的数字信号通过上述解交织处理使其差错分散；它由Viterbi解码器46和RS解码器49恢复成编码前的数字信号；从而纠正了由于传输等产生的差错。能量反分散部分48将从波均衡部分37发送的数字信号恢复成能量分散前的数字信号。
在解码器中，将更详细地描述对经Viterbi编码的信号进行解码的Viterbi解码器46。对于经Viterbi编码的信号的每一数据，加入了取决于在上述数据之前的一个或多个数据的排列的数据。Viterbi解码器46提取其中由在某一时间点输入的数据和在该数据之前输入的数据构成的预定数目的数据连续的数据串。Viterbi解码器46将所提取的数据串与各自由以被认为是与所提取的输入数据串相一致的次序排列的相同数目的数据构成的多个数据串进行比较。当输入数据串中没有差错时，数据串的数据排列次序与作为候选引用的多个数据串中的一个相一致。然而，当输入数据串中包括差错时，该数据串的任一位已被反转，因此它不与作为候选引用的多个数据串中的任一个相一致。因此，假定多个数据串中其中反转的位的数目，即Humming距离比输入数据串小的数据串是最合适的，且该输入数据串被校正成所假定的数据串。
以上描述了Viterbi编码的硬判决。然而，通常为了进一步提高性能，采用使用数据可靠性的软判决，虽然它增加了操作量和存储器容量。在通信领域中使用的软判决中，根据每一载波上的已解调数据的相位和强度从其原始位置位移的程度来设置可靠性，并假定无论是否存在差错，数据串的概率均反映在每一数据的Humming距离上。
如上所述，根据接收条件等，预先对输入到Viterbi解码器46的数据串中的每一数据设置可靠性。Viterbi解码器46根据该可靠性来计算Humming距离以提高纠错性能。
如上所述，卷积编码方法是从先前数据的历史编码的方法。因此，在对通过卷积编码进行编码的信号进行解码的Viterbi解码器46中，随着追溯长度，即在追溯时所考虑的数据数变长，纠错性能得到进一步的改进。因此，可以将Viterbi解码器46构造成通过根据可靠性改变追溯长度来改变其纠错性能。即，当可靠性高，即信号状态良好时，缩短追溯长度来减少解码处理等的操作量以减少功耗。相反，当可靠性低，即信号状态差时，增加追溯长度来进一步确保差错被纠正。
在对通过卷积编码进行编码的信号进行解码的Viterbi解码器46使用反映数据的可靠性的软判决的情况中，纠错性能高于使用不反映可靠性的硬判决的情况。因此，可以将Viterbi解码器46构造成通过根据输入信号Si的可靠性在作为第一解码模式的硬判决和作为第二解码模式的软判决之间切换来改变其纠错性能。即，当信号状态良好时，选择其中不基于可靠性计算Humming距离的硬判决来减少解码处理的操作量等以减少功耗。相反，当信号状态差且可靠性低时，选择其中基于可靠性计算Humming距离的软判决，从而虽然功耗增加但能进一步确保差错被纠正。
如上所述的各种解交织、解码和能量反分散以与在发送方执行各种解交织、编码和能量分散的次序相反的次序执行。即，如图5所示，频率解交织、时间解交织、位解交织、Vitrbi解码、字节解交织、能量反分散和RS解码以此次序执行。
接着，将描述解调控制单元41。解调控制单元41接收控制器4的指令，以控制构成解调单元40的多个电路元件的操作。在此实施例中，解调控制单元41可以是由专门执行相应功能的电路构成的一部分；或者可以包括通用CPU、ROM、RAM等，并且可以被构造成通过使CPU执行记录在ROM中的程序来实现相应功能。在本实施例中，“电路元件”不限于诸如ADC部分31、纠错部分36等如上所述的解码单元40的电路。“电路元件”能对应于任一部分单元，例如，等效于构成如上所述的这种电路的一个晶体管的部分。
解调控制单元41将关于IF信号的强度的信息输出至控制调谐器2的RF放大器部分21和IF放大器部分25的增益的AGC控制器，以使得从调谐器2输入到解调单元40的IF信号的强度保持恒定。
下面将描述控制器4。控制器4中包括有CPU、ROM、RAM等，并被构造成通过使CPU执行记录在ROM中的各种程序来对调谐器2和解调器3的每一电路元件的操作进行各种控制。例如，控制器4控制调谐器2的RF放大器部分21、混频器部分22、VCO-PLL部分23、滤波器部分24和IF放大器部分25中的每一个的功耗，以减少整个数字解调装置1的功耗。或者，控制器4控制设置RF放大器部分21和IF放大器部分25的增益的AGC控制器，以使IF信号的强度恒定。
控制器4的这种控制可以引起IF信号Si中噪声的产生或噪声的增加。图7是示出控制器4的控制对IF信号Si的影响的时序图。曲线71表示由于控制器4的控制而产生的噪声的强度。曲线71示出IF信号Si中所包括的码元Sb的两个码元73上噪声74的产生或噪声74的增加。
考虑到噪声的影响，使用由下列表达式1所示的CN比。在表达式1中，Cd和Nd表示每一码元的载波和噪声的电功率。
表达式1中的噪声的电功率Nd包括由于控制器4的控制而产生或增加的噪声的电功率Ni；以及除了Ni以外的通过将接收信号Sr中所包括的噪声的电功率与调谐器接收信号Sr之后直至调谐器2将信号Sr转换成IF信号Si为止所产生的噪声的电功率相加所得的电功率No。因此，包括图7的曲线71所示的噪声74的码元73的CN比由以下表达式2给出。
在图7中，曲线72表示通过表达式2获得的信号Sr的CN比。在以下描述中，如果没有另行指定，则假定直至调谐器接收信号Sr为止所产生的噪声中没有时间上的变化，因此接收条件是稳定的。因此，由于噪声74，由曲线72表示的CN比落在码元73的范围内，并在其它范围内保持在某一特定值处。
对于其CN比由于控制器4的控制而降低的码元，根据信号状态的恶化程度，例如，在该码元基本上已被完全破坏的情况中，该部分的数据可能无法被取出。在这种情况中，解调单元40执行与对正常信号状态中的码元执行的相同的解调处理是无用的。为此，本实施例的数字解调装置1被构造成能预测在假定控制器4执行预定控制的情况下的信号状态，且解调控制单元41能控制解调单元40的每一部分以降低对其中信号状态已恶化的部分的解调处理的性能，从而减少解调器3的功耗。
如图8所示，控制器4中包括有CN比估算部分92和信号状态预测部分93。
CN比估算部分92首先估算假定控制器4控制调谐器2和解调器3的每一电路元件的操作时信号Si中所产生的假设噪声量。该假设噪声量从要由控制器4控制的电路元件、控制量等中导出。或者，将会产生的噪声量Ni可以从那些参数和噪声量的函数中获得。然后，CN比估算部分92从所估算的噪声量Ni和从波均衡部分37发送的关于CN比的信息来计算由上述表达式2给出的CN比。
在由CN比估算部分92估算的假设CN比的基础上，信号状态预测部分93预测假定控制器4执行预定控制时接收信号的信号状态。更具体地，信号状态预测部分93保存CN的预定阈值，例如，CN比＝4.5dB。当由CN比估算部分92估算的CN比不超过阈值时，信号状态预测部分93判定该部分的信号状态被恶化到预定状态，例如，其中码元已基本上完全被破坏的状态。CN比的预定阈值根据诸如64QAM、16QAM和QPSK等接收信号的载波调制方法等而不同。因此，信号状态预测部分93中保存示出载波调制方法等和各种阈值之间的关系的表。信号状态预测部分93在该表和关于载波调制方法等的信息的基础上获得适当的阈值。
然后，控制器4对调谐器2和解调器3的每一电路元件执行预定控制。此时，如果信号状态预测部分93已判定控制器4的控制导致接收信号的信号状态恶化，则控制器4从控制开始的时间直至控制的影响减小，向解调控制单元41发送关于其中信号状态已恶化的码元区域的信息。当作为操作控制部分的解调控制单元41控制构成解调器40的多个电路元件时，在信号状态已恶化的区域中，解调控制单元41控制该多个电路元件中的至少一个的操作以使性能降低。
将更具体地描述解调控制单元41的性能降低控制。在处理其中预计信号状态会恶化的部分的时机，解调控制单元41减小电源供电以降低ADC部分31的性能，例如降低ADC部分31位数分辨率或减小其采样频率。或者，解调控制单元41可以切断ADC部分31的电源。
此外，解调控制单元41例如通过切断电源，对诸如FFT部分33等对由ADC部分31转换的数字信号进行处理的数字电路中的至少一个，以其中预计信号状态会恶化的码元为单位停止对接收信号的处理。
首先，在AFC码元同步部分32中，因为不能从ADC部分31输入正常数据，所以码元同步处理被停止。此时，保存停止码元同步处理前一刻的状态，以防止停止之前和之后对数据的不利影响。例如，在AFC码元同步部分32通过参考信号的相关来确定码元同步点的情况下，停止自相关计算，并将关于码元同步点的信息保存至前一状态。另外，停止FFT部分33中的FFT处理。此外，停止帧同步部分34在该码元区域中的帧同步处理。此时，在已执行的帧同步处理的基础上，判断该码元是不是帧分隔符。基于该判断结果，假定未停止帧同步处理，对下一或之后的码元执行处理。
当FFT处理被停止时，不能提取准确的码元数据。即使不停止FFT处理，停止除FFT处理以外的处理，例如码元同步处理也使得不可能提取准确的码元数据。在此情况中，因为关于该码元的TMCC信息出错，因此在该码元中停止检测部分35中的检测处理，即取出TMCC信息。在关于前一帧中的相应码元的TMCC数据的基础上，保存或再现关于该码元的TMCC信息。另外，停止波均衡部分37中的波均衡处理。在本实施例中，在通过临时使用分散的导频信号执行均衡处理来执行滤波处理或平均处理以减少噪声的影响的情况下，关于其中信号状态已恶化的码元的信息不用于滤波处理或平均处理，以防止在停止均衡处理之前和之后对码元的不利影响。另外，停止频率解交织部分43中的频率解交织处理。
如上所述，解调控制单元41以其中信号状态已恶化的码元为单位，停止对从AFC码元同步部分32到频率解交织部分32的数字电路的处理。这减少了每一数字电路中的不必要的操作量从而减少了功耗。
如上所述，解调控制单元41将关于IF信号的强度的信息输出至控制调谐器2的RF放大器部分21和IF放大器部分25的增益的AGC控制器。然而，当执行上述控制时，关于IF信号的信息出错。因此，当执行该控制时，解调控制单元41保存关于控制前该码元的信息，并将该信息输出至AGC控制器。
当在执行上述性能降低控制后输入了其中信号状态预计为正常的码元时，解调控制单元41将对ADC部分31的电源供电设置回原始状态；恢复每一数字电路；并对接收信号执行正常处理。
当解调控制单元41对ACD部分31执行功率减小控制并控制以停止对ADC部分31之后的数字电路的处理时，数据不从频率解交织部分43输出至时间解交织部分44，所以不能执行正常的时间解交织处理。因此，在本实施例中，如图5所示，假信号生成部分50被设置在解调单元40中。当以码元为单位停止对每一数字电路的处理时，假信号生成部分50向时间解交织部分44提供假信号来代替接收信号。假信号生成部分50从解调控制单元41接收指令并将假信号输出至时间解交织部分44以代替其中信号状态已恶化的码元。更具体地，当对ADC部分31执行功率控制时，假信号生成部分50根据从ADC部分31输出的时钟向时间解交织部分44输出假信号。
如上所述，在接收条件等的基础上，预先对输入到Viterbi解码器46的数据串中的每一数据设置可靠性，并且Viterbi解码器46根据该可靠性改变纠错性能。然而，当解调控制单元41执行上述控制时，无论所设置的可靠性如何，均将作为假信号的错误信号输入到Viterbi解码器46。这可以降低Viterbi解码器46的纠错性能。
为此，假信号生成部分50将假信号的可靠性设置成最低值。在此情况中，当输入假信号时，Viterbi解码器46在假定输入信号的可靠性最低的前提下，通过计算Humming距离来基于除假信号以外的信号执行纠错。这能提高纠错性能。另外，当输入假信号时，Viterbi解码器46通过增加追溯长度来提高其纠错性能。这使得可以更准确地纠正包括该假信号的输入信号的差错。
接着，将参照图9的流程图描述当控制器4执行预定控制时由解调控制单元41执行的包括解调单元40的性能降低控制在内的一系列过程。在图9中，Sn(n＝1，2，3，...)表示步骤号。
首先，在步骤S1中，CN比估算部分92从在假定控制器4控制调谐器4和解调器3的每一电路元件时信号Si中产生的假设噪声量Ni和关于从波均衡部分37发送的CN比的信息中计算假设CN比。接着，在步骤S2的信号状态预测步骤中，基于由CN比估算部分92估算的CN比，信号状态预测部分93预测在假设控制器4执行预定控制时接收信号的信号状态。
当预测接收信号的信号状态没有恶化到预定状态，例如CN比＝4.5dB时，即步骤S2中的“否”，则该流程前进到步骤S3，其中控制器4执行预定控制且解调控制单元41不执行解调单元40的性能降低控制。另一方面，当预测接收信号的信号状态恶化到预定状态时，即步骤S2中的“是”，该流程前进到步骤S4，其中控制器4执行预定控制，其后，解调控制单元41执行如操作控制步骤中的解调单元40的性能降低控制。
首先，在步骤S5中，在处理其中信号状态预计恶化的一部分的时机，ADC部分31的电功率被减小以减小分辨率或采样频率，从而降低ADC部分31的性能，或者，通过切断电源停止ADC部分31。接着，以其中信号状态恶化的码元为单位停止后面的数字电路。即，分别在步骤S6、S7和S8中停止AFC码元同步部分32中的码元同步处理、FFT部分33中的FFT处理和帧同步部分34中的帧同步处理。在步骤S9中，停止波均衡部分37中的波均衡处理。在步骤S10中，停止检测部分35中的检测处理，即取出TMCC信息。在步骤S11中，停止频率解交织部分43中的频率解交织处理。在步骤S12中，将可靠性已被设置为最低的以码元为单位的假信号代替由于上述控制而未发送的接收信号输入至时间解交织部分44。在步骤S13中，Viterbi解码器46根据输入信号的可靠性来执行纠错。
上述数字解调装置1带来以下效果。
当预测接收信号的状态由于控制器4的预定控制而恶化时，解调控制单元41控制构成解调器3的每一电路元件的操作，以使元件的操作性能降低。即，当接收信号的状态由于控制器4的控制而恶化时，降低对其中状态已恶化的部分的解调处理的性能。这能减少解调器3的功耗。
接着，将描述对上述实施例的各种修改。在修改中，可以用与该实施例中相同的标号表示具有与该实施例中相同的构造的每一组件，以省略其描述。
(1)在以上实施例中，描述了如图7所示其中一个码元的信号状态由于控制器4的控制而恶化的例子。当连续的两个或多个码元的信号状态恶化时，解调控制单元41控制构成解调器的每一电路元件的操作，以使在在两个或多个码元中元件的操作性能降低。
(2)在以上实施例中，控制器被设置在调谐器2和解调器3外部。然而，具有控制器4的每一功能的每一部分可以被设置在调谐器2或解调器3的内部。或者，控制器4可以由控制诸如蜂窝电话等其中包括有该实施例的数字解调装置1的数字接收器的主CPU和使CPU工作的计算机程序构成。另外，解调控制单元41可以不设置在解调器3中，它可以被设置在解调器3外部。
(3)在以上实施例中，通过使用其中当数字解调装置1的控制器4控制调谐器2和解调器3的每一电路元件时接收信号的信号状态恶化的例子来描述解调器3的性能降低控制。然而，当作为控制诸如蜂窝电话等整个数字接收器的控制器的主CPU控制该接收器的每一部分时，接收信号的状态可能恶化。例如，当蜂窝电话已向外部发送给出位置信息的信号时，将接收的信号的信号状态可能因为该发送信号用作对将接收的信号的干扰信号而恶化。即使在这种情况中，象以上实施例一样，通过控制构成解调器的每一电路元件的操作以使元件的操作性能降低，能减少解调器的功耗。
虽然已结合上述具体实施例描述了本发明，但很明显，许多变更、修改和变化对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此，本发明的上述较佳实施例旨在说明而非限定。可以进行各种变化而不背离所附权利要求书中所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种数字解调装置，包括调谐器，用于对接收信号执行信道选择处理；解调器，用于对来自所述调谐器的接收信号执行解调处理；控制器，用于控制所述调谐器和所述解调器；信号状态预测部分，用于预测在假设所述控制器执行预定控制时所述接收信号的信号状态；以及操作控制部分，用于当所述信号状态预测部分预测所述接收信号的信号状态由于所述控制器的控制而被恶化到预定状态时，控制构成所述解调器的多个电路元件中的至少一个的操作，以使在处理其中信号状态恶化的部分时所述电路元件的操作性能降低。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括CN比估算部分，用于估算在假定所述控制器执行预定控制时所述接收信号的CN比，以及当所述CN比估算部分所估算的CN比不超过预定阈值时，所述信号状态预测部分判定所述接收信号的信号状态恶化至预定状态。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述解调器包括将作为模拟信号的接收信号转换成数字信号的AD转换部分，以及所述操作控制部分通过减少提供给所述AD转换部分的电功率来控制所述AD转换部分的操作。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述操作控制部分减少电功率以降低所述AD转换部分的分辨率。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述操作控制部分减少电功率以减小所述AD转换部分的采样频率。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述解调器包括将作为模拟信号的接收信号转换成数字信号的AD转换部分、以及处理来自所述AD转换部分的数字信号的多个数字电路，以及所述操作控制部分以其中所述信号状态预测部分预测信号状态恶化的码元为单位，在所述多个数字电路中的至少一个中停止对所述接收信号的处理。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述操作控制部分在码元同步部分、FFT部分、帧同步部分、检测部分、波均衡部分和频率解交织部分中的一个中停止对所述接收信号的处理。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述接收信号已被交织，以及所述装置包括对所述已交织的接收信号执行解交织处理并纠正经解交织的接收信号中所包括的差错的纠错部分。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述纠错部分包括对所述接收信号执行时间解交织处理的时间解交织部分，以及所述装置包括假信号生成部分，用于以其中信号状态预测部分预测信号状态恶化的码元为单位，当在所述多个数字电路中的至少一个中停止对所述接收信号的处理时，将假信号代替所述接收信号输出至所述时间解交织部分。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述纠错部分基于所述输入信号的可靠性来改变其纠错性能。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述假信号生成部分将所述假信号的可靠性设置为最低值。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述纠错部分包括对已通过卷积编码进行编码的接收信号进行解码的解码器。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述解码器基于所述输入信号的可靠性来改变追溯长度。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述解码器能选择在不影响输入信号的可靠性的情况下执行解码的第一解码模式和在影响输入信号的可靠性的情况下执行解码的第二解码模式中的一个，以及所述解码器根据所述可靠性将其模式在所述两个解码模式之间切换。
15.一种包含数字解调装置的数字接收器，所述数字解调装置包括调谐器，用于对接收信号执行信道选择处理；解调器，用于对来自所述调谐器的接收信号执行解调处理；控制器，用于控制所述调谐器和所述解调器；信号状态预测部分，用于预测在假设所述控制器执行预定控制时所述接收信号的信号状态；以及操作控制部分，用于当所述信号状态预测部分预测所述接收信号的信号状态由于所述控制器的控制而被恶化到预定状态时，控制构成所述解调器的多个电路元件中的至少一个的操作，以使在处理其中信号状态恶化的部分时所述电路元件的操作性能降低，所述接收器基于由所述数字解调装置解调的接收信号来对字符数据、图像数据、音频数据和程序数据中的至少一个执行再现处理。
16.一种包括数字解调装置的数字接收器，所述数字解调装置包括对接收信号执行信道选择处理的调谐器、以及对来自所述调谐器的接收信号执行解调处理的解调器，所述接收器还包括控制器，用于控制包括所述数字解调装置的整个接收器；信号状态预测部分，用于预测在假定所述控制器执行预定控制时所述接收信号的信号状态；以及操作控制部分，用于在所述信号状态预测部分预测所述接收信号的信号状态由于所述控制器的控制而被恶化到预定状态时，控制构成所述解调器的多个电路元件中的至少一个的操作，以使在处理其中信号状态恶化的部分时所述电路元件的操作性能降低。
17.一种数字解调装置的控制方法，所述数字解调装置包括对接收信号执行信道选择处理的调谐器；对来自所述调谐器的接收信号执行解调处理的解调器；以及控制所述调谐器和所述解调器的控制器，所述方法包括信号状态预测步骤，该步骤预测在假设所述控制器执行预定控制时所述接收信号的信号状态；以及操作控制步骤，该步骤当在所述信号状态预测步骤中预测所述接收信号的信号状态由于控制器的控制而被恶化到预定状态时，控制构成所述解调器的多个电路元件中的至少一个的操作，以使在处理其中信号状态被恶化的部分时所述电路元件的操作性能降低。
18.一种用于数字解调装置的计算机程序产品，所述数字解调装置包括对接收信号执行信道选择处理的调谐器；对来自所述调谐器的接收信号执行解调处理的解调器；以及控制所述调谐器和所述解调器的控制器，所述产品使所述数字解调装置执行信号状态预测步骤，该步骤预测在假设所述控制器执行预定控制时所述接收信号的信号状态；以及操作控制步骤，该步骤当在所述信号状态预测步骤中预测所述接收信号的信号状态由于控制器的控制而被恶化到预定状态时，控制构成所述解调器的多个电路元件中的至少一个的操作，以使在处理其中信号状态被恶化的部分时所述电路元件的操作性能降低。
19.一种其上记录了用于数字解调装置的计算机程序产品的记录介质，所述数字解调装置包括对接收信号执行信道选择处理的调谐器；对来自所述调谐器的接收信号执行解调处理的解调器；以及控制所述调谐器和所述解调器的控制器，所述产品使所述数字解调装置执行信号状态预测步骤，该步骤预测在假设所述控制器执行预定控制时所述接收信号的信号状态；以及操作控制步骤，该步骤当在所述信号状态预测步骤中预测所述接收信号的信号状态由于控制器的控制而被恶化到预定状态时，控制构成所述解调器的多个电路元件中的至少一个的操作，以使在处理其中信号状态被恶化的部分时所述电路元件的操作性能降低。
全文摘要
提供了一种能通过降低对其中信号状态预计恶化的信号的一部分的解调处理的性能来进一步减少解调器的功耗的数字解调装置。在该装置中，当信号状态预测部分预测接收信号的状态由于控制器的预定控制而被恶化至预定状态时，解调控制器在处理其中信号状态恶化的部分时控制构成解调器的电路元件中的至少一个的操作，以降低操作性能。
文档编号H04L27/00GK1984106SQ200610163990
公开日2007年6月20日 申请日期2006年11月24日 优先权日2005年11月25日
发明者海木延佳 申请人:夏普株式会社