CN1270482A - 通过控制模/数转换器能减少功耗的无线通信设备和方法 - Google Patents

Abstract

在CDMA系统的无线通信设备中,可选择性地操作于高和低功率模式以接收一个接收模拟信号并产生一个去调制信号,控制A/D转换器以在低功率模式下比高功率模式减少功率消耗。通过部分地操作A/D转换器或者在低功率模式下降低取样率,就能够实现功率消耗的降低。以与控制A/D转换器相同的方式控制连接至A/D转换器的去扩展部分。各高和低功率模式由CPU控制器产生的模式控制信号指示。

Description

通过控制模/数转换器能减少功耗的 无线通信设备和方法

本发明涉及一种用在码分多址系统(CDMA)中的例如蜂窝电话机的无线通信设备，特别地，涉及一种控制无线通信设备中的电功率以减少该无线通信设备功率消耗的方法。

近来，关注倾向集中在码分多址系统(CDMA)，该系统使用相同的频带在例如移动站和基站的多个站之间进行并存的通信。其原因在于，从有效地使用频率源的角度来说，与其他的例如FDMA(频分多址)系统、TDMA(时分多址)的系统相比，CDMA系统是非常有效的。换言之，与FDMA系统、TDMA系统相比，CDMA系统具有很高的频率使用效率。

但是，CDMA系统的缺点是，与FDMA系统和TDMA系统相比，它的接收机功率消耗比较大，尤其是CDMA系统中的接收机在待机状态或待机模式时功率消耗就变大。

在此应该指出，已提出了若干各采用各自的节能方法的很不相同的CDMA系统的建议。例如，日本待审查专利公开号NO.平9-261172即261172/1997(下称为参考文献1)公开了一种CDMA-TDD(时分双工)系统，它包括多个基站和多个移动通信设备或终端。另外，在这个CDMA-TDD系统中还包括一个控制这些基站的移动通信控制站。更具体来说，在非传输期间，从每个移动终端向基站以比通常的传输功率电平低的功率电平传输一个虚拟信号。在这种情况下，在该移动通信控制站的控制下，该基站通过使用由它所接收的这个虚拟信号来选择一个发送天线。

由于移动通信控制站专用于这种CDMA-TDD系统，因此并不适用于其他的CDMA系统。这是因为在参考文献1提及的CDMA-TDD系统中必须准备一个特殊的站。

在日本待审查专利公开号NO.平10-209943即209943/1998(下称为参考文献2)中，将待机状态中的间歇模式分为一个第一间歇模式和一个第二间歇模式，以降低待机状态的功率消耗。更具体来说，第一间歇模式可以是一般的间歇模式，以一个预定的周期重复开状态和关状态，而第二间歇模式起节能模式的作用，它具有比预定周期更长的周期。因此，利用这个方法就能够在第二间歇模式中比第一间歇模式更节能。这样，通过在第一和间歇模式之间彼此切换，就节约了待机状态消耗的功率。

但是，例如蜂窝电话机的这样一种按照上述方法运行的无线通信装置不仅必须能够切换第一和第二间歇模式而且必须自动地频繁地执行越区切换(hand-off)操作。因此就很难将上述方法运用到CDMA系统的无线通信装置。

另外，在日本待审查专利公开号NO.平9-261167即261167/1997(下称为参考文献3)中，已经公开了一种包括基站端的系统，该基站端发送一个用于话音的语音信道以及一个呼叫移动台或者无线端的寻呼信道，该寻呼信道比语音信道的带宽窄。另一方面，移动终端有一个宽带模/数转换器和一个窄带模/数转换器，宽带模/数转换器在待机状态时进入待用状态，而窄带模/数转换器在待机状态时进行操作以接收该寻呼信道。利用这种移动站，在待机状态时，窄带模/数转换器单独操作而使宽带模/数转换器保持待用状态。换言之，在待机状态时，仅向窄带模/数转换器以及对应于该宽带模/数转换器的一部分移动站提供电力。因此，就能够节省这种移动站在待机状态时的功率。

但是，该移动站除了有宽带模/数转换器以外还必须有窄带模/数转换器，因此结构复杂。另外，这个系统在发送端不仅必须准备用于扩展语音信道的扩展码而且还必须有用于扩展寻呼信道的另一个扩展码。这就意味着基站和移动站的结构都需要改变。另外，应当指出，参考文献3中所公开的方法仅可以减少待机状态下的功率消耗而不能减少通信状态下的功率消耗。

本发明的一个目的是提供一种例如移动站或者终端的无线通信设备，它不仅可以在待机状态下节省电能而且在通信状态下也能节省电能。

本发明的另一个目的是提供一种所述类型的无线通信设备，它不改变控制信号、扩展码等且不使用任何虚信号就能节省无线通信设备的功率消耗。

本发明的再一个目的是提供一种所述类型的无线通信设备，它通过考虑模拟-数字转换器(A/D)中取样率或者比特数，从而实现节省电能。

在无线通信设备中，由模-数(A/D)转换器对基带信号取样为数字信号，本发明的原理基于这样的事实，即，随着模/数转换器所使用的取样率的增加，功率消耗变大，并且即使使用低于预定取样率的取样率仍然能够充分地辨认声音或话音信号与控制信号。将这个原理应用于由模/数转换器所产生的数字信号的比特数。

在这种情况下，通过比通信状态减少模/数转换器的取样率或者减少模/数转换器的数字信号的比特数，就能够减少待机状态下功率消耗。这样的取样率或者比特数的降低并没有为声音和控制信号的辨认带来故障。

当在例如待机状态的状态下需要低功率消耗时，依据本发明的无线通信设备通过减少模/数转换器的取样率或者比特数就能够相对于一般模式可操作于低功率模式。在通信状态也可以选择这种低功率模式来操作通信状态下的无线通信设备。在此情形下，在低功率模式下最好使取样率或比特数降低在语音信号的可识别范围之内，即使当语音质量有某些损伤。

例如，模/数转换器可以产生按照一般模式的8比特的一个数字信号单元和以及按照低功率模式的4比特的另一个数字信号单元。这种结构能够减少低功率模式的功率消耗。另外，当4.096MHz的基带信号受到模-数(A/D)转换时，可以按照一般模式使用16.384MHz的取样率同时按照低功率模式使用8.192MHz的取样率。

在一种采用本发明的用于控制无线通信设备中的电功率的方法中，无线通信设备具有模-数(A/D)转换器并且用于码分多址(CDMA)系统。该无线通信设备可操作地选择一个高功率模式或者一个低功率模式的其中之一。依据本发明的一个方面，该方法包括的步骤有，检测各高和低功率模式以产生一个表示高功率或者低功率的其中之一的检测信号，以及响应该检测信号以相对于高功率模式的低功率模式操作该模/数转换器。

在此情形下，操作步骤可包括这样的步骤，即在低功率模式下将一个第一数字信号的一个第一比特数减少到一个第二数字信号的一个第二比特数，该第二比特数小于该第一比特数，从而减少了该无线通信设备的电功率。

或者，操作步骤可包括这样的步骤，即在低功率模式下将第一取样率改变成一个第二取样率，该第二取样率小于第一取样率，从而减少了该无线通信设备的功率。

根据本发明的另一个方面，一种无线通信设备对于接收模拟信号是有响应的并且可操作地选择高和低功率模式的其中之一以将接收模拟信号解调成一个去调制信号。该设备包括一个用于将该接收模拟信号转换成一个数字信号的模-数(A/D)转换器、和用于将该数字信号处理成去调制信号的装置、以及一个用于对该模/数转换器进行控制的控制电路，以便在相对于高功率模式的低功率模式下减低该模/数转换器的功率消耗。

根据本发明的另一个方面，一种用于将一个接收模拟信号解调成一个去调制信号的无线通信设备包括一个用于将接收模拟信号转换成一个数字信号的模-数(A/D)转换器，使得该数字信号的比特数是可以变化的。

该无线通信设备可操作在一个高功率模式和一个低功率模式下，并且包括一个控制器，用于向模/数转换器提供表示或者高功率模式或者低功率模式的模式控制信号。当模式控制信号指示高功率模式时，模/数转换器产生该数字信号的第一和第二部分的组合，否则就仅产生该数字信号的选择出的第一和第二部分的其中之一。该无线通信设备还包括一个取样信号发生器，用于向模/数转换器提供一个预定频率的取样信号，该预定频率在高和低功率模式下保持不变。

根据本发明的另一个方面，一种无线通信设备对于响应一个接收模拟信号是可操作的，以产生一个去调制信号，该无线通信设备包括一个模/数转换器，用于将接收模拟信号转换成一个数字信号；以及一个可控制取样信号发生器，用于向模/数转换器有选择地提供一个第一取样率的一个第一取样信号和一个第二取样率的一个第二取样信号，第二取样率与第一取样率不同。模/数转换器对于响应该第一或者第二取样信号的其中之一以及接收模拟信号是可操作的，以产生数字信号，该数字信号的比特数由该第一或者第二取样信号的其中之一确定。

图1示出根据本发明的第一实施例的无线通信设备的框图；

图2示出图1所示的无线通信设备的一部分的详细的框图；

图3示出用于说明图1和2所示的无线通信设备的操作的流程图；

图4示出根据本发明的第二实施例的无线通信设备的框图。

参见图1，首先说明根据本发明的第一实施例的无线通信设备。这个无线通信设备可以是一部蜂窝电话机、一部便携式电话机、一台袖珍计算机等诸如此类的装置。这里，假设所说明的无线通信设备适用于一个CDMA(码分多址)系统，并分别将这个CDMA系统中的从基站到无线通信设备的方向定义为前向链路且从无线通信设备到基站的相反方向定义为后向链路。另外，从基站到无线通信设备的方向的前向链路不仅仅包括一个导频信道、一个同步信道和一个语音信道，而且还包括一个搁置信道(perch channel)和一个寻呼信道。利用不同的扩展码，例如多个沃尔什(Walsh)码可给定或者规定每个信道。

这里，应当注意，当为各无线通信设备供电之后，各无线通信设备以各预定的时间间隔接收搁置信道。换言之，无线通信设备在供电或通有电源的状态下获取搁置信道，并且互相比较其接收电平，以确定对于该无线通信设备而言是最接近的一个基站，也可称为最近基站。

另一方面，寻呼信道用于当各无线通信设备接收到寻呼时向各接收的无线通信设备发送寻呼信息。寻呼信道被分配有一个预定的信道号并且用于从基站向各无线通信设备提供接收呼叫是否已到达各无线通信设备的信息。

在图1中，当接通电源时，无线通信设备首先通过参考搁置信道而捕捉最近基站以选择基站。接着，无线通信设备监视寻呼信道以检测接收呼叫是否已经到达该无线通信设备。同时，当无线通信设备位于基站的服务区域内时，采用寻呼信道登记其位置。如前所述，从基站通过寻呼信道向各无线通信设备间断地通知有关该接收呼叫是否已经到达的信息。

除了语音信道和语音信号以外的其他的信道和信号将分别集中地称为一个控制信道和控制信号。有鉴于此，需要注意的是，通过搁置信道和寻呼信道发送给各无线通信设备的这些控制信号可以被表示成符号，这个符号小于通过语音信道发送的语音信号。

图1的无线通信设备采用一种分布式接收方法，所以具有一个接收专用天线101(简称为接收天线)和一个接收和发送共用天线120(简称为共用天线)。接收天线101和共用天线120分别连接到一个第一RF接收部分102和一个第二RF接收部分103。

在所示的例子中，共用天线120经过一个滤波器121连接到一个发送RF部分122。从一个话筒125向发送RF部分122提供声音或语音信号，此信号由一个发送声音处理器124和一个基带发送器123进行处理，并可被称为一个已处理声音信号。以无线信号的形式将已处理声音信号发送给一个基站(未示出)。更具体地，声音信号从话筒125经发送声音处理器124送到基带发送器123，并且然后由基带发送器123进行扩展处理。发送RF部分122将扩展的声音信号转换成一个高频信号，然后通过滤波器121和共用天线120作为无线信号发送出去。因为本发明涉及接收操作，因此以下将不再说明发送操作而仅说明接收操作。

这里将考虑无线通信设备所接收到的接收波。如前所述，接收波包括控制信号和语音信号，这些信号不仅采用预定的扩展码进行扩展，例如沃尔什码，而且通过伪随机噪声(PN)码或类似的码进行随机化处理。当经过上述方式扩展之后，假设这些控制信号和语音信号还受到正交调制。

在所示例子中，采用第一RF接收部分102和第二RF接收部分103执行分布式接收，它们接收受正交调制的接收波。具体地，第一RF接收部分102和第二RF接收部分103的每一个对接收波进行频率转换，使之成为基带范围内的一个基带信号。换言之，第一RF接收部分102和第二RF接收部分103的每一个都执行向下转换或频率多路分解。另外，在第一RF接收部分102和第二RF接收部分103的每一个中，还将接收波分解成基带频率的一个同相(I)分量和一个正交(Q)分量。这里，应当注意，各I和Q分量的基带频率高达4.096MHz，下面分别将I和Q分量称为I和Q基带信号。

I和Q基带信号被送到低通滤波器(LPF)(集中由104表示)。

如上所述，由于CDMA系统的无线通信设备所接收到的接收波被基站扩展，在该无线通信设备中必须采用在基站所使用的扩展码和伪随机噪声(PN)码对接收波进行去扩展操作，以便从接收波中提取所需要的接收信号。通过复数乘法运算就能够简单地实现利用伪随机噪声(PN)码所执行的去扩展操作，在此不作进一步的说明。

在图1中，I和Q基带信号经低通滤波器(LPF)104滤波成为滤波后的基带信号。模-数(A/D)转换器105按照后面将详细地说明的一种方式将该滤波后的基带信号转换成数字信号。到后面就会知道所示的模/数转换器105是响应于由一个CPU控制器301所给出的一个模式切换信号SW而进行操作的。

在这些数字信号中的一个代表搁置信道的状态的数字信号被送到一个搁置信道接收器107。结果，搁置信道接收器107通过监视搁置信道的状态来检测并且选择最接近的基站之一。在这种情况下，应当知道搁置信道的状态可以用与语音信道的语音信号相比更少的比特数来表示。

另外，来自模/数转换器105的各数字信号被提供给一个延时搜索电路108以计算一个多路径分量并且向一个定时控制器109输送一个表示峰值的峰值信号。表示语音信号的那些数字信号被送到一个分离多径指针接收器(rake finger receiver)106(简称分离多径接收器)。所示的分离多径接收器106由6个指针接收器构成。

借助这种结构，延时搜索电路108按时间计算从一个或多个基站依次送来的无线波的电功率并且得出每个时刻的电功率。延时搜索电路108确定最大的电功率和对应的时刻，并将该时刻称为第一时刻。同样，延时搜索电路108顺序确定下一个最大的电功率和对应的时刻，并将该时刻称为第二时刻。这样，延时搜索电路108连续地产生出电功率和时刻作为计算结果。定时控制器109接收该计算结果，在第一时刻使一个选定的指针接收器进入工作状态，在第二时刻使另一个指针接收器进入工作状态。在定时控制器109所指示的每一个时刻依次地执行类似的操作，因此使6个指针接收器的每一个依次地进入工作状态。

结果，分离多径接收器106中的每一个指针接收器在定时控制器109所给出的每一个时刻执行去扩展操作。在所示的例子中，这些指针接收器受到与延时搜索电路108相连接的定时控制器109的定时控制，因此可以去扩展因无线通信设备与基站之间的多路径而被延时的一个延时的接收波。

分离多径接收器106将指针接收器所产生的代表各个指针接收器的去扩展操作的结果的指针输出信号以任意的速率送到分离多径合并器110。分离多径合并器110使这些指针输出信号相互合并成一个合并的信号，因此提高了接收的电功率。合并的信号被送到接收声音处理器111，以转换成经过接收器115的一个接收声音信号。

现在，应当指出，搁置信道接收器107连接到模/数转换器105的其中四个，称为第一至第四模/数转换器并且前面已经简单地提及。在无线通信设备的待机状态期间，各模/数转换器105间歇地监视分配给它的搁置信道，并参考搁置信道的状态以选择最近的基站。虽然图1没有示出，但是寻呼信道还由一个已知的电路进行监视。以检测对无线通信设备的一个接收呼叫。

如上所述，无线通信设备在其的位置上被登记。这表示一旦登记了无线通信设备的位置就确定了用于呼叫的一段预指定时间并且将这个预指定时间通知给无线通信设备。因此，在CPU控制器301的控制下，无线通信设备可以该预指定时间间歇地使它的接收侧或部分进入工作状态。考虑到上述，为了便于说明，可以将那些位于模/数转换器105之后的包括分离多径接收器106的部分统称为一个处理部分。

这里，假设第一至第四模/数转换器105由常规的模/数转换器构成，各常规的转换器将基带信号转换成8比特的一个数字信号，并且在各常规的转换器中，以四倍于常规的模/数转换器的基带频率的取样率对基带信号进行取样。

根据这一假设，各常规的模/数转换器总是以高达4×4.096MHz(即，16.384MHz)的取样率进行操作。在此情况下，例如所有指针接收器的处理部分也以高达16.384MHz的取样率进行操作。

采用这种常规结构，即使无线通信设备处于间歇操作的状态，接收部分也应响应一个分配给该设备的呼叫号以16.384MHz的取样率处理8比特的数字信号。另外，也必须采用16.384MHz频率的取样信号或一个时钟信号来对每一个8比特单元进行去扩展操作等诸如此类的操作。由于采用了如此高的频率，其结果导致了待机状态时巨大并且严重的功率消耗，并且为在CDMA系统中实现这种无线通信设备带来了一个严重的问题。

考虑到上述内容，因此所示的各模/数转换器105在结构上不同于上述的常规的模/数转换器。具体地，图1所示的连接到LPF104的模/数转换器105在CPU控制器301的控制下可有选择地按8比特和4比特的不同模式进行操作。图1所示的模/数转换器105有选择地一方面在8比特模式产生8比特的一个第一数字信号单元，而另一方面在4比特模式产生4比特的一个第二数字信号单元。

采用这种结构，当接收信号必须精确地被接收时，各模/数转换器105就操作在8比特模式。例如，在数据发送期间或在一个接收呼叫达到时，就必须比待机状态更精确地接收该接收信号。在这种情况下，在数据发送期间或在一个接收呼叫达到时，所示的模/数转换器105响应于来自CPU控制器301的一个模式控制信号，以8比特模式执行模-数转换操作。在此8比特模式下，将16.384MHz的频率的时钟信号提供给模/数转换器105，该模/数转换器以并行方式产生8比特的第一数字信号单元。下面将称这种8比特模式为一般模式或第一模式。

在所示的例子中，将该8比特的第一数字信号单元送到由指针接收器以并行方式构成的分离多径接收器106。各指针接收器响应于一个具有与时钟信号相同的频率的取样信号来进行操作，将这种操作的结果作为一个计算结果信号提供给分离多径合并器110。

当模/数转换器105和分离多径接收器106以一般模式或第一模式操作时，即使无线通信设备的接收部分的功率消耗也会变得很大，因为它们以16.384MHz的高频进行操作。

然而，无线通信设备通过降低第二模式中电流消耗，就能够减少第二或者待机模式下的功率消耗。在所示的例子中，CPU控制器301将模式信号送到模/数转换器105和分离多径接收器106，使它们进入第二模式，因此减少待机模式下的功率消耗。具体地，使模/数转换器105和分离多径接收器106进入处理4比特的低功率状态。在这种状态下，与在第一模式相同，将16.384MHz的时钟信号送到模/数转换器105和分离多径接收器106。

换言之，模/数转换器105以与8比特处理过程相同的时钟频率执行4比特的处理过程。

这里，应当指出，可以将用于8比特处理的各模/数转换器105分成处理4个高有效位比特的一个第一部分和处理4个低有效位比特的一个第二部分。

在这种情况下，就能够理解到，利用执行8比特处理的各模/数转换器105可以完成4比特处理。结果，只让处理4个低有效位比特的第二部分保持工作状态而让处理4个高有效位比特的第一部分处于非工作状态。这意味着各模/数转换器105中只有一半处于工作状态，因此可以将各模/数转换器105功率消耗减少一半。

另外，在第二模式下，只有那些位于模/数转换器105之后的包括分离多径接收器106的一半电路进行操作而其余一半则保持非工作状态。结果，分离多径接收器106中的功率消耗也可以减少为第一模式的功率消耗的一半。

由于上述结构可以降低待机模式下的功率消耗，因此在无线通信设备中就可以实现长期的待机状态。而且，应当考虑到，无线通信设备中的功率消耗主要取决于模/数转换器105和分离多径接收器106处于待机状态中的功率消耗。考虑到上述这些，节省模/数转换器105和分离多径接收器106的功率就会非常有效。

参见图2，将具体对单一模/数转换器105和分离多径接收器106中包括单一指针接收器106a的例子进行说明。在此图中，为了简化起见，仅示出单一的指针接收器106a。将来自时钟发生器31的频率为16.384MHz的时钟信号CK送到所示的模/数转换器105和指针接收器106a。另外，还将来自CPU控制器301的模式控制信号SW送到所示的模/数转换器105和指针接收器106a，该模式控制信号或者表示第一模式的8比特处理或者表示第二模式的4比特处理。

这里，假设图2所示的模/数转换器105响应于从第一RF接收部分102(图1)的经过LPF104送来的同相(I)信号，并且有选择地转换8比特或4比特的数字信号单元。这时，如果模式控制信号SW指示8比特处理，即第一模式，则模/数转换器105产生8比特的数字信号单元，另一方面，如果模式控制信号SW指示4比特处理，即第二模式，则模/数转换器105产生4比特的数字信号单元。如结合图1所示所述，在第二模式下模/数转换器105中只有处理4个低有效位比特的第二部分变为工作而让处理4个高有效位比特的第一部分保持非工作状态。因此，在第二模式下功率消耗就能够减少到处理8比特的第一模式的功率消耗的一半。这样，在处理4比特的第二模式下模/数转换器105就以低功率状态操作，并且当模/数转换器105进行8比特处理时，可用作一般模式。

图2所示的指针接收器106a由一个去扩展部分35、一个比特转换器36和一个加法器37构成。去扩展部分35具有一个去扩展计算部分351和一个去扩展码发生器352，两者被提供有来自CPU控制器301的上述的模式控制信号SW和时钟信号CK。当模式控制信号SW指示第一模式或8比特处理时，去扩展码发生器352就按照16.384MHz的时钟信号CK产生8比特的一个第一去扩展码。否则，去扩展码发生器352就按照16.384MHz的时钟信号CK产生4比特的一个第二去扩展码。

另一方面，将来自模/数转换器105的8比特或4比特数字信号单元提供给去扩展计算部分351，该计算部分有选择地将数字信号单元去扩展为8比特或4比特的一个计算结果信号。

当模式控制信号SW的指示为第一模式或8比特处理时，去扩展计算部分351和去扩展码发生器352就作为一个整体进行操作，并产生8比特的计算结果信号。当模式控制信号SW的指示为第二模式或4比特模式时，仅有各去扩展计算部分351和去扩展码发生器352中的4个低有效位比特的部分进入工作状态，而使各去扩展计算部分351和去扩展码发生器352中余下的部分进入非工作状态。因此，在第二模式或4比特模式下的去扩展部分的功率消耗减少到第一模式或8比特模式时消耗的功率的一半。

将8比特或4比特的计算结果信号送到图2所示的一个比特转换器36，并且来自CPU控制器301的模式控制信号SW也送至比特转换器36。因此，就能够理解到，所示的比特转换器36可以对第一模式和第二模式进行彼此切换。更具体地，当模式控制信号SW指示第一模式或8比特模式时，所示的比特转换器36产生16比特的一个第一输出信号。另外，当模式控制信号SW指示第二模式或4比特模式时，所示的比特转换器36产生8比特的一个第二输出信号。比特转换器36因此执行对计算结果信号的比特转换并且为位于下一级的一个加法器37中可能出现的处理进行输送服务。如上述所理解到的，当模式控制信号SW指示4比特模式时，比特转换器36的8个高有效位比特部分保持非工作状态。结果，在第二模式下也能够降低比特转换器36的功率消耗。

在图2所示的例子中，模/数转换器105、去扩展部分35和比特转换器36响应于其频率四倍于基带信号频率的时钟信号CK而操作。这表明，由频率四倍于基带信号频率的时钟信号CK所执行的取样操作既在模/数转换器105也在指针接收器106a中进行。因此，加法器37将四个时钟信号上的或者第一或者第二输出信号相加，以产生了一个总和信号。将这个总和信号从加法器37送到图1所示的分离多径合并器110。

具体地，当模式控制信号SW的指示为第二模式或4比特处理时，加法器37仅利用该加法器37的8个低比特部分将四个时钟信号上的第二输出信号相加。在这种情况下，在4比特处理期间，在加法器37中并没有使用该加法器37的8个高比特部分。这样，在处理4比特的第二模式下也能够节省或降低加法器37的功率消耗。

参见图1和2，对包括图2所示的模/数转换器105在内的无线通信设备的整体操作进行说明。在这种情况下，高频接收波送至接收天线101和102两者。在分布式接收方式中，第一和第二RF接收部分102和103使该接收波的频率向下变换，成为基带频率的基波信号。在第一和第二RF接收部分102和103的每一个中，基波信号被分解为同相(I)分量和正交(Q)分量，这些分量经LPF104滤波，输送至上述的模/数转换器105。各模/数转换器105分别将同相(I)分量或正交(Q)分量转换成或者8比特的数字信号单元或者4比特的数字信号单元。

在此，下面的说明将针对在待机状态下或第二模式下的处理过程，这也就是本发明的特征之处。在待机状态下，无线通信设备执行4比特处理以监视搁置信道。结果，各模/数转换器105向搁置信道接收器107提供4比特的数字信号作为数字信号单元，该信号表示监视搁置信道的结果。搁置信道接收器107通过处理该4比特的数字信号来确定最接近的一个基站。然后，4个模/数转换器105各自操作于处理4比特的第二模式下，并将4比特的数字信号依次地提供给分离多径接收器106、搁置信道接收器107和延时搜索电路108。

在第二模式下，各模/数转换器105以及分离多径接收器106的六个指针接收器106a的每一个均仅部分地操作。因此，待机状态的功率消耗能减少到第一模式消耗的功率的一半。分离多径合并器110将六个指针接收器(106a)通过去扩展操作所得到的各计算结果信号相互合并，将其结果作为一个接收声音信号送给接收声音处理器111。接收声音处理器111从这些接收声音信号中选择出一个较大的，并且将它送到话筒125以再现声音。

由于延时搜索电路108和定时控制器109也以上述方式操作，因此不再说明。

参见图3并再次参见图1和2，将更详细地说明模/数转换器105和分离多径接收器106的操作。当接通电源开关向无线通信设备供电时，CPU控制器301启动无线通信设备的操作。首先，通过监视搁置信道来登记所论无线通信设备的位置。换言之，通过监视搁置信道，位置登记被启动以便连接无线通信设备，而且必须精确地进行这个位置登记。考虑到这个问题，所以以处理8比特的第一模式操作无线通信设备。结果，A/D转换器以处理8比特的第一模式操作。为此目的，在步骤S1，响应于来自CPU控制器301的模式控制信号SW，将模/数转换器105设置为第一模式，即8比特模式。在步骤S2，当以第一模式执行这个操作时，在CPU控制器301的按已知的方式控制下进行位置登记。然后，在步骤S3，CPU控制器301进行呼叫处理，以便确定是否出现一个对无线通信设备的呼叫。这样的一个呼叫可以或者是一个接收呼叫(终端呼叫)或者是一个发送呼叫(发端呼叫)。当出现一个呼叫时，在步骤S3之后的步骤S4，继续设置无线通信设备成第一模式，以将模/数转换器105、分离多径接收器106等诸如此类的装置设置成8比特处理模式。然后，在步骤S5，模/数转换器105和分离多径接收器106分别在8比特处理模式下执行模-数转换和去扩展操作。

如因完成位置登记之后没有任何呼叫，在步骤S3之后则是步骤S6，响应于来自CPU控制器301的模式控制信号SW，将模/数转换器105设置为处理4比特的第二模式以等待呼叫。第二模式也可以称为4比特处理模式，如步骤S7所示。这样，如步骤S8所示，模/数转换器105和分离多径接收器106在4比特处理模式下执行模-数转换和去扩展操作。在4比特处理模式期间，如结合图1和2所述，模/数转换器105和分离多径接收器106以减少了的功率消耗部分地进行操作。为了便于说明，分别将第一和第二模式称为高和低功率模式。

参见图4，除了不是将来自CPU控制器301的模式控制信号SW直接送到模/数转换器105和分离多径接收器106而是送到一个可变取样信号发生器41以外，根据本发明的第二实施例的无线通信设备具有类似于图2所示的结构。这里，应当注意，可变取样信号发生器41能够产生具有彼此不同的第一和第二取样率的第一和第二取样信号。在图4所示的例子中，第二取样信号的第二取样率比第一取样信号的的第一取样率低。在这种连接中，第一取样率执行的操作可以称为高速取样模式，而第二取样率执行的操作可以称为低速取样模式。应当注意，高速取样模式和低速取样模式对应于图1至3所示的8和4比特处理模式。

在这种情况下，CPU控制器301向可变取样信号发生器41提供表示高速取样模式或者低速取样模式的模式控制信号SW。

在图4中，假设送至模/数转换器105的基带信号具有4.096MHz的频率，并且第一和第二取样率分别等于16.384MHz和8.192MHz。当模式控制信号SW指示高速和低速度取样模式时，可变取样信号发生器41就分别以16.384MHz和8.192MHz的第一和第二取样率产生第一和第二取样信号。

第一和第二取样信号从可变取样信号发生器41送到模/数转换器105、指针接收器106b和搁置信道接收器107(图1)。

如同第一实施例，CPU控制器301用模式控制信号SW指示高速度取样模式，以便以16.384MHz的第一取样率进行位置登记处理、呼叫处理和语音处理。在这种情况下，向模/数转换器105和指针接收器106b提供可变取样信号发生器41的第一取样信号，并且以16.384MHz的第一取样率进行操作。

当提供以第一取样信号时，模/数转换器105并行地产生8比特的数字信号单元并将其送到图4所示的去扩展部分35。如图4所示，去扩展部分35包括一个去扩展计算部分351a和一个去扩展码发生器352a。

去扩展码发生器352a响应于第一取样信号，向去扩展计算部分351a提供8比特的扩展码。当去扩展计算部分351a接收到这个8比特的扩展码，就连续地用这个8比特的扩展码对数字信号单元进行去扩展操作，以产生8比特的一个第一计算结果信号。这个8比特的第一计算结果信号被转换成16比特并且送到加法器37。这个操作类似于图2所示的8比特处理模式，在此不再说明。

在待机状态下，CPU控制器301向可变取样信号发生器41提供模式控制信号SW，该信号指示类似于参照图1至3所说明的4比特处理模式的低速取样模式。在这种情况下，可变取样信号发生器41的8.192MHz的第二取样率的第二取样信号被送到模/数转换器105和指针接收器106b两者。

响应于第二取样信号，模/数转换器105以第二取样信号的第二取样率对所接收的模拟信号进行取样，产生4比特的数字信号单元。如图4所示，各所示的模/数转换器105有8个输出线。假设这个8个输出线的每隔一线上出现4比特的每数字信号单元，并且被送至去扩展部分35。

类似地，去扩展码发生器352a向去扩展计算部分351a提供经过去扩展码发生器352a的8个输出线的每隔一线上产生的4比特的去扩展码。该4比特的去扩展码施加于产生4比特的计算结果信号的去扩展计算部分351a。具体地，在去扩展计算部分351a的8个输出线的每隔一线上出现4比特的计算结果信号，并且该信号被比特转换器36转换成8比特的比特转换信号。加法器37将四个取样周期上的8比特的比特转换信号相加，为分离多径合并器110(图1)提供8比特的一个总和信号。

由于图4的无线通信设备的操作类似于图3的操作，以下略去有关操作的说明。

利用这个结构，模/数转换器105和分离多径接收器106以其频率等于第一取样率的一半的第二取样率操作于低取样模式。因此，在低取样模式下，模/数转换器105和分离多径接收器106就能够比其在高取样模式减少功率消耗。

由于结合一些实施例对本发明已经进行了说明，本领域技术人员应当理解可以各种其他的方式将本发明付诸实施。例如，虽然上述说明仅仅介绍了待机状态时将8比特转换成4比特，但比特数也可以是从N比特转换成M比特(其中N大于M)。另外，虽然上述实施例中已改变的比特数仅仅是针对在通话模式与待机模式之间彼此的比特数的改变，但是模/数转换器也可以在通话模式期间改变比特数。根据本发明者的实验研究，已经证实，即使当接收以10比特取样的通话信号时将比特数减少到4比特，也能够辨别声音。这说明比特率或者取样率可以减少到五分之二。

而且，图2和4所示的CPU控制器301能够自动地或者手动地在一般模式与节能模式之间进行切换。通过监视无线通信设备的发送功率并且通过当发送功率超出一个预定的功率水平时从一般模式切换到低功率模式(节能模式)，就能够实现自动切换方式。这个结构有助于减少功率消耗。在待机状态下或者没有接收任何声音信号时可以自动或者手动地选择低功率模式或节能模式。

当一般模式与低功率模式被手动地彼此切换时，可以在无线通信设备上准备预定的功能键，使得用户或者拥有者能够手动地进行操作或者选择。

如前所述，借助本发明能够极大地减少待机状态下的功率消耗。因此，尽管根据CDMA系统的接收器存在着由于待机状态下执行高速度处理而耗费了大量的功率并且无法实现长期的等待时间的问题，但是根据本发明的CDMA系统的无线通信设备却仍然能够实现相当长期的等待时间。

Claims (26)

1.一种控制无线通信设备中的电功率的方法，所述无线通信设备具有模-数(A/D)转换器并且用于码分多址(CDMA)系统，所述无线通信设备可操作地选择一个高功率模式或者一个低功率模式的其中之一，所述方法包括的步骤有：

检测所述各高和低功率模式以产生一个表示高功率或者低功率的其中之一的检测信号；以及

响应所述检测信号以相对于所述高功率模式的所述低功率模式操作所述模/数转换器。

2.根据权利要求1所述的方法，在所述高功率模式下所述A/D转换器将一个接收模拟信号转换成一个第一比特数的一个第一数字信号，其特征在于，在所述低功率模式下的所述A/D转换器的操作步骤包括以下步骤：

在所述低功率模式下将所述第一数字信号的所述第一比特数减少到一个第二比特数的一个第二数字信号，所述第二比特数小于所述第一比特数，因而减少了所述无线通信设备的电功率。

3.根据权利要求1所述的方法，在所述高功率模式下所述A/D转换器将一个接收模拟信号以一个第一取样率转换成一个第一数字信号，其特征在于，在所述低功率模式下的所述A/D转换器的操作步骤包括以下步骤：

在所述低功率模式下将所述第一取样率改变成一个第二取样率，所述第二取样率小于所述第一取样率，因而减少了所述无线通信设备的电功率。

4.一种无线通信设备，所述无线通信设备对于接收模拟信号是有响应的并且可操作地选择高和低功率模式的其中之一以将接收模拟信号解调成一个去调制信号，所述设备包括：

一个用于将所述接收模拟信号转换成一个数字信号的模-数(A/D)转换器；

用于将所述数字信号处理成所述去调制信号的装置；以及

一个用于对所述模/数转换器进行控制的控制电路，以便在相对于所述高功率模式的所述低功率模式下减低该模/数转换器的功率消耗。

5.根据权利要求4所述的无线通信设备，在所述高功率模式下所述A/D转换器产生一个第一比特数的一个第一数字信号作为所述数字信号，其特征在于，所述A/D转换器包括：

用于在所述低功率模式下将所述第一数字信号的所述第一比特数减少到一个第二比特数的一个第二数字信号的减少装置，因而减少了所述无线通信设备的电功率；以及

用于可选择地产生所述第一和所述第二数字信号作为所述数字信号的装置。

6.根据权利要求5所述的无线通信设备，其特征在于，所述第二比特数等于第一比特数的一半。

7.根据权利要求4所述的无线通信设备，其特征在于，在所述高功率模式下所述A/D转换器以第一取样率将所述接收模拟信号转换成一个第一取样率的一个第一数字信号，其中所述A/D转换器包括：

用于在所述低功率模式下将所述第一取样率改变成一个第二取样率的一个第二数字信号的取样率改变装置，所述第二取样率小于所述第一取样率，因而减少了所述无线通信设备的电功率；以及

用于可选择地产生所述第一和第二数字信号作为所述数字信号的装置。

8.一种用于将一个接收模拟信号解调成一个去调制信号的无线通信设备，包括：

一个用于将所述接收模拟信号转换成一个数字信号的模-数(A/D)转换器，使得所述数字信号的一个比特数是可以变化的。

9.根据权利要求8所述的无线通信设备，其特征在于，所述A/D转换器具有低和高有效比特位部分，所述两个部分都可操作地分别产生所述数字信号的一个第一部分和一个第二部分；

所述A/D转换器有选择地产生一个选择出的所述第一和第二部分的其中之一和所述第一和第二部分的一个合并，因而改变所述数字信号的所述比特数。

10.根据权利要求9所述的无线通信设备，其特征在于，所述无线通信设备可操作在一个高功率模式和一个低功率模式下，并且包括一个控制器，用于向所述A/D转换器提供表示或者所述高功率模式或者所述低功率模式的模式控制信号；

当所述模式控制信号指示所述高功率模式时，所述A/D转换器产生所述数字信号的所述第一和第二部分的所述合并，否则就仅产生所述数字信号的选择出的所述第一和第二部分的其中之一。

11.根据权利要求10所述的无线通信设备，其特征在于，它还包括一个取样信号发生器，用于向所述A/D转换器提供一个预定频率的取样信号，所述预定频率在所述高和低功率模式下保持不变。

12.根据权利要求10所述的无线通信设备，其特征在于，它还包括一个连接至所述A/D转换器的分离多径接收器，将其比特数是可变的所述数字信号提供给所述分离多径接收器以执行一个预定的计算并产生一个计算结果信号；以及

用于将所述计算结果信号解调成所述去调制信号的解调装置。

13.根据权利要求12所述的无线通信设备，其特征在于，所述解调装置包括：

用于将所述计算结果信号合并成一个合并信号的合并装置；以及

用于将所述合并信号处理成所述去调制信号的装置。

14.根据权利要求12所述的无线通信设备，其特征在于，所述分离多径接收器由多个指针接收器构成。

15.根据权利要求13所述的无线通信设备，其特征在于，各所述指针接收器包括：

一个响应于其比特数可改变的所述数字信号的去扩展部分，用于根据所述数字信号的可改变的比特数执行一个去扩展操作，以产生一个去扩展的结果信号；以及

用于对所述去扩展的结果信号进行计算以得出所述计算结果信号的装置。

16.根据权利要求15所述的无线通信设备，其特征在于，所述去扩展部分包括：

一个接收来自所述控制器的模式控制信号解扩展码发生器，用于根据由所述模式控制信号指示的所述高和低功率模式的比特数来有选择地分别产生第一和第二去扩展码；以及

一个接收其比特数可改变的所述数字信号和一个选择出的所述第一和第二解扩展码的其中之一的去扩展计算部分，用于根据各所述比特数和所述选择出的去扩展码执行一个去扩展操作，以产生由所述数字信号和所述选择出的去扩展码所确定其变化的比特数的所述去扩展结果信号。

17.一种无线通信设备，所述无线通信设备对于响应一个接收模拟信号是可操作的，以产生一个去调制信号，所述无线通信设备包括：

一个模/数转换器，用于将所述接收模拟信号转换成一个数字信号；以及

一个可控制取样信号发生器，用于向所述模/数转换器有选择地提供一个第一取样率的一个第一取样信号和一个第二取样率的一个第二取样信号，所述第二取样率与所述第一取样率不同；

所述模/数转换器对于响应所述第一或者第二取样信号的其中之一以及所述接收模拟信号是可操作的，以产生所述数字信号，所述数字信号的比特数由所述第一或者第二取样信号的其中之一确定。

18.根据权利要求17所述的无线通信设备，其特征在于，所述第一取样率高于所述第二取样率。

19.根据权利要求18所述的无线通信设备，其特征在于，它还包括一个控制器，用于向所述取样信号发生器提供一个表示或者一个高功率模式或者一个低功率模式的模式控制信号；

所述取样信号发生器向所述A/D转换器提供由所述模式控制信号指示的所述第一或者所述第二取样信号的其中之一，使所述A/D转换器产生所述数字信号，所述数字信号的比特数由所述第一或者所述第二取样率的其中之一确定。

20.根据权利要求19所述的无线通信设备，其特征在于，它还包括一个可操作地响应于所述模式控制信号的分离多径接收器，以根据所述第一或者所述第二取样率的其中之一对所述数字信号进行计算，以产生一个计算结果信号。

21.根据权利要求20所述的无线通信设备，其特征在于，它还包括用于将所述计算结果信号解调成所述去调制信号的解调装置。

22.根据权利要求21所述的无线通信设备，其特征在于，所述解调装置包括：

一个用于将所述计算结果信号合并成一个合并信号的合并电路；以及

用于将所述合并信号处理成所述去调制信号的处理装置。

23.根据权利要求20所述的无线通信设备，其特征在于，所述分离多径接收器由多个指针接收器构成。

24.根据权利要求23所述的无线通信设备，其特征在于，各所述指针接收器包括：

一个响应其比特数可改变的所述数字信号的去扩展部分，用于根据所述第一或者所述第二取样率对所述数字信号执行一个去扩展操作，以产生一个去扩展结果信号；以及

用于对所述去扩展结果信号进行计算以得出所述计算结果信号的装置。

25.根据权利要求17所述的无线通信设备，其特征在于，它还包括：

用于手动或自动地改变所述A/D转换器所产生的所述数字信号的比特数的装置。

26.根据权利要求25所述的无线通信设备，其特征在于，所述接收模拟信号是一个CDMA信号。