CN100484163C - 减少移动单元内功耗的装置和方法 - Google Patents

Abstract

在所公开的实施例中，移动单元包括编解码器、声码器和音频解码器。声码器和音频解码器向音频复用器提供相应的输出。立体声/单声控制单元从音频复用器接收音频复用器输入。由立体声/单声控制单元产生的控制输出与编解码器的接收音频处理路径内的多个组件耦合。例如，通过禁用编解码器接收音频处理路径的右声道内的至少一个组件，立体声/单声控制单元的控制输出导致显著的功率节省。例如，这种禁用可以在立体声/单声控制单元接收到的音频复用器输入包含语音信号而非音乐信号时发生。

Description

减少移动单元内功耗的装置和方法

技术领域

本发明一般涉及节省移动单元内功率的装置和方法，尤其涉及节省移动单元内所使用的立体声音频编解码器的功率。

背景技术

传统上，诸如蜂窝电话这样的移动单元主要用于无线电传输的模拟通信，譬如FM。目前，诸如码分多址(“CDMA”)这样的数字通信是传输的主要形式，因为它们允许更多用户占用带宽，且同时改进了语音质量和可靠性。

对于反向链路上使用的数字通信技术而言，诸如语音这样的音频信号必须从模拟信号被转化成数字信号。相反，在前向链路上，接收到的数字信号必需被转化成模拟信号，以便由移动单元扬声器所播放。能进行两个方向的模拟/数字转换的音频编码器/解码器通常被称为“编解码器”。编解码器一般用于各种移动单元中，譬如蜂窝电话。

如本领域已知，诸如蜂窝电话这样的移动单元一般依靠电池工作。延长的电池寿命成为如今蜂窝电话市场上期望的特点。除了长电池寿命之外，吸引人的产品必需具有与对手制造商竞争的最新特点，譬如能播放音乐。

像音乐性能这样的新特点在目前的蜂窝电话中日渐普及，其中用户能听MP3音频。这种设备要求立体声编解码器，而非旧蜂窝电话中可见的单声道编解码器。

图1中的示例性立体声音频编解码器可以是能播放立体声音频的数字蜂窝电话的一部分。立体声音频编解码器101把音频模拟信号转化成数字信号，用于在反向链路中传输。立体声音频编解码器101也用于把数字信号转化成音频模拟信号，用于在前向链路中的电话扬声器上输出呼叫者的声音，或者用于播放音频。

示例性立体声音频编解码器101由两条音频处理路径116和118组成。例如，发射音频处理路径116用于把用户的模拟语音信号转化成数字语音信号。下面简要描述发射音频处理路径116。

语音信号输出可以发自移动单元麦克风132、头戴式麦克风134、或辅助输入136，它们各通过I/O插口128与立体声音频编解码器101相连。I/O插口128向第一麦克风放大器138提供输入，放大器138放大输入模拟信号。第一麦克风放大器138的输出模拟信号可任选地再次由第二麦克风放大器142进行放大，并且/或者由高通滤波器和增益144根据输入类型进行滤波。例如，可以对辅助输入136进行任选的滤波。

复用器146可以选择高通滤波器和增益144的输出，或者可以选择第一麦克风放大器138的输出。复用器146的输出与模拟到数字转换器148耦合，后者把输入的模拟语音信号转化成数字语音信号。分隔线105右边的是数字信号。然后，数字语音信号由发射滤波器150进行滤波并且由发射增益152放大，以产生发射的语音脉冲编码调制(“PCM”)153。发射的语音PCM被发送到PCM接口122，然后被发送用于进一步处理，譬如通过PCM“输入”信号154的语音压缩。

接收音频处理路径118与发射音频处理路径116类似，除了信号以反方向流动并且对于左声道和右声道有两条信号路径。PCM“输出”信号155通过PCM接口122与立体声音频编解码器101相接。PCM“输出”信号155内的“输出”是指最终到达一个或多个扬声器输出的“输出采样”，扬声器输出有：耳机扬声器123、左头戴式受话器扬声器124、和/或右头戴式送受话器扬声器126。

如果PCM“输出”信号155是立体声，PCM接口122在左声道数字信号156和右声道数字信号157间分开信号，用于分开的处理。左声道数字信号156由接收增益162放大，并且由接收滤波器164滤波。然后，接收滤波器164的输出通过数字到模拟转换器170被转化成模拟输出。分隔线105的左面是模拟信号。对于右声道也执行接收增益166、接收滤波器168和数字到模拟转换器172的相同处理。

左声道和右声道数字到模拟转换器174和176分别向音频输出复用器178提供输入。音频输出复用器178将模拟输出或导向耳机放大器181、或者分别导向左和右头戴送受话器放大器180和182，这取决于何种类型的音频输出设备与I/O插口128相连或不与其相连。

立体声音频编解码器比单声道音频编解码器实质上消耗更多功率，后者用于前几代蜂窝电话中。由于立体声编解码器有额外的音频处理路径来产生左声道和右声道，如接收音频处理路径118所示，因此它比单声道音频编解码器多消耗约45％的功率。

如果PCM输出信号155是单声道且附加了单声道头戴式送受话器，则期望使接收音频处理路径118内的一条声道被启用(即，开启)，而另一条声道被禁用(即，关闭)。例如，如果右声道是“非缺省”声道，则希望使右声道，包含像接收增益166、接收滤波器168和数字到模拟转换器172这样的组件被禁用。

然而，按照立体声音频编解码器内采用的已知技术，没有方法能通过关闭“非缺省”声道的音频处理组件而保存功率，这些组件如右声道内的接收增益166、接收滤波器168和数字到模拟转换器172。

同样，当立体声头戴式送受话器扬声器与I/O插口128相连且PCM输出信号155为单声道时，如果PCM输出信号155为单声道，用户仅听到立体声听筒一个扬声器内的语音是不正常的。对于图1的系统而言，把单声道信号在两个扬声器上播放的已知方法是简单地复制156和157处左声道和右声道的单声道信号。在该方法中，左声道接收增益162、接收滤波器164和数字到模拟转换器170将开启，以及相应的右声道组件：接收增益166、接收滤波器168和数字到模拟转换器172也开启。然而，尽管此方法容易实现，然而它的两条立体声处理路径都消耗功率。

除非使用在立体声音频编解码器内保存功率的新颖技术，否则像蜂窝电话这样的移动单元会具有较短的电池寿命，这会造成很差的销售状况和用户的不满。因此，本领域中需要对像蜂窝电话这样的移动单元内的立体声编解码器进行有效的功率管理。

发明内容

按照本发明一方面，本发明一实施例是包括编解码器、声码器和音频解码器的移动单元。声码器和音频解码器向音频复用器提供相应的输出。立体声/单声控制单元从音频复用器接收音频复用器输入。立体声/单声控制单元向编解码器提供控制输出以减少编解码器内的功耗，从而减少移动单元内的功耗。

由立体声/单声控制单元产生的控制输出与编解码器的接收音频处理路径内的多个组件耦合。例如，控制输出可以与以下组件相耦合：接收音频处理路径右声道内的接收增益、接收滤波器、数字到模拟转换器、左/右选择器和头戴式耳机放大器。

例如，通过禁用编解码器接收音频处理路径的右声道内的至少一个组件，立体声/单声控制单元的控制输出会造成显著的功率节省。例如，这种禁用可以在立体声/单声控制单元接收到的音频复用器输入包含语音信号而非音乐信号时发生。

附图说明

图1说明了已知编解码器的示例。

图2说明了使用连同编解码器的立体声/单声控制单元的本发明一实施例。

图3说明了图2所示编解码器的进一步细节。

图4是描述本发明实施例操作的流程图。

具体实施方式

所公开的实施例针对减少移动单元内功耗的装置和方法。现参考图2，块200说明了像蜂窝电话这样的移动单元的一部分，用于说明本发明的某些特点。尽管块200仅示出一部分移动单元，块200在本申请中仍被称为移动单元200。注意到“移动单元”可以是单个芯片，在本发明中也称为“器件”；或者，移动单元可以是许多离散器件及其它组件的集合，譬如蜂窝电话。此外，尽管整个本申请中引用了“移动单元”来描述了本发明一实施例，但显然本申请也等价地应用于“非移动单元”和“非移动器件”。

移动单元200包括天线209，用于经由基站天线213从基站收发机214接收射频(RF)信号。RF块208对接收到的RF信号进行解调和下变频，用于基带处理。某些基带处理块未在图2中示出。RF块208的基带输出可以包括压缩的语音分组。RF块208输出的压缩语音分组被提供给声码器206。声码器206对从移动单元基带处理接收到的压缩语音分组进行解压缩，这未在图2示出。声码器206的解压缩语音输出把输入提供给音频复用器222。

音频复用器222也可以接受来自音频解码器220的输入。音频解码器220经由对诸如，非穷举性示例，MPEG层3(MP3)压缩音频这样的压缩音频格式进行解压缩。音频解码器220可以将立体声或单声音频输出到音频复用器222。

音频复用器222经由PCM“输出”信号255把PCM输入提供给立体声音频编解码器201。如果PCM输出信号255为立体声，则音频信号被分成两个音频流，即左声道数字信号256和右声道数字信号257。左声道数字信号256和右声道数字信号257被输入接收音频处理路径218，后者把信号从数字音频信号转化成模拟音频信号。然后，音频模拟信号被输出到耳机扬声器223或者左头戴式送受话器机扬声器224和右头戴式送受话器扬声器226，它们都与I/O插口228相连。

在反向链路上，用户可以通过与I/O插口228相连的移动单元麦克风232、头戴式送受话器麦克风234、或辅助输入236而输入语音。I/O插口228提供模拟语音信号，作为到立体声音频编解码器201的发射音频处理路径216的输入。发射音频处理路径216把模拟输入信号转化成PCM“输入”信号254。立体声音频编解码器201提供PCM“输入”信号254，作为声码器206的输入，用于语音压缩。声码器206压缩的语音分组被输入RF块208。数据经过上变频并且被RF块208调制到载波上，用于经由天线209的RF传输。基站天线213接收RF传输，基站收发机214处理接收到的RF传输。

按照本发明一实施例，立体声/单声控制单元210从音频复用器222接收音频复用器输入298。立体声/单声控制单元210还从插件检测电路212接收插件检测输入292。插件检测电路212又从I/O插口228接收I/O输入294。如图2所示，立体声/单声控制单元210的控制输出296与立体声音频编解码器201耦合。

图3更详细地示出立体声音频编解码器201。示例性立体声音频编解码器301由两条音频处理路径316和318组成。发射音频处理路径316用于把用户的模拟语音信号转化成数字语音信号。下面描述了发射音频处理路径316。

语音信号输入可以发自移动单元麦克风332、头戴式送受话器麦克风334或辅助输入336，它们经由I/O插口328与立体声音频编解码器301相连。I/O插口328把输入提供给第一麦克风放大器338，后者放大输入模拟信号。第一麦克风放大器338的输出模拟信号可以任选地再次由第二麦克风放大器342放大，并且/或者由高通滤波器和增益344根据输入类型而进行滤波。例如，可以对辅助输入336进行任选滤波。

复用器346可以选择高通滤波器和增益344的输出，或者它可以选择第一麦克风放大器338的输出。复用器346的输出与模拟到数字转换器348耦合，后者把输入的模拟语音信号转化成数字语音信号。分隔线305右边的信号是数字信号。然后，数字语音信号由发射滤波器350滤波并由发射增益352放大以产生发射的语音PCM 353。发射的语音PCM 353被发送到PCM接口322，后者然后被发送用于进一步处理，譬如经由PCM“输入”信号354的语音压缩。

接收音频处理路径318与发射音频处理路径316类似，除了信号在相反方向流动，且对于左声道和右声道有两条信号路径。PCM“输出”信号355经由PCM接口322与立体声音频编解码器301相接。

如果PCM输出信号355为立体声，则PCM接口322在左声道数字信号356和右声道数字信号357之间分裂PCM输出信号355，用于在接收音频处理路径318内的分开处理。左声道数字信号356由接收增益362放大，后者可能提供音量控制。接收增益362的输出由接收滤波器364滤波，后者可能提供信号的内插。接收滤波器364的数字信号输出由数字到模拟转换器370转化成左声道音频模拟信号374。分隔线305左边的信号为模拟信号。对于具有音频处理组件的右声道进行相同的音频处理，这些组件有：接收增益366、接收滤波器368和数字到模拟转换器372。

左声道和右声道模拟音频信号374和376分别向音频输出复用器378提供输入。音频输出复用器378把模拟输出或导向耳机放大器381，或分别导向左和右头戴式送受话器放大器380和382，这取决于耳机扬声器323、左头戴式送受话器扬声器324还是头戴式送受话器扬声器326与I/O插口328相连。

插件检测单元312从I/O插口328接收I/O输入394。插件检测单元312确定音频输出器件或者与I/O插口328相连的器件的类型。插件检测电路312把插件检测输入392提供给立体声/单声控制单元310。立体声/单声控制单元310向右声道音频处理组件提供控制输出396，这些组件包括接收增益366、接收滤波器368、数字到模拟转换器372、左/右选择器388、以及右头戴式送受话器放大器382。左声道模拟音频信号374和右声道模拟音频信号376可以通过音频输出复用器378被传递到左/右选择器388。控制输出396确定左/右选择器388的输出，选择器的输出与右头戴式送受话器放大器382耦合。

使用立体声/单声控制单元210来启用或禁用右声道(即，“非缺省”声道)内的音频处理组件，用于节省立体声音频编解码器201内的功率。如下所讨论的，在单声音频应用期间，立体声/单声控制单元210关闭接收音频处理路径218内的某些组件。立体声/单声控制器210根据音频复用器输入298是音乐、语音还是其它，并且根据与I/O插口228相连的音频输出器件有单声道还是立体声性能，从而判定当前的音频应用是否为单声道。

通常，对于单声道音频应用而言，“非缺省”声道(即，本示例性实施例中的右声道)的音频处理组件可以被禁用，因为单声道操作仅需一条音频处理声道。在本示例性实施例中，示例性立体声音频编解码器201用左声道作为“缺省”单声道。

如上所述，立体声/单声控制单元210有两个输入：音频复用器输入298和插件检测输入292。音频复用器输入298可以是语音、立体声音乐、单声音乐、或其它。插件检测输入292可以或者为立体声或者为单声。下面描述了立体声/单声控制单元210输入的许多可能组合的某些示例。

当音频复用器输入298为立体声音乐且插件检测输入292为立体声时，第一输入组合出现。由于与I/O插口228相连的音频输出器件为立体声，因此需要启用左头戴式扬声器224和右头戴式扬声器226两者。同样，由于音频复用器输入298为立体声音乐，因此需要启用左声道和右声道音频处理组件两者。如图3所示，左音频处理组件包括接收增益362、接收滤波器364和数字到模拟转换器370，而右音频处理组件包括接收增益366、接收滤波器368和数字到模拟转换器372。在该第一组合中，立体声/单声控制单元310提供控制输出396以确保右音频处理组件全都被启用。同样，立体声/单声控制单元310提供向左/右选择器388提供控制输出396，使得从左/右选择器388输出右模拟音频信号376。

当音频复用器输入298为立体声音乐而插件检测输入292为单声时，第二输入组合出现。由于与I/O插口228相连的音频输出器件为单声，因此应该启用左头戴式扬声器224而应该禁用右头戴式扬声器226。同样，由于音频复用器输入298为立体声音乐，根据用户爱好或音频应用，立体声声道可以在数字域加在一起并且被输入到左声道接收音频处理路径。例如，左声道数字信号356和右声道数字信号357可以数字方式加在一起并且被输入到以接收增益362开始的左声道接收音频处理组件。由于右声道接收音频处理组件无须被启用，因此立体声/单声控制单元310应该提供控制输出396，使得右音频处理组件全都被禁用。

当音频复用器输入298为语音或单声音乐而插件检测输入292为单声时，第三输入组合出现。由于与I/O插口228相连的音频输出器件为单声，因此应该启用左头戴式扬声器224而应该禁用右头戴式扬声器226。同样，由于音频复用器输入298为语音或单声音乐，左声道音频处理组件应该被启用，而所有的右声道音频处理组件都应该被禁用。因此，在图3中，立体声/单声控制单元310提供控制输出396，使得右音频处理组件全都被禁用，即，接收增益366、接收滤波器368、数字到模拟转换器372以及右头戴式放大器382。

当音频复用器输入298为语音或单声音乐而插件检测输入292为立体声时，第四输入组合出现。由于与I/O插口228相连的音频输出器件为立体声，因此应该启用左头戴式扬声器224而且也应该启用右头戴式扬声器226。同样，由于音频复用器输入298为语音或单声音乐，左声道音频处理组件应该被启用，而应该禁用右声道音频处理组件：接收增益366、接收滤波器368和数字到模拟转换器372。因此，在图3中，立体声/单声控制单元310提供控制输出396，使得右声道接收增益366、接收滤波器368、数字到模拟转换器372全部被禁用，而右头戴式放大器382被启用。同样，立体声/单声控制单元310向左/右选择器388提供控制输出396，使得左模拟音频信号374为左/右选择器388的输出。

对于其余输入组合而言，立体声/单声控制单元310可能进入缺省模式。在缺省模式中，立体声/单声控制单元310提供控制输出396，使得右声道接收增益366、接收滤波器368、数字到模拟转换器372、以及右头戴式放大器382全部被禁用。

控制输出396可能由多个控制信号组成，但为了简化，所有控制信号都由单个控制输出396给出。例如，数字到模拟转换器通常用硬件实现，因而控制输出396可以是简单的启用/禁用连接类型。然而，接收增益366和接收滤波器368可以在数字信号处理器内实现。这种情况下，控制输出396可能不是如数字模拟转换器情况下的简单禁用信号，而控制输出396可以是对数字信号处理器的命令，用于启用或禁用接收增益366和接收滤波器368的固件部分。

图4中的流程图描述了本发明一实施例的示例性操作。当诸如蜂窝电话这样的移动单元开始上电或如果移动单元被重置时，立体声/单声控制单元210在步骤402处开始该程序。在步骤404中，立体声/单声控制单元210经由音频复用器输入298从音频复用器222接收数字音频信号。输入数字音频信号可以或发自声码器206或发自音频解码器220。根据音频应用或用户选择，可以或选择声码器206或选择音频解码器220作为经由音频复用器222的当前输入。在步骤404之后，立体声/单声控制单元210进行到步骤406。

步骤406中，立体声/单声控制单元210确定有立体声能力的头戴式送受话器还是扬声器被插入I/O插口228。有立体声能力的头戴式送受话器或是扬声器是一般在本申请中被称为“立体声输出组件”的示例。I/O插口228把I/O输入294提供给插件检测电路212，该电路依次将插入检测输入292提供给立体声/单声控制单元210。如果插件检测电路212检测到立体声头戴式受送话器已被插入，则立体声/单声控制单元210进行到步骤410，否则它进行到步骤408。

步骤408中，立体声/单声控制单元210确定音频复用器输入298是否为语音。如果立体声/单声控制单元210确定音频复用器输入298为语音，则立体声/单声控制单元210进行到步骤410，否则它进行到步骤412。

步骤410中，立体声/单声控制单元210禁用右声道音频处理组件。立体声/单声控制单元210输出控制输出396，使得右音频处理组件——接收增益366、接收滤波器368、数字到模拟转换器372和右头戴式送受话器放大器382被禁用。在步骤410之后，立体声/单声控制单元210在步骤418到达程序终点。

步骤412中，立体声/单声控制单元210确定音频复用器输入298是否为音乐。如果音频复用器输入298为音乐，则立体声/单声控制单元210进行到步骤413，否则它进行到步骤416。

步骤413中，立体声/单声控制单元210确定来自音频复用器输入298的音乐信号是否为立体声。如果来自音频复用器输入298的音乐信号为立体声，则立体声/单声控制单元210进行到步骤414，否则它进行到步骤410。

步骤414中，立体声/单声控制单元210输出控制输出396，使得右音频处理组件——接收增益366、接收滤波器368、数字到模拟转换器372和右头戴式送受话器放大器382被启用。在本例中，左声道是“缺省”单声道，因而左声道按照缺省会为单声道或立体声音频应用而被启用。在步骤414之后，立体声/单声控制单元210在步骤418到达程序终点。

步骤416中，立体声/单声控制单元210输出控制输出396，使得右音频处理组件——接收增益366、接收滤波器368、数字到模拟转换器372和右头戴式送受话器放大器382被禁用。如上所述，左声道是“缺省”单声道，因而左声道按照缺省会为单声道或立体声音频应用而被启用。在步骤416之后，立体声/单声控制单元210在步骤418到达程序终点。

按照本发明各个实施例，还按照这里所述的本发明特定实施例，禁用“非缺省”声道的组件能保存大量功率，这些组件如右音频处理组件：接收增益366、接收滤波器368、数字到模拟转换器372和右头戴式送受话器放大器382。

从上面的描述可以理解，本发明提供了减少移动单元内功耗的装置和方法。从上面描述中显然可见，各种技术可用于实现本发明的概念而不背离其范围。此外，虽然已经特别参考某些实施例描述了本发明，然而本领域的普通技术人员可以理解，可以在形式上和细节中作出改变，而不背离本发明的精神和范围。所述实施例应被视为说明性的但非限制性的。应该理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，而是能够有许多重排、修改和替代而不背离本发明的范围。

因此，至此已经描述了减少移动单元内功耗的装置和方法。

Claims (20)

1.一种用于与音频复用器通信的装置，所述音频复用器接收来自声码器的声码器输入以及来自音频解码器的音频解码器输入，所述装置包括：

与编解码器耦合的立体声/单声控制单元；

所述立体声/单声控制单元从音频复用器接收音频复用器输入，所述立体声/单声控制单元向编解码器提供控制输出以减少编解码器内的功耗，

其中，当立体声/单声控制单元接收到的音频复用器输入包括语音信号时，所述控制输出禁用编解码器的接收音频处理路径内的多个组件的至少一个。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制输出与编解码器的接收音频处理路径内的多个组件相耦合。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个组件在接收音频处理路径的右声道内。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个组件在接收音频处理路径的左声道内。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制输出禁用多个组件的至少一个以减少编解码器的接收音频处理路径内的功耗。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述多个组件包括接收增益、接收滤波器、数字到模拟转换器、左/右选择器和头戴式送受话器放大器。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制输出禁用多个组件的至少一个以减少编解码器的接收音频处理路径内的功耗。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个组件包括接收增益、接收滤波器、数字到模拟转换器、左/右选择器和头戴式送受话器放大器。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述立体声/单声控制单元还从插件检测电路接收插件检测输入。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述插件检测电路从I/O插口接收I/O输入。

11.一种处理在装置内接收到的音频信号的方法，所述方法包括：

当音频信号包括语音信号时，禁用接收音频处理路径内的第一声道并且启用接收音频处理路径内的第二声道；以及

当音频信号包括音乐信号时，启用接收音频处理路径内的第一声道并且禁用接收音频处理路径内的第二声道。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述禁用第一声道由立体声/单声控制单元执行。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述禁用第一声道通过立体声/单声控制单元的控制输出禁用第一声道内多个组件中至少一个来执行。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述多个组件包括接收增益、接收滤波器、数字到模拟转换器、左/右选择器和头戴式送受话器放大器。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一声道是接收音频处理路径内的右声道，而第二声道是接收音频处理路径内的左声道。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一声道是接收音频处理路径内的左声道，而第二声道是接收音频处理路径内的右声道。

17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述装置包括声码器和音频解码器，其中声码器向音频复用器提供语音信号，而音频解码器向音频复用器提供音乐信号。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述立体声/单声控制单元从音频复用器接收音频信号。

19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括确定立体声输出组件是否与装置耦合。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括当立体声输出组件不与装置耦合时禁用第一声道。

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