CN101179280A

CN101179280A - 基于特定查找表的数字自动增益控制装置

Info

Publication number: CN101179280A
Application number: CNA2006101385647A
Authority: CN
Inventors: 焦杰; 朴范镇; 魏立军
Original assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2008-05-14

Abstract

一种基于特定查找表的数字自动增益控制装置，包括：天线(11)、带通滤波器(12)、可变增益放大器(13)、下混频器(14)、模数转换器(15)、基带模块(16)和DAC(10)，幅度检测器(17)，对接收的N个样点，采用时域平均的方法进行幅度检测；查找表18，将检测结果与参考电平相比较，得到之间的误差；环路滤波器(19)，通过误差信号得到相应增益控制信号的序号，将增益控制信号的序号作为索引输入到查找表，得到增益控制信号的序号后经过DAC反馈控制VGA的增益。本发明广泛适用于多种系统的接收机。本发明的AGC的反馈控制环路在启动阶段有和前馈控制环路相同的快速响应；在AGC的跟踪阶段，基于查找表采用慢速的环路滤波器，使得环路稳定性高。

Description

基于特定查找表的数字自动增益控制装置

技术领域

本发明属于数字广播技术领域，具体涉及用于数字无线电广播(DRM)和数字电视(DTV)广播系统中接收机的自动增益控制装置。

背景技术

在通信系统中，由于各种原因，接收机输入的信号功率变化范围往往较大，大信号和小信号功率通常会相差几十个dB。而接收机则需要在接收大信号和接收小信号的情况下都能设计要求。

影响接收机输入信号功率的因素很多，和发射机发射信号的功率以及接收机的所处位置的远近有关，同时也受信道环境的影响。

自动增益控制(AGC)在接收机中，是十分重要的一个部分，它可以提高接收机的动态范围，使得接收链路的模数转换器(ADC)输出信号功率保持一致。当输入小信号时，AGC调高接收链路的增益；当输入大信号时，AGC减小接收链路的增益，使得输出信号落在ADC的动态范围之内，并尽可能保证ADC的在较高的SNR条件下采样。自动增益控制(AGC)可以分为两个阶段：一是启动阶段，要求环路快速响应；二是跟踪阶段，要求环路稳定性高。图1中，19表示环路滤波器，启动阶段调高环路滤波器的增益，跟踪阶段减小环路滤波器的增益。

随着模数转换(ADC)芯片和数字信号处理技术的发展，现在很多接收机的自动增益控制(AGC)的功能在数字部分实现，如附图2的所示基于反馈的数字自动增益控制接收机结构，图中27表示AGC部分，通常是经过功率检测，对数运算，环路滤波，反对数运算之后，输出VGA的控制信号。这种方法需要对数运算，计算复杂度高，并且在AGC环路的启动阶段响应速度较慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于特定查找表的数字自动增益控制装置。

为实现上述目的，一种基于特定查找表的数字自动增益控制装置，包括：

天线11、带通滤波器12、可变增益放大器13、下混频器14、模数转换器15、基带模块16和DAC10，还包括：

幅度检测器17，对接收的N个样点，采用时域平均的方法进行幅度检测；

查找表18，将检测结果与参考电平相比较，得到之间的误差；

环路滤波器19，通过误差信号得到相应增益控制信号的序号，将增益控制信号的序号作为索引输入到查找表，得到增益控过后经过DAC反馈控制VGA的增益。

本发明广泛的适用于多种系统的接收机中，包括DRM接收机，DMB接收机(DVB-T，ISDB-T，T-DMB等)。查找表直接映射输入信号功率和VGA控制电平的关系，这使得本发明的AGC的反馈控制环路在启动阶段有和前馈控制环路相同的快速响应；在AGC的跟踪阶段，基于查找表采用慢速(较窄带宽)的环路滤波器，使得环路稳定性高。另外，本发明省去了传统方法的对数和反对数运算，计算复杂度较低，易于实现。

附图说明

图1表示本发明一种基于特定查找表的数字自动增益控制装置结构框图；

图2表示常规的模数混合自动增益控制接收机结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种基于特定查找表的数字自动增益控制装置进行详细说明。

图1示出一种基于特定查找表的AGC接收机框图，接收机经过天线模块11接收的无线信号，由选频滤波器12选出有用信号，送到VGA模块13进行相应的增益控制，然后通过下变频器14转换到中频或零中频。ADC模块15进行模拟/数字转换，转换后的数字信号再送入到基带模块16进行处理。

VGA的增益控制通过AGC反馈环路实现。AGC环路是由VGA13、下变频器14、ADC15、幅度检测模块17、环路滤波器18、查找表19、和DAC10组成。首先，检测器采用时域样点幅度平均的方法检测出信号的电平，送入查找表。查找表包括两个数列。第一列是输入信号的电平，他们在列方向上呈均匀的递减排列(dB关系)；第二列是VGA的增益控制电平，对应输入为第一列的相应信号电平时，保持输出为固定电平。在图1中显示的是输入信号电平递减0.25dB排列的查找表。参考电平是可以灵活配置的，参考电平的设置取决于信号本身的峰均比和传输信道的特性。即要保证信号的峰值通过ADC时不饱和，又保证ADC在高SNR条件下采样。不同的系统参考电平的配置是不同的，例如对于ISDB-T系统可以设置为-18dBFs，对DRM系统可以设置成-15dBFs。由检测到的信号电平和配置的参考电平，可以得到误差信号，表达式如下：

err＝lookup_input_index(referencelevel)-lookup_input_index(input level)

从上式可以看出，在一种基于特定查找表的数字自动增益控制方法和装置中，误差等于查找表中参考信号电平序号和检测信号电平序号之差。将所得的误差信号通过环路滤波器19，得到相应增益控制信号的序号。环路滤波器的增益是可控的，在AGC环路处于启动阶段，设置一个较大的环路增益；当AGC环路进入到跟踪阶段时，设置一个较小的环路增益，减小跟踪阶段的VGA增益的波动。环路滤波器可以由如下的差分方程表示：

index＝index+α*err

其中，α表示为环路的增益，根据AGC所处的阶段是可调的。

在AGC环路的启动阶段，α可以设置为较大值甚至为1；在AGC环路的跟踪阶段，α可以设置为较小值如1/16、1/32、1/64等。不同的系统环路增益是不同的。将增益控制信号的序号作为索引输入查找表的第2列，得到增益控制信号，这一过程可由下式表示。

ctrl＝lookup_ctrl(index)

将得到的增益控制信号通过DAC，反馈控制VGA的增益。

本发明的AGC计算过程即是一个查表的过程，省去复杂的对数运算，节省了资源。另外，查找表直接映射输入信号功率和VGA增益控制电平的关系，这使得本发明的AGC的反馈控制环路在启动阶段有和前馈控制环路相同的快速响应；在AGC的跟踪阶段，基于查找表采用慢速(较窄带宽)的环路滤波器，使得环路稳定性高。

Claims

1.一种基于特定查找表的数字自动增益控制装置，包括：

天线(11)、带通滤波器(12)、可变增益放大器(13)、下混频器(14)、模数转换器(15)、基带模块(16)和DAC(10)，还包括：

幅度检测器(17)，对接收的N个样点，采用时域平均的方法进行幅度检测；

查找表(18)，将检测结果与参考电平相比较，得到之间的误差；

环路滤波器(19)，通过误差信号得到相应增益控制信号的序号，将增益控制信号的序号作为索引输入到查找表(18)，得到增益控过信号后经过DAC反馈控制VGA的增益。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述幅度检测器按下式进行幅度检测：

\frac{1}{N} \cdot Σ_{n = 1}^{N} | \cdot | .

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于误差的获得可以由如下式表示：

err＝lookup_input_index(reference level)-lookup_input_index(input level)。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述环路滤波器(19)的增益是可控的。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述增益控制信号的序号由下式获得：

index＝index+α*err

其中，α表示为环路的增益。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述环路增益α为1/64-1。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于根据不同的系统配置不同的参考电平。