CN102195582B

CN102195582B - 一种自动增益控制方法及装置

Info

Publication number: CN102195582B
Application number: CN 201010621564
Authority: CN
Inventors: 谭舒; 毛翔宇; 王茜竹; 申敏
Original assignee: Chongqing Cyit Communication Technologies Co Ltd
Current assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2030-12-31
Also published as: CN102195582A

Abstract

本发明公开了一种AGC控制方法，包括，AGC控制装置生成AGC命令字，进行模拟增益控制；AGC控制装置设置本次数字AGC增益控制对象的数据个数N；从ADC转换之后的数字AGC增益控制对象中选取预定起点及长度的数据段；获取所选择数据段的信号幅度位宽，根据所述信号幅度位宽及数字增益控制输出有效位宽确定数字增益；根据所述数字增益对本次AGC增益控制对象进行数字增益控制；同时，本发明还公开了一种与所述方法相适应的装置。本发明的技术方案有效降低了AGC增益控制误差对数字信号质量的影响，提高了数字增益控制精度；也为进一步降低基带子系统的输入位宽要求提供了可能。

Description

一种自动增益控制方法及装置

技术领域

本发明涉及到移动通信系统增益控制技术，特别涉及到一种自动增益控制(简称，AGC)方法及装置。

背景技术

移动通信系统由于通信双方物理距离可变、无线信道复杂性、业务生灭变化等因素的影响，信号的动态范围通常较大，以第三代合作组织(简称，3GPP)频分双工(简称，FDD)与时分双工(简称，TDD)系统为例，标准信号动态范围为-25dBm～-108dBm，动态跨度高达83dB；以3GPP LTE系统为例，标准信号动态范围-25dBm～-106dBm，动态跨度高达81dB。需要说明的是，实际应用中该动态范围可能体现得更大，通常认为能够达到90～95dB左右的水准。

为应对所述大动态范围的信号接收，AGC技术被广泛应用。应用该技术的接收电路采取预设的方法调整放大倍数，对小幅度输入信号进行大增益放大，对大幅度信号进行小增益放大或不放大，从而将大动态范围接收信号限定到一个较小的动态范围，降低后续信号处理器件的设计难度。

现有技术的AGC控制装置如图1所示，包括射频放大模块、下变频模块、基带放大模块、模数转换模块(简称，ADC)、数字增益控制模块(简称，DAGC)、AGC控制命令映射模块、AGC控制命令生成模块；其中，AGC控制命令生成模块可以放在基带子系统内，也可以放在射频子系统内；其他模块一般放在射频子系统内。

射频/基带放大模块通常采用可变增益放大器(简称，VGA)，能够支持100dB以上的动态范围，因此在射频子系统的模拟部分完全满足接收信号的动态范围要求，进行模拟增益控制的核心目的在于控制输入信噪比恶化水平与适应模数转换器的动态范围，由于VGA器件自身对信噪比恶化在动态范围内敏感度有限，因此其调整的精度不需要过于精细。

ADC受限成本，其数字位宽通常不高于16bit，因此是需要VGA基于模拟增益将接收信号动态范围控制为相对较低的可接收范围的。

基带子系统方面，由于数字信号位宽直接决定其存储空间的成本，基带子系统的输入输出位宽典型取值范围为6～10bit，远低于ADC的动态范围，因此DAGC的核心目的在于将射频子系统输出的数字信号调整到适应基带子系统的动态范围。

现有技术的AGC控制方法通常为：

1、AGC控制命令生成模块生成AGC命令字发送到AGC控制命令映射模块；

2、AGC控制命令映射模块根据预设的固定映射关系将AGC命令字映射为实际的模拟和数字增益，分别发送给VGA和DAGC；

3、VGA和DAGC根据获得的模拟和数字增益分别进行模拟AGC控制和数字AGC控制。

现有技术的问题在于，移动通信系统的无线信道复杂性、业务生灭变化等因素必然带来AGC设置与实际接收信号功率不符甚至偏差极大，而基于预设置的映射关系，无法根据实际接收信号的功率对增益控制进行调整，极可能导致基带子系统的输入信号量化噪声过高(AGC设置过低)或信号溢出畸变(AGC设置过高)。在AGC控制中，DAGC模块的增益控制精度对整个AGC控制精度起主导作用。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种AGC控制方法及装置，以提高AGC控制中数字增益控制的精度。

本发明的AGC控制方法的技术方案是：

1、AGC控制装置生成AGC命令字，根据预设的固定映射关系将AGC命令字映射为实际的模拟增益进行模拟增益控制；

2、AGC控制装置设置本次数字AGC增益控制对象的数据个数N；

3、从ADC转换之后的数字AGC增益控制对象中选取预定起点及长度的数据段；

其中，所述预定起点取值范围1～N，预定长度取值1～N-起点+1；

4、获取所选择数据段的信号幅度位宽，根据所述信号幅度位宽及数字增益控制输出有效位宽确定数字增益；

5、根据所述数字增益对本次AGC增益控制对象进行数字增益控制；

其中，所述N为大于0的整数；所述数字增益采用对数域表示方式。

所述根据所述信号幅度位宽及数字增益控制输出有效位宽确定数字增益进一步包括：

根据数字增益控制输出有效位宽确定信号幅度最大可能位宽；

信号幅度最大可能位宽＝数字增益控制输出有效位宽-m；其中，所述m为保护位，取值范围为0～4比特。

计算将所述信号幅度位宽匹配到信号幅度最大可能位宽所需的数字增益；

将计算出的数字增益×2作为AGC控制的数字增益。

优选的，所述信号幅度位宽为所选择数据段中最大幅度信号所占位宽。

优选的，所述信号幅度位宽为所选择数据段各数据信号幅度平均值所占位宽。

本发明的AGC控制装置包括：

射频放大模块，与下变频模块及AGC控制命令映射模块连接，从AGC控制命令映射模块接收模拟增益，对接收到的射频信号进行模拟增益控制并输出到下变频模块；

下变频模块，与所述射频放大模块及所述基带放大模块连接，将射频模块输出的射频信号转换为基带模拟信号发送到所述基带放大模块；

基带放大模块与所述下变频模块、AGC控制命令映射模块及ADC连接，对接收的基带模拟信号进行模拟增益控制并输出到ADC；

ADC，与所述基带放大模块、数字增益控制模块及数据筛选模块连接，将基带放大模块输出的基带模拟信号转换为数字信号发送给数据筛选模块及数字增益控制模块；

数据筛选模块，与所述ADC及数字增益计算模块连接，在ADC发送的数字AGC增益控制对象中选取预定起点及长度的数字段发送到数字增益计算模块；

数字增益计算模块，与所述数据筛选模块及数字增益控制模块连接；检测数据筛选模块发送的数据段中各数据的信号幅度，获得所选择数据段的信号幅度位宽，根据所述信号幅度位宽及数字增益控制输出位宽计算数字增益用以控制数字增益控制模块；

数字增益控制模块，与所述ADC、AGC控制命令生成模块及数字增益计算模块连接，使用所述数字增益计算模块计算出的数字增益对ADC发送过来的数字信号进行数字增益控制并将信号输出到基带子系统；

AGC控制命令映射模块，与所述AGC控制命令生成模块、射频放大模块及基带放大模块连接，将所述AGC控制命令生成模块生成的AGC控制字映射为实际的模拟增益输出到所述射频放大模块及基带放大模块；

AGC控制命令生成模块，与所述数字增益控制模块及AGC控制命令映射模块连接，测量数字增益控制模块输出信号功率，生成AGC命令字发送到AGC控制命令映射模块；

优选的，所述AGC控制命令生成模块集成在基带子系统内。

优选的，所述AGC控制命令生成模块集成在射频子系统内。

与现有技术相比，本发明在实施数字增益确定时，不再使用预设的增益设置，而是通过获取数字增益控制模块输入信号的幅度与需要的输出信号的幅度之间的偏差来自适应计算最佳的数字增益，有效降低了AGC增益控制误差对数字信号质量的影响，也为进一步降低基带子系统的输入位宽要求提供了可能。

附图说明

图1是现有技术的一种AGC控制装置结构图

图2是本发明AGC控制控制方法流程图

图3是本发明AGC控制装置结构图

具体实施方式

为进一步说明本发明的技术方案，下面给出具体实施例并结合附图详细说明。

具体实施例1

本实施例为本发明AGC控制方法的一种优选实施方式，总体流程图如图2所示。

2、AGC控制装置设置本次数字AGC增益控制对象的数据个数N；

其中，所述N为大于0的整数；

本实施例中，本次AGC控制过程中N＝352，预定起点10，预定长度为128；

4、获取所选择数据段的信号幅度位宽，根据所述信号幅度位宽及数字增益控制输出位宽确定数字增益；

401、在所选择的数据段中选择最大信号幅度所占位宽作为信号幅度位宽；

本实施例中，本次所选择的数据段的信号幅度位宽为8比特；

402、根据数字增益控制输出有效位宽确定信号幅度最大可能位宽；

其中，所述信号幅度最大可能位宽＝数字增益控制输出有效位宽-m；m为保护位，m＝0～4比特；

本实施例中数字增益控制输出有效位宽为9比特，m＝0，信号幅度最大可能位宽＝9比特；

403、获得所述信号幅度位宽匹配到信号幅度最大可能位宽所需要的数字增益；

本实施例中，信号幅度位宽匹配到信号幅度最大可能位宽需要放大1比特，对应的数字增益为3dB；

404、将计算出的数字增益×2作为AGC控制的数字增益；

所述数字增益采用对数域表示方式；

5、根据所述数字增益对本次AGC增益控制对象进行数字增益控制。

具体实施例2

本实施例为本发明AGC控制方法的又一种优选实施方式，总体流程图如图2所示。

步骤1～3与具体实施例1相同；

本实施例中，N＝144；预定起点1，预定长度为64；

401、将所选择数据段各数据信号幅度平均值所占位宽作为信号幅度位宽；

本实施例中，本次所选择的数据段的信号幅度位宽为9比特；

其中，所述信号幅度最大可能位宽＝数字增益控制输出有效位宽-m；

本实施例中数字增益控制输出有效位宽为9比特，m＝1，信号幅度最大可能位宽＝8比特；

本实施例中，信号幅度位宽匹配到信号幅度最大可能位宽需要压缩1比特，对应的数字增益为-3dB；

404、将计算出的数字增益×2作为AGC控制的数字增益；

所述数字增益采用对数域表示方式；

具体实施例3

本实施例为本发明AGC控制装置的一种优选实施方式，装置结构如图3所示，包括：

数字增益计算模块，与所述数据筛选模块及数字增益控制模块连接；检测数据筛选模块发送的数据段中各数据的信号幅度，获得所选择数据段的信号幅度位宽，根据所述信号幅度位宽及数字增益控制输出位宽计算数字增益发送到数字增益控制模块；

所述AGC控制命令生成模块可以集成在基带子系统或射频子系统内；本实施例中，所述AGC控制命令生成模块集成在基带子系统内。

本实施例中，将所述AGC控制命令生成模块集成在基带子系统内，在生成AGC命令字时可以充分利用基带子系统对业务生灭、信号非连续等的准确识别能力，还可利用基带子系统对可用历史AGC信息的可靠把握；与现有技术相比，除本发明固有的自适应数字增益优势外，本实施例将基带子系统的AGC控制效果集中体现于模拟增益控制中，由于模拟增益自身的敏感度有限，事实上是降低了基带子系统AGC处理的技术难度；此外，使得射频子系统的设计更加简单，成本更低。

本领域的一般技术人员显然应该清楚并且理解，本发明方法所举的以上实施例仅用于说明本发明方法，而并不用于限制本发明方法。在不背离本发明方法的精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明方法做出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形均属于本发明方法的权利要求保护范围。

Claims

1.一种自动增益控制方法，其特征在于，包括：

自动增益控制AGC控制装置生成AGC命令字，根据预设的固定映射关系将AGC命令字映射为实际的模拟增益进行模拟增益控制；

AGC控制装置设置本次数字AGC增益控制对象的数据个数N；

从模数转换模块ADC转换之后的数字AGC增益控制对象中选取预定起点及长度的数据段；

获取所选择数据段的信号幅度位宽，根据所述信号幅度位宽及数字增益控制输出有效位宽确定数字增益；

根据所述数字增益对本次AGC增益控制对象进行数字增益控制；包括，根据数字增益控制输出有效位宽确定信号幅度最大可能位宽；信号幅度最大可能位宽＝数字增益控制输出有效位宽-m；计算将所述信号幅度位宽匹配到信号幅度最大可能位宽所需要的数字增益；将计算出的数字增益×2作为AGC控制的数字增益；其中，所述m为保护位；

其中，所述N为大于0的整数；所述预定起点取值范围1～N，预定长度取值1～N-起点+1；所述数字增益采用对数域表示方式。

2.根据权利要求1所述的一种自动增益控制方法，其特征在于，所述保护位m的取值范围为0～4比特。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动增益控制方法，其特征在于，所述信号幅度位宽为所选择数据段中最大幅度信号所占位宽。

4.根据权利要求1或2所述的一种自动增益控制方法，其特征在于，所述信号幅度位宽为所选择数据段各数据信号幅度平均值所占位宽。

5.一种自动增益控制装置，其特征在于，包括：

下变频模块，与所述射频放大模块及基带放大模块连接，将射频模块输出的射频信号转换为基带模拟信号发送到所述基带放大模块；

其中，所述计算数字增益包括，根据数字增益控制输出有效位宽确定信号幅度最大可能位宽；信号幅度最大可能位宽＝数字增益控制输出有效位宽-m；计算将所述信号幅度位宽匹配到信号幅度最大可能位宽所需要的数字增益；将计算出的数字增益×2作为AGC控制的数字增益；其中，所述m为保护位；

AGC控制命令生成模块，与所述数字增益控制模块及AGC控制命令映射模块连接，测量数字增益控制模块输出信号功率，生成AGC命令字发送到AGC控制命令映射模块。

6.根据权利要求5所述的一种自动增益控制装置，其特征在于，所述AGC控制命令生成模块集成在基带子系统内。

7.根据权利要求5所述的一种自动增益控制装置，其特征在于，所述AGC控制命令生成模块集成在射频子系统内。