CN102832896A - 一种自动增益控制系统及方法 - Google Patents

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郝禄国
杨建坡
何仕杰
余嘉池
杨舜君
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Abstract

本发明公开了一种自动增益控制系统，包括前级衰减器，所述前级衰减器的输入端接输入信号，输出端依次连接模数转换器、数字下变频模块、数模转换器、后级衰减器；所述数字下变频模块还连接有一MCU，MCU的第一、第二输出端分别与前级、后级衰减器连接。本发明还公开了一种自动增益控制方法，包括前级衰减步骤、A/D转换步骤、数字下变频步骤、D/A转换步骤、MCU控制步骤、后级衰减步骤。本发明的一种自动增益控制系统及方法，可根据输入信号的大小调节增益，使输出信号最大，覆盖效果最好，保证了干扰抵消系统的稳定性能。本发明作为性能优良的一种自动增益控制系统及方法可广泛应用于通信行业中。

Description

一种自动增益控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种通信系统的信号处理控制系统及方法，特别是涉及一种无线通信系统的自动增益控制系统及方法。 
背景技术
在无线通信系统中，无线网络的覆盖难免会存在弱信号区或盲区，直放站是无线通信系统覆盖的有效补充方式，它对地面数字信号进行滤波，将信号进行放大，可以有效增强信号，减少弱信号区或盲区的存在。但是，直放站存在自激震荡问题，对直放站造成干扰，严重影响了信号的传输，而且长时间的自激震荡还可能烧坏直放站。干扰抵消系统（Interference Cancellation System）的出现就是为了解决直放站的自激干扰问题，提高系统增益。然而，在移动通信系统中，由于受到信道衰落、干扰等因素的影响，造成接收系统的输入信号的变化很多，进而导致干扰抵消系统效果不理想，不能稳定抗干扰。 
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种能够根据输入信号的大小调节增益、使干扰抵消系统稳定工作的自动增益控制系统。 
本发明还提供了一种能够根据输入信号的大小调节增益、使干扰抵消系统稳定工作的自动增益控制方法。 
根据本发明的一方面，提供一种自动增益控制系统，包括： 
一种自动增益控制系统，包括前级衰减器，所述前级衰减器的输入端接输入信号，输出端依次连接模数转换器、数字下变频模块、数模转换器、后级衰减器；所述数字下变频模块还连接有一MCU，MCU的第一、第二输出端分别与前级衰减器、后级衰减器连接。
进一步，所述前级衰减器、后级衰减器采用相同设计，均为数控衰减器。 
进一步，所述数字下变频模块包括FPGA。 
根据本发明的另一方面，提供一种自动增益控制方法，包括： 
前级衰减步骤，前级衰减器对输入信号进行前级衰减，并输出到模数转换器；
A/D转换步骤，模数转换器接收前级衰减后的输入信号，并将其转换为数字信号，输出到数字下变频模块；
数字下变频步骤，数字下变频模块接收所述数字信号，对其进行下变频，转化为IQ信号，计算出输入信号的功率值，并输出到数模转换器及MCU；
D/A转换步骤，数模转换器接收所述功率值，并将其转换为模拟信号，输出到后级衰减器；
MCU控制步骤，MCU接收所述功率值，根据所述功率值控制前级衰减器及后级衰减器的衰减值；
后级衰减步骤，后级衰减器接收所述模拟信号，对其进行后级衰减并输出。
本发明的有益效果是：本发明的一种自动增益控制系统，可根据输入信号的大小调节增益，使输出信号最大，覆盖效果最好，保证了干扰抵消系统的稳定性能。 
本发明的另一有益效果是：本发明的一种自动增益控制方法，可根据输入信号的大小调节增益，使输出信号最大，覆盖效果最好，保证了干扰抵消系统的稳定性能。 
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 
图1是本发明的一种自动增益控制系统的结构框图； 
图2是本发明的一种自动增益控制系统的实施例的结构框图。
具体实施方式
为了便于下文的描述，首先，给出一些基本术语的描述： 
ADC(Analog-to-Digital Converter)：模数转换器；
AGC（automatic gain control）：自动增益控制；
DAC(Digital-to-Analog Converter)：数模转换器；
FPGA(Field Programmable Gate Array)：现场可编程门阵列；
ICS(Interference Cancellation System)：干扰抵消系统；
IQ（IN phase Orthogonal）：同相正交；
MCU（Micro Controller Unit）：微处理机控制单元。
参照图1，根据本发明的一方面，提供一种自动增益控制系统，包括前级衰减器1，所述前级衰减器1的输入端接输入信号，输出端依次连接模数转换器 2、数字下变频模块 3、数模转换器 4、后级衰减器5；所述数字下变频模块3还连接有一MCU 6，MCU 6的第一、第二输出端分别与前级衰减器1、后级衰减器5连接。 
进一步，所述前级衰减器1、后级衰减器5采用相同设计，均为数控衰减器。 
进一步，所述数字下变频模块3包括FPGA。 
根据本发明的另一方面，提供一种自动增益控制方法，包括： 
前级衰减步骤，前级衰减器1对输入信号进行前级衰减，并输出到模数转换器 2；
A/D转换步骤，模数转换器 2接收前级衰减后的输入信号，并将其转换为数字信号，输出到数字下变频模块3；
数字下变频步骤，数字下变频模块3接收所述数字信号，对其进行下变频，转化为IQ信号，计算出数字信号的功率值，并输出到数模转换器 4及MCU 6；
D/A转换步骤，数模转换器 4接收所述功率值，并将其转换为模拟信号，输出到后级衰减器5；
MCU控制步骤，MCU 6接收所述功率值，根据所述功率值控制前级衰减器1及后级衰减器5的衰减值；
后级衰减步骤，后级衰减器5接收所述模拟信号，对其进行后级衰减并输出。
下面结合图2，对本发明做进一步说明，这里，前级衰减器1采用前级数控衰减器12，后级衰减器采用后级数控衰减器52，数字下变频模块3采用FPGA 32。 
输入信号经过前级数控衰减器12衰减后，模数转换器 2对其进行采样，转化成数字信号；FPGA 32对该数字信号进行下变频，转化为IQ信号，计算得出输入信号的功率值；然后再通过数模转换器 4，将该功率值转化为模拟信号，经过后级数控衰减器52衰减并输出。MCU 6控制前级数控衰减器12和后级数控衰减器52的衰减值，达到最佳效果，保证信号的质量。 
MCU 6控制处理主要是包括两大部分：干扰抵消系统自激的情况和干扰抵消系统不自激的情况。 
干扰抵消系统自激的情况：在这种情况下，输出信号的回波已经严重地干扰到系统的输入信号，FPGA 32统计输入信号的功率已经不准确了，这时需要将输出信号关掉；在关掉输出信号后，重新统计FPGA 32输入的信号，计算出输入信号的功率值，MCU 6根据这个输入信号的功率值，去调整前级数控衰减器12，使得信号尽量达到AD采样的最佳值（因为这样干扰抵消系统算法效果会达到最佳）；调整完前级数控衰减器12后，将后级数控衰减器52设置为衰减最大值，再将输出信号的开关打开，这样是最大程度地保证整个系统不自激；输出信号后，FPGA 32模块计算目前干扰抵消系统模块完成的隔离值，再结合自身干扰抵消系统模块能达到的最大隔离值，计算出系统输出信号还有多少增益可以增加，然后调整后级数控衰减器52，使得信号输出功率最大，覆盖效果最好。 
干扰抵消系统不自激的情况：在这种情况下，因为干扰抵消系统已经将回波抵消了，那么输出信号的回波就无法干扰到输入信号了，统计FPGA 32输入的信号，计算出输入信号的功率值，这时，MCU 6将后级数控衰减器52设置为最大衰减值，这样是为了保证在改变前级数控衰减器12的值时，整个系统尽量不出现自激的情况，然后根据输入信号统计的功率值，调整前级数控衰减器12，使得信号尽量达到AD采样的最佳值（因为这样干扰抵消系统算法效果会达到最佳）；调整完前级数控衰减器12后，FPGA 32模块计算目前干扰抵消系统模块完成的隔离值，再结合自身干扰抵消系统模块能达到的最大隔离值，计算出系统输出信号还有多少增益可以增加，然后调整后级数控衰减器52，使得信号输出功率最大，覆盖效果最好。 
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。 

Claims (4)

1.一种自动增益控制系统，其特征在于，包括前级衰减器（1），所述前级衰减器（1）的输入端接输入信号，输出端依次连接模数转换器（2）、数字下变频模块（3）、数模转换器（4）、后级衰减器（5）；所述数字下变频模块（3）还连接有一MCU（6），MCU（6）的第一、第二输出端分别与前级衰减器（1）、后级衰减器（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动增益控制系统，其特征在于：所述前级衰减器（1）、后级衰减器（5）采用相同设计，均为数控衰减器。
3.根据权利要求1所述的一种自动增益控制系统，其特征在于：所述数字下变频模块（3）包括FPGA。
4.一种自动增益控制方法，其特征在于，包括：
前级衰减步骤，前级衰减器（1）对输入信号进行前级衰减，并输出到模数转换器（2）；
A/D转换步骤，模数转换器（2）接收前级衰减后的输入信号，并将其转换为数字信号，输出到数字下变频模块（3）；
数字下变频步骤，数字下变频模块（3）接收所述数字信号，对其进行下变频，转化为IQ信号，计算出数字信号的功率值，并输出到数模转换器（4）及MCU（6）；
D/A转换步骤，数模转换器（4）接收所述功率值，并将其转换为模拟信号，输出到后级衰减器（5）；
MCU控制步骤，MCU（6）接收所述功率值，根据所述功率值控制前级衰减器（1）及后级衰减器（5）的衰减值；
后级衰减步骤，后级衰减器（5）接收所述模拟信号，对其进行后级衰减并输出。
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