CN103840863B - 具有温度补偿的自动增益控制方法和装置、数字通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有温度补偿的自动增益控制方法、装置、及数字通信系统，其方法包括步骤：获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值；根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值；根据所述增益调整值调整接收信号的功率；根据所述输入信号、所述增益温补值产生输出信号。其避免了ADC出现溢出时才去调整增益，提高了通信质量，同时，避免了在ADC未出现溢出的情况下，由于增益温补的作用，造成输出信号出现溢出现象，不仅确保了接收链路的增益波动处于较优的效果，而且能发挥出ADC最优性能，可以提高设备的性能指标，具有较好的应用前景和推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种具有温度补偿的自动增益控制方法、具有温度补偿的数模结合自动增益控制装置、具有温度补偿的数模结合自动增益控制功能的数字通信系统。
背景技术
在现有的数字通信系统的接收端，特别是一些中继设备(如RRU(Radio RemoteUnit，射频拉远系统)、直放站)的接收端，接收信号的功率往往是不可控的。对于具有模数转换功能的接收链路，为了最大化的提高接收信号的信噪比，一般要求输入功率尽量达到ADC(模数转换器)的满量程，但是由于输入功率不可控的原因，为了避免ADC采样溢出或者后端链路运算溢出，往往需要预留足够的余量，又要求输入功率尽量远离ADC的满量程。因此，数模结合链路的增益控制是一个权衡的过程，需要在信噪比与可靠性之间做出抉择。
为了解决这一矛盾的抉择过程，传统的方式，是在检测到ADC出现溢出时，通过增大数控衰减器的衰减值，从而降低ADC的输入功率，避免ADC出现溢出。然而，这种方式具有如下的缺点：
(1)只在ADC出现溢出时，才去调整数控衰减器，因此，信号出现溢出的这一段时间将对设备的性能产生非常大影响；
(2)未考虑温度的适应性：在不同的温度下，为了让接收链路的增益波动处于一个较优的水平，往往需要利用数字电路来完成模拟链路的增益温度补偿功能，此时有可能出现ADC未溢出，但是增益温度补偿后溢出的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有温度补偿的自动增益控制方法、具有温度补偿的数模结合自动增益控制装置、具有温度补偿的数模结合自动增益控制功能的数字通信系统，避免了ADC出现溢出时才调整增益，并避免了在ADC未出现溢出的情况下，由于增益补偿的作用产生增益温度补偿后溢出的现象。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种具有温度补偿的自动增益控制方法，包括如下步骤：
获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值；
根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值；
根据所述增益调整值调整接收信号的功率；
根据所述输入信号、所述增益温补值产生输出信号。
一种具有温度补偿的自动增益控制装置，包括：
获取模块，用于获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值；
增益自动控制模块，用于根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值；
调整模块，用于根据所述增益调整值调整接收信号的功率；
增益模块，用于根据所述输入信号、所述增益温补值产生输出信号。
一种具有温度补偿的自动增益控制功能的数字通信系统，包括如上所述的具有温度补偿的自动增益控制装置。
依据上述本发明的方案，其是获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值，在根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值后，根据所述增益调整值调整接收信号的功率；并根据所述输入信号、所述增益温补值产生输出信号。本发明的增益调整门限温补值是随着温度变化的，避免ADC出现溢出才去调整增益，尽量减小对通信信号的影响，提高了通信质量，同时，增益调整门限温补值与增益温补值是联动的，避免在ADC未出现溢出的情况下，由于增益温补的作用，造成输出信号出现溢出现象，不仅确保接收链路的增益波动处于较优的效果，而且能发挥出ADC最优性能，可以提高设备的性能指标。
附图说明
图1为本发明实施例的具有温度补偿的自动增益控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的信号流向示意图；
图3为本发明实施例的具有温度补偿的自动增益控制装置的结构示意图；
图4为图3中获取模块的结构示意图；
图5为图3中增益自动控制模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，为本发明实施例的具有温度补偿的自动增益控制方法的流程示意图，其包括如下步骤：
步骤S101：获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值，进入步骤S102，其中，增益调整门限温补值一般通过增益余量和对应温度点的增益温补值确定，增益调整门限温补值随着温度变化而变化；
步骤S102：根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值，进入步骤S103，其中，确定增益调整值可以有不同的实现方式，输入信号一般是指从ADC输出的信号；
步骤S103：根据所述增益调整值调整接收信号的功率，进入步骤S104；
步骤S104：根据所述输入信号、所述增益温补值产生输出信号，其中，产生的输出信号一般达到或者近似达到了允许出现的最大功率。
据此，依据本实施例中的方案，其是获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值，在根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值后，根据所述增益调整值调整接收信号的功率；并根据所述输入信号、所述增益温补值产生输出信号。本实施例的增益调整门限温补值是随着温度变化的，避免ADC出现溢出才去调整增益，尽量减小了对通信信号的影响，提高了通信质量，同时，增益调整门限温补值与增益温补值是联动的，避免在ADC未出现溢出的情况下，由于增益温补的作用，造成输出信号出现溢出现象，不仅确保了接收链路的增益波动处于较优的效果，而且能发挥出ADC最优性能，可以提高设备的性能指标。
其中，上述各步骤可以是不采用上述先后顺序，可以同时进行，为了便于理解本发明的原理，以及为了便于区分输入信号、输出信号、接收信号，可以参见图2所示，子模块C在增益调整值的控制下放大接收信号并输入到ADC，ADC产生输入信号，子模块D产生经过增益调整后的输出信号，子模块B根据子模块A获取的增益调整门限温补值确定增益调整值后，将增益调整作用到子模块C，子模块A获取的增益温补值作用到子模块D产生输出信号。
在其中一个实施例中，详细介绍了获取增益调整门限温补值和增益温补值的实现方式，其过程是：读取当前温度点；根据温度与增益温补值的对应关系获取对应当前温度点的增益温补值；根据增益调整门限温补值等于增益余量减去增益温补值确定对应当前温度点的增益调整门限温补值；其中，增益余量为预设的最大峰值输出功率与0dBFS的差值，读取当前温度点的方式可以采用现有技术中的方式，在此不予赘述。
在其中一个实施例中，详细介绍了确定增益调整值的一种具体的实现方式，主要可以包括如下步骤：
实时检测所述输入信号的峰值功率；
根据所述增益调整门限温补值确定第一信号门限和第二信号门限，其中，所述第一信号门限等于所述增益调整门限温补值，第二信号门限等于所述增益调整门限温补值减去一个增益调整步进值；
当所述峰值功率大于所述第一信号门限时，在当前的增益调整值的基础上减少一个预设的增益调整步进值，并更新增益调整值；当所述峰值功率在预设长的一段时间内小于所述第二信号门限时，在当前的增益调整值的基础上增加一个预设的增益调整步进值，并更新增益调整值；当输入信号的峰值小于第一信号门限同时大于第二信号门限时，增益调整值不变。在这种方式下，增益调整门限温补值与增益温补值是联动的，避免在ADC未出现溢出的情况下，由于增益温补的作用，造成输出信号出现溢出现象。
在其中一个实施例中，增益温补值可以采用如下步骤获取：
在全温度范围内，固定所述接收信号的功率，分别记录使得输出信号的功率在每一个温度点上都为恒定值的增益值，其中，全温度范围一般指本发明方案的装置或系统的工作环境的温度范围，增益值是指图2中对应的子模块D对输入信号作用产生的增益；
对多个被测装置采用上一步骤进行测试，分别求取各温度点测试得到的温补值的平均值，作为对应温度点的增益温补值，多次测试取平均值可以使得到的增益温补值具有普遍性；
保存各温度点的增益温补值。
本发明的具有温度补偿的自动增益控制方法，可以较佳的适用于数字通信系统的接收端。
实施例2
根据上述本发明的具有温度补偿的自动增益控制方法，本发明还提供一种具有温度补偿的自动增益控制装置。
参见图3所示，为本发明的具有温度补偿的自动增益控制装置实施例的结构示意图，其包括：
获取模块201，用于获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值，其中，增益调整门限温补值一般通过增益余量和对应温度点的增益温补值确定，增益调整门限温补值随着温度变化而变化；
增益自动控制模块202，用于根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值，其中，确定增益调整值可以有不同的实现方式，输入信号一般是指从ADC输出的信号；
调整模块203，用于根据所述增益调整值调整接收信号的功率；
增益模块204，用于根据所述输入信号、所述增益温补值产生输出信号，其中，产生的输出信号一般达到或者近似达到了允许出现的最大功率。
据此，依据本实施例中的方案，其是由获取模块201获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值，在增益自动控制模块202根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值后，调整模块203根据所述增益调整值调整接收信号的功率；增益模块204根据所述输入信号、所述增益温补值产生输出信号。本实施例的增益调整门限温补值是随着温度变化的，避免ADC出现溢出才去调整增益，尽量减小对通信信号的影响，提高了通信质量，同时，增益调整门限温补值与增益温补值是联动的，避免了在ADC未出现溢出的情况下，由于增益温补的作用，造成输出信号出现溢出现象，不仅确保了接收链路的增益波动处于较优的效果，而且能发挥出ADC最优性能，可以提高设备的性能指标。
在其中一个实施例中，如图4所示，获取模块201可以包括：
读取单元2011，用于读取当前温度点，其中，读取当前温度点的方式可以通过现有技术的方式实现，在此不予赘述；
增益温补值确定单元2012，用于根据温度与增益温补值的对应关系获取对应当前温度点的增益温补值；
增益调整门限温补值确定单元2013，用于根据增益调整门限温补值等于增益余量减去增益温补值确定对应当前温度点的增益调整门限温补值，其中，增益余量为预设的最大峰值输出功率与0dBFS的差值；
存储单元2014，用于存储各温度点的增益温补值。
在其中一个实施例中，如图5所示，增益自动控制模块202可以包括：
检测单元2021，用于实时检测所述输入信号的峰值功率；
信号门限确定单元2022，用于根据所述增益调整门限温补值确定第一信号门限和第二信号门限，其中，所述第一信号门限等于所述增益调整门限温补值，第二信号门限等于所述增益调整门限温补值减去一个增益调整步进值；
控制单元2023，用于所述峰值功率大于所述第一信号门限时，在当前的增益调整值的基础上减少一个预设的增益调整步进值，并更新增益调整值；还用于当所述峰值功率在预设长的一段时间内小于所述第二信号门限时，在当前的增益调整值的基础上增加一个预设的增益调整步进值，并更新增益调整值，相应的，则当输入信号的峰值功率小于第一信号门限同时大于第二信号门限时，增益调整值不变。
上述本发明的具有温度补偿的自动增益控制装置，可以利用专用ASIC芯片实现，也可以利用DSP、FPGA、CPLD、EPLD等可编程逻辑器件结合必要的数字器件和模拟器件来实现。
实施例3
此外，根据上述本发明的具有温度补偿的自动增益控制装置，本发明还提供一种数字通信系统，其包括有本发明上述的具有温度补偿的自动增益控制装置。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种具有温度补偿的自动增益控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值；
根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值；
根据所述增益调整值调整接收信号的功率；
根据所述输入信号、所述增益温补值产生输出信号；
其中，所述根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值包括如下步骤：
实时检测所述输入信号的峰值功率；
根据所述增益调整门限温补值确定第一信号门限和第二信号门限，其中，所述第一信号门限等于所述增益调整门限温补值，第二信号门限等于所述增益调整门限温补值减去一个增益调整步进值；
当所述峰值功率大于所述第一信号门限时，在当前的增益调整值的基础上减少一个预设的增益调整步进值，并更新增益调整值；
当所述峰值功率在预设长的一段时间内小于所述第二信号门限时，在当前的增益调整值的基础上增加一个预设的增益调整步进值，并更新增益调整值。
2.根据权利要求1所述的具有温度补偿的自动增益控制方法，其特征在于，所述获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值包括如下步骤：
读取当前温度点；
根据温度与增益温补值的对应关系获取对应当前温度点增益温补值；
根据增益调整门限温补值等于增益余量减去增益温补值确定对应当前温度点的增益调整门限温补值，其中，增益余量为预设的最大峰值输出功率与0dBFS的差值。
3.根据权利要求1所述的具有温度补偿的自动增益控制方法，其特征在于，还包括步骤：
在全温度范围内，固定所述接收信号的功率，分别记录使得输出信号的功率在每一个温度点上都为恒定值的增益值；
对多个被测装置进行测试，分别求取各温度点测试得到的温补值的平均值，作为对应温度点的增益温补值；
保存各温度点的增益温补值。
4.根据权利要求3所述的具有温度补偿的自动增益控制方法，其特征在于，将具有温度补偿的自动增益控制方法用于数字通信系统的接收端。
5.一种具有温度补偿的自动增益控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取对应当前温度点的增益调整门限温补值和增益温补值；
增益自动控制模块，用于根据输入信号的峰值功率、所述增益调整门限温补值确定增益调整值；
调整模块，用于根据所述增益调整值调整接收信号的功率；
增益模块，用于根据所述输入信号、所述增益温补值产生输出信号；
其中，所述增益自动控制模块包括：
检测单元，用于实时检测所述输入信号的峰值功率；
信号门限确定单元，用于根据所述增益调整门限温补值确定第一信号门限和第二信号门限，其中，所述第一信号门限等于所述增益调整门限温补值，第二信号门限等于所述增益调整门限温补值减去一个增益调整步进值；
控制单元，用于所述峰值功率大于所述第一信号门限时，在当前的增益调整值的基础上减少一个预设的增益调整步进值，并更新增益调整值；还用于当所述峰值功率在预设长的一段时间内小于所述第二信号门限时，在当前的增益调整值的基础上增加一个预设的增益调整步进值，并更新增益调整值。
6.根据权利要求5所述的具有温度补偿的自动增益控制装置，其特征在于，所述获取模块包括：
读取单元，用于读取当前温度点；
增益温补值确定单元，用于根据温度与增益温补值的对应关系获取对应当前温度点增益温补值；
增益调整门限温补值确定单元，用于根据增益调整门限温补值等于增益余量减去增益温补值确定对应当前温度点的增益调整门限温补值，其中，增益余量为预设的最大峰值输出功率与0dBFS的差值；
存储单元，用于存储各温度点的增益温补值。
7.根据权利要求5所述的具有温度补偿的自动增益控制装置，其特征在于，所述增益自动控制模块包括：
检测单元，用于实时检测所述输入信号的峰值功率；
信号门限确定单元，用于根据所述增益调整门限温补值确定第一信号门限和第二信号门限，其中，所述第一信号门限等于所述增益调整门限温补值，第二信号门限等于所述增益调整门限温补值减去一个增益调整步进值；
控制单元，用于所述峰值功率大于所述第一信号门限时，在当前的增益调整值的基础上减少一个预设的增益调整步进值，并更新增益调整值；还用于当所述峰值功率在预设长的一段时间内小于所述第二信号门限时，在当前的增益调整值的基础上增加一个预设的增益调整步进值，并更新增益调整值。
8.一种具有温度补偿的自动增益控制功能的数字通信系统，其特征在于，包括权利要求5至7之一所述的具有温度补偿的自动增益控制装置。
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