CN104768215B - 信道增益的自动调节方法、系统及所适用的移动设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线通信领域，公开了一种信道增益的自动调节方法、系统及所适用的移动设备。根据所述方法，所述系统按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益，并计算每次调整后所述信道的载噪比；再按照所计算的各载噪比中的最大值所对应的增益控制等级，来控制所述信道的增益，直到按照所确定的增益控制等级得到的增益超出预设的范围，重新调整所述信道的增益。本发明通过遍历所有的增益等级来选择一个使得信道的载噪比最大的增益放大比例来处理所接收的信道信号，能够得到具有高灵敏度的信号的移动设备。

Description

信道增益的自动调节方法、系统及所适用的移动设备
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及信道增益的自动调节方法、系统及所适用的移动设备。
背景技术
随着移动设备的智能性的提高，利用移动设备进行导航已十分普遍。用于导航的如GPS信号是一种信号非常小、而且经常受其他信号干扰的信号。当当用户在导航时还要上网或打电话时，移动数据网络和电话所占用的信道会对导航信号进行强干扰。在这种情况下，若仍然以固定的低增益来放大导航信号，必然一并放大了干扰信号，致使移动设备中导航信号的接收端的灵敏度受限。
目前常用的做法是，在导航时监测移动设备端是否接收功率很大的GSM信号，在确定接收到GSM信号时，关闭导航信号的接收端，直至GSM信号减弱。但是，当用户在导航时长时间接听电话，就无法及时获得导航信息。因此，需要能够在接听电话时继续解调出导航信号。
发明内容
本发明的目的在于提供一种信道增益的自动调节方法、系统及所适用的移动设备，用于解决现有技术中的移动设备无法同时进行导航和打电话的问题。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种信道增益的自动调节方法，包含以下步骤：按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益，并计算每次调整后所述信道的载噪比；按照所计算的各载噪比中的最大值所对应的增益控制等级，来控制所述信道的增益，直到按照所确定的增益控制等级得到的增益超出预设的范围，重新调整所述信道的增益。
优选地，所述按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益的方式包括：获取所要调整的信道的数字基带信号，并计算所述数字基带信号的载噪比；按照预设的增益控制等级逐级单调的调整所述信道的增益，并计算每次调整后所述数字基带信号的载噪比。
优选地，所述按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益的方式包括：向控制信道载波增益的增益放大单元发送对应所述增益控制等级的控制信号，使得所述增益放大单元对应增大或减少所接收信道的增益。
优选地，所述向控制信道载波增益的增益放大单元发送对应所述增益控制等级的控制信号的方式包括：预设用n位二进制控制位来对应增益控制等级，在调整信道增益时，将所对应的二进制控制位输入所述增益放大单元，以使得所述增益放大单元对应增大或减少所接收信道的增益。
基于上述目的，本发明的实施方式还提供了一种信道增益的自动调节系统，包含：增益调整单元，用于按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益，并计算每次调整后所述信道的载噪比；与所述增益调整单元相连的控制单元，用于按照所计算的各载噪比中的最大值所对应的增益控制等级，来控制所述信道的增益，直到按照所确定的增益控制等级得到的增益超出预设的范围，重新调整所述信道的增益。
优选地，所述增益调整单元包括：数字基带信号处理模块，用于获取所要调整的信道的数字基带信号；增益调整模块，用于按照预设的增益控制等级逐级单调的调整所述信道的增益，并计算每次调整前和调整后所述数字基带信号的载噪比。
优选地，所述自动调节系统还包括：增益放大单元，用于将信道载波进行增益放大；对应的，所述增益调整单元还用于向所述增益放大单元发送对应所述增益控制等级的控制信号，使得所述增益放大单元对应增大或减少所接收信道的增益。
优选地，所述增益调整单元还用于预设用n位二进制控制位来对应增益控制等级，在调整信道增益时，将所对应的二进制控制位输入所述增益放大单元，以使得所述增益放大单元对应增大或减少所接收信道的增益。
优选地，所述自动调节系统还包括：将信道信号送入所述增益放大单元的前端电路；以及连接在所述增益调整单元和增益放大单元之间的模数转换器。
基于上述目的，本发明的实施方式还提供了一种移动设备，包含如前任一所述的自动调节系统。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过遍历所有的增益等级来选择一个使得信道的载噪比最大的增益放大比例来处理所接收的信道信号，能够得到具有高灵敏度的信号的移动设备。进一步的，当信道受到干扰时，由于遍历了信道宽度，重新找到受干扰后信道的中心频点偏离的位置，本申请能够获得的信噪比相比现有的固定放大增益所得到的载噪比更大，对应的在基带中能够提取出的载波信号的准确性更高。
另外，采用逐级单调的方式来遍历信道宽度能够确保覆盖到信道的中心频点，以便获得最大载噪比所对应的载波信息。
另外，采用二进制控制位作为增益控制等级便于用电平信号来控制由模拟电路构成的增益放大单元。实现利用数字信号来控制模拟电路的执行。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的信道增益的自动调节方法的流程图；
图2是本发明的信道增益的自动调节方法中一优选实施方式的流程图；
图3是本发明的第二实施方式的信道增益的自动调节系统的结构图；
图4是本发明的信道增益的自动调节系统中一优选实施方式的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
如图1所示，本发明的第一实施方式涉及一种信道增益的自动调节方法。所述信道增益的自动调节方法主要由信道增益的自动调节系统来执行。所述自动调节系统利用位于信道中心频点的信道载噪比最高，越偏离所述新到的中心频点载噪比越低的原理，来调整所接收的信道的载噪比，使得所接收的信道中所携带的载波信号最强，提高现有移动设备的灵敏度。
所述自动调节系统包含模拟电路、数字电路及软件。其中，所述自动调节系统可以安装在如具有导航功能的移动设备中。所述移动设备包括但不限于：手机、平板电脑等。
在步骤S1中，所述自动调节系统按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益，并计算每次调整后所述信道的载噪比。
在此，所述自动调节系统中预设有逐级增加的增益放大比例，每个增益放大比例对应一个增益控制等级。例如，所述自动调节系统中的自动增益放大单元具有多个增益放大调节档位，所述自动调节系统中的增益调整单元为每个档位提供一控制信号。所述控制信号可以是数字信号，也可以是模拟信号。
优选地，所述自动调节系统预设用n位二进制控制位来对应增益控制等级，在调整信道增益时，将所对应的二进制控制位输入用于增益放大的增益放大单元，以使得所述增益放大单元对应增大或减少所接收信道的增益。
具体地，所述自动调节系统利用n位二进制控制位来对应每个增益控制等级，每个所述n位二进制控制位可以对应控制一个增益放大调节档位，并将所述n位二进制控制位作为控制指令，来控制所述增益放大单元。如此，所述自动调节系统能够以任何方式遍历调整增益放大档位。其中，n为自然数。n的取值可以由所述自动增益放大单元的调节量程、或者信道宽度范围来确定。其中，所述遍历的调整增益放大档位的方式可以是从中间某一档位逐级增大至最大，再以所述中间档位逐级减小至最小。优选地，如图2所示，所述遍历的调整增益放大档位的方式为按照预设的增益控制等级逐级单调的调整所述信道的增益变化。其中，单调的增益变化可以是线性的，也可以是单调非线性的。其中，图2中的n个二进制控制位逐渐减小可对应增益放大比例的逐渐增大或逐渐减小。
需要说明的是，本领域技术人员应该理解，图2中以n个二进制控制位逐渐减小来表示增益放大比例的单调增加或减小。事实上，也可以以n个二进制控制位的逐渐增加来对应增益放大比例的单调增加或减小。其他现有的或今后可能出现的遍历调整放大增益的方式如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，所述步骤S1包括：步骤S11、S12。
在步骤S11中，所述自动调节系统获取所要调整的信道的数字基带信号，并计算所述数字基带信号的载噪比。
在步骤S12中，所述自动调节系统按照预设的增益控制等级逐级单调的调整所述信道的增益，并计算每次调整后所述数字基带信号的载噪比。
具体地，所述自动调节系统先将天线所接收的信道信号逐步降频至基带信号，再通过模数转换得到数字基带信号，此时，再计算所述数字基带信号的载噪比C1。接着，按照所述增益控制等级逐级单调的调整所述信道的增益，并计算调整后的所述数字基带信号的载噪比C2。如此反复调整，得到所有调整后的数字基带信号的载噪比Ci，其中，i∈[1,n]。
接着，所述自动增益系统执行步骤S2，即按照所计算的各载噪比中的最大值所对应的增益控制等级，来控制所述信道的增益，直到按照所确定的增益控制等级得到的增益超出预设的范围，重新执行步骤S1，以调整所述信道的增益。
具体地，当所述自动调节系统所在的移动设备在接收GPS信号时，通过步骤S1得到所有增益控制等级所对应的载噪比，并从中选取最大载噪比所对应的增益控制等级，再以该增益控制等级来控制所述增益放大单元，以得到载噪比最大的数字基带信号。由此与所述自动调节系统的输出端相连的后续处理单元能够从该数字基带信号中得到更准确的定位信息。
优选地，所述自动调节系统从获取了两个调整后的载噪比值开始，就判断相邻两次调整后的载噪比，并选择较大值所对应的增益控制等级，如此迭代式的比较直至遍历所有所述增益控制等级，最终选择载噪比最大的增益控制等级来控制所述增益放大单元。
当所述自动增益系统所在的移动设备在接收GPS信号的同时，又接收GSM信号；或者在同时接收了一段时间的GPS信号和GSM信号时，GSM又信号消失时。当前已设定的GPS信号的载噪比都会受到GSM信号的影响，因此，当出现干扰信号和干扰信号消失时，所述自动调节系统都需要改变所述增益放大单元的增益放大比例。因此，所述自动调节系统在监控到按照当前所确定的增益控制等级所得到的增益超出了预设的范围，则重新调整增益放大单元的增益放大比例，以便重新得到最大载噪比的数字基带信号。其中，所述预设的范围可以是一个区间，也可以是当前的增益控制等级所对应的增益值。
如图3和4所示，本发明的又一实施例还提供了一种移动设备。其中，所述移动设备包括能够接收并处理两种信道信号、且便于携带的电子设备。其包括但不限于：手机、平板电脑等。所述移动设备除了包括基于数字的用于进行数值和数据处理的处理单元外，还包括：信道增益的自动调节系统1。所述自动调节系统1利用位于信道中心频点的信道载噪比最高，越偏离所述新到的中心频点载噪比越低的原理，来调整所接收的信道的载噪比，使得所接收的信道中所携带的载波信号最强，提高现有移动设备的灵敏度。
具体地，所述自动调节系统1包括：增益调整单元11和控制单元12。根据信道信号接收需求，还包括：前端电路13、增益放大单元14。
所述前端电路13用于将信道信号送入所述增益放大单元14。其中，所述前端电路13包括：与天线连接的信道匹配单元、锁相环、同步时钟等。所述前端电路13为接收信道信号的现有技术，在此不予详述。
所述增益放大单元14用于将信道载波进行增益放大。其中，所述增益放大单元14包括：可调节的增益放大器(VGA)和将所述可调节的增益放大器的输出端反馈至输入端的自动增益控制器(AGC)。其中，所述增益放大单元14包括但不限于可调的模拟基带的增益控制，也可以是可调的射频增益控制(如LNA(低噪放大器)或者MIXER(混频器)等)。
所述增益调整单元11用于按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益，并计算每次调整后所述信道的载噪比。
在此，所述增益调整单元11中预设有逐级增加的增益放大比例，每个增益放大比例对应一个增益控制等级，所述增益调整单元11为每个档位提供一控制信号。所述控制信号可以是数字信号，也可以是模拟信号。
优选地，所述增益调整单元11预设用n位二进制控制位来对应增益控制等级，在调整信道增益时，将所对应的二进制控制位输入所述增益放大单元14，以使得所述增益放大单元14对应增大或减少所接收信道的增益。
具体地，所述增益调整单元11利用n位二进制控制位来对应每个增益控制等级，每个所述n位二进制控制位可以对应控制一个增益放大调节档位，并将所述n位二进制控制位作为控制指令，来控制所述增益放大单元14。如此，所述增益调整单元11能够以任何方式遍历调整增益放大档位。其中，n为自然数。n的取值可以由所述自动增益放大单元14的调节量程、或者信道宽度范围来确定。其中，所述遍历的调整增益放大档位的方式可以是从中间某一档位逐级增大至最大，再以所述中间档位逐级减小至最小。优选地，如图2所示，所述遍历的调整增益放大档位的方式为按照预设的增益控制等级逐级单调的调整所述信道的增益变化。其中，单调的增益变化可以是线性的，也可以是单调非线性的。其中，图2中的n个二进制控制位逐渐减小可对应增益放大比例的逐渐增大或逐渐减小。
需要说明的是，本领域技术人员应该理解，图2中以n个二进制控制位逐渐减小来表示增益放大比例的单调增加或减小。事实上，也可以以n个二进制控制位的逐渐增加来对应增益放大比例的单调增加或减小。其他现有的或今后可能出现的遍历调整放大增益的方式如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，所述增益调整单元11包括：数字基带信号处理模块111、增益调整模块112。
所述数字基带信号处理模块111用于获取所要调整的信道的数字基带信号；
所述增益调整模块112用于按照预设的增益控制等级逐级单调的调整所述信道的增益，并计算每次调整前和调整后所述数字基带信号的载噪比。
具体地，所述数字基带信号处理模块111从所述自动调节系统1中的模数转换器15得到数字基带信号，并由所述增益调整模块112计算所述数字基带信号的载噪比C1。接着，由所述增益调整模块112按照所述增益控制等级逐级单调的调整所述信道的增益，并计算调整后的所述数字基带信号的载噪比C2。如此反复调整，得到所有调整后的数字基带信号的载噪比Ci，其中，i∈[1,n]。
接着，所述控制单元12按照所计算的各载噪比中的最大值所对应的增益控制等级，来控制所述信道的增益，直到按照所确定的增益控制等级得到的增益超出预设的范围，重新执行所述增益调整单元11，以调整所述信道的增益。
具体地，当所述自动调节系统1所在的移动设备在接收GPS信号时，通过所述增益调整单元11得到所有增益控制等级所对应的载噪比，并从中选取最大载噪比所对应的增益控制等级，再以该增益控制等级来控制所述增益放大单元14，以得到载噪比最大的数字基带信号。由此与所述自动调节系统1的输出端相连的后续处理单元能够从该数字基带信号中得到更准确的定位信息。
优选地，所述控制单元12从获取了两个调整后的载噪比值开始，就判断相邻两次调整后的载噪比，并选择较大值所对应的增益控制等级，如此迭代式的比较直至遍历所有所述增益控制等级，最终选择载噪比最大的增益控制等级来控制所述增益放大单元14。
当所述移动设备在接收GPS信号的同时，又接收GSM信号；或者在同时接收了一段时间的GPS信号和GSM信号时，GSM又信号消失时。当前已设定的GPS信号的载噪比都会受到GSM信号的影响，因此，当出现干扰信号和干扰信号消失时，所述自动调节系统1都需要改变所述增益放大单元14的增益放大比例。因此，所述控制单元12还监控按照当前所确定的增益控制等级所得到的增益是否超出了预设的范围，若超出则指令所述增益调整单元11重新调整增益放大单元14的增益放大比例，以便重新得到最大载噪比的数字基带信号。其中，所述预设的范围可以是一个区间，也可以是当前的增益控制等级所对应的增益值。
值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块和单元均为逻辑模块和逻辑单元，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种信道增益的自动调节方法，其特征在于，包含：
按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益，并计算每次调整后所述信道的载噪比；
按照所计算的各载噪比中的最大值所对应的增益控制等级，来控制所述信道的增益，直到按照所确定的增益控制等级得到的增益超出预设的范围，重新调整所述信道的增益；
其中，所述按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益的方式包括：向控制信道载波增益的增益放大单元发送对应所述增益控制等级的控制信号，使得所述增益放大单元对应增大或减少所接收信道的增益。
2.根据权利要求1所述的信道增益的自动调节方法，其特征在于，所述按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益的方式包括：
获取所要调整的信道的数字基带信号，并计算所述数字基带信号的载噪比；
按照预设的增益控制等级逐级单调的调整所述信道的增益，并计算每次调整后所述数字基带信号的载噪比。
3.根据权利要求1所述的信道增益的自动调节方法，其特征在于，所述向控制信道载波增益的增益放大单元发送对应所述增益控制等级的控制信号的方式包括：预设用n位二进制控制位来对应增益控制等级，在调整信道增益时，将所对应的二进制控制位输入所述增益放大单元，以使得所述增益放大单元对应增大或减少所接收信道的增益。
4.一种信道增益的自动调节系统，其特征在于，包含：
增益调整单元，用于按照预设的增益控制等级遍历式的调整信道的增益，并计算每次调整后所述信道的载噪比；
与所述增益调整单元相连的控制单元，用于按照所计算的各载噪比中的最大值所对应的增益控制等级，来控制所述信道的增益，直到按照所确定的增益控制等级得到的增益超出预设的范围，重新调整所述信道的增益
其中，所述自动调节系统还包括：增益放大单元，用于将信道载波进行增益放大；对应的，所述增益调整单元还用于向所述增益放大单元发送对应所述增益控制等级的控制信号，使得所述增益放大单元对应增大或减少所接收信道的增益。
5.根据权利要求4所述的信道增益的自动调节系统，其特征在于，所述增益调整单元包括：
数字基带信号处理模块，用于获取所要调整的信道的数字基带信号；
增益调整模块，用于按照预设的增益控制等级逐级单调的调整所述信道的增益，并计算每次调整前和调整后所述数字基带信号的载噪比。
6.根据权利要求4所述的信道增益的自动调节系统，其特征在于，所述增益调整单元还用于预设用n位二进制控制位来对应增益控制等级，在调整信道增益时，将所对应的二进制控制位输入所述增益放大单元，以使得所述增益放大单元对应增大或减少所接收信道的增益。
7.根据权利要求4中所述的信道增益的自动调节系统，其特征在于，所述自动调节系统还包括：将信道信号送入所述增益放大单元的前端电路；以及连接在所述增益调整单元和增益放大单元之间的模数转换器。
8.一种移动设备，其特征在于，包含如权利要求4-7中任一所述的自动调节系统。
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