CN105471452A - 一种发送机自动增益控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发送机自动增益控制方法，包括采集发送机的射频链路中的衰减单元输出的信号；对射频链路中采集到的信号进行检波处理和模数转换处理，并将处理后的信号发送至FPGA控制单元；FPGA控制单元将处理后的信号与预设阈值进行比较，根据比较结果发送衰减控制信号至衰减单元；衰减单元根据衰减控制信号对输入衰减单元的信号进行增益控制处理。该方法采用FPGA控制单元来控制发送机的输出信号的增益，控制速度更快，且能够保证射频链路的输出信号的电平保持稳定，从而避免了对后级链路中的功率放大电路的正常工作造成影响；本发明还公开了一种发送机自动增益控制系统。

Description

一种发送机自动增益控制方法及系统

技术领域

本发明涉及自动增益控制技术领域，特别是涉及一种发送机自动增益控制方法。本发明还涉及一种发送机自动增益控制系统。

背景技术

随着通信技术的发展，当前社会对于发送机中的功率放大电路的静态工作点提出了更高的要求，由于功率放大电路位于射频链路的后级链路中，功率放大电路的静态工作点由射频链路的输出信号的电平直接决定，故一般都要求射频链路能够具有自动控制增益的功能，使射频链路输出信号的电平保持稳定，从而避免由于输出信号的电平波动过大而对功率放大电路的正常工作造成影响。

现有的方法多采用单片机来控制衰减单元从而对射频链路的输出信号的电平进行控制，但采用单片机的话对衰减单元的控制不够迅速。

因此，如何提供一种控制速度快的发送机自动增益控制方法及系统是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发送机自动增益控制方法，采用FPGA控制单元来控制发送机的输出信号的增益，控制速度更快，且能够保证射频链路的输出信号的电平保持稳定，从而避免了对后级链路中的功率放大电路的正常工作造成影响；本发明的另一目的是提供一种发送机自动增益控制系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种发送机自动增益控制方法，包括：

采集发送机的射频链路中的衰减单元输出的信号；

对所述射频链路中采集到的信号进行检波处理和模数转换处理，并将处理后的信号发送至FPGA控制单元；

所述FPGA控制单元将所述处理后的信号与预设阈值进行比较，根据比较结果发送衰减控制信号至所述衰减单元；

所述衰减单元根据所述衰减控制信号对输入所述衰减单元的信号进行增益控制处理。

优选地，所述根据比较结果发送衰减控制信号至所述衰减单元；所述衰减单元根据所述衰减控制信号对输入所述衰减单元的信号进行增益控制处理的过程具体为：

当所述处理后的信号大于所述预设阈值时，发送第一衰减控制信号至所述衰减单元；

所述衰减单元接收到所述第一衰减控制信号后，在当前的衰减值上增加预设衰减量，并根据增加后的衰减值对输入所述衰减单元的信号进行增益控制处理；

当所述处理后的信号小于所述预设阈值时，发送第二衰减控制信号至所述衰减单元；

所述衰减单元接收到所述第二衰减控制信号后，在当前的衰减值上减少预设衰减量，并根据减少后的衰减值对输入所述衰减单元的信号进行增益控制处理。

优选地，所述预设衰减量为1dB。

优选地，该方法还包括：

对所述衰减单元输出的信号进行滤波处理，并将滤波后的信号发送至后级链路。

优选地，该方法还包括：

在当所述射频链路中的信号输入所述衰减单元之前，对所述信号进行放大处理。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种发送机自动增益控制系统，包括：

采集单元，用于采集发送机的射频链路中的衰减单元输出的信号；

信号处理单元，用于对所述射频链路中采集到的信号进行检波处理和模数转换处理，并将处理后的信号发送至FPGA控制单元；

所述FPGA控制单元，用于将所述处理后的信号与预设阈值进行比较，根据比较结果发送衰减控制信号至所述衰减单元；

所述衰减单元，用于根据所述衰减控制信号对输入所述衰减单元的信号进行增益控制处理。

优选地，所述发送机为采用二次变频的发送机。

优选地，该系统还包括：

滤波器，用于对所述衰减单元输出的信号进行滤波处理，并将滤波后的信号发送至后级链路。

优选地，该系统还包括：

放大器，用于在当所述射频链路中的信号输入所述衰减单元之前，对所述信号进行放大处理。

本发明提供了一种发送机自动增益控制方法及系统，将发送机的射频链路中的衰减单元输出的信号发送至FPGA控制单元，由FPGA控制单元根据该信号与预设阈值的比较结果发送衰减控制信号来控制衰减单元的衰减值，FPGA控制单元相比单片机来说，控制速度更快；且该方法能够使射频链路的输出信号等于预设阈值，保证了射频链路的输出信号的电平能够保持稳定，从而避免了对后级链路中的功率放大电路的正常工作造成影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种发送机自动增益控制方法的过程的流程图；

图2为本发明提供的另一种发送机自动增益控制方法的过程的流程图；

图3为本发明提供的一种发送机自动增益控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供发送机自动增益控制方法，采用FPGA控制单元来控制发送机的输出信号的增益，控制速度更快，且能够保证射频链路的输出信号的电平保持稳定，从而避免了对后级链路中的功率放大电路的正常工作造成影响；本发明的另一目的是提供一种发送机自动增益控制系统。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供了一种发送机自动增益控制方法，参见图1所示，图1为本发明提供的一种发送机自动增益控制方法的过程的流程图；该方法包括：

步骤s101：采集发送机的射频链路中的衰减单元输出的信号；

步骤s102：对射频链路中采集到的信号进行检波处理和模数转换处理，并将处理后的信号发送至FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)控制单元；

步骤s103：FPGA控制单元将处理后的信号与预设阈值进行比较，根据比较结果发送衰减控制信号至衰减单元；

步骤s104：衰减单元根据衰减控制信号对输入衰减单元的信号进行增益控制处理。

本发明提供了一种发送机自动增益控制方法，将发送机的射频链路中的衰减单元输出的信号发送至FPGA控制单元，由FPGA控制单元根据该信号与预设阈值的比较结果发送衰减控制信号来控制衰减单元的衰减值，FPGA控制单元相比单片机来说，控制速度更快；且该方法能够使射频链路的输出信号等于预设阈值，保证了射频链路的输出信号的电平能够保持稳定，从而避免了对后级链路中的功率放大电路的正常工作造成影响。

实施例二

本发明还提供了另一种发送机自动增益控制方法，参见图2示，图2为本发明提供的另一种发送机自动增益控制方法的过程的流程图；该方法包括：

步骤s201：在当射频链路中的信号输入衰减单元之前，对信号进行放大处理；

步骤s202：采集发送机的射频链路中的衰减单元输出的信号；

步骤s203：对射频链路中采集到的信号进行检波处理和模数转换处理，并将处理后的信号发送至FPGA控制单元；

步骤s204：FPGA控制单元将处理后的信号与预设阈值进行比较，当处理后的信号大于预设阈值时，发送第一衰减控制信号至衰减单元；当处理后的信号小于预设阈值时，发送第二衰减控制信号至衰减单元；

其中，这里的预设阈值可根据实际情况自行设定，本发明对此不作特别限定。

步骤s205：衰减单元接收到第一衰减控制信号后，在当前的衰减值上增加预设衰减量，并根据增加后的衰减值对输入衰减单元的信号进行增益控制处理；衰减单元接收到第二衰减控制信号后，在当前的衰减值上减少预设衰减量，并根据减少后的衰减值对输入衰减单元的信号进行增益控制处理；

步骤s206：对衰减单元输出的信号进行滤波处理，并将滤波后的信号发送至后级链路。

其中，这里的预设衰减量可以为1dB。

这里的预设衰减量时根据控制输出电平动态指标来自行设定的，本发明并不限定对预设衰减量的具体数值。

可以理解的是，首先进行放大处理是为了便于对信号进行后续处理，对信号进行增益控制处理后再对信号进行滤波处理是为了使输出至后级链路中的功率放大电路的信号中干扰信号少，从而避免了对功率放大电路的正常运行造成影响。

可以理解的是，发送机的射频链路中的信号是以一帧为单位进行传输的，每一帧信号均具有一段保护头，超出保护头的范围的部分信号为有用信号，因此上述步骤均应在保护头的时间范围内进行，一旦超出保护头的时间范围则停止对信号进行增益控制，从而避免了对有用信号产生影响。

进一步可知，该方法中如果仅对信号进行一次增益控制处理往往不能将射频链路中的信号的增益控制到需要的大小(这里的增益指的是功率，衰减单元能够对信号的功率进行衰减)，因此，需要将步骤s202-s205按预设次数进行重复操作，即对输入衰减单元的信号进行一次增益控制处理后，继续采集衰减单元输出的信号，并将该信号经检波处理以及模数转换处理后发送至FPGA控制单元，由FPGA控制单元根据处理后的信号继续对衰减单元进行控制，然后再一次采集衰减单元输出的信号，如此重复预设次数。

需要注意的是，上述重复进行的多次采集以及多次增益控制处理均是对同一帧信号进行的，即对同一帧信号重复进行了预设次数的增益控制操作(这里的增益控制操作指的是步骤s202-s205)。当然，上述预设次数的增益控制操作的总时间应不超过该帧信号的保护头的时间范围。

其中，这里的预设次数可通过多次试验以及计算得出，例如可以为10次。

当然，本发明对预设次数的具体数值不做限定，工作人员可根据实际情况自行设定。

作为优选地，本发明提供的方法在一帧信号的增益控制完毕后并不清零衰单元，因此下一帧信号到来后能够通过实时采样自动判断信号的起控点(这里的起控点指的是区别于干扰信号的有效信号的起始点)，从而使下一帧信号经衰单元衰减后能够更快的达到需要的大小，大大缩短了控制时间。

本发明利用FPGA控制单元来控制射频链路中的衰减单元，能够使射频链路在保持线性的情况下，实现大于10dBm的增益控制范围，使射频链路输出的信号功率的动态误差能够保持在±1dBm的范围内，即保证了发送机的发送功率保持恒定，由于射频链路的输出信号的电平与功率放大电路的静态工作点有关，因此能够避免由于射频链路的输出信号的电平上下波动而对功率放大电路造成的影响；另外，该方法中的增益控制操作的总时间控制在一帧信号的保护头的时间范围内，避免了对有用信号产生影响；本实施例还增加了对发送机机内的信号进行放大处理，以及对射频链路输出至后级链路的信号进行滤波处理，尽可能避免了干扰信号的干扰。

本发明提供了一种发送机自动增益控制系统，参见图3所示，图3为本发明提供的一种发送机自动增益控制系统的结构示意图；该系统包括：

采集单元11，用于采集发送机的射频链路中的衰减单元14输出的信号；

信号处理单元12，用于对射频链路中采集到的信号进行检波处理和模数转换处理，并将处理后的信号发送至FPGA控制单元13；

FPGA控制单元13，用于将处理后的信号与预设阈值进行比较，根据比较结果发送衰减控制信号至衰减单元14；

衰减单元14，用于根据衰减控制信号对输入衰减单元14的信号进行增益控制处理。

其中，发送机为采用二次变频的发送机。

当然，也可以为采用一次变频的发送机，本发明对发送机的类型并不做特别限定。

作为优选地，该系统还包括：

滤波器16，用于对衰减单元14输出的信号进行滤波处理，并将滤波后的信号发送至后级链路。

其中，这里的滤波器16可以为频段滤波器，该滤波器16需要能够将杂波滤除且不能将工作频率范围内的有用信号滤除。当然，本发明对滤波器16的类型不做限定，只要能够实现上述滤波目的的滤波器16均在本发明的保护范围之内。

作为优选地，该系统还包括：

放大器15，用于在当射频链路中的信号输入衰减单元14之前，对信号进行放大处理。

其中，这里的放大器15可以为低噪声放大器。当然，本发明对放大器15的类型不做限定，只要放大器15的放大线性工作频段能够满足发送机的频段要求以及功率要求即可。

本发明提供了一种发送机自动增益控制系统，将发送机的射频链路中的衰减单元输出的信号发送至FPGA控制单元，由FPGA控制单元根据该信号与预设阈值的比较结果发送衰减控制信号来控制衰减单元的衰减值，FPGA控制单元相比单片机来说，控制速度更快；且该方法能够使射频链路的输出信号等于预设阈值，保证了射频链路的输出信号的电平能够保持稳定，从而避免了对后级链路中的功率放大电路的正常工作造成影响。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种发送机自动增益控制方法，其特征在于，包括：

采集发送机的射频链路中的衰减单元输出的信号；

对所述射频链路中采集到的信号进行检波处理和模数转换处理，并将处理后的信号发送至FPGA控制单元；

所述FPGA控制单元将所述处理后的信号与预设阈值进行比较，根据比较结果发送衰减控制信号至所述衰减单元；

所述衰减单元根据所述衰减控制信号对输入所述衰减单元的信号进行增益控制处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据比较结果发送衰减控制信号至所述衰减单元；所述衰减单元根据所述衰减控制信号对输入所述衰减单元的信号进行增益控制处理的过程具体为：

当所述处理后的信号大于所述预设阈值时，发送第一衰减控制信号至所述衰减单元；

所述衰减单元接收到所述第一衰减控制信号后，在当前的衰减值上增加预设衰减量，并根据增加后的衰减值对输入所述衰减单元的信号进行增益控制处理；

当所述处理后的信号小于所述预设阈值时，发送第二衰减控制信号至所述衰减单元；

所述衰减单元接收到所述第二衰减控制信号后，在当前的衰减值上减少预设衰减量，并根据减少后的衰减值对输入所述衰减单元的信号进行增益控制处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设衰减量为1dB。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

对所述衰减单元输出的信号进行滤波处理，并将滤波后的信号发送至后级链路。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在当所述射频链路中的信号输入所述衰减单元之前，对所述信号进行放大处理。

6.一种发送机自动增益控制系统，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集发送机的射频链路中的衰减单元输出的信号；

信号处理单元，用于对所述射频链路中采集到的信号进行检波处理和模数转换处理，并将处理后的信号发送至FPGA控制单元；

所述FPGA控制单元，用于将所述处理后的信号与预设阈值进行比较，根据比较结果发送衰减控制信号至所述衰减单元；

所述衰减单元，用于根据所述衰减控制信号对输入所述衰减单元的信号进行增益控制处理。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述发送机为采用二次变频的发送机。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

滤波器，用于对所述衰减单元输出的信号进行滤波处理，并将滤波后的信号发送至后级链路。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

放大器，用于在当所述射频链路中的信号输入所述衰减单元之前，对所述信号进行放大处理。