CN111900946A - 信号的自动增益控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种信号的自动增益控制方法和装置，属于信号处理领域。该方法包括：以预设频率检测所述信号的功率；判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。该信号的自动增益控制方法和装置能够实现AGC稳定工作，并实现快速和高精度的处理。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，具体地涉及一种信号的自动增益控制方法和装置。
背景技术
AGC模块的功能是实现对系统宽动态范围内的自动增益控制，它广泛应用于军用电台、智能天线、无线通信系统、医疗以及磁盘读取通道等大动态范围的系统中。AGC电路能够调节这些系统的增益，使得在很大范围内变化的信号都可以输出稳定的输出电平。
由于受发射功率大小、收发距离远近、电磁波传播衰落等因素影响，接收机的输入信号的变化范围往往很大。接收机若要在如此宽的范围内保持接收设备线性放大，信号不饱和失真，就需要控制接收机的增益，使输出信号保持稳定的电平，保证接收机正常工作。
目前数字AGC方案主要包括典型方案和简化方案。典型方案对数字信号进行功率检测，根据功率大小调整信号增益，达到信号功率的稳定。这类方案比较简单，性能稳定，不过当信号功率有突变时，需要一定的收敛时间，有时时间较长。简化方案用绝对矩的估计值计算信号功率，同时加入了系数皆为2的幂次的低通滤波器，用于减小估计值的方差。该方案适合硬件实现，但是绝对矩和信号功率的关系与输入信号概率分布有关，没有固定的函数关系，低通滤波器的系数都设为2的幂，也可能影响滤波器性能。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种信号的自动增益控制方法和装置，该信号的自动增益控制方法和装置能够实现AGC稳定工作，并实现快速和高精度的处理。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种信号的自动增益控制方法，该方法包括：以预设频率检测所述信号的功率；判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
优选地，判断预设时间内所述信号的功率的波动程度包括：判断所述预设时间内，相邻信号的功率的差值大于预设值的数量是否大于等于预设数量，所述预设值根据输入所述信号的系统不同而不同；在所述数量大于等于预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较大；在所述数量小于所述预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较小。
优选地，根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理包括：在所述信号的功率的波动程度较大时，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理；在所述信号的功率的波动程度较小时，在下一预设时间内选择对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
优选地，对所述信号的功率进行归一化处理包括：使用所述信号的幅度除以所述信号的功率的平方根。
优选地，对所述信号进行闭环反馈调幅处理包括：将所述信号的当前功率和期望值比较；根据所述信号的当前功率和所述期望值的差值，调整所述信号的幅度。
本发明实施例还提供一种信号的自动增益控制装置，该装置包括：检测单元以及处理单元，其中，所述检测单元用于以预设频率检测所述信号的功率；所述处理单元用于：判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
优选地，所述处理单元还用于：判断所述预设时间内，相邻信号的功率的差值大于预设值的数量是否大于等于预设数量，所述预设值根据输入所述信号的系统不同而不同；在所述数量大于等于预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较大；在所述数量小于所述预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较小。
优选地，所述处理单元还用于：在所述信号的功率的波动程度较大时，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理；在所述信号的功率的波动程度较小时，在下一预设时间内选择对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
优选地，所述处理单元还用于：使用所述信号的幅度除以所述信号的功率的平方根。
优选地，所述处理单元还用于：将所述信号的当前功率和期望值比较；根据所述信号的当前功率和所述期望值的差值，调整所述信号的幅度。
通过上述技术方案，采用发明提供的信号的自动增益控制方法和装置，该方法包括：以预设频率检测所述信号的功率；判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。该信号的自动增益控制方法和装置能够在信号剧烈变化时实现AGC稳定工作，并在信号波动较小时，实现快速和高精度的处理。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的信号的自动增益控制方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的信号的功率的波动程度的判断方法的流程图；
图3是本发明一实施例提供的闭环反馈调幅处理的方法的流程图；
图4是本发明一实施例提供的信号的自动增益控制装置的结构框图。
附图标记说明
1检测单元 2处理单元。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1是本发明一实施例提供的信号的自动增益控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤S11，以预设频率检测所述信号的功率；
具体地，各种系统可产生不同信号，例如军用电台、智能天线、无线通信系统、医疗以及磁盘读取通道等大动态范围的系统等。首先，可以以预设频率(例如每隔10ms一次)检测信号的功率。
步骤S12，判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；
具体地，接下来判断信号的功率的波动程度，本发明实施例提供一种示例，如图2所示，包括：
步骤S21，判断所述预设时间内，相邻信号的功率的差值大于预设值的数量是否大于等于预设数量，所述预设值根据输入所述信号的系统不同而不同；
具体地，例如预设时间内采集到的信号的功率为A、B、C、D和E，且该信号的预设值是a，A和B的差值、C和D、D和E的差值大于a，则相邻信号的功率的差值大于预设值的数量为3。
步骤S22，在所述数量大于等于预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较大；
步骤S23，在所述数量小于所述预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较小。
具体地，如果预设数量为3，则上述相邻信号的功率的差值大于预设值的数量3等于预设数量，因此该信号的功率的波动程度较大。
步骤S13，根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
具体地，在所述信号的功率的波动程度较大时，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理，归一化处理的方式例如可以是使用信号的幅度除以信号的功率的平方根；在所述信号的功率的波动程度较小时，在下一预设时间内选择对所述信号进行闭环反馈调幅处理，当信号的幅度出现剧烈变化超出其锁定范围时，环路会发散，导致信号的功率异常，此时通过对信号的功率的波动程度的检测，可以再转为对信号的功率进行归一化处理。闭环反馈调幅处理的方法可以如图3所示，包括：
步骤S31，将所述信号的当前功率和期望值比较；
步骤S32，根据所述信号的当前功率和所述期望值的差值，调整所述信号的幅度。
具体地，期望值可以是希望信号稳定的值。如果信号的当前功率大于等于期望值，则减小输入的信号的幅度；如果信号的当前功率小于期望值，则增大输入的信号的幅度。信号的当前功率和期望值的差值越大，则调整的信号的幅度就越大。
另外，需要说明的是，由于每隔预设时间判断一次信号的功率的波动程度，因此，在每次判断之后，下一个预设时间内，对信号的处理的方式根据本次的判断结果进行。例如，在第一个预设时间内判断信号的功率的波动程度较大，则在第二个预设时间内进行归一化处理；但是对信号处理的同时，仍然在继续判断，如果在第二个预设时间内判断信号的功率的波动程度较小，则在第三个预设时间内对信号进行闭环反馈调幅处理。
图4是本发明一实施例提供的信号的自动增益控制装置的结构框图。如图4所示，该装置包括：检测单元1以及处理单元2，其中，所述检测单元1用于以预设频率检测所述信号的功率；所述处理单元2用于：判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
优选地，所述处理单元2还用于：判断所述预设时间内，相邻信号的功率的差值大于预设值的数量是否大于等于预设数量，所述预设值根据输入所述信号的系统不同而不同；在所述数量大于等于预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较大；在所述数量小于所述预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较小。
优选地，所述处理单元2还用于：在所述信号的功率的波动程度较大时，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理；在所述信号的功率的波动程度较小时，在下一预设时间内选择对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
优选地，所述处理单元2还用于：使用所述信号的幅度除以所述信号的功率的平方根。
优选地，所述处理单元2还用于：将所述信号的当前功率和期望值比较；根据所述信号的当前功率和所述期望值的差值，调整所述信号的幅度。
上文所述的信号的自动增益控制方法和上文所述的信号的自动增益控制装置的实施例类似，在此不再赘述。
通过上述技术方案，采用发明提供的信号的自动增益控制方法和装置，该方法包括：以预设频率检测所述信号的功率；判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。该信号的自动增益控制方法和装置能够在信号剧烈变化时实现AGC稳定工作，并在信号波动较小时，实现快速和高精度的处理。
所述信号的自动增益控制装置包括处理器和存储器，上述检测单元以及处理单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来实现AGC稳定工作，并实现快速和高精度的处理。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述信号的自动增益控制方法。
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述信号的自动增益控制方法。
本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：
以预设频率检测所述信号的功率；判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
优选地，判断预设时间内所述信号的功率的波动程度包括：判断所述预设时间内，相邻信号的功率的差值大于预设值的数量是否大于等于预设数量，所述预设值根据输入所述信号的系统不同而不同；在所述数量大于等于预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较大；在所述数量小于所述预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较小。
优选地，根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理包括：在所述信号的功率的波动程度较大时，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理；在所述信号的功率的波动程度较小时，在下一预设时间内选择对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
优选地，对所述信号的功率进行归一化处理包括：使用所述信号的幅度除以所述信号的功率的平方根。
优选地，对所述信号进行闭环反馈调幅处理包括：将所述信号的当前功率和期望值比较；根据所述信号的当前功率和所述期望值的差值，调整所述信号的幅度。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：
以预设频率检测所述信号的功率；判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
优选地，判断预设时间内所述信号的功率的波动程度包括：判断所述预设时间内，相邻信号的功率的差值大于预设值的数量是否大于等于预设数量，所述预设值根据输入所述信号的系统不同而不同；在所述数量大于等于预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较大；在所述数量小于所述预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较小。
优选地，根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理包括：在所述信号的功率的波动程度较大时，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理；在所述信号的功率的波动程度较小时，在下一预设时间内选择对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
优选地，对所述信号的功率进行归一化处理包括：使用所述信号的幅度除以所述信号的功率的平方根。
优选地，对所述信号进行闭环反馈调幅处理包括：将所述信号的当前功率和期望值比较；根据所述信号的当前功率和所述期望值的差值，调整所述信号的幅度。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种信号的自动增益控制方法，其特征在于，该方法包括：
以预设频率检测所述信号的功率；
判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；
根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
2.根据权利要求1所述的信号的自动增益控制方法，其特征在于，判断预设时间内所述信号的功率的波动程度包括：
判断所述预设时间内，相邻信号的功率的差值大于预设值的数量是否大于等于预设数量，所述预设值根据输入所述信号的系统不同而不同；
在所述数量大于等于预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较大；
在所述数量小于所述预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较小。
3.根据权利要求2所述的信号的自动增益控制方法，其特征在于，根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理包括：
在所述信号的功率的波动程度较大时，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理；
在所述信号的功率的波动程度较小时，在下一预设时间内选择对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
4.根据权利要求1所述的信号的自动增益控制方法，其特征在于，对所述信号的功率进行归一化处理包括：
使用所述信号的幅度除以所述信号的功率的平方根。
5.根据权利要求1所述的信号的自动增益控制方法，其特征在于，对所述信号进行闭环反馈调幅处理包括：
将所述信号的当前功率和期望值比较；
根据所述信号的当前功率和所述期望值的差值，调整所述信号的幅度。
6.一种信号的自动增益控制装置，其特征在于，该装置包括：
检测单元以及处理单元，其中，
所述检测单元用于以预设频率检测所述信号的功率；
所述处理单元用于：
判断预设时间内所述信号的功率的波动程度；
根据所述信号的功率的波动程度，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理或对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
7.根据权利要求6所述的信号的自动增益控制装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
判断所述预设时间内，相邻信号的功率的差值大于预设值的数量是否大于等于预设数量，所述预设值根据输入所述信号的系统不同而不同；
在所述数量大于等于预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较大；
在所述数量小于所述预设数量时，判断所述信号的功率的波动程度较小。
8.根据权利要求7所述的信号的自动增益控制装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
在所述信号的功率的波动程度较大时，在下一预设时间内选择对所述信号的功率进行归一化处理；
在所述信号的功率的波动程度较小时，在下一预设时间内选择对所述信号进行闭环反馈调幅处理。
9.根据权利要求6所述的信号的自动增益控制装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
使用所述信号的幅度除以所述信号的功率的平方根。
10.根据权利要求6所述的信号的自动增益控制装置，其特征在于，所述处理单元还用于：
将所述信号的当前功率和期望值比较；
根据所述信号的当前功率和所述期望值的差值，调整所述信号的幅度。
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