CN111988838A - 一种自动增益控制实现方法及装置、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动增益控制实现方法，包括：获取本周期的信号功率，根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值，根据所述接收功率最大值确定下一周期的增益值。本申请提供的方案，预先估计下一个周期的接收功率最大值，基于此确定增益值，更好的匹配信号功率和增益值，避免饱和造成通信中断。

Description

一种自动增益控制实现方法及装置、存储介质

技术领域

本发明实施例涉及但不限于一种自动增益控制实现方法及装置、计算机可读存储介质。

背景技术

随着移动通信的不断演进，5G(5th Generation，第五代)凭借其技术的先进性、场景的多样性、使用的灵活性，备受各大运营商青睐，且即将进入商用阶段。UE(UserEquipment，用户设备)是5G网络的重要组成部分，主要功能是与基站进行无线信号的接收和发射，并通过高层协议处理等，最终完成无线通信。在UE接收无线信号时，由于其位置的移动性、电磁环境的多样性、基站信号的随机性等，导致接收到的信号功率时有时无、时大时小，即动态范围非常大。接收机都要采用AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)方案，实现信号跟踪。传统AGC方案已经不能满足在5G标准下UE接收功率剧烈跳变时的自动增益控制需求。

发明内容

本发明至少一实施例提供了一种自动增益控制实现方法及装置、计算机可读存储介质，使得用户设备适应接收功率剧烈跳变场景，满足较大的功率动态范围。

本发明至少一实施例提供一种自动增益控制实现方法，包括：

获取本周期的信号功率，根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值，根据所述接收功率最大值确定下一周期的增益值。

本发明至少一实施例提供一种自动增益控制实现装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有程序，所述程序在被所述处理器读取执行时，实现任一实施例所述的自动增益控制实现方法。

本发明至少一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现任一实施例所述的自动增益控制实现方法。

本发明至少一实施例提供一种自动增益控制实现装置，包括：

信号采集模块，用于采集本周期的信号，确定本周期的信号功率；

功率估计模块，用于根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值；

增益计算模块，用于根据所述接收功率最大值确定下一周期的增益值。

与相关技术相比，本发明一实施例提供一种自动增益控制实现方法，包括：获取本周期的信号功率，根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值，根据所述接收功率最大值确定下一周期的增益值。本实施例提供的方案，预先估计下一个周期的接收功率最大值，基于此确定增益值，更好的匹配信号功率和增益值，避免饱和造成通信中断。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为相关技术中AGC方案时域示意图；

图2为本发明一实施例提供的AGC方案时域示意图；

图3为本发明一实施例提供的自动增益控制实现方法流程图；

图4为本发明一实施例提供的自动增益控制实现装置框图；

图5为本发明一实施例提供的功率估计模块框图；

图6为本发明一实施例提供的帧结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的自动增益控制实现方法流程图；

图8为本发明一实施例提供的功率估计方法流程图；

图9为本发明一实施例提供的自动增益控制实现装置框图；

图10为本发明一实施例提供的计算机可读存储介质框图。

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明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

相关技术中的AGC是针对当前采集到的时域信号进行处理，然后再进行增益控制。每个处理周期划分成4个阶段，分别为增益配置、数据采集、功率计算、增益计算。参见附图1。其中：

增益配置，是根据上一个周期计算得到的增益值，来配置当前周期链路增益的过程；例如在第i个周期，增益配置值记做Gain_(i-1)。

数据采集，yixia是对本周期的接收信号进行采集；例如在第i个周期，数据采集记做Data_i。

功率计算，根据数据采集阶段获取的数据样点，计算本周期的信号功率；例如在第i个周期，功率计算值记做P_i。

增益计算，根据功率计算阶段得到的信号功率，计算本周期信号功率下所需增益。并在下个周期进行配置。例如在第i个周期，增益计算值记做Gain_i。

上述方案基于本周期的信号计算链路增益，然后在下个周期配置。这种滞后性导致在任意一个周期内，配置增益和当前数据不匹配。比如图1中第i个周期，配置增益为Gain_(i-1)，而当前数据为Data_i。

这种不匹配的情况，对于相邻周期功率波动很小(如小于5dB)的信号来说，基本没有损伤，可以保证通信可靠。但是如果相邻周期功率波动非常剧烈(如大于20dB)，这种增益和数据不匹配的现象会非常严重，导致链路饱和，进而引起通信波动或者中断。

本发明至少一实施例中，UE根据当前周期的信号功率估计出下一个周期接收功率的最大值，基于这个最大值进行射频链路增益控制，从而使得增益和数据匹配。

本发明一实施例提出的AGC方案时域示意图见附图2。与相关技术中AGC方案不同的是，在本周期内，完成下个周期的功率估计，得到下个周期的增益值，从而保证任意周期内的配置增益和数据完全匹配。比如第j个周期内，增益配置为Gain_j,信号采集为Data_j，二者是匹配的，另外，第j个周期计算得到的增益值为Gain_(j+1)，该增益值作为第j+1个周期的增益配置，能与第j+1个周期的数据匹配。

本发明一实施例提供一种自动增益控制实现方法，如图3所示，包括：

步骤301，获取本周期的信号功率；

步骤302，根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值；

步骤303，根据所述接收功率最大值确定下一周期的增益值。

其中，下一周期的增益值即下一周期用来进行增益控制的增益值。后续将所述下一周期的增益值进行配置下发。

本实施例提供的方案，预先估计下一个周期的接收功率最大值，基于此确定增益值，更好的匹配信号功率和增益值，避免饱和造成通信中断。本实施例提供的方案，能够有效解决UE在接收功率快速变化场景下，引起的接收通道增益切换响应慢，导致通信中断的问题。

在一实施例中，步骤301中，所述获取本周期的信号功率包括：

获取本周期功率最大的同步信号块(Synchronization Signal Block，SSB)的功率。具体的，识别当前周期的SSB信号，计算SSB的信号功率，选取其中功率最大的SSB，将该SSB的功率作为本周期的信号功率。需要说明的是，在其他实施例中，也可以选取其他信号或者其他SSB的功率作为本周期的信号功率。

在一实施例中，步骤302，根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值包括：

获取本周期物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel，简称PDSCH)信号的资源元素(Resource Element，简称RE)相对于所述功率最大的同步信号块的RE的功率偏移量；

获取小区配置参数；

根据所述本周期功率最大的同步信号块的功率、所述功率偏移量、所述小区配置参数确定下一周期的接收功率最大值。

其中，所述小区配置参数包括：所述同步信号块的资源元素数目、小区配置带宽、天线数目。

在一实施例中，所述根据所述本周期功率最大的同步信号块的功率、所述功率偏移量、所述小区配置参数确定下一周期的接收功率最大值包括：

所述下一周期的接收功率最大值S＝P+K+L+M，或者，S＝P+K+L+M+N，N为一常数，为功率计算时保护余量，根据实际使用设计。

其中，所述P为本周期功率最大的同步信号块的功率，所述K为功率偏移量，所述L＝10log(小区配置带宽对应的物理下行共享信道信号的资源元素数目/同步信号块的资源元素数目)，所述M＝10log(天线数目)。

在一实施例中，所述一个周期为一个无线帧。需要说明的是，一个周期不限于一个无线帧，也可以是子帧等。

本发明一实施例提供一种自动增益控制实现装置，如图4所示，包括：信号采集模块401、功率估计模块402和增益计算模块403，其中：

信号采集模块401用于，采集本周期的信号，确定本周期的信号功率；比如，对UE当前帧的SSB信号进行识别，同时计算SSB的信号功率，将其中最大功率作为本周期的信号功率，记为P；

功率估计模块402，用于根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值；

增益计算模块403，用于根据所述接收功率最大值确定下一周期的增益值。

在一实施例中，还包括：增益配置模块404，用于将增益计算模块403所得的增益值，进行配置下发。

在一实施例中，所述功率估计模块根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值包括：

获取本周期功率最大的同步信号块的功率；

获取本周期物理下行共享信道信号的资源元素相对于所述功率最大的同步信号块的资源元素的功率偏移量；

获取所述同步信号块的资源元素数目、小区配置带宽、天线数目；

根据所述本周期功率最大的同步信号块的功率、所述功率偏移量、所述同步信号块的资源元素数目、所述小区配置带宽和所述天线数目确定下一周期的接收功率最大值。

如5所示，本发明一实施例提供的功率估计模块402包括：偏移计算单元501、小区配置参数获取单元502、系数确定单元503、功率估计单元504，其中：

其中，偏移计算单元501用于，计算PDSCH每个RE(Resource Element，资源元素)相对于该SSB每个RE的功率偏移量，得到偏移系数K；

小区配置参数获取单元502用于，对当前无线小区的配置参数如RB数目、配置带宽、天线数目等进行获取。

系数确定单元503用于，根据SSB的RB数目和小区配置带宽，计算出RB折算系数L；同时根据小区配置里面的天线数目，计算波束赋型时的最大增益，得到增益因子M；

其中，RB折射系数L＝10log(小区配置带宽对应的PDSCH的RB数目/SSB的数目)，增益因子M＝10log(天线数目)。

功率估计单元504，用于根据上述各单元所得的信息，确定下一个周期最大的信号功率S，其中S＝P+K+L+M，或者，S＝P+K+L+M+N，N为一常数，可根据需要设置。

根据上述计算的功率S，在下一个周期到来之时，配置与其相符的增益，从而保证了信号和增益因子始终是匹配的。

相关技术中的AGC方案都是根据信号功率在下个周期才做调整，无法保证任意时刻增益和信号功率的有效匹配，导致快速跳变的信号易产生链路饱和。本发明实施例提供的方案，是基于当前周期的信号功率，估计出下一个周期的最大接收信号功率，依此来进行增益调整，使得下一个周期不会因为接收信号饱和导致通信中断，本实施例提供的方案，相当于提前预知到下个周期的功率，从而可以准确的计算合适的链路增益。

由于本申请自身的预见性，对任意快速波动的接收信号，都可以适应。

为进一步对本发明进行阐述，下述实施例以NR协议中某一种帧结构(参见附图6)为例进行说明。附图6是一种典型的5G帧结构，包含4个时隙(Slot)，依次是Slot0～Slot3。

601是下行时隙，每个帧有3个，分别是Slot0～Slot2，用来传输UE的接收信号。

602是上行时隙，每个帧有1个，是Slot3。用来传输UE的发射信号。

603是SSB信号的位置，包含6个SSB，依次是SSB0～SSB5。其位于时域的某4个符号，频域的前20RB。

为了便于说明本发明中所提到的AGC处理流程，本文结合附图6和附图7说明如下。如图7所示，包括：

步骤701，在NR协议里面，将上述帧结构中所有SSB信号进行时域采集。

步骤702，将采集到的所有SSB数据经过傅里叶变换，计算出前20RB的SSB的功率，并筛选出其中功率最大的，比如SSB0，其功率记做P。然后估计下一个周期PDSCH信号，同时考虑PDSCH相对于SSB0的功率偏移、波束赋型增益因子、RB折算系数等，从而估计出下一个周期最大的PDSCH信号功率。

步骤703，根据估计出的下一个周期最大的PDSCH信号功率，计算相应的增益值。

步骤704，将该增益值进行配置下发。

其中，步骤702中的功率估计具体实现方式结合附图6和附图8举例说明如下。如图8所示，包括：

步骤801，基带处理单元对UE当前帧的所有SSB信号进行分析处理；

步骤802，基带处理单元根据SSB的时域数据，进行时域采数后经过傅里叶变换，然后对前20RB的信号进行统计计算，得到SSB的功率，筛选当前周期内最大的SSB功率，比如SSB0，功率大小记为P(dBm)。同时计算PDSCH每个RE相对于SSB0每个RE的功率偏移量，即PDSCH的功率比SSB0功率在每个RE上高多少，得到一个偏移因子为K(单位为dB)。

实践中K范围为-15≤K≤12。本例中取K为0dB，即PDSCH和SSB不存在偏移。

步骤803，获取小区配置参数；

具体的，对当前小区的配置参数中RB数目(如SSB为20RB，PDSCH为273RB)、配置带宽(如100MHz)、天线数目(如64天线)等进行获取。

步骤804，根据SSB的RB数目和小区配置带宽，计算出RB折算系数L；同时根据天线数目，计算得到波束赋型增益因子M(dB)。

本实例中SSB0包含20个RB，PDSCH满RB时是273个RB，因此功率折算系数L＝10*log(273/20)＝11.35dB。本实例中64天线的波束赋型增益因子为M＝10*log(64)＝18dB。

步骤805，估计下一个周期最大的信号功率S；

其中，S＝P+K+L+M+N＝P+0+11.3+18+6＝P+35.3(dBm)。N为一常数，本实施例中N取值为6，但本申请不限于此，N值可以根据需要取值。

或者，S＝P+K+L+M＝P+0+11.3+18＝P+29.3(dBm)。

本发明实施例所涉及的自动增益控制实现方法，获取到下一个周期的最大信号功率，然后按照该功率选择合适的增益档位，既能解决UE接收功率快速跳变导致硬件响应缓慢的问题，又能最大程度降低调整频率，节省资源开销。

如图9所示，本发明一实施例提供一种自动增益控制实现装置90，包括存储器910和处理器920，所述存储器910存储有程序，所述程序在被所述处理器920读取执行时，实现任一实施例所述的自动增益控制实现方法。

如图10所示，本发明一实施例提供一种计算机可读存储介质100，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序110，所述一个或者多个程序110可被一个或者多个处理器执行，以实现任一实施例所述的自动增益控制实现方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种自动增益控制实现方法，包括：

获取本周期的信号功率，根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值，根据所述接收功率最大值确定下一周期的增益值。

2.根据权利要求1所述的自动增益控制实现方法，其特征在于，所述获取本周期的信号功率包括：获取本周期功率最大的同步信号块的功率。

3.根据权利要求2所述的自动增益控制实现方法，其特征在于，所述根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值包括：

获取本周期物理下行共享信道信号的资源元素相对于所述功率最大的同步信号块的资源元素的功率偏移量；

获取小区配置参数；

根据所述本周期功率最大的同步信号块的功率、所述功率偏移量、所述小区配置参数确定下一周期的接收功率最大值。

4.根据权利要求3所述的自动增益控制实现方法，其特征在于，所述小区配置参数包括：所述同步信号块的资源元素数目、小区配置带宽、天线数目。

5.根据权利要求4所述的自动增益控制实现方法，其特征在于，根据所述本周期功率最大的同步信号块的功率、所述功率偏移量、所述小区配置参数确定下一周期的接收功率最大值包括：

所述下一周期的接收功率最大值S＝P+K+L+M，或者，S＝P+K+L+M+N，N为一常数；

其中，所述P为本周期功率最大的同步信号块的功率，所述K为功率偏移量，所述L＝10log(小区配置带宽对应的物理下行共享信道信号的资源元素数目/同步信号块的资源元素数目)，所述M＝10log(天线数目)。

6.根据权利要求1至5任一所述的自动增益控制实现方法，其特征在于，所述一个周期为一个无线帧。

7.一种自动增益控制实现装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有程序，所述程序在被所述处理器读取执行时，实现如权利要求1至6任一所述的自动增益控制实现方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至6任一所述的自动增益控制实现方法。

9.一种自动增益控制实现装置，其特征在于，包括：

信号采集模块，用于采集本周期的信号，确定本周期的信号功率；

功率估计模块，用于根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值；

增益计算模块，用于根据所述接收功率最大值确定下一周期的增益值。

10.根据权利要求9所述的自动增益控制实现装置，其特征在于，所述功率估计模块确定本周期的信号功率，根据本周期的信号功率确定下一周期的接收功率最大值包括：

获取本周期功率最大的同步信号块的功率；

获取本周期物理下行共享信道信号的资源元素相对于所述功率最大的同步信号块的资源元素的功率偏移量；

获取所述同步信号块的资源元素数目、小区配置带宽、天线数目；

根据所述本周期功率最大的同步信号块的功率、所述功率偏移量、所述同步信号块的资源元素数目、所述小区配置带宽和所述天线数目确定下一周期的接收功率最大值。

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