CN113132283B - 一种信号增益控制方法、通信终端和具有存储功能的装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种信号增益控制方法、通信终端和具有存储功能的装置，该方法包括：在接收到帧信号时，检测帧信号的当前接收能量值；判断该帧信号是否同步成功，若帧信号同步成功，则根据当前接收能量值来调整帧信号的增益，得到第一增益；锁定第一增益，直到帧信号接收完成。通过上述方式，本申请能够有效降低误码率。

Description

一种信号增益控制方法、通信终端和具有存储功能的装置

技术领域

本申请涉及通信领域，特别是涉及一种信号增益控制方法、通信终端和具有存储功能的装置。

背景技术

随着通信技术的发展，增益控制技术逐渐成为一个无线通信领域的一个研究热点。目前市场主流产品包括ADI公司集成式射频芯片 AD9364/AD9361，该芯片能够支持用户对两种增益控制方式的选择 (AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)和MGC(manual gain control，人工增益调整))。AD9364/AD9361芯片12位采样位宽较低，采样宽度限制着灵敏度和误码率性能，若不能充分利用采样位宽，更大的量化误差将更加限制接收机误码性能。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种信号增益控制方法、通信终端和具有存储功能的装置，能够有效降低误码率。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种信号增益控制方法，包括：在接收到帧信号时，检测所述帧信号的当前接收能量值；判断所述帧信号是否同步成功，若所述帧信号同步成功，则根据所述当前接收能量值来调整所述帧信号的增益，得到第一增益；锁定所述第一增益，直到所述帧信号接收完成。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种通信终端，包括处理器、存储器以及通信电路，所述处理器分别耦接所述存储器以及所述通信电路；所述存储器用于存储程序指令，所述处理器用于运行所述存储器中的程序指令以控制所述通信电路实现如上所述信号增益控制方法中的步骤。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种具有存储功能的装置，存储有程序指令，所述程序指令能够被执行以实现如上所述信号增益控制方法中的步骤。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请通过在帧信号同步成功时，根据所述当前接收能量值来调整该帧信号的增益，以提升该帧信号的接收能量，使得采样位宽得到充分利用，可以减少量化误差，从而有效降低误码率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，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。其中：

图1是本申请提供的信号增益控制方法的第一实施例的流程示意图；

图2是采用本申请中的信号增益控制方法接收到的信号波形示意图；

图3是本申请提供的信号增益控制方法的第二实施例的流程示意图；

图4是本申请提供的通信终端一实施方式的结构示意图；

图5是本申请提供的具有存储功能的装置的一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参阅图1，图1是本申请提供的信号增益控制方法的第一实施例的流程示意图，本申请提供的信号增益控制方法包括：

S101：在接收到帧信号时，检测帧信号的当前接收能量值。

在一个具体的实施场景中，当检测到CSMA(Carrier Sense Multiple Access，载波侦听多路访问)信号突发时，如果不能及时调整增益，将会影响信号的解调和解码，增大误码率。因此，在接收到帧信号时，检测该帧信号的当前接收能量值，以根据该当前接收能量值计算需要调整的增益。

在本实施场景中，采用正弦波作为导频，正弦波的能量恒定，因此可以准确的计算出该帧信号的当前接收能量值。根据以下公式计算该帧信号的当前接收能量值：

其中，P为当前接收能量值，n为统计区间的长度，I_k为统计区间内第k次采样所得实部，Q_k为统计区间内第k次采样所得虚部。

在其他实施场景中，可以预设一个能量阈值，若当前接收能量值高于该预设阈值，则进行后续的步骤，若当前接收能量值低于该预设阈值，则可能该帧信号的质量过差，可能无法准确解调解码该帧信号，则不进行后续步骤，以减少不必要的资源浪费。

在其他实施场景中，通信终端可以一直处于待接收状态，对于接收到的信号都进行当前接收能量值的计算，仅有当前接收能量值高于预设阈值，则表示该信号为有效的帧信号，则进行后续的步骤。若该信号低于预设阈值，则表示该信号为噪音等无效信号，则不再进行后续步骤。

S102：判断帧信号是否同步成功。若同步成功则执行步骤S103。

在一个具体的实施场景中，请结合参阅图2，图2是采用本申请中的信号增益控制方法接收到的信号波形示意图。图中上下两列信号分别是接收的同相信号和正交信号，其接收原理一致，因此不再分别进行阐述。如图2所示，在时刻①时，增益处于尚未锁定的状态。在时刻②时同步成功。在本实施场景中，通信终端中设置有同步模块进行同步操作，当该同步模块同步成功时，将会生成一个同步成功的信号，通信终端可以通过检测到该同步成功的信号判定同步成功。具体的，通信终端内存储有至少一个信号序列(包括同相信号序列和正交信号序列)，当同步模块判定接收到的信号序列与存储的至少一个信号序列相同的部分所占比例超过预设阈值时，则判定为同步成功；也可以使用业内其他同步方法进行同步，此处不做限定。

若帧信号同步成功，则根据当前接收能量值来调整帧信号的增益，其中，调整后的增益能够提升帧信号的接收能量。

S103：根据当前接收能量值来调整帧信号的增益，得到第一增益。

在一个具体的实施场景中，该帧信号同步成功，则根据步骤S101 中计算出的当前接收能量来调整该帧信号的增益，以使得被调整后的增益能够提升帧信号的接收能量。在本实施场景中，将该帧信号的增益提升，以充分利用采样位宽，从而有效降低误码率。

在本实施场景中，据以下公式计算第一增益调整值：

G₁＝P_max-P

其中，G₁为第一增益调整值，P_max为预设最大能量值，P为当前接收能量值。

在本实施场景中，P_max的值为经验值，用户可以根据需要设置，例如设置为70dB。当将帧信号的能量值调整至P_max值时，采样位宽得到了充分的利用。

当计算出第一增益调整值后，根据该第一增益调整值调整当前增益，将当前增益的值与计算出的第一增益调整值相加，得到第一增益，基于该第一增益调整该帧信号的接收能量，使得该帧信号的接收能量的值为 P_max的值。

请继续参阅图2，在时刻④时，有效解调解码数据到来，因此需要在时刻④之前完成增益的调整。时刻④可以通过接收到帧信号后，解码该帧信号头部数据获取，因此，在时刻②同步成功后，需要尽快完成增益调整，以在有效解调解码数据到来时，能够充分利用采样位宽，从而有效降低误码率。在本实施场景中，在时刻③完成的增益调整。

在其他实施场景中，在时刻②同步成功后，再次对该帧的当前接收能量值进行测量，以防止该帧的能量发生变化，从而导致计算出的第一增益调整值不准确，从而影响解调解码的结果。

S104：锁定第一增益，直到帧信号接收完成。

在一个具体的实施场景中，将增益调整之后即锁定该第一增益。请继续参阅图2，在图2中在时刻③完成的增益调整后，则锁定第一增益值，直至时刻⑤，该帧信号接收完成。帧信号的长度为一固定值，或者可以通过解码该帧信号的头部数据获取该帧信号的长度，从而获知该帧信号在时刻⑤接收完成，此时可以将锁定的增益解锁，为接收下一个帧信号做好准备。

通过上述描述可知，本实施例中在帧信号同步成功后，根据帧信号的当前接收能量值计算出帧信号调整所需的增益值，并根据该值相应调整该帧信号的增益，并锁定该增益直至该帧信号接收完成，可以充分利用采样位宽，从而降低解码误码率。

请参阅图3，图3是本申请提供的信号增益控制方法的第二实施例的流程示意图，本申请提供的信号增益控制方法包括：

S301：在接收到帧信号时，检测帧信号的当前接收能量值。

S302：判断帧信号是否同步成功。若同步不成功则执行步骤S303。

在本实施场景中，步骤S301-S302与本申请提供的信号增益控制方法的第一实施例中的步骤S101-S102基本一致，此处不再进行赘述。

S303：判断当前接收能量值是否处于预设最小能量值与预设最大能量值之间。若是则执行步骤S304，若不是则执行步骤S305。

在一个具体的实施场景中，可以预设一个时间阈值，若检测到帧信号后，超过该时间阈值仍未接收到同步成功的信号，则可以判定该帧信号同步不成功，则判断当前接收能量是否处于预设的最小能量值与最大能量值之间。在本实施场景中，最小能量值和最大能量值均为经验值，可以由用户预先设置，例如，可以设置最小能量值为20dB，最大能量值为70dB。当当前接收能量值位于该预设最小能量值与预设最大能量值之间时，该帧信号同步成功的概率会更高，同时也有利于计算频偏。

S304：不调整帧信号的增益。

在一个具体的实施场景中，当前接收能量值处于预设最小能量值与预设最大能量值之间，则该帧信号同步成功的概率高，因此不调整该帧信号的增益。

S305：使当前接收能量值调整值处于预设最小能量值与预设最大能量值之间。

在一个具体的实施场景中，当前接收能量值高于预设最大能量值，则根据当前接收能量值来调整帧信号的增益，使得调整后的第二增益能够使该帧信号的接收能量低于预设最大能量值。具体地，根据以下公式计算第二增益调整值：

G₂＝x*(P_max-P)

其中，G₂为第二增益调整值，P_max为预设最大能量值，P为当前接收能量值，x为任意大于1的正数；

由于当前接收能量值若高于预设最大能量值时，通常情况下其能量值都会非常高，为了有效的快速降低过高的能量，在本实施场景中，将预设最大能量值与前接收能量值之差乘以一个大于1的正数，这样得到的第二增益调整值更大，根据该第二增益调整值调整该帧信号的增益，可以快速降低该帧信号的增益，从而该帧信号的接收能量值会快速降低至预设最大能量值以下。

基于该第二增益调整值调整该帧信号的当前增益，将当前增益与该第二增益调整值相加，得到的值即为调整后的第二增益。基于第二增益调整该帧信号的接收能量值，该接收能量值低于预设最大能量值。

在另一个具体的实施场景中，当前接收能量值低于预设最小能量值，则根据当前接收能量值来调整帧信号的增益，使得调整后的增益能够使帧信号的接收能量高于预设最小能量值。具体地，根据以下公式计算第三增益调整值：

G₃＝P_min-P

其中，G₃为第三增益调整值，P_min为预设最小能量值，P为当前接收能量值。

由于帧信号的接收能量低于预设最小能量值时，并不会与预设最小能量值差距很大，因此无需像步骤S304中乘以一个大于1的正数。

基于该第三增益调整值调整该帧信号的当前增益，将当前增益与该第三增益调整值相加，得到的值即为调整后的第三增益。基于第三增益调整该帧信号的接收能量值，该接收能量值高于预设最小能量值。

在其他实施场景中，在执行步骤S305之后，继续监测调整后的该帧信号的接收能量是否处于预设最小能量值与预设最大能量值之间，若调整后该帧的接收能量还不满足处于预设最小能量值与预设最大能量值之间的条件，则进一步执行步骤S305，直至调整后的该帧的接收能量满足处于预设最小能量值与预设最大能量值之间的条件为止。

依旧请结合参阅图2，在图2中，在时刻④有效解调解码数据到来，因此需要在时刻④之前完成帧信号同步成功且完成增益的调整。所以快速完成步骤S305，以免影响帧信号的正常接收。

通过上述描述可知，本实施例中，在帧信号没有同步成功时，调整帧信号的增益，使得调整后的帧信号的接收能量在预设的范围之内，从而增大帧信号被成功接收的概率。

请参阅图4，图4是本申请通信终端一实施方式的结构示意图，该通信终端10包括：处理器11、存储器12和通信电路13，处理器11分别耦接存储器12和通信电路13，处理器11在工作时控制自身以及存储器12和通信电路13以实现上述任一项实施方式的信号增益控制方法中的步骤。

通信终端10的通信电路13接收到帧信号时，处理器11检测该帧信号的能量值。处理器11判断该帧信号是否同步成功，若该帧信号同步成功，则处理器11根据当前接收能量值来调整该帧信号的增益，其中，调整后的增益能够提升该帧信号的接收能量。处理器11锁定该增益，直到该帧信号接收完成。

其中，通信终端可以是手机、笔记本、平板电脑以及车载电脑等，在此不做限制。

通过上述描述可知，本实施例中的通信终端通过在帧信号同步成功时，根据当前接收能量值来调整帧信号的增益，以提升该帧信号的接收能量，使得采样位宽得到充分利用，可以减少量化误差，从而有效降低误码率。

请参阅图5，图5是本申请具有存储功能的装置一实施方式的结构示意图，该具有存储功能的装置20存储有程序指令21，程序指令21能够被执行以实现上述任一项实施方式的信号增益控制方法中的步骤。其中，具有存储功能的装置20可以是便携式存储介质，如U盘、光盘，也可以是终端、服务器等。详细的信号增益控制方法可参见上述，在此不再赘述。

通过上述描述可知，本实施例中的具有存储功能的装置中存储的程序指令可以用于检测接收到的帧信号的当前接收能量值，并在该帧信号同步成功的情况下根据该当前接收值对应调整该帧信号的增益，以提升该帧信号的接收能量，并锁定该增益直到该帧信号结束，从而可以充分利用采样位宽，降低误码率。

区别于现有技术，本申请在接收到帧信号时检测该帧信号的当前接收能量值，并在该帧信号同步成功后根据该当前接收值对应调整该帧信号的增益，以提升该帧信号的接收能量，并锁定该增益直到该帧信号结束，从而可以充分利用采样位宽，降低误码率。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种信号增益控制方法，其特征在于，包括：

在接收到帧信号时，检测所述帧信号的当前接收能量值；

判断所述帧信号是否同步成功，若所述帧信号同步成功，则根据所述当前接收能量值来调整所述帧信号的增益，得到第一增益；

锁定所述第一增益，直到所述帧信号接收完成；

其中，所述根据所述当前接收能量值来调整所述帧信号的增益，包括：

根据以下公式计算第一增益调整值：

G₁＝P_max-P

其中，G₁为所述第一增益调整值，P_max为预设最大能量值，P为所述当前接收能量值；

基于所述第一增益调整值来调整所述帧信号的增益，得到所述第一增益，所述第一增益能够提升所述帧信号的所述接收能量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

若所述帧信号同步不成功，则判断所述当前接收能量值是否处于预设最小能量值与预设最大能量值之间；

若所述当前接收能量值高于所述预设最大能量值，则根据所述当前接收能量值来调整所述帧信号的增益，得到第二增益。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前接收能量值来调整所述帧信号，包括：

根据以下公式计算第二增益调整值：

G₂＝x*(P_max-P)

其中，G₂为所述第二增益调整值，P_max为所述预设最大能量值，P为所述当前接收能量值，x为任意大于1的正数；

基于所述第二增益调整值来调整所述帧信号的增益，得到所述第二增益。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

若所述当前接收能量值低于所述预设最小能量值，则根据所述当前接收能量值来调整所述帧信号的增益，得到第三增益。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前接收能量值来调整所述帧信号的增益，包括：

根据以下公式计算第三增益调整值：

G₃＝P_min-P

其中，G₃为所述第三增益调整值，P_min为所述预设最小能量值，P为所述当前接收能量值；

基于所述第三增益调整值来调整所述帧信号的增益，得到所述第三增益。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述当前接收能量值处于所述预设最小能量值与所述预设最大能量值之间，则不调整所述帧信号的增益。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述检测所述帧信号的当前接收能量值，包括：

根据以下公式计算所述帧信号的当前接收能量值：

其中，P为所述当前接收能量值，n为统计区间的长度，I_k为所述统计区间内第k次采样所得实部，Q_k为所述统计区间内第k次采样所得虚部。

8.一种通信终端，其特征在于，包括处理器、存储器以及通信电路，所述处理器分别耦接所述存储器以及所述通信电路；

所述存储器用于存储程序指令，所述处理器用于运行所述存储器中的程序指令以控制所述通信电路实现如权利要求1-7任一项所述信号增益控制方法中的步骤。

9.一种具有存储功能的装置，其特征在于，存储有程序指令，所述程序指令能够被执行以实现如权利要求1-7任一项所述信号增益控制方法中的步骤。

Images