CN116017666A - 基于多级输出信号强度检测的agc实现方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法、装置及系统，基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法包括：分别检测通信主电路内多级可变增益传输模块的输出信号强度；基于获得的每级可变增益传输模块的输出信号强度和该级可变增益传输模块预设的至少一组输出信号强度档位门限，判断每级可变增益传输模块的增益状态；调整一级或多级增益处于饱和状态或不足状态的可变增益传输模块以使每级可变增益传输模块的增益均处于正常放大状态。本发明可应用于Zig‑Bee、蓝牙、无线宽带、超宽带及近场通信等近距离无线传输系统；也可应用于移动通信、数传电台通信、扩频微波通信、卫星通信以及短波通信系统等长距离无线传输系统。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，且特别涉及一种基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法、装置及系统。
背景技术
AGC(Auto Gain Control，自动增益控制)是无线通讯领域的一部分信号处理电路，它利用线性放大和线性衰减的有效组合对输出信号进行调整。当弱信号输入时，线性放大电路工作，保证输出信号的强度；当输入信号达到一定强度时，启动增益衰减电路，使输出幅度降低。换言之，AGC功能可以通过改变输入输出压缩比例自动控制增益的幅度。通常天线接收到的射频信号一般非常微弱，但是在某些特殊的环境，如空间存在某些干扰的情况下，信号将变得非常强，此时，如果AGC环路不能有效的检测信号及调整系统的增益，那么信号很有可能将通信链路阻塞，导致系统无法正常工作。
目前，主要采用模拟AGC或者数字AGC来实现信号检测及自动调整的功能。对于数字AGC而言，其只关注可变增益放大器(VGA)的增益控制，当输入信号较大时，位于可变增益放大器之前的传输模块已经面临压缩，信号质量已经严重下降。此时，即使可变增益放大器的增益在正常放大区间内，也无法保证输出信号的质量。
发明内容
本发明为了克服现有技术的至少一个不足，提供一种基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法、装置及系统。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法，其包括：
分别检测通信主电路内多级可变增益传输模块的输出信号强度；
基于检测所获得的每级可变增益传输模块的输出信号强度和该级可变增益传输模块预设的至少一组输出信号强度档位门限，判断每级可变增益传输模块的增益状态；
调整一级或多级增益处于饱和状态或不足状态的可变增益传输模块的增益以使每级可变增益传输模块的增益均处于正常放大状态。
根据本发明的一实施例，对于多级可变增益传输模块，设置前一级可变增益传输模块的每一输出信号强度档位门限均小于后一级可变增益传输模块对应的输出信号强度档位门限，多级可变增益传输模块的增益沿信号的传输方向依次级联叠加。
根据本发明的一实施例，当具有多级可变增益传输模块的增益均进入增益饱和状态或均进入增益不足状态时，根据信号的传输方向优先调整前一级可变增益传输模块的增益。
根据本发明的一实施例，当可变增益传输模块预设有m组输出信号强度档位门限且m≥2时，m组输出信号强度档位门限形成2m+1个增益区间；其中，位于中间的增益区间为处于正常放大状态下的增益区间，位于两侧的增益区间依次为多个档位的饱和增益区间和多个档位的不足增益区间。
根据本发明的一实施例，分别检测通信主电路内所有可变增益传输模块的输出信号强度。
根据本发明的一实施例，采用多个RSSI包络检测电路检来分别检测通信主电路内多级可变增益传输模块的输出信号强度。
另一方面，本发明还一种基于多级输出信号强度检测的AGC实现装置，其包括多个输出信号强度包络检测电路、至少一个判断单元以及AGC调整单元。多个输出信号强度包络检测电路分别检测通信主电路内多级可变增益传输模块的输出信号强度。基于检测所获得的每级可变增益传输模块的输出信号强度和该级可变增益传输模块预设的至少一组输出信号强度档位门限，每一判断单元判断每级可变增益传输模块的增益状态。基于多个判断单元的判断，AGC调整单元调整一级或多级增益处于饱和状态或不足状态的可变增益传输模块的增益以使每级可变增益传输模块的增益均处于正常放大状态。
根据本发明的一实施例，每一判断单元为对应的可变增益传输模块提供至少一组输出信号强度档位门限，前一级可变增益传输模块的每一输出信号强度档位门限均小于后一级可变增益传输模块对应的输出信号强度档位门限，多级可变增益传输模块的增益沿信号的传输方向依次级联叠加。
根据本发明的一实施例，当具有多级可变增益传输模块的增益均进入增益饱和状态或均进入增益不足状态时，AGC调整单元根据信号的传输方向优先调整前一级可变增益传输模块的增益。
根据本发明的一实施例，输出信号强度检测电路为RSSI包络检测电路。
另一方面，本发明还提供一种通信系统，其包括通信主电路和上述基于多级输出信号强度检测的AGC实现装置。通信主电路包括依次连接的至少两个可变增益传输模块。
根据本发明的一实施例，所述通信主电路包括依次连接的低噪声放大器、片外射频滤波器、片内的射频预放大器、下变频器、中频滤波器、可调增益放大器以及模数转换器；该通信主电路包括三级可变增益传输模块，分别为低噪声放大器、片内的射频预放大器以及可调增益放大器。
综上所述，本发明提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法，通过检测通信主电路内多级可变增益传输模块的输出信号强度以确定每级可变增益传输模块的当前增益状态。调整一级或多级处于非正常放大状态的可变增益传输模块的增益，从而使多级可变增益传输模块的增益均处于正常放大状态，信号在每一级均不会被压缩，保证信号以最优质量输出。进一步的，通过控制每级可变增益传输模块的档位门限以使多个可变增益传输模块之间形成增益叠加级联效应。当具有多个可变增益传输模块均进入饱和或不足状态时，根据优先级顺序只需调整一个或部分饱和或不足的可变增益传输模块即可使多级传输模块的增益均处于正常放大状态；即在保证输出信号质量的同时快速提升AGC调整速度，实现高质量且快速AGC。本发明提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法、装置及系统可以应用于各种通信种类，具体包括如Zig-Bee、蓝牙Bluetooth、无线宽带(Wi-Fi)、超宽带(UWB)及近场通信(NFC)等常见的近距离无线传输系统中和如移动通信、数传电台通信、扩频微波通信、卫星通信和短波通信系统等长距离无线传输系统中。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1所示为本发明一实施例提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法的流程示意图。
图2所示为本发明一实施例提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现装置的原理框图。
图3所示为本发明一实施例提供的通信系统的原理框图。
具体实施方式
在现有的无线通信系统中，VGA的实现只针对位于信号输出端的可变增益放大器。然而，对于包括多个可变增益传输模块的无线通信系统而言，当位于前级的可变增益传输模块已出现信号压缩时，此时即使位于输出端的可变增益放大器的增益处于正常放大区间也无法实现高质量信号的输出。
有鉴于此，本实施例提供一种基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法，如图1所示，其包括：分别检测通信主电路内多级可变增益传输模块的输出信号强度(步骤S10)。基于检测所获得的每级可变增益传输模块的输出信号强度和该级可变增益传输模块预设的至少一组输出信号强度档位门限，判断每级可变增益传输模块的增益状态(步骤S20)。调整一级或多级增益处于饱和状态或不足状态的可变增益传输模块的增益以使每级可变增益传输模块的增益均处于正常放大状态(步骤S30)。
本实施例提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法采用分级检测的方式对通信主电路内的每一可变增益传输模块进行输出信号强度检测，并基于预设的至少一组输出信号强度档位门限，实现每级可变增益传输模块当前增益状态的判断和反馈调整，从而使得每级可变增益传输模块均位于正常的增益放大区间内，有效解决了现有VGA实现放置中因前端可变增益传输模块压缩所导致的信号质量下降的问题，实现最优信号质量的输出。
本实施例以集成射频滤波器的射频接收主电路为例对本实施例提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法的控制原理进行详细说明。如图3所示，集成射频滤波器的射频接收主电路包括依次连接的低噪声放大器(LNA)1、片外射频滤波器(RF Filter)2、片内的射频预放大器(RFA)3、下变频器(MIXER)4、中频滤波器(IF Filter)5、可调增益放大器(VGA)6以及模数转换器(ADC)7。射频调制信号通过天线(图未示出)，通过射频输入口(LNA_IN)被接收到信号通道中。接收到的射频信号通过前端的低噪声放大器(LNA)1进行放大。然后，经过片外射频滤波器(RF Filter)2再接回到片内的射频预放大器(RFA)3作进一步放大。之后，连接到下变频器4(MIXER)。中频滤波器5(IF Filter)通过信道选择过滤出在带宽内需要被解调的中频信号。选择出的中频信号经可调增益放大器6(VGA)进行放大，提供适度的信号强度给模数转换器7(ADC)，从而把中频模拟信号转换成数字信号；最后这些数字信号就在数字基带做信号处理。
该集成射频滤波器的射频接收主电路包括三级可变增益传输模块，分别为低噪声放大器(LNA)1、片内的射频预放大器(RFA)3以及可调增益放大器6(VGA)。然而，本发明对通信主电路的具体组成形式不作任何限定。于其它实施例中，本发明提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法同样适用于包括多级可变增益传输模块和固定增益传输模块所组成的通信主电路。对于包含固定增益传输模块的通信电路，由于固定增益传输模块的增益无法调整，故本实施例提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法只对多级可变增益传输模块的增益进行调整。在该种情况下，只要保证多级可变增益传输模块的增益满足设定目标，则可确保该固定增益传输模块正常工作。
同样的，本发明对通信主电路内可变增益传输模块的级数不作任何限定。于其它实施例中，通信主电路内也可具有两级或四级以上的可变增益传输模块。
在主电路中，前一级电路模块的输出即为后一级电路模块的输入，即可变增益传输模块的输出信号强度为紧跟其后的电路模块的接收信号强度(Received SignalStrength Indication，接收信号强度指标)。因此，于本实施例中，采用接收信号强度包络检测电路(即RSSI包络检测电路)来检测可变增益传输模块的输出信号强度。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，也可采用其它结构的电路来检测可变增益传输模块的输出信号强度。
基于图3所示的集成射频滤波器的射频接收主电路，在步骤S10中，采用三个高精度的RSSI包络检测电路来对低噪声放大器(LNA)1、片内的射频预放大器(RFA)3以及可调增益放大器6(VGA)这三个可变增益传输模块的输出信号幅值能量进行检测，以获得每个可变增益传输模块的RSSI。于本实施例中，RSSI包络检测电路的检测结果为可变增益传输模块输出信号的幅值能量所对应的直流输出，RSSI包络检测电路是基于包络检测器的直流输出检测电路。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，也可采用输出信号的幅值能量对应的电压信号或功率信号来表征可变增益传输模块的输出信号强度。
于本实施例中，三个RSSI包络检测电路独立设置于三个可变增益传输模块。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，多个RSSI包络检测电路也可集成于一体。
尽管本实施例以通信主电路内所有可变增益传输模块的输出信号强度检测为例进行说明。然而，本发明对此不作任何限定。在实际电路应用中，当个别可变增益传输模块即使在输入信号幅值变化较大时也能保证增益处于正常的放大区间内；或个别可变增益传输模块对信号质量的影响非常小。此时，为提高AGC调整的响应速度，也可不对这个别可变增益传输模块进行输出信号强度检测；即在步骤S10中也可只对通信主电路内的部分(至少两个以上)可变增益传输模块进行输出信号强度检测和增益调整。
在步骤S10获得每一可变增益传输模块的输出信号强度后执行步骤S20，基于检测所获得的每级可变增益传输模块的输出信号强度和该级传输模块预设的至少一组输出信号强度档位门限，判断每级可变增益传输模块的增益状态。可变增益传输模块具有是三个状态，分别为：正常放大状态、饱和状态以及不足状态。当然，对于每个状态也可根据程度进行档位划分。
本实施例以每一级可变增益传输模块预设有一组输出信号强度档位门限为例进行说明，一组输出信号强度档位门限包含两个输出信号强度档位门限值，对于第n级可变增益传输模块的两个输出信号强度档位门限值分别用Hn和Ln进行表示，n＝1…N，其中N为进行输出信号强度检测的可变增益传输模块的总数量。于本实施例中，如图3所示，N等于3。对于第n个可变增益传输模块而言，两个输出信号强度档位门限值形成了三个增益区间，其中Hn～Ln之间的区间为正常放大状态下的增益区间，而大于Hn的区间则为饱和增益区间，小于Ln的区间则为不足增益区间。然而，本发明对此不作任何限定。
于其它实施例中，也可为每一级可变增益传输模块预设两组以上的输出信号强度档位门限。如当可变增益传输模块预设有m组输出信号强度档位门限且m≥2时，m组输出信号强度档位门限形成2m+1个增益区间；其中，位于中间的增益区间为处于正常放大状态下的增益区间，位于两侧的增益区间依次为多个档位的饱和增益区间和多个档位的不足增益区间。具体而言，对于两组档位门限，其具有四个输出信号强度档位门限值，分别为Hn2，Hn1，Ln1，Ln2；形成五个增益区间，分别为：大于Hn2的高饱和增益区间；Hn2～Hn1之间的低饱和增益区间；Hn1～Ln1之间的正常放大增益区间；Ln1～Ln2之间的低不足增益区间；以及大于Ln2的高不足增益区间。多个输出信号强度档位门限的设置实现了每一可变增益传输模块当前增益状态的精确划分，不仅可提高AGC的实现精度，同时也可提高AGC的实现速度。
于本实施例中，当获得第n个可变增益传输模块的RSSI(以RSSIn进行表示)后，将RSSIn与第n个可变增益模块的两个输出信号强度档位门限值Hn和Ln进行比较，比较的输出分别用RSSI_n_H和RSSI_n_L进行表示。当RSSIn大于Ln(RSSI_n_L＝1)且RSSIn小于Hn(RSSI_n_H＝0)时表征第n个可变增益传输模块的增益位于正常放大状态下的增益区间内。而当RSSIn大于Hn(RSSI_n_H＝1)时，表示信号能量过大，增益进入饱和增益区间；反之，当RSSIn小于Ln(RSSI_n_L＝0)这表明信号能量过小，增益进入不足增益区间。
根据上述原理对每一可变增益传输模块的当前增益状态进行判断，步骤S30这基于判断的结果对一级或多级可变增益传输模块的增益进行调节以使所有可变增益传输模块的输出均处于正常放大状态下的增益区间内(即满足RSSI_n_L＝1且RSSI_n_H＝0这一条件)，从而确保通信主电路输出最优的信号。
具体而言，对于步骤S20判断处于饱和状态的可变增益传输模块，AGC调整单元将输出信号至该可变增益传输模块以降低其增益；相反的，对于步骤S20判断处于不足状态的可变增益传输模块，AGC调整单元将输出信号至该可变增益传输模块以增大其增益。在步骤S30的调整中，AGC调整单元可针对每一增益异常的可变增益传输模块进行独立的增益调整，以满足通信主电路输出信号的能量要求。然而，通信链路内，后级可变增益传输模块的输出与前级可变增益传输模块的调整息息相关，多个可变增益模块的独立调整在一定程度上会影响AGC的实现速度。因此，在调整时需要考虑如何提高的实现AGC的速度。
为解决这一问题，本实施例提供基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法还包括：对步骤S20中各级可变增益传输模块的两个输出信号强度档位门限值Hn和Ln进行调整，以使多级可变增益传输模块的增益沿信号的传输方向依次级联叠加。为满足这一条件，设置前一级可变增益传输模块的每一输出信号强度档位门限值均小于后一级可变增益传输模块对应的输出信号强度档位门限值，即H(n-1)≤Hn≤H(n+1)且L(n-1)≤Ln≤L(n+1)。以图3为例，H1≤H2≤H3且L1≤L2≤L3。其中，H1和L1为低噪声放大器(LNA)的两个输出信号强度档位门限值；H2和L2为片内的射频预放大器(RFA)的两个输出信号强度档位门限值；H3和L3为可调增益放大器(VGA)的两个输出信号强度档位门限值。在实际应用中，Hn和Ln的具体参数需要根据通信主电路的需求、各个传输模块的正常增益区间以及压缩点进行设置。
上述门限的设置使得多个可变增益传输模块之间形成级联效应，在对前一级可变增益传输模块的增益进行增加时，后级可变增益传输模块的输出信号能量幅值也将同步增加；同样的，在对前一级可变增益传输模块的增益进行降低时，后级可变增益传输模块的输出信号能量幅值也将同步降低。因此，基于这一设置可采用优先级顺序的调整方式来快速地实现AGC。以下将结合图3在不同的输入信号情况下快速AGC的实现展开详细说明。
对于输入端的信号能量逐渐增大而言：
第一种情况，当输入端的信号能量较小时，各级可变增益传输模块均处于最大增益模式以满足模数转换器7(ADC)输入信号的要求。此时若步骤S20判断每级可变增益传输模块均满足RSSI_n_H＝0且RSSI_n_L＝1，即每级可变增益传输模块均处于正常放大的增益区间内，信号没有被压缩，无需进行AGC调整。
第二种情况，随着输入端信号能量的增加，由于多级可变增益传输模块的级联使得增益逐级叠加，后级可变增益传输模块需要处理更大的信号。因此，最后一级(第N级)可变增益传输模块率先进入饱和状态；此时，最后一级可变增益传输模块在步骤S20中的比较输出将从RSSI_N_H＝0且RSSI_N_L＝1变为RSSI_N_H＝1且RSSI_N_L＝1。此时，第1～N-1级可变增益传输模块的输出仍然保持RSSI_(1～N-1)_H＝0且RSSI_(1～N-1)_L＝1。此时，AGC调整单元只需降低第N级的增益以使其满足RSSI_N_H＝0且RSSI_N_L＝1。AGC完成调整，模数转换器7(ADC)的输入信号幅度保持不变，系统前级和后级均未压缩，系统处于最佳信噪比工作情况下；
第三种情况：当输入信号的能量继续增加，最后一级之前的可变增益传输模块也逐渐部分开始处于压缩状态，即出现多级连续的可变增益传输模块均进入增益饱和状态。基于通信主电路的叠加级联效应，根据信号的传输方向优先调整前一级传输模块的增益。具体而言，当第n级可变增益传输模块至最后一级(第N级)可变增益控制传输模块均进入饱和状态时，优先降低第n级可变增益传输模块的增益以使其满足RSSI_n_H＝0，RSSI_n_L＝1。此时第n+1级到第N级会出现两种情况：①第n+1级后的可变增益传输模块也快速进入：RSSI_(n+1～N)_H＝0，RSSI_(n+1～N)_L＝1；AGC调整完成，输出信号满足模数转换器7(ADC)输入信号能量要求。②第n级至第k级满足RSSI_(n～k)_H＝0，RSSI_(n～k)_L＝1；而第k+1级至第N级仍然处于饱和状态，RSSI_(k+1～N)_H＝1，RSSI_(k+1～N)_L＝1，k为大于n且小于N的自然数。此时，基于优先级顺序优先降低第k+1级可变增益传输模块的增益。如此反复，直至所有的可变增益传输模块均满足RSSI_n_H＝0，RSSI_n_L＝1，此时输出信号满足模数转换器7(ADC)输入信号能量要求。
同理，当输入端的信号能量逐渐减小时，N个可变增益传输模块的比较结果均为：RSSI_(1～N)_H＝0，RSSI_(1～N)_L＝0，需要提升系统增益。同样的，根据信号的传输方向优先调整前一级传输模块的增益，即优先增加第一级可变增益传输模块的增益，以使其满足RSSI_1_H＝0，RSSI_1_L＝1。通过对第一级可变增益传输模块的增益进行增加，后级的信号能量将同时增加；此时后级会有两种情况出现：①后级可变增益传输模块也快速进入RSSI_(2～N)_H＝0，RSSI_(2～N)_L＝1，AGC调整完成，输出信号满足模数转换器7(ADC)输入信号能量要求。②第2级至第j级满足RSSI_(2～j)_H＝0，RSSI_(2～j)_L＝1；而第j+1级至最后一级(第N级)仍然处于不足状态，RSSI_(j+1～N)_H＝0，RSSI_(j+1～N)_L＝0，j为大于2且小于N的自然数。此时，基于优先级顺序优先增大第j+1级可变增益传输模块的增益，如此反复，直至所有的可变增益传输模块满足RSSI_n_H＝0，RSSI_n_L＝1，此时输出信号满足ADC输入信号能量要求。
本实施例提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法在进行AGC调整时，基于多级可变增益传输模块之间的叠加级联效应而采用优先级顺序的方式进行调整，即AGC只需根据优先级顺序对部分进入饱和或不足状态的可变增益传输模块进行调整即可，从而大大加提高了AGC的实现速度。相比现有的AGC实现方法，本发明提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法在保证具有最优输出信号质量的同时也确保了AGC的实现速度满足要求。
与上述基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法相对应的，本实施例还提供一种基于多级输出信号强度检测的AGC实现装置200，其包括多个输出信号强度检测电路10、多个判断单元20以及AGC调整单元30。多个输出信号强度检测电路10分别检测通信主电路100内多级可变增益传输模块的输出信号强度。多个判断单元20基于检测所获得的每级可变增益传输模块的输出信号强度和该级可变增益传输模块预设的至少一组输出信号强度档位门限，每一判断单元20判断每级可变增益传输模块的增益是否处于饱和或不足。基于多个判断单元的判断，AGC调整单元30调整一级或多级处于饱和或不足的可变增益传输模块的增益以使每级可变增益传输模块的增益均处于正常放大状态。
基于在主电路中前一级电路模块的输出即为后一级电路模块的输入，即可变增益传输模块的输出信号强度为紧跟其后的电路模块的接收信号强度(Received SignalStrength Indication，接收信号强度指标)。因此，于本实施例中，采用接收信号强度包络检测电路(RSSI包络检测电路)来检测可变增益传输模块的输出信号强，即输出信号强度检测电路10为RSSI包络检测电路。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，也可采用其它结构的电路来检测可变增益传输模块的输出信号强度。
于本实施例中，RSSI包络检测电路的数量为三个，分别对通信主电路100上三个可变增益传输模块进行RSSI检测，三个可变增益传输模块分别为低噪声放大器(LNA)1、片内的射频预放大器(RFA)3以及可调增益放大器(VGA)6的RSSI，对应的检测结果为RSSI1，RSSI2，RSSI3。然而，本发明对RSSI包络检测电路的数量不作任何限定。其可根据通信主电路上需要检测RSSI的可变增益传输模块的数量来确定；或者，于其它实施例中，三个RSSI包络检测电路也可集成于一体。同样的，于本实施例中，判断单元20的数量也为三个，判断三个可变增益传输模块当前的增益状态。AGC调整单元30则基于三个判断单元20的判断结果来对三个可变增益传输模块的增益进行调整。
于本实施例中，每一判断单元为对应的可变增益传输模块提供一组输出信号强度档位门限，前一级可变增益传输模块的每一输出信号强度档位门限均小于后一级可变增益传输模块对应的输出信号强度档位门限，即H1≤H2≤H3且L1≤L2≤L3；多级可变增益传输模块的增益沿信号的传输方向依次级联叠加。其中，H1和L1为与低噪声放大器(LNA)1相连接的判断单元20所提供的两个输出信号强度档位门限值；H2和L2为与片内的射频预放大器(RFA)3相连接的判断单元20所提供的两个输出信号强度档位门限值；H3和L3为与可调增益放大器(VGA)6相连接的判断单元20所提供的两个输出信号强度档位门限值。上述设置使得低噪声放大器(LNA)1、片内的射频预放大器(RFA)3以及可调增益放大器(VGA)6三者形成级联叠加。
当只有位于第三级的可调增益放大器(VGA)6进入饱和状态或不足状态时，AGC调整单元只需调整可调增益放大器(VGA)6的增益以使其满足RSSI_3_H＝0，RSSI_3_L＝1即可，AGC完成调整。
当出现片内的射频预放大器(RFA)3和可调增益放大器(VGA)6均进入饱和状态(或均进入不足状态)时，优先调整位于第二级的片内的射频预放大器(RFA)3以使其满足RSSI_2_H＝0，RSSI_2_L＝1。此时，若可调增益放大器(VGA)6也满足RSSI_3_H＝0，RSSI_3_L＝1，AGC调整单元30完成调整。若可调增益放大器(VGA)6仍处于饱和或不足，AGC调整单元30则再次调整可调增益放大器(VGA)6的增益。
同样的，当低噪声放大器(LNA)1、片内的射频预放大器(RFA)3以及可调增益放大器(VGA)6三者均进入饱和状态(或均进入不足)时，根据优先级顺序，AGC调整单元30优先调整位于第一级的低噪声放大器(LNA)1以使其满足RSSI_1_H＝0，RSSI_1_L＝1。此时，若三个可变增益传输模块均满足RSSI_n_H＝0，RSSI_n_L＝1，AGC调整单元30完成调整。若仍存处于非正常放大的状态下的可变增益传输模块，则根据优先级顺序依次调整。
另一方面，本实施例还提供一种通信系统其包括通信主电路100和上述基于多级输出信号强度检测的AGC实现装置200。通信主电路100其包括依次连接的低噪声放大器(LNA)1、片外射频滤波器(RF Filter)2、片内的射频预放大器(RFA)3、下变频器(MIXER)4、中频滤波器(IF Filter)5、可调增益放大器(VGA)6以及模数转换器(ADC)7。其中，低噪声放大器(LNA)1、片内的射频预放大器(RFA)3以及可调增益放大器6(VGA)为依次连接的三级可变增益传输模块。然而，本发明对通信主电路的结构不作任何限定。
综上所述，本发明提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法，通过检测通信主电路内多级可变增益传输模块的输出信号强度以确定每级可变增益传输模块的当前增益状态。调整一级或多级处于非正常放大状态的可变增益传输模块的增益，从而使多级可变增益传输模块的增益均处于正常放大状态，信号在每一级均不会被压缩，保证信号以最优质量输出。进一步的，通过控制每级可变增益传输模块的档位门限以使多个可变增益传输模块之间形成增益叠加级联效应。当具有多个可变增益传输模块均进入饱和或不足状态时，根据优先级顺序只需调整一个或部分饱和或不足的可变增益传输模块即可使多级传输模块的增益均处于正常放大状态；即在保证输出信号质量的同时快速提升AGC调整速度，实现高质量且快速AGC。本发明提供的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法、装置及系统可以应用于各种通信种类，具体包括如Zig-Bee、蓝牙Bluetooth、无线宽带(Wi-Fi)、超宽带(UWB)及近场通信(NFC)等常见的近距离无线传输系统中和如移动通信、数传电台通信、扩频微波通信、卫星通信和短波通信系统等长距离无线传输系统中。
虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和区间内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护区间当视权利要求书所要求保护的区间为准。
Claims (12)
1.一种基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法，其特征在于，包括：
分别检测通信主电路内多级可变增益传输模块的输出信号强度；
基于检测所获得的每级可变增益传输模块的输出信号强度和该级可变增益传输模块预设的至少一组输出信号强度档位门限，判断每级可变增益传输模块的增益状态；
调整一级或多级增益处于饱和状态或不足状态的可变增益传输模块的增益以使每级可变增益传输模块的增益均处于正常放大状态。
2.根据权利要求1所述的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法，其特征在于，对于多级可变增益传输模块，设置前一级可变增益传输模块的每一输出信号强度档位门限均小于后一级可变增益传输模块对应的输出信号强度档位门限，多级可变增益传输模块的增益沿信号的传输方向依次级联叠加。
3.根据权利要求2所述的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法，其特征在于，当具有多级可变增益传输模块的增益均进入增益饱和状态或均进入增益不足状态时，根据信号的传输方向优先调整前一级可变增益传输模块的增益。
4.根据权利要求1所述的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法，其特征在于，当可变增益传输模块预设有m组输出信号强度档位门限且m≥2时，m组输出信号强度档位门限形成2m+1个增益区间；其中，位于中间的增益区间为处于正常放大状态下的增益区间，位于两侧的增益区间依次为多个档位的饱和增益区间和多个档位的不足增益区间。
5.根据权利要求1所述的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法，其特征在于，分别检测通信主电路内所有可变增益传输模块的输出信号强度。
6.根据权利要求1所述的基于多级输出信号强度检测的AGC实现方法，其特征在于，采用多个RSSI包络检测电路来分别检测通信主电路内多级可变增益传输模块的输出信号强度。
7.一种基于多级输出信号强度检测的AGC实现装置，其特征在于，包括：
多个输出信号强度检测电路，分别检测通信主电路内多级可变增益传输模块的输出信号强度；
多个判断单元，基于检测所获得的每级可变增益传输模块的输出信号强度和该级可变增益传输模块预设的至少一组输出信号强度档位门限，判断每级可变增益传输模块的增益状态；
AGC调整单元，基于多个判断单元的判断，调整一级或多级增益处于饱和状态或不足状态的可变增益传输模块的增益以使每级可变增益传输模块的增益均处于正常放大状态。
8.根据权利要求7所述的基于多级输出信号强度检测的AGC实现装置，其特征在于，每一判断单元为对应的可变增益传输模块提供至少一组输出信号强度档位门限，前一级可变增益传输模块的每一输出信号强度档位门限均小于后一级可变增益传输模块对应的输出信号强度档位门限，多级可变增益传输模块的增益沿信号的传输方向依次级联叠加。
9.根据权利要求8所述的基于多级输出信号强度检测的AGC实现装置，其特征在于，当具有多级可变增益传输模块的增益均进入增益饱和状态或均进入增益不足状态时，AGC调整单元根据信号的传输方向优先调整前一级可变增益传输模块的增益。
10.根据权利要求7所述的基于多级输出信号强度检测的AGC实现装置，其特征在于，所述输出信号强度检测电路为RSSI包络检测电路。
11.一种通信系统，其特征在于，包括：
通信主电路，包括依次连接的至少两个可变增益传输模块；以及
权利要求6～10任一项所述的基于多级输出信号强度检测的AGC实现装置。
12.根据权利要求11所述的通信系统，其特征在于，所述通信主电路包括依次连接的低噪声放大器、片外射频滤波器、片内的射频预放大器、下变频器、中频滤波器、可调增益放大器以及模数转换器；该通信主电路包括三级可变增益传输模块，分别为低噪声放大器、片内的射频预放大器以及可调增益放大器。
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|---|---|---|---|---|
| CN116582917A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-11 | 深圳华大北斗科技股份有限公司 | 用于射频接收机的自动增益控制系统及其控制方法 |
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2021
- 2021-10-21 CN CN202111229108.4A patent/CN116017666A/zh active Pending
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