CN1527522A - Cdma多码传输系统中的自动增益控制（agc）的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种CDMA多码传输系统中的自动增益控制(AGC)的装置和方法。装置包括：可变增益放大器，增益根据接收信号的幅度与目标值的差调整；码道检测装置，检测码道数；目标值确定装置，根据码道数选择至少两个预定的目标值之一；比较装置，比较目标值与接收信号的幅度，以产生控制可变增益放大器的控制信号。该方法包括步骤：接收CDMA多码传输系统中的信号；以可控制的增益放大接收的信号；提取放大的接收的信号中的码道数；选择预定的多个目标值中的一个；比较目标值与放大的接收的信号，确定可控制的增益的调整量；调整可控制的增益。利用本发明提高系统工作的可靠性，降低系统的成本。
Description
技术领域
本发明涉及码分多址移动通信，尤其涉及CDMA多码传输系统中的自动增益控制(AGC)的方法和装置。
背景技术
数字接收机需要对模拟信号进行采样和量化，而量化精度与信号的瞬时动态范围(同时接收大、小信号的能力)有关。所以，由于远近效应、定点实现等因素，需要A/D转换器达到一定精度(足够的有效比特数)。由于无线移动通信系统中存在多径效应、阴影效应和衰落等问题，接收信号电平会出现较大范围的变化，而接收机通常存在一个最佳接收电平(目标值)，希望接收信号能够维持比较恒定的电平，所以在接收机前端一般设有自动增益控制(AGC)装置，期望通过AGC使得信号电平能够基本保持恒定。而AGC存在时间常数，即AGC无法跟踪小于一定时间间隔的电平变化。所以，对于过快的信号电平变化只能通过A/D转换器的动态范围来适应。
在现有的CDMA系统中，为了提高接收机的动态范围并且使接收信号电平保持恒定，一般通过如图1所示的AGC控制电路将信号电平逐步调整到某个单一目标值附近。AGC控制电路通常为闭环结构，接收机以时隙为周期测量接收信号电平，若测量值大于目标值，则产生相应的增益控制命令通过模拟前端降低接收增益；反之，通知模拟前端增大接收增益。
高速分组数据传输是移动通信业务的发展方向，也是第三代移动通信系统及后三代技术的主要目标。CDMA技术是新一代移动通信采用的主流技术，利用CDMA系统传输高速分组数据业务时，通常会使用多码传输方案：通常首先根据业务需求分配一个最大传输速率，它将使用最多的码道数，由于数据业务通常是变速率的，流量会时刻发生变化，故在数据传送过程中，所需码道数也会随之变化。如果不采用复杂的流量控制技术或者调制技术，利用多码传输数据业务时，必然会出现由于数据量剧烈变化引起所需码道数跳变，从而导致接收信号幅度发生瞬间跳变。该信号幅度的瞬间跳变无法用现有AGC控制方法解决，为了使接收A/D转换器不致于饱和或者下溢出，只能增加A/D转换器的有效比特数以增大动态范围。
例如，对于TD-SCDMA系统，一个时隙最多可有16个码道，由于扰码长度很短(仅为16chip)，所以其扩谱信号的峰均比随码道数的增加而增加，若将16个码道全部分配给一个分组数据用户时，在传输过程中，发送信号的码道数可能出现1至16、或者16至1的剧烈跳变，因而接收信号的幅度会发生瞬间跳变，从频谱仪观察可以看到其峰值功率之差超过25dB，这一功率变化无法通过一般的AGC方法有效跟踪，从而大大提高了对A/D变换器动态范围的需求。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺点，提供一种根据码道数设置多个目标值的AGC控制新方法，克服CDMA系统多码传输时(例如传输高速分组数据业务)容易出现的信号幅度瞬间跳变问题，降低对于A/D变换器动态范围或者位数的需求。
本发明提供一种CDMA多码传输系统中的自动增益控制(AGC)的装置，包括：
可变增益放大器，用于放大接收信号，其增益根据接收信号的幅度与预定的目标值的差调整；
码道检测装置，用于检测所述接收信号中的码道数；
目标值确定装置，用于根据所述检测的码道数选择至少两个预定的目标值之一；
比较装置，用于比较所述目标值确定装置选择的目标值之一与所述接收信号的幅度，以产生控制所述可变增益放大器的控制信号。
可选地，还包括：解扩及解调装置，用于解扩及解调所述放大的接收信号；所述码道检测装置根据所述解扩及/或解调的信号，提取码道数。
优选地，还包括：
模数转换装置，用于将所述放大的接收信号转换为数字信号；
所述比较装置为数字比较装置，用于比较数字接收信号与数字目标值。
可选地，所述可变增益放大器为数控可变增益放大器。
优选地，还包括：数模转换装置，用于将所述比较结果转换为模拟增益控制信号，以控制所述可变增益放大器。
可选地，所述码道检测装置包括激活码道数检测装置或信令提取码道数装置。
优选地，所述目标值确定装置中包括：
判断装置，用于判断所述码道数是否大于预定值；和
选择装置，用于根据判断装置的结果选择预定的至少两个目标值中的一个。
本发明还提供一种CDMA多码传输系统中的自动增益控制(AGC)的方法，包括步骤：
接收所述CDMA多码传输系统中的信号；
以可控制的增益放大所述接收的信号；
提取所述放大的接收的信号中的码道数；
根据所述提取的码道数，选择预定的多个目标值中的一个；
比较所述选择的目标值与所述放大的接收的信号，确定所述可控制的增益的调整量；
根据所述调整量，调整所述可控制的增益。
可选地，所述提取所述放大的接收的信号中的码道数的步骤包括：检测激活码道数和/或根据所述接收的信号中的信令提取码道数。
优选地，还包括步骤：解扩及解调所述放大的接收的信号；所述提取所述放大的接收的信号中的码道数的步骤包括：根据所述解扩及解调的信号检测激活码道数和/或根据所述接收的信号中的信令提取码道数。
可选地，所述选择预定的多个目标值中的一个的步骤包括：
判断所述码道数是否大于预定值；
根据判断的结果选择预定的至少两个目标值中的一个。
利用本发明，由于考虑了不同情况时AGC的目标值，降低了摸数(A/D)电路的要求和系统的大范围线性度的要求，可以提高系统工作的可靠性，降低系统的复杂度及成本。
附图说明
图1描绘了现有技术的单目标值AGC控制电路的原理图；
图2描绘了本发明的多目标值的AGC控制电路的原理图；
图3描绘了本发明的实施例的TD-SCDMA系统接收分组数据业务信号中的二目标值的示意图；
图4描绘了本发明的实施例的TD-SCDMA系统接收分组数据业务信号中的二目标值AGC的方法的流程图。
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员实施与理解本发明，下面分别参照附图通过实施例描述本发明。
图2描绘了本发明的多目标值的AGC控制电路的原理图。在CDMA多码传输高速分组数据业务的系统中，利用本发明，首先需要知道当前接收信号的激活码道数，它可以通过适当的码道激活检测技术获得；如果信号内容本身包含当前或者下一帧的激活码道数信息，则可以先解调接收信号，由其内容获得发端传来的激活码道数信息。然后，根据此码道数决定下一次AGC控制的目标值，并将接收信号的平均幅度或者平均功率逐步调整到该目标值附近。考虑到在其它所有条件相同时，不同的激活码道数对应的接收平均电平不同，例如，1码道为1mW，则2码道就为2mW，...，16码道为16mW，因此，希望AGC能反映激活码道数，在环境发生变化时，这些值会发生变化，因此，可以采用的目标值为1码道1mW，2码道2mW，...，16码道16mW；也可以考虑为了简化电路和ADC具有一定的动态范围，设立两个目标值，如1码道8mW，16码道16mW，对于其它的码道，采用8码道(含8码道)以下用1码道的目标值；8码道以上用16码道的目标值。
在本发明的AGC电路中，接收的信号通过可变增益放大器放大后，输出放大的接收信号，经模数变换(ADC)后产生数字化的放大的接收信号，然后数字解扩及解调，这个放大的接收信号(可以是模数变换(ADC)后的数字化的放大的接收信号，也可以是未数字化的放大的接收信号的模拟信号)的电平进入AGC控制电路，与目标值比较后，确定可变增益放大器的增益(图中，这个增益为数字值，通过数模变换DAC控制可变增益放大器，本领域技术人员应该知道，也可以是模拟的增益值)。在本发明中，还包括根据码道数产生这个目标值的装置(未示出)，通常，根据适当的码道激活检测技术，先确定码道数，根据码道数输出对应的目标值，这样，可根据码道数来设定目标值，以控制可变增益放大器在不同码道时的增益。
图3描绘了本发明的实施例的TD-SCDMA系统接收分组数据业务信号中的二目标值功率的示意图。其中设置高、低两个目标值，该目标值可以通过仿真或者统计得来。低目标值用PT1表示，它保证接收机能够正常接收单码道信号而不会下溢出；高目标值用PT2表示，它保证接收机能够正常接收16码道信号而不会饱和。通常，这两个目标值的选择通过计算机仿真或/和实际测试结果确认。
图4描绘了本发明的实施例的TD-SCDMA系统接收分组数据业务信号中的二目标值AGC的方法的流程图。其过程概括为：若确知当前激活码道数为1，则选择低目标值PT1，并将接收信号逐步调整到该目标值附近，以适应码道数瞬间剧增对A/D上限的需求，即如果接收信号忽然由1个码道变为16个码道，其信号幅度仍然不会超出A/D变换器动态范围的上限；若确知当前激活码道数为16，则选择高目标值PT2，并将接收信号逐步调整到该目标值附近，以适应码道数瞬间剧减对A/D下限的需求，即如果接收信号忽然从16个码道变为1个码道，其信号幅度仍然不会低于A/D变换器可检测信号的下限。这样，码道数跳变带来的瞬间幅度变化总会处于高、低目标值之间，对A/D变换器动态范围的要求也因此大大降低。这里假定接收信号的码道数仅为16或1。
考虑到实际情况，以及通过激活检测技术获得的码道数可能存在误差，一般当激活码道数小于8个，即可认为是1个码道；反之，认为是16个码道。
下面详细描绘这个方法的流程：在步骤410，接收信号数据，获得信号的有关参数；在步骤420，激活码道数检测或由信令得知当前码道数；然后在步骤430，计算接收数据的平均功率；在步骤440，判断激活码道数是否应采用16对应的目标值，如果是，在步骤445，设置目标值为高，否则，在步骤450，设置目标值为低。然后，在步骤460，确定增益调整量＝平均功率-目标值；在步骤470，调整接收机增益；重复这些步骤。
虽然实施例中仅描绘了两个目标值，本领域技术人员应知道，可以根据不同的应用需求，选取更多的目标值作为AGC控制目标。例如一个三目标值AGC系统：当激活码道数小于6个，可认为是1个码道而采用低目标值；当激活码道数大于10个，可认为是16个码道而采用高目标值；当激活码道数位于6和10之间时，可采用中间目标值。
从数据信号流量变化的实际情况考虑，一般根据所分配数据业务的速率来选择两个目标值即可。如果能够确保信号幅度恒定，不会发生瞬间跳变，则可以采用现有的单目标值AGC系统。
本发明实施例的CDMA多码传输系统中的自动增益控制的装置，包括：可变增益放大器，用于放大接收信号，其增益根据接收信号的幅度与预定的目标值的差调整；码道检测装置，用于检测所述接收信号中的码道数；目标值确定装置，用于根据所述检测的码道数选择至少两个预定的目标值之一；比较装置，用于比较所述目标值确定装置选择的目标值之一与所述接收信号的幅度，以产生控制所述可变增益放大器的控制信号。
通常，可以还包括：解扩及解调装置，用于解扩及解调所述放大的接收信号；所述码道检测装置根据所述解扩及/或解调的信号，提取码道数。模数转换装置，用于将所述放大的接收信号转换为数字信号；数模转换装置，用于将所述比较结果转换为模拟增益控制信号，以控制所述可变增益放大器；
其中，比较装置为数字比较装置，用于比较数字接收信号与数字目标值；
可变增益放大器为数控可变增益放大器。
码道检测装置包括激活码道数检测装置或信令提取码道数装置。
所述目标值确定装置中包括：
判断装置，用于判断所述码道数是否大于预定值；和
选择装置，用于根据判断装置的结果选择预定的至少两个目标值中的一个。
利用本发明，可有效地降低CDMA多码传输系统由于激活码道数瞬间跳变而造成的对A/D变换器动态范围或者位数的需求，使得ADC的动态范围能够得到充分利用，从而降低CDMA系统A/D变换器的实现复杂度及价格。在使用相同位数A/D变换器的情况下，该方法比现有技术能够更加有效地防止上饱和及下溢出。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。
Claims (11)
1.一种CDMA多码传输系统中的自动增益控制(AGC)的方法，包括步骤：
接收所述CDMA多码传输系统中的信号；
以可控制的增益放大所述接收的信号；
提取所述放大的接收的信号中的码道数；
根据所述提取的码道数，选择预定的多个目标值中的一个；
比较所述选择的目标值与所述放大的接收的信号，确定所述可控制的增益的调整量；
根据所述调整量，调整所述可控制的增益。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述提取所述放大的接收的信号中的码道数的步骤包括：解扩所述放大的接收的信号，检测激活码道数。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述提取所述放大的接收的信号中的码道数的步骤包括：提取所述接收的信号中的信令，根据所述信令提取码道数。
4.如权利要求2所述的方法，还包括步骤：解调所述放大的接收的信号；所述提取所述放大的接收的信号中的码道数的步骤包括：根据所述解扩及解调的信号检测激活码道数和/或根据所述接收的信号中的信令提取码道数。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述选择预定的多个目标值中的一个的步骤包括：
判断所述码道数是否大于预定值；
根据判断的结果选择预定的多个目标值中的一个。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标值与所述接收的信号的平均功率比较，以确定增益调整量。
7.一种CDMA多码传输系统中的自动增益控制(AGC)的装置，包括：
可变增益放大器，用于放大接收信号，其增益根据接收信号的幅度与预定的目标值的差调整；
码道检测装置，用于检测所述接收信号中的码道数；
目标值确定装置，用于根据所述检测的码道数选择至少两个预定的目标值之一；
比较装置，用于比较所述目标值确定装置选择的目标值之一与所述接收信号的幅度，以产生控制所述可变增益放大器的控制信号。
8.如权利要求7述的装置，还包括：解扩及解调装置，用于解扩及解调所述放大的接收信号；所述码道检测装置根据所述解扩及/或解调的信号，提取码道数。
9.如权利要求7或8所述的装置，还包括：
模数转换装置，用于将所述放大的接收信号转换为数字信号；
数模转换装置，用于将所述比较结果转换为模拟增益控制信号，以控制所述可变增益放大器；
其中，所述比较装置为数字比较装置，用于比较数字接收信号与数字目标值；
所述可变增益放大器为数控可变增益放大器。
10.如权利要求7-9之一所述的装置，其中，所述码道检测装置包括激活码道数检测装置或信令提取码道数装置。
11.如权利要求7-9之一所述的装置，其中，所述目标值确定装置中包括：
判断装置，用于判断所述码道数是否大于预定值；和
选择装置，用于根据判断装置的结果选择预定的至少两个目标值中的一个。
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Address after: 100191 No. 40, Haidian District, Beijing, Xueyuan Road Patentee after: CHINA ACADEMY OF TELECOMMUNICATIONS TECHNOLOGY Address before: 100191 No. 40, Haidian District, Beijing, Xueyuan Road Patentee before: CHINA ACADEMY OF TELECOMMUNICATIONS TECHNOLOGY |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210602 Address after: 100085 1st floor, building 1, yard 5, Shangdi East Road, Haidian District, Beijing Patentee after: DATANG MOBILE COMMUNICATIONS EQUIPMENT Co.,Ltd. Address before: 100191 No. 40, Haidian District, Beijing, Xueyuan Road Patentee before: CHINA ACADEMY OF TELECOMMUNICATIONS TECHNOLOGY |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20061018 |
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| CX01 | Expiry of patent term |