FI107089B - Digitaalinen automaattinen vahvistuksen säätö - Google Patents
Digitaalinen automaattinen vahvistuksen säätö Download PDFInfo
- Publication number
- FI107089B FI107089B FI916141A FI916141A FI107089B FI 107089 B FI107089 B FI 107089B FI 916141 A FI916141 A FI 916141A FI 916141 A FI916141 A FI 916141A FI 107089 B FI107089 B FI 107089B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- signal
- dynamic range
- receiver
- gain control
- automatic gain
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
- H04W52/04—TPC
- H04W52/52—TPC using AGC [Automatic Gain Control] circuits or amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3052—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in bandpass amplifiers (H.F. or I.F.) or in frequency-changers used in a (super)heterodyne receiver
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3052—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in bandpass amplifiers (H.F. or I.F.) or in frequency-changers used in a (super)heterodyne receiver
- H03G3/3078—Circuits generating control signals for digitally modulated signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/16—Circuits
- H04B1/30—Circuits for homodyne or synchrodyne receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
Description
107089
Digitaalinen automaattinen vahvistuksen säätö Tämä patenttihakemus on osittain jatkoa patenttihakemukselle sarjanumero 07/278,051, joka on pantu vireille 5 marraskuun 30. päivänä 1988 ja siirretty esillä olevan patenttihakemuksen haltijalle ja josta prioriteettia vaaditaan.
Tämä keksintö koskee digitaalista automaattista vahvistuksen säätöä. Erityisesti tämä keksintö koskee 10 epäjatkuvien signaalien automaattista vahvistuksen säätöä (AVS; AGC, Automatic Gain Control) rajoitetun dynaamisen alueen omaavassa vastaanottimessa.
Vaikka automaattisen vahvistuksen säädön (AVS) periaate onkin tunnettu, niin aikajakoiset monikanavasig-15 naalit (TDMA, Time Division multiplexed Multiple Access) esittävät uusia haasteita matkapuhelinteollisuudelle.
Laajakaistaisissa TDMA-järjestelmissä, kuten Euroopassa käytettäväksi ehdotetussa solukkojärjestelmässä, RT-kanava on jaettu (aikajakokanavoitu) useiden tilaajien 20 kesken, jotka yrittävät päästä radiopuhelinjärjestelmään tietyillä eri aikajakokanavoiduilla aikaväleillä. Aikavälit on sovitettu jaksollisesti toistuviin kehyksiin. Siten • ’ kiinnostuksen kohteena oleva radioliikenne voi olla jak- ,*·' sollisesti epäjatkuvaa — lomitettuna toisilla aikaväleillä *:·*: 25 lähetettyjen aivan muiden signaalien kanssa. Nämä aivan :muut signaalit (joiden voimakkuus vaihtelee suuresti) ·· · «;··· eivät saa vaikuttaa kiinnostuksen kohteena olevien signaa- lien vahvistuksen säätämiseen. Suurena haasteena tällöin • · · on aikaansaada näiden jaksollisesti epäjatkuvien TDMA- <>>>; 30 signaalien automaattinen vahvistuksen säätö.
• ·
Haaste tulee vielä suuremmaksi yritettäessä aikaan- • · · • · · *. saada digitaalinen AVS halvoissa vastaanottimissa — sel- i laisissa joiden dynaaminen alue on rajoitettu. Koska nämä ’· signaalit voivat vaihdella jopa 100 dB matkaviestinympä- 2 107089 ristössä mutta koska digitaaliseen signaalinkäsittelyyn tarkoitettujen vaatimattomien' 8-bittisten analogi-digi-taalimuuntimien (AD) dynaaminen alue on rajoittunut 48 dB:iin, niin on täytynyt kehittää tekniikoita signaalin 5 vahvistuksen säätämiseksi signaalin pitämiseksi vastaanottimen rajoitetulla dynaamisella alueella. Haasteena tällöin on 100 dB epäjatkuvan signaalin käsitteleminen 48 dB laitteella; muussa tapauksessa täytyisi käyttää haitallisen kalliita suuremman dynaamisen alueen omaavia AD-muun-10 timia.
Erään toisen haasteen vahvistuksen säädölle esittää näiden TDMA-lähetysjärjestelmien digitaaliluonne. Gaussin minimisiirtoavainnus (GMSK, Gaussian Minimum Shif Keying) moduloi 90° vaihe-erossa olevat signaalin vaiheet siten, 15 että vastaanotetun signaalin teho on vaikeampi mitata, eikä kumpikaan 90° vaihe-erossa olevista vaiheista yksinään ole verrannollinen vastaanotetun signaalin tehoon.
Keksinnön tavoitteena on vastata näihin haasteisiin ja toteuttaa tiettyjä jäljempänä esitettyjä hyviä puolia. 20 Tämän keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon mukaan on aikaansaatu mekanismi automaattiseksi vahvistuksen säätämiseksi vastaanottimessa. Se käsittää: halutun signaalin ja vastaanotetun signaalin tehojen erotuksen määrittämisen, tietyllä dynaamisella alueella, ja avoimen 25 silmukan vahvistuksen säädön suorittamisen signaalille täten määritetyn erotuksen perusteella, skaalattuna vas-taanottimen vahvistusominaisuuksien mukaan, jotta signaali sijoittuu dynaamiselle alueelle siten, että kyllästyminen ja kohina vähenevät.
30 Tämän keksinnön erään suoritusmuodon mukaan on • · aikaansaatu menetelmä digitaaliseksi automaattisesksi • ^ vahvistuksen säätämiseksi (AVS) rajoitetun dynaamisen '· ί alueen omaavassa vastaanottimessa, erityisesti epäjatku- • · villa signaaleilla. Menetelmä käsittää vastaanotetun ja 3 107089 AVS:n vaikutuksen alaisen epäjatkuvan signaalin ilmaisemisen, AVS:n vaikutuksen alaisen signaalin tason vertaamisen suhteessa vastaanottimen dynaamiseen alueeseen ja AVS:n asettamisen halutun suhteen saamiseksi AVS:n vaiku-5 tuksen alaisen signaalin ja dynaamisen aluerajoituksen välillä. On myös aikaansaatu menetelmä kanavan vaihtamiseksi solukkotyyppisessä TDMA-lähetysjärjestelmässä käyttäen tätä AVS-menetelmää.
Menetelmä epäjatkuvien signaalien automaattiseksi 10 vahvistuksen säätämiseksi (AVS) rajoitetun dynaamisen alueen omaavassa vastaanottimessa on lisäksi tunnettu siitä, että vastaanotettu ja AVS:n vaikutuksen alainen signaali digitalisoidaan ja digitalisoidut näytteet muunnetaan tehonäytteeksi signaalin tehotason mittaamiseksi ja 15 signaalin tason ilmaisemiseksi, verrataan AVS:n vaikutuksen alaisen signaalin tasoa vastaanottimen dynaamisen alueen suhteen ja suoritetaan karkea säätö joko progressiivisesti vaimentamalla signaalia, kunnes se on vastaanottimen dynaamisen alueen rajoissa, tai progressiivisesti 20 lisäämällä signaalin vahvistusta, kunnes signaali on vas taanottimen rajoitetun dynaamisen alueen rajoissa, ja hienosäätämällä vastaanotetun signaalin AVS:ää, kunnes signaalinkäsittelyasteiden täyden (vaikkakin rajoitetun) .1: ’ dynaamisen alueen käyttö on 6 — 12 dB maksimin alapuolel- 25 la, halutun suhteen saamiseksi AVS:n alaisen signaalin ja ϊ.ί,ϊ dynaamisen aluerajoituksen välille.
*:1·: Tämän keksinnön muut tavoitteet, piirteet ja edut tulevat selvemmin ymmärretyksi ja sen parhaaksi katsottu « suoritusmuoto käy ilmi (ei-rajoittavan esimerkin avulla) 30 seuraavassa esitetystä yksityiskohtaisesta selityksestä « « ja oheisista piirustuksista, joissa: • · «
Kuvio 1 on tämän keksinnön yksinkertaistettu lohko- · .’ kaavio.
4 107089
Kuvio 2 on tämän keksinnön parhaana pidetyn suoritusmuodon toiminnallinen lohkokaavio.
Kuvio 3 on tämän keksinnön mukaisen AVS-prosessin kaavio.
5 Kuvio 4 on tämän keksinnön vaihtoehtoisen suoritus muodon yksinkertaistettu kaavio.
Kuvio 5 on tämän keksinnön mukaisen AVS-prosessin parhaana pidetyn suoritusmuodon kaavio.
Kuvio 6 esittää hyödyllisen AD-alueen (30 dB) 10 viittä limittäin olevaa aluetta, jotka kattavat odotetun signaalialueen -20 dB — -110 dB.
Kuvio 1 on tämän keksinnön yksinkertaistettu lohko-kaavio; se esittää vahvistuksen säätöä digitaalisessa 90° vaihe-eroa käyttävässä vastaanottimessa. Se esittää, sar-15 jaan kytkettynä, RT-vastaanotinosan (RT), 90° vaihe-eroil-maisimen (I/Q, In-Phase and Quadrature phases), jossa on samanvaiheinen ja 90° vaihe-erossa oleva vaihe, analogi-digitaalimuuntimet (AD), digitaalinen signaaliprosessori (DSP) sekä digitaali-analogimuunnin (DA), joka suorittaa 20 automaattisen vahvistuksen säädön (AVS) vastaanotinosassa (RT/VT).
Toiminnan aikana signaali vastaanotetaan, muunne-. : taan välitaajuudelle ja vahvistetaan vastaanotinosassa .·· (RT/VT); ilmaistaan 90° vaihe-eroilmaisimessa (I/Q) saman- 9 9 · ·:··· 25 vaiheiseksi ja 90° vaihe-erossa olevaksi komponentiksi, . digitalisoidaan rajoitetun dynaamisen alueen omaavissa * « * analogi-digitaalimuuntimissa (AD) ja muunnetaan tehonäyt- • · teeksi digitaalisissa signaaliprosessoreissa (DSP) signaa- • · ·
Iin tason ilmaisemiseksi. Digitaalisissa signaaliprosesso-. 30 reissä (DSP) signaalin tasoa verrataan vastaanottimen dynaamiseen alueen suhteen, ja AVS asetetaan digitaali- • · · *·* analogimuuntimessa (DA) AVS:n vaikutuksen alaisen signaa- : Iin ja vastaanottimen dynaamisen aluerajoituksen välisen ,, halutun suhteen asettamiseksi.
5 107089
Konkreettisemmin sanoen AVS:n vaikutuksen alaisen signaalin tehotasoa verrataan halutun tehotason suhteen asteessa, jonka dynaaminen alue on rajoitettu.
Kuvio 2 on tämän keksinnön parhaana pidetyn suori-5 tusmuodon toiminnallinen lohkokaavio. Kuvio 2 esittää, peräkkäin, RT-vastaanotinosan (RT/VT), 90° vaihe-eroil-maisimen (I/Q), jossa on samanvaiheinen (I, In-phase) ja 90° vaihe-erossa (Q, Quadrature phase) oleva sekoittaja, joiden ulostulot alipäästösuodatetaan (APS); sekä suorassa 10 muistikanavaohjauksessa (DMA, Direct Memory Access control) olevat 8-bittiset analogi-digitaalimuuntimet (AD), kolmitilaiset veräjät, luku-kirjoitusmuistit (RAM, Random Access Memory) sekä digitaalinen signaaliprosessori 56001 (56001 DSP); sekä lukitseva digitaali-analogimuunnin (DA), 15 joka suorittaa vastaanotinosan (VT) automaattisen vahvistuksen säädön (AVS). GMSK-vastaanotin käsittää tavanomaisen RT-asteen, sekoituksen ja suodatuksen, joka syöttää 10,7 MHz VT-signaalin tavanomaiseen AVS-tyyppiseen VT-vahvistimeen (VT), kuten Motorola MC1350:een. VT-vahvistin 20 syöttää tavanomaista I/Q-ilmaisinta, joka käsittää 10,7 MHz paikallisoskillaattorin, 90° vaiheensiirtimen, kaksi sekoittajaa ja kaksi alipäästösuodinta (APS). Nopeat 8-
• · bittiset AD-muuntimet, kuten RCA CA3318CE, antavat 48 dB
·.·· dynaamisen alueen, ja suurimmaksi osaksi niistä aiheutuu ·;··; 25 vastaanottimen dynaamisen alueen rajoitus. Motorolan digi- : taalista signaaliprosessoria 56001 (56001 DSP) käytetään ....: signaalin saamiseen, signaalin tason ilmaisemiseen ja automaattiseen vahvistuksen säätöön. 56001 DSP:tä tukevat • · · tavanomaiset kello- ja ajoituspiirit (ei esitetty) ja 30 ohjelmoitua ohjausta varten olevat R0M:it (ei esitetty).
• ·
Analog Devices 7528LN on sopiva lukitsevaksi digitaali- • ♦ · analogimuuntimeksi (DA), joka suorittaa vastaanotinosan (VT) automaattisen vahvistuksen säädön (AVS).
6 107089
Vastaanotin toimii TDMA-järjestelmässä, jossa on 8 aikaväliä kussakin 4,8 ms kehyksessä; 135 kbit/s lähetetään kummassakin 90° vaihe-erossa olevassa vaiheessa. Toiminnan aikana, kullakin aikavälillä, noudetaan (DMA) 5 säilytetty aikaisempi AVS-asetus muistista (RAM) digitaalisen signaaliprosessorin (56001 DSP) kautta ja syötetään digitaali-analogimuuntimeen (DA), joka suorittaa vastaan-otinosan (RT/VT) automaattisen vahvistuksen säädön. Vastaanotettu signaali, sen jälkeen kun sen vahvistus on 10 säädetty ja se on ilmaistu 90° vaihe-eroilmaisimella, digitalisoidaan analogi-digitaalimuuntimilla (AD) lukuisten näyteparien antamiseksi bittiväliä kohti, jotka näyte-parit tallennetaan muistiin (RAM) kolmitilaisten veräjien suoran muistikanavaohjauksen (DMA) ohjaamana. Näytteet 15 noudetaan muistista (RAM) ja muunnetaan 56001 DSPrssä tehonäytteeksi summaamalla N paria (parhaana pidetyssä suoritusmuodossa 32 — 128 paria) Q-arvon ja I-arvon saamiseksi ja ottamalla Q- ja I-arvojen neliöiden summan neliöjuuri. Neliöjuuri on verrannollinen vastaanotetun 20 signaalin keskiarvoiseen tehoon (hetkellistä tehonäytettä ei voida saada luotettavasti yhdestä parista vastaanotetun signaalin voimakkuuden vaihteluista johtuen). Parhaana : pidetty vaihtoehtoinen mitta tehonäytteelle voidaan saada ·;· yksinkertaisesti summaamalla Q- ja I-arvojen neliöt.
Ml ·;··· 25 Jälleen konkreettisemmin sanoen AVS:n vaikutuksen . .*. alaisen signaalin tehotasoa verrataan halutun tehotason • » · suhteen asteessa, jonka dynaaminen alue on rajoitettu.
• · .·.·. Siten 8-bittisten analogi-digitaalimuuntimien (AD) kylläs-
I I I
tymisen estämiseksi AVS haluaa asettaa ja pitää AVS:n . 30 vaikutuksen alaisten signaalien tason noin 6 — 12 dB
[ * (parhaana pidetyssä suoritusmuodossa 9 dB) AD-muuntimien • · · ’·' ' maksimiulostulon alapuolella olevalla nimellistasolla.
Kuvio 3 tämän keksinnön mukaisen AVS-prosessin • · . kaavio.
• < · 7 107089
Perussäätöprosessin tehtävänä on: ilmaista vastaanotetun ja AVS:n vaikutuksen alaisen epäjatkuvan signaalin taso, verrata AVS:n vaikutuksen alaisen signaalin tasoa 5 vastaanottimen dynaamiseen alueeseen ja asettaa AVS halutun suhteen aikaansaamiseksi AVS:n vaikutuksen alaisen signaalin ja dynaamisen aserajoituksen välillä.
Edellä esitetyllä tavalla mitattu keskiarvoinen 10 teho vähennetään tämän jälkeen tehotasosta, joka edustaa haluttua nimellistasoa (eli 9 dB, joka seuraavassa annetaan 0 dB vertailutasona) tehovirheen laskemiseksi. Tämä laskettu tehovirhe kerrotaan vielä korjauskertoimella, joka kompensoi koko silmukan vahvistusominaisuudet, jol-15 loin saadaan AVS-virhe (AGCE, AGC Error). Jos AVS-virhe (AGCE) on täyden ulostulon alapuolella olevan marginaalin rajoissa (9 dB), niin vallitsevaa AVS-asetusta (suodatettu AVS-luku — FAGCN) hienosäädetään virheen määrällä (AGCE). Jos virhe on suurempi kuin marginaali (9 dB), mutta on AD-20 muuntimien dynaamisen alueen rajoissa (48 dB - 9 dB = 39 dB), niin säädetään määrällä, joka on virhe (AGCE) plus vähän enemmän kuin marginaali (9 dB + 1 dB = 10 dB). Jos • ’ virhe on AD-muuntimien dynaamisen alueen alapuolella, niin .*·' suoritetaan karkea säätö dynaamisen alueen määrällä *:·*: 25 (48 dB); jos virhe on dynaamisen alueen yläpuolella, niin ; säädetään vähän enemmän kuin marginaalin määrällä (9 dB + • · « ·;··· 1 dB = 10 dB). Lopuksi vielä kulloinenkin laskettu virhe ja aikaisempi vahvistusasetus (FAGCN) tulevat digitaalisen rekursiivisen äärettömän impulssivasteen omaavan alipääs-30 tösuotimen (jonka alan asiantuntijat tuntevat) sisään- • · menoiksi uuden suodatetun AVS-luvun (FAGCN) johtamiseksi.
• » » » · · \ Täten signaalin vahvistusta progressiivisesti lisätään (tai vähennetään), kunnes signaali on AD-muuntimien dynaa- *. · misen alueen rajoissa, ja sitä edelleen vahvistetaan (tai • « * < · 8 107089 vaimennetaan), kunnes saavutetaan AD-muuntimien täyden (vaikkakin rajoitetun) dynaamisen alueen optimaalinen käyttö (tarkoituksenmukaisella marginaalilla). Näiden eri approksimaatioiden tulokset lukuisilla TDM-aikaväleillä 5 voidaan säilyttää muistissa (RAM), josta ne voidaan palauttaa AVS:ää varten, kun asianomaisten signaalien odotetaan jälleen palautuvan.
Lisäksi koska nämä vahvistuksen eri laskentatulokset edustavat todella vastaanotettujen signaalien voimak-10 kuutta (jossa on mukana asianmukainen koko silmukan vah-vistusominaisuuksien kompensointi), niin nämä vahvistuksen määritysarvot voidaan ilmoittaa lähetysasemalle tarkoituksena asettaa sellaiset lähetyksen vahvistustasot, jotka optimaalisesti hyväksikäyttävät vastaanottimen dynaamista 15 aluetta suurentaen siten spektrin käytön tehokkuutta ja taajuuden jälleenkäyttöä järjestelmässä — erityisesti solukkojärjestelmissä. Lisäksi solukkotyyppisessä järjestelmässä vastaanotin voi ilmoittaa signaalin voimakkuuden (vahvistuksen määritysarvon) lähetysasemalle, ja lähetyk-20 sen kanavanvaihto suoritetaan, kun AVS-asetus ylittää tietyn kynnysarvon. Myös viereisen solun (aikavälin) signaalin voimakkuus (AVS-taso) voidaan määrittää ja evaluoi-ν'.· da kanavanvaihdon helpottamiseksi.
i·· Kuvio 4 on tämän keksinnön vaihtoehtoisen suoritus- « · · «;··· 25 muodon yksinkertaistettu kaavio. Se esittää automaattisen . vahvistuksensäädön analogista toteutustapaa, joka käyttää ·· · ....· tehon keskiarvoittavaa piiriä ja vertailuelintä edellä * · S*·' selitetyn kuvion 3 säätöprosessin toteuttamiseksi. Tehon I i i keskiarvoittava piiri on alan asiantuntijoiden tuntema, ja . 30 se voidaan helposti sovittaa mukautumaan edellä selitet- * * tyyn säätöprosessiin.
• · « ’** * Yhteenvetona todetaan siis, että on aikaansaatu :'·,: menetelmä automaattiseksi vahvistuksen säätämiseksi (AVS) rajoitetun dynaamisen alueen omaavassa vastaanottimessa, * « 6 · > 9 107089 erityisesti epäjatkuvilla signaaleilla. Menetelmä käsittää vastaanotetun ja AVS:n vaikutuksen alaisen epäjatkuvan signaalin ilmaisemisen, AVS:n vaikutuksen alaisen signaalin tason vertaamisen vastaanottimen dynaamisen alueen 5 suhteen ja AVS:n asettamisen halutun suhteen saamiseksi AVS:n vaikutuksen alaisen signaalin ja dynaamisen aserajoituksen välillä. On myös aikaansaatu menetelmä kanavan vaihtamiseksi solukkotyyppisessä TDMA-lähetysjärjestelmässä käyttäen tätä AVS-menetelmää.
10 Menetelmä epäjatkuvien signaalien automaattiseksi vahvistuksen säätämiseksi (AVS) rajoitetun dynaamisen alueen omaavassa vastaanottimessa on lisäksi tunnettu siitä, että vastaanotettu ja AVS:n vaikutuksen alainen signaali digitalisoidaan ja digitalisoidut näytteet muun-15 netaan tehonäytteeksi signaalin tehotason ilmaisemiseksi, verrataan AVS:n vaikutuksen alaisen signaalin tasoa vastaanottimen dynaamisen alueen suhteen ja suoritetaan signaalin karkea säätö joko progressiivisesti vaimentamalla signaalia, kunnes se on vastaanottimen dynaamisen alueen 20 rajoissa, tai progressiivisesti lisäämällä signaalin vahvistusta, kunnes signaali on vastaanottimen rajoitetun dynaamisen alueen rajoissa, ja hienosäätämällä vastaanote-i tun signaalin AVS:ää, kunnes signaalinkäsittelyasteiden ;· täyden (vaikkakin rajoitetun) dynaamisen alueen optimaali- ♦:♦1· 25 nen käyttö on 6 — 12 dB maksimiherkkyyden alapuolella, . halutun suhteen saamiseksi AVS:n vaikutuksen alaisen sig- * · 1 naalin ja dynaamisen aluerajoituksen välille.
.··», Edellä esitetty tarkastelu on edellyttänyt, että » » » AD-muuntimet rajoittavat eniten vastaanottimen dynaamista , 30 aluetta, mutta tämä keksintö on samalla tavoin sovelletta- */ vissa kiinnittämättä huomiota siihen, mikä erityinen aste « » ♦ '·1 eniten rajoittaa vastaanottimen dynaamista aluetta. Näin ollen koko tarkastelu koskee yleisesti tapauksia, joissa . · vastaanottimen dynaaminen alue on rajoitettu.
< ·> » < » e 1 i 10 107089
Kuvio 5 on tämän keksinnön mukaisen AVS-prosessin parhaana pidetyn suoritusmuodon kaavio. Se esittää säätö-prosessia edellä esitetyn digitaalisen AVS:n avoimen silmukan parannusta varten. Edellä esitetty prosessi 5 asetti sopivan AVS:n iteratiivisesti progressiivisen, suljetun silmukan säädön avulla. Tämä parhaana pidetty suoritusmuoto käyttää hakutaulua (jossa on otettu huomioon kaikki vastaanottimen ominaisuudet ja epälineaarisuudet, AD-muuntimien epälineaarisuudet mukaanluettuna) käyttäen 10 sen tehon, joka halutaan AD-muuntimien dynaamisen alueen maksimaaliseksi hyväksikäyttämiseksi, ja kulloisenkin AD-muuntimiin vastaanotetun todellisen tehon laskettua erotusta hakutauluun osoittavana indeksinä, jonka avulla saadaan AVS-asetus, joka tarvitaan halutulle tehotasolle 15 asettumista varten.
Taulukko on johdettu laboratorioasennuksessa, jossa AVS-taso (teho) on asetettu halutulle tasolle samalla kun on pantu muistiin antennituloon kytketystä signaaligeneraattorista syötetty teho, joka tarvitaan tehojen tietty-20 jen erotusten aikaansaamiseksi AD-muuntimissa. Tällä tavoin voidaan ekstrapoloida mitä tahansa annettua tehojen erotusta varten tarvittava AVS-taso.
: Kaikki kuvion 5 signaalinkäsittely tapahtuu kuvioi- • · den 1 & 2 digitaalisessa signaaliprosessorissa (DSP).
♦ ***. 25 Palataan vielä tarkastelemaan kuviota 5, jossa AD-muunti- . mien näkemä teho lasketaan (501) ilmaistujen (I/Q) signaa- • · ♦ *·*·] linäytteiden neliöiden kuudenkymmenennel j än näytteen summana. Määritetään (502) tehoero (ÄdB) AD-muuntimien • ·· ' näkemän tehon (PAD) Ja halutun tehon (P^) välillä. Teho 30 (pdBm) aikavälin aikana määritetään (503) kulloisestakin DA-asetuksesta ja tehoerosta (AdB) ja osoittamalla sen : jälkeen indeksillä hakutauluun tämän aikavälin tehon : saamiseksi. Kuten edellä on mainittu, hakutaulussa on otettu huomioon vastaanottimen vahvistuksensäätöominai- • * > 11 107089 suudet. Tämä P(jBin-asetus monista aikaväleistä (jotka muodostavat epäjatkuvan viestiliikenteen) keskiarvoitetaan FIR-suotimessa (504) huojuneen signaalin tehon paremman estimaatin muodostamiseksi, joka ilmoitetaan lähettimelle 5 kanavanvaihtopäätöksiä varten (506).
Itse tehoero (AdB) keskiarvoitetaan myös useiden aikavälien yli (koska AVS ei voi seurata signaalien huojuntoja) FIR-suotimessa (505) keskiarvoisen tehoeron (KA AdB) määrittämiseksi halutun tehon (P^) suhteen sen 10 määrittämiseksi, milloin AVS:n asettuminen on tapahtunut (507). Jos tämä lyhyen ajan keskiarvoinen virhe (KA AdB) ei ole enemmän kuin puolen asteikon (6 dB) päässä AD-muuntimien kyllästymisestä (508) eikä pienempi kuin kohinan kvantisointitaso (-30 dB), niin IIR-suodin eli "vuota-15 va integraattori" (513) määrää taulukkohaun avulla (512) sen vastenopeuden, jolla AVS korjaa senhetkisen DA-asetuk-sen.
Niissä harvoissa tapauksissa, joissa signaalin teho ei ole AD-muuntimien (hyödyllisen) alueen rajoissa — 20 ts. keskiarvoinen tehoero ei ole 8-bittisten (48 dB) AD- muuntimien käyttökelpoisella (+6 dB --30 dB) dynaamisella alueella — AD-muuntimien hyödyllinen alue siirtyy ylöspäin . vahvistuksen pienenemisen (509) takia, kun signaali leik- kautuu ja AD-muuntimet kyllästyvät, ja siirtyy alaspäin 25 suurentuneen vahvistuksen (511) takia, kun tapahtuu kohi- • · . nan kvantisointi ja signaalin voimakkuus on riittämätön • · · *··** (katso kuvio 6). AVS-vahvistus skaalataan (ja AD-muuntimi en ikkuna asetetaan) vastaanottimen vahvistuksensäätöomi- • · » • « « *·’ * naisuuksien mukaan, jotka on otettu huomioon hakutaulussa 30 (509 & 511). Lisäksi suotimet (505 & 513) initialisoidaan - uudelleen nyt asiaankuulumattoman informaation keskiar- • » ♦ ·' voittamisen välttämiseksi.
; Kuvio 5 esitti AVS-prosessia, joka seuraa sellaisia \ aikavälejä, jotka muodostavat yhden viestiyhteyden, jonka • · 12 107089 lähetys tapahtuu epäjatkuvasta. Vuorottaisilla aikaväleillä vastaanotin voi, joutokäynnillä ollessaan, tarkkailla enintään 32 muuta kantoaaltoa, joiden voimakkuus vaihtelee koko -20 dB — -110 dB alueella (katso kuvio 6). Tätä samaa 5 perusprosessia käytetään tässä viereisen solun tarkkailemiseksi. Kuitenkin muiden kantoaaltojen paljon harvemmin tapahtuvien tarkastusten huomioonottamiseksi kukin kantoaalto näytteitetään vain kolme kertaa usean kehyksen aikana ja suotimen kertoimet (504, 505 & 513) täytyy asettaa 10 tätä hitaampaa AVS:ää varten (IXR suodin 513 keskiarvoit-taa esimerkiksi kahdeksan näytteen yli tarkkailua suoritettaessa, kun taas seurantaa varten se keskiarvoittaa 32 näytteen yli, jotta se reagoi herkemmin tarkkailua suoritettaessa ). Samaten kyllästymisvara (508) suurenee seuran-15 nan arvosta 6 dB 15 dB:ksi, koska on olemassa pienempi varmuus siitä, että signaali voi olla aikaisemmin havaitulla tehotasolla.
Yhteenvetona esitetään lyhyesti, että on aikaansaatu mekanismi automaattiseksi vahvistuksen säätämiseksi 20 vastaanottimessa. Se käsittää: halutun signaalin ja vastaanotetun signaalin tehojen erotuksen määrittämisen, tietyllä dynaamisella alueella, ja avoimen silmukan vah-_____; vistuksen säädön suorittamisen signaalille täten määrite- . tyn erotuksen perusteella, skaalattuna vastaanottimen » · · ***. 25 vahvistusominaisuuksien mukaan, jotta signaali sijoittuu dynaamiselle alueelle siten, että kyllästyminen ja kohina vähenevät.
♦ 13 107089 analogisten signaalien AVS:ään, AM-, FM- tai TV-signaalit mukaanluettuna.
Näiden ja kaikkien muiden muunnelmien ja sovellusten katsotaan kuuluvan oheisten patenttivaatimusten suoja-5 piiriin.
• · · ι·ι * · • · · • · · • » · • · • « · • · · • · ·
« · V
« « ·
Claims (14)
1. Menetelmä automaattiseksi vahvistuksen säätämiseksi vastaanottimessa, jolla on rajoitettu dynaaminen 5 alue, tunnettu siitä, että ilmaistaan vastaanotetun ja automaattisella vahvistuksella säädetyn signaalin taso (kuvio 4: AVS, TEHO), verrataan (kuvio 4 : VERT) automaattisesti 10 vahvistetun signaalin tasoa suhteessa vastaanottimen dynaamiseen alueeseen, ja säädetään (kuvio 3) automaattinen vahvistuksensäätö progressiivisella vaimennuksella tai progressiivisella vahvistuksella kunnes signaali asettuu vastaanottimen 15 dynaamiselle alueelle ja lisäksi säädetään (kuvio 3) automaattista vahvistuksensäätöä mikäli signaali on vahvistimen dynaamisen alueen sisällä, halutun suhteen saavuttamiseksi automaattisesti säädetyn vahvistuksen omaavan signaalin ja dynaamisen alueen rajoituksen 20 välillä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa säätö on tunnettu siitä, että säädetään karkeasti automaattista vahvistuksen säätöä kunnes signaali asettuu vastaanottimen dynaamisen alueen sisään ja säädetään ..*·* 25 tarkasti vahvistimen automaattista vahvistuksen säätöä *:··: mikäli vastaanotettu signaali on vastaanottimen dynaamisen :alueen sisäpuolella kunnes vastaanottimen optimaalinen » · · täyden dynaamisen alueen käyttö on saavutettu (kuvio 3) .
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, » · · 30 tunnettu siitä, että säilytetään noin 6-12 dB:n pelivara vastaanottimen maksimikapasiteetin alapuolella.
”* 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen •y’ menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanotin \:m ilmoittaa lähettävälle asemalle signaalivoimakkuuden 35 sellaisten lähetysvahvistustasojen asettamiseksi, jotka optimaalisesti hyväksikäyttävät vastaanottimen dynaamista • 15 107089 aluetta.
5. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signaali on epäjatkuvasti jaettu aikaväleihin TDMA-järjestelmässä.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan vastaavien, useiden aikaepäjatkuvien mutta jaksollisten signaalien automaattisen vahvistuksen tasot.
7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että säilytetään viimeisin aiempi automaattisen vahvistuksen ohjauksen taso (RAM) automaattisen vahvistuksen ohjauksen palauttamiseksi kun signaalin oletetaan palaavan.
8. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen 15 menetelmä, tunnettu siitä, että vierekkäisen solun signaalinvoimakkuus määritellään ja arvioidaan kanavanvaihtopäätösten helpottamiseksi TDMA- solukkotyyppisessä järjestelmässä.
9. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen 20 menetelmä, tunnettu siitä, että lähetin raportoi signaalinvoimakkuuden lähettävälle asemalle vierekkäisen solun signaalinvoimakkuus määritellään ja arvioidaan kanavanvaihtopäätösten helpottamiseksi solukkotyyppisessä järjestelmässä. I;' 25
10. Kanavanvaihtomenetelmä solukkotyyppisessä *:**: siirtojärjestelmässä, tunnettu siitä, että : suoritetaan minkä , tahansa edellisen • · « ....: patenttivaatimuksen mukainen menetelä ja käytetään automaattisen vahvistuksensäädön « « · 30 suorittamaa kynnyksen ylitystä päätöksessä aloittaa ... siirron kanavanvaihto.
• · ;;;* 11 Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen ···’ menetelmä, jossa ilmaisu on tunnettu siitä, että ·; ilmaistaan sen signaalin teho, joka on vastaanotettu ja :***: 35 jonka vahvistus on automaattisesti säädetty.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, 16 107089 jossa ilmaisu on tunnettu siitä, että digitalisoidaan (A/D)-signaali ja muutetaan digitalisoidut näytteet tehonäytteeksi.
13. Vahvistin, jossa on automaattinen vahvistuksen 5 säätö (AVS) ja komponentti, jolla on rajoitettu dynaaminen alue, tunnettu välineistä vastaanotetun ja automaattisella vahvistuksella säädetyn signaalin tason (kuvio 4: AVS, TEHO) ilmaisemiseksi, 10 välineistä (kuvio 4 : VERT) automaattisesti vahvistetun signaalin tason vertaamiseksi suhteessa vastaanottimen dynaamiseen alueeseen, ja välineistä (kuvio 3) automaattinen vahvistuksensäädön säätämiseksi progressiivisella 15 vaimennuksella tai progressiivisella vahvistuksella kunnes signaali asettuu vastaanottimen dynaamiselle alueelle ja lisäksi säädetään (kuvio 3) automaattista vahvistuksensäätöä mikäli signaali on vahvistimen dynaamisen alueen sisällä, halutun suhteen saavuttamiseksi 20 automaattisesti säädetyn vahvistuksen omaavan signaalin ja dynaamisen alueen rajoituksen välillä.
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että komponentti on analogia- digitaalimuunnin. 25 ··1 • ♦ · · • · « • ♦ « • « · • < • « · » · ♦ » • · » « · 17 107089
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US51590090A | 1990-04-27 | 1990-04-27 | |
| US51590090 | 1990-04-27 | ||
| PCT/US1991/002409 WO1991017606A1 (en) | 1990-04-27 | 1991-04-09 | Digital automatic gain control |
| US9102409 | 1991-04-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI916141A0 FI916141A0 (fi) | 1991-12-27 |
| FI107089B true FI107089B (fi) | 2001-05-31 |
Family
ID=24053240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI916141A FI107089B (fi) | 1990-04-27 | 1991-12-27 | Digitaalinen automaattinen vahvistuksen säätö |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0484476A4 (fi) |
| JP (1) | JP2586214B2 (fi) |
| KR (1) | KR950009559B1 (fi) |
| AU (1) | AU635134B2 (fi) |
| BR (1) | BR9105733A (fi) |
| CA (1) | CA2062776C (fi) |
| FI (1) | FI107089B (fi) |
| WO (1) | WO1991017606A1 (fi) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5509030A (en) * | 1992-03-04 | 1996-04-16 | Alcatel Network Systems, Inc. | RF receiver AGC incorporating time domain equalizer circuity |
| JPH05327378A (ja) * | 1992-05-22 | 1993-12-10 | Toshiba Corp | 無線通信装置の自動利得制御回路 |
| DE4332161A1 (de) * | 1993-09-22 | 1995-03-23 | Thomson Brandt Gmbh | Hochfrequenzempfänger |
| DE69433879T2 (de) * | 1993-09-30 | 2005-08-25 | Skyworks Solutions, Inc., Irvine | Basisstation für ein digitales schnurloses Telefon mit Mehrfachantennenanordnung |
| JP3274055B2 (ja) * | 1996-01-29 | 2002-04-15 | 沖電気工業株式会社 | スペクトル拡散方式に従う受信機の飽和防止回路 |
| EP0859462A4 (en) * | 1996-09-05 | 1999-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | METHOD FOR GAIN CONTROL AND RELATED RECEIVERS |
| KR100595839B1 (ko) * | 1999-10-04 | 2006-07-05 | 에스케이 텔레콤주식회사 | 잡음신호를 이용한 이득 보상 장치 및 그 방법 |
| SG93224A1 (en) * | 2000-02-02 | 2002-12-17 | Koninkl Philips Electronics Nv | Measuring antenna signal strength with automatic gain control receiver |
| EP1458117B1 (en) * | 2000-10-19 | 2006-07-05 | Interdigital Technology Corporation | TDD receiver with selectively activated agc signal measurement unit |
| US7085255B2 (en) | 2000-10-19 | 2006-08-01 | Interdigital Technology Corporation | Selectively activated AGC signal measurement unit |
| GB2400272B (en) * | 2003-04-04 | 2006-08-02 | Ubinetics Ltd | Method of controlling the transmit power of a mobile communications device |
| DE10343835B4 (de) * | 2003-09-22 | 2005-07-28 | Infineon Technologies Ag | Amplitudenkomprimierung von Signalen in einem Mehrträgersystem |
| US7817731B2 (en) | 2003-09-22 | 2010-10-19 | Infineon Technologies Ag | Amplitude compression of signals in a multicarrier system |
| JP5407596B2 (ja) * | 2009-06-30 | 2014-02-05 | 株式会社リコー | 無線通信装置及び信号強度の測定方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4227256A (en) * | 1978-01-06 | 1980-10-07 | Quadracast Systems, Inc. | AM Broadcast tuner with automatic gain control |
| JPS5544225A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-28 | Nec Corp | Time sharing gain adjustment circuit |
| US4191995A (en) * | 1979-01-02 | 1980-03-04 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Digital automatic gain control circuit |
| JPS5752741A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-29 | Toshiba Corp | Liquid heating apparatus |
| FR2520952A1 (fr) * | 1982-02-03 | 1983-08-05 | Trt Telecom Radio Electr | Dispositif de controle automatique de gain (cag) a action rapide |
| JPS6027234A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-12 | Nec Corp | 受信機 |
| FR2576472B1 (fr) * | 1985-01-22 | 1988-02-12 | Alcatel Thomson Faisceaux | Procede et dispositif de commande automatique de gain d'un recepteur en acces multiple a repartition temporelle |
| DK163699C (da) * | 1986-02-11 | 1992-08-17 | Poul Richter Joergensen | Fremgangsmaade til automatisk forstaerkningsstyring af et signal samt et kredsloeb til udoevelse af fremgangsmaaden |
| US4696027A (en) * | 1986-08-01 | 1987-09-22 | Motorola, Inc. | Handoff apparatus and method with interference reduction for a radio system |
| IE64560B1 (en) * | 1988-11-30 | 1995-08-23 | Motorola Inc | Digital automatic gain control |
-
1991
- 1991-04-09 EP EP19910907940 patent/EP0484476A4/en not_active Withdrawn
- 1991-04-09 WO PCT/US1991/002409 patent/WO1991017606A1/en active IP Right Grant
- 1991-04-09 KR KR1019910701981A patent/KR950009559B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-04-09 CA CA002062776A patent/CA2062776C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-09 JP JP3507876A patent/JP2586214B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-09 BR BR919105733A patent/BR9105733A/pt not_active Application Discontinuation
- 1991-04-09 AU AU76895/91A patent/AU635134B2/en not_active Ceased
- 1991-12-27 FI FI916141A patent/FI107089B/fi active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7689591A (en) | 1991-11-27 |
| CA2062776A1 (en) | 1991-10-28 |
| JPH04507182A (ja) | 1992-12-10 |
| WO1991017606A1 (en) | 1991-11-14 |
| BR9105733A (pt) | 1992-05-19 |
| FI916141A0 (fi) | 1991-12-27 |
| EP0484476A1 (en) | 1992-05-13 |
| AU635134B2 (en) | 1993-03-11 |
| KR950009559B1 (ko) | 1995-08-24 |
| KR920702803A (ko) | 1992-10-06 |
| EP0484476A4 (en) | 1993-02-24 |
| CA2062776C (en) | 1996-06-04 |
| JP2586214B2 (ja) | 1997-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5301364A (en) | Method and apparatus for digital automatic gain control in a receiver | |
| FI107089B (fi) | Digitaalinen automaattinen vahvistuksen säätö | |
| US5276685A (en) | Digital automatic gain control | |
| EP0371700B1 (en) | Digital automatic gain control | |
| US7127223B2 (en) | Proactive gain control system for communications receivers | |
| US6667965B1 (en) | Communication method, transmission power control method and mobile station | |
| EP0496507B1 (en) | Gain control in a TDMA radio-telephone system | |
| FI106325B (fi) | Menetelmä ja laite tehonsäädön ohjaamiseksi | |
| CA2238776C (en) | Transmission power control method and apparatus for mobile radio satellite communication system | |
| US6775336B1 (en) | Receiver and gain control method of the same | |
| EP1026833A2 (en) | Portable mobile terminal and transmission unit with power control | |
| US6853837B1 (en) | CDMA receiver and DCMA demodulator with AGC circuit | |
| US6658069B1 (en) | Automatic gain control circuit and control method therefor | |
| AU2006269678B2 (en) | RF receiver, wireless communication terminal and method of operation | |
| US20020106992A1 (en) | Synchroniser | |
| WO2000064115A1 (en) | Radio receiver |