TW200810375A - Automatic gain control - Google Patents
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200810375 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 此等所揭示之實施例大體而言係關於通信，且更特定言 之，係關於自動增益控制之數位增益的高效計算。 【先前技術】 # 在無線通信系統中，發射器通常處理（例如，編碼並調 變）資料並產生較適合於發射之射頻（RF)調變信號。發射 器接著經由無線通道將RF調變信號發射至接收器。無線通 道以通道回應使發射信號失真且進一步降級具有雜訊及干 擾之信號。
接收裔接收發射信號，調節接收信號以獲取基頻信號， 數位化基頻信號以獲取樣本，並處理此等數位化信號。接 收#號位準可歸因於各種通道傳播現象（諸如衰落及遮蔽） 而在較廣範圍内變化。因此，接收器通常執行自動增益控 制（AGC)以將基頻信號位準保持於可接受之範圍内。AGC 試圖避免接收器電路之飽和及用以數位化基頻信號之類比 至數位轉換器（ADC)的限幅。 在AGC中，可變增益放大器（vga)通常用以保持恆定信 號振幅。可將此VGA實施為類比可變增益放大器（avga) 或數位可變增益放大器（DVGA)。 使用AVGA具有許多缺點，包括用以保持dB線性增益控 制特徵之複雜電路、溫度補償及相當大之功率消耗以及其 他缺點。 DVGA克月艮AVGA之此等缺點中的許多。然而，計算並 120027.doc 200810375 應用AGC之數位增益係困難的。 因此在此項技術中需要用於以高效且成本有效之方式在 無線接收器處執行A G C之數位增益計算的技術。 【發明内容】 在本文中描述用以高效地計算自動增益控制之數位增益 的技術。 在某些態樣中，藉由-具有一類比至數位轉換器(adc) 及一數位可變增益放大器（DVGA)的裝置來達成agc之數 位增益之計算。DVGA經組態以接收一來自該ADc之數位 信號’ DVGA具有一處理器，該處理器經組態以基於㈣ ADC輪出之該數位信號之功率而使用—心為底數之對數 來計算-增^ ’該處理器進—步經組態以將該增益應用於 該數位信號。It以η為底數之對數可為_以2為底數之對 數。處理器可進-步經組態以藉由以獨立運算計算該功率 之一指數及該功率之-尾數使用以η為底數之對數來計算 增益。處理器可經組態以加性組合功率之經計算之指數： 功率之經計算之尾數以形成增益。處理器可經組態以藉由 比較數位信號之指數與-參考功率之指數來計算功率之於 數。處理器可經組態以藉由比較數位信號之尾數與參考： 率之尾數來計算功率之尾數。 在其他態樣中，藉由一麵接至—類比至數位轉換器 (ADC)之數位可變增益放大器（DVGA)來達成取之數位辦 盈之計算，該DVGA經組態以接收—來自該ad⑽數^ 號’基於自該ADC輸出之該數位信號之功率而使用_以: 120027.doc 200810375 為底數之對數來計算-增益，並將該增錢用於該數位信 Υ Λ以η為底數之對數可為一以2為底數之對數。DVGA 可進一步經組態以藉由以獨立運算計算功率之指數及功率 之尾數使用以η為底數之對數來計算增益。dvga可經組態 、,〖生、且〇功率之經计异之指數與功率之經計算之尾數以 形成增盈。DVGA可經組態以藉由比較數位信號之指數與 /考功率之指數來計算功率之指數。dvga可經組態以藉 由比車乂數位七就之尾數與參考功率之尾數來計算功率之尾 曾在其他態樣中’藉由一方法來達成AGc之數位增益之計 _ Λ方去包3提供一類比至數位轉換器（ADC)，提供一 系工組怨以接收一 Λ pv . 爪自忒ADC之數位信號之數位可變 ^(DVGA)，基於自該鞭輸出之該數位«之功率使 數來计^ 一增益，並將該增益應用於 以數位信號。該以η為底數 . 双艾對數可為一以2為底數之對 婁:使用以η為底數之對數來計算增益可包含以獨立運算 二==數及功率之尾數。可加性組合功率之經計算 率之經計算之尾數以形成增益。可藉由比較數 位h唬之指數與參考功傘 力羊之才曰數而計算功率之指數。可藉 由比較數位信號之尾數與參者 數。 一夕 力率之尾數而計算功率之尾 在某些態樣t，藉由一處理季 ^ ^ 处糸統來達成AGC之數位增益 之计π ’该處理系統包含用於 (ADC)之構件，用於提供一經^以:彳1數位轉換器 、心以接收一來自該ADC之 120027.doc 200810375 數位信號之數位可變译兴 9里放大崙（1^0八）的構件，用於基 於自该ADC輪出之該數位 之對數來外管, W之功率而使用—以η為底數 # ^之構件’及用於將該增益應用於該數 構件。該以η為底數之對數可為一以2為底數之對 吁曾^糸統可進一步包含用於使用以η為底數之對數來 。十t $曰盈之構件，其包含 殉立運异什异功率之指數及功 率之尾數。處理系統可包含 匕3用於加性組合功率之經計算之 才日數與功率之經古十曾夕足舍 ，/计开之尾數以形成增益的構件。處理系統 了匕S用於藉由比較數位卢 数位U之指數與參考功率之指數來 °十异功率之指數的構件。處 糸、冼可包含用於藉由比較數 位k號之尾數與參考功率 件。 力羊之尾數來計算功率之尾數的構 在其他態樣中，藉由一電 了6貝媒體來達成AGC之數位 S益之计异，該電腦可讀鲜 貝課體各有用於一 DVGA處理器以 執订什鼻一數位增益之方 、 乃，去的一組指令，該等指令包含一 用以接收一來自ADC之數位 現之吊式、一用以基於自 ADC輸出之數位信號之功率 使用以η為底數之對數來 汁异一增益的常式，及一用以 十茨日孤應用於該數位信號 的吊式。該以η為底數之對數 Γ為一以2為底數之對數。 處理器可經組態以藉由以獨立運算計算功率之指數 及功率之尾數而使用以η為底數之對數來計算增益。dvga 處理器可經組態以加性組合功率之經計算之 經計算之尾數以形成增益。dvga 羊之 處理态可經組態以藉由 比較數位信號之指數與參考功率之指數來計算功率之指 I20027.doc 200810375 數。DVGA處理器可經組態以藉由比較數位信號之尾數與 參考功率之尾數來計算功率之尾數。 下文更詳細地描述本發明之各種態樣及實施例。 【實施方式】 在本文中使用詞”例示性”以意謂’’用作實例、例子或說 明’’。在本文中描述為π例示性’’之任一實施例或設計未必 被理解為比其他實施例或設計優先或有利。 本文中所描述之AGC技術可用於各種無線通信系統，諸 如蜂巢式系統、廣播系統、無線區域網路（WLAN)系統 等。蜂巢式系統可為劃碼多重存取（CDMA)系統、劃時多 重存取（TDMA)系統、劃頻多重存取（FDMA)系統、正交劃 頻多重存取（OFDMA)系統、單載波FDMA(SC-FDMA)系統 等。廣播系統可為MediaFLO系統、掌上型數位視訊廣播 (DVB-Η)系統、地面電視廣播之整合服務數位廣播（ISDB-T)系統等。WLAN系統可為IEEE 802.1 1系統、Wi-Fi系統 等。此等各種系統在此項技術中係已知的。
本文中所描述之AGC技術可用於具有單一次載波之系統 以及具有多個次載波之系統。可藉由OFDM、SC-FDMA或 某一其他調變技術來獲取多個次載波。OFDM及SC-FDMA 將頻帶（例如，系統頻寬）分割為多個正交次載波，正交次 載波亦被稱為音調、頻段（bin)等。可藉由資料來調變每一 次載波。通常，在頻域中藉由OFDM且在時域中藉由SC-FDMA，而經由次載波發送調變符號。OFDM用於各種系 統，諸如 MediaFLO、DVB-Η 及 ISDB-T 廣播系統、IEEE 120027.doc -10- 200810375 802·lla/g WLAN系統及某些蜂巢式系統。在下文中，關於 用於使用OFDM之廣播系統（例如，MediaFLO系統）而描述 AGC技術之某些態樣及實施例。 可藉由使用用於實施計算邏輯之任何已知方法來實施本 文中所描述之方塊圖。用以實施計算邏輯之方法之實例包 括％可程式化閘陣列（p?PGA)、特殊應用積體電路（ASIC)、 複雜可程式化邏輯設備（cpLD)、積體光學電路（I〇c)、微 處理器等。 圖1展示一無線通信系統1〇〇中之一發射器110及一接收 器150之方塊圖。發射器u〇可為基地台之部分，且接收器 1 5 0可為終端機之部分。相反地，發射器1丨〇可為終端機之 部分，且接收器150可為基地台之部分。基地台通常為固 定台且亦可被稱為基地收發器系統（BTS)、存取點、節點B 等。終端機可為固定或可移動的且亦可被稱為行動台、使 用者設備、行動設備等。終端機可為蜂巢式電話、個人數 位助理（PDA)、無線數據機、無線通信設備、掌上型設 備、用戶單元等。 在發射器110處，一發射（TX)資料與引示處理器ι20處理 (例如，編碼、交插並符號映射）訊務資料並產生資料符 说 處理為120亦產生引不符號。如本文中所使用，資料 符號為用於資料之調變符號，引示符號為用於引示之調變 符號，且調變符號為用於信號分佈中之點（例如，用於psK 或QAM)的複合值。一調變器130對資料符號及引示符號進 行多工、對多工資料及引示符號執行〇Fdm調變，並產生 120027.doc 200810375 符號。一發射器單元（tmtr)i32處理⑼如，轉換至 類比、放大、篩選並升頻變換）〇FDM符號並產生經由一天 線13 4而發射之調變信號。 在接收器150處，一天線152接收來自發射器⑴之調變 信號並將接收信號提供至一接收器單元（rcvr)i6〇。接收 器單元160調節（例如，筛選、放大並降頻變換）接收信號以 獲取基頻信號並進一步數位化基頻信號以獲取輸入樣本。 一 AGC單元170執行自動增益控制、將接收器單元16〇之增 盈調整為適當值、使輸人樣本與可變數位增益相乘，並提 七、/、有所要平均功率之輸出樣本。一解調變器1 72對輸出 樣本執行OFDM解調變並提供資料符號估計，該等資料符 號估計為由發射器11〇發送之資料符號的估計。一接收 (RX)資料處理器174處理（例如，符號解映射、解交插並解 碼）資料符號估計並提供經解碼之資料。通常，接收器15〇 處之處理與發射器110處之處理互補。 控制器/處理器140及180分別指導發射器11〇及接收器 150處之各種處理單元之操作。記憶體142及182分別儲存 用於發射器110及接收器150之程式碼及資料。 圖2展示接收器單元160之實施例之方塊圖。在接收器單 元160内，一低雜訊放大器（LNA)21〇藉由固定或可變增益 放大來自天線152之接收信號並提供經放大之信號。一混 頻器212藉由本地振盪器（L0)信號降頻變換經放大之信號 並提供基頻信號。混頻器212亦可藉由固定或可變增益放 大其輸入信號及/或輸出信號。混頻器212可實施以多級（例 120027.doc -12· 200810375 如，自RF至中頻（if)，且接著自iF至基頻）而，降頻變換接收 信號的超外差架構。混頻器212亦可實施亦被稱為零 IF(ZIF)木構之直接基頻架構，其以一級將接收信號直接自 RF降頻變換至基頻。一ADC 22〇數位化基頻信號並將輸入 樣本r(幻提供至AGC單元17〇，其中々為用於樣本週期之指 數。ADC 220可為西格瑪-德耳塔Α£)(：(ςδ ADC)、漸近 ADC或某一其他類型之ADC。輸入樣本通常為具有同相⑴ 及正交（Q)分量之複合值樣本。 為簡明起見，圖2僅展示可用於接收器單元之電路塊中 二某些。it常，接收器單元可包括放大器、滤波器、混頻 為等之一或多級。舉例而言，可在混頻器212之前提供帶 通濾波器，且可在混頻器212之後提供低通濾波器。接收 器單元亦可包括任一數量之具有可變增益的電路塊，且此 等電路塊可位於接收路徑中之任何地方。舉例而言，LNA 210及/或混頻器212可具有可變增益。 接收L號位準可在極廣範圍内（例如，自犯瓜至 m)文化。此較廣接收動態範圍可自各種通道傳播現象 (諸如’衰落及遮蔽）產生。接收信號亦可包括振幅可較所 號大得夕的干擾信號（interfering signal)(或，，干擾信號 (jammer))。在以下描述中，術語，，功率，，、，，能量，，、”信號 位準及’’信號強度，，可互換地使用並指示信號之振幅。 二AGC可用以考量接收信號之較廣動態範圍，以便將基頻 位準保持於ADC之適合範圍内，並以便提供具有大致 良疋平均功率之輸出樣本。AGC設計可取決於各種因素， 120027.doc -13- 200810375 堵：：收“虎之動態範圍(或接收動態範圍)、紙之輪入 動恶範圍（或ADC輸入動能銘門、4,s ' 铷八勳恶乾圍）、類比增益在接收器單元 變化之方式等。舉例而言，接收動態範圍及ADC輪入動 以圍可料接收器單元所需之類比增益及特殊類比增益 之範圍以用於不同接收信號位準。 在-態樣中’使用可以粗略離散步進變化之類比增益及 可連續或以精細步進變化之數位增益而達成agc。類比領 域中之離散增益步進可簡化接收器單元之設計並可降低成 本可藉由數位電路以成本有效方式來實施連續數位辦 益。 曰 為清楚起見，下文中描述接收器單元16〇及AGC單元17〇 之特定實施例。在此實施例中’ AGC具有四個狀態。A。。 狀&亦可被稱為增益狀態、AGC增益狀態、接收器狀態、 增益模式等。每一 AGC狀態與特定類比增益相關聯。AGc 在任一給定時刻在四個AGC狀態中之一者下操作。基於接 收信號位準而選擇此AGC狀態。接收器單元16〇藉由與選 疋之AGC狀態相關聯之類比增益而操作。 圖3更詳細地展示一 AGC單元17〇之一 agc/dvga回饋迴 路3 00的方塊圖。在某些實施例中，該實施使用一或多個 咼效邏輯元件以自接收信號功率量測計算對數誤差信號並 自待應用之增益之對數估計計算數位增益。 一類比信號302首先由一類比至數位轉換器3〇4(A/D或 ADC)接收並自一類比信號3〇2轉換為一對應離散數位表示 3〇6(數位信號）。通常，ADC為將輸入類比電壓轉換為數位 120027.doc -14- 200810375 ::之電子設備。可視需要而進一步處理數位輸出。在此 當前實施中’數位信號由相關聯之解調變器鏈(例如， FFT)與接收器後續使用。 此數位表示306將類比信號表示為I/Q樣本並進一步經處 理而用於數位增益。通常，已校正類比信號3〇2而用於類 比增盃，儘管在其他實施例中類比增益校正並非為必要 的。描述產生雙通道數位輸出3〇6之雙通道（例如，左及右） 類比輸入302a 3〇2b。相同原理適用於任一數量之通道。 其次，一數位增益校正單元3〇8接收數位信號3〇6、基於 參考功率判定正確數位增益326以應用於信號3G6,並應用 適當數位功率校正。將經數位校正之信號31〇傳輸至相關 聯之解調變器鏈與接收器3 5 0。 ▲若信號具有恆定功率’則解調變器鏈與接收器350較高 效地處理信號。因為功率之較大變化產生實質處理低效 率，所以可藉由精確增益控制而大大克服許多低效率。為 較精確地校準增益，將經數位校正之信號31〇傳輸至調整 所使用之數位增益校正326的回饋迴路34〇。在某些實施例 中’可代替地使用前饋迴路。 在回饋迴路巾，首先，除被傳輸至解調㈣鏈與接收器 3旦50之外’校正信號3職傳輸至—能量估計區塊⑴。能 量估計區塊312產生-量測功率314(接收信號功率），將該 量測功率3U輸入至-對數誤差信號產生單元316。對數誤 差信號產生單元316使用量測功率314及參考功率以判定一 誤差信號318。誤差信號318描·述量測功率314與參考功率 120027.doc 200810375 (ref.)之間的差異。 其次’ 一 DVGA迴路爭紅结— ，早7G 320使用誤差信號318及 规迴路增益以判定-累積器值322。累積器值322簡化增 益判定邏輯324並提供判定DVGA增益326在固定動態範圍 内之分佈的靈活性。使用累積器值322，數位増益與移位 產生單元324(DGSG)判u於數位增益校正單元似之適 當數=增益326及數位移位328，進而完成回饋迴路州。
計算數位增益校正因數可為計算密集且低效的。因為 DVGA經常處理即❹m所續㈣益校正不可強 加顯著資訊延遲。克服延遲之方法包括併人詩較高效地 處理每-單元或實施每—單元之較強勁之處理器。 計算負載之-主要來源為對數誤差信號產生單元316。 儘管對數誤差信號已係對DVGA之非對數方法的改良，但 對數汁异需要較(例如)加法多得多的處理器時脈週期。另 外’隨著信號位元尺寸增加，對數計算資源要求亦增加。 若對數計算使用查找表（LUT)，則LUT尺寸隨位^寸辦 加而增加。若直接計算對數，則處理器時脈週期之數量^ 需要隨位元尺寸增加而增加。 、 圖4展不能量估計區塊3 12之說明性固定點實施。對數嗜 差信號單元3 16計算量測功率314之誤差信號，量測功率 3 14由能量估計區塊3 ；[ 2產生。 在此說明性實例中，能量估計區塊3 12使用以下等式（等 式1)來計算長度L之視窗上之接收樣本31〇之能量。 EnergyEstScale指示由固定點實施判定之比例因數。 120027.doc -16- 200810375
EnergyEst = yXl x{n) |2 £nergyEstScale L n=Q « £[| x{ri) \2 ].EnergyEstScale ^ ^ ^ 區塊3 12傾卸每一 A^wwp樣本。通道之功率由剩餘樣本組 合而成。對於每一L樣本，I及Q部分最初平方並求和（電路 402)以產生|χ(η)|2。該總和在視窗長度l上經調整（Rnd(捨 入）及Sat(飽和））並經求和（電路4〇句以產生能量估計 (£心〃幻;£^)。此產生供對數誤差信號產生單元316使用之 旎夏估计。貫例說明性方法包括使用每一樣本之功率的移 動平均值，或計算樣本之絕對值之平均值並接著使絕對值 之平均值與樣本之平方之平均值相關。其他能量方法計算 在本揭示案之範疇内。 圖4為可實施能量累積區塊之方式之說明性實例。能量 估計區塊之其他實施在本揭示案之範疇内。舉例而言，其 他實施可包括使用運算放大器、積體電路、asic或 FPGA。 圖5展不誤差信號之高效計算（及用於該計算之邏輯）及 實施。自量測功率及參考功率產生對數誤差信號。可將對 數誤差信號直接計算為參考功率之1〇gi。與量測功率之⑽。 之間的差異。然而’可如下以⑽而更高效地判定該差 異0 使e(n)表示待產生之誤差 彳°號其中e〇)為接收信號功 率與參考功率之間的差異。在 ^ 长此寺κ轭例中，為達成高效 貫施’使用如由以下箄式f 寻式（4式組2)描述之log2算術來計算 120027.doc 200810375 誤差。 eW = log2
X 21〇gLUT Dataprec JE^ \ 川 casurea eW = e〗(n)+e2(n) ei W = ^^(Eref )- i|^(EMeasured )]2^LUTDatapreC e 2 (n)-[尾數(E )]—尾數(E )2 bg LUTDataPrec
VE 、measured / (2) 以兩步來執行誤差信號之計算，即， 显>5呈畲々/、 ^ 。卞斤指數ei(n)之差 八 數62(η)之差異。可將數字之對數分忠^ M wk ^ 刀成兩部分··由小 數2左邊之部分（整數部分）組成的 之邱八，八私* 、 及由小數點右邊 。刀(刀數a )組成的尾數^舉例而言，we之相數 為2且尾數為.6742。 由：：用以2為底數之對數’因而可如等式3中所展示地 二…U之零最高有效位元⑽Β)之數量而直接 k取對數（以2為底數）之指數。在等式3 Λν - 6 丄 丄tmeasured 之 位凡 I 度（bitwidth)。 指——中之輪之M (3) 使用查找表（LUT)而獲取尾數。由於尾數以❻與】為邊 ^ ’因而可經由相對較小之查找表而快速獲取對數。應注 〜對數可具有4壬一底婁丈，因為改變對數之底數相當於乘 以一常數。 以實例說明，為判定1〇§2 11〇·111〇，應注意，數字在小 數點左邊具有3位數且在小數點右邊具有四位數。左邊之 二位數指示對數之整數（指數）在2與3之間。為查找對數之 分數部分（尾數），使用查找表（尾數LUT)。 120027.doc -18- 200810375 在某些實施例中，可如下（等式組4)而推導並實施尾數 LUT ： log LUTaddr =拾人
E measured 2 log LUTAddrprec 2 characteristic l 數 iEmeasured).2l°gWTD_rec = l〇g LUT\hg iUTAddr] 'log LUTAddr、 (4) 捨入 r^log LUTAddrprec + 1 2 log LUTDataprec ’’log Ζί/TW办”為對數查找表中之LUT地址（索引）。 ’’logLUTAddrprec”為地址精確值。”logLUTDataprec"為資 料精確值。 使用此方法，可如下（等式組5)而實施並獲取等式組2中 之誤差信號。 e(n)=ei(n)+e2(n) 其中， e人n)：=^K-#QMSBsref -l)- (K-0MSBsMe_ed：^#-\).2hgLUTD_rec =[QMSBs—之#一#〇 MSBsref、2hgLUTDataprec ( 5 ) e2(n)=尾數[Eref).2hgL__t 尾數(£__).2kgLUTDaiaprec 沁 g α/尾數=尾數(£re/)2/Dgi_a_c 可如圖5中所展示地實施電路之邏輯之一實施例5〇〇。對數 灰差仏號產生電路5 00經由e 1 (η)路控502而計算指數並經由 e2(n)路徑504而計算尾數。將ei(n)與e2(n)組合，調整該總 和以符合DVGA迴路更新單元320所需之規格參數。 圖5為可實施對數誤差信號產生區塊3 16之方式之說明性 實例500。該區塊之其他實施在本揭示案之範疇内。舉例 而言，其他實施可包括使用運算放大器、積體電路、ASIC 或 FPGA 〇 120027.doc -19· 200810375 返回參看圖3，在對數誤差信號產生單元316判定適當誤 差信號之後，迴路更新單元320接收誤差信號318及AGC迴 路增益，並更新DVGA迴路。在迴路更新單元320内，使誤 差信號與AGC迴路增益相乘。以迴路增益乘誤差信號並藉 由執行更新而累積結果。AGC迴路累積器值經初始化以簡 化增益判定邏輯並提供判定DVGA增益在固定動態範圍内 之分佈的靈活性。 在迴路更新320之後，將輸出儲存於累積器中，既而獨 立儲存指數及尾數。可如下（等式組6)而自累積器值高效地 計算DVGA增益。應注意，由於將累積器值儲存於對數域 中，因而計算平方根被歸納為以2為除數之除法繼之以查 表0
AccOJfset)/2 = 2^(”^~2·如颂6’)/2」2 如如⑷/2) (6) 其中= Λ： -舞or(x)，分數部分 界定* = t2^<6(rx)~Acc0^set)/1\ — ^\.idM/2)\ J^-AccOffsei
DFGdMw//增益=2，w”)/2) — 1 G = (1 + 增益).2 移位 迴路累積器中之指數的位元數x將DVGA之總動態範圍判 定為：（2h7)(201ogl〇(2))。控制放大與衰減之間的 動態範圍之分割。對於以之給定值，最大及最小可 能增益為 ，其中 C = 2"-;。 對輸入樣本應用移位並將經移位之輸出傳回至數位增益 校正單元308。 使用LUT而獲取增益。累積器之最低有效位元（LSB)經 120027.doc -20- 200810375 捨入並被用作儲存增益查找表值之查找表的地址。因為使 用log?對數，所以可使用移位繼之以乘數而應用數位增 益。 圖6展示用以應用數位增益之邏輯之一實施55〇。Rsh出及
Lshift分別為右移位及左移位。採用數學方法，由該區塊應 用之總增益為： 增益£_] =增斯，—〜一 1)γι《增益仍 圖7更詳細地展示一 AGC單元17〇之一 AGC/DVGA回饋迴 路600的另例示性貫施之方塊圖設計。可藉由如此處圖7 中所展不之模組來實施圖3中所說明之組件。此等模組之 間的資訊流類似於圖3中之資訊流及圖4、圖5及圖6中所描 述之資訊流。作為一模組實施6〇〇，處理系統包含一用於 將類比信號轉換為數位信號之模组6〇2(ADcm)、一用於放 大經組態以接收來_ ΑΓ>Γλ/τ + I〇上 侵叹术目ADCM之數位信號之數位可變增益信 "5虎的权組6 0 4、一用於其协白A r A/Γ … 、土於自ADCM輸出之數位信號之功 率而使用以2為底數之對數央外瞀极 、 数术汁异增盈之模組606及一用於 將增益應用於數位作號抬 乜唬之杈組608。可在單個模組内或使 用多個子模組來實施此等槎 寻镇、，且602 604、606、608中之每 一者0
在某些實施例中，用於藉 曾^稽田便用以2為底數之對數來計 开e盈之計算模組可以獨 .殉立運异计异功率之指數及功率之 尾數。計鼻模組可加性組合 妳呌瞀♦ P各 力羊之、、、工叶异之指數與功率之 、、二。十t之尾數以形成增益。 — 卜’可糟由比較數位信號之 120027.doc -21 - 200810375 指數與參考功率之指數而完成計算功率之指數。亦可藉由 比較數位信號之尾數與參考功率之尾數而完成計算二 尾數。 可以各種方式實施本文中所描述^DVGA4理技術。舉 例而言，可以硬體、拿刃體、軟體或其組合來實施此等技 術。對於硬體實施，用以執行DVGA之處理單元可實施於 一或多個特殊應用積體電路（ASIC)、數位信號處理器 (DSP)、數位信號處理設備（DspD)、可程式化邏輯設備 (PLD)、場可程式化閉陣列（FpGA)、處理器、控制器、微 控制器、微處理器、電子設備、經設計以執行本文中所描 述之功能的其他電子設備或其组合内。 對於勤體及/或軟體實施，可藉由執行本文中所描述之 功能的模組(例如’程序、函數等)而實施該等技術。動體 及/或軟體程式碼可儲存於記憶體中並由處理器執行。可 在處理器内或在處理器外實施記憶體。 么所揭7F之實施例之先前描述經提供以使熟習此項技術者 製造或使用本發明。熟習此項技術者將容易清楚對此 等實施例之各種修改，且可在不脫離本發明之精神或範疇 的情況下將本文中所界定之通用原理應用於其他實施例。 因此’本發明不欲限於本文中所展示之實施例而與本文所 揭不之原理及新穎特徵最廣泛地一致。 【圖式簡單說明】 圖1為發射器及接收器之方塊圖； 圖2為接收器單元及AGC單元之方塊圖； 120027.doc -22· 200810375 圖3為AGC之DVGA之方塊圖； 圖4為能量估計單元之方塊圖； 圖；及 圖5為對數誤差信號產生單元之方塊圖 圖6為用以應用數位增益之電路的方塊 圖7為AGC之DVGA之方塊圖。 【主要元件符號說明】 120027.doc 100 無線通信系統 110 發射器 120 發射（TX)資料與引 130 調變器 132 發射器單元 134 天線 140 控制器/處理器 142 記憶體 150 接收器 152 天線 160 接收器單元 170 AGC單元 172 解調變器 174 接收（RX)資料處理 180 控制器/處理器 182 吕己憶體 210 低雜訊放大器 212 混頻器 OC -23- 示處理器 200810375 220 300 302 302a 304 306 308 310 312 314 316 318 320 322 324 326 328 340 350 402 404 500 類比至數位轉換器 AGC/DVGA回饋迴路 類比信號 3 02b雙通道類比輸入 類比至數位轉換器 數位表示/數位信號/雙通道數位輸出 數位增益校正單元 校正信號/接收樣本 能量估計區塊 量測功率/接收信號功率 對數誤差信號產生單元 誤差信號 DVGA迴路更新單元 累積器值 增益判定邏輯/數位增益與移位產生 單元/數位增益校正單元 數位增益/數位增益校正 數位移位 回饋迴路 解調變器鏈與接收器 電路 電路 對數誤差信號產生電路 ejn)路徑 502 120027.doc -24- 200810375 5 04 e2(n)路徑 550 邏輯 600 AGC/DVGA回饋迴路 602 模組 604 模組 606 模組 608 模組 e!(n) 指數 e2(n) 尾數 I 同相分量 L s h i f t 左移位 Q 正交分量 r(k) 輸入樣本 Rshift 右移位 120027.doc - 25 -
Claims (1)
- 200810375 十、申請專利範圍： 1 · 一種裝置，其包含： 一類比至數位轉換器（ADC);及 一數位可變增益放大器（DVGA)，其經組態以接收一 來自該ADC之數位信號，該DVGa具有一處理器，該處 理器經組態以基於自該ADC輸出之該數位信號之功率而 使用一以η為底數之對數來計算一增益，該處理器進一 步經組態以將該增益應用於該數位信號。 2 ·如請求項1之裝置，其中： 该以η為底數之對數為一以2為底數之對數。 3 ·如請求項1之裝置，其中： 5亥處理器進一步經組態以藉由以獨立運算計算該功率 曰數及忒功率之一尾數而使用一以η為底數之對數 來計算該增益。 4. 5. 6 · 7. 如請求項3之裝置，其中·· 该處理器進一步經組態以加性組合該功率之該經計算 之指數與該功率之該經計算之尾數以形成該增^。^ 如請求項3之裝置，其中·· 數^理器進_步經組態以藉由比較該數位信號之該指 /、參考功率之指數來計算該功率之該指數。 如請求項3之裝置，其中： 數：ί::進二步經組態以藉由比較該數位信號之該尾 力率之尾數來計算該功率之該尾數。 位可變增益放大器（ V 其耦接至一類比至 120027.doc 200810375 8.9. 10. 11. 12. 13. 數位轉換器（ADC)，該DVGA經組態： 以接收一來自該ADC之數位信號；以基於自該ADC輸出之該數位信號之該功率而使用一 以11為底數之對數來計算一增益；及 以將該增益應用於該數位信號。 如請求項7之DVGA，其中： 該以η為底數之對數為一以2為底數之對數。 如請求項7之DVGA，其中： 〆DVGA進一步經組態以藉由以獨立運算計算該功率 私數及，亥功率之一尾數而使用一以η為底數之對數 來計算該增益。 如請求項9之DVGA，其中： VGA進一步經組態以加性組合該功率之該經計算 之指數與該功率之該經計算之尾數以形成該增益。 如請求項9之DVGA，其中： G A進步經組態以藉由比較該數位信號之該指 數/、苓考功率之指數來計算該功率之該指數。 如請求項9之DVGA，其中： ^ ^ A進步經組態以藉由比較該數位信號之該尾 數與-參考功率之尾數來計算㈣率之該尾數。一種方法，包含： 提供—類比至數位轉換器（ADC); 提供—經組態以接收一來自該ADC之數位信號之數位 可變增益放大器（DVGA); 120027.doc 200810375 基於自該ADC輸出之該數位信號之功率而使用一以^ 為底數之對數來計算一增益；及 η 將该增盈應用於該數位信號。 14 ·如請求項13之方法，其中： 該以η為底數之對數為一以2為底數之對數。 15.如請求項13之方法，其中： ^使用m為底數之對數來計算該增益包含以獨立運 异計算該功率之一指數及該功率之一尾數。 16·如請求項15之方法，其中·· 17. μ加性組合該功率之該經計算之指數與該功率 异之尾數以形成該增益。 如請求項15之方法，其中： 藉由比較該數位信號之該指數與一參考功率 计异該功率之該指數。 之該經計 之指數來 1 8 ·如請求項丨5之方法，其中·· 藉由比較該數位信號之該尾數與一 叶算該功率之該尾數。 翏考功率之尾數來 19· 一種處理系統，包含： 用於將一類比信號轉換為 (ADCM)； 一數位信號之構件 用於放大一經組態以接收一來 之數位可變增益信號的構件； 該ADCM之數位信號 用於基於自該ADCM輸出 一以η為底數之對數來計算一 之該數位信號 增益的構件； 之功率而使用 及 120027.doc 200810375 用於將°亥增盈應用於該數位信號的構件。 如請求項19之處理系統，其中： 該以η為底數之對數為—以2為底數之對數。 如請求項19之處理系統，其進一步包含： 用於使用-以η為底數之對數來計算該 含以獨立運算計算該功率之一指數及該功率之件包 如請求項21之處理系統，其進一步包含· 毛數。 加性組合該功率之該經計算之指數與該功率之談 銓计异之尾數以形成該增益的構件。 / 如請求項21之處理系統，其進—步包含： 用於藉由比較該數位信號之該指數與—參考功率 數來計算該功率之該指數的構件❶ 曰 如請求項2!之處理系統，其進—步包含： 用於藉由比較該數位信號之該尾數與—參考功率之尾 數來計算該功率之該尾數的構件。25·種Γ月曲可頃媒體，其含有用於—dvga處理器以執行 冲π數位增盈之方法的一組指令，該等指令包含： -用以接收-來自ADC之數位信號之常式； 用以基於自該ADC輸出之該數位信號之功率而使用 一以η為底數之對數來計算一增益的常式，·及 -用以將該增益應⑽該數位信號之常式。 26·如請求項25之電腦可讀媒體，其中·· 該以η為底數之對數為一以2為底數之對數。 27.如請求項25之電腦可讀媒體，其中·· 20. 21. 22 23. 24. 120027.doc -4· 200810375 該謂A處理器經組態以藉由以獨立運算計算該功率 之-指數及該功率之-尾數而使用—以η為底數之對數 來計算該增益。 2 8 ·如請求項2 7之電腦可讀媒體，其中： 該DVGA處理器進一步經組態以加性組合該功率之該 經計算之指數與該功率之該經計算之尾數以形成該増 益0 2 9.如请求項2 7之電腦可讀媒體，其中： 該DVGA處理器進一步經組態以藉由比較該數位信號 之該指數與一參考功率之指數來計算該功率之該指數。 3 0.如請求項27之電腦可讀媒體，其中： 该DVGA處理器進一步經組態以藉由比較該數位信號 之該尾數與一參考功率之尾數來計算該功率之該尾數。 120027.doc
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