TWI389467B - 自動增益控制方法及裝置 - Google Patents

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Description

自動增益控制方法及裝置
本發明是有關於一種接收訊號的處理方法及信號接收裝置。
通訊系統泛指應用信號強度或其衍生數值進行解調解碼的系統，包括有線暨無線通訊系統，廣播暨接取通訊系統。在一般通訊系統中，在不同通道下信號強度受到通道的特性影響而起起伏伏，若接收端之接收訊號之強度透過自動增益控制器調整，則能使接收訊號維持在固定強度範圍內，以免接收端誤判接收訊號之訊息。
然而在實際系統中，經過自動增益控制器調整後的信號強度並非如同上述假設般完美固定不變。以下以高斯通道環境說明自動增益裝置在高斯通道與固定多路徑通道環境中運作原理。在高斯通道環境下，自動增益控制器調整迴路增益大小，並在增益收斂速度和穩定狀態下增益抖動程度間衡量。當迴路增益大時，收斂到理想準位速度快，但在理想準位上下抖動劇烈如第1圖中時間點t1之後所示之增益曲線100在理想準位10上下抖動。當迴路增益小時，如果切換點不佳，增益收斂到理想準位速度慢，但在理想準位上下抖動緩和如第1圖之表示增益變化之虛線110或120所示。
故系統設計者提各種調整增益之方法以改進增益收斂速度及穩定狀態下增益抖動的情況。例如美國專利編號7336743，提出的方法特點為增益調整控制信號產生器的演算法。該方法分成粗調與細調兩階段，並在粗調階段利用應用步進方式調整增益，改善增益收斂速度。粗調方法為根據信號強度比較器結果決定調整的方向為增加、減少，或維持不變，每次增加或減少的增益大小為預設固定值。又例如美國專利編號7295073，其所提出的方法特點為依據信號最大振幅調整增益，使類比數位轉換器範圍內取樣的信號有最大使用效率。該方法整合信號強度估計與信號強度比較功能於振幅準位偵測器，輸出偵測結果至範圍偵測器。範圍偵測器根據振幅準位偵測器結果決定調整的方向為增加、減少，或維持不變，每次增加或減少的增益大小為預設固定值。
但是在移動通道環境下，自動增益控制器穩定追蹤信號強度變化並立即補償路徑損耗的過程中，在符碼週期時間內不斷地調整信號強度，導致引入額外的抖動雜訊劣化接收機的接收效能。例如，習知的自動增益控制器，如美國專利編號7336743、7295073、7031409以及6574292之專利所提出者皆以系統工作頻率週期式調整增益，在移動環境中，引入額外的抖動雜訊劣化接收機的接收效能，故其受到非線性雜訊及移動通道影響也大。
總而言之，習知的自動增益控制器為了改進增益收斂速度，無法有效兼顧到在追蹤路徑損耗變化時會引入雜訊之問題，使得在移動環境中，大大影響其接收效能。
本發明係有關於一種自動增益控制方法及裝置，能應用於不同的接收環境，以提高信號接收之效能。在固定接收或移動接收的環境中，增益值被調整以收斂之同時，尋找模式係決定至少一切換值並據以另外改變此增益值以縮短增益收斂時間。再者，在其他實施例中，隨著尋找模式之後，追蹤模式係以週期式調整增益方式，降低追蹤信號強度時引入雜訊能量，如在移動接收環境中之時。如此，本發明之實施例，能改善增益收斂速度；另外，在高速移動環境下，本發明之其他實施例更能降低雜訊對系統的影響。所以，在不同的接收環境下，本發明之實施例皆能提高接收機效能。
根據本發明之第一方面，提出一種自動增益控制方法，此方法包括：在一尋找模式中，對一接收訊號之一增益值進行增益調整之同時，根據增益值之一增益曲線之變化情況，另外改變增益值至少一次以使增益值趨向一目標增益準位，其中，另外改變增益值之步驟包括：偵測增益曲線之至少一特徵點；根據偵測到之至少一特徵點，決定一切換值，切換值係用以使增益值接近目標增益準位；以及根據切換值，設定增益值為一新增益值並使之生效；其中，上述偵測、決定及設定之步驟至少被執行一次。
在依據上述之方法之其他實施例中，更包括：當設定增益值之步驟最後一次被執行後，進入一追蹤模式，在追蹤模式中，週期性判斷是否調整增益值，其中，增益值在追蹤模式中被調整之週期係大於增益值在尋找模式中被 進行增益調整之週期。
根據本發明之第二方面，提出一種自動增益控制裝置，此裝置包括：一可變增益放大單元、一類比數位轉換器、一檢測單元以及一控制單元。可變增益放大單元，用以依據一增益值控制一接收訊號以產生一第一訊號。類比數位轉換器，用以依據第一訊號產生一數位訊號。檢測單元，用以依據數位訊號及一目標準位訊號，產生一增益訊號。控制單元，用以依據增益訊號產生一增益控制訊號，其中，可變增益放大單元之增益值係依據增益控制訊號而調整。當控制單元係操作於一尋找模式時，控制單元在增益值進行增益調整之同時，根據增益值隨時間變化之關係之至少一特徵值，另外改變增益值至少一次以使增益值趨向一目標增益準位。
根據本發明之第三方面，提出一種自動增益控制裝置，此裝置包括：一可變增益放大單元、一類比數位轉換器以及一控制單元。可變增益放大單元，用以依據一增益值控制一接收訊號以產生一第一訊號。類比數位轉換器，用以依據第一訊號產生一數位訊號。控制單元，用以依據數位訊號及一目標準位產生一增益控制訊號，其中，可變增益放大單元之增益值係依據增益控制訊號而調整。當控制單元係操作於一尋找模式時，控制單元在增益值進行增益調整之同時，根據增益值隨時間變化之關係之至少一特徵值，另外改變增益值至少一次以使增益值趨向一目標增益準位。
根據本發明之第四方面，提出一種自動增益控制裝 置，自動增益控制裝置包括：一可變增益放大單元、一類比數位轉換器、一功率鑑別器及一控制單元。可變增益放大單元用以依據一增益值控制一接收訊號以產生一第一訊號。類比數位轉換器用以依據第一訊號產生一數位訊號。功率鑑別器，用以依據數位訊號及一目標準位訊號，產生一比較訊號。控制單元用以依據比較訊號產生一增益控制訊號，其中，可變增益放大單元之增益值係依據增益控制訊號而調整。當控制單元係操作於一尋找模式時，控制單元在增益值進行增益調整之同時，根據增益值隨時間變化之關係之至少一特徵值，另外改變增益值至少一次以使增益值趨向一目標增益準位。
在依據上述本發明之裝置之其他實施例中，當最後一次另外設定增益值生效後，進入或選擇性的進入一追蹤模式，在追蹤模式中，控制單元週期性判斷是否調整增益值，其中，增益值在追蹤模式中被調整之週期係大於增益值在尋找模式中被進行增益調整之週期。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本發明之自動增益控制方法之不同實施例，分別提出尋找模式、追蹤模式以及其組合，以改善各種接收環境下的增益收斂速度。此外，本發明之自動增益控制方法應用於移動接收環境之實施例，在移動接收環境下提升路徑損耗補償之同時能降低雜訊對系統的影響。故此，信號接收 效能得以提高。
在通訊系統中，自動增益控制器之增益值的增益曲線在收斂過程中，增益值係受控於一種自動增益控制方式而被調整，如第1圖所示之增益曲線100，大致會以理想準位10為中上下震盪的特性。本發明之方法之一實施例，係在增益收斂之同時，進入一尋找模式，根據增益值隨時間的變化之至少一特徵值，例如局部最大及最小值，另外改變增益值至少一次以使增益值趨向一目標增益準位，其中，需要藉由先前的增益值中之找出至少一特徵值以計算出一切換值以決定另外改變之增益值之大小。若以增益曲線之觀念來說，即是決定增益曲線之一切換點，將增益實質上切換至目標增益準位，也就是目標增益準位或其附近，以快速縮短增益收斂所需時間。如第3A圖中，增益曲線300在時間點311後，切換到接近增益準位301之下的數值。再者，在另一例子中，更可循相似方式尋找下一個切換點，以更接近理想準位，如第3B圖所示，在時間點311以後，增益曲線300切換到在增益準位301之上，並繼續依循原有進行之自動增益控制方式變化並趨向收斂，在經過一次局部的最大值及最小值以後，找到另一個適當的切換點，在時間點312時，切換到接近增益準位301的數值。
在經過至少一次的切換動作後，本發明之方法之一實施例進入另一模式，稱為追蹤模式，增益曲線300的變化如第3A圖之時間點311後的增益曲線300或第3B圖之時間點312後的增益曲線300。請參考第3C圖中，其係第3B圖之追蹤模式中，增益曲線經放大比例後之示意圖，其中的縱軸的虛線代表更新週期，增益曲線300係週期性的被決定如何更新數值。
為了更能理解本發明之上述實施例中追蹤模式的作用，以下用移動通道環境下通道變化情形為例，說明增益收斂速度和穩定狀態下增益抖動程度之間必需作出衡量，使得自動增益控制裝置在移動通道環境下提昇路徑損耗補償同時降低雜訊對系統的影響。
在移動通道環境中，接收信號強度會同時受到路徑損耗210與都普勒效應的雙重影響200，而信號強度受都普勒效應如第2圖信號強度曲線200所示其波谷201、202、203及204。期望理想的自動增益控制器可以補償因路徑損耗的信號強度同時又可以忽略都普勒效應。在第2圖中，斜線240所示為反應路徑損耗之理想增益曲線，當迴路增益大之增益曲線如230，路徑損耗補償速度快，增益容易受到都普勒效應影響，抖動較為劇烈如第2圖增益曲線230所示其波峰231、232、233及234。發明人觀察到，若迴路增益小，路徑損耗補償速度慢，增益不易受到都普勒效應影響，抖動較為緩和如第2圖虛線之增益曲線250所示。
故此，請再參照第3A及3B圖，在尋找模式中增益值係依較小之週期(即較高的操作頻率)進行原有的自動增益控制，使增益曲線持續產生起伏的變化情況，相較之下，追蹤模式中的更新週期得以延長(亦即採較低的操作頻率)以降低引入抖動雜訊，輔以大幅增益調整方式補償因延長更新週期而降低的追蹤路徑損耗能力。如此，追蹤模式適用在移動接收環境之中，增益不易受到都普勒效應影響，抖動較為緩和，並能提昇路徑損耗補償同時降低雜訊對訊號的影響。
此外，對於固定接收環境，本發明之自動增益控制方法之一實施例為尋找模式結束後依原有進行之自動增益控制方式讓增益值調整收斂。如第3D圖所示，在尋找模式中，增益曲線300經歷兩次切換，即於時間點311及312額外設定了兩次增益值。在時間點312作了最後一次切換以後，增益曲線300之變化更接近增益準位301，並繼續依循原有進行之自動增益控制方式趨向收斂。如第3D圖所示，增益曲線300在時間點312後改變為接近增益準位301之增益值。
再者，本發明之自動增益控制方法之其他實施例，係包括尋找模式，並選擇性的按照接收環境及實際的情況，例如移動環境是否高速或低速，而決定是否進一步執行追蹤模式。
請參照第4A圖，其繪示依照本發明之自動增益控制方法之一實施例的流程圖。此實施例係說明上述之尋找模式之步驟，可應用於例如一接收端之自動增益控制單元中，以控制一接收訊號之一增益值，以加快增益收斂的速度。在第4A圖中，步驟S410及S420表示：在增益值受到自動增益控制而被調整之同時，偵測增益值隨時間變化之關係之至少一特徵值，例如增益值之至少一局部最大值及至少一局部最小值。在步驟S410中，尋找增益值被調整時之局部最大值或最小值，若找到其中之一後，在步驟S420中，判斷是否已找到至少一局部最大值及至少一局部最小值，若否，則繼續執行步驟S410，直至找到至少一局部最大值及至少一局部最小值為止。步驟S430，根據偵測到的特徵值，如至少一局部最大值及至少一局部最小值，決定一切換值並據以設定增益值，例如將增益值設定為切換值或基於切換值所得之其他數值。如步驟S435所示，每次設定增益值後，必須等待一段時間，以確保切換點之數值生效。如步驟S440所示，步驟S410至S430可執行一次或多次。若不再設計算切換值以設定增益值，則可在最後一次設定增益值後，結束尋找模式。上述之實施例可適用於固定接收環境，可得到如第3D圖所示之增益控制結果。
此外，第4B圖繪示依照本發明之自動增益控制方法之另一實施例的流程圖。在此實施例中，方塊S400代表如第4A圖之流程圖所示的尋找模式，在尋找模式之後，進入一追蹤模式。此實施例可適用於移動接收環境，可得到如第3A或3B圖所示之增益控制結果。方塊S460，在追蹤模式中，週期性地依據接收訊號的強度估計值及預設信號強度之比較結果以決定調整增益值之大小或維持不變。增益值在追蹤模式中被調整之週期係大於通訊系統之系統時脈的週期。更進一步說，增益值在追蹤模式中被調整之週期係大於增益值在未進入追蹤模式時增益值被調整之週期。例如，在應用移動環境之下或有線的通訊環境下，如在應用正交頻分複用技術(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)之通訊系統，則上述增益值在追蹤模式中被調整之週期係大於符碼之時間長度。
此外，第4C圖繪示依照本發明之自動增益控制方法之另一實施例的流程圖。在此實施例與第4B圖之實施例不同在於，在尋找模式之後，經過步驟450，判斷是否需要進入追蹤模式。若是，始進行方塊S460所代表的追蹤模式；若否，則執行其他的控制或結束。此處步驟450的作用是為達到最佳化，並且令此方法之實施例能適用於不同的接收環境，執行此實施例之通訊系統可依據需求或實際情況，於步驟S450加以判斷是否需要進入追蹤模式，或者是設定其中的參數。而判斷的準則，例如是：目前之接收訊號是否得自移動環境；或移動環境是否高速(如行駛之高速列車或高速公路之車輛)；或是接收訊號的訊號強度是否達到一門檻值。如此，依據此實施例，可因應不同的情況而達到自動增益控制之最佳化效果。
接著，對於上述實施例中，尋找模式及追蹤模式之步驟之不同實施方式說明如下。
在第4A圖中，步驟S410及S420表示：在增益值受到自動增益控制而被調整之同時，偵測增益值隨時間變化之關係之至少一特徵值。特徵值例如前述之增益曲線之至少一局部最大值及至少一局部最小值，此外特徵值更可以為其他代表增益值變化特徵的數值，例如是對應到增益曲線上的反曲點或增益值變化對時間的二階微分為零時的增益值。以下用列舉幾種特徵值定義之例子來說明。
首先以局部最大值及最小值作為增益變化之特徵值為例。第5A圖係示意在本發明之自動增益控制方法之尋找模式中，一增益值依隨時間變化之關係的情型，其中橫軸代表時間，縱軸代表增益值的數值。第5A圖中示意在一時間間隔內所取得的多個增益值，可實質上視為一增益曲線500經取樣而得之多個增益值，而直線501代表目標之增益準位，其中，時間點n所對應的增益值稱為y[n]。
第一例係在一時間間隔內，比較增益值隨時間變化之關係之多個增益值，以決定局部最大及最小值。例如，在第5A圖之時間點7至11之間，增益值有如下關係出現：y[7]<y[8]<y[9]>yF10]>y[11]，則增益值y[9]即可視為一局部最大值。另外，在時間點17至21之間，增益值有如下關係出現：y[17]>y[18]>y[19]<y[20]<yF21]，則增益值y[19]即可視為一局部最小值。增益曲線取樣頻率可大於或等於數位轉換器取樣頻率。
第二例係首先在一時間間隔內，尋找增益變化之一階微分實質上為零之時間點所對應之增益值，此增益值實質上可視為增益曲線500的駐點(stationary point)。接著，利用這些駐點對應的增益數值大小關係決定上一步驟的所得之增益值為局部最大或最小值。例如第5B圖之曲線510係示意第5A圖之增益曲線500的一階微分，尋找增益一階微分為零的時間點至少一組，例如第5B圖中所示之時間點分別為：t1 ，t2 ，t3 ，t4 。根據t1 ，t2 ，t3 ，t4 ，對應至增益曲線之增益值分別為：y[t1 ]，y[t2 ]，y[t3 ]，y[t4 ]，並比較這些增益值之數值關係。由於y[t1 ]>y[t2 ]，y[t2 ]<y[t3 ]，y[t3 ]>y[t4 ]，則可判斷y[t1 ]和y[t3 ](約分別等於y[9]，y[29])為局部最大值，y[t2 ]和y[t4 ](約分別等於y[19]，y[39])為局部最小值。
第三例係更可應用第二例之做法，惟不同的是，更進一步求出增益曲線500之二階微分，並利用一階微分為零之時間點t1 ，t2 ，t3 ，t4 ，根據對應之二階微分的數值是否為正或負，來判斷這些時間點所對應的增益值是否為局部最小值或最大值。由於此為微積分原理之基本應用，故在此不再贅述。
除了以局部最大值及最小值作為增益變化之特徵值以外，增益變化之特徵值可定義為增益變化之二階微分為零時之時間點所對應之增益值。若以增益曲線之觀點，此特徵值即對應到增益曲線500之反曲點(inflection point)。請參照第6圖，曲線520示意第5A圖中之增益曲線500之二階微分之變化關係。尋找增益二階微分為0的時間點，至少一點，例如第6圖中之時間點：t’1 ，t’2 ，t’3 ，t’4 ，根據t’1 ，t’2 ，t’3 ，t’4 ，對應至增益曲線500的增益值分別記為y[t’1 ]，y[t’2 ]，y[t’3 ]，y[t’4 ]。由於這些增益值實質上可視為目標增益準位，故此，只要至少取得一個上述之增益值，如y[t’1 ]，即可供步驟S430設定為新的增益值。
在步驟S430中，切換值係依據至少一特徵值而得，可依特徵值之定義而有不同之實施方式，其目的在於找出一切換值並可據以決定如何設定目前在變化中的增益值以使之切換到一新的增益值，以接近目標增益準位。例如，特徵值係以至少一局部最大值及至少一局部最小值為定義，但這些局部最大值及最小值之加權之總和則可求得一切換值，如平均值。另外，若特徵值定義為增益隨時間變化之關係之二階微分為零時的增益值(可視為增益曲線之反曲點)，除了可直接設定此增益值為切換值以外，更可搭配其他演算法，例如計算多個對應到反曲點之增益值之平均值作為切換值，並據以設定增益值，以增加精確度。另外，切換點亦可依據接收端中之自動增益控制單元之元件特性加以局部最大值及最小值來決定。元件特性例如指一可變增益放大單元之輸入訊號功率，輸出訊號功率與增益之關係以及輸入訊號與增益之關係。
總言之，尋找模式中，偵測至少一或多個特徵值之步驟，係用以估測目前增益值變化之型態，進而據以於步驟S430中設定增益值。所以，任何能實質地反映此增益變化型態之特徵值，即可用以實施步驟S410及S420。例如可變增益放大單元之增益控制訊號，其與增益值之改變相關，故此，偵測此增益控制訊號之至少一特徵值，亦可視為步驟S410及S420之均等的實施例。
在實施上述實施例之方法時，若在尋找模式中只執行包括步驟S410至S430之步驟一次後，即進入追蹤模式，則可忽略步驟S440。另外，在其他實施方式中，如第3B圖所示，可重複偵測增益曲線變化以及計算切換值位置至少一次，使增益切換點數值逐步接近理想準位。此外，在每次設定增益值為切換點之數值時，必須等待一段時間，以確保切換點之數值生效，如步驟S435所示。另外，此等待之時間係可參照實施時接收端中之自動增益控制單元之元件特性來設定一適當的時間，例如英飛凌(Infineon) 公司的TUA 6034調諧器，等待時間可設定為110ms。
在第4B及4C圖所示之步驟S460，進入追蹤模式之後，週期性檢查接收信號強度估計值與預設信號強度的比較結果，決定調整的方向為增加振幅A、減少振幅A，或維持不變。例如，A為增益增量轉換函數，為訊號強度比較器輸出結果的函數A(‧)。若增益增量轉換函數如第7A圖所示，則步驟S460的一實施例如第4D圖之流程圖所示。步驟S510及S520，用以維持增益為一週期，若維持之時間到達一週期時，如步驟S530所示，檢查比較結果Err與一門檻值THD之關係。若比較結果Err之絕對值不大於門檻值THD，則增益值維持不變，即增益增量為0，故方法回到執行步驟S510。若比較結果Err之絕對值大於門檻值THD且接收訊號的強度估計值大於預設信號強度，則如步驟S533所示，減小增益值，即增益增量為負值-A。若比較結果Err之絕對值大於門檻值THD且接收訊號的強度估計值小於預設信號強度，則如步驟S535所示，增加增益值，即增益增量為正值+A。至於增益增量+A或-A的變化方式則隨增益增量轉換函數A(‧)而定，如第7A圖，在比較結果Err介於門檻值THD及另一門檻值XLIMIT之時，增益增量A為SLOPE＊ (Err-THD)，其中SLOPE表示線段的斜率；當比較結果Err大於XLIMIT時，則增益增量A為一數值YLIMIT。
故此，可以應用參數THD、SLOPE、XLIMIT及YLIMIT對一增益增量轉換函數特徵曲線加以定義。第7B及7C圖為增益增量轉換函數的其他兩個例子，增益增量 轉換曲線710及720，它們各自有不同的門檻值T1及T2。當比較結果大於門檻值時，增益增量+A各自有不同的變化。對於增益增量轉換曲線710，當比較結果大於T1時，增益增量+A是固定的數值YLIMIT。對於增益增量轉換曲線720而言，當比較結果大於T2時，增益增量+A是會隨比較結果的改變而有所不同。由此，在步驟S460中，可隨高速移動下降低雜訊對系統的影響，以選擇適當的更新週期及增益增量轉換函數，以降低抖動雜訊及補償追蹤路徑損耗能力。
以下揭露依照本發明之一自動增益控制裝置之幾種實施例，其中，這些實施例能用以執行上述之自動增益控制方法之實施例。
請參考第8A圖之照本發明之自動增益控制裝置之一實施例，用以於一通訊系統中控制一接收訊號之一增益值，以使增益後的訊號合符通訊系統的訊號強度的要求。自動增益控制裝置800包括一可變增益放大單元810、一類比數位轉換器820、一檢測單元830以及一控制單元840A。可變增益放大單元810，用以依據一類比增益控制訊號Cga所代表的增益值放大接收訊號Si以產生一第一訊號So。類比數位轉換器820，用以依據第一訊號So產生數位訊號Sd。檢測單元830，用以依據數位訊號Sd及一目標準位訊號T，產生一增益訊號Sg及一比較訊號Sc。控制單元840A，用以依據增益訊號Sg產生上述之類比增益控制訊號Cga，其中，可變增益放大單元810放大接收訊號Si之增益值係依據類比增益控制訊號Cga而調整。
當控制單元840A操作於一尋找模式時，控制單元840A於偵測到增益訊號Sg之數值隨時間變化之關係之至少一特徵值後，依據此至少一特徵值決定一切換值，並設定類比增益控制訊號Cga以代表將增益值切換為一新的增益值，此增益值可以為切換值或依據切換值而計算而得的數值。
以上的自動增益控制裝置之實施例能執行上述之自動增益控制方法之實施例，尤其適用於固定接收環境中。可變增益放大單元810例如包括一可變增益放大器或可程式增益放大器。控制單元840A例如是可程式化電路如一微處理器、微控制器、數位訊號處理器、場域可程式邏輯閘陣列、或是其他邏輯電路。在尋找模式中，控制單元840A例如可被程式化以實施第4A圖中的方法，或是硬體電路方式以實施。另外，在尋找模式中，控制單元840A起始時依據增益訊號Sg決定類比增益控制訊號Cga；在增益值進行此增益調整之同時，控制單元840A偵測增益訊號Sg之數值變化之至少一特徵值，當偵測到此至少一特徵值後，控制單元840A另外依據此至少一特徵值決定切換值，以決定類比增益控制訊號Cga。
在實施時，亦可令控制單元840A設定兩個或以上的切換值。控制單元840A設定上一次的切換值時，即不改變類比增益控制訊號Cga直至切換點之數值生效後，控制單元840A再次依據增益訊號Sg作為決定類比增益控制訊號Cga的來源，如第3D圖之時間點311至312之間增益值變化的情形；當控制單元840A再於偵測到增益訊號Sg之數值變化之至少一特徵值，例如是局部最大值及局部最小值後，控制單元840A依據這一次所決定的切換值決定類比增益控制訊號Cga，如第3D圖中之時間點312所示，以使增益值更接近目標準位訊號T所代表之一目標增益準位，如以比較信號所代表的差值較前一切換點所對應的比較信號所代表的差值為小作為選取下一個切換點的條件。此外，切換值亦如上述係根據至少一特徵值，或其加權總和或平均值來計算。再者，可變增益放大單元810之元件特性，如輸入輸出訊號功率與增益之關係以及輸入訊號與增益之關係，能反映出增益收斂的趨勢及速度，故可在設計時考慮上述元件關係以決定適當之權重或計算之比例。
請參照第9A及9B圖，控制單元900A及900B分別實施第8A圖中之控制單元840A之實施例之電路方塊圖。在第9A圖中，控制單元900A接受增益訊號Sg，並據以產生類比增益控制訊號Cga。控制單元900A包括一控制器910、一切換值決定單元930A、一增益儲存單元970以及一數位類比轉換器990。
數位類比轉換器990接受數位增益控制訊號Cgd，轉換成類比增益控制訊號Cga。
切換值決定單元930A接受增益儲存單元970所輸出的數位增益控制訊號Cgd，並據以偵測出增益變化的局部最大值及最小值，經計算得到切換值以產生增益切換訊號Sf。
控制器910接受增益訊號Sg、增益切換訊號Sf，如上述實施例中自動增益控制裝置之尋找模式之運作，控制器910取用上述訊號Sg及Sf之一作為數位增益控制訊號Cgd產生的來源，從而控制可變增益放大單元810。在尋找模式中，控制器910在依據增益訊號Sg調整增益值之同時，依據增益切換訊號Sf設定數位增益控制訊號Cgd以將增益值切換為新的增益值。
在第9A圖中之切換值決定單元930A偵測至少一局部最大值及至少一局部最小值作為特徵值。切換值決定單元930A包括一最大值偵測單元933、最小值偵測單元935及一加權運算器931，用以產生增益切換訊號Sf。此例可用以實施如第5A圖所示，上述利用一時間間隔內複數個增益值或均等之數值之間的比較關係來決定局部最大值及最小值。例如，數位增益控制訊號Cgd可實質上視為增益值之變化，最大值偵測單元933及最小值偵測單元935於一時間間內接收由數位增益控制訊號Cgd所代表的多個增益值，透過比較它們的關係以測出局部之最大值及最小值並分別儲存，當至少一局部最大值及至少一局部最小值取得以後，再輸出至加權運算器931以計算出切換值並據以產生增益切換訊號Sf。控制器910受到增益切換訊號Sf之通知，令數位增益控制訊號Cgd產生的來源從上述之增益訊號Sg切換為增益切換訊號Sf，從而控制可變增益放大單元810之增益值。在固定接收環境之下，可實施控制器910等待此新的增益值生效後，令數位增益控制訊號Cgd產生的來源恢復為增益訊號Sg，如此可得出如第3D圖之增益控制結果。
此外，切換值決定單元930A更可用以實施如第5B圖所示，利用增益值變化關係，以及利用其一階微分或甚至二階微分以決定局部最大值及局部最小值之例子。在實作時，切換值決定單元930A更可增設一階微分器或二階微分器。
另外，第9B圖所示為控制單元840之另一實施例，其與第9A圖所示之控制單元900A不同之處在於第9B圖中之控制單元900B的切換值決定單元930B偵測至少一增益值之隨時間變化之關係之二階微分作為特徵值。如此，可用以實施如第6圖所示之特徵值及切換點決定方式。切換值決定單元930B例如包括一二階微分器936、一切換值擷取控制單元938及一暫存器939。二階微分器936接收數位增益控制訊號Cgd，對增益變化之數值進行二階微分信號處理。切換值擷取控制單元938偵測二階微分為零的時間點並輸出信號，控制暫存器939儲存此時對應之增益數值，並且更進而產生增益切換訊號Sf，以通知控制器910。如此，控制器910令數位增益控制訊號Cgd產生的來源從上述之增益訊號Sg切換為增益切換訊號Sf，此與上述的控制器910運作方式相似，故不再贅述。
請參考第8B圖，其為依照本發明之自動增益控制裝置之另一實施例。此實施例與第8A圖所示之實施例之差異在於：第8B圖自動增益控制裝置之控制單元840B用以依據增益訊號Sg及比較訊號Sc產生上述之類比增益控制訊號Cga。此實施例之控制單元840B除了能實施尋找模式外，更具有追蹤模式，故此可適用於移動接收環境之 中。如此，此實施例可以實施如第4B或4C圖所示之自動增益控制方法之實施例。
在追蹤模式中，控制單元840B週期性地依據比較訊號Sc以決定是否調整類比增益控制訊號Cga以代表將增益值增加、減少或維持不變。增益值在追蹤模式中被調整之週期係大於增益值在尋找模式中被調整之週期。
在追蹤模式中，控制單元840B例如可參照如第7A、7B或7C圖之增益增量與比較結果之關係，以調整類比增益控制訊號Cga。在其他的實施例中，控制單元840B可將比較訊號Sc與類比增益控制訊號Cga之關係實施為一函數關係以程式化方式或是硬體電路方式以實施在控制單元840B之中。另外，在控制單元840B的不同實施方式中，更可額外加上記憶體(未繪示)，以助控制單元840儲存所讀取的訊號及處理過程中的資料，或是增益控制訊號Cga之數值。當然，記憶體亦可設計為內建於控制單元840B。
另外，控制單元840B亦可用其他電路元件來實施。請參見第9C圖所繪示為控制單元840B之一實施例。在第9C圖中，控制單元900C接受增益訊號Sg以及比較訊號Sc，並據以產生類比增益控制訊號Cga。控制單元900C包括一控制器910、一切換值決定單元930、一增益追蹤單元940A，增益儲存單元970以及數位類比轉換器990。相對於第9A或9B圖所示之控制單元，控制單元900C更包括了增益追蹤單元940A以實現追蹤模式，在追蹤模式中，控制器910接收增益追蹤單元940A之增益追蹤訊號 St。
切換值決定單元930係用以實現尋找模式，例如為切換值決定單元930A或930B。
增益追蹤單元940A接受數位增益控制訊號Cgd以及比較訊號Sc，以產生增益追蹤訊號St。
控制器910接受增益訊號Sg、增益切換訊號Sf及增益追蹤訊號St，如上述實施例中自動增益控制裝置之尋找模式及追蹤模式之運作，控制器910取用上述訊號Sg、Sf及St之一作為數位增益控制訊號Cgd產生的來源，從而控制可變增益放大單元810。在尋找模式中，控制器910依據增益切換訊號Sf設定數位增益控制訊號Cgd。在追蹤模式中，控制器910依據增益追蹤訊號St調整數位增益控制訊號Cgd。在一例子中，控制器910包括一多工器並具有判斷電路以控制多工器以選擇使用上述訊號Sg、Sf及St之一。在實施時，亦可令控制器910在尋找模式中作兩次或以上的切換動作，在採用兩個切換點之例子中，控制器910中的判斷電路將以如下的順序選擇訊號Sg、Sf、Sg、Sf及St。另外，控制器910亦可以用微處理器、微控制器或其他邏輯電路實施。
請再參考第9C圖，增益追蹤單元940A之一實施例包括一追蹤值產生器950A、一閂鎖器959及一週期性脈波產生器961。增益追蹤單元940A週期性依據比較訊號Sc以產生增益追蹤訊號St。故此，在追蹤模式中，用以產生一增益增量轉換函數之電路之輸出係提供給一儲存器，例如閂鎖器959，並且由一脈波產生器961週期性地 產生時脈以控制閂鎖器之輸出，此週期性之增益追蹤訊號St係使增益值在追蹤模式中被調整之週期係大於增益值在尋找模式中被調整之週期。
在第9C圖中，追蹤值產生器950A包括一函數產生電路951a、一產生絕對值的運算單元952、一加法器953、一減法器955、一多工器957。運算單元952係用以取得比較訊號Sc所代表的比較結果之絕對值Sca。而函數產生電路951a用以依據此比較結果之絕對值Sca作為輸入，實現一增益增量轉換函數B(‧)之輸出；例如，增益增量轉換函數B(‧)可視為第7A、7B或7C圖中的增益增量轉換函數A(‧)之第一象界所對應的函數，增益增量轉換函數B(‧)對應於正值的輸入，有正值的輸出。多工器957具有三路的輸入以及一路的控制或判斷輸入，例如是Sc。當Sc大於一門檻值THD且Sc為正時，多工器957選擇第三路之減法器955輸出，亦即增益儲存單元970輸出之上一次的數位增益控制訊號Cgd減掉增益增量轉換函數951a輸出之結果。當Sc大於門檻值THD且Sc為負時，多工器957選擇第一路之加法器953的輸出，亦即增益儲存單元970輸出之上一次的數位增益控制訊號Cgd加上增益增量轉換函數951a輸出之結果。其餘的情形，多工器957選擇第二路增益儲存單元970輸出。
此外，追蹤值產生器950A之另一例子請參照第9D圖之實施例，此實施例與第9C圖之差異僅在於追蹤值產生器950A改為追蹤值產生器950B。追蹤值產生器950B包括一函數產生電路951b及一減法器955。函數產生電路 951b用以依據比較訊號Sc之比較結果作為輸入，實現一增益增量轉換函數A(‧)之輸出。例如，第7A、7B或7C圖所示之增益增量轉換函數A(‧)。減法器955輸出上一次的數位增益控制訊號Cgd加上增益增量轉換函數951b輸出之結果。依據比較訊號的比較結果之大小，函數產生電路951b例如依第7A、7B或7C圖所示之增益增量轉換函數A(‧)，輸出正值之A(‧)之結果、負值之A(‧)之結果或是零。而上述的函數產生電路951a或951b，係可以用查表或計算的方式以硬體實現。
至於檢測單元830之一實施方式，如第8A圖或第8B圖所示，檢測單元830包括：一功率檢測器(power detector)831、一比較器833以及一迴路濾波器(loop filter)835。功率檢測器831，用以依據數位訊號Sd決定數位訊號Sd之平均功率。比較器833，用以比較數位訊號Sd之平均功率及目標準位訊號，產生比較訊號Sc。迴路濾波器835，用以依據比較訊號Sc產生增益訊號Sg。此外，在其他實施例中，檢測單元830可用不同之功率檢測器、峰值偵測器、比較器以及迴路濾波器之各種整合或結合的方式實施。
另外，在其他實施例中，第8A或8B圖的檢測單元830可以與其控制單元結合為一控制單元，例以如第10圖所示之控制單元1010，其係可以用可程式化的處理電路、數位訊號處理器或是邏輯電路實施。另外，類比數位轉換器820及控制單元1010可以使用內建類比數位轉換器的微控制器或數位訊號處理器以實作。
再者，以下以第11A圖之增益曲線圖與自動增益控制裝置1000為例，來舉例說明上述實施例中尋找模式之適當比例量測方式與切換點計算方式。利用自動增益控制裝置1000，可透過量測增益隨時間變化之關係的情況，或增益曲線之變化，獲取切換值計算之適當比例。首先，利用控制單元1010觀察長時間增益收斂的準位，設定為理想增益準位。如第11A圖所示之增益曲線1100之理想增益準位1101。接著，記錄增益曲線之一最大值MAX與最小值MIN分別與理想增益準位的差值Dmax 與Dmin ，如第11A圖中的箭號1110及1115所表示的大小值或第11B圖中的箭號1130及1135所表示的大小值。適當比例R設定為R=Dmin /(Dmax +Dmin )。
如此，控制單元840根據此適當比例R計算切換值，並以第11A圖和第11B圖舉例說明。若最大值先於最小值出現，如第11A圖所示，則切換值可設定為MAX‧R+MIN‧(1-R)。若最小值先於最大值出現，如第11B圖所示，則切換值可設定為MIN‧R+MAX‧(1-R)。
另外，請參照第12圖所繪示之本發明之自動增益控制裝置之另一實施例的方塊圖。自動增益控制裝置1200亦可以實施本發明之自動增益控制方法之實施例，而前述之第8B圖中的實施例不同之處在於：利用功率鑑別器(discriminator)1210來達成如第8B圖中之功率檢測器831及比較器833之作用，以產生比較訊號Sc。在一例子中，功率鑑別器1210包括功率檢測器831及比較器833。此外，自動增益控制裝置1200更包括一控制單元1220。控 制單元1220有別於前述之控制單元900，係包括一迴路濾波器1230、一增益偵測器1250、一增益追蹤器1270及一控制器1290。迴路濾波器1230例如第8B圖中的迴路濾波器835。功率鑑別器1210接收類比數位轉換器取樣後訊號產生比較信號Sc。比較信號Sc輸入至迴路濾波器1230與增益追蹤器1270。增益曲線由控制器1290基於迴路濾波器1230輸出之增益訊號Sg、增益偵測器之輸出訊號S1與增益追蹤器產生之增益追蹤訊號St而產生。增益偵測器1250例如切換值決定單元930。在另一例子中，增益偵測器1250可實施為尋找及記錄特徵值，例如局部的最大值及最小值，而切換點係由具有運算功能的控制器1290加以判斷及計算。增益追蹤器1270例如是增益追蹤單元940A或940B。控制器1290例如為可程式化的處理器或其他邏輯電路，係接受增益訊號Sg、輸出訊號S1及增益追蹤訊號St，如上述實施例中自動增益控制裝置之尋找模式及追蹤模式之運作，控制器1290取用上述訊號Sg、S1及St之一作為數位增益控制訊號Cgd(或類比增益控制訊號Cga)產生的來源，從而控制可變增益放大單元810。
此外，基於第12圖之自動增益控制裝置1200，在一適用於固定接收環境之實施例中，可不必實施增益追蹤器1270，而增益偵測器1250例如以切換值決定單元930實施。
對於上述第9A至9D及12圖所示實施例中之控制器(如910或1290)，在其他例子中，增益儲存單元970可以整合到控制器之內。另外，在其他例子中，為實施如第4C 圖所示之自動增益控制方法之實施例，控制器可另外接受一來自通訊系統之訊號以得知接收環境之情況或參數，以選擇性的按照接收環境及實際的情況，例如移動環境是否高速或低速，而決定是否進一步執行追蹤模式。
此外，基於第9A至9D或12圖所示之實施例，在其他例子中，數位類比轉換器990可獨立於控制單元以外或包括在控制單元內。
另外，基於第8A、8B、10或12圖所示之實施例，在其他例子中，可變增益放大單元810係改以其他能接受數位訊號(如數位增益控制訊號Cgd)以控制增益值之可變增益放大單元或可程式可變增益放大單元，故此可不必使用數位類比轉換器990以產生類比增益控制訊號Cga。可變或可程式增益放大單元例如透過數位介面如序列周邊介面(SPI)或間積體電路協定(I2C)以控制增益。
本發明上述實施例已揭露自動增益控制方法及裝置。其實現尋找模式，在增益收斂的過程中，決定至少一切換值，以縮短增益收斂時間；此外，其他實施例更進一步實現追蹤模式，在移動接收環境下提升路徑損耗補償之同時能降低雜訊對系統的影響。故此，各種接收環境下的增益收斂速度得以改善，信號接收效能亦得以提高。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、301、501、1101‧‧‧理想增益準位
100、110、120、230、250、300、500、1100、1120‧‧‧增益曲線
200．．．路徑損耗與都卜勒效應下訊號強度曲線
201-204．．．信號強度曲線之波谷
210．．．路徑損耗
231-234．．．增益曲線之波峰
240．．．路徑損耗補償
311、312．．．增益被切換點之時間點
510．．．增益曲線之一階微分
520．．．增益曲線之二階微分
710、720．．．增益增量轉換曲線
800A、800B、1000、1200．．．自動增益控制裝置
810．．．可變增益放大單元
820．．．類比數位轉換器
830．．．檢測單元
831．．．功率檢測器
833．．．比較器
835、1230．．．迴路濾波器
840A、840B、900A、900B、900C、900D、1010、1220．．．控制單元
910、1290．．．控制器
930、930A、930B．．．切換值決定單元
931．．．加權運算器
933．．．最大值偵測單元
935．．．最小值偵測單元
936．．．二階微分器
938．．．切換值擷取控制單元
939．．．暫存器
940A、940B、1270．．．增益追蹤單元
950A、950B．．．追蹤值產生器
951a、951b．．．函數產生電路
952．．．運算單元
953．．．加法器
955．．．減法器
957．．．多工器
959．．．閂鎖器
961．．．週期性脈波產生器
970．．．增益儲存單元
1110、1130．．．最大值與理想增益準位的差值
1115、1135．．．最小值與理想增益準位的差值
1210．．．功率鑑別器
1250．．．增益偵測單元
第1圖繪示不同迴路增益在高斯通道下的增益收斂曲線。
第2圖繪示不同迴路增益在移動通道下的增益收斂曲線。
第3A、3B及3C圖繪示本發明之自動增益控制方法之應用於移動接收環境之一實施例的示意圖。
第3D圖繪示本發明之自動增益控制方法之應用於固定接收環境之一實施例的示意圖。
第4A圖繪示本發明之自動增益控制方法應用於固定接收環境之一實施例的流程圖。
第4B圖繪示本發明之自動增益控制方法應用於移動接收環境之一實施例的流程圖。
第4C圖繪示本發明之自動增益控制方法選擇性地應用於固定接收或移動接收環境之一實施例的流程圖。
第4D圖繪示本發明之自動增益控制方法之追蹤模式之一實施例的流程圖。
第5A及5B圖繪示本發明之自動增益控制方法之尋找模式中，以局部最大值及最小值作為增益變化之特徵值時，其決定方式之實施例的示意圖。
第6圖繪示本發明之自動增益控制方法之尋找模式中，以反曲點作為增益變化之特徵值時，其決定方式之實施例的示意圖。
第7A圖繪示增益增量轉換函數特徵曲線參數定義之示意圖。
第7B及7C圖繪示增益增量轉換函數特徵曲線參數定義之例子。
第8A圖繪示本發明之自動增益控制裝置之一實施例的方塊圖。
第8B圖繪示本發明之自動增益控制裝置之另一實施例的方塊圖。
第9A圖繪示第8A圖之本發明之自動增益控制裝置之實施例中，控制單元之一第一實施方式的方塊圖。
第9B圖繪示第8A圖之本發明之自動增益控制裝置之實施例中，控制單元之一第二實施方式的方塊圖。
第9C圖繪示第8B圖之本發明之自動增益控制裝置之實施例中，控制單元之一第三實施方式的方塊圖。
第9D圖繪示第8B圖之本發明之自動增益控制裝置之實施例中，控制單元之一第四實施方式的方塊圖。
第10圖繪示本發明之自動增益控制裝置之另一實施例的方塊圖。
第11A及11B圖繪示增益曲線圖以示意透過量測方式來計算尋找模式之切換點之例子。
第12圖繪示本發明之自動增益控制裝置之另一實施例的方塊圖。

Claims (68)

  1. 一種自動增益控制方法，該方法包括：(a)在一尋找模式中，對一接收訊號之一增益值進行增益調整之同時，根據該增益值之一增益曲線之變化情況，另外改變該增益值至少一次以使該增益值趨向一目標增益準位，其中，另外改變該增益值之步驟包括：偵測該增益曲線之至少一特徵點；根據偵測到之該至少一特徵點，決定一切換值，該切換值係用以使該增益值接近該目標增益準位；以及根據該切換值，設定該增益值為一新增益值並使之生效；其中，該偵測、該決定及該設定之步驟至少被執行一次，該增益曲線之該至少一特徵點包括該增益曲線的一階微分或二階微分實質上為零的點，且該切換值依據該至少一特徵點所對應的該增益曲線的增益值而决定。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自動增益控制方法，其中，該步驟(a)之該偵測之步驟中，該增益曲線之該至少一特徵點包括：該增益曲線之至少一局部最大值及至少一局部最小值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之自動增益控制方法，其中，至少一局部最大值及至少一局部最小值係依據該增益曲線於一時間間隔內所取得的複數個增益值而決定。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之自動增益控制方 法，其中，該步驟(a)之該偵測之步驟中，該增益曲線之至少一局部最大值及至少一局部最小值係依據於一時間間隔內所取得的該增益曲線之至少兩個鄰近的駐點(stationary point)而決定。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之自動增益控制方法，其中，該步驟(a)之該決定之步驟中，該切換值係為該至少一局部最大值及該至少一局部最小值加權之總和。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之自動增益控制方法，其中，該步驟(a)之該決定之步驟中，該切換值係為該至少一局部最大值及該至少一局部最小值之平均值。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之自動增益控制方法，其中，該步驟(a)之該偵測之步驟中，該增益曲線之該至少一特徵點包括：該增益曲線之至少一反曲點(inflection point)。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之自動增益控制方法，其中，該步驟(a)之該偵測之步驟中，該增益曲線之該反曲點係對應到該增益曲線對時間之二階微分為零之該增益曲線上之一點。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之自動增益控制方法，其中，該步驟(a)之該決定之步驟中，該切換值係依據該至少一反曲點所對應之該增益曲線之增益值而決定。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之自動增益控制方法，其中，該步驟(a)更包括：當該設定該增益值之步驟生效後，繼續對該增益值進行該增益調整。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之自動增益控制方法，其中，該方法更包括：(b)當該設定該增益值之步驟最後一次被執行後，進入一追蹤模式，在該追蹤模式中，週期性判斷是否調整該增益值，其中，該增益值在該追蹤模式中被調整之週期係大於該增益值在該尋找模式中被進行該增益調整之週期。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之自動增益控制方法，其中，該步驟(b)更包括：當該設定該增益值之步驟最後一次被執行後，若該接收訊號係於一移動接收環境中接收時，始進入該追蹤模式。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之自動增益控制方法，其中，該步驟(b)中，週期性地依據該接收訊號的強度估計值及一預設信號強度之比較結果以決定調整該增益值或使之維持不變。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之自動增益控制方法，其中，在該步驟(b)中：若該比較結果之絕對值不大於一門檻值，則該增益值維持不變；若該比較結果之絕對值大於該門檻值且該接收訊號的強度估計值大於該預設信號強度，則減小該增益值；若該比較結果之絕對值大於該門檻值且該接收訊號的強度估計值小於該預設信號強度，則增加該增益值。
  15. 一種自動增益控制裝置，該裝置包括：一可變增益放大單元，用以依據一增益值控制一接收 訊號以產生一第一訊號；一類比數位轉換器，用以依據該第一訊號產生一數位訊號；一檢測單元，用以依據該數位訊號及一目標準位訊號，產生一增益訊號；以及一控制單元，用以依據該增益訊號產生一增益控制訊號，其中，該可變增益放大單元之該增益值係依據該增益控制訊號而調整；其中，當該控制單元係操作於一尋找模式時，該控制單元在該增益值進行增益調整之同時，根據該增益值隨時間變化之關係之至少一特徵值以決定一切換值，另外改變該增益值至少一次以使該增益值趨向一目標增益準位，該至少一特徵值包括：令該增益值隨時間變化之關係所對應之一增益曲線之一階微分或二階微分實質上為零的至少一增益值，且該切換值依據該至少一特徵值所對應的該至少一增益值而决定。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之自動增益控制裝置，其中，該檢測單元包括：一功率檢測器，用以依據該數位訊號決定該數位訊號之平均功率；一比較器，用以比較該平均功率及該目標準位訊號，產生一比較訊號；以及一迴路濾波器，用以依據該比較訊號產生該增益訊號。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之自動增益控制裝 置，其中，該控制單元偵測該增益控制訊號之數值隨時間變化之關係之至少一特徵值以作為該增益值隨時間變化之關係之該至少一特徵值，並根據該切換值以設定該增益控制訊號以另外設定該增益值以使得該增益值接近該目標增益準位。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之自動增益控制裝置，其中，在尋找模式中，該至少一特徵值包括：該增益值隨時間變化之關係之至少一局部最大值及至少一局部最小值。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之自動增益控制裝置，其中，至少一局部最大值及至少一局部最小值係依據一時間間隔內所取得的複數個增益值而決定。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之自動增益控制裝置，其中，該至少一局部最大值及至少一局部最小值係依據一時間間隔內所取得的該增益值隨時間變化之關係之至少兩個時間上鄰近而且能令該增益值之對應之該增益曲線對時間之一階微分實質上為零的增益值而決定。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之自動增益控制裝置，其中，該切換值係為該至少一局部最大值及該至少一局部最小值加權之總和。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之自動增益控制裝置，其中，該切換值係根據該至少一局部最大值及該至少一局部最小值、該可變增益放大單元之輸入輸出訊號功率與增益之關係以及輸入訊號與增益之關係而決定。
  23. 如申請專利範圍第17項所述之自動增益控制裝 置，其中，該切換值係依據該至少一令該增益曲線對時間之二階微分實質上為零的增益值而決定。
  24. 如申請專利範圍第15項所述之自動增益控制裝置，其中：在該尋找模式中，當該增益值生效後，該控制單元繼續依據該增益訊號產生該增益控制訊號以設定該增益值。
  25. 如申請專利範圍第15項所述之自動增益控制裝置，其中：當最後一次另外設定該增益值生效後，該控制單元進入一追蹤模式，在該追蹤模式中，該控制單元週期性判斷是否調整該增益值，其中，該增益值在該追蹤模式中被調整之週期係大於該增益值在該尋找模式中被進行該增益調整之週期。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之自動增益控制裝置，其中，當最後一次另外設定該增益值生效後，若該自動增益控制裝置係於一移動接收環境中時，始進入該追蹤模式。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之自動增益控制裝置，其中，該控制單元週期性地依據該接收訊號的強度估計值及一預設信號強度之比較結果以決定調整該增益值或使之維持不變。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之自動增益控制裝置，其中：若該比較結果之絕對值不大於一門檻值，該控制單元決定該增益值維持不變； 若該比較結果之絕對值大於該門檻值且該接收訊號的強度估計值大於該預設信號強度，該控制單元決定減小該增益值；若該比較結果之絕對值大於該門檻值且該接收訊號的強度估計值小於該預設信號強度，該控制單元決定增加該增益值。
  29. 如申請專利範圍第15項所述之自動增益控制裝置，其中，該控制單元包括：一切換值決定單元，依據該增益控制訊號，偵測出該增益訊號之隨時間變化之關係之至少一特徵值，以得到該切換值以產生一增益切換訊號；以及一控制器，用以接受該增益訊號、該增益切換訊號，並據以產生該增益控制訊號；其中，在該尋找模式中，該控制器依據該增益切換訊號設定該增益控制訊號以設定該增益值。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之自動增益控制裝置，其中，在該尋找模式中，該至少一特徵值包括：該增益訊號之隨時間變化之關係之至少一局部最大值及至少一局部最小值；該切換值係依據該至少一局部最大值及該至少一局部最小值而決定。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之自動增益控制裝置，其中，該至少一局部最大值及至少一局部最小值係依據於一時間間隔內所取得的該增益訊號之隨時間變化之關係之至少兩個時間上鄰近而且能令該增益訊號之隨時 間變化之關係所對應之一增益曲線之一階微分實質上為零的增益值而決定。
  32. 如申請專利範圍第30項所述之自動增益控制裝置，其中，該切換值決定單元包括一微分器。
  33. 如申請專利範圍第29項所述之自動增益控制裝置，其中，該至少一特徵值包括：該增益訊號之隨時間變化之關係所對應之一增益曲線之至少一令該增益曲線對時間之二階微分實質上為零的增益值；該切換值係依據該至少一令該增益曲線對時間之二階微分實質上為零的增益值而決定。
  34. 如申請專利範圍第15項所述之自動增益控制裝置，更包括：一增益追蹤單元，在一追蹤模式中，依據該增益控制訊號以及一比較訊號，週期性地決定是否調整該增益控制訊號，以產生一增益追蹤訊號；其中，該檢測單元依據該數位訊號及該目標準位訊號更產生該比較訊號；在該追蹤模式中，一控制器更依據該增益追蹤訊號調整該增益控制訊號以設定該增益值。
  35. 如申請專利範圍第15項所述之自動增益控制裝置，更包括：一增益儲存單元，用以儲存該增益控制訊號。
  36. 如申請專利範圍第15項所述之自動增益控制裝置，更包括：一數位類比轉換器，用以依據該增益控制訊號以產生一類比之增益控制訊號。
  37. 一種自動增益控制裝置，該裝置包括：一可變增益放大單元，用以依據一增益值控制一接收訊號以產生一第一訊號；一類比數位轉換器，用以依據該第一訊號產生一數位訊號；以及一控制單元，用以依據該數位訊號及一目標準位產生一增益控制訊號，其中，該可變增益放大單元之該增益值係依據該增益控制訊號而調整；其中，當該控制單元係操作於一尋找模式時，該控制單元在該增益值進行增益調整之同時，根據該增益值隨時間變化之關係之至少一特徵值以決定一切換值，另外改變該增益值至少一次以使該增益值趨向一目標增益準位，該至少一特徵值包括：令該增益值隨時間變化之關係所對應之一增益曲線之一階微分或二階微分實質上為零的至少一增益值，且該切換值依據該至少一特徵值所對應的該至少一增益值而决定。
  38. 如申請專利範圍第37項所述之自動增益控制裝置，其中，該控制單元係為一微處理器或一微控制器。
  39. 如申請專利範圍第37項所述之自動增益控制裝置，其中，該控制單元係為一數位訊號處理器。
  40. 如申請專利範圍第37項所述之自動增益控制裝置，其中，該控制單元偵測該增益控制訊號之數值隨時間變化之關係之至少一特徵值以作為該增益值隨時間變化之關係之該至少一特徵值，並根據該切換值以設定該增益控制訊號以另外設定該增益值以使得該增益值接近該目 標增益準位。
  41. 如申請專利範圍第40項所述之自動增益控制裝置，其中，在尋找模式中，該至少一特徵值包括：該增益值隨時間變化之關係之至少一局部最大值及至少一局部最小值。
  42. 如申請專利範圍第41項所述之自動增益控制裝置，其中，至少一局部最大值及至少一局部最小值係依據一時間間隔內所取得的複數個增益值而決定。
  43. 如申請專利範圍第41項所述之自動增益控制裝置，其中，該至少一局部最大值及至少一局部最小值係依據一時間間隔內所取得的該增益值隨時間變化之關係之至少兩個時間上鄰近而且能令該增益值之對應之該增益曲線對時間之一階微分實質上為零的增益值而決定。
  44. 如申請專利範圍第41項所述之自動增益控制裝置，其中，該切換值係為該至少一局部最大值及該至少一局部最小值加權之總和。
  45. 如申請專利範圍第41項所述之自動增益控制裝置，其中，該切換值係根據該至少一局部最大值及該至少一局部最小值以及該可變增益放大單元之輸入輸出訊號功率與增益之關係以及輸入訊號與增益之關係而決定。
  46. 如申請專利範圍第40項所述之自動增益控制裝置，其中，該切換值係依據該至少一令該增益曲線對時間之二階微分實質上為零的增益值而決定。
  47. 如申請專利範圍第37項所述之自動增益控制裝置，其中： 在該尋找模式中，當該增益值生效後，該控制單元繼續依據一增益訊號及一比較訊號產生該增益控制訊號以設定該增益值。
  48. 如申請專利範圍第37項所述之自動增益控制裝置，其中：當最後一次另外設定該增益值生效後，該控制單元進入一追蹤模式，在該追蹤模式中，該控制單元週期性判斷是否調整該增益值，其中，該增益值在該追蹤模式中被調整之週期係大於該增益值在該尋找模式中被進行該增益調整之週期。
  49. 如申請專利範圍第48項所述之自動增益控制裝置，其中，當最後一次另外設定該增益值生效後，若該自動增益控制裝置係於一移動接收環境中時，始進入該追蹤模式。
  50. 如申請專利範圍第48項所述之自動增益控制裝置，其中，該控制單元週期性地依據該接收訊號的強度估計值及一預設信號強度之比較結果以決定調整該增益值或使之維持不變。
  51. 如申請專利範圍第50項所述之自動增益控制裝置，其中：若該比較結果之絕對值不大於一門檻值，該控制單元決定該增益值維持不變；若該比較結果之絕對值大於該門檻值且該接收訊號的強度估計值大於該預設信號強度，該控制單元決定減小該增益值； 若該比較結果之絕對值大於該門檻值且該接收訊號的強度估計值小於該預設信號強度，該控制單元決定增加該增益值。
  52. 一種自動增益控制裝置，該裝置包括：一可變增益放大單元，用以依據一增益值控制一接收訊號以產生一第一訊號；一類比數位轉換器，用以依據該第一訊號產生一數位訊號；一功率鑑別器，用以依據該數位訊號及一目標準位訊號，產生一比較訊號；以及一控制單元，用以依據該比較訊號產生一增益控制訊號，其中，該可變增益放大單元之該增益值係依據該增益控制訊號而調整；其中，當該控制單元係操作於一尋找模式時，該控制單元在該增益值進行增益調整之同時，根據該增益值隨時間變化之關係之至少一特徵值以決定一切換值，另外改變該增益值至少一次以使該增益值趨向一目標增益準位，該至少一特徵值包括：令該增益值隨時間變化之關係所對應之一增益曲線之一階微分或二階微分實質上為零的至少一增益值，且該切換值依據該至少一特徵值所對應的該至少一增益值而决定。
  53. 如申請專利範圍第52項所述之自動增益控制裝置，其中，該控制單元偵測該增益控制訊號之數值隨時間變化之關係之至少一特徵值以作為該增益值隨時間變化之關係之該至少一特徵值，並根據該切換值以設定該增益 控制訊號以另外設定該增益值以使得該增益值接近該目標增益準位。
  54. 如申請專利範圍第53項所述之自動增益控制裝置，其中，在尋找模式中，該至少一特徵值包括：該增益值隨時間變化之關係之至少一局部最大值及至少一局部最小值。
  55. 如申請專利範圍第54項所述之自動增益控制裝置，其中，至少一局部最大值及至少一局部最小值係依據一時間間隔內所取得的複數個增益值而決定。
  56. 如申請專利範圍第54項所述之自動增益控制裝置，其中，該至少一局部最大值及至少一局部最小值係依據一時間間隔內所取得的該增益值隨時間變化之關係之至少兩個時間上鄰近而且能令該增益值之對應之該增益曲線對時間之一階微分實質上為零的增益值而決定。
  57. 如申請專利範圍第54項所述之自動增益控制裝置，其中，該切換值係為該至少一局部最大值及該至少一局部最小值加權之總和。
  58. 如申請專利範圍第54項所述之自動增益控制裝置，其中，該切換值係根據該至少一局部最大值及該至少一局部最小值以及該可變增益放大單元之輸入輸出訊號功率與增益之關係以及輸入訊號與增益之關係而決定。
  59. 如申請專利範圍第53項所述之自動增益控制裝置，其中，該切換值係依據該至少一令該增益曲線對時間之二階微分實質上為零的增益值而決定。
  60. 如申請專利範圍第52項所述之自動增益控制裝 置，其中：在該尋找模式中，當該增益值生效後，該控制單元繼續依據該比較訊號產生該增益控制訊號以設定該增益值。
  61. 如申請專利範圍第52項所述之自動增益控制裝置，其中：當最後一次另外設定該增益值生效後，進入一追蹤模式，在該追蹤模式中，該控制單元週期性判斷是否調整該增益值，其中，該增益值在該追蹤模式中被調整之週期係大於該增益值在該尋找模式中被進行該增益調整之週期。
  62. 如申請專利範圍第61項所述之自動增益控制裝置，其中，當最後一次另外設定該增益值生效後，若該自動增益控制裝置係於一移動接收環境中時，始進入該追蹤模式。
  63. 如申請專利範圍第61項所述之自動增益控制裝置，其中，該控制單元週期性地依據該接收訊號的強度估計值及一預設信號強度之比較結果以決定調整該增益值或使之維持不變。
  64. 如申請專利範圍第63項所述之自動增益控制裝置，其中：若該比較結果之絕對值不大於一門檻值，該控制單元決定該增益值維持不變；若該比較結果之絕對值大於該門檻值且該接收訊號的強度估計值大於該預設信號強度，該控制單元決定減小該增益值；若該比較結果之絕對值大於該門檻值且該接收訊號 的強度估計值小於該預設信號強度，該控制單元決定增加該增益值。
  65. 如申請專利範圍第52項所述之自動增益控制裝置，其中，該控制單元包括一迴路濾波器，用以依據該比較訊號產生一增益訊號以得到該增益之增益曲線。
  66. 如申請專利範圍第65項所述之自動增益控制裝置，其中該控制單元更包括：一增益偵測單元，依據該增益控制訊號，偵測出該增益訊號之一增益曲線的局部最大值及最小值，以得到一輸出訊號；一增益追蹤單元，在一追蹤模式中，依據該增益控制訊號以及該比較訊號，週期性地決定是否調整該增益控制訊號，以產生一增益追蹤訊號；以及一控制器，用以接受該增益訊號、該輸出訊號及該增益追蹤訊號，並據以產生該增益控制訊號；其中，在該尋找模式中，該控制器依據該輸出訊號設定該增益控制訊號以設定該增益值；在該追蹤模式中，該控制器依據該增益追蹤訊號調整該增益控制訊號。
  67. 如申請專利範圍第66項所述之自動增益控制裝置，更包括：一增益儲存單元，用以儲存該增益控制訊號。
  68. 如申請專利範圍第67項所述之自動增益控制裝置，更包括：一數位類比轉換器，用以依據該增益控制訊號以產生一類比之增益控制訊號。
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