[發明專利]自動增益控制裝置和方法、功率調整裝置和無線發射系統

有效

• 申請號: 201210022055.3
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN103227615A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 李輝;巖松隆則;周建民
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20;H03M1/12;H04B1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;李春暉

技術領域

本公開涉及信號處理領域，具體地，涉及自動增益控制裝置、自動增益控制方法以及功率調整裝置和無線發射系統。

背景技術

無線通信系統中使用的功率放大器(PA)存在固有的非線性，該非線性將造成輸出信號功率的帶外頻譜擴展以及帶內信號畸變，進而影響通信系統性能。目前，自適應預失真器已經廣泛使用于無線通信系統中以補償功率放大器的非線性的影響。

自適應標量法預失真器對功率放大器輸出信號的帶外功率進行采樣，根據其功率值的變化來自適應地調整預失真器的參數，從而實現功率放大器的線性化，如圖1所示。圖1示出了具有自適應標量法預失真器的功率放大系統1的配置。功率放大系統1從信號源2得到輸入信號，并且將功率放大后的信號提供給天線3。功率放大系統1包括預失真單元14、第一數模轉換器(DAC)15、上變頻器16、功率放大器17、反饋支路18和更新算法模塊19。

預失真單元14具有與功率放大器17的非線性特性相對應的非線性特性，經過預失真單元14進行預失真后的信號，經過第一數模轉換器15、上變頻器16的處理，再經過具有非線性失真的功率放大器17的放大而成為所得到的輸出信號。在該輸出信號中，非線性的預失真與非線性的失真基本上相互抵消。從而，從功率放大器17輸出的信號可以被看作是輸入預失真單元14的輸入信號經過了線性功率放大的結果。

反饋支路18獲取對功率放大器17的輸出信號的功率的采樣，并且向更新算法模塊19提供用于更新算法的代價函數值。更新算法模塊19根據代價函數值來調整預失真單元14的參數，從而使得預失真單元14的非線性特性盡可能與功率放大器17的非線性特性相對應。當代價函數值收斂時，可以判定預失真單元14的非線性特性已經與功率放大器17的非線性特性相對應。

與自適應矢量法預失真器相比，這種結構不需要進行樣點同步，降低了反饋支路的實現復雜度。

在圖1的反饋支路18中通常采用自動增益控制(AGC)方法來調整模數轉換器(ADC)的輸入信號的動態范圍，以降低模數轉換器的比特數。自動增益控制算法模塊將計算出的增益值通過數模轉換器輸出，以調節可變增益放大器(VGA)的增益。為了達到所需的增益調整精度，對數模轉換器的比特數有一定的要求。如圖1所示，反饋鏈路18包括混頻器181、模擬帶通濾波器(ABPF)182、可變增益放大器183、模數轉換器184、代價函數計算模塊185、自動增益控制算法模塊186和第二數模轉換器187。其中，自動增益控制算法模塊186根據模數轉換器184的模數轉換結果，向可變增益放大器183提供可變增益g。

目前的自動增益控制算法的主要思路是保證模數轉換器184的輸出信號的某種統計特性(平均功率、平均幅度等)總是保持為一個常數值，如圖2所示。圖2示出了圖1中的反饋鏈路18的配置，其中自動增益控制算法模塊186包括信號特性分析單元186a和增益生成單元186b。其中自動增益控制算法為了實時計算模數轉換器的輸出信號的統計特性，需要由信號特性分析單元186a得到模數轉換器的輸出信號的絕對數值，并且將該絕對數值與基準R進行對比，從而根據對比結果由增益生成單元186b生成可變增益放大器183的可變增益g。

這種方法一方面需要實時調整可變增益放大器的增益，以保證模數轉換器的輸出信號的統計特性實時恒定，另一方面要求所使用的模數轉換器及數模轉換器的比特數不能過低(例如，無法使用1比特的模數轉換器)。

發明內容

本公開的發明人注意到，由于在自適應標量法預失真器中，只需要獲得功率放大器輸出的帶外信號功率的變化量，而不需要此帶外信號功率的絕對值。針對這一特點，本公開提出了一種提高了性能并降低了成本的自動增益控制裝置和自動增益控制方法，以及應用了這樣的自動增益控制裝置和自動增益控制方法的功率調整裝置和無線發射系統。

根據本公開的實施例，提供了一種自動增益控制裝置，其包括：可變增益調整單元，其用于以可變增益對輸入信號進行調整，并且輸出調整結果；模數轉換單元，其用于對調整結果進行模數轉換以得到模數轉換結果；以及增益確定單元，其用于確定模數轉換結果的最大值或最小值在預定時間周期內的分布情況，并且將該分布情況與第一分布條件進行比較，如果該分布情況滿足第一分布條件，則保持與該分布情況相對應的可變增益不變，如果該分布情況不滿足第一分布條件，則改變與該分布情況相對應的可變增益并再次確定分布情況，直至分布情況滿足第二分布條件為止，其中第二分布條件與第一分布條件相同或者比第一分布條件更嚴格。