[發明專利]一種數字通信接收機的自動增益控制方法

在審

• 申請號: 201910538851.4
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110324054A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 車小林;趙貴勇;舒海軍;衣曉峰
• 申請（專利權）人: 上海華虹集成電路有限責任公司;北京中電華大電子設計有限責任公司
• 主分類號: H04B1/16
• 分類號: H04B1/16;H04W52/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及電子通信領域，公開了一種數字通信接收機的自動增益控制方法，聯合利用接收機ADC輸出信號的飽和度、幅度和信號功率進行增益調整。首先，將射頻或模擬前端的通路增益設置為最大值，當ADC輸出信號功率大于一個預先設定的門限時，根據ADC輸出信號飽和度相應地降低射頻或模擬前端的通路增益；其次，根據ADC輸出信號的幅度和功率，調整數字增益及射頻或模擬前端的通路增益，使ADC輸出信號功率在期望范圍內；最后，跟蹤ADC輸出信號的幅度和功率，直到收到數字基帶接收機的增益鎖定指示信號，此時維持射頻或模擬前端的通路增益不變。仿真表明，本發明的自動增益控制方法收斂速度快，可適用于復雜的有線或無線通信場景。

技術領域

本發明涉及電子通信領域，特別涉及一種數字通信接收機的自動增益控制方法。

背景技術

通信技術是最近幾十年來發展最快的技術領域之一，從模擬通信發展到現代數字通信，極大地改善了人們在生活和工作中進行信息傳輸和交流的便利性。蜂窩通信、無線局域網、藍牙等通信技術，適應于不同的應用場景而不斷地向前演進和發展，已成為手機、移動終端等的標準配置。這些無線通信系統中，發射機和接收機之間的距離是不固定的，可能會緩慢變化的，導致接收機接收信號的功率發生變化，要求數字通信系統的接收機可以適應較大動態范圍的接收信號功率變化。

數字通信接收機的自動增益控制(AGC)模塊，根據ADC的輸出信號，調整射頻或模擬前端的通路增益，使得在不同的接收信號功率下，ADC的輸入信號功率基本恒定，這樣可以有效地利用ADC的動態特性，保證數字基帶接收機的可靠工作。AGC是數字通信接收機的關鍵模塊之一，其工作可靠與否會影響通信系統信息傳輸的可靠性。無線局域網和藍牙通信系統是突發通信系統，每個物理層數據包包含前導部分和數據信息部分，AGC需要在前導信號期間快速收斂，將射頻前端的通路增益快速地調整到合適的增益上，從而保證數據信息的可靠接收和解調。

傳統的自動增益控制方法，根據ADC輸出信號的功率計算射頻通路增益，反饋到射頻前端。當接收信號功率較大時，ADC的輸出信號會嚴重飽和；當接收信號功率過小時，信噪比較低，ADC輸出信號的功率估計誤差會比較大。這些情況下，僅根據ADC輸出信號的功率計算射頻通路增益，需要多次調整，增益收斂的速度較慢，難以適用于對ADC增益調整要求短時、快速的通信系統中。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種數字通信接收機的自動增益控制方法，聯合考慮接收機ADC輸出信號的飽和度、幅度和信號功率進行增益調整，提高AGC增益控制速度，并適應不同的通信場景。

為了解決上述問題，本發明的自動增益控制方法包括如下四個步驟：

步驟1：將射頻或模擬前端的通路增益設置為最大值，估計ADC輸出信號的功率；在一個預先設定的時間窗口內，計算同相支路ADC輸出信號的平方與正交支路ADC輸出信號的平方之和，在該時間窗口內累加該平方和，并計算該平方和的平均值；同相支路和正交支路信號平方和的平均值，即為ADC輸出信號的平均功率。

設同相支路ADC在采樣時刻n的輸出信號為adc_data_ich(n)，正交支路ADC在采樣時刻n的輸出信號為adc_data_qch(n)，計算ADC輸出信號功率的觀測窗口的大小為N，則在時刻n的ADC輸出信號的功率估計為：

設q(n)＝adc_data_ich(n-k)²+adc_data_qch(n-k)²，則

上式(2)更便于數字電路實現ADC輸出信號功率估計的計算。

如果ADC輸出信號的功率大于一個預先設定的門限reg_agc_pwr_thd，即P(n)≥reg_agc_pwr_thd，說明接收機接收到有效信號，進入步驟2；否則，根據上式(2)，持續估計和更新ADC輸出信號的功率估計值，等待有效信號的到來。