[發明專利]一種基于PID控制器的數字自動增益控制系統及方法

有效

• 申請號: 202010987736.8
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112188607B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 王嘯陽;韋文;劉洪強;師進;周宇暉;魏鴻亮
• 申請（專利權）人: 北京全路通信信號研究設計院集團有限公司;中車齊齊哈爾車輛有限公司
• 主分類號: H04W52/52
• 分類號: H04W52/52;H04B1/12
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍

本發明提供一種基于PID控制器的數字自動增益控制系統及方法，所述系統包括可調增益電路、模數轉換器和AGC系統；其中，所述可調增益電路，用于接收射頻輸入信號，調整所述射頻輸入信號的強度，輸出調整信號；所述模數轉換器，用于接收所述調整信號，對所述調整信號進行采樣，輸出采樣信號；所述AGC系統，用于接收所述采樣信號，對所述采樣信號進行增益處理，并將處理結果反饋給所述可調增益電路。本發明將PID控制算法應用到通信接收機的自動增益控制，簡化了AGC算法設計，提高了AGC控制系統的數字化程度，降低了接收機射頻和中頻電路的設計復雜度，提高了AGC控制系統的普適性。

技術領域

本發明屬于數字自動增益控制領域，特別涉及一種基于PID控制器的數字自動增益控制系統及方法。

背景技術

無線通信是利用電磁波信號在自由空間(即空氣、真空、外太空)中傳播的特性進行信息傳遞的一種通信方式。然而，由于傳播距離、障礙物、信號頻率和干擾的影響，到達無線通信系統接收機的電磁波信號會經歷不同程度的衰減，可能相差幾千、幾萬倍。如果電磁波信號強度過小或者過大，接收機將無法正常識別和解調信號。因此，無線通信系統的接收機需要具有接收信號強度的自動調整能力，即自動增益控制系統(AGC系統)。AGC系統通常具有一定的增益動態調整范圍，根據接收機接收到的信號電壓強弱，自適應調整接收機射頻或中頻通道的增益，使接收信道最終的輸出信號強度穩定在期望信號強度附近。根據自動增益控制的實現方式不同，可以將自動增益控制系統劃分為模擬AGC系統和數字AGC系統。模擬AGC系統屬于比較傳統的自動增益控制方式，對接收機射頻和中頻電路的要求比較高，電路設計復雜。與模擬AGC系統相比，數字AGC系統將更多的增益控制部分利用數字方式實現，降低了接收機射頻和中頻電路的復雜度和實現難度。但現有的數字AGC系統存在算法復雜的問題。

因此，如何提供一種算法簡便的數字自動增益控制系統是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種基于PID控制器的數字自動增益控制系統及方法及方法。

一種基于PID控制器的數字自動增益控制系統，

包括可調增益電路、模數轉換器和AGC系統；其中，

所述可調增益電路，用于接收射頻輸入信號，調整所述射頻輸入信號的強度，輸出調整信號；

所述模數轉換器，用于接收所述調整信號，對所述調整信號進行采樣，輸出采樣信號；

所述AGC系統，用于接收所述采樣信號，對所述采樣信號進行增益處理，并將處理結果反饋給所述可調增益電路。

進一步地，

所述AGC系統包括數據采集處理模塊和增益控制模塊。

進一步地，

所述數據采集處理模塊包括數據采集模塊和數據處理模塊；

所述數據采集模塊，用于在一個AGC調整窗口內連續采集采樣信號，并將采集到的采集信號輸送給所述數據處理模塊；

所述數據處理模塊，用于對所述采集信號進行分析處理，計算獲取當前信號的實際電壓值，并發送所述實際電壓值。

進一步地，

所述增益控制模塊包括增益計算模塊和增益分配模塊；

其中，所述增益計算模塊基于PID算法。

進一步地，

所述增益計算模塊包括增益偏差計算模塊和增益控制量計算模塊；

所述增益偏差計算模塊，用于接收所述實際電壓值和期望電壓值，通過數學變換獲取所述期望電壓值和所述實際電壓值的電壓增益偏差量，并將所述電壓增益偏差量發送給所述增益控制量計算模塊；