[發明專利]一種脈沖信號接收機中數字自動增益控制實現方法

有效

• 申請號: 202210073248.5
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114513842B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 李南松;陳潤
• 申請（專利權）人: 深圳市紐瑞芯科技有限公司
• 主分類號: H04W52/52
• 分類號: H04W52/52;H04B1/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本發明提出一種脈沖信號接收機中數字自動增益控制實現方法，屬于UWB通信定位領域。該方法首先根據選取的信號模式確定自動增益控制AGC的參數，在每個調整周期，按照設定的采樣頻率對包含脈沖的一段信號采樣后計算對應模值，并相應更新最大脈沖幅度；通過判定，分別計算沒有采樣溢出時的增益變化量和有采樣溢出時的增益變化修正量，將兩者分貝求和得到最終增益調整量，以實現可變增益放大器的自動增益控制。本發明解決了脈沖信號接收機中數字AGC所面臨的信號功率檢測不準確和反應慢跟蹤速度慢的問題。此外，由于本發明降低了運算量，在實際應用中帶來功耗低和成本低的好處。

技術領域

本發明屬于UWB通信定位領域，特別涉及一種脈沖信號接收機中數字自動增益控制實現方法。

背景技術

自動增益控制是通信接收機中的基本模塊。在通信中，由于信道的影響，信號到達接收機天線時，幅度可能很小也可能很大。為了保證接收機正常工作，需要把信號放大到一個合適的范圍內。自動增益控制(Automatic?Gain?Control，AGC)的功能就是：根據接收信號的功率的大小，確定放大電路的增益值，調整接收信號的大小。AGC可以全部由模擬電路完成，也可以由模擬、數字聯合完成。數字AGC的基本模塊有可變增益放大器(包括一系列模擬器件，如LNA、混頻器、VGA等)、功率檢測器、功率比較器、平滑濾波器。

超寬帶(Ultra?Wide?Band,UWB)是一種由脈沖組成的無線信號。IEEE?802.15.4定義的UWB，廣泛應用于通信和定位領域。它的主要特征有：

·頻域上有效帶寬大，通常499.2MHz，最高1354.97MHz。因此ADC(Analog?toDigital?Converter模擬數字轉換器)的采樣頻率很高，運算量大；

·時域上信號非常集中，占空比低；

·UWB信號的一幀可能非常短，最小幾十微秒。

現有AGC技術主要運用于窄帶連續信號。用于UWB接收機中，面臨的主要問題有：

1.在測量信號功率時，由于信號的非連續性，大部分數據樣本不是信號，而是噪聲。AGC的目的是把脈沖放大到合適的大小，噪聲的功率不應該被計入功率測量。

2.計算量大。由采樣定理可知，UWB信號的最小采樣頻率約1G?Hz，計算量大帶來成本功耗等一系列問題。

3.收斂慢。UWB信號能用于AGC的可能非常短，而且由于信號不連續，傳統AGC不能在規定的時間內完成。

目前已有的改進方案有：

·以脈沖重復頻率對信號進行濾波，消除噪聲的影響。這種方法的缺點是濾波器穩定輸出需要的時間較長，解決了問題1，加重了問題2，3

·測量信噪比，進而修正信號功率。這種方法的缺點是需要額外的電路，過于復雜。

發明內容

本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種脈沖信號接收機中數字自動增益控制實現方法。本發明具有性能好，速度快，實現簡單的特點，特別適用與IEEE802.15.4所定義的UWB信號。

本發明實施例提出一種脈沖信號接收機中數字自動增益控制實現方法，包括：

1)根據選取的信號模式確定自動增益控制AGC的參數，包括：采樣率fs、AGC調整周期的長度N、期望模擬數字轉換器ADC輸出的脈沖幅度A0；其中，所述N滿足：ADC每輸出N個數據中至少包括一個脈沖；

2)令采樣計數器Ns的初始值為0，溢出計數器Nof的初始值為0，最大脈沖幅度Am的初始值為0；

3)在每個調整周期，令ADC按照采樣率fs輸出I、Q兩路采樣值，分別記作s_i和s_q；

4)計算s_i和s_q的模記為A；