專(zhuān)利名稱(chēng)：一種實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用OFDM技術(shù)的移動(dòng)數(shù)字多媒體數(shù)字接收機(jī)的自動(dòng)增益控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置及方法。
背景技術(shù)：
在無(wú)線(xiàn)通信中為了獲得更高的數(shù)據(jù)速率和應(yīng)對(duì)嚴(yán)重的多徑衰落，采用正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)。OFDM技術(shù)采用多載波調(diào)制(MCM)，把信息流分成若干個(gè)并行數(shù)據(jù)流，然后將數(shù)據(jù)流調(diào)制到相互正交的單個(gè)子載波上進(jìn)行傳輸。OFDM各個(gè)子載波間相互正交，減小了碼間干擾，提高了頻譜利用率，有效抵抗窄帶干擾。在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，隨著傳輸距離的變化、移動(dòng)終端的高速運(yùn)動(dòng)等因素的影響，信號(hào)在空間傳播過(guò)程中存在明顯衰落，導(dǎo)致接收機(jī)端輸入信號(hào)幅度變化范圍很大，因此在接收機(jī)前端需要一個(gè)幅度控制系統(tǒng)，自動(dòng)增益控制(AGC)系統(tǒng)能保證在接收信號(hào)劇烈變化的情況下輸出功率穩(wěn)定的信號(hào)。AGC系統(tǒng)是一種在輸入信號(hào)幅度變化很大的情況下使輸出信號(hào)幅度保持恒定或僅在較小范圍變化的控制系統(tǒng)。在移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播系統(tǒng)中，信號(hào)是大動(dòng)態(tài)范圍、高峰均比的OFDM符號(hào)，接收機(jī)輸入信號(hào)從幾個(gè)μ V到幾百mV信號(hào)增益相差幾十dB，動(dòng)態(tài)范圍很大，需要AGC保證適時(shí)調(diào)整接收信號(hào)增益，所以要設(shè)計(jì)一個(gè)收斂快速，性能穩(wěn)定的AGC系統(tǒng)。數(shù)字AGC算法靈活，反應(yīng)時(shí)間快，但是目前的數(shù)字AGC算法由于受VGA調(diào)整速度的影響導(dǎo)致收斂速度較慢。本發(fā)明采用快速收斂的AGC系統(tǒng)能更好跟蹤信號(hào)變化收斂快速，對(duì)信號(hào)的調(diào)整控制及時(shí)有效。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置及方法，以降低自動(dòng)增益控制系統(tǒng)的功耗，提高接收信號(hào)幅度穩(wěn)定性。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，應(yīng)用于采用OFDM技術(shù)的接收機(jī)，包括增益調(diào)整模塊，用于根據(jù)誤差增益計(jì)算模塊計(jì)算得到的誤差增益對(duì)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，并將模擬信號(hào)采樣量化為數(shù)字信號(hào)后輸出給平均功率估計(jì)模塊；平均功率估計(jì)模塊，用于估計(jì)增益調(diào)整模塊輸出的采樣信號(hào)的平均功率，并將該平均功率輸出給平均功率誤差計(jì)算模塊；平均功率誤差計(jì)算模塊，用于計(jì)算平均功率與參考功率的差，并將得到的平均功率誤差輸出給閾值判斷模塊；閾值判斷模塊，用于根據(jù)平均功率誤差的大小決定是否進(jìn)行誤差增益計(jì)算，如果平均功率誤差大于開(kāi)啟閾值，則開(kāi)啟誤差增益計(jì)算模塊；如果平均功率誤差小于開(kāi)啟閾值，
4則關(guān)閉誤差增益計(jì)算模塊，不進(jìn)行增益調(diào)整，數(shù)據(jù)直接進(jìn)入內(nèi)接收機(jī)；計(jì)數(shù)模塊，用于統(tǒng)計(jì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)，設(shè)定連續(xù)增益調(diào)整的最大迭代次數(shù)是M。，對(duì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)大于M。的時(shí)候，提前結(jié)束調(diào)整更換加權(quán)系數(shù)；其中，連續(xù)增益調(diào)整不成功是指連續(xù)M。次平均功率誤差的絕對(duì)值大于CupdB ；加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)加權(quán)系數(shù)；誤差增益計(jì)算模塊，用于將平均功率誤差結(jié)合加權(quán)系數(shù)得到相應(yīng)的誤差增益，并將誤差增益輸出給增益調(diào)整模塊。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制方法，應(yīng)用于所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，包括
增益調(diào)整模塊接收模擬信號(hào)，根據(jù)誤差增益計(jì)算模塊返回的誤差增益對(duì)輸入模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行增益調(diào)整，之后模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬量進(jìn)行抽樣量化成為數(shù)字信號(hào)輸出給平均功率估計(jì)模塊；平均功率估計(jì)模塊接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行采樣，對(duì)采樣數(shù)據(jù)求平均功率，輸出給平均功率誤差計(jì)算模塊；平均功率誤差計(jì)算模塊將接收的平均功率與參考功率相減得到平均功率誤差，輸出給閾值判定模塊；閾值判定模塊根據(jù)平均功率誤差的大小決定是否開(kāi)啟誤差增益計(jì)算，當(dāng)采樣數(shù)據(jù)的平均功率誤差大于開(kāi)啟閾值的時(shí)候，則開(kāi)啟誤差增益計(jì)算，當(dāng)采樣數(shù)據(jù)的平均功率誤差小于開(kāi)啟閾值的時(shí)候，則關(guān)閉誤差增益計(jì)算，數(shù)據(jù)不經(jīng)調(diào)整直接進(jìn)入數(shù)字內(nèi)接收機(jī)；計(jì)算模塊設(shè)定允許連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)的最大值M。，對(duì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；當(dāng)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)大于M。的時(shí)候，終止增益調(diào)整，從加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的加權(quán)系數(shù)中更新另一組加權(quán)系數(shù)輸出給誤差增益計(jì)算模塊重新開(kāi)始增益調(diào)整；誤差增益計(jì)算模塊根據(jù)接收的加權(quán)系數(shù)，以及前后兩次采樣得到的平均功率誤差進(jìn)行乘加法，得到需要調(diào)整的誤差增益，并將誤差增益反饋給增益調(diào)整模塊進(jìn)行增益調(diào)整。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果I、本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置及方法，通過(guò)閾值判斷決定是否開(kāi)啟增益調(diào)整，進(jìn)而降低自動(dòng)增益控制系統(tǒng)的功耗，通過(guò)設(shè)定迭代次數(shù)，能夠使數(shù)據(jù)快速收斂，進(jìn)而提高接收信號(hào)幅度穩(wěn)定性。2、本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置及方法，與現(xiàn)有自動(dòng)增益控制技術(shù)相比，能夠更快速的跟蹤信號(hào)變化，及時(shí)做出調(diào)整，避免調(diào)整長(zhǎng)時(shí)間不收斂，設(shè)定閾值判斷可以在節(jié)約功耗的同時(shí)對(duì)信號(hào)幅度的調(diào)整更準(zhǔn)確。


圖I是依照本發(fā)明實(shí)施例的快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是依照本發(fā)明實(shí)施例的快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置中平均功率估計(jì)模塊的結(jié)構(gòu)不意圖3是依照本發(fā)明實(shí)施例的快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置中平均功率誤差計(jì)算模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是依照本發(fā)明實(shí)施例的快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置中誤差增益計(jì)算模塊的結(jié)構(gòu)不意圖；圖5是依照本發(fā)明實(shí)施例的快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置中計(jì)數(shù)模塊及加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，圖I是依照本發(fā)明實(shí)施例的快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該自動(dòng)增益控制裝置應(yīng)用于采用OFDM技術(shù)的接收機(jī)，包括增益調(diào)整模塊、平均功率估計(jì)模塊、平均功率誤差計(jì)算模塊、閾值判斷模塊、計(jì)數(shù)模塊、加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊和誤差增益計(jì)算模塊。其中，增益調(diào)整模塊用于根據(jù)誤差增益計(jì)算模塊計(jì)算得到的誤差增益對(duì)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，并將模擬信號(hào)采樣量化為數(shù)字信號(hào)后輸出給平均功率估計(jì)模塊。平均功率估計(jì)模塊用于估計(jì)增益調(diào)整模塊輸出的采樣信號(hào)的平均功率，并將該平均功率輸出給平均功率誤差計(jì)算模塊。平均功率誤差計(jì)算模塊用于計(jì)算平均功率與參考功率的差，并將得到的平均功率誤差輸出給閾值判斷模塊。閾值判斷模塊用于根據(jù)平均功率誤差的大小決定是否進(jìn)行誤差增益計(jì)算，如果平均功率誤差大于開(kāi)啟閾值，則開(kāi)啟誤差增益計(jì)算模塊；如果平均功率誤差小于開(kāi)啟閾值，則關(guān)閉誤差增益計(jì)算模塊，不進(jìn)行增益調(diào)整，數(shù)據(jù)直接進(jìn)入內(nèi)接收機(jī)。計(jì)數(shù)模塊用于統(tǒng)計(jì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)，設(shè)定連續(xù)增益調(diào)整的最大迭代次數(shù)是M。，對(duì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)大于M。的時(shí)候，提前結(jié)束調(diào)整更換加權(quán)系數(shù)；其中，連續(xù)增益調(diào)整不成功是指連續(xù)M。次平均功率誤差的絕 對(duì)值大于CupdB。加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)加權(quán)系數(shù)。誤差增益計(jì)算模塊用于將平均功率誤差結(jié)合加權(quán)系數(shù)得到相應(yīng)的誤差增益，并將誤差增益輸出給增益調(diào)整模塊。增益調(diào)整模塊包括通過(guò)外部信號(hào)控制放大增益的電壓放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，若誤差增益計(jì)算模塊計(jì)算的誤差增益為正數(shù)，則該電壓放大器就對(duì)接收數(shù)據(jù)幅度進(jìn)行放大處理；若誤差增益計(jì)算模塊計(jì)算的誤差增益為負(fù)數(shù)，則該電壓放大器就對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的縮小處理，處理過(guò)的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)被送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)抽樣量化變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸出給平均功率估計(jì)模塊。經(jīng)過(guò)下變頻的模擬數(shù)據(jù)首先進(jìn)入增益調(diào)整模塊，該模塊所含的可調(diào)增益放大器根據(jù)誤差增益對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大和縮小處理，幅度調(diào)整后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出給平均功率估計(jì)模塊。如圖2所示，平均功率估計(jì)模塊包括乘累加單元、除法單元和對(duì)數(shù)運(yùn)算單元，其中乘累加單元對(duì)采樣時(shí)間內(nèi)接收的采樣數(shù)字信號(hào)的幅度求平方和，除法單元再對(duì)得到的平方和做除法得到平均功率，然后對(duì)數(shù)運(yùn)算單元對(duì)該平均功率做取對(duì)數(shù)運(yùn)算，將功率單位轉(zhuǎn)化為增益單位dB，得到以dB為單位的平均功率。其中I、Q分別表示兩路信號(hào)，110是平方運(yùn)算，111是累加運(yùn)算，累加長(zhǎng)度N由采樣點(diǎn)數(shù)決定，112是求平均值運(yùn)算，113是對(duì)數(shù)運(yùn)算。平均功率的表達(dá)式是=Pave = IOlog10 [( Σ n(I2+Q2))/N]。
如圖3所示，平均功率誤差計(jì)算模塊包括減法單元，該減法單元將接收到的平均功率與參考功率Pref相減，得到平均功率誤差POT，并輸出給閾值判斷模塊。閾值判斷模塊中設(shè)定有開(kāi)啟閾值CupdB，所述平均功率誤差計(jì)算模塊輸入的平均功率誤差若超過(guò)開(kāi)啟閾值，則開(kāi)啟誤差增益計(jì)算模塊進(jìn)行增益調(diào)整；若平均功率未超過(guò)開(kāi)啟閾值，則關(guān)閉誤差增益計(jì)算模塊，將輸入數(shù)據(jù)直接連入內(nèi)接收機(jī)。
閾值判斷模塊13根據(jù)平均功率誤差是否超過(guò)開(kāi)啟閾值決定是否進(jìn)行誤差增益計(jì)算，一個(gè)3選I單元的輸出分別連接誤差增益計(jì)算模塊、計(jì)數(shù)模塊以及旁路誤差增益模塊直連輸出。當(dāng)平均功率誤差小于開(kāi)啟閾值，關(guān)閉誤差增益計(jì)算模塊，不對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，數(shù)據(jù)直接進(jìn)入后續(xù)基帶信號(hào)處理；如果平均功率誤差大于開(kāi)啟閾值，開(kāi)啟誤差增益計(jì)算，數(shù)據(jù)被送入誤差增益計(jì)算模塊；如果平均功率誤差大于開(kāi)啟閾值，那么計(jì)數(shù)器累加一，當(dāng)連續(xù)Mc次采樣數(shù)據(jù)的平均功率誤差的絕對(duì)值大于上限CupdB，即計(jì)數(shù)器值達(dá)到M。時(shí)，當(dāng)前加權(quán)系數(shù)增益調(diào)整失敗，數(shù)據(jù)不收斂，則從加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊中更換一組加權(quán)系數(shù)繼續(xù)進(jìn)行增益調(diào)整。計(jì)數(shù)模塊設(shè)定有連續(xù)增益調(diào)整的最大迭代次數(shù)M。，對(duì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)沒(méi)有到達(dá)最大迭代次數(shù)，則繼續(xù)進(jìn)行增益調(diào)整；若計(jì)數(shù)達(dá)到最大迭代次數(shù)，則終止增益調(diào)整，改變加權(quán)系數(shù)，重新進(jìn)行采樣、估計(jì)及調(diào)整。加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)當(dāng)前采樣和上一次采樣得到的平均功率誤差，以及存儲(chǔ)至少兩組不同的加權(quán)系數(shù)。誤差增益計(jì)算模塊包括乘法單元和加法單元，將前后兩次采樣的平均功率誤差分別乘以加權(quán)系數(shù)后再相加，得到誤差增益，再將誤差增益反饋給增益調(diào)整模塊。如圖4所示，誤差增益計(jì)算模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，誤差增益AG(n)的表達(dá)式是:AG (η) =ΚρΔ6(η)+Κ,.Δ6(η-1), AG(n)的值由兩部分決定共同上次采樣得到的誤差增益AG(n-l)，和本次采樣數(shù)據(jù)的誤差增益ΛG(n)，Kp和&是加權(quán)系數(shù)，Td表示前后兩次采樣值之間的延遲時(shí)間即采樣間隔。如圖5所示，計(jì)數(shù)器對(duì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，設(shè)定裝置允許連續(xù)調(diào)整不成功次數(shù)的最大值為Μ。，若采樣平均功率誤差的絕對(duì)值大于上限CupdB，認(rèn)為調(diào)整不成功，計(jì)數(shù)器累加一次，當(dāng)連續(xù)增益調(diào)整均未成功計(jì)數(shù)值達(dá)到Mc時(shí)，當(dāng)前調(diào)整失敗數(shù)據(jù)不收斂，提前結(jié)束調(diào)整，更換加權(quán)系數(shù)，對(duì)下一組采樣值進(jìn)行新一輪調(diào)整，同時(shí)計(jì)數(shù)模塊重置為初始值零。基于圖I至圖5示出的依照本發(fā)明實(shí)施例的快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種快速收斂的自動(dòng)增益控制方法，該方法包括以下步驟步驟I :增益調(diào)整模塊接收模擬信號(hào)，根據(jù)誤差增益計(jì)算模塊返回的誤差增益對(duì)輸入模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行增益調(diào)整，之后模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬量進(jìn)行抽樣量化成為數(shù)字信號(hào)輸出給平均功率估計(jì)模塊；步驟2:平均功率估計(jì)模塊接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行采樣，對(duì)采樣數(shù)據(jù)求平均功率，輸出給平均功率誤差計(jì)算模塊；平均功率的表達(dá)式為Pave =IOlog10 [( Σ n(I2+Q2))/N] ；1和Q表示接收到兩路信號(hào)分量，N是采樣點(diǎn)數(shù)。步驟3 :平均功率誤差計(jì)算模塊將接收的平均功率與參考功率相減得到平均功率誤差，輸出給閾值判定模塊；
步驟4 :閾值判斷模塊根據(jù)平均功率誤差的大小決定是否開(kāi)啟誤差增益計(jì)算，當(dāng)采樣數(shù)據(jù)的平均功率誤差大于開(kāi)啟閾值的時(shí)候，則開(kāi)啟誤差增益計(jì)算，當(dāng)采樣數(shù)據(jù)的平均功率誤差小于開(kāi)啟閾值的時(shí)候，則關(guān)閉誤差增益計(jì)算，數(shù)據(jù)不經(jīng)調(diào)整直接進(jìn)入數(shù)字內(nèi)接收機(jī)；步驟5:計(jì)算模塊設(shè)定允許連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)的最大值M。，對(duì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；當(dāng)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)大于M。的時(shí)候，終止增益調(diào)整，從加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的加權(quán)系數(shù)中更新另一組加權(quán)系數(shù)輸出給誤差增益計(jì)算模塊重新開(kāi)始增益調(diào)整； 步驟6 :誤差增益計(jì)算模塊根據(jù)接收的加權(quán)系數(shù)，以及前后兩次采樣得到的平均功率誤差進(jìn)行乘加法，得到需要調(diào)整的誤差增益，并將誤差增益反饋給增益調(diào)整模塊進(jìn)行增益調(diào)整。誤差增益AG(n)的表達(dá)式是AG(n) = Kp ΔG(n)+Kj ΔG(n-1);加權(quán)系數(shù)是&和Kj。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，應(yīng)用于采用OFDM技術(shù)的接收機(jī)，其特征在于，包括 增益調(diào)整模塊，用于根據(jù)誤差增益計(jì)算模塊計(jì)算得到的誤差增益對(duì)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，并將模擬信號(hào)采樣量化為數(shù)字信號(hào)后輸出給平均功率估計(jì)模塊； 平均功率估計(jì)模塊，用于估計(jì)增益調(diào)整模塊輸出的采樣信號(hào)的平均功率，并將該平均功率輸出給平均功率誤差計(jì)算模塊； 平均功率誤差計(jì)算模塊，用于計(jì)算平均功率與參考功率的差，并將得到的平均功率誤差輸出給閾值判斷模塊； 閾值判斷模塊，用于根據(jù)平均功率誤差的大小決定是否進(jìn)行誤差增益計(jì)算，如果平均功率誤差大于開(kāi)啟閾值，則開(kāi)啟誤差增益計(jì)算模塊；如果平均功率誤差小于開(kāi)啟閾值，則關(guān)閉誤差增益計(jì)算模塊，不進(jìn)行增益調(diào)整，數(shù)據(jù)直接進(jìn)入內(nèi)接收機(jī)； 計(jì)數(shù)模塊，用于統(tǒng)計(jì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)，設(shè)定連續(xù)增益調(diào)整的最大迭代次數(shù)是Mc，對(duì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)大于M。的時(shí)候，提前結(jié)束調(diào)整更換加權(quán)系數(shù)；其中，連續(xù)增益調(diào)整不成功是指連續(xù)M。次平均功率誤差的絕對(duì)值大于CupdB ； 加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)加權(quán)系數(shù)； 誤差增益計(jì)算模塊，用于將平均功率誤差結(jié)合加權(quán)系數(shù)得到相應(yīng)的誤差增益，并將誤差增益輸出給增益調(diào)整模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述增益調(diào)整模塊包括通過(guò)外部信號(hào)控制放大增益的電壓放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，若誤差增益計(jì)算模塊計(jì)算的誤差增益為正數(shù)，則該電壓放大器就對(duì)接收數(shù)據(jù)幅度進(jìn)行放大處理；若誤差增益計(jì)算模塊計(jì)算的誤差增益為負(fù)數(shù)，則該電壓放大器就對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的縮小處理，處理過(guò)的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)被送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)抽樣量化變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸出給平均功率估計(jì)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述平均功率估計(jì)模塊包括乘累加單元、除法單元和對(duì)數(shù)運(yùn)算單元，其中乘累加單元對(duì)采樣時(shí)間內(nèi)接收的采樣數(shù)字信號(hào)的幅度求平方和，除法單元再對(duì)得到的平方和做除法得到平均功率，然后對(duì)數(shù)運(yùn)算單元對(duì)該平均功率做取對(duì)數(shù)運(yùn)算，將功率單位轉(zhuǎn)化為增益單位dB，得到以dB為單位的平均功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述平均功率誤差計(jì)算模塊包括減法單元，該減法單元將接收到的平均功率與參考功率Pm相減，得到平均功率誤差POT，并輸出給閾值判斷模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述閾值判斷模塊中設(shè)定有開(kāi)啟閾值CupdB，所述平均功率誤差計(jì)算模塊輸入的平均功率誤差若超過(guò)開(kāi)啟閾值，則開(kāi)啟誤差增益計(jì)算模塊進(jìn)行增益調(diào)整；若平均功率未超過(guò)開(kāi)啟閾值，則關(guān)閉誤差增益計(jì)算模塊，將輸入數(shù)據(jù)直接連入內(nèi)接收機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述計(jì)數(shù)模塊設(shè)定有連續(xù)增益調(diào)整的最大迭代次數(shù)M。，對(duì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)沒(méi)有到達(dá)最大迭代次數(shù)，則繼續(xù)進(jìn)行增益調(diào)整；若計(jì)數(shù)達(dá)到最大迭代次數(shù)，則終止增益調(diào)整，改變加權(quán)系數(shù)，重新進(jìn)行采樣、估計(jì)及調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)至少兩組不同的加權(quán)系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述誤差增益計(jì)算模塊包括乘法單元和加法單元，將前后兩次采樣的平均功率誤差分別乘以加權(quán)系數(shù)后再相加，得到誤差增益，再將誤差增益反饋給增益調(diào)整模塊。
9.一種實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制方法，應(yīng)用于權(quán)利要求I所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，包括 增益調(diào)整模塊接收模擬信號(hào)，根據(jù)誤差增益計(jì)算模塊返回的誤差增益對(duì)輸入模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行增益調(diào)整，之后模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬量進(jìn)行抽樣量化成為數(shù)字信號(hào)輸出給平均功率估計(jì)模塊； 平均功率估計(jì)模塊接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行采樣，對(duì)采樣數(shù)據(jù)求平均功率，輸出給平均功率誤差計(jì)算模塊； 平均功率誤差計(jì)算模塊將接收的平均功率與參考功率相減得到平均功率誤差，輸出給閾值判定模塊； 閾值判定模塊根據(jù)平均功率誤差的大小決定是否開(kāi)啟誤差增益計(jì)算，當(dāng)采樣數(shù)據(jù)的平均功率誤差大于開(kāi)啟閾值的時(shí)候，則開(kāi)啟誤差增益計(jì)算，當(dāng)采樣數(shù)據(jù)的平均功率誤差小于開(kāi)啟閾值的時(shí)候，則關(guān)閉誤差增益計(jì)算，數(shù)據(jù)不經(jīng)調(diào)整直接進(jìn)入數(shù)字內(nèi)接收機(jī)； 計(jì)算模塊設(shè)定允許連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)的最大值M。，對(duì)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；當(dāng)連續(xù)增益調(diào)整不成功次數(shù)大于M。的時(shí)候，終止增益調(diào)整，從加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的加權(quán)系數(shù)中更新另一組加權(quán)系數(shù)輸出給誤差增益計(jì)算模塊重新開(kāi)始增益調(diào)整； 誤差增益計(jì)算模塊根據(jù)接收的加權(quán)系數(shù)，以及前后兩次采樣得到的平均功率誤差進(jìn)行乘加法，得到需要調(diào)整的誤差增益，并將誤差增益反饋給增益調(diào)整模塊進(jìn)行增益調(diào)整。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制方法，其特征在于，所述平均功率的表達(dá)式為Pave = IOlog10 [( Σ n(I2+Q2))/N] ；1和Q表示接收到兩路信號(hào)分量，N是采樣點(diǎn)數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制方法，其特征在于，所述誤差增益Λ G(η)的表達(dá)式是AG(n) = Kp Δ G(n)+Kj Δ G(n-1);加權(quán)系數(shù)是Kp和K」。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)快速收斂的自動(dòng)增益控制裝置及方法。該裝置包括增益調(diào)整模塊，對(duì)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整，將模擬信號(hào)采樣量化為數(shù)字信號(hào)輸出給平均功率估計(jì)模塊；平均功率估計(jì)模塊，估計(jì)增益調(diào)整模塊輸出的采樣信號(hào)的平均功率；平均功率誤差計(jì)算模塊，計(jì)算平均功率與參考功率的誤差；閾值判斷模塊，通過(guò)比較平均功率誤差與開(kāi)啟閾值的大小決定是否進(jìn)行增益調(diào)整；計(jì)數(shù)模塊，設(shè)定調(diào)整增益的最大迭代次數(shù)，在調(diào)整次數(shù)大于最大迭代次數(shù)的情況下提前結(jié)束增益調(diào)整更換加權(quán)系數(shù)；加權(quán)系數(shù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)加權(quán)系數(shù)；誤差增益計(jì)算模塊，將平均功率誤差結(jié)合加權(quán)系數(shù)得到相應(yīng)的誤差增益。本發(fā)明增益調(diào)整更具可靠性，能夠更快收斂。
文檔編號(hào)H03G3/20GK102932301SQ20111022646
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者黑勇, 趙慧冬, 喬樹(shù)山 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所