專利名稱：移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置及其方法。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)通信終端中使用控制信號(hào)調(diào)節(jié)接收信號(hào)增益的過(guò)程，稱之為自動(dòng)增益控制(AGC)。AGC一般根據(jù)接收的一段信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)估算下一段信號(hào)的強(qiáng)度，并調(diào)整接收增益系數(shù)使接收到的信號(hào)符合所需要求，以提高接收的效果。
在TD-SCDMA(Time Division-Synchronization Code Division MultipleAccess，時(shí)分雙工同步碼分多址)系統(tǒng)中，接收機(jī)接收信號(hào)的范圍應(yīng)保證在80dB(-105dB--25dB)的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，除了保證總體動(dòng)態(tài)范圍外，接收機(jī)還需提供足夠的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍以適應(yīng)接收時(shí)的信號(hào)衰落。而為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和降低成本，接收機(jī)一般都選擇線性范圍較小的功率放大器和采樣比特小的ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，但當(dāng)功率放大器輸入的模擬信號(hào)超出其線性范圍，則會(huì)影響接收機(jī)的調(diào)解結(jié)果。為此，現(xiàn)有技術(shù)一般采用通過(guò)接收機(jī)的自動(dòng)增益控制方法將接收信號(hào)調(diào)整至規(guī)定的動(dòng)態(tài)范圍，進(jìn)而解決該技術(shù)問(wèn)題。
請(qǐng)參閱圖1，其為接收機(jī)的一個(gè)接收原理示意圖。所述接收機(jī)包括第一級(jí)帶通濾波器11、低噪聲放大器(LNA)12、第二級(jí)帶通濾波器13、混頻器和本振14、IF帶通濾波器15、AGC電路16、I/Q解調(diào)單元17、增益可調(diào)放大器(PA)18、低通濾波器19、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)20、FIR濾波器22、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)21。
在接收機(jī)中，收到的RF信號(hào)(射頻信號(hào))經(jīng)第一級(jí)帶通濾波器11過(guò)濾掉帶外信號(hào)，接著由LNA12進(jìn)行放大，隨后由第二級(jí)帶通濾波器13進(jìn)一步過(guò)濾以衰減無(wú)用信號(hào)，之后生成的信號(hào)被混頻器和本振14轉(zhuǎn)換為頻率較低的中頻(IF)信號(hào)。中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)IF帶通濾波器15濾波后，再經(jīng)AGC電路16的自動(dòng)增益控制，然后通過(guò)I/Q解調(diào)單元17解調(diào)成同相(I)和正交(Q)基頻信號(hào)。獲得的IQ信號(hào)再經(jīng)過(guò)增益可調(diào)放大器18放大，然后通過(guò)低通濾波器19處理后送至ADC20采樣，采樣后的數(shù)據(jù)經(jīng)FIR過(guò)濾器22濾波處理后送到DSP21，進(jìn)而完成數(shù)字解調(diào)功能。
在上述接收機(jī)中，自動(dòng)增益控制裝置為AGC電路16。請(qǐng)參閱圖2，圖2為該中頻部分的AGC電路示意圖。該AGC電路包括可變?cè)鲆娣糯笃?61、主中頻放大器162、耦合器163、檢波器164、直流放大器165和驅(qū)動(dòng)器166。該些器件組成一個(gè)AGC控制回路，通過(guò)調(diào)整可變?cè)鲆娣糯笃?61的放大系數(shù)，進(jìn)而調(diào)整接收信號(hào)的接收范圍。但是，該自動(dòng)增益控制的AGC電路使用的器件較多，占用接收機(jī)的內(nèi)部空間較大，因而無(wú)法滿足接收機(jī)體積越來(lái)越小的要求。
由此，現(xiàn)有技術(shù)又提出了一種新的自動(dòng)增益控制裝置及其方法，該自動(dòng)增益控制裝置主要是通過(guò)軟件的方式完成。
請(qǐng)參閱圖3，圖3為采用該自動(dòng)增益控制裝置進(jìn)行自動(dòng)增益的接收機(jī)接收原理結(jié)構(gòu)示意圖。該接收機(jī)包括將接收到的射頻信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)的接收通路2，該接收通路2包括LNA12、I/Q解調(diào)單元17、PA18、低通濾波器19、ADC20、FIR濾波器22和DSP21。射頻信號(hào)RF先經(jīng)過(guò)LNA12放大后，接著通過(guò)I/Q解調(diào)單元17正交解調(diào)成同相(I)和正交(Q)基頻信號(hào)，隨后IQ信號(hào)經(jīng)過(guò)PA18放大并經(jīng)過(guò)低通濾波器19處理后，輸入到ADC20內(nèi)進(jìn)行采樣，經(jīng)采樣的數(shù)據(jù)經(jīng)FIR濾波器22做濾波處理后，最后送至DSP21內(nèi)完成數(shù)字解調(diào)。
該自動(dòng)增益控制裝置包括DSP21和數(shù)模轉(zhuǎn)換器23。其中DSP21用于先設(shè)置增益調(diào)整的周期和閾值，接著接收ADC20采樣的碼片值，并計(jì)算本周期的信號(hào)平均功率，然后確定下一個(gè)周期的接收增益系數(shù)，隨后查找增益系數(shù)與控制參數(shù)的增益映射表，從而獲得對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)，最后將所述控制參數(shù)發(fā)送至數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)23，該控制參數(shù)為一個(gè)數(shù)字信號(hào)。
與DSP21連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器23，用于將控制參數(shù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，控制接收通路的增益。數(shù)模轉(zhuǎn)換器23可直接控制LNA12、PA18和I/Q解調(diào)單元的混頻器的增益。
每一個(gè)增益系數(shù)都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)值(稱之為控制參數(shù))，形成一個(gè)增益映射表。該增益映射表由射頻產(chǎn)品決定的。即接收機(jī)在出廠時(shí)經(jīng)自動(dòng)校準(zhǔn)，產(chǎn)生該增益映射表，并將之固化在ROM中。接通電源后，DSP21可以將該增益映射表從ROM中讀出。假設(shè)增益系數(shù)為-50db時(shí)，對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)為0x1234，則DSP21將0x1234發(fā)送到DAC23，DAC23將它轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，就能控制射頻接收增益。
請(qǐng)參閱圖4，圖4為基于上述自動(dòng)增益控制裝置的一種自動(dòng)增益控制的流程圖。DSP21預(yù)先設(shè)置增益調(diào)整的周期和閾值，由于現(xiàn)有的接收機(jī)通常采用成本低、處理能力相對(duì)弱的DSP21，使得增益調(diào)整周期較長(zhǎng)，該周期一般大于或等于1幀，以下以1幀周期為例，說(shuō)明自動(dòng)增益控制的步驟。
首先進(jìn)行步驟S110將ADC20采樣的碼片值發(fā)送至DSP21中。
接著進(jìn)行步驟S120DSP21保存該些碼片值，并將已接收的該幀的部分或者全部碼片值進(jìn)行接收信號(hào)平均功率的計(jì)算，以確定下一幀接收的增益系數(shù)。
接收信號(hào)平均功率可以依下例公式進(jìn)行計(jì)算σAGC2=1PΣm=0p-1||e‾m||2]]>其中，P為接收的該幀的碼片數(shù)，em為每個(gè)碼片的碼片值，σAGC為信號(hào)平均功率。
根據(jù)計(jì)算得到的信號(hào)平均功率與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，確定下一幀信號(hào)的增益系數(shù)。
然后進(jìn)行步驟S130由增益系數(shù)確定的控制參數(shù)經(jīng)過(guò)DAC23，控制接收通路的增益，從而完成對(duì)接收信號(hào)的增益控制。
為了計(jì)算方便，現(xiàn)有技術(shù)中也采用直接以該幀信號(hào)中最大碼片值來(lái)確定下一幀信號(hào)的增益系數(shù)。預(yù)先設(shè)置下一幀信號(hào)的增益系數(shù)的計(jì)算公式為gAGC＝上一幀信號(hào)的增益系數(shù)+調(diào)整因子gAGC為下一幀信號(hào)的增益系數(shù)計(jì)算獲得的gAGC則又存入DSP21的上一幀信號(hào)的增益系數(shù)的存儲(chǔ)單元(后簡(jiǎn)稱為上一幀增益系數(shù)存儲(chǔ)單元)內(nèi)。
比如 其中，gAGC為下一幀信號(hào)的增益系數(shù)；emax為本幀內(nèi)接收信號(hào)功率的最大碼片值；Dmax為ADC飽和時(shí)的最大值。
當(dāng)emax大于60％Dmax時(shí)，gAGC在上一幀增益系數(shù)的基礎(chǔ)上降低一個(gè)步長(zhǎng)；當(dāng)emax小于等于60％Dmax且大于等于40％Dmax時(shí)，gAGC設(shè)置為上一幀增益系數(shù)，當(dāng)emax小于40％Dmax時(shí)，gAGC在上一幀增益系數(shù)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)步長(zhǎng)。
當(dāng)然，也可以將調(diào)整的步驟更加細(xì)化，如emax＞80％Dmax時(shí)，降低兩個(gè)步長(zhǎng)；emax＜20％Dmax時(shí)，增加兩個(gè)步長(zhǎng)。
此方案雖可解決圖1所示的自動(dòng)增益近控制AGC電路元器件占用接收機(jī)較大的空間的問(wèn)題。但由于此方案揭示的自動(dòng)增益控制裝置采用的是成本低、處理能力相對(duì)弱的DSP21，因而其進(jìn)行增益調(diào)整的周期至少為1幀，從而導(dǎo)致該自動(dòng)增益控制至少有1幀時(shí)間的延遲，另外，該技術(shù)方案還存在以下問(wèn)題第一，在移動(dòng)通信環(huán)境中，由于移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)使得電波傳播條件惡化，表現(xiàn)為電波慢衰落和快衰落的特性，從而造成信號(hào)到達(dá)接收機(jī)入口處的強(qiáng)度是動(dòng)態(tài)變化的，特別是在移動(dòng)臺(tái)高速移動(dòng)時(shí)，接收信號(hào)頻率和幅度動(dòng)態(tài)變化尤其明顯。但是，由于自動(dòng)增益的延時(shí)長(zhǎng)，使得后續(xù)信號(hào)的ADC20采樣容易產(chǎn)生飽和或者樣值過(guò)小，從而減小了ADC20的動(dòng)態(tài)范圍，進(jìn)而影響后續(xù)的解調(diào)效果。
第二，DSP21需將大量碼片值先存儲(chǔ)起來(lái)，然后經(jīng)過(guò)至少1幀的時(shí)間延時(shí)再進(jìn)行處理，從而使得DSP21需耗費(fèi)一定的計(jì)算資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置及其方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中自動(dòng)增益的延時(shí)長(zhǎng)的技術(shù)問(wèn)題。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置，該移動(dòng)通信終端包括將接收的射頻信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)的接收通路，所述自動(dòng)增益控制裝置包括信號(hào)平均功率計(jì)算器用于截取經(jīng)所述接收通路正交解調(diào)的I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值，并計(jì)算增益調(diào)整周期的信號(hào)平均功率；增益系數(shù)計(jì)算器連接所述信號(hào)平均功率計(jì)算器，用于比較所述信號(hào)平均功率與預(yù)先設(shè)置的閾值，獲得下一周期的接收增益系數(shù)；選擇器連接所述增益系數(shù)計(jì)算器，用于從增益映射表中選擇所述增益系數(shù)對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)；數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)所述控制參數(shù)調(diào)整所述接收通路的增益，從而完成接收信號(hào)增益控制。
其中，所述信號(hào)平均功率計(jì)算器包括第一加法器、計(jì)數(shù)器、切換單元和計(jì)算單元，其中所述第一加法器用于將所述I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值相加，獲得信號(hào)強(qiáng)度的瞬間估計(jì)值，并將所述瞬間估計(jì)值進(jìn)行累加；所述計(jì)數(shù)器連接所述第一加法器，用于統(tǒng)計(jì)所述瞬間估計(jì)值的個(gè)數(shù)；所述切換單元分別與所述計(jì)數(shù)器、所述第一加法器和所述計(jì)算單元連接，當(dāng)所述個(gè)數(shù)等于所述周期的信號(hào)個(gè)數(shù)時(shí)，接通所述第一加法器和所述計(jì)算單元的連接；計(jì)算單元用于接收所述瞬間估計(jì)值的累加值，并計(jì)算該周期信號(hào)的信號(hào)平均功率。
所述計(jì)算單元為移位器，所述移位器將接收到的所述瞬間估計(jì)值的累加值右移log2n位，獲得信號(hào)平均功率，其中，N為所述周期的信號(hào)個(gè)數(shù)。
所述增益系數(shù)計(jì)算器包括第一比較器和第二加法器，其中，所述第一比較器，連接所述信號(hào)平均功率計(jì)算器，用于比較所述信號(hào)平均功率和所述閾值，獲得調(diào)整因子；所述第二加法器，連接所述第一比較器，用于將所述調(diào)整因子與上一周期的增益系數(shù)相加，進(jìn)而獲得下一周期的增益系數(shù)。
另外，該自動(dòng)增益控制裝置還包括存儲(chǔ)器；該存儲(chǔ)器包括與增益系數(shù)計(jì)算器中的第一比較器連接的閾值存儲(chǔ)單元、及與所述增益系數(shù)計(jì)算器第二加法器連接的上一周期增益系數(shù)存儲(chǔ)單元。
所述移動(dòng)通信終端為T(mén)D-SCDMA通信系統(tǒng)的子終端。
一種移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制方法，其中所述移動(dòng)通信終端包括將接收的射頻信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)的接收通路和自動(dòng)控制裝置，該方法具體包括如下步驟(1)所述自動(dòng)控制裝置截取所述接收通路的I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值，并計(jì)算增益調(diào)整周期的信號(hào)平均功率；(2)比較所述信號(hào)平均功率與預(yù)先設(shè)置的閾值，獲得下一周期的接收增益系數(shù)；(3)從增益映射表中選擇所述增益系數(shù)對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)；(4)根據(jù)所述控制參數(shù)調(diào)整所述接收通路的增益，從而完成接收信號(hào)增益控制。其中步驟(1)進(jìn)一步包括a將所述接收通路的I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值相加，得到信號(hào)強(qiáng)度的瞬間估計(jì)值；b將所述周期內(nèi)的所有瞬間估計(jì)值進(jìn)行算術(shù)平均，獲得信號(hào)平均功率。
其中，步驟b進(jìn)一步包括將接收到的所有瞬間估計(jì)值累加后右移log2n位，獲得信號(hào)平均功率，其中，N為所述周期的信號(hào)個(gè)數(shù)。
步驟(2)中，通過(guò)M*ureq獲得所述閾值，其中，M為信號(hào)的統(tǒng)計(jì)平均與算術(shù)平均的補(bǔ)償因子，ureq為期望的信號(hào)強(qiáng)度與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)有技術(shù)中通常以至少大于一幀的時(shí)延進(jìn)行自動(dòng)增益控制，而本發(fā)明采用的自動(dòng)增益裝置通過(guò)先截取IQ信號(hào)，然后測(cè)量增益調(diào)整周期的信號(hào)平均功率來(lái)決定下一個(gè)周期的信號(hào)增益系數(shù)，由于該裝置是獨(dú)立于處理能力相對(duì)弱的DSP，所以可根據(jù)事先設(shè)置小于1幀的調(diào)整周期進(jìn)行自動(dòng)增益控制，如32碼片，從而縮短了增益控制的時(shí)延，進(jìn)而有效地跟蹤信號(hào)的衰變趨勢(shì)，并且增加了信號(hào)接收的動(dòng)態(tài)范圍，從而使得移動(dòng)通信終端可采用位數(shù)較小的ADC，由此不僅達(dá)到較好的解調(diào)效果而且減少了成本。還有，可以減輕了DSP的計(jì)算負(fù)擔(dān)。
(2)本發(fā)明還采用算術(shù)平均來(lái)獲得信號(hào)平均功率，簡(jiǎn)化了運(yùn)算，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的處理能力。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種接收機(jī)的接收原理示意圖；圖2是圖1所示接收機(jī)中的一種AGC電路的電路圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中利用軟件控制自動(dòng)增益方法的另一種接收機(jī)的接收原理示意圖；圖4是圖3所示移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益流程圖；圖5是采用本發(fā)明自動(dòng)增益控制裝置的一種接收機(jī)的接收原理示意圖；圖6A是本發(fā)明自動(dòng)增益控制裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖6B是本發(fā)明自動(dòng)增益控制裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明自動(dòng)增益控制裝置的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明自動(dòng)增益控制裝置的實(shí)施例的流程示意圖；圖9為本發(fā)明自動(dòng)增益控制的流程圖；圖10為本發(fā)明自動(dòng)增益控制的具體實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的自動(dòng)增益控制裝置及方法不僅適用TD-SCDMA的終端子系統(tǒng)，而且也可以適用于其他無(wú)線通信系統(tǒng)的終端子系統(tǒng)。
以下以TD-SCDMA通信系統(tǒng)的接收機(jī)為例，具體說(shuō)明本發(fā)明。
請(qǐng)參閱圖5，圖5是采用本發(fā)明自動(dòng)增益控制裝置的一種接收機(jī)的接收原理示意圖。該接收機(jī)包括用于將接收的射頻信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)的接收通路2和與接收通路2連接的自動(dòng)增益控制裝置3。其中接收通路2包括LNA12、I/Q解調(diào)單元17、PA18、低通濾波器19、ADC20、FIR濾波器22、DSP21。射頻信號(hào)RF先經(jīng)過(guò)LNA12放大后，接著通過(guò)I/Q解調(diào)單元17正交解調(diào)成同相(I)和正交(Q)基頻信號(hào)，隨后IQ信號(hào)經(jīng)過(guò)PA18放大，然后通過(guò)低通濾波器19處理后經(jīng)ADC20采樣，最后采樣后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)FIR濾波器22做濾波處理后發(fā)送至DSP21，完成解調(diào)工作。
請(qǐng)參閱圖6A，圖6A是本發(fā)明自動(dòng)增益控制裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。自動(dòng)增益控制裝置3包括信號(hào)平均功率計(jì)算器31、增益系數(shù)計(jì)算器32、選擇器33和DAC23。其中信號(hào)平均功率計(jì)算器31用于截取所述接收通路的I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值，并計(jì)算預(yù)先設(shè)置的增益調(diào)整周期內(nèi)的信號(hào)平均功率；信號(hào)平均功率計(jì)算器31即可以連接在FIR濾波器之前，獲得I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值，也可以連接FIR濾波器22后，獲得濾波后的碼片值。
增益系數(shù)計(jì)算器32連接所述信號(hào)平均功率計(jì)算器31，用于比較所述信號(hào)平均功率與預(yù)先設(shè)置的閾值，獲得下一個(gè)周期的增益系數(shù)；選擇器33連接所述增益系數(shù)計(jì)算器32，用于從增益映射表中選擇所述增益系數(shù)對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)；DAC23用于將所述控制參數(shù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，控制所述接收通路的增益，從而完成接收信號(hào)增益控制。
圖6A中，增益控制裝置3直接與DSP21連接，獲取DSP21中設(shè)置的增益調(diào)整周期、閾值、上一周期的增益系數(shù)、增益映射表等。該些數(shù)據(jù)也可直接存儲(chǔ)在增益控制裝置3的存儲(chǔ)器40內(nèi)(請(qǐng)參閱圖6B)。
請(qǐng)參閱圖7和圖8，圖7為圖6所示自動(dòng)增益裝置更為詳細(xì)的結(jié)構(gòu)示意圖，而圖8為圖5所示自動(dòng)增益裝置控制的流程示意圖。
該自動(dòng)增益控制裝置3包括信號(hào)平均功率計(jì)算器31、增益系數(shù)計(jì)算器32、選擇器33及存儲(chǔ)器40。其中存儲(chǔ)器40包括用于存儲(chǔ)閾值的閾值存儲(chǔ)單元402和用于存儲(chǔ)上一周期增益系數(shù)的上一周期增益系數(shù)存儲(chǔ)單元403。
平均功率計(jì)算器31包括第一加法器311、計(jì)數(shù)器313、切換單元312和計(jì)算單元314，其中第一加法器311用于將I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值相加，獲得信號(hào)強(qiáng)度的瞬間估計(jì)值，再將該瞬間估計(jì)值進(jìn)行累加。為防止溢出，應(yīng)該選取足夠長(zhǎng)位數(shù)的加法器。計(jì)數(shù)器313連接第一加法器311，用于統(tǒng)計(jì)所述瞬間估計(jì)值的個(gè)數(shù)。該計(jì)數(shù)器313中保存有增益調(diào)整的周期(如一個(gè)周期為接收的信號(hào)個(gè)數(shù)為N)，當(dāng)該個(gè)數(shù)等于N時(shí)，歸零重新計(jì)數(shù)。切換單元312分別與計(jì)數(shù)器313連接，當(dāng)個(gè)數(shù)等于N時(shí)，接通和計(jì)算單元314的連接，使得計(jì)算單元314獲得瞬間估計(jì)值的累加值。本實(shí)施例中采用的切換單元312為一開(kāi)關(guān)。計(jì)算單元314用于接收瞬間估計(jì)值的累加值，并計(jì)算信號(hào)平均功率。
在本實(shí)施例中，計(jì)算單元314為移位器。當(dāng)移位器將接收到的瞬間估計(jì)值的累加值右移log2n位，就能獲得信號(hào)平均功率，其中，N為周期所設(shè)定的信號(hào)個(gè)數(shù)。如計(jì)數(shù)器313的值為32時(shí)，考慮I、Q兩路信號(hào)相加，則只需將第一加法器311內(nèi)的累加值右移6位即可獲得該算術(shù)平均值，該算術(shù)平均值即為該周期的信號(hào)平均功率。
增益系數(shù)計(jì)算器32包括第一比較器321和第二加法器322，其中第一比較器321連接信號(hào)平均功率計(jì)算器31，用于比較所述信號(hào)平均功率和閾值存儲(chǔ)單元402的閾值，獲得調(diào)整因子。第二加法器322，連接第一比較器321，用于將所述調(diào)整因子與上一周期增益系數(shù)存儲(chǔ)單元403內(nèi)的上一周期增益系數(shù)相加，進(jìn)而獲得下一周期的增益系數(shù)，并將下一周期的增益系數(shù)保存在上一周期增益系數(shù)存儲(chǔ)單元403內(nèi)。
選擇器33，根據(jù)獲得的增益系數(shù)，查詢?cè)鲆嫦禂?shù)與控制參數(shù)的增益映射表，獲得控制參數(shù)，并將該控制參數(shù)發(fā)送至DAC23。
DAC23，將其轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后控制接收通路的增益。
基于上述公開(kāi)的自動(dòng)增益控制裝置，本發(fā)明還提供了自動(dòng)增益方法。請(qǐng)參閱圖9，該方法包括首先，自動(dòng)控制裝置截取所述接收通路的I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值，并計(jì)算增益調(diào)整周期的信號(hào)平均功率(步驟S210)；然后，比較信號(hào)平均功率與預(yù)先設(shè)置的閾值，獲得下一周期的接收增益系數(shù)(步驟S220)；然后，從增益映射表中選擇增益系數(shù)對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)(步驟S230)；最后，根據(jù)控制參數(shù)調(diào)整所述接收通路的增益，從而完成接收信號(hào)增益控制(步驟S240)。
請(qǐng)參閱圖10，圖10為上述自動(dòng)增益控制裝置實(shí)施例的自動(dòng)控制流程圖。
S310設(shè)置增益調(diào)整周期和閾值。由于現(xiàn)有技術(shù)自動(dòng)增益調(diào)整需延遲的時(shí)間較長(zhǎng)，使得系統(tǒng)的資源耗費(fèi)且影響解調(diào)效果。本發(fā)明為了保證快速AGC的增益效果，增益調(diào)整的時(shí)間不能太緩，同時(shí)考慮到TD-SCDMA采用QPSK(四相移相鍵控)調(diào)制，因此調(diào)整也不能過(guò)于頻繁，否則影響到信號(hào)的解調(diào)處理，因此，根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)的實(shí)際情況，可以將設(shè)置增益調(diào)整的周期為32碼片(Chip)或者64碼片。本實(shí)施例就以一個(gè)周期為32個(gè)碼片為例。則計(jì)數(shù)器313的最大計(jì)數(shù)值為32，當(dāng)從0計(jì)數(shù)到32后，又重新歸零計(jì)數(shù)，并且設(shè)置的閾值保存在閾值存儲(chǔ)單元402。
S320截獲接收機(jī)的I通路、Q通路上的I信號(hào)的碼片值、Q信號(hào)的碼片值，通過(guò)第一加法器311相加，獲得并保存該瞬間估計(jì)值，還將該瞬間估計(jì)值進(jìn)行累加。同時(shí)，計(jì)數(shù)器313統(tǒng)計(jì)瞬間估計(jì)值的個(gè)數(shù)。
S330當(dāng)計(jì)數(shù)器313的計(jì)數(shù)值達(dá)到32時(shí)，計(jì)數(shù)器313重新歸零，切換單元312接通第一加法器311和計(jì)算單元314。
S340計(jì)算單元314接收該周期內(nèi)所有的瞬間估計(jì)值的累加值，計(jì)算信號(hào)平均功率，并將該信號(hào)平均功率發(fā)送至第一比較器321；S350第一比較器321將信號(hào)平均功率與閾值存儲(chǔ)單元402的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出調(diào)整因子至第二加法器322；S360第二加法器322將調(diào)整因子和上一周期增益系數(shù)存儲(chǔ)單元403的上一周期增益系數(shù)相加，獲得下一周期增益系數(shù)，并將下一周期增益系數(shù)發(fā)送至上一周期增益系數(shù)存儲(chǔ)單元403內(nèi)保存。
S370選擇器33根據(jù)下一周期增益系數(shù)查找增益映射表獲得對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)，并將控制參數(shù)發(fā)送至DAC23。
S380DAC將該控制參數(shù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，控制接收通路的增益，進(jìn)而控制下一周期的接收信號(hào)強(qiáng)度。
本實(shí)施例可采用以下公式完成信號(hào)平均功率的計(jì)算Ck‾=12NΣn=11|Re(e‾n)|+|Im(e‾n)|]]>其中，e為經(jīng)過(guò)FIR濾波器之后的碼片值，k為周期的編號(hào)，N為預(yù)先設(shè)定的一個(gè)周期的碼片長(zhǎng)度。
該均值算法可以采用移位器的移位操作完成。第一加法器311將該些碼片值進(jìn)行累加，移位器獲得第一加法器311的累加值后進(jìn)行右移log2n位，獲得信號(hào)平均功率。
以接收信號(hào)為高斯分布為例，計(jì)算閾值的公式為V＝M*ureq其中，M為信號(hào)的統(tǒng)計(jì)平均與算術(shù)平均的補(bǔ)償因子，ureq為期望的信號(hào)強(qiáng)度，V為閾值。
而高斯分布信號(hào)的統(tǒng)計(jì)平均與算術(shù)平均的補(bǔ)償因子為1.3，則V＝1.3*ureq例如，如果期望得到的統(tǒng)計(jì)均值為0x4000，則V＝0x5333。
根據(jù)該閾值初始化第一比較器321。假設(shè)gAGC=no change40%*V‾≤Ck‾≤60%*V‾+3dbCk‾<40%*V‾-3dbCk‾>60%*V‾]]>gAGC為增益系數(shù)。
則第一比較器321中保存40％V和60％V的值，獲得信號(hào)平均功率后，與40％V和60％V進(jìn)行比較，當(dāng)信號(hào)平均功率大于60％V時(shí)，輸出-3db，當(dāng)小于40％V時(shí)，輸出+3db，否則輸出0，上述的-3/0/3db，為調(diào)整因子。
以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)閾的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置，所述移動(dòng)通信終端包括將接收的射頻信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)的接收通路，其特征在于，包括信號(hào)平均功率計(jì)算器用于截取所述接收通路的I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值，并計(jì)算增益調(diào)整周期的信號(hào)平均功率；增益系數(shù)計(jì)算器連接所述信號(hào)平均功率計(jì)算器，用于比較所述信號(hào)平均功率與預(yù)先設(shè)置的閾值，獲得下一周期的接收增益系數(shù)；選擇器連接所述增益系數(shù)計(jì)算器，用于從增益映射表中選擇所述增益系數(shù)對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)；數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)所述控制參數(shù)調(diào)整所述接收通路的增益，從而完成接收信號(hào)增益控制。
2.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述信號(hào)平均功率計(jì)算器包括第一加法器、計(jì)數(shù)器、切換單元和計(jì)算單元，其中所述第一加法器用于將所述I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值相加，獲得信號(hào)強(qiáng)度的瞬間估計(jì)值，并將所述瞬間估計(jì)值進(jìn)行累加；所述計(jì)數(shù)器連接所述第一加法器，用于統(tǒng)計(jì)所述瞬間估計(jì)值的個(gè)數(shù)；所述切換單元分別與所述計(jì)數(shù)器、所述第一加法器和所述計(jì)算單元連接，當(dāng)所述個(gè)數(shù)等于所述周期設(shè)定的信號(hào)個(gè)數(shù)時(shí)，接通所述第一加法器和所述計(jì)算單元的連接；計(jì)算單元用于接收所述瞬間估計(jì)值的累加值，并計(jì)算該周期的信號(hào)平均功率。
3.如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元為移位器，所述移位器將接收到的所述瞬間估計(jì)值的累加值右移log2n位，獲得信號(hào)平均功率，其中，N為所述周期設(shè)定的信號(hào)個(gè)數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述增益系數(shù)計(jì)算器包括第一比較器和第二加法器，其中，所述第一比較器，連接所述信號(hào)平均功率計(jì)算器，用于比較所述信號(hào)平均功率和所述閾值，獲得調(diào)整因子；所述第二加法器，連接所述第一比較器，用于將所述調(diào)整因子與上一周期的增益系數(shù)相加，進(jìn)而獲得下一周期的增益系數(shù)。
5.如權(quán)利要求4中所述的移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述自動(dòng)增益控制裝置還包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括與所述第一比較器連接的閾值存儲(chǔ)單元、及與所述第二加法器連接的上一周期增益系數(shù)存儲(chǔ)單元。
6.如權(quán)利要求1至5中的任何一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，所述移動(dòng)通信終端為T(mén)D-SCDMA通信系統(tǒng)的子終端。
7.一種移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制方法，所述移動(dòng)通信終端包括將接收的射頻信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)的接收通路和自動(dòng)增益控制裝置，其特征在于，(1)所述自動(dòng)增益控制裝置截取所述接收通路的I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值，并計(jì)算增益調(diào)整周期的信號(hào)平均功率；(2)比較所述信號(hào)平均功率與預(yù)先設(shè)置的閾值，獲得下一周期的接收增益系數(shù)；(3)從所述自動(dòng)增益控制裝置的增益映射表中選擇所述增益系數(shù)對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)；(4)根據(jù)所述控制參數(shù)調(diào)整所述接收通路的增益，從而完成接收信號(hào)增益控制。
8.如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)增益控制方法，其特征在于，步驟(1)進(jìn)一步包括a將所述接收通路的I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值相加，得到信號(hào)強(qiáng)度的瞬間估計(jì)值b將所述周期內(nèi)的所有瞬間估計(jì)值進(jìn)行算術(shù)平均，獲得信號(hào)平均功率。
9.如權(quán)利要求8所述的自動(dòng)增益控制方法，其特征在于，步驟b進(jìn)一步包括將接收到的所有瞬間估計(jì)值累加后右移log2n位，獲得信號(hào)平均功率，其中，N為所述周期設(shè)定的信號(hào)個(gè)數(shù)。
10.如權(quán)利要求6所述的自動(dòng)增益控制方法，其特征在于，步驟(2)中，通過(guò)M*ureq獲得所述閾值，其中，M為信號(hào)的統(tǒng)計(jì)平均與算術(shù)平均的補(bǔ)償因子，*ureq為期望的信號(hào)強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種移動(dòng)通信終端的自動(dòng)增益控制裝置及其方法，該移動(dòng)通信終端包括將接收到的射頻信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)的接收通路，該裝置包括信號(hào)平均功率計(jì)算器用于截取所述接收通路的I信號(hào)、Q信號(hào)的碼片值，并計(jì)算增益調(diào)整周期的信號(hào)平均功率；增益系數(shù)計(jì)算器連接所述信號(hào)平均功率計(jì)算器，用于比較所述信號(hào)平均功率與預(yù)先設(shè)置的閾值，獲得下一周期的接收增益系數(shù)；選擇器連接所述增益系數(shù)計(jì)算器，用于從增益映射表中選擇所述增益系數(shù)對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)；數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)所述控制參數(shù)調(diào)整所述接收通路的增益，從而完成接收信號(hào)增益控制。
文檔編號(hào)H04B1/12GK1705238SQ20041004267
公開(kāi)日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2004年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月1日
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