專利名稱：數(shù)字自動增益控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字信號傳輸過程中的數(shù)字自動增益控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
移動通信信道是一種復(fù)雜的通信信道，其具有快衰落、慢衰落和多徑疊加等特點， 衰落深度可以達到幾十dB，這種衰落導(dǎo)致接收信號具有很大的功率變化范圍，惡化系統(tǒng)的解調(diào)性能。移動通信信道中通常使用DAGC(Digital Automatic Gain Control，數(shù)字自動增益控制)調(diào)整輸入數(shù)字信號的功率，使得輸入信號強度變化時，輸出信號的強度可以基本保持不變；并對輸出信號進行截位處理，以降低后續(xù)基帶信號處理算法的實現(xiàn)負擔(dān)，增加其實現(xiàn)精度，減少實現(xiàn)位寬。通常的DAGC都會根據(jù)需要設(shè)定一個期望閾值，根據(jù)輸出信號的強度與閾值的誤差進行增益的調(diào)整，以使輸出信號的強度保持在期望值附近。期望值的選取應(yīng)該使輸出信號盡量保留原有信號的信息，設(shè)置過大或者過小的期望閾值在調(diào)整時都會使得信息量丟失，嚴重降低接收機的性能。傳統(tǒng)的DAGC系統(tǒng)實現(xiàn)方式如圖1所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)一種DAGC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。所述DAGC系統(tǒng)包括增益調(diào)整模塊101、量級計算模塊102、誤差比較模塊103和低通濾波模塊104。輸入信號經(jīng)過增益調(diào)整模塊101后得到輸出信號，量級計算模塊102對輸出信號的強度進行計算，強度計算的結(jié)果送入誤差比較模塊103中與預(yù)先設(shè)定的期望閾值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，在低通濾波模塊104中通過一個低通濾波器得到新的增益調(diào)整值。然而由于直接根據(jù)輸出信號的強度與閾值的比較結(jié)果控制所述濾波器，受濾波器的性能影響，通常調(diào)整后輸出的信號抖動幅度比較大，造成較多的能量損失。特別對基于 CDMA技術(shù)和基于0FDM/0FDMA技術(shù)的移動通信系統(tǒng)，其信號都具有較大的峰均比，波動范圍較寬，對收斂的抖動比較敏感，因此使用上述傳統(tǒng)的DAGC系統(tǒng)所述輸出信號會出現(xiàn)較大的信號波動。為解決上述輸出信號相對于期望值波動較大的問題，申請?zhí)枮?01010019389.6 的申請文件中公開了一種通信系統(tǒng)的數(shù)字自動增益控制方法及其系統(tǒng)，通過計算所述輸出信號的模值平均值或功率平均值作為所述輸出信號的強度的測量值，因此所述測量值能夠更準確地反映所述輸出信號的強度，使增益控制更加準確；另外該方法還設(shè)置了多個強度統(tǒng)計參數(shù)來分別統(tǒng)計每個強度等級的出現(xiàn)頻率，再根據(jù)每個所述強度統(tǒng)計參數(shù)與所述參數(shù)門限值比較，決定增益值調(diào)整參數(shù)，從而防止增益值因為輸出信號突然出現(xiàn)的個別高強度或低強度失真而發(fā)生突變，避免輸出信號相對于期望值出現(xiàn)過大的波動。上述一種通信系統(tǒng)的數(shù)字自動增益控制方法及其系統(tǒng)雖然具有諸多優(yōu)點，但是在硬件實現(xiàn)過程中還是發(fā)現(xiàn)了一些缺陷，例如上述方法不能很好的將截位后輸出的功率穩(wěn)定在一個范圍以內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供ー種數(shù)字自動增益控制方法及系統(tǒng)，能夠?qū)⑤敵鲂?號強度波動控制在一定范圍內(nèi)。ー種數(shù)字自動增益控制方法，其特征在干，包括以下步驟將截位輸出信號反饋回來進行功率統(tǒng)計，得到平均功率值；將所述平均功率值與預(yù)設(shè)的強度等級參數(shù)進行比較，得到相應(yīng)的步進值和增益調(diào) 整方向值；根據(jù)所述步進值、増益調(diào)整方向值以及預(yù)設(shè)的初始增益值對增益值進行調(diào)整；將調(diào)整后的増益值與輸入信號相乘以進行増益補償，并對增益補償后的信號進行 截位輸出。ー種數(shù)字自動增益控制系統(tǒng)，其特征在干，包括截位輸出模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的截位位寬和截位位置，將增益補償后的信號進行 截位后輸出；與所述截位輸出模塊相連接的幅度計算模塊，用于將輸出信號反饋回來進行功率 統(tǒng)計，得到平均功率值并發(fā)送給幅度等級比較模塊；與所述幅度計算模塊相連接的所述幅度等級比較模塊，用于將所述平均功率值與 預(yù)設(shè)的強度等級參數(shù)進行比較，得到相應(yīng)的步進值和增益調(diào)整方向值；與所述幅度等級比較模塊相連接的増益值計算模塊，用于根據(jù)所述步進值、増益 調(diào)整方向值以及預(yù)設(shè)的初始增益值對增益值進行調(diào)整，并發(fā)送給增益值補充模塊；與所述增益值計算模塊相連接的増益值補充模塊，用于將調(diào)整后的増益值與輸入 信號相乘以進行増益補償，并將增益補償后的信號發(fā)送給所述截位輸出模塊。通過以上方案可以看出，本發(fā)明的ー種數(shù)字自動增益控制方法及系統(tǒng)，通過將截 位后的輸出信號反饋回來做功率統(tǒng)計，這樣能更好的反映當(dāng)前輸出信號的功率狀態(tài)并將輸 出信號強度波動控制在一定范圍內(nèi)。


圖1為傳統(tǒng)的DAGC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明ー種數(shù)字自動增益控制方法的流程圖；圖3為滑窗統(tǒng)計功率實現(xiàn)框圖；圖4為門限值劃分狀態(tài)圖；圖5為輸入高斯白噪聲信號時打印輸出I路和Q路數(shù)據(jù)的histogram分布圖；圖6為輸入CDMA2000信號時打印輸出I路和Q路數(shù)據(jù)的histogram分布圖；圖7為DAGC輸入pulse信號測試收斂時間示意圖；圖8為DAGC輸出pulse信號測試收斂時間示意圖；圖9為本發(fā)明ー種數(shù)字自動增益控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為具體實施例中ー種數(shù)字自動增益控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明主要是基于上述申請“一種通信系統(tǒng)的數(shù)字自動增益控制方法及其系統(tǒng)” 并對其具體的實施方式進行了改進，因為在硬件實現(xiàn)過程中發(fā)現(xiàn)上述方案不能很好的將截位后輸出的功率穩(wěn)定在一個范圍以內(nèi)，經(jīng)過大量的測試后發(fā)現(xiàn)之所以會存在這個問題，是因為上述方案采用截位前的輸出信號來進行計算并作為測量值以反映所述輸出信號的強度，從而帶來了較大的誤差，導(dǎo)致無法將輸出信號強度波動控制在一定范圍內(nèi)。為此，本發(fā)明提供一種數(shù)字自動增益控制方法及系統(tǒng)，能夠解決上述技術(shù)方案中無法將輸出信號強度波動控制在一定范圍內(nèi)的問題。下面結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施例。一種數(shù)字自動增益控制方法，如圖2所示，包括如下步驟步驟Si，系統(tǒng)上電后首先預(yù)先設(shè)置強度等級參數(shù)、計數(shù)器步進值、初始增益、截位位置、截位位寬、增益最大值和增益最小值等，然后將截位后的輸出信號反饋回來進行功率統(tǒng)計，得到平均功率值。為了保證統(tǒng)計到的功率為線性變化，作為一個較好的實施例，可以使用滑窗統(tǒng)計的方式進行功率統(tǒng)計?；敖y(tǒng)計功率實現(xiàn)框圖如圖3所示，假設(shè)窗長設(shè)置為L，將輸入的I、 Q信號取平方和，然后累加(L+1)次得到的值減去(L+1)次累加時的第一個值，得到L個點的功率值，再將該值除以L即可得到平均功率值輸出。統(tǒng)計輸出功率用數(shù)學(xué)表達式可以表示為如下
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字自動增益控制方法，其特征在于，包括以下步驟將截位輸出信號反饋回來進行功率統(tǒng)計，得到平均功率值；將所述平均功率值與預(yù)設(shè)的強度等級參數(shù)進行比較，得到相應(yīng)的步進值和增益調(diào)整方向值；根據(jù)所述步進值、增益調(diào)整方向值以及預(yù)設(shè)的初始增益值對增益值進行調(diào)整；將調(diào)整后的增益值與輸入信號相乘以進行增益補償，并對增益補償后的信號進行截位輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字自動增益控制方法，其特征在于，所述對增益補償后的信號進行截位輸出之后，還包括步驟統(tǒng)計預(yù)定時間內(nèi)輸出信號中每個數(shù)值出現(xiàn)的個數(shù)；根據(jù)所述每個數(shù)值出現(xiàn)的個數(shù)計算每個數(shù)值出現(xiàn)的概率，并根據(jù)所述概率計算所述預(yù)定時間內(nèi)的平均功率；將計算得到的平均功率進行打印顯示，并根據(jù)該平均功率調(diào)整所述強度等級參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字自動增益控制方法，其特征在于，所述進行功率統(tǒng)計的過程具體包括使用滑窗統(tǒng)計的方式進行功率統(tǒng)計，采用如下公式
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字自動增益控制方法，其特征在于，還包括步驟輸入脈沖信號，并記錄輸出脈沖由變化時刻到穩(wěn)定時刻的間隔時間作為收斂時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字自動增益控制方法，其特征在于，所述將所述平均功率值與預(yù)設(shè)的強度等級參數(shù)進行比較，得到相應(yīng)的步進值和增益調(diào)整方向值的過程具體包括根據(jù)所述平均功率值所落入的強度等級范圍與預(yù)設(shè)的計數(shù)器步進值進行調(diào)整得到相應(yīng)的步進值；預(yù)設(shè)一個門限值，當(dāng)所述平均功率值小于所述門限值，則增益向變大的方向調(diào)整，S = 1 ；當(dāng)所述平均功率值大于門限值，則增益向變小的方向調(diào)整，S = O;所述步進值與所述增益調(diào)整方向值一一對應(yīng)。
6.一種數(shù)字自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，包括截位輸出模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的截位位寬和截位位置，將增益補償后的信號進行截位后輸出；與所述截位輸出模塊相連接的幅度計算模塊，用于將輸出信號反饋回來進行功率統(tǒng)計，得到平均功率值并發(fā)送給幅度等級比較模塊；與所述幅度計算模塊相連接的所述幅度等級比較模塊，用于將所述平均功率值與預(yù)設(shè)的強度等級參數(shù)進行比較，得到相應(yīng)的步進值和增益調(diào)整方向值；與所述幅度等級比較模塊相連接的增益值計算模塊，用于根據(jù)所述步進值、增益調(diào)整方向值以及預(yù)設(shè)的初始增益值對增益值進行調(diào)整，并發(fā)送給增益值補充模塊；與所述增益值計算模塊相連接的增益值補充模塊，用于將調(diào)整后的增益值與輸入信號相乘以進行增益補償，并將增益補償后的信號發(fā)送給所述截位輸出模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述截位輸出模塊相連接的數(shù)值統(tǒng)計模塊，用于統(tǒng)計預(yù)定時間內(nèi)輸出信號中每個數(shù)值出現(xiàn)的個數(shù)；與所述數(shù)值統(tǒng)計模塊相連接的數(shù)據(jù)分析模塊，用于根據(jù)所述每個數(shù)值出現(xiàn)的個數(shù)計算每個數(shù)值出現(xiàn)的概率，并根據(jù)所述概率計算所述預(yù)定時間內(nèi)的平均功率；與所述數(shù)據(jù)分析模塊、幅度等級比較模塊分別相連接的打印顯示模塊，用于將所述數(shù)據(jù)分析模塊中計算得到的平均功率進行打印顯示并發(fā)送給所述幅度等級比較模塊；所述幅度等級比較模塊根據(jù)所述打印顯示模塊中計算得到的平均功率調(diào)整所述強度等級參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的數(shù)字自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述幅度計算模塊使用滑窗統(tǒng)計的方式進行功率統(tǒng)計，采用如下公式式中，L為窗長，I (η)、Q(n)為輸入的I信號和Q信號，P_out為所述平均功率值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的數(shù)字自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述截位輸出模塊相連接的測試模塊，用于向所述截位輸出模塊輸入脈沖信號，并記錄輸出脈沖由變化時刻到穩(wěn)定時刻的間隔時間作為收斂時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的數(shù)字自動增益控制系統(tǒng)，其特征在于，所述幅度等級比較模塊包括步進值計算模塊和方向值計算模塊；所述步進值計算模塊用于根據(jù)所述平均功率值所落入的強度等級范圍與計數(shù)器步進值進行調(diào)整得到相應(yīng)的步進值；所述方向值計算模塊用于預(yù)設(shè)一個門限值，當(dāng)所述平均功率值小于所述門限值，則增益向變大的方向調(diào)整，S = 1 ；當(dāng)所述平均功率值大于門限值，則增益向變小的方向調(diào)整，S =0。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)字自動增益控制方法及系統(tǒng)，該方法包括以下步驟將截位輸出信號反饋回來進行功率統(tǒng)計，得到平均功率值；將所述平均功率值與預(yù)設(shè)的強度等級參數(shù)進行比較，得到相應(yīng)的步進值和增益調(diào)整方向值；根據(jù)所述步進值、增益調(diào)整方向值以及預(yù)設(shè)的初始增益值對增益值進行調(diào)整；將調(diào)整后的增益值與輸入信號相乘以進行增益補償，并對增益補償后的信號進行截位輸出。本發(fā)明的一種數(shù)字自動增益控制方法及系統(tǒng)，通過將截位后的輸出信號反饋回來做功率統(tǒng)計，這樣能更好的反映當(dāng)前輸出信號的功率狀態(tài)并將輸出信號強度波動控制在一定范圍內(nèi)。
文檔編號H04W52/04GK102316567SQ20111021903
公開日2012年1月11日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者呂輝, 施英, 楊波, 雷文明 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司