一種用于ofdm系統(tǒng)的快速自動增益控制電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于0FDM系統(tǒng)的快速自動增益控 制電路及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 第四代移動通信系統(tǒng)（4G)未來的發(fā)展及演進(jìn)問題成為當(dāng)前研宄的熱點。在4G采 用的關(guān)鍵技術(shù)中，0FDM技術(shù)無疑是最重要的。0FDM技術(shù)的主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信 道分成許多窄的正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并 行傳輸，因此可以大大消除信號波形間的干擾。0FDM還可以在不同的子信道上自適應(yīng)地分 配傳輸負(fù)荷，這樣可優(yōu)化總的傳輸速率。此外，0FDM還能對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾。 在0FDM系統(tǒng)中由于各個子信道的載波相互正交，它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小 了子載波間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率。
[0003] 但在0FDM信號傳輸過程中，由于傳輸信道復(fù)雜多變，不可避免的會發(fā)生接收信號 的衰減和畸變，AGC(自動增益控制）模塊的產(chǎn)生就是為了解決信號衰減問題。AGC模塊可 以通過對接收信號進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整，從而穩(wěn)定輸出信號的動態(tài)范圍，以減少由于信號動 態(tài)范圍過小或過大而導(dǎo)致的量化誤差。
[0004] 傳統(tǒng)的AGC大多采用固定步長調(diào)整方法，當(dāng)遇到信道大幅變化時，無法快速調(diào)整 增益參數(shù)，需要很長時間才能收斂到穩(wěn)定值；而且采用固定步長的調(diào)整方法容易造成增益 值抖動。此外，由于傳統(tǒng)AGC沒有考慮到空時隙的問題，對沒有實際數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r隙進(jìn)行不 必要的調(diào)整，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率的提高。
[0005] 本發(fā)明針對傳統(tǒng)AGC的這些缺點，提出了一種快速自動增益控制方法，并相應(yīng)進(jìn) 行了仿真，證明這種新方法能有效克服這三個缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提出的用于0FDM系統(tǒng)的快速自動增益控制（AutomaticGain Control，AGC)電路模塊及快速自動增益控制方法。
[0007] 帶AGC電路模塊的0FDM接收機(jī)模塊如圖1所示。其中，AGC電路模塊由模擬放大 器和增益調(diào)整兩部分組成；模擬放大器部分設(shè)置于0FDM接收機(jī)的A/D模塊之前，用于對天 線接收到的信號進(jìn)行放大，從而使接收信號的動態(tài)范圍穩(wěn)定在一個固定范圍，以防止接收 信號太小造成的信號丟失，和接收信號過大造成的飽和失真；增益調(diào)整部分設(shè)置于0FDM接 收機(jī)的A/D模塊之后，用于接收0FDM接收機(jī)的A/D模塊的輸出信號，并對信號電平進(jìn)行計 算和比較，調(diào)整模擬放大器的增益值，以應(yīng)對信道變化產(chǎn)生的接收信號動態(tài)范圍的變化。此 處，增益調(diào)整部分也可設(shè)置在0FDM接收機(jī)的A/D模塊前，直接接收模擬放大器的輸出信號， 但此時的增益調(diào)整需使用模擬電路實現(xiàn)，代價較數(shù)字電路要高些。
[0008] 本發(fā)明提出的基于上述快速自動增益控制電路模塊的快速自動增益控制方法，具 體步驟如下： 步驟1:為AGC模塊設(shè)置增益初始值。AGC增益初始值可以設(shè)置為20dB~40dB中的任 意合理值。AGC增益初始值的優(yōu)選值為30dB。
[0009] 步驟2:測量各頻點的信號平均功率。采樣各頻點i的前#個數(shù)據(jù)的能量，將#個 數(shù)據(jù)點能量4的均方根作為頻點i的信號平均功率。其中，W為檢測數(shù)據(jù)長度。故，頻點j 的信號平均功率乃的計算公式如下：
[0010] 步驟3:判斷功率平均值是否小于噪聲門限，若是，則認(rèn)為接收到的信號為白噪 聲，不對其進(jìn)行增益調(diào)整，同時跳過AGC增益值調(diào)整部分，跳至步驟7。否則認(rèn)為是正常的 數(shù)據(jù)信號，對接收信號進(jìn)行增益調(diào)整，并繼續(xù)步驟4。
[0011] 其中，噪聲門限可設(shè)置高于白噪聲平均功率的任意合理值，具體數(shù)值受制于接收 機(jī)前置放大器的抗噪水平。
[0012] 步驟4:將信號平均功率的最大值與目標(biāo)功率值進(jìn)行比較，其差值為AGC調(diào)整增 量。其中，目標(biāo)功率值可以設(shè)置為是信號不發(fā)生飽和失真的任意合理值。其優(yōu)選值為OdB， 即：信號的飽和功率。
[0013] 步驟5:若AGC調(diào)整增量超出調(diào)整門限，則對AGC增益值進(jìn)行調(diào)整。否則不予調(diào)整。 其中，調(diào)整門限的作用是控制AGC的調(diào)整頻率。調(diào)整門限設(shè)置越大，則AGC增益值發(fā)生微調(diào) 的可能越低，即減少了AGC增益值的調(diào)整頻率，但同時也會導(dǎo)致此時的AGC增益值并非最 優(yōu)，無法調(diào)整接收信號至最佳的動態(tài)范圍。反之，則能提高信號調(diào)整質(zhì)量，但會導(dǎo)致AGC增 益值的頻繁調(diào)整。這根據(jù)實際需要而定。
[0014] 步驟6:若AGC增益值超出AGC增益量程，則將AGC增益值設(shè)置為AGC增益量程。 否則保持當(dāng)前AGC增益值。當(dāng)AGC增益值超出實際可達(dá)的最大增益值，S卩：增益量程時，可 能會導(dǎo)致系統(tǒng)錯誤。故添加此處判斷保證AGC增益值始終處于正常范圍。
[0015] 步驟7:完成AGC過程，輸出增益調(diào)整后的接收信號至后級處理。
[0016] 至此，一次AGC處理的過程結(jié)束。
[0017] 本發(fā)明方法可靈活而迅速的調(diào)整AGC的增益值，從而保證經(jīng)過AGC調(diào)整后的信號 功率穩(wěn)定在一個最佳范圍，減少后級的量化誤差。
【附圖說明】
[0018] 圖1:帶AGC模塊的0FDM接收機(jī)模型。
[0019] 圖2:快速自動增益控制方法流程圖。
[0020] 圖3 :AWGN信道下的快速AGC性能。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和實施例，進(jìn)一步具體描述本發(fā)明。
[0022] 如圖1所示，為帶AGC電路模塊的0FDM接收機(jī)。其中，AGC電路模塊由模擬放大 器和增益調(diào)整兩部分組成；模擬放大器部分設(shè)置于0FDM接收機(jī)的A/D模塊之前，用于對天 線接收到的信號進(jìn)行放大，從而使接收信號的動態(tài)范圍穩(wěn)定在一個固定范圍，以防止接收 信號太小造成的信號丟失，和接收信號過大造成的飽和失真；增益調(diào)整部分設(shè)置于OFDM接 收機(jī)的A/D模塊之后，用于接收OFDM接收機(jī)的A/D模塊的輸出信號，并對信號電平進(jìn)行計 算和比較，調(diào)整模擬放大器的增益值，以應(yīng)對信道變化產(chǎn)生的接收信號動態(tài)范圍的變化。
[0023] 本發(fā)明提出的基于上述快速自動增益控制電路模塊的快速自動增益控制方法，具 體步驟如下： 步驟1:為AGC模塊設(shè)置增益初始值。AGC增益初始值可以設(shè)置為20dB~40dB中