专利名称：Lte系统的自动增益控制方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，更具体的说是，涉及一种LTE(Long Term Evolution system，长期演进系统)的自动增益控制方法和设备。
背景技术：
当前在3G向4G的演进的过程中，LTE系统一般被广泛的认为是4G无线通信系统， 其具有下行100M，上行50M的传输速率。LTE物理层采用的是OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术，如图1所示为一个符合LTE定义的频域 OFDM符号，其中，用户的有用数据用数据子载波A来承载，B为带内，其余部分称为带外；虚载波C起保护间隔的作用，其上没有用户数据；距离数据子载波A较近的为较近带外D，虚载波C以外的频率资源称为较远带外E，图中的DC为直流子载波。在现有技术中较远带外E的干扰和噪声需要通过终端的低通滤波器滤掉，而不能被滤掉的较近带外的干扰和噪声，则通过FFT (Fast Fourier Transformation,快速傅氏变换)以后将其与数据子载波A分离开。LTE的终端的运行过程一般分为小区搜索阶段和跟踪阶段。在小区搜索阶段，需要完成小区搜索和PBCH(物理广播信道)解调，该阶段因为没有已知信息(如定时，双工模式，CP模式)，因此，AGC(Automatic Gain Control,自动增益控制)的调整一般采用粗调模式(coarse AGC)；在跟踪阶段，终端需要完成随机接入过程和用户数据流的解调，一般AGC 采用细调模式(fine AGC)。如图2所示，在现有技术中的LTE系统的AGC中，一般利用RS (频域参考信号)估计功率再反馈到射频端，然后调整VGA (Variable Gain Amplifier，可变增益放大器)用来控制进入ADC(Anal0g-t0-Digital Converter，模/数转换器)的信号的功率，以保证进入 ADC的信号功率处于合理的范围内。其中图2中，301为射频端的VGA模块(也泛指功率调整模块)；302为ADC模块；303为低通滤波器(LPF)，用来滤掉较远带外干扰；304为数字基带的功率调整(Digital AGC)模块，用来调整输入到FFT模块305中进行快速傅里叶变换的信号功率；306为频域参考信号功率估计(RS Power estimate)模块，用来估计FFT的输出信号的功率，具体为采集FFT输出信号中的LTE参考信号，并计算平均功率；307为AGC控制调整模块(AGC control)，用来控制模块301和模块304的功率调整。但是，在LTE系统中存在来自异频小区或其他制式的无线通信系统的带外干扰， 其中，较远带外干扰被低通滤波器滤掉，较近带外干扰则在进行FFT之后与数据子载波分离，因此，现有技术中在跟踪阶段采用RS进行信号功率估计，并不能将该带外干扰计算在内。当存在较大的带外干扰时，此时估计的信号功率小于进入ADC模块的信号功率，导致 ADC模块处于饱和状态，并且，由于此处信号被削峰(clip)导致的干扰被引入到数字基带当中，将大大的降低接收机内的信噪比，增加模数转换过程中的量化噪声。因此，现在迫切的需要一种新的自动增益控制方式以克服带外干扰对带内信号的影响，造成带内信号的损失，降低接收机内信噪比的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种LTE系统的自动增益控制方法和设备，以克服现有技术中存在的带外干扰对带内信号的影响，造成带内信号的损失，降低接收机内信噪比的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种LTE系统的自动增益控制方法，包括对接收到的信号进行功率调整后执行模数转换，还包括计算经低通滤波前的时域信号的第一时域样点功率估计值；计算经低通滤波后所述时域信号的第二时域样点功率估计值；依据预设第一数字基带功率调整值调整所述时域信号功率后，进行傅里叶变换；获取对应的频域信号，并依据第二数字基带功率调整值进行功率调整；计算频域参考信号的功率估计值，以及其与预设第一数字基带功率调整值、预设第二数字基带功率调整值的差值，获取所述频域参考信号的频域功率估计值；计算所述频域功率估计值和所述第一时域样点功率估计值的第一差值；依据判断所述第一差值与第一门限值，以及第二门限值之间的大小结果，反馈所述第一时域样点功率估计值，或所述频域参考信号的功率估计值对接收到的信号进行功率调整。优选地，包括当所述第一差值大于等于第一门限值时，记录所述第一差值，并反馈所述第一时域样点功率估计值对接收到的时域信号进行功率调整；当所述第一差值小于第一门限值，且小于等于第二门限值时，反馈所述频域功率估计值对接收到的信号进行功率调整；当所述第一差值小于第一门限，大于第二门限时，维持对接收到的信号进行的功
率调整。优选地，在反馈所述第一时域样点功率估计值或所述频域功率估计值之后，还包括获取并计算所述第一时域样点功率估计值和所述第二时域样点功率估计值的第
二差值；当所述第二差值大于等于第三门限值时，输出所述第一差值替换所述预设第一数字基带功率调整值；当所述第二差值小于第三门限值，且小于等于第四门限值时，输出所述第一差值替换所述预设第二数字基带功率调整值；当所述第二差值小于第三门限值，大于第四门限值时，保持所述预设第一数字基带功率调整值和所述预设第二数字基带功率调整值不变。优选地，所述计算时域信号的第一时域样点功率估计值的过程包括计算当前下行子帧第一个正交频分复用OFDM符号的采样点第一功率和；转换所述采样点第一功率和为功率增益dB形式，计算获取所述OFDM符号的采样点第一平均功率；
平滑处理所述采样点第一平均功率，生成所述第一时域样点功率估计值。优选地，计算经低通滤波后所述时域信号的第二时域样点功率估计值的过程包括计算经低通滤波后输出的当前下行子帧第一个OFDM符号的采样点第二功率和；转换所述采样点第二功率和为dB形式，计算获取所述OFDM符号的采样点第二平均功率；平滑处理所述采样点第二平均功率，生成所述第二时域样点功率估计值。优选地，所述计算频域参考信号的功率估计值的过程为计算经傅里叶变换后输出的当前下行子帧的所有频域参考信号的功率和；转换所述功率和为dB形式，计算获取所述频域参考信号的平均功率；平滑处理所述平均功率，生成所述频域参考信号的功率估计值。一种LTE系统的自动增益控制设备，包括功率调整模块、模/数转换器、低通滤波器、第一数字基带的功率调整模块和傅里叶变换模块，还包括第二数字基带的功率调整模块，用于调整傅里叶变换模块输出的频域信号的功率；频域参考信号功率估计模块，用于计算频域参考信号的功率估计值，以及其与预设第一数字基带功率调整值、预设第二数字基带功率调整值的差值，获取所述频域参考信号的频域功率估计值；第一时域样点功率估计模块，用于计算进入低通滤波器之前的时域信号的第一时域样点功率估计值；第二时域样点功率估计模块，用于计算低通滤波器输出的时域信号的第二时域样点功率估计值；第一判断模块，用于计算所述频域功率估计值和所述第一时域样点功率估计值的第一差值，并依据判断所述第一差值与第一门限值、及第二门限值大小的结果，反馈所述第一时域样点功率估计值，或所述频域功率估计值对接收到的信号进行功率调整。优选地，所述第一判断模块包括计算单元，用于计算所述频域功率估计值和所述第一时域样点功率估计值的第一
差值；第一判断单元，用于判断所述第一差值是否大于等于第一门限值，如果是，记录所述第一差值，并反馈所述第一时域样点功率估计值至功率调整模块；如果否，进入第二判断单元；第二判断单元，用于判断所述第一差值是否小于等于第二门限值，如果是，则反馈所述频域功率估计值至所述功率调整模块；如果否，维持所述功率调整模块的调整模式。优选地，还包括第二判断模块；所述第二判断模块包括获取单元，用于获取并计算所述第一时域样点功率估计值和所述第二时域样点功率估计值的第二差值；第三判断单元，用于判断所述第二差值是否大于等于第三门限值，如果是，则输出所述第一判断模块中的所述第一差值至第一数字基带的功率调整模块；如果否，则进入第四判断单元；第四判断单元，用于判断所述第二差值是否小于等于第四门限值，如果是，则输出所述第一差值至第二数字基带的功率调整模块；如果否，则保持所述第一数字基带功率调整模块和所述第二数字基带功率调整模块中的预设调整值。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种LTE系统的自动增益控制方法和设备，通过计算进行低通滤波之前的时域信号的第一时域样点功率估计值、以及进行低通滤波之前的时域信号的第二时域样点功率估计值，以及计算时域信号进行傅里叶变换后生成的频域参考信号的频域功率估计值，依据上述估计值进行带外干扰是否存在的判断，并依据判断的结果实现对接收到的信号的功率进行调整和补偿，以便于避免存在的带外干扰对带内信号产生影响，降低带内信号的损失，实现提高LTE接收机内跟踪阶段的信噪比和降低ADC模块中的量化噪声的目的。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中一个符合LTE定义的频域OFDM符号示意图；图2为现有技术中LTE系统中的AGC装置的框图；图3为本发明实施例一公开的一种LTE系统的自动增益控制方法的流程图；图4为本发明实施例一公开的对射频端功率调整控制流程图；图5为本发明实施例一公开的完整LTE系统的自动增益控制方法的流程图；图6为本发明实施例二公开的一种LTE系统的自动增益控制方法的部分流程图；图7为本发明实施例公开的一种LTE系统的自动增益控制设备的框图。
具体实施例方式为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下LTE =Long Term Evolution system,长期演进系统；OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用；AGC Automatic Gain Control,自动增益控制；FFT =Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换；VGA =Variable Gain Amplifier，可变增益放大器；ADC :Analog-to-Digital Converter, / Wi^k^h ；LPF =Low Pass Filter，低通滤波器；Digital AGC :数字基带的功率调整；RS Power estimate 参考信号功率估计；RS 参考信号；RF 射频端；dB 分贝；
LNA =Low Noise Amplifier，低噪声放大器。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。由背景技术可知，在现有技术中LTE系统中存在带外干扰，而此干扰可能来自于LTE系统的异频小区，也可能来自于其他制式的无线通信系统如WCDMA、CDMA2000、 TD-SCDMA, WIFI、Bluetooth等等。而现有技术中的LTE的终端运行时，由于较远带外干扰被低通滤波器滤掉，较近带外干扰则在进行FFT之后处于虚载波位置，已经与数据子载波分离，因此，在终端在跟踪阶段采用RS进行信号功率估计时，并不能将所存在的带外干扰计算在内，因此，在存在较大带外干扰的情况下，很容易造成带内信号的损失，将大大的降低接收机内的信噪比，增加模数转换过程中的量化噪声。因此，本发明提供了一种新的自动增益控制的方案，在存在带外干扰的情况下，对接收到的信号的功率进行调整和补偿，降低带内信号的损失，实现提高LTE接收机内跟踪阶段的信噪比和降低ADC模块中的量化噪声的目的。具体执行过程通过以下实施例进行详细说明。实施例一请参阅附图3，为本发明公开的一种LTE系统的自动增益控制方法的流程图，主要包括以下步骤步骤S101，对接收到的信号进行功率调整和模数转换。在执行步骤SlOl时，首先对接收到的信号进行功率调整，然后再对进行功率调整后的信号进行模数转换。步骤S102，计算经低通滤波前的时域信号的第一时域样点功率估计值。步骤S103，计算经低通滤波后所述时域信号的第二时域样点功率估计值。在执行步骤S102和步骤S103时，需要注意的是，实际上步骤S102中计算获取的是未经过低通滤波的时域信号的采样点平均功率，对其进行平滑处理之后获取对应的第一时域样点功率估计值。步骤S103中的时域信号则是经过低通滤波后的时域信号的采样点平均功率，并对其进行平滑处理之后获取对应的第二时域样点功率估计值。关于上述的计算过程，下面详细进行说明。其中，获取第一时域样点功率估计值的过程为首先，计算当前下行子帧第一个OFDM符号的采样点第一功率和。如图1所示为一个符合LTE定义的频域OFDM符号的示意图(图中各标识的指示内容可参见背景技术)。该采样点第一功率和以P/标示，具体过程用公式(1)表示为
权利要求
1.一种LTE系统的自动增益控制方法，包括对接收到的信号进行功率调整后执行模数转换，其特征在于，还包括计算经低通滤波前的时域信号的第一时域样点功率估计值； 计算经低通滤波后所述时域信号的第二时域样点功率估计值； 依据预设第一数字基带功率调整值调整所述时域信号功率后，进行傅里叶变换； 获取对应的频域信号，并依据第二数字基带功率调整值进行功率调整； 计算频域参考信号的功率估计值，以及其与预设第一数字基带功率调整值、预设第二数字基带功率调整值的差值，获取所述频域参考信号的频域功率估计值； 计算所述频域功率估计值和所述第一时域样点功率估计值的第一差值； 依据判断所述第一差值与第一门限值，以及第二门限值之间的大小结果，反馈所述第一时域样点功率估计值，或所述频域参考信号的频域功率估计值对接收到的信号进行功率调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括当所述第一差值大于等于第一门限值时，记录所述第一差值，并反馈所述第一时域样点功率估计值对接收到的时域信号进行功率调整；当所述第一差值小于第一门限值，且小于等于第二门限值时，反馈所述频域功率估计值对接收到的信号进行功率调整；当所述第一差值小于第一门限，大于第二门限时，维持对接收到的信号进行的功率调整。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在反馈所述第一时域样点功率估计值或所述频域功率估计值之后，还包括获取并计算所述第一时域样点功率估计值和所述第二时域样点功率估计值的第二差值；当所述第二差值大于等于第三门限值时，输出所述第一差值替换所述预设第一数字基带功率调整值；当所述第二差值小于第三门限值，且小于等于第四门限值时，输出所述第一差值替换所述预设第二数字基带功率调整值；当所述第二差值小于第三门限值，大于第四门限值时，保持所述预设第一数字基带功率调整值和所述预设第二数字基带功率调整值不变。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述计算时域信号的第一时域样点功率估计值的过程包括计算当前下行子帧第一个正交频分复用OFDM符号的采样点第一功率和； 转换所述采样点第一功率和为功率增益dB形式，计算获取所述OFDM符号的采样点第一平均功率；平滑处理所述采样点第一平均功率，生成所述第一时域样点功率估计值。
5.根据权利要求1 3中任意一项所述的方法，其特征在于，计算经低通滤波后所述时域信号的第二时域样点功率估计值的过程包括计算经低通滤波后输出的当前下行子帧第一个OFDM符号的采样点第二功率和； 转换所述采样点第二功率和为dB形式，计算获取所述OFDM符号的采样点第二平均功率；平滑处理所述采样点第二平均功率，生成所述第二时域样点功率估计值。
6.根据权利要求1 3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述计算频域参考信号的功率估计值的过程为计算经傅里叶变换后输出的当前下行子帧的所有频域参考信号的功率和；转换所述功率和为dB形式，计算获取所述频域参考信号的平均功率；平滑处理所述平均功率，生成所述频域参考信号的功率估计值。
7.—种LTE系统的自动增益控制设备，包括功率调整模块、模/数转换器、低通滤波器、第一数字基带的功率调整模块和傅里叶变换模块，其特征在于，还包括第二数字基带的功率调整模块，用于调整傅里叶变换模块输出的频域信号的功率；频域参考信号功率估计模块，用于计算频域参考信号的功率估计值，以及其与预设第一数字基带功率调整值、预设第二数字基带功率调整值的差值，获取所述频域参考信号的频域功率估计值；第一时域样点功率估计模块，用于计算进入低通滤波器之前的时域信号的第一时域样点功率估计值；第二时域样点功率估计模块，用于计算低通滤波器输出的时域信号的第二时域样点功率估计值；第一判断模块，用于计算所述频域功率估计值和所述第一时域样点功率估计值的第一差值，并依据判断所述第一差值与第一门限值、及第二门限值大小的结果，反馈所述第一时域样点功率估计值，或所述频域功率估计值对接收到的信号进行功率调整。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一判断模块包括计算单元，用于计算所述频域功率估计值和所述第一时域样点功率估计值的第一差值；第一判断单元，用于判断所述第一差值是否大于等于第一门限值，如果是，记录所述第一差值，并反馈所述第一时域样点功率估计值至功率调整模块；如果否，进入第二判断单元；第二判断单元，用于判断所述第一差值是否小于等于第二门限值，如果是，则反馈所述频域功率估计值至所述功率调整模块；如果否，维持所述功率调整模块的调整模式。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，还包括第二判断模块；所述第二判断模块包括获取单元，用于获取并计算所述第一时域样点功率估计值和所述第二时域样点功率估计值的第二差值；第三判断单元，用于判断所述第二差值是否大于等于第三门限值，如果是，则输出所述第一判断模块中的所述第一差值至第一数字基带的功率调整模块；如果否，则进入第四判断单元；第四判断单元，用于判断所述第二差值是否小于等于第四门限值，如果是，则输出所述第一差值至第二数字基带的功率调整模块；如果否，则保持所述第一数字基带功率调整模块和所述第二数字基带功率调整模块中的预设调整值。
全文摘要
本发明公开了一种LTE系统的自动增益控制方法和设备，主要通过计算进行低通滤波之前的时域信号的第一时域样点功率估计值、以及进行低通滤波之后的时域信号的第二时域样点功率估计值，以及计算时域信号进行傅里叶变换后生成的频域参考信号的频域功率估计值，依据上述估计值进行带外干扰是否存在的判断，并依据判断的结果实现对接收到的信号的功率进行调整和补偿，以便于避免存在的带外干扰对带内信号产生影响，降低带内信号的损失，实现提高LTE接收机内跟踪阶段的信噪比和降低ADC模块中的量化噪声的目的。
文档编号H04L27/26GK102231905SQ20111016614
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者任江涛, 吴齐发, 唐相国, 张国松, 李亚辉, 胡剑锋, 莫勇 申请人:合肥东芯通信股份有限公司