专利名称：数字自动增益控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种数字信号传输过程中的数字自动增益控制方法及系统。
背景技术：
移动通信信道是一种复杂的通信信道，其具有快衰落、慢衰落和多径叠加等特点， 衰落深度可以达到几十dB，这种衰落导致接收信号具有很大的功率变化范围，恶化系统的解调性能。移动通信信道中通常使用DAGC(Digital Automatic Gain Control，数字自动增益控制)调整输入数字信号的功率，使得输入信号强度变化时，输出信号的强度可以基本保持不变；并对输出信号进行截位处理，以降低后续基带信号处理算法的实现负担，增加其实现精度，减少实现位宽。通常的DAGC都会根据需要设定一个期望阈值，根据输出信号的强度与阈值的误差进行增益的调整，以使输出信号的强度保持在期望值附近。期望值的选取应该使输出信号尽量保留原有信号的信息，设置过大或者过小的期望阈值在调整时都会使得信息量丢失，严重降低接收机的性能。传统的DAGC系统实现方式如图1所示，图1为现有技术一种DAGC系统的结构原理示意图。所述DAGC系统包括增益调整模块101、量级计算模块102、误差比较模块103和低通滤波模块104。输入信号经过增益调整模块101后得到输出信号，量级计算模块102对输出信号的强度进行计算，强度计算的结果送入误差比较模块103中与预先设定的期望阈值进行比较，根据比较的结果，在低通滤波模块104中通过一个低通滤波器得到新的增益调整值。然而由于直接根据输出信号的强度与阈值的比较结果控制所述滤波器，受滤波器的性能影响，通常调整后输出的信号抖动幅度比较大，造成较多的能量损失。特别对基于 CDMA技术和基于0FDM/0FDMA技术的移动通信系统，其信号都具有较大的峰均比，波动范围较宽，对收敛的抖动比较敏感，因此使用上述传统的DAGC系统所述输出信号会出现较大的信号波动。为解决上述输出信号相对于期望值波动较大的问题，申请号为201010019389.6 的申请文件中公开了一种通信系统的数字自动增益控制方法及其系统，通过计算所述输出信号的模值平均值或功率平均值作为所述输出信号的强度的测量值，因此所述测量值能够更准确地反映所述输出信号的强度，使增益控制更加准确；另外该方法还设置了多个强度统计参数来分别统计每个强度等级的出现频率，再根据每个所述强度统计参数与所述参数门限值比较，决定增益值调整参数，从而防止增益值因为输出信号突然出现的个别高强度或低强度失真而发生突变，避免输出信号相对于期望值出现过大的波动。上述一种通信系统的数字自动增益控制方法及其系统虽然具有诸多优点，但是在硬件实现过程中还是发现了一些缺陷，例如上述方法不能很好的将截位后输出的功率稳定在一个范围以内。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供ー种数字自动增益控制方法及系统，能够将输出信 号強度波动控制在一定范围内。ー种数字自动增益控制方法，其特征在干，包括以下步骤将截位输出信号反馈回来进行功率统计，得到平均功率值；将所述平均功率值与预设的强度等级參数进行比较，得到相应的步进值和增益调 整方向值；根据所述步进值、増益调整方向值以及预设的初始增益值对增益值进行调整；将调整后的増益值与输入信号相乘以进行増益补偿，并对增益补偿后的信号进行 截位输出。ー种数字自动增益控制系统，其特征在干，包括截位输出模块，用于根据预设的截位位宽和截位位置，将增益补偿后的信号进行 截位后输出；与所述截位输出模块相连接的幅度计算模块，用于将输出信号反馈回来进行功率 统计，得到平均功率值并发送给幅度等级比较模块；与所述幅度计算模块相连接的所述幅度等级比较模块，用于将所述平均功率值与 预设的強度等级參数进行比较，得到相应的步进值和增益调整方向值；与所述幅度等级比较模块相连接的増益值计算模块，用于根据所述步进值、増益 调整方向值以及预设的初始增益值对增益值进行调整，并发送给增益值补充模块；与所述增益值计算模块相连接的増益值补充模块，用于将调整后的増益值与输入 信号相乘以进行増益补偿，并将增益补偿后的信号发送给所述截位输出模块。通过以上方案可以看出，本发明的ー种数字自动增益控制方法及系统，通过将截 位后的输出信号反馈回来做功率统计，这样能更好的反映当前输出信号的功率状态并将输 出信号強度波动控制在一定范围内。
图1为传统的DAGC系统的结构示意图；图2为本发明ー种数字自动增益控制方法的流程图；图3为滑窗统计功率实现框图；图4为门限值划分状态图；图5为输入高斯白噪声信号时打印输出I路和Q路数据的histogram分布图；图6为输入CDMA2000信号时打印输出I路和Q路数据的histogram分布图；图7为DAGC输入pulse信号测试收敛时间示意图；图8为DAGC输出pulse信号测试收敛时间示意图；图9为本发明ー种数字自动增益控制系统的结构示意图；图10为具体实施例中ー种数字自动增益控制系统的结构示意图。
具体实施例方式本发明主要是基于上述申请“一种通信系统的数字自动增益控制方法及其系统” 并对其具体的实施方式进行了改进，因为在硬件实现过程中发现上述方案不能很好的将截位后输出的功率稳定在一个范围以内，经过大量的测试后发现之所以会存在这个问题，是因为上述方案采用截位前的输出信号来进行计算并作为测量值以反映所述输出信号的强度，从而带来了较大的误差，导致无法将输出信号强度波动控制在一定范围内。为此，本发明提供一种数字自动增益控制方法及系统，能够解决上述技术方案中无法将输出信号强度波动控制在一定范围内的问题。下面结合附图详细描述本发明的具体实施例。一种数字自动增益控制方法，如图2所示，包括如下步骤步骤Si，系统上电后首先预先设置强度等级参数、计数器步进值、初始增益、截位位置、截位位宽、增益最大值和增益最小值等，然后将截位后的输出信号反馈回来进行功率统计，得到平均功率值。为了保证统计到的功率为线性变化，作为一个较好的实施例，可以使用滑窗统计的方式进行功率统计。滑窗统计功率实现框图如图3所示，假设窗长设置为L，将输入的I、 Q信号取平方和，然后累加(L+1)次得到的值减去(L+1)次累加时的第一个值，得到L个点的功率值，再将该值除以L即可得到平均功率值输出。统计输出功率用数学表达式可以表示为如下
权利要求
1.一种数字自动增益控制方法，其特征在于，包括以下步骤将截位输出信号反馈回来进行功率统计，得到平均功率值；将所述平均功率值与预设的强度等级参数进行比较，得到相应的步进值和增益调整方向值；根据所述步进值、增益调整方向值以及预设的初始增益值对增益值进行调整；将调整后的增益值与输入信号相乘以进行增益补偿，并对增益补偿后的信号进行截位输出。
2.根据权利要求1所述的数字自动增益控制方法，其特征在于，所述对增益补偿后的信号进行截位输出之后，还包括步骤统计预定时间内输出信号中每个数值出现的个数；根据所述每个数值出现的个数计算每个数值出现的概率，并根据所述概率计算所述预定时间内的平均功率；将计算得到的平均功率进行打印显示，并根据该平均功率调整所述强度等级参数。
3.根据权利要求1或2所述的数字自动增益控制方法，其特征在于，所述进行功率统计的过程具体包括使用滑窗统计的方式进行功率统计，采用如下公式
4.根据权利要求1或2所述的数字自动增益控制方法，其特征在于，还包括步骤输入脉冲信号，并记录输出脉冲由变化时刻到稳定时刻的间隔时间作为收敛时间。
5.根据权利要求1或2所述的数字自动增益控制方法，其特征在于，所述将所述平均功率值与预设的强度等级参数进行比较，得到相应的步进值和增益调整方向值的过程具体包括根据所述平均功率值所落入的强度等级范围与预设的计数器步进值进行调整得到相应的步进值；预设一个门限值，当所述平均功率值小于所述门限值，则增益向变大的方向调整，S = 1 ；当所述平均功率值大于门限值，则增益向变小的方向调整，S = O;所述步进值与所述增益调整方向值一一对应。
6.一种数字自动增益控制系统，其特征在于，包括截位输出模块，用于根据预设的截位位宽和截位位置，将增益补偿后的信号进行截位后输出；与所述截位输出模块相连接的幅度计算模块，用于将输出信号反馈回来进行功率统计，得到平均功率值并发送给幅度等级比较模块；与所述幅度计算模块相连接的所述幅度等级比较模块，用于将所述平均功率值与预设的强度等级参数进行比较，得到相应的步进值和增益调整方向值；与所述幅度等级比较模块相连接的增益值计算模块，用于根据所述步进值、增益调整方向值以及预设的初始增益值对增益值进行调整，并发送给增益值补充模块；与所述增益值计算模块相连接的增益值补充模块，用于将调整后的增益值与输入信号相乘以进行增益补偿，并将增益补偿后的信号发送给所述截位输出模块。
7.根据权利要求6所述的数字自动增益控制系统，其特征在于，还包括与所述截位输出模块相连接的数值统计模块，用于统计预定时间内输出信号中每个数值出现的个数；与所述数值统计模块相连接的数据分析模块，用于根据所述每个数值出现的个数计算每个数值出现的概率，并根据所述概率计算所述预定时间内的平均功率；与所述数据分析模块、幅度等级比较模块分别相连接的打印显示模块，用于将所述数据分析模块中计算得到的平均功率进行打印显示并发送给所述幅度等级比较模块；所述幅度等级比较模块根据所述打印显示模块中计算得到的平均功率调整所述强度等级参数。
8.根据权利要求6或7所述的数字自动增益控制系统，其特征在于，所述幅度计算模块使用滑窗统计的方式进行功率统计，采用如下公式式中，L为窗长，I (η)、Q(n)为输入的I信号和Q信号，P_out为所述平均功率值。
9.根据权利要求6或7所述的数字自动增益控制系统，其特征在于，还包括与所述截位输出模块相连接的测试模块，用于向所述截位输出模块输入脉冲信号，并记录输出脉冲由变化时刻到稳定时刻的间隔时间作为收敛时间。
10.根据权利要求6或7所述的数字自动增益控制系统，其特征在于，所述幅度等级比较模块包括步进值计算模块和方向值计算模块；所述步进值计算模块用于根据所述平均功率值所落入的强度等级范围与计数器步进值进行调整得到相应的步进值；所述方向值计算模块用于预设一个门限值，当所述平均功率值小于所述门限值，则增益向变大的方向调整，S = 1 ；当所述平均功率值大于门限值，则增益向变小的方向调整，S =0。
全文摘要
本发明提供一种数字自动增益控制方法及系统，该方法包括以下步骤将截位输出信号反馈回来进行功率统计，得到平均功率值；将所述平均功率值与预设的强度等级参数进行比较，得到相应的步进值和增益调整方向值；根据所述步进值、增益调整方向值以及预设的初始增益值对增益值进行调整；将调整后的增益值与输入信号相乘以进行增益补偿，并对增益补偿后的信号进行截位输出。本发明的一种数字自动增益控制方法及系统，通过将截位后的输出信号反馈回来做功率统计，这样能更好的反映当前输出信号的功率状态并将输出信号强度波动控制在一定范围内。
文档编号H04W52/04GK102316567SQ20111021903
公开日2012年1月11日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者吕辉, 施英, 杨波, 雷文明 申请人:京信通信系统(中国)有限公司