一种用于ofdm系统的快速自动增益控制电路及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种用于0FDM系统的快速自动增益控 制电路及方法。
【背景技术】
[0002] 第四代移动通信系统（4G)未来的发展及演进问题成为当前研宄的热点。在4G采 用的关键技术中，0FDM技术无疑是最重要的。0FDM技术的主要思想就是在频域内将给定信 道分成许多窄的正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并 行传输，因此可以大大消除信号波形间的干扰。0FDM还可以在不同的子信道上自适应地分 配传输负荷，这样可优化总的传输速率。此外，0FDM还能对抗频率选择性衰落或窄带干扰。 在0FDM系统中由于各个子信道的载波相互正交，它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小 了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。
[0003] 但在0FDM信号传输过程中，由于传输信道复杂多变，不可避免的会发生接收信号 的衰减和畸变，AGC(自动增益控制）模块的产生就是为了解决信号衰减问题。AGC模块可 以通过对接收信号进行自适应的调整，从而稳定输出信号的动态范围，以减少由于信号动 态范围过小或过大而导致的量化误差。
[0004] 传统的AGC大多采用固定步长调整方法，当遇到信道大幅变化时，无法快速调整 增益参数，需要很长时间才能收敛到稳定值；而且采用固定步长的调整方法容易造成增益 值抖动。此外，由于传统AGC没有考虑到空时隙的问题，对没有实际数据传输的时隙进行不 必要的调整，可能会导致系统误码率的提高。
[0005] 本发明针对传统AGC的这些缺点，提出了一种快速自动增益控制方法，并相应进 行了仿真，证明这种新方法能有效克服这三个缺点。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提出的用于0FDM系统的快速自动增益控制（AutomaticGain Control，AGC)电路模块及快速自动增益控制方法。
[0007] 带AGC电路模块的0FDM接收机模块如图1所示。其中，AGC电路模块由模拟放大 器和增益调整两部分组成；模拟放大器部分设置于0FDM接收机的A/D模块之前，用于对天 线接收到的信号进行放大，从而使接收信号的动态范围稳定在一个固定范围，以防止接收 信号太小造成的信号丢失，和接收信号过大造成的饱和失真；增益调整部分设置于0FDM接 收机的A/D模块之后，用于接收0FDM接收机的A/D模块的输出信号，并对信号电平进行计 算和比较，调整模拟放大器的增益值，以应对信道变化产生的接收信号动态范围的变化。此 处，增益调整部分也可设置在0FDM接收机的A/D模块前，直接接收模拟放大器的输出信号， 但此时的增益调整需使用模拟电路实现，代价较数字电路要高些。
[0008] 本发明提出的基于上述快速自动增益控制电路模块的快速自动增益控制方法，具 体步骤如下： 步骤1:为AGC模块设置增益初始值。AGC增益初始值可以设置为20dB~40dB中的任 意合理值。AGC增益初始值的优选值为30dB。
[0009] 步骤2:测量各频点的信号平均功率。采样各频点i的前#个数据的能量，将#个 数据点能量4的均方根作为频点i的信号平均功率。其中，W为检测数据长度。故，频点j 的信号平均功率乃的计算公式如下：
[0010] 步骤3:判断功率平均值是否小于噪声门限，若是，则认为接收到的信号为白噪 声，不对其进行增益调整，同时跳过AGC增益值调整部分，跳至步骤7。否则认为是正常的 数据信号，对接收信号进行增益调整，并继续步骤4。
[0011] 其中，噪声门限可设置高于白噪声平均功率的任意合理值，具体数值受制于接收 机前置放大器的抗噪水平。
[0012] 步骤4:将信号平均功率的最大值与目标功率值进行比较，其差值为AGC调整增 量。其中，目标功率值可以设置为是信号不发生饱和失真的任意合理值。其优选值为OdB， 即：信号的饱和功率。
[0013] 步骤5:若AGC调整增量超出调整门限，则对AGC增益值进行调整。否则不予调整。 其中，调整门限的作用是控制AGC的调整频率。调整门限设置越大，则AGC增益值发生微调 的可能越低，即减少了AGC增益值的调整频率，但同时也会导致此时的AGC增益值并非最 优，无法调整接收信号至最佳的动态范围。反之，则能提高信号调整质量，但会导致AGC增 益值的频繁调整。这根据实际需要而定。
[0014] 步骤6:若AGC增益值超出AGC增益量程，则将AGC增益值设置为AGC增益量程。 否则保持当前AGC增益值。当AGC增益值超出实际可达的最大增益值，S卩：增益量程时，可 能会导致系统错误。故添加此处判断保证AGC增益值始终处于正常范围。
[0015] 步骤7:完成AGC过程，输出增益调整后的接收信号至后级处理。
[0016] 至此，一次AGC处理的过程结束。
[0017] 本发明方法可灵活而迅速的调整AGC的增益值，从而保证经过AGC调整后的信号 功率稳定在一个最佳范围，减少后级的量化误差。
【附图说明】
[0018] 图1:带AGC模块的0FDM接收机模型。
[0019] 图2:快速自动增益控制方法流程图。
[0020] 图3 :AWGN信道下的快速AGC性能。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和实施例，进一步具体描述本发明。
[0022] 如图1所示，为带AGC电路模块的0FDM接收机。其中，AGC电路模块由模拟放大 器和增益调整两部分组成；模拟放大器部分设置于0FDM接收机的A/D模块之前，用于对天 线接收到的信号进行放大，从而使接收信号的动态范围稳定在一个固定范围，以防止接收 信号太小造成的信号丢失，和接收信号过大造成的饱和失真；增益调整部分设置于OFDM接 收机的A/D模块之后，用于接收OFDM接收机的A/D模块的输出信号，并对信号电平进行计 算和比较，调整模拟放大器的增益值，以应对信道变化产生的接收信号动态范围的变化。
[0023] 本发明提出的基于上述快速自动增益控制电路模块的快速自动增益控制方法，具 体步骤如下： 步骤1:为AGC模块设置增益初始值。AGC增益初始值可以设置为20dB~40dB中