一种突发信号的数字自动增益控制方法与流程

本发明涉及数字通信，具体涉及一种突发信号的数字自动增益控制方法。

背景技术：

1、在mf-tdma卫星通信系统返向链路的突发通信接收机中，至少需要两个数字自动增益控制器(dagc)来对信号的幅度进行调整，以满足后级信号处理模块的要求。一个是位于匹配滤波器与定时、频率和相位同步模块(以下简称同步模块)之间的dagc1，另一个是位于同步模块与软解映射模块之间的dagc2。图1展示了dagc在突发通信接收机中的典型分布方式。设置dagc1的主要原因是，数字下变频器和匹配滤波器会滤出接收信号中的部分非期望信号，导致输出信号的功率变小，进而幅度变小。当信号的量化位宽较少时，为了充分利用量化位宽来保留信号的数值精度，在匹配滤波器之后，需要设置一个数字自动增益控制器(dagc1)来调整信号的幅度。本申请将重点讨论dagc1的数字自动增益控制方法。

2、dagc1的传统控制方法是基于功率归一化的方法，其工作原理是：首先，对突发信号的平均功率进行估计；然后，根据估计功率和期望功率计算增益估计值(增益估计值等于期望功率与估计功率比值的平方根)；最后，根据增益估计值对突发信号进行放大。基于功率归一化的增益控制方法是一种间接的幅度控制方法，它通过调整信号的平均功率来达到调整信号幅度的目的。研究发现，这种方法不能实现精准的信号幅度控制，主要表现在：当突发信号的平均功率被放大至期望功率时，信号中部分能量相对较大的样本的幅度被过度放大，导致溢出失真，而且信噪比越低，上述现象出现的概率越大。

技术实现思路

1、针对上述相关现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种突发信号的数字自动增益控制方法，适用于psk、apsk和qam三类突发调制信号，能够精准地调整突发信号的幅度，不仅使信号被充分放大，进而充分利用量化位宽来保留信号的数值精度，而且能够有效地避免溢出失真。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术：

3、一种突发信号的数字自动增益控制方法，包括步骤：

4、s100、确定dagc1的参考幅度，得所述dagc1是指mf-tdma卫星通信系统返向链路的突发接收机中位于匹配滤波器与定时、频率和相位同步模块之间的数字自动增益控制器；假设在突发接收机中，每个信号样本都通过有符号数表示，信号样本的量化总位宽是w，单位是比特，其中最高位是符号位，其余w-1位是数值位，表示该量化方案中正数绝对值的最大值，表示该量化方案中负数绝对值的最大值；

5、s200、将输入信号y的两路实子信号和并行输入dagc1，其中，表示突发接收机接收到的一个突发信号帧，其中，y[k]＝yi[k]+jyq[k]是复信号样本，yi[k]和yq[k]分别是y[k]的实部和虚部，j是虚数单位，l是复信号样本的数量，表示y的i路实子信号，即y的同相分量，表示y的q路实子信号，即y的正交分量；在此过程中，同时执行如下两步操作：

6、s210、将子信号和的样本并行送入缓存；

7、s220、估计输入信号的幅度：针对输入信号y的两路实子信号和并行迭代估计各路子信号中能量最大的信号样本的绝对值和取和中的较大值作为输入信号y的幅度估计值具体包括如下步骤：

8、s221、将输入信号y的两路实子信号和并行输入幅度估计器，同时并行迭代估计和包括步骤：

9、s2211、设置迭代计数器k，其计数范围是k＝1,2,…,l；

10、s2212、初始化相关参数，设置k＝1，

11、s2213、将yi和yq的第k个信号样本yi[k]和yq[k]并行输入幅度估计器，并同时计算其绝对值|yi[k]|和|yq[k]|；

12、s2214、针对yi和yq两路子信号，同时估计和即并行执行如下运算

13、

14、s2215、判断l次迭代估计是否完成；如果完成，则输出估计结果和如果没有，则更新计数器：k←k+1，并重复s2213～s2215，直至完成l次迭代估计；

15、s222、估计输入信号y的幅度，得

16、s300、估计粗增益：先计算幅度估计值的数值位位宽

17、再计算粗增益值，得粗增益估计值

18、s400、估计精增益：先计算得

19、再计算精增益值，针对非线性函数预先设计一组分段线性近似函数：其中，an和bn分别是的一次项系数和常数项，

20、

21、是将有界闭区间[aref/2,aref]均匀分成的n个互不相交的子区间，是每一个子区间的长度，当时，精增益估计值

22、s500、估计总增益，得总增益估计值

23、s600、根据总增益估计值对输入信号进行放大，包括：

24、s610、设置迭代计数器k，其计数范围是k＝1,2,…,l；

25、s620、初始化迭代计数器，设置k＝1；

26、s630、从dagc1的缓存中同时输出子信号yi和yq的第k个信号样本yi[k]和yq[k]；

27、s640、根据总增益估计值同时对yi[k]和yq[k]进行放大，即并行执行如下操作

28、

29、然后，将放大后的样本和并行输出dagc1；

30、s650、判断yi和yq的l个样本是否全部完成增益控制，如果完成，则结束本次自动增益控制操作；如果没有，则更新计数器：k←k+1，并重复s630～s650，直至完成yi和yq全部l个样本的增益控制。

31、本发明的有益效果在于：

32、本发明的方法能够精准地调整突发信号的幅度，不仅使信号被充分放大，进而充分利用量化位宽来保留信号的数值精度，而且能够有效地避免溢出失真，适用于psk、apsk和qam三类突发调制信号。

技术特征：

1.一种突发信号的数字自动增益控制方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的突发信号的数字自动增益控制方法，其特征在于，s220、估计输入信号的幅度，具体包括步骤：

3.根据权利要求1或2所述的突发信号的数字自动增益控制方法，其特征在于，适用于psk、apsk和qam三类突发调制信号。

技术总结
一种突发信号的数字自动增益控制方法，包括：确定DAGC1的参考幅度，将输入信号y的两路实子信号并行输入DAGC1，并行迭代估计各路子信号中能量最大的信号样本的绝对值和取和中的较大值作为输入信号y的幅度估计值估计粗增益，先计算幅度估计值的数值位位宽再计算粗增益估计值估计精增益，先计算得再计算精增益估计值估计总增益，总增益估计值根据总增益估计值对输入信号进行放大。能够精准地调整突发信号的幅度，不仅使信号被充分放大，进而充分利用量化位宽来保留信号的数值精度，而且能够有效地避免溢出失真，适用于PSK、APSK和QAM三类突发调制信号。

技术研发人员：贺俊文
受保护的技术使用者：四川安迪科技实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13