专利名称：手机电视自动增益控制的装置和其动态步长调节的方法
技术领域：
本发明涉及手才几电^L集成电路设计领域，尤其涉及一种手4几电一见自动增 益控制的装置和其动态步长调节的方法。
背景技术：
AGC (Auto Gain Control,自动增益控制，下同)是接收机最常用的模 块之一，通常包括前馈式和反馈式两种，前馈式虽然收敛速度较快，但是稳 定性不够，适合变化不频繁的场合。反馈式相对而言收敛速度慢一些，但是 稳定性要好很多，手机电视传输比较复杂，因而适合反馈式AGC。
常用的反馈式AGC包括单步调节和动态步长调节两种，单步调节实现 简单，但是难以在精度和速度之间达到良好折中，动态步长很好的弥补了单 步调节的缺点，本发明即是针对动态步长调节AGC的改进。
传统的动态步长调节方法有两种 一种是计算方式，即根据射频器件的 特性构建函数，其优点是精度较高，缺点是对器件的函数构建是理想化的， 并且存在累加误差；另一种是查表法，查表法的优点是不存在累加误差，速 度较快，缺点是随精度提高占用空间大幅提高。传统方法为了避免存储空间 占用过大，需采用计算的方式求得目标调节点，但对于射频芯片而言，其线 性变化只是理论上的，并且还存在阶越的控制方式，通常阶越控制需要与线 性变化组合起来，形成整体的线性变化，但是由于射频芯片的线性会存在偏 差，软件模拟存在精度问题，如果要补偿累积误差，则必然在复杂度上大大 提高，如果不补偿，累积误差会将线性不好的情况放大，同时计算通常需要 用到较复杂的公式，会导致参数生成的时间过长，因而在对运行事件要求较 高的情况下，单纯的计算并不适用。采用查表可以有效解决部分问题，查表 速度快，并且只要作表的时候考虑到累积误差，就可以避免受到累积误差的 影响。但是对线性不好的问题，查找法只能通过提高表的精度来解决，但是这样又导致存储空间过大。
发明内容
本发明提供一种手机电视自动增益控制的装置和其动态步长调节的方 法，以解决在动态步长调节时，采用单一计算方式存在的累加误差或者采用 单一查表法造成存储空间过大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种手机电视自动增益控制中动态 步长调节的方法，所述动态步长调节先采用查表法将调节增益计算到 一调节 增益门限内，然后再用插值算法计算调节增益参数。
本发明所述方法，其中，所述调节增益门限被设置为所述查表法所使用 的表格的最小精度。
本发明所述方法，其中，所述插值算法为线性插值算法。
进一步地，所述线性插值算法为利用公式a= ( b+c ) /2求平均的插值算 法，其中，在插值法执行的第一步，所述b、 c分别为利用查表法计算的上 次调节增益结果和其在所述查表法所使用的表格中的邻近值，a表示当前调 节增益计算结果；此后的执行步骤中，所述b、 c分别表示上次调节增益结 果和其在所述查表法所使用的表格中的邻近值。
进一步地，所述邻近值存在两个，选择方法为根据所述调节增益的调节 量的正负选择，如为正则选择比其大的邻近值，如为负则选择比其小的邻近 值。
本发明还提供一种手机电视自动增益控制的装置，包括射频初始化配置 模块、射频接收端、增益计算模块、滤波模块、增益调整计算模块和数据传 送模块，其中，所述增益调整计算模块，用于动态步长调节时，先采用查表 法将调节增益计算到一调节增益门限内，然后再用插值算法计算调节增益参数。
本发明所述装置，其中，所述增益调整计算模块将所述调节增益门限设 置为所述查表法所使用的表格的最小精度。
本发明所述装置，其中，所述增益调整计算模块使用的插值算法为线性插值算法。
进一步地，所述增益调整计算模块使用的所述线性插值算法为利用公式
a= (b+c) /2求平均的插值算法，其中，在插值法执行的第一步，所述b、 c
分别为利用查表法计算的上次调节增益结果和其在所述查表法所使用的表
格中的邻近值，a表示当前调节增益计算结果；此后的执行步骤中，所述b、 c分别表示上次调节增益结果和其在所述查表法所使用的表格中的邻近值。
进一步地，所述邻近值存在两个，选择方法为根据所述调节增益的调节 量的正负选择，如为正则选择比其大的邻近值，如为负则选择比其小的邻近值。
本发明所述方法首先采用查表，虽然初始表精度不高，但是速度很快， 下一步采用插值计算的方法，只需要简单的加法和移位操作就可以实现。这 样避免了单纯计算复杂度高的问题。
图l是本发明实施例手机电视自动增益控制的装置结构示意图； 图2是本发明实施例手机电视自动增益控制方法流程图。
具体实施例方式
本发明为了避免单一查表法精度不高，或者由射频芯片功率控制线性不 好，或多级控制增益连续性不佳而导致的计算累加误差对系统实现复杂度的 影响，提出一种将查表法和计算结合的方法，以查表法为主，计算为辅，在 不增加实现复杂度的基础上避免前边所提的不利影响。该发明可作为手机电 视的一部分。本发明的设计方法结构清晰，复杂度相对较小，有利于实现。
以下结合附图和具体实施方式
对本发明所述技术方案进行详细描述。 如图l所示，是本发明实施例手机电视自动增益控制的装置结构示意
图，其主体构成是一反馈式AGC装置，射频部分调节包括电压调节和数字 调节两部分，硬件部分实现功率计算，软件部分实现参数初始化配置，滤波，增益调整计算，最后将调节参数以电平和数字方式传送给射频芯片，通过反 馈不断调整从而达到增益自动调整的目的。该装置包括射频初始化配置模 块、射频接收端、增益计算模块、滤波模块、增益调整计算模块和数据传送
模块，其中
射频初始化配置模块，用于实现对射频芯片的初始化配置，并进行功率
转化，由线性功率转化为db功率；
射频接收端，在AGC相关功能中，射频接收端用来接收发射信号，并 生成数字信号传送给增益计算模块；在本发明中，针对的是多级控制的情况， 调节因子的作用下，调整信号功率；射频接收端增益分3级控制射频控制、 低噪放大器控制及基带控制；其中射频控制和基带控制是模拟的，采用电压 控制；低噪放大器控制是数字控制，是阶越的；首先采用线性拟和的方法得 到预期的0-76db的动态范围，然后构建精度为ldb的查找表，为软件查表 做好准备工作；
增益计算模块，根据配置时间计算该时间段内信号的功率；对于IQ两 路基带信号而言，即计算其平均模值，基本思路为根据配置时间，对IQ两 路信号进行分别累加，累加结束后，根据配置时间进行动态截位(即求平均 功率)；
滤波模块，考虑到信号突变情况，为了避免大范围增益波动，需要有滤 波模块的辅助；
增益调整计算模块，依据查表计算相结合的方法，在保障调节速度的前 提下，提高其调节精度；用于在信号变化剧烈的情况下，动态步长调节时， 先采用查表法将调节增益计算到一调节增益门限内，然后再用插值算法计算 调节增益参数；所述增益调整计算模块将所述调节增益门限设置为所述查表 法所使用的表格的最小精度；所述增益调整计算模块使用的插值算法为线性 插值算法；所述线性插值算法为利用公式a= ( b+c ) /2求平均的插值算法， 其中，在插值法执行的第一步，所述b、 c分别为利用查表法计算的上次调 节增益结果和其在所述查表法所使用的表格中的邻近值，a表示当前调节增 益计算结果；此后的执行步骤中，所述b、 c分别表示上次调节增益结果和 其在所述查表法所使用的表格中的邻近值；所述邻近值存在两个，选择方法为根据所述调节增益的调节量的正负选择，如为正则选择比其大的邻近值，
如为负则选择比其小的邻近值；
数据传送模块，由于射频芯片是多级控制并且同时采用模拟和数字两种 方式，因此本模块一方面是将数字参数通过IIC (Internationally国际集成 电路)接口传送，另一方面需要将对应电压的数字信号通过PWM (Pulse Width Modulation,脉宽调制)转化为电压信号，传送给射频接收端。
对纯软件、纯硬件及其它软硬件结合的方式都是适用的。
如图2所示，是本发明实施例手机电视自动增益控制方法流程图，包括 如下步骤
步骤201,射频初始化配置模块对射频接收端初始化配置；这一部分跟 采用的射频芯片直接相关，其方法是根据手册通过IIC配置射频寄存器；
步骤202，射频接收端接收发射信号，射频初始化配置模块对接收信号 进行功率转换，由线性功率转化为db功率；本实施例中的滤波是针对db值 的滤波，由于硬件计算的功率是线性的，因此还需要实现线性功率到db的 转换，基于提高运算速度的考虑，可以采用查表法实现；
步骤203,滤波模块执行滤波功能；滤波器为了避免信号源的突然变化 导致的基带处理端信号不稳定的现象，采用公式
/7 = <2 . /7(CWr) + (1 — . / (/ OSf)
其中，"为归一化参数，P(c"。和P(戸w)分别代表当前功率和历史功率；
步骤204,增益调整计算模块在动态步长调节时，判断查表执行次数是 否大于查表执行次数门限，如果是，则转步骤206;如果否，则转步骤205; 所述查表执行次数门限是一个经验门限，跟查表表格的精度和前边滤波的滤 波因子相关，如果精度低且滤波因子历史权重低，则此门限次数很小。
步骤205，与调节增益目标值比较，用查表法求调节参数，然后转步骤
208;
步骤206，与调节增益目标值比较，判断调节量是否大于调节增益门限，如果是，转步骤205;如果否，则转步骤207;
步骤207,用插值算法计算调节参数，然后转步骤208;
步骤208,数据传送模块将调节参数传送给射频接收端，模拟量通过 PWN模块来下发，数字量通过IIC来下发，然后转步骤202。
实现增益调节位置计算，根据查表执行次数和调节量来决定采用查表还 是差值计算方法。查表法的索引为要调节到的位置，表的内容为对应的参数 值，对于本实施例而言，即三个下发参数rf—agc、 bb—agc及LNA (此三个 参数为射频芯片固有参数，分别对应射频AGC调节参数，基带AGC调节 参数以及低噪声放大器调节参数)。差值计算法是保留上一次历史值，得出 当前位置后，求和取平均，由于使用插值计算时，表示大部分比特位已经稳 定，可以根据需要只对若干位进行插值，即在硬件实现中还有进一步优化的 空间。在信号变化剧烈的情况下，动态步长调节时，先采用查表法将调节增 益计算到一调节增益门限内，然后再用插值算法计算调节增益参数；增益调 整计算模块将所述调节增益门限设置为所述查表法所使用的表格的最小精
度；所述增益调整计算模块使用的插值算法为线性插值算法；所述线性插值 算法为利用公式a二 (b+c)/2求平均的插值算法，其中，在插值法执行的第 一步，所述b、 c分别为利用查表法计算的上次调节增益结果和其在所述查 表法所使用的表格中的邻近值，a表示当前调节增益计算结果；此后的执行 步骤中，所述b、 c分别表示上次调节增益结果和其在所述查表法所使用的 表格中的邻近值；所述邻近值存在两个，选择方法为根据所述调节增益的调 节量的正负选择，如为正则选择比其大的邻近值，如为负则选择比其小的邻 近值。
硬件部分增益计算模块的功率计算采用近似求^^莫的方法实现，其公式如
下
<formula>formula see original document page 9</formula>
l"力l表示IQ两路基带信号的模，max(I,q)和min(I，q)表示IQ分量较大 的值和较小的值。在本设计中，由于频率要求不高，因而加法器没有采用DSP (Digital Singal Processor,数字信号处理器)48单元实现，而是采用xilinx器件的基 本单元slice (是美国xilinx (赛灵思)公司FPGA ( Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)基本单元)实现(有助于实现专用集成电路)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本 领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。
权利要求
1、一种手机电视自动增益控制中动态步长调节的方法，其特征在于，所述动态步长调节先采用查表法将调节增益计算到一调节增益门限内，然后再用插值算法计算调节增益参数。
2、 如权利要求1所述方法，其特征在于，所述调节增益门限被设置为所述查表法所使用的表格的最小精度。
3、 如权利要求1所述方法，其特征在于，所述插值算法为线性插值算法。
4、 如权利要求3所述方法，其特征在于，所述线性插值算法为利用公 式3= (b+c)/2求平均的插值算法，其中，在插值法执行的第一步，所述b、 c分别为利用查表法计算的上次调节增益结果和其在所述查表法所使用的表 格中的邻近值，a表示当前调节增益计算结果；此后的执行步骤中，所述b、 c分别表示上次调节增益结果和其在所述查表法所使用的表格中的邻近值。
5、 如权利要求4所述方法，其特征在于，所述邻近值存在两个，选才奪 方法为根据所述调节增益的调节量的正负选择，如为正则选择比其大的邻近 值，如为负则选择比其小的邻近值。
6、 一种手机电视自动增益控制的装置，包括射频初始化配置模块、射 频接收端、增益计算模块、滤波模块、增益调整计算模块和数据传送模块， 其特征在于，所述增益调整计算模块，用于动态步长调节时，先采用查表法 将调节增益计算到一调节增益门限内，然后再用插值算法计算调节增益参 数。
7、 如权利要求6所述装置，其特征在于，所述增益调整计算模块将所 述调节增益门限设置为所述查表法所使用的表格的最d、精度。
8、 如权利要求6所述装置，其特征在于，所述增益调整计算模块使用 的插值算法为线性插值算法。
9、 如权利要求8所述装置，其特征在于，所述增益调整计算模块使用 的所述线性插值算法为利用公式a二 (b+c) /2求平均的插值算法，其中，在 插值法执行的第一步，所述b、 c分别为利用查表法计算的上次调节增益结果和其在所述查表法所使用的表格中的邻近值，a表示当前调节增益计算结 果；此后的执行步骤中，所述b、 c分别表示上次调节增益结果和其在所述 查表法所使用的表格中的邻近值。
10、如权利要求9所述装置，其特征在于，所述邻近值存在两个，选择 方法为根据所述调节增益的调节量的正负选择，如为正则选择比其大的邻近 值，如为负则选择比其小的邻近值。
全文摘要
本发明公开了一种手机电视自动增益控制中动态步长调节的方法，所述动态步长调节先采用查表法将调节增益计算到一调节增益门限内，然后再用插值算法计算调节增益参数。本发明还公开了一种手机电视自动增益控制的装置，包括射频初始化配置模块、射频接收端、增益计算模块、滤波模块、增益调整计算模块和数据传送模块，其中，所述增益调整计算模块，用于动态步长调节时，先采用查表法将调节增益计算到一调节增益门限内，然后再用插值算法计算调节增益参数。本发明所述方法首先采用查表，虽然初始表精度不高，但是速度很快，下一步采用插值计算的方法，只需要简单的加法和移位操作就可以实现。这样避免了单纯计算复杂度高的问题。
文档编号H04N5/52GK101562717SQ200810094538
公开日2009年10月21日 申请日期2008年4月18日 优先权日2008年4月18日
发明者辉 叶, 曾代兵, 程作仁 申请人:中兴通讯股份有限公司