专利名称：适用于mb-ofdm系统的模拟自适应增益控制方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统接收机性能优化技术，尤其涉及一种新颖的适用于 MB-OFDM系统的模拟自适应增益控制(AAGC)方法。
背景技术：
无线通信系统接收机在接收信号时，由于信道的变化、衰落和接收信号条件等不同，其输入端信号电平会在很大范围内变化。这种信号电平不稳定的特性会严重影响接收机性能的稳定性，极端情况下，甚至导致接收机无法正常工作。模拟自适应增益控制(AAGC)电路是一种在输入信号幅度变化很大的情况下，使输出信号幅度保持恒定或仅在较小范围内变化的自动控制电路。AAGC的基本原理是产生一个随输入电平而变化的直流AAGC电压，利用AAGC电压去控制某些射频电路功率放大部件 (如中放)的增益，使接收机总增益按照一定规律而变化。通常，AAGC在无线通信系统中的位置如框图1所示。如图1所示，AAGC模块104 采集经天线101、模拟增益电路102和模数转换器(A/D) 103的信号后对模拟增益电路102 实施操作。目前，AAGC模块是各种无线通信系统中的基本功能模块。传统的AAGC算法利用同步信息，计算某部分信号的信号功率，反馈给模拟端。但此种算法存在先利用同步信息的缺点，假如初始信号接收功率过大，则同步失败，从而也就不能准确的计算信号功率。此外，MB-OFDM系统采用跳频技术，传统的AAGC算法针对该系统进一步存在如下缺陷MB-OFDM系统相邻符号可能位于不同频点，该特性会导致同步无法准确定位完整干净的信号符号，从而引发AAGC错误计算当前信号功率，AAGC的增益也随之发生错误调整。此外，传统的AAGC算法在接收同步信息时，干扰或噪声可能导致同步误检。对于 MB-OFDM系统，需要采用特殊算法来规避同步误检引发的AAGC控制增益的失控问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足以及MB-OFDM系统的技术特性，本发明提出了完整的 AAGC方案来处理接收机中的增益控制问题。主要的技术创新如下所述1)将AAGC模块的状态分为暂态与稳态两个部分。暂态主要考虑收敛时延特性，稳态主要考虑增益稳定度特性。2)在暂态时，利用新颖的同步算法来捕获完整的信号以度量信号功率。该算法无需利用系统的同步信息，降低了系统的耦合性。同时，采用特有的同步保护算法来规避同步误检问题。暂态捕获将接收信号功率调整到系统的目标功率左右。3)在稳态时，利用系统同步信息实时跟踪信号功率，并调整信号功率至目标功率。 该阶段将利用MB-OFDM系统特有的HCS-CRC来监控系统同步信息的正确性，以规避同步误检引发的AAGC控制增益的失控问题。具体地，本发明提出了一种适用于MB-OFDM系统的模拟自适应增益控制方法，包括接收信号；在第一时间段内对所述接收到的信号执行暂态出饱和操作，以使所述信号从饱和区脱离；以及经过所述第一时间段后执行暂态捕获操作，以锁定所需设定的接收增益，其中，所述暂态出饱和操作和所述暂态捕获操作中不使用所述系统的同步信息。根据一较佳实施例，在上述模拟自适应增益控制方法中，所述暂态出饱和操作包括将接收增益设置为最大增益；计算一窗长内的所述信号的信号功率；将所述信号功率与一目标功率进行比较；如果所述信号功率大于所述目标功率，则降低所述接收增益，然后经一第二时间段后重复所述计算步骤和所述比较步骤，其中所述第二时间段小于所述第一时间段；如果所述信号功率小于所述目标功率，则不改变接收增益。根据一较佳实施例，在上述模拟自适应增益控制方法中，所述暂态捕获操作包括: 从一预设起点起依次计算每一点的互相关和、能量和、尾符号1 点能量、尾符号前64点能量、尾符号后64点能量，以确定所需设定的接收增益。根据一较佳实施例，在上述模拟自适应增益控制方法中，所述确定所需设定的接收增益的步骤包括将第一个所述互相关和同能量和之比大于一阈值的点作为第一点，在所述第一点后的128点的范围内，找出相关和能量最大的点作为第二点，如果所述第二点的尾符号前64点能量与尾符号后64点能量相差在两倍之内且该第二点的互相关和同能量和之比大于所述阈值，则基于所述第二点的尾符号128点能量和所述目标功率确定所需设定的接收增益。根据一较佳实施例，在上述模拟自适应增益控制方法中，所述预设起点是6个符号之后的第128点。根据一较佳实施例，在上述模拟自适应增益控制方法中，在所述暂态捕获操作之后，进一步执行基于所述系统的同步信息的稳态跟踪操作。根据一较佳实施例，在上述模拟自适应增益控制方法中，所述稳态跟踪操作利用所述MB-OFDM系统的HCS-CRC (头校验序列-循环冗余检验，Header CheckSequence-Cycle Redundancy Check)来监控所述系统的同步信息的正确性。应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的， 并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分， 附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中图1示出了 AAGC模块在系统中的位置的示意性框图。图2示出了根据本发明的方法的示意性框图。图3示意性地示出了暂态出饱和操作的流程图。图4示出了 MB-OFDM系统中的帧结构。图5示出了标准前序的结构。图6示出了暂态AAGC仿真图。
具体实施例方式现在将详细参考附图描述本发明的实施例。如上所述，本发明将AAGC模块的状态分为暂态与稳态两个部分。暂态主要考虑收敛时延特性，稳态主要考虑增益稳定度特性。本发明的模拟自适应增益控制方法依次可以包括三步暂态出饱和操作、暂态捕获操作和稳态跟踪操作。例如，如图2所示，本发明的方法可以接收信号(步骤201)；在第一时间段内对接收到的信号执行暂态出饱和操作(步骤20 ，以使信号从饱和区脱离；以及经过第一时间段后执行暂态捕获操作(步骤20 ，以在暂态下更准确的锁定此时所需要设置的接收增益。特别是，根据本发明，在暂态中不需要使用系统的同步信息。图3示意性地示出了暂态出饱和操作的主要步骤将接收增益设置为最大增益 (步骤301)；计算一窗长内的所述信号的信号功率(302)；将所述信号功率与一目标功率进行比较(步骤303)；如果所述信号功率大于所述目标功率，则降低所述接收增益，然后经一第二时间段后重复所述计算步骤和所述比较步骤，其中所述第二时间段小于所述第一时间段(步骤304)；如果所述信号功率小于所述目标功率，则不改变接收增益(步骤305)。经过固定的出饱和时间后，此暂态出饱和操作结束。可见，本发明直接计算一窗长内的信号功率，而不需要如现有技术那样使用系统的同步信息。根据一优选实施例，上述窗长取64点。 由于设置的出饱和时间下，在对方有信号发送时，可以覆盖到该信号。因此经过此阶段，可保证接收信号脱离信号饱和区。接着，根据本发明的暂态捕获操作包括从一预设起点起依次计算每一点的互相关和、能量和、尾符号128点能量、尾符号前64点能量、尾符号后64点能量，以确定所需设定的接收增益。特别是，确定所需设定的接收增益的步骤可以包括将第一个所述互相关和同能量和之比大于一阈值的点作为第一点，在所述第一点后的1 点的范围内，找出相关和能量最大的点作为第二点，如果所述第二点的尾符号前64点能量与尾符号后64点能量相差在两倍之内且该第二点的互相关和同能量和之比大于所述阈值，则基于所述第二点的尾符号1 点能量和所述目标功率确定所需设定的接收增益。以下结合本发明的一个具体实施例来详细描述该暂态捕获操作在MB-OFDM系统中的一应用实施例。该实施例利用MB-OFDM信号中前序(preamble)部分至少隔6个符号处于同一频带(band)的特性来设计。MB-OFDM信号的相关结构请参考图4和图5所示。 例如，如图4所示，在MB-OFDM系统中，一个帧由PLCP(物理层汇聚协议，Physical Layer Convergence Procedure)前序、PLCP 首部和 PSDU (物理层服务数据单元，Physical Layer service data unit) f^Jj^o在该实施例中，每个符号为1 点，相邻符号之间有37个点的空隙作为ZP(零值填充，Zero-Padded)用以减少多径干扰。从第165X6+1 个点开始，计算下列参数。a.互相关和(互相关在信号处理领域中，互相关(有时也称为“互协方差”，或 “滑动点积”)是用来表示两个信号之间相似性的一个度量。互相关和因为每个符号1 点，则两个符号的互相关是128点的互相关值之和。)
127Corri =Iri-99o-k xconU
k=0b.能量和(在信号处理领域，离散数据符号的能量为该符号采样点的幅度平方和。能量和对两个符号的能量求和。)
权利要求
1.一种适用于MB-OFDM系统的模拟自适应增益控制方法，包括 接收信号；在第一时间段内对所述接收到的信号执行暂态出饱和操作，以使所述信号从饱和区脱离；以及经过所述第一时间段后执行暂态捕获操作，以锁定所需设定的接收增益， 其中，所述暂态出饱和操作和所述暂态捕获操作中不使用所述系统的同步信息。
2.如权利要求1所述的模拟自适应增益控制方法，其特征在于，所述暂态出饱和操作包括将接收增益设置为最大增益； 计算一窗长内的所述信号的信号功率； 将所述信号功率与一目标功率进行比较；如果所述信号功率大于所述目标功率，则降低所述接收增益，然后经一第二时间段后重复所述计算步骤和所述比较步骤，其中所述第二时间段小于所述第一时间段； 如果所述信号功率小于所述目标功率，则不改变接收增益。
3.如权利要求1所述的模拟自适应增益控制方法，其特征在于，所述暂态捕获操作包括从一预设起点起依次计算每一点的互相关和、能量和、尾符号1 点能量、尾符号前64 点能量、尾符号后64点能量，以确定所需设定的接收增益。
4.如权利要求3所述的模拟自适应增益控制方法，其特征在于，所述确定所需设定的接收增益的步骤包括将第一个所述互相关和同能量和之比大于一阈值的点作为第一点， 在所述第一点后的128点的范围内，找出相关和能量最大的点作为第二点， 如果所述第二点的尾符号前64点能量与尾符号后64点能量相差在两倍之内且该第二点的互相关和同能量和之比大于所述阈值，则基于所述第二点的尾符号1 点能量和所述目标功率确定所需设定的接收增益。
5.如权利要求3所述的模拟自适应增益控制方法，其特征在于，所述预设起点是6个符号之后的第128点。
6.如权利要求1所述的模拟自适应增益控制方法，其特征在于，在所述暂态捕获操作之后，进一步执行基于所述系统的同步信息的稳态跟踪操作。
7.如权利要求6所述的模拟自适应增益控制方法，其特征在于，所述稳态跟踪操作利用所述MB-OFDM系统的HCS-CRC来监控所述系统的同步信息的正确性。
全文摘要
本发明提供了一种适用于MB-OFDM系统的模拟自适应增益控制方法，包括接收信号；在第一时间段内对所述接收到的信号执行暂态出饱和操作，以使所述信号从饱和区脱离；以及经过所述第一时间段后执行暂态捕获操作，以锁定所需设定的接收增益，其中，所述暂态出饱和操作和所述暂态捕获操作中不使用所述系统的同步信息。本发明可以大幅优化无线通信系统的接收机的性能。
文档编号H04L27/26GK102413087SQ201010288368
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者戚玉鹏, 王俊峰, 苏加军, 马骏 申请人:恒原微电子(上海)有限公司