专利名称：一种应用于无线通信系统的自动增益控制方法
技术领域：
本发明属于无线通信系统领域，涉及自动控制，数字信号处理，射频前端电路以及可变增益放大器，具体涉及接收信号功率的估计，信号平均功率与参考功率的比较，增益控制值的调整，为一种应用于无线通信系统的自动增益控制方法。
背景技术：
在无线通信系统中，AGC电路广泛存在，AGC电路的好坏直接影响系统的性能，本发明针对在数字域以数字方法实现增益控制的情况，能够提高最佳增益控制值的收敛速度，降低增益控制部分消耗的时间，最终提高系统的效率，减少不必要的数据传输。自动增益控制是对放大器的增益进行自动调节的过程，通常是为了使随输入信号电平变化而引起的输出信号电平变化少。接收机接收信号受发射功率大小、收发距离远近、信号在传输媒介中会出现明显的衰落等因素，使得作用在接收机输入端的信号强度有很大的变化和起伏，由于接收机设备一般只能处理幅度变化不大的信号，所以必须设置一个幅度调节系统，即自动增益控制系统，来保证接收机接收到的信号幅度平稳。AGC (自动增益控制)是用来在通信接收机对射频部分或者下变频电路增益进行自动控制的过程，调整是以AGC后电路输出基本保持恒定或者信号变化范围在后续电路线性工作范围之中为准则。使用AGC电路可以减小接收信号的动态范围，在无线通信系统中，信号从发射机发出后经过信道到达接收机时，由于信道快衰落、阴影效应、路径损耗、接收机热噪声等影响，信号强度变化范围更加剧烈，势必对接收机中的ADC (模数转换器)器件提出了更高的精度和动态范围要求。一般在AGC之后是模数转换(ADC)器件。信号的动态范围小，首先可以保证功率放大器可以工作在线性范围，其次可以减小ADC的量化噪声，再者可以减小信道补偿的动态范围。所有这些都将利于设备的实现。接收信号动态范围的减小也就相当于对ADC精度要求降低了，对于同样一个接收机的实现，采用AGC后就可能用成本更低的低精度的ADC器件代替原来必须的高精度器件，这对系统的可能的实现和成本降低都至关重要。采用AGC电路可以补偿信道衰落，一般阴影效应、路径损耗等较缓慢的变化引起的信号的衰落可以由慢速AGC，也称模拟AGC，来加以减小。并可由后面的信道估计加以进一步的补偿。另外AGC还可以对快衰落进行补偿，当然这里的AGC并非试图去完全消除快衰落，而是大致的对快衰落进行跟踪，以使ADC的输入信号的动态范围保持在一定限度之内，防止ADC带来的量化噪声进一步扩大，为后续的诸如信道估计等电路的更好工作创造条件。采用AGC电路可以保证接收机电路的正常工作，接收机电路都有一个正常工作的 范围，如果输入信号过小，由于噪声的存在，将可能淹没信号；如果输入信号过大，电路将可能过载或饱和，以至电路不能正常工作，AGC的存在将有效的压缩信号的动态范围和抑制过大，过小的信号，以使信号大小维持在一个适合的范围之内。
发明内容
本发明要解决的问题为在无线通信系统中，为了保证数字接收机电路的正常工作，克服由于信道衰落引起的信号能量的衰减，需要采用自动增益控制电路，但是为了减少增益控制调整的时间，提高增益的收敛速度，所以提出了一种基于二分搜索的自动增益控制方法。本发明的技术方案为采用二分搜索进行增益的调整。初始化时，增益控制值调整为最大值，最佳增益控制值所在的区间为增益控制值的最小值与最大值之间，然后通过比较当前估计到的接收信号的平均功率与参考功率的大小，如果估计到的接收信号的平均功率大于参考功率，则调整当前的增益控制值为最大值与最小值之间的中间值。然后再次估计接收信号的平均功率，比较接收信号的平均功率与参考功率的大小，如果估计到的接收信号的平均功率大于参考功率，则最佳增益控制值在增益控制中间值与最小值之间，反之在增益控制中间值与最大值之间，依此缩小最佳增益控制值所在的区间，提高增益控制值的收敛速度。其具体的控制方法如下(I)初始化增益，当前增益Geur=Gniax,搜索区间变量Sniax=Gniax, gmin=Gmin ；(2)估计当前接收信号的平均功率P·，Pcur通过采样一段时间内的数字信号来计
算，pOT=+ZIS(n)l，其中N为采样点数，S (η)为输入数字信号的功率
权利要求
1.一种应用于无线通信系统的自动增益控制方法，其特征在于，利用估计的接收信号的平均功率与参考功率进行比较，采用二分搜索的方式寻找最佳的增益控制值，提高最佳增益控制值的收敛速度；其具体步骤如下 (1)初始化增益，令当前的增益控制值Gcm=Gmax,当前搜索区间变量为gmax=Gmax和 (2)估计当前接收信号的平均功率
全文摘要
一种应用于无线通信系统的自动增益控制方法，首先，增益控制值调整为最大值，最佳增益控制值所在的区间为增益控制值的最小值与最大值之间；然后通过比较当前估计到接收信号的平均功率与参考功率的大小，如果估计到的接收信号的平均功率大于参考功率，则调整当前的增益控制值为最大值与最小值之间的中间值。然后再次估计接收信号的平均功率，比较接收信号的平均功率与参考功率的大小，如果估计到接收的信号的平均功率大于参考功率，则最佳增益控制值在增益控制范围的中间值与最小值之间，反之最佳增益控制值在增益控制范围的中间值与最大值之间，直至接收信号的平均功率与参考功率的误差控制在一定的范围之内，最终完成增益的锁定，实现增益控制的快速调整。
文档编号H04W52/52GK103024889SQ201210585698
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者张萌, 王涛, 吴建辉, 王陈浩, 唐磊 申请人:东南大学