一种基于双模通信单元的自动增益控制方法及系统与流程

本发明涉及通信，更具体地说，本发明涉及一种基于双模通信单元的自动增益控制方法及系统。

背景技术：

1、本地通信是智能电网用电信息采集系统的关键和核心技术之一；目前智能电网用电信息采集领域进行本地通信的一种方式是无线通信；信号在传输过程中都会随着距离的增加而衰减，所以在接收端都必须存在自动增益控制(automatic gain control，agc)，藉由agc的调节放大，使得后续的信号处理上能更加的精确；或者由于发射功率过大，导致接收端存在信号过强，数字量化出现饱和失真的情况，藉由agc的调节缩小，使得后续的信号达到合理的量化范围，避免削波失真；

2、为了解决上述两个问题，现有技术中存在智能自动增益控制方法；例如授权公告号为cn116419383b的专利公开了一种自动增益控制方法、电路及设备，包括射频收发器和基带模块，实现了自动增益控制电路动态范围的扩大，同时保障了输出信号的稳定性；再例如申请公开号为cn116346148a的专利公开了一种基于soc的多模式自动增益控制方法及系统，包括：将程控衰减器输出的模拟信号作为adc输入信号，经adc转换成数字信号后，获得增益调整值，输入至程控衰减器的增益；在数字agc部分，将iq信号作为输入信号，计算得到所需增益值，对输入信号进行调整能够对天线接收到的短波及超短波信号行增益控制，使其达到目标功率；

3、然而无线通信除了上述两个问题之外，还存在着第三个问题，即用于自动增益控制的前导信号过短；由于自动增益控制需要有一个调整时间，在这时间内往往信号的幅值出现剧烈的波动；而前导的信号一方面用来同步，另一方面还用作频偏估计和信道估计，在信号接收过程中起的作用很大；但由于该前导信号会持续一段不稳定的时间，导致其在信号同步、频偏估计和信道估计的准确性受到较大影响；现有技术中并未考虑到如何尽快实现增益控制，让前导信号稳定在一个固定的增益状态下；

4、鉴于此，本发明提出一种基于双模通信单元的自动增益控制方法及系统以解决上述问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于双模通信单元的自动增益控制方法，包括：

2、s1：将信号参数初始化为0，输出增益gaindb初始化为maxpga；信号参数包括初始同步状态syncflag、信号状态sigonflag以及信号计数器sigcounter；

3、s2：以n为周期，计算实时功率，计算n个实时功率的均值，根据均值计算滑动平均功率，根据均值和滑动平均功率进行信号检测；

4、s3：根据信号状态sigonflag、信号计数器sigcounter以及均值判断是否计算增益值；

5、s4：在计算增益值的同时，根据信号的饱和程度进行增益快速调整处理，加大增益调整量；

6、s5：根据初始同步状态syncflag，判断是否重复进行步骤s2~s5；

7、s6：根据初始同步状态syncflag、状态变量ultrahighflag以及实时功率，判断是否调节输出增益gaindb，并输出增益gaindb，完成一次信号的自动增益控制。

8、进一步地，实时功率的计算方法如下：

9、；

10、式中，为输入的采样信号，为采样点个数，。

11、进一步地，均值的计算方式如下：

12、；

13、式中，。

14、进一步地，滑动平均功率的计算方法如下：

15、；

16、式中，为滑动窗口的大小。

17、进一步地，信号检测的方法包括：

18、每计算次则进行一次信号检测；

19、若大于信号存在门限sigonthld，并且初始同步状态syncflag为0，则将sigonflag置为1；

20、若小于信号结束门限sigoffthld，并且初始同步状态syncflag为1，则将sigonflag置为0。

21、进一步地，判断是否计算增益值的方法包括：

22、若未检测到信号，即sigonflag为0，则根据信号对应的实时功率和目标功率计算所需的增益值；

23、；

24、式中，为目标功率；

25、若检测到信号第一次出现，则开始对信号计数器sigcounter进行计数，并判断信号计数器sigcounter是否大于预设门限；

26、若sigcounter小于或等于预设门限，则根据信号对应的实时功率和目标功率计算所需的增益值；

27、若sigcounter大于预设门限，则判断当前的均值是否大于异常功率门限，若均值大于异常功率门限，则根据信号对应的实时功率和目标功率计算所需的增益值。

28、进一步地，增益快速调整处理的方法包括：

29、若实时功率大于第一饱和门限，则将增益值减去minusdb1作为新的增益值；同时将初始同步状态syncflag调节为1；

30、若实时功率大于第二饱和门限且小于或等于第一饱和门限，则将增益值减去minusdb2作为新的增益值；

31、若实时功率大于第三饱和门限且小于或等于第二饱和门限，则将增益值减去minusdb3作为新的增益值；同时设置状态变量ultrahighflag为1，反之则为0；

32、其中，第一饱和门限>第二饱和门限>第三饱和门限。

33、进一步地，判断是否重复进行步骤s2~s5的方法包括：

34、若初始同步状态syncflag为0，令，重新计算实时功率，并重复步骤s2~s5；

35、若初始同步状态syncflag为1，则不重复进行步骤s2~s5。

36、进一步地，判断是否调节输出增益gaindb的方法包括：

37、若初始同步状态syncflag为1，并且状态变量ultrahighflag为1，同时实时功率小于时，将输出增益gaindb加上plusdb作为新的输出增益gaindb；

38、若存在初始同步状态syncflag不为1或者状态变量ultrahighflag不为1或者实时功率大于等于时，则不对输出增益gaindb进行变化。

39、一种基于双模通信单元的自动增益控制系统，实施所述一种基于双模通信单元的自动增益控制方法，包括：

40、参数初始化模块，将信号参数初始化为0，输出增益gaindb初始化为maxpga；信号参数包括初始同步状态syncflag、信号状态sigonflag以及信号计数器sigcounter；

41、信号检测模块，以n为周期，计算实时功率，计算n个实时功率的均值，根据均值计算滑动平均功率，根据均值和滑动平均功率进行信号检测；

42、增益计算模块，根据信号状态sigonflag、信号计数器sigcounter以及均值判断是否计算增益值；

43、增益快速调整模块，在计算增益值的同时，根据信号的饱和程度进行增益快速调整处理，加大增益调整量；

44、重复操作模块，根据初始同步状态syncflag，判断是否重复进行信号检测模块、增益计算模块以及增益快速调整模块；

45、增益控制模块，根据初始同步状态syncflag、状态变量ultrahighflag以及实时功率，判断是否调节输出增益gaindb；并输出增益gaindb，完成一次信号的自动增益控制。

46、一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种基于双模通信单元的自动增益控制方法。

47、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述一种基于双模通信单元的自动增益控制方法。

48、本发明一种基于双模通信单元的自动增益控制方法及系统的技术效果和优点：

49、1.计算的功率增益和目标增益能够非常接近，准确性高。

50、2.具有高效性。在判断出有信号接收到后只需几个较短的周期就能快速调整到期望的目标功率。

51、3.动态自适应各种干扰信号，防止非正常信号影响增益的判断；在有干扰信号来之后能进行及时调整，重新计算增益。