一種多模系統的混合自動增益控制的方法和裝置的製作方法

2023-10-09 13:29:54

專利名稱：一種多模系統的混合自動增益控制的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於移動通信系統領域，特別是涉及一種多模系統的混合自動增益控制的方法和裝置。
背景技術：
自動增益控制(AGC，Automatic Gain Control)技術是使放大電路的增益自動地隨信號強度而調整的自動控制方法，可以防止模數轉換器(ADC，Analog-to-Digital Converter)工作在飽和狀態或者非線性區域，獲得較大的接收機動態範圍。AGC技術需要實時監測ADC後信號功率，根據某種控制策略對上行鏈路的中頻和射頻的DATT (數控衰減器，Digital Attenuator)進行調整，以獲得模擬電路部分的動態可變增益，但是為了減少對接收信號的性能指標惡化，DATT的控制不能夠太頻繁，DATT的控制步進不能太大。在單模系統情況下，控制參數只需要滿足該單模模式下的上行指標即可。但是在在多模系統情況下，各模式的具體控制參數不一致，例如DATT步進的精度間隔和時間間隔、功率檢測門限等等，需要考慮各模式的上行指標，選擇參數。因此，為了獲得更大的平均信噪比性能，有必要對多模系統的自動增益控制技術進行研究。目前各單模系統的AGC技術主要差異體現在三個方面(l)GSMXDMA需要採用稱為「快速控制」的方案，如圖1所示，即對ADC瞬時功率點進行實檢測，若判斷溢出的值滿足一定條件，立刻對DATT進行步進調整，在功率穩定後需要對DATT步進值回調。(2) UMTS、LTE採用「慢速控制」的方案，如圖2所示，即對ADC —段時間內的功率信號進行均值統計，根據均值對DATT進行調整。(3) GSM具有特殊要求，對於GSM信號來說，1幀分為8個時隙，8個時隙的AGC控制是獨立的，UMTS、CDMA、LTE沒有這方面的需求。但是在在多模系統如GSM、CDMA、UMTS和LTE等情況下，由於上行信號功率快速變化而導致ADC飽和或者功率過小影響了靈敏度；此外，由於各模式的具體控制參數不一致， 例如DATT步進的精度間隔和時間間隔、功率檢測門限等等，導致ADC的信噪比惡化，不能獲得更大的平均信噪比性能。所以，有必要提出一種新的多模系統自動增益控制技術，以防止多模系統由於上行信號功率快速變化而導致ADC飽和或者功率過小影響靈敏度，解決由於自動增益控制參數不一致導致ADC的信噪比惡化問題，以獲得更大的平均信噪比性能。

發明內容
本發明的目的在於提供一種多模系統的混合自動增益控制方法和裝置，可以防止上行信號功率快速變化而導致ADC飽和或者功率過小影響靈敏度，解決了多模系統由於自動增益控制參數不一致導致ADC的信噪比惡化問題，獲得更大的平均信噪比性能，使本發明能夠應用於GSM、CDMA、UMTS和LTE等多模系統。
為了解決以上技術問題，本發明提供了一種多模系統的混合自動增益控制裝置， 包括，多模製式控制模塊、功率計算模塊、數控衰減器DATT控制模塊、延遲模塊、數字下變頻模塊，增益補償模塊，所述多模製式控制模塊，初始化功率計算模塊所需的模式控制信號和增益補償控制信號；所述功率計算模塊，用於根據模式控制信號計算模數轉換器數據的功率，送入所述數控衰減器控制模塊；所述數控衰減器控制模塊，根據輸入的功率值計算得到DATT控制信號，調整DATT 衰減步進值，並將步進衰減值送入延遲模塊；所述延遲模塊，對步進衰減值延遲處理，送入增益補償模塊；所述數字下變頻模塊，對模數轉換器數據進行處理，得到多個單模數位訊號；所述增益補償模塊，根據增益補償控制信號，使用延遲處理後的衰減步進值對單模數位訊號分別進行增益補償處理。進一步地，所述模數轉換器數據是對基站上行接收到多模數位訊號經過模數轉換器ADC處理得到的。進一步地，所述功率計算模塊，具體用於根據模式控制信號，設定DATT調整的功率上限、功率下限和時間間隔參數，計算模數轉換器數據的功率，得到DATT控制信號，調整 DATT衰減步進值，功率計算及調整DATT衰減步進值至少採用以下之一方法進行操作瞬時功率計算方法，在設定的時間間隔內，若有瞬時功率值超過功率上限或者ADC 溢出，則立刻增加衰減步進值；若瞬時功率小於功率下限，則立刻減小衰減步進值；平均功率計算方法，在設定的時間間隔內，計算平均功率，若平均功率超過設定功率上限，則增大衰減步進值；若平均功率小於功率下限，則減小衰減步進值。進一步地，所述數字下變頻模塊，具體用於對模數轉換器數據進行混頻和濾波處理，得到多個單模的數位訊號。進一步地，所述增益補償模塊，具體用於根據增益補償控制信號，分別對下變頻處理後的各單模信號乘以延遲處理後的衰減步進值進行增益補償處理。為了解決以上技術問題，本發明還提供了一種多模系統的混合自動增益控制方法，包括，步驟1，配置多模系統制式，初始化模式控制信號和增益補償控制信號；步驟2，根據模式控制信號計算模數轉換器數據的功率，得到DATT的控制信號，調整DATT的衰減步進值；步驟3，根據DATT的控制信號，進行DATT衰減處理，並將衰減步進值進行延遲處理；步驟4，對模數轉換器數據進行下變頻處理，得到多個單模信號；步驟5，根據增益補償控制信號，使用延遲處理後的衰減步進值對單模信號分別進行增益補償處理。進一步地，所述步驟2進一步包括步驟21，根據模式控制信號，設定DATT調整的功率上限、功率下限和時間間隔參數，計算模數轉換器數據的功率，得到DATT的控制信號，調整DATT的衰減步進值；
步驟22，DATT控制等待一段時間，使調整後的DATT衰減步進值起作用。進一步地，所述步驟21中，具體包括根據模式控制信號，設定DATT調整的功率上限、功率下限和時間間隔參數，計算模數轉換器數據的功率，得到DATT控制信號，調整DATT 衰減步進值，功率計算及調整DATT衰減步進值採用以下之一方法進行操作瞬時功率計算方法，在設定的時間間隔內，若有瞬時功率值超過功率上限或者ADC溢出，則立刻增加衰減步進值；若瞬時功率小於功率下限，則立刻減小衰減步進值；平均功率計算方法，在設定的時間間隔內，計算平均功率，若平均功率超過設定功率上限，則增大衰減步進值；若平均功率小於功率下限，則減小衰減步進值。進一步地，所訴步驟4具體包括對模數轉換器數據進行混頻和濾波處理，得到多個單模的數位訊號。進一步地，所訴步驟5具體包括根據增益補償控制信號，分別對下變頻處理後的各單模信號乘以延遲處理後的衰減步進值進行增益補償處理。與傳統自動增益控制技術相比，本發明提供的一種多模系統的混合自動增益控制方法和裝置，採用快速控制和慢速控制相結合的方案，可以防止多模系統由於上行信號功率快速變化而導致ADC飽和或者功率過小影響靈敏度，解決了多模系統由於自動增益控制參數不一致導致ADC的信噪比惡化問題，獲得更大的平均信噪比性能，使本發明能夠應用於GSM、CDMA、UMTS和LTE等多模系統。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1為傳統單模系統的快速自動增益控制的結構示意圖；圖2為傳統單模系統的慢速自動增益控制的結構示意圖；圖3為本發明實施例提供的多模系統混合自動增益控制的結構示意圖；圖4為本發明實施例提供的GSM&UMTS雙模系統的混合自動增益控制的結構示意圖；圖5為本發明實施例提供的CDMA&LTE雙模系統的混合自動增益控制的結構示意圖；圖6為本發明實施提供的多模系統混合自動增益控制方法流程圖。
具體實施例方式為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。如圖3所示，本發明實施例提供了一種多模系統的混合自動增益控制裝置的結構示意圖。該裝置包括多模製式控制模塊10、功率計算模塊20、數控衰減器控制模塊30、延遲模塊40、數字下變頻模塊50，增益補償模塊60，其中，所述多模製式控制模塊10，根據多模系統制式配置情況，初始化功率計算模塊20 所需的模式控制信號和增益補償控制信號等參數；
所述功率計算模塊20，用於根據模式控制信號計算模數轉換器數據的功率，送入到所述的數控衰減器控制模塊30 ；其中，所述模數轉換器數據是對基站上行接收到多模數位訊號經過ADC處理得到的，所述功率包括瞬時功率或者平均功率；所述數控衰減器控制模塊30，根據所述功率計算模塊20輸入的功率值計算得到 DATT控制信號，調整DATT的衰減步進值，同時將步進衰減值送入延遲模塊40 ；所述延遲模塊40，對數控衰減器控制模塊30調整的衰減步進值進行延遲處理，得到延遲處理後的衰減步進值，送入增益補償模塊60 ；所述數字下變頻模塊50，對模數轉換器數據進行混頻和濾波等處理，得到多個單模的數位訊號；所述增益補償模塊60，根據增益補償控制信號，使用延遲處理後的衰減步進值對單模信號分別進行增益補償處理，即分別對下變頻處理後的各單模信號乘以延遲處理後的衰減步進值進行增益補償處理，恢復原始模擬信號功率。如圖6所示，本發明還提供了一種多模系統的混合自動增益控制方法，所述方法包括步驟1，配置多模系統制式，初始化模式控制信號和增益補償控制信號等參數；步驟2，根據模式控制信號計算模數轉換器數據的功率，得到DATT的控制信號，調整DATT的衰減步進值，其中，所述功率包括瞬時功率或者平均功率，其中，所述模數轉換器數據是對基站上行接收到多模數位訊號經過ADC處理得到的；具體包括步驟21，根據模式控制信號，設定DATT調整的功率上限、功率下限和時間間隔參數，計算模數轉換器數據的功率，得到DATT控制信號，調整DATT衰減步進值，功率計算及調整DATT衰減步進值採用以下之一方法進行操作瞬時功率計算方法，適用於快速控制，在設定用於功率統計的時間間隔內，若有瞬時功率值超過功率上限或者ADC溢出，則立刻增加數控衰減器控制模塊設置衰減步進值； 若瞬時功率小於功率下限，則立刻減小數控衰減器控制模塊設置衰減步進值，使得信號功率保持在功率上下門限內。平均功率計算方法，適用於慢速控制，在設定的時間間隔內，計算平均功率，若平均功率超過設定功率上限，則增大數控衰減器控制模塊設置衰減步進值；若平均功率小於功率下限，則減小數控衰減器控制模塊設置衰減步進值，若平均功率在上下限範圍內，則保持當前數控衰減器控制模塊設置衰減步進值不變。步驟22，功率計算和數控衰減器控制模塊需要等待一段時間，使調整後的DATT衰減步進值起作用。步驟23，重複步驟21、22，進行下一功率統計以及設置衰減步進值操作。步驟3，根據DATT的控制信號，進行DATT衰減處理，將數控衰減器控制模塊設置的衰減步進值進行延遲處理，得到延遲處理後的衰減步進值；步驟4，對模數轉換器數據進行下變頻處理，得到多個單模信號；步驟5，根據增益補償控制信號，使用延遲處理後的衰減步進值對單模信號分別進行增益補償處理，恢復原始模擬信號功率。以下分別以GSM&UMTS雙模系統、CDMA&LTE雙模系統為例進一步說明本發明的多模系統混合自動增益控制技術。
如圖4所示，本發明提供的一個GSM&UMTS雙模系統的混合自動增益控制的實施例。在該雙模系統中，多模製式控制模塊10，根據GSM&UMTS雙模系統配置情況，初始化功率計算模塊20 所需的由平均點數和同步時鐘組合方式輸出模式控制信號和增益補償控制信號；所述功率計算模塊20，採用了 N點幅度平均方法，參考同步時鐘信號計算輸出模數轉換數據的平均功率，即根據平均點數和同步時鐘，採用N點幅度平均方法，計算模數轉換數據N個採樣點幅度平均值，得到對應的平均功率信息，若有平均功率值超過功率上限， 則立刻增加數控衰減器控制模塊設置衰減步進值；若平均功率小於功率下限，則立刻減小數控衰減器控制模塊設置衰減步進值，使得信號功率保持在功率上下門限內，若平均功率在上下限範圍內，則保持當前數控衰減器控制模塊設置衰減步進值不變。所述數控衰減器控制模塊30，根據所述功率計算模塊20輸入的功率值計算得到 DATT控制信號，調整DATT的衰減步進值，同時將步進衰減值送入延遲模塊40 ；所述延遲模塊40，對數控衰減器控制模塊30調整的衰減步進值進行延遲處理，得到延遲處理後的衰減步進值，送入增益補償模塊60 ；所述數字下變頻模塊50，對模數轉換器數據進行混頻和濾波等處理，得到GSM和 UMTS的單模數位訊號；所述增益補償模塊60，根據增益補償控制信號，使用延遲處理後的衰減步進值對 GSM和UMTS的單模數位訊號分別進行增益補償處理，即分別對下變頻處理後的GSM和UMTS 的單模數位訊號乘以延遲處理後的衰減步進值進行增益補償處理，恢復原始模擬信號功率。在GSM&UMTS雙模系統的混合自動增益控制方法上步驟41，配置功率上下限、AGC的最大增益、DATT初始值、DATT最大衰減值、AGC步長和DATT步長；步驟42，根據N點ADC輸出信號的幅度和同步時鐘指示快速計算平均功率，同步時鐘指示採用GSM單模時隙頭；步驟43，根據平均功率調整DATT的衰減步進值。在N點的時間間隔內，若有平均功率值超過功率上限，則立刻增加數控衰減器控制模塊設置衰減步進值；若平均功率小於功率下限，則立刻減小數控衰減器控制模塊設置衰減步進值，使得信號功率保持在功率上下門限內；步驟44，DATT每次控制後，需要等待一段時間，使得新的DATT值起作用，然後進行增益補償處理，將GSM時隙AGC調整的增益補償到UMTS的2ms時隙的數據上。如圖5所示，本發明提供的一個CDMA&LTE雙模系統的混合自動增益控制的實施例。在該雙模系統中，多模製式控制模塊10，根據CDMA&LTE雙模系統配置情況，初始化功率計算模塊20 所需的由統計點數方式輸出的模式控制信號和增益補償控制信號；所述功率計算模塊20，採用統計點數範圍內模數轉換器數據的數值溢出情況，得到對應的瞬時功率信息，若有數值溢出，則立刻增加數控衰減器控制模塊設置衰減步進值； 若無溢出，則立刻減小數控衰減器控制模塊設置衰減步進值，使得信號功率保持在上下門限內。
所述數控衰減器控制模塊30，根據所述功率計算模塊20輸入的功率值計算得到 DATT控制信號，調整DATT的衰減步進值，同時將步進衰減值送入延遲模塊40 ；所述延遲模塊40，對數控衰減器控制模塊30調整的衰減步進值進行延遲處理，得到延遲處理後的衰減步進值，送入增益補償模塊60 ；所述數字下變頻模塊50，對模數轉換器數據進行混頻和濾波等處理，得到CDMA和 LTE的單模數位訊號；所述增益補償模塊60，根據增益補償控制信號，使用延遲處理後的衰減步進值對 CDMA和LTE的單模數位訊號分別進行增益補償處理，即分別對下變頻處理後的CDMA和LTE 的單模數位訊號乘以延遲處理後的衰減步進值進行增益補償處理，恢復原始模擬信號功率。在CDMA&LTE雙模系統的混合自動增益控制方法上步驟51，配置功率上下限、AGC的最大增益、DATT初始值、DATT最大衰減值、AGC步長和DATT步長；步驟52，根據統計點數範圍內ADC輸出數據的幅度快速判斷數值是否有溢出情況；步驟53，根據數值溢出情況調整DATT的衰減步進值。在統計點數的時間間隔內， 若有數值溢出，則立刻增加數控衰減器控制模塊設置衰減步進值；若無溢出，則立刻減小數控衰減器控制模塊設置衰減步進值，使得信號功率保持在上下門限內；步驟M，DATT每次控制後，需要等待一段時間，使得新的DATT值起作用，然後進行增益補償處理，將CDMA的AGC調整的增益補償到LTE的2ms時隙的數據上。這裡已經通過具體的實施例子對本發明進行了詳細描述，提供上述實施例的描述為了使本領域的技術人員製造或適用本發明，這些實施例的各種修改對於本領域的技術人員來說是容易理解的。本發明不限於只處理UMTS&GSM雙模配置情況，以及CDMA&LTE雙模配置情況，本發明並不限於這些例子，或其中的某些方面。本發明的範圍通過附加的權利要求進行詳細說明。上述說明示出並描述了本發明的一個優選實施例，但如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、 修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種多模系統的混合自動增益控制裝置，其特徵在於，所述裝置包括，多模製式控制模塊、功率計算模塊、數控衰減器DATT控制模塊、延遲模塊、數字下變頻模塊，增益補償模塊，所述多模製式控制模塊，初始化功率計算模塊所需的模式控制信號和增益補償控制信號；所述功率計算模塊，用於根據模式控制信號計算模數轉換器數據的功率，送入所述數控衰減器控制模塊；所述數控衰減器控制模塊，根據輸入的功率值計算得到DATT控制信號，調整DATT衰減步進值，並將步進衰減值送入延遲模塊；所述延遲模塊，對步進衰減值延遲處理，送入增益補償模塊； 所述數字下變頻模塊，對模數轉換器數據進行處理，得到多個單模數位訊號； 所述增益補償模塊，根據增益補償控制信號，使用延遲處理後的衰減步進值對單模數位訊號分別進行增益補償處理。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述模數轉換器數據是對基站上行接收到多模數位訊號經過模數轉換器ADC處理得到的。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述功率計算模塊，具體用於根據模式控制信號，設定DATT調整的功率上限、功率下限和時間間隔參數，計算模數轉換器數據的功率，得到DATT控制信號，調整DATT衰減步進值，功率計算及調整DATT衰減步進值至少採用以下之一方法進行操作瞬時功率計算方法，在設定的時間間隔內，若有瞬時功率值超過功率上限或者ADC溢出，則立刻增加衰減步進值；若瞬時功率小於功率下限，則立刻減小衰減步進值；平均功率計算方法，在設定的時間間隔內，計算平均功率，若平均功率超過設定功率上限，則增大衰減步進值；若平均功率小於功率下限，則減小衰減步進值。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述數字下變頻模塊，具體用於對模數轉換器數據進行混頻和濾波處理，得到多個單模的數位訊號。
5.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述增益補償模塊，具體用於根據增益補償控制信號，分別對下變頻處理後的各單模信號乘以延遲處理後的衰減步進值進行增益補償處理。
6.一種多模系統的混合自動增益控制方法，其特徵在於，所述方法包括， 步驟1，配置多模系統制式，初始化模式控制信號和增益補償控制信號；步驟2，根據模式控制信號計算模數轉換器數據的功率，得到DATT的控制信號，調整 DATT的衰減步進值；步驟3，根據DATT的控制信號，進行DATT衰減處理，並將衰減步進值進行延遲處理； 步驟4，對模數轉換器數據進行下變頻處理，得到多個單模信號； 步驟5，根據增益補償控制信號，使用延遲處理後的衰減步進值對單模信號分別進行增益補償處理。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述步驟2進一步包括步驟21，根據模式控制信號，設定DATT調整的功率上限、功率下限和時間間隔參數，計算模數轉換器數據的功率，得到DATT的控制信號，調整DATT的衰減步進值；步驟22，DATT控制等待一段時間，使調整後的DATT衰減步進值起作用。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述步驟21中，具體包括根據模式控制信號，設定DATT調整的功率上限、功率下限和時間間隔參數，計算模數轉換器數據的功率，得到DATT控制信號，調整DATT衰減步進值，功率計算及調整DATT衰減步進值採用以下之一方法進行操作瞬時功率計算方法，在設定的時間間隔內，若有瞬時功率值超過功率上限或者ADC溢出，則立刻增加衰減步進值；若瞬時功率小於功率下限，則立刻減小衰減步進值； 平均功率計算方法，在設定的時間間隔內，計算平均功率，若平均功率超過設定功率上限， 則增大衰減步進值；若平均功率小於功率下限，則減小衰減步進值。
9.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所訴步驟4具體包括對模數轉換器數據進行混頻和濾波處理，得到多個單模的數位訊號。
10.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所訴步驟5具體包括根據增益補償控制信號，分別對下變頻處理後的各單模信號乘以延遲處理後的衰減步進值進行增益補償處理。
全文摘要
一種多模系統的混合自動增益控制裝置，包括多模製式控制模塊，初始化模式控制信號和增益補償控制信號；功率計算模塊，根據模式控制信號計算模數轉換器數據的功率；數控衰減器控制模塊，根據輸入的功率值計算得到DATT控制信號，調整DATT衰減步進值；延遲模塊，對步進衰減值延遲處理；數字下變頻模塊，對模數轉換器數據進行處理，得到多個單模數位訊號；增益補償模塊，根據增益補償控制信號，使用延遲處理後的衰減步進值對單模數位訊號分別進行增益補償處理。本發明還提供一種混合自動增益控制方法。通過本發明混合自動增益控制方法和裝置，可以防止上行信號功率快速變化導致ADC飽和或功率過小影響靈敏度，獲得更大的平均信噪比性能。
文檔編號H04W52/52GK102355721SQ20111017982
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月29日 優先權日2011年6月29日
發明者楊澤亮, 遊愛民, 鄧志行 申請人:中興通訊股份有限公司