具有溫度補償的自動增益控制方法和裝置、數字通信系統的製作方法
2023-12-04 17:59:46 1
具有溫度補償的自動增益控制方法和裝置、數字通信系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種具有溫度補償的自動增益控制方法、裝置、及數字通信系統，其方法包括步驟：獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值；根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值；根據所述增益調整值調整接收信號的功率；根據所述輸入信號、所述增益溫補值產生輸出信號。其避免了ADC出現溢出時才去調整增益，提高了通信質量，同時，避免了在ADC未出現溢出的情況下，由於增益溫補的作用，造成輸出信號出現溢出現象，不僅確保了接收鏈路的增益波動處於較優的效果，而且能發揮出ADC最優性能，可以提高設備的性能指標，具有較好的應用前景和推廣價值。
【專利說明】具有溫度補償的自動增益控制方法和裝置、數字通信系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，特別是涉及一種具有溫度補償的自動增益控制方法、具有溫度補償的數模結合自動增益控制裝置、具有溫度補償的數模結合自動增益控制功能的數字通信系統。
【背景技術】
[0002]在現有的數字通信系統的接收端，特別是一些中繼設備(如RRU(Radio RemoteUnit，射頻拉遠系統)、直放站)的接收端，接收信號的功率往往是不可控的。對於具有模數轉換功能的接收鏈路，為了最大化的提高接收信號的信噪比，一般要求輸入功率儘量達到ADC(模數轉換器)的滿量程，但是由於輸入功率不可控的原因，為了避免ADC採樣溢出或者後端鏈路運算溢出，往往需要預留足夠的餘量，又要求輸入功率儘量遠離ADC的滿量程。因此，數模結合鏈路的增益控制是一個權衡的過程，需要在信噪比與可靠性之間做出抉擇。
[0003]為了解決這一矛盾的抉擇過程，傳統的方式，是在檢測到ADC出現溢出時，通過增大數控衰減器的衰減值，從而降低ADC的輸入功率，避免ADC出現溢出。然而，這種方式具有如下的缺點:
[0004](I)只在ADC出現溢出時，才去調整數控衰減器，因此，信號出現溢出的這一段時間將對設備的性能產生非常大影響；
[0005](2)未考慮溫度的適應性:在不同的溫度下，為了讓接收鏈路的增益波動處於一個較優的水平，往往需要利用數字電路來完成模擬鏈路的增益溫度補償功能，此時有可能出現ADC未溢出，但是增益溫度補償後溢出的現象。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種具有溫度補償的自動增益控制方法、具有溫度補償的數模結合自動增益控制裝置、具有溫度補償的數模結合自動增益控制功能的數字通信系統，避免了 ADC出現溢出時才調整增益，並避免了在ADC未出現溢出的情況下，由於增益補償的作用產生增益溫度補償後溢出的現象。
[0007]本發明的目的通過如下技術方案實現:
[0008]一種具有溫度補償的自動增益控制方法，包括如下步驟:
[0009]獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值；
[0010]根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值；
[0011]根據所述增益調整值調整接收信號的功率；
[0012]根據所述輸入信號、所述增益溫補值產生輸出信號。
[0013]一種具有溫度補償的自動增益控制裝置，包括:
[0014]獲取模塊，用於獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值；
[0015]增益自動控制模塊，用於根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值；[0016]調整模塊，用於根據所述增益調整值調整接收信號的功率；
[0017]增益模塊，用於根據所述輸入信號、所述增益溫補值產生輸出信號。
[0018]一種具有溫度補償的自動增益控制功能的數字通信系統，包括如上所述的具有溫度補償的自動增益控制裝置。
[0019]依據上述本發明的方案，其是獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值，在根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值後，根據所述增益調整值調整接收信號的功率；並根據所述輸入信號、所述增益溫補值產生輸出信號。本發明的增益調整門限溫補值是隨著溫度變化的，避免ADC出現溢出才去調整增益，儘量減小對通信信號的影響，提高了通信質量，同時，增益調整門限溫補值與增益溫補值是聯動的，避免在ADC未出現溢出的情況下，由於增益溫補的作用，造成輸出信號出現溢出現象，不僅確保接收鏈路的增益波動處於較優的效果，而且能發揮出ADC最優性能，可以提高設備的性能指標。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明實施例的具有溫度補償的自動增益控制方法的流程示意圖；
[0021]圖2為本發明實施例的信號流向示意圖；
[0022]圖3為本發明實施例的具有溫度補償的自動增益控制裝置的結構示意圖
[0023]圖4為圖3中獲取模塊的結構示意圖；
[0024]圖5為圖3中增益自動控制模塊的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步闡述，但本發明的實施方式不限於此。
[0026]實施例1
[0027]如圖1所示，為本發明實施例的具有溫度補償的自動增益控制方法的流程示意圖，其包括如下步驟:
[0028]步驟SlOl:獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值，進入步驟S102，其中，增益調整門限溫補值一般通過增益餘量和對應溫度點的增益溫補值確定，增益調整門限溫補值隨著溫度變化而變化；
[0029]步驟S102:根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值，進入步驟S103，其中，確定增益調整值可以有不同的實現方式，輸入信號一般是指從ADC輸出的信號；
[0030]步驟S103:根據所述增益調整值調整接收信號的功率，進入步驟S104 ；
[0031]步驟S104:根據所述輸入信號、所述增益溫補值產生輸出信號，其中，產生的輸出信號一般達到或者近似達到了允許出現的最大功率。
[0032]據此，依據本實施例中的方案，其是獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值，在根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值後，根據所述增益調整值調整接收信號的功率；並根據所述輸入信號、所述增益溫補值產生輸出信號。本實施例的增益調整門限溫補值是隨著溫度變化的，避免ADC出現溢出才去調整增益，儘量減小了對通信信號的影響，提高了通信質量，同時，增益調整門限溫補值與增益溫補值是聯動的，避免在ADC未出現溢出的情況下，由於增益溫補的作用，造成輸出信號出現溢出現象，不僅確保了接收鏈路的增益波動處於較優的效果，而且能發揮出ADC最優性能，可以提聞設備的性能指標。
[0033]其中，上述各步驟可以是不採用上述先後順序，可以同時進行，為了便於理解本發明的原理，以及為了便於區分輸入信號、輸出信號、接收信號，可以參見圖2所示，子模塊C在增益調整值的控制下放大接收信號並輸入到ADC，ADC產生輸入信號，子模塊D產生經過增益調整後的輸出信號，子模塊B根據子模塊A獲取的增益調整門限溫補值確定增益調整值後，將增益調整作用到子模塊C，子模塊A獲取的增益溫補值作用到子模塊D產生輸出信號。
[0034]在其中一個實施例中，詳細介紹了獲取增益調整門限溫補值和增益溫補值的實現方式，其過程是:讀取當前溫度點；根據溫度與增益溫補值的對應關係獲取對應當前溫度點的增益溫補值；根據增益調整門限溫補值等於增益餘量減去增益溫補值確定對應當前溫度點的增益調整門限溫補值；其中，增益餘量為預設的最大峰值輸出功率與OdBFS的差值，讀取當前溫度點的方式可以採用現有技術中的方式，在此不予贅述。
[0035]在其中一個實施例中，詳細介紹了確定增益調整值的一種具體的實現方式，主要可以包括如下步驟:
[0036]實時檢測所述輸入信號的峰值功率；
[0037]根據所述增益調整門限溫補值確定第一信號門限和第二信號門限，其中，所述第一信號門限等於所述增益調整門限溫補值，第二信號門限等於所述增益調整門限溫補值減去一個增益調整步進值；
[0038]當所述峰值功率大於所述第一信號門限時，在當前的增益調整值的基礎上減少一個預設的增益調整步進值，並更新增益調整值；當所述峰值功率在預設長的一段時間內小於所述第二信號門限時，在當前的增益調整值的基礎上增加一個預設的增益調整步進值，並更新增益調整值；當輸入信號的峰值小於第一信號門限同時大於第二信號門限時，增益調整值不變。在這種方式下，增益調整門限溫補值與增益溫補值是聯動的，避免在ADC未出現溢出的情況下，由於增益溫補的作用，造成輸出信號出現溢出現象。
[0039]在其中一個實施例中，增益溫補值可以採用如下步驟獲取:
[0040]在全溫度範圍內，固定所述接收信號的功率，分別記錄使得輸出信號的功率在每一個溫度點上都為恆定值的增益值，其中，全溫度範圍一般指本發明方案的裝置或系統的工作環境的溫度範圍，增益值是指圖2中對應的子模塊D對輸入信號作用產生的增益；
[0041]對多個被測裝置採用上一步驟進行測試，分別求取各溫度點測試得到的溫補值的平均值，作為對應溫度點的增益溫補值，多次測試取平均值可以使得到的增益溫補值具有普遍性；
[0042]保存各溫度點的增益溫補值。
[0043]本發明的具有溫度補償的自動增益控制方法，可以較佳的適用於數字通信系統的接收端。
[0044]實施例2
[0045]根據上述本發明的具有溫度補償的自動增益控制方法，本發明還提供一種具有溫度補償的自動增益控制裝置。[0046]參見圖3所示，為本發明的具有溫度補償的自動增益控制裝置實施例的結構示意圖，其包括:
[0047]獲取模塊201，用於獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值，其中，增益調整門限溫補值一般通過增益餘量和對應溫度點的增益溫補值確定，增益調整門限溫補值隨著溫度變化而變化；
[0048]增益自動控制模塊202，用於根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值，其中，確定增益調整值可以有不同的實現方式，輸入信號一般是指從ADC輸出的信號；
[0049]調整模塊203，用於根據所述增益調整值調整接收信號的功率；
[0050]增益模塊204，用於根據所述輸入信號、所述增益溫補值產生輸出信號，其中，產生的輸出信號一般達到或者近似達到了允許出現的最大功率。
[0051]據此，依據本實施例中的方案，其是由獲取模塊201獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值，在增益自動控制模塊202根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值後，調整模塊203根據所述增益調整值調整接收信號的功率；增益模塊204根據所述輸入信號、所述增益溫補值產生輸出信號。本實施例的增益調整門限溫補值是隨著溫度變化的，避免ADC出現溢出才去調整增益，儘量減小對通信信號的影響，提高了通信質量，同時，增益調整門限溫補值與增益溫補值是聯動的，避免了在ADC未出現溢出的情況下，由於增益溫補的作用，造成輸出信號出現溢出現象，不僅確保了接收鏈路的增益波動處於較優的效果，而且能發揮出ADC最優性能，可以提高設備的性能指標。
[0052]在其中一個實施例中，如圖4所示，獲取模塊201可以包括:
[0053]讀取單元2011，用於讀取當前溫度點，其中，讀取當前溫度點的方式可以通過現有技術的方式實現，在此不予贅述；
[0054]增益溫補值確定單元2012，用於根據溫度與增益溫補值的對應關係獲取對應當前溫度點的增益溫補值；
[0055]增益調整門限溫補值確定單元2013，用於根據增益調整門限溫補值等於增益餘量減去增益溫補值確定對應當前溫度點的增益調整門限溫補值，其中，增益餘量為預設的最大峰值輸出功率與OdBFS的差值；
[0056]存儲單元2014，用於存儲各溫度點的增益溫補值。
[0057]在其中一個實施例中，如圖5所示，增益自動控制模塊202可以包括:
[0058]檢測單元2021，用於實時檢測所述輸入信號的峰值功率；
[0059]信號門限確定單元2022，用於根據所述增益調整門限溫補值確定第一信號門限和第二信號門限，其中，所述第一信號門限等於所述增益調整門限溫補值，第二信號門限等於所述增益調整門限溫補值減去一個增益調整步進值；
[0060]控制單元2023，用於所述峰值功率大於所述第一信號門限時，在當前的增益調整值的基礎上減少一個預設的增益調整步進值，並更新增益調整值；還用於當所述峰值功率在預設長的一段時間內小於所述第二信號門限時，在當前的增益調整值的基礎上增加一個預設的增益調整步進值，並更新增益調整值，相應的，則當輸入信號的峰值功率小於第一信號門限同時大於第二信號門限時，增益調整值不變。[0061]上述本發明的具有溫度補償的自動增益控制裝置，可以利用專用ASIC晶片實現，也可以利用DSP、FPGA、CPLD、EPLD等可編程邏輯器件結合必要的數字器件和模擬器件來實現。
[0062]實施例3
[0063]此外，根據上述本發明的具有溫度補償的自動增益控制裝置，本發明還提供一種數字通信系統，其包括有本發明上述的具有溫度補償的自動增益控制裝置。
[0064]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種具有溫度補償的自動增益控制方法，其特徵在於，包括如下步驟: 獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值； 根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值； 根據所述增益調整值調整接收信號的功率； 根據所述輸入信號、所述增益溫補值產生輸出信號。
2.根據權利要求1所述的具有溫度補償的自動增益控制方法，其特徵在於，所述獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值包括如下步驟: 讀取當前溫度點； 根據溫度與增益溫補值的對應關係獲取對應當前溫度點增益溫補值； 根據增益調整門限溫補值等於增益餘量減去增益溫補值確定對應當前溫度點的增益調整門限溫補值，其中，增益餘量為預設的最大峰值輸出功率與OdBFS的差值。
3.根據權利要求1所述的具有溫度補償的自動增益控制方法，其特徵在於，所述根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值包括如下步驟: 實時檢測所述輸入信號的峰值功率； 根據所述增益調整門限溫補值確定第一信號門限和第二信號門限，其中，所述第一信號門限等於所述增益調整門限溫補值，第二信號門限等於所述增益調整門限溫補值減去一個增益調整步進值； 當所述峰值功率大於所述第一信號門限時，在當前的增益調整值的基礎上減少一個預設的增益調整步進值，並更新增益調整值； 當所述峰值功率在預設長的一段時間內小於所述第二信號門限時，在當前的增益調整值的基礎上增加一個預設的增益調整步進值，並更新增益調整值。
4.根據權利要求1所述的具有溫度補償的自動增益控制方法，其特徵在於，還包括步驟: 在全溫度範圍內，固定所述接收信號的功率，分別記錄使得輸出信號的功率在每一個溫度點上都為恆定值的增益值； 對多個被測裝置進行測試，分別求取各溫度點測試得到的溫補值的平均值，作為對應溫度點的增益溫補值； 保存各溫度點的增益溫補值。
5.根據權利要求4所述的具有溫度補償的自動增益控制方法，其特徵在於，將具有溫度補償的自動增益控制方法用於數字通信系統的接收端。
6.一種具有溫度補償的自動增益控制裝置，其特徵在於，包括: 獲取模塊，用於獲取對應當前溫度點的增益調整門限溫補值和增益溫補值； 增益自動控制模塊，用於根據輸入信號的峰值功率、所述增益調整門限溫補值確定增益調整值； 調整模塊，用於根據所述增益調整值調整接收信號的功率； 增益模塊，用於根據所述輸入信號、所述增益溫補值產生輸出信號。
7.根據權利要求6所述的具有溫度補償的自動增益控制裝置，其特徵在於，所述獲取模塊包括: 讀取單元，用於讀取當前溫度點；增益溫補值確定單元，用於根據溫度與增益溫補值的對應關係獲取對應當前溫度點增益溫補值； 增益調整門限溫補值確定單元，用於根據增益調整門限溫補值等於增益餘量減去增益溫補值確定對應當前溫度點的增益調整門限溫補值，其中，增益餘量為預設的最大峰值輸出功率與OdBFS的差值； 存儲單元，用於存儲各溫度點的增益溫補值。
8.根據權利要求6所述的具有溫度補償的自動增益控制裝置，其特徵在於，所述增益自動控制模塊包括: 檢測單元，用於實時檢測所述輸入信號的峰值功率； 信號門限確定單元，用於根據所述增益調整門限溫補值確定第一信號門限和第二信號門限，其中，所述第一信號門限等於所述增益調整門限溫補值，第二信號門限等於所述增益調整門限溫補值減 去一個增益調整步進值； 控制單元，用於所述峰值功率大於所述第一信號門限時，在當前的增益調整值的基礎上減少一個預設的增益調整步進值，並更新增益調整值；還用於當所述峰值功率在預設長的一段時間內小於所述第二信號門限時，在當前的增益調整值的基礎上增加一個預設的增益調整步進值，並更新增益調整值。
9.一種具有溫度補償的自動增益控制功能的數字通信系統，其特徵在於，包括權利要求6至8之一所述的具有溫度補償的自動增益控制裝置。
【文檔編號】H04B7/005GK103840863SQ201210484902
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月23日 優先權日:2012年11月23日
【發明者】黃小鋒, 介利軍, 徐輝, 張佔勝 申請人:京信通信系統（中國）有限公司