一种自动增益控制快速收敛方法和装置制造方法及图纸

一种自动增益控制（AGC）快速收敛方法和装置，根据通信频段特点对频段内的频点进行分组，并为每一组频点设置一个对应的AGC环路。由于一组内的频点具有较强的AGC环路相关性，因而，对该组内全部频点而言，通过统一的AGC环路即可迅速完成AGC环路收敛。本发明专利技术，通过将相关频点归为一组，避免了针对具备相似特性频点进行重复AGC收敛运算而造成的延时。本发明专利技术所提供的方案尤其适用于多频点接收系统，能够在保证接收信号有效性的前提下，大大缩短AGC收敛时间，提高系统接收效率。

【技术实现步骤摘要】
一种自动增益控制快速收敛方法和装置
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及射频通信中的自动增益控制技术。
技术介绍
目前，包括民用无人机、物联网以及移动通信网接收器在内的射频通信接收器中，均需广泛使用可变增益放大器(VGA)。设计接收器系统时，需要根据接收到的信号强度RSSI大小适当设置VGA的增益值，以保证输入信号经过数模转换器(ADC)时不至于大到饱和失真，也不至于太小造成较大的量化噪声。业内常用做法是采用自动增益控制(AutomaticGainControl简称AGC)负反馈环路：周期性地在接收时隙对信号强度RSSI(n)进行评估，评估后与目标值T比较，将差值D(n)经环路滤波(滤波系数α)后得到DG(n)补偿到VGA的增益Gain(n)上，在下一次RSSI评估时用以补偿VGA增益Gain(n+1)。其原理如图1所示。理论上，只要对RSSI评估足够频繁，收敛系数足够大，VGA增益Gain就能跟上接收信号的变化。然而，实际应用时，接收器通常需要在多个频点进行接收。移动通信系统，如LTE就会工作在多个频点接收信号。而暂无业界通信标准的无人机则需工作在民用2.4～2.5G频段，为了防止干扰(特别是wifi干扰和其他无人机的干扰)，无人机经常需要周期性地工作在数十个频点上进行跳频收发。而这数十个频点上的信道干扰情况往往具备一定的差异性，其路经衰落也往往互不相同。所以进行多频点接收时，为了去除不同频点之间信号强度差异及信号强度变化不一致的影响，每个频点均需设立独自的AGC负反馈环路。如图2所示，时间轴上频点f0上在Gain0(n)先进行了一次信号强度估计得到Gain0(n+1)，但下次工作在f1上时的增益值则需要根据该频点f1上次的Gain1(n)，重新进行信号强度估计才可得到Gain1(n+1)。如果下一时刻再回到频点f0上工作，那么则需使用该频点上一次的增益值Gain0(n+1)计算获取新的增益值Gain0(n+2)，如此反复。以上策略存在一个问题：如果不减少AGC计算的间隔，那么频点越多，所需AGC环路就越多，每个频点进行AGC计算的间隔就会越长。如果AGC计算时间跟不上外部信号的变化，接收信号受其影响，将无法还原出有效信息。特别针对无人机通信系统，遥控器发送控制命令对信号的可靠性要求更高，而无人机通信系统经常需要使用窄带跳频的方式进行信号传输，一方面要求AGC快速收敛，一方面又需要快速进行频点跳转，这无疑为其AGC策略带来了巨大的挑战。而目前尚未发现能够有效解决这一矛盾的方法或专利。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种自动增益控制快速收敛方法及装置。首先，为实现上述目的，提出一种自动增益控制快速收敛方法，包括以下步骤：第一步，对通信频段内各工作频点进行分组，记录分组编号，并分别记录各组对应的AGC环路参数；第二步，获取当前工作频点，查找当前工作频点所在分组的分组编号及其对应的AGC环路参数；第三步，按照第二步所述的AGC环路参数设置VGA模块，然后由所述VGA模块处理当前工作频点信号，经能量评估后，获得当前工作频点的RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication接收的信号强度指示)值；第四步，根据第三步中所述RSSI值计算并记录当前工作频点的RV值，再根据所述RV值确定当前工作频点的分组编号；根据第三步中所述RSSI值确定新增益值，并根据所述新增益值更新当前工作频点所在分组所对应的AGC环路参数；及第五步，重复所述第二步至所述第四步，直至无需要处理的新频点信号，结束。其中，所述AGC环路参数包括增益值Gain、目标值T、滤波系数α、滤波后增益差值DG中的一个或多个。上述方法中，所述第四步RV值的计算方法如下：RV值＝RSSI值-当前工作频点所在分组对应的增益值Gain。上述方法的第四步中，根据所述RV值确定当前工作频点的分组编号，具体步骤如下：步骤401，查找当前工作频点所在分组内全部工作频点的RV值中的最大值RVmax和最小值RVmin；步骤402，计算|RVmax-RV|和|RVmin-RV|是否均小于分组阈值R，若是，则保持当前工作频点的分组编号，并记录当前频点的RV值；否则跳转至步骤403；步骤403，查找能够使当前工作频点的RV值满足|RVmax-RV|＜R且|RVmin-RV|＜R的分组(其中，RVmax、RVmin分别为当前工作频点以及该分组内RV值的最大值和最小值)，则更新当前工作频点的分组编号为该分组的分组编号；若不存在，则新产生一个分组编号，并更新当前工作频点的分组编号为新产生的分组编号上述方法中，所述第一步的分组编号计算步骤如下：按照对通信频段内各工作频点的分组顺序确定每组工作频点的分组偏移量m，再将各组内各个工作频点的组内偏移量n初始化为0，记录每一个工作频点对应的分组编号k分别为k＝m*N+n，其中，N为每组所包含工作频点数量的上限，M为分组的总数，M*N不小于工作频点总数，k、M、N、n均为自然数。针对这种分组编号方式，所述步骤403中，按照如下步骤产生新的分组编号，并更新当前工作频点的分组编号为新产生的分组编号：计算当前工作频点对应的分组偏移量m，判断该分组偏移量m下的各个组内偏移量n是否对应有其他工作频点，选取不存在对应工作频点的最小组内偏移量Pmin作为当前工作频点新的组内偏移量，修改当前工作频点的分组编号k为k＝m*N+Pmin。上述方法的第一步中可以先以固定带宽间隔BS对所述通信频段内各工作频点进行分组。本专利技术还同时提供一种自动增益快速收敛装置，包括VGA模块、能量评估模块和增益生成模块，其特征在于，还包括：AGC环路参数存储单元和频点信息存储单元：所述频点信息存储单元的分组编号输出口与所述AGC环路参数存储单元的分组编号输入口连接；所述频点信息存储单元还包括当前频点输入接口；所述频点信息存储单元用于根据所述当前频点输入接口的数据查找当前工作频点所在分组编号，并将分组编号输出至所述AGC环路参数存储单元；所述AGC环路参数存储单元同时与所述VGA模块、所述增益生成模块和所述频点信息存储单元连接；所述AGC环路参数存储单元用于根据频点信息存储单元输入的分组编号，查找该分组所对应的AGC环路参数，将所述AGC环路参数中的增益值输出至所述VGA模块，与所述增益生成模块交互，更新该分组所对应的AGC环路参数；所述VGA模块同时连接所述AGC环路参数存储单元和所述能量评估模块；所述能量评估模块同时连接所述VGA模块与所述增益生成模块；所述增益生成模块同时连接所述能量评估模块的输出口以及所述AGC环路参数存储单元。上述装置中，还可增设频点动态分组控制模块，以根据频点特性，动态调整频点分组状态，以适应不同通信环境。具体的，所述频点动态分组控制模块的第一输入接口连接所述能量评估模块的输出口，所述频点动态分组控制模块的第二输入接口连接所述AGC环路参数存储单元的增益输出口，所述频点动态分组控制模块还包括RV值接口，所述RV值接口与所述频点信息存储单元双向交互连接；所述频点动态分组控制模块用于根据所述能量评估模块输出的所述RSSI值计算并记录当前工作频点的RV值，再根据所述RV值确定当前工作频点的分组编号，对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动增益控制快速收敛方法，其特征在于，包括：第一步，对通信频段内各工作频点进行分组，记录分组编号，并分别记录各组对应的AGC环路参数；第二步，获取当前工作频点，查找当前工作频点所在分组的分组编号及其对应的AGC环路参数；第三步，按照第二步所述的AGC环路参数设置VGA模块，然后由所述VGA模块处理当前工作频点信号，经能量评估后，获得当前工作频点的RSSI值；第四步，根据第三步中所述RSSI值计算并记录当前工作频点的RV值，再根据所述RV值确定当前工作频点的分组编号；根据第三步中所述RSSI值确定增益值，并根据所述增益值更新当前工作频点所在分组所对应的AGC环路参数；及第五步，重复所述第二步至所述第四步，直至无需要处理的新频点信号，结束。

【技术特征摘要】
1.一种自动增益控制快速收敛方法，其特征在于，包括：第一步，对通信频段内各工作频点进行分组，记录分组编号，并分别记录各组对应的AGC环路参数；第二步，获取当前工作频点，查找当前工作频点所在分组的分组编号及其对应的AGC环路参数；第三步，按照第二步所述的AGC环路参数设置VGA模块，然后由所述VGA模块处理当前工作频点信号，经能量评估后，获得当前工作频点的RSSI值；第四步，根据第三步中所述RSSI值计算并记录当前工作频点的RV值，再根据所述RV值确定当前工作频点的分组编号；根据第三步中所述RSSI值确定增益值，并根据所述增益值更新当前工作频点所在分组所对应的AGC环路参数；及第五步，重复所述第二步至所述第四步，直至无需要处理的新频点信号，结束。2.如权利要求1所述的自动增益控制快速收敛方法，其特征在于，所述AGC环路参数包括增益值Gain、目标值T、滤波系数α、滤波后增益差值DG中的一个或多个。3.如权利要求2所述的自动增益控制快速收敛方法，其特征在于，第四步中，所述RV值的计算方法如下：RV值=RSSI值-当前工作频点所在分组对应的增益值Gain。4.如权利要求3所述的自动增益控制快速收敛方法，其特征在于，第四步中，根据所述RV值确定当前工作频点的分组编号，包括如下步骤：步骤401，查找当前工作频点所在分组内全部工作频点的RV值中的最大值RVmax和最小值RVmin；步骤402，计算|RVmax-RV|和|RVmin-RV|是否均小于分组阈值R，若是，则保持当前工作频点的分组编号，并记录当前频点的RV值；否则跳转至步骤403；步骤403，查找能够使当前工作频点的RV值满足|RVmax-RV|＜R且|RVmin-RV|＜R的分组，若存在，则更新当前工作频点的分组编号为该分组的分组编号；若不存在，则新产生一个分组编号，并更新当前工作频点的分组编号为新产生的分组编号。5.如权利要求4所述的自动增益控制快速收敛方法，其特征在于，第一步中，分组编号的方法如下：按照对通信频段内各工作频点的分组顺序确定每组工作频点的分组偏移量m，再将各组内各个工作频点的组内偏移量n初始化为0，记录每一个工作频点对应的分组编号k分别为k=m*N+n，其中，N为每组所包含工作频点数量的上限，M为分组的总数，M*N不小于工作频点总数，k、M、N、n均为自然数。6.如权利要求5所述的自动增益控制快速收敛方法，其特征在于，所述步骤403中，按照如下步骤产生新的分组编号，并更新当前工作频点的分组编号为新产生的分组编号：计算当...

【专利技术属性】
技术研发人员：田建平，
申请(专利权)人：深圳市中兴微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44