一种适用于OFDM系统的快速自动增益控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于OFDM系统的快速自动增益控制方法，通过采用两种功率检测算法联合检测功率并将检测结果分别用于计算绝对误差功率和通路调整增益，此外在检测功率的同时进行A/D饱和检测，在A/D达到饱和时立即停止功率检测并快速对当前VGA的增益进行一次衰减；如果未饱和，则根据当前AGC是否收敛进一步判断绝对误差功率是否大于误差门限Th1或Th2，并根据判断结果决定是否进行增益调整。本发明专利技术方法解决了传统的AGC技术采用单一功率检测算法不能同时兼顾收敛的速度和稳定性的问题，双误差门限的设置有效地避免了单一门限AGC边界震荡的问题，A/D饱和检测快衰机制的引入进一步地加快了AGC的收敛速度。

A fast automatic gain control method for OFDM system

The invention discloses a fast automatic gain control method for OFDM system. By using two power detection algorithms, the power is detected jointly and the detection results are used to calculate the absolute error power and the path adjustment gain respectively. In addition, the A/D saturation and detection are carried out while the power is detected, and it stops immediately when the A/D is saturated. Power detection and rapid attenuation of the current VGA gain; if unsaturated, the absolute error power is further judged whether the absolute error power is greater than the error threshold Th1 or Th2 according to whether the current AGC is convergent, and determines whether or not the gain adjustment is determined according to the result of the judgment. The method of the invention solves the problem that the traditional AGC technology can not take both the convergence speed and the stability at the same time with the single power detection algorithm. The double error threshold effectively avoids the single threshold AGC boundary shock, and the introduction of the A/D saturation detection fast failure mechanism further accelerates the convergence speed of the AGC.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于OFDM系统的快速自动增益控制方法
本专利技术涉及一种适用于OFDM系统的快速自动增益控制方法。
技术介绍
自动增益控制(AGC)技术是根据检测接收信号功率的大小来自动调整接收通路的衰减和增益，将接收信号的功率调整到解调器最佳的解调范围内，以获得最优的解调性能。自动增益控制电路可以有效地扩大接收机接收信号的动态范围，增大通信传输的距离，是无线通信系统接收机的重要组成部分。当前宽带无线通信系统广泛采用正交频分复用(OFDM)技术作为无线传输的关键技术手段，要求AGC收敛速度快，稳定性好。但是OFDM信号的一个显著的特点就是具有高峰均比(PAPR)，信号动态范围很大，使得传统的采用单一功率检测算法的AGC技术很难同时兼顾收敛的速度和稳定性，因此需要进行有针对性的改进才能适应新的需求。目前虽然已有一些公开发表的文献针对OFDM系统提出了一些AGC控制算法，但大多复杂度较高，且具有一定的局限性，并未能真正解决收敛速度和稳定性互为矛盾的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提供了一种适用于OFDM系统的快速自动增益控制方法，旨在解决OFDM系统中传统的AGC技术很难同时兼顾收敛的速度和稳定性的问题，避免高峰均比OFDM信号以及突发干扰信号带来的影响，在保证AGC稳定收敛的同时，大大提高AGC的收敛速度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于OFDM系统的快速自动增益控制方法，包括如下步骤：步骤一、进行联合功率检测，同时对ADC进行A/D饱和检测；步骤二、判断是否达到A/D饱和：如果否，则在完成一个检测周期并计算得到检测窗的平均功率PSWA(m)和接收信号的平均功率PIIR(m)后进入步骤三；如果是，则立即停止功率检测并进入步骤六；步骤三、判断当前AGC是否收敛：如果否，则进入步骤四；如果是，则进入步骤五；步骤四、利用PIIR(m)计算绝对误差功率，并判断绝对误差功率是否大于误差门限Th1：如果是，则进入步骤七；如果否，则进入步骤八；步骤五、利用PIIR(m)计算绝对误差功率，并判断绝对误差功率是否大于误差门限Th2：如果是，则进入步骤七；如果否，则进入步骤八；步骤六、快速对当前VGA的增益进行一次衰减，同时将收敛标识置0，然后进入步骤九；步骤七、利用PSWA(m)进行增益调整，同时将收敛标识置0，然后进入步骤九；步骤八、保持通路增益不变，同时将收敛标识置1，然后进入步骤九；步骤九、进行增益配置，然后返回步骤一。与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：本专利技术方法采用两种具有互补特性的功率检测算法进行联合检测，并将检测结果分别用于误差判决和增益计算，解决了传统的AGC技术采用单一功率检测算法不能同时兼顾收敛的速度和稳定性的问题，双误差门限的设置有效地避免了单一门限AGC边界震荡的问题，A/D饱和检测快衰机制的引入进一步地加快了AGC的收敛速度。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为本专利技术方法的控制流程图。具体实施方式本专利技术的关键技术之一是联合功率检测，其核心思想是将用于误差判决的检测功率和用于计算误差增益的检测功率加以区分，前者采用灵活性好且具有平滑滤波特性的功率检测算法来进行功率检测，后者采用实时性好且准确度高的功率检测算法来进行功率检测，如此可以有效解决AGC的收敛速度和稳定性互为矛盾的问题。本专利技术的关键技术之二是双误差门限设置，其思想是设置双误差门限，将AGC收敛的门限设置为严进宽出，可以有效解决单一门限边界震荡的问题，使AGC的稳定性更好。本专利技术的关键技术之三是饱和快衰处理，其思想是对A/D进行饱和检测，在A/D饱和时对通路增益进行快速衰减，可以有效解决A/D饱和时功率检测不准确的问题，进一步加快AGC的收敛速度。具体内容如下：1、联合功率检测本专利技术同时采用两种功率检测算法来检测采样信号x(n)的平均功率：第一种是滑窗平均功率检测法(SWA：SlidingWindowAverage)，对检测窗内的采样点的功率直接累加求平均，便可得到检测窗的平均功率。计算公式为：式中，W为检测窗的窗长。第二种是无限脉冲响应滤波功率检测法(IIR：InfiniteImpulseResponse)，利用一阶IIR滤波器对采样点的实时功率进行滤波，也可计算得到接收信号的平均功率。计算公式为：PIIR(m)＝(1-α)PIIR(m-1)+αx2(n)(2)式中，α∈(0,1)。本专利技术将IIR检测法检测的结果用于判决AGC是否启动增益调整，而将SWA检测法检测的结果用于计算调整增益的大小。2、双误差门限设置为便于门限判决以及增益计算，这里所有的功率均转换成以dB为单位。将IIR检测法检测的功率PIIR(m)与参考功率Pref相减后取绝对值，得到绝对误差功率ΔPIIR＝|PIIR(m)-Pref|。本专利技术设置双误差门限Th1和Th2，其中Th1<Th2。初始认为AGC处于失锁状态，需要进行增益调整，当ΔPIIR<Th1时，认为AGC已经收敛，此后AGC停止调整增益，保持原有状态，只有在ΔPIIR>Th2时，认为AGC已经失锁，需要重新开始调整增益。3、饱和快衰处理本专利技术在功率检测的同时对ADC进行饱和检测，并做特殊处理。当ADC饱和时，会将采样信号的绝对值限制为ADC能表示的最大值，当AGC检测到最大值出现时便立即停止功率检测，并快速对当前VGA的增益进行一次衰减，然后重新开始检测，以此重复，直至在一个检测周期内均没有最大值出现时，便开始正常的AGC控制流程。如此可以在很大程度上消除ADC饱和对AGC收敛速度的影响。基于以上内容，本专利技术AGC的控制流程如图1所示。其中，Gcurr是当前检测周期通路增益，Gnext是下一个检测周期的通路增益，agc_conv_flag是AGC收敛标识，上电初始为0，即处于失锁。本专利技术方法具体包括如下步骤：步骤一、进行联合功率检测，同时对ADC进行A/D饱和检测；步骤二、判断是否达到A/D饱和：如果否，则在完成一个检测周期并计算得到PSWA(m)和PIIR(m)后进入步骤三；如果是，则立即停止功率检测并进入步骤六；步骤三、判断当前AGC是否收敛，即agc_conv_flag＝＝1：如果否，则进入步骤四；如果是，则进入步骤五；步骤四、判断是否满足|PIIR(m)-Pref|>Th1：如果是，则认为AGC失锁，进入步骤七；如果否，则认为AGC收敛，进入步骤八；步骤五、判断是否满足|PIIR(m)-Pref|>Th2：如果是，则认为AGC失锁，进入步骤七；如果否，则认为AGC收敛，进入步骤八；步骤六、将当前通路增益值Gcurr减去快速衰减值Gfast得到下一个检测周期的通路增益Gnext，即Gnext＝Gcurr-Gfast，同时将收敛标识置0，即agc_conv_flag＝0，然后进入步骤九；步骤七、将当前通路的增益值Gcurr加上参考功率Pref与检测功率PSWA(m)的差值作为下一个检测周期通路的增益值Gnext，即Gnext＝Gcurr+Pref-PSWA(m)，同时将收敛标识置0，即agc_conv_flag＝0，然后进入步骤九；步骤八、保持通路增益不变，即Gnext＝Gc本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于OFDM系统的快速自动增益控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、进行联合功率检测，同时对ADC进行A/D饱和检测；步骤二、判断是否达到A/D饱和：如果否，则在完成一个检测周期并计算得到检测窗的平均功率PSWA(m)和接收信号的平均功率PIIR(m)后进入步骤三；如果是，则立即停止功率检测并进入步骤六；步骤三、判断当前AGC是否收敛：如果否，则进入步骤四；如果是，则进入步骤五；步骤四、利用PIIR(m)计算绝对误差功率，并判断绝对误差功率是否大于误差门限Th1：如果是，则进入步骤七；如果否，则进入步骤八；步骤五、利用PIIR(m)计算绝对误差功率，并判断绝对误差功率是否大于误差门限Th2：如果是，则进入步骤七；如果否，则进入步骤八；步骤六、快速对当前VGA的增益进行一次衰减，同时将收敛标识置0，然后进入步骤九；步骤七、利用PSWA(m)进行增益调整，同时将收敛标识置0，然后进入步骤九；步骤八、保持通路增益不变，同时将收敛标识置1，然后进入步骤九；步骤九、进行增益配置，然后返回步骤一。

【技术特征摘要】
1.一种适用于OFDM系统的快速自动增益控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、进行联合功率检测，同时对ADC进行A/D饱和检测；步骤二、判断是否达到A/D饱和：如果否，则在完成一个检测周期并计算得到检测窗的平均功率PSWA(m)和接收信号的平均功率PIIR(m)后进入步骤三；如果是，则立即停止功率检测并进入步骤六；步骤三、判断当前AGC是否收敛：如果否，则进入步骤四；如果是，则进入步骤五；步骤四、利用PIIR(m)计算绝对误差功率，并判断绝对误差功率是否大于误差门限Th1：如果是，则进入步骤七；如果否，则进入步骤八；步骤五、利用PIIR(m)计算绝对误差功率，并判断绝对误差功率是否大于误差门限Th2：如果是，则进入步骤七；如果否，则进入步骤八；步骤六、快速对当前VGA的增益进行一次衰减，同时将收敛标识置0，然后进入步骤九；步骤七、利用PSWA(m)进行增益调整，同时将收敛标识置0，然后进入步骤九；步骤八、保持通路增益不变，同时将收敛标识置1，然后进入步骤九；步骤九、进行增益配置，然后返回步骤一。2.根据权利要求1所述的一种适用于OFDM系统的快速自动增益控制方法，其特征在于：步骤四和步骤五所述利用PIIR...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建平，王亚茜，姜永广，乐强，肖飞，隋天宇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51