自动增益控制方法和系统技术方案

本申请提供了一种自动增益控制方法和系统。该自动增益控制方法包括：确定信号的实时能量值是否大于预设的第一能量阈值；当确定信号的实时能量值大于预设的第一能量阈值时，进一步将经过预设的第一时间窗口时信号的实时能量值与预设的第二能量阈值进行比较，其中第二能量阈值大于第一能量阈值；并且基于经过预设的第一时间窗口时信号的实时能量值与预设的第二能量阈值的比较结果，控制对可编程放大器的增益调整的触发。根据本申请的自动增益控制方法和系统利用多级判决的信号能量值判决方式，使用多级时间窗口结合多级的能量阈值比较，从而提高自动增益控制的稳定性，避免由于信号不稳定而导致自动增益控制系统的误触发或频繁触发。

【技术实现步骤摘要】
自动增益控制方法和系统
本专利技术涉及自动增益控制(AGC)领域，并且更具体地涉及一种采用多级判决的自动增益控制方法和系统。
技术介绍
自动增益控制(AGC)系统被广泛应用于各种接收机中，使得接收机的输出信号电平保持在一定的范围内。尤其是在物联网高速发展的今天，在优先考虑低功耗、低成本的情况下，物联网通讯设备需要在有限的硬件资源下实现最优化的接收机性能。为了使接收机具有更好的接收灵敏度和动态范围，需要把信号能量控制在一个适当的范围内。为了满足越来越高速和精确的要求，需要使用AGC系统，其能够根据所接收信号的实时能量值，提供反馈给射频链路放大器，以控制该放大器的增益的升高或降低，从而实现对信号的能量值的控制，提高接收器的接收动态范围。如上所述，通常在接收机中使用AGC系统对射频链路放大器的增益进行控制，从而实现在基带端的信号能量稳定。但是在实际环境中，由于距离、反射、阻挡和干扰等各种原因，信号的能量值曲线通常会有较大的波动，而传统的AGC系统没有很好地针对各种波动进行处理，会导致AGC系统容易误触发或频繁触发，无法很好地把信道能量值稳定在一个合适的范围内。
技术实现思路
鉴于以上所述的问题，本专利技术提供了一种采用多级判决的自动增益控制方法和系统。根据本专利技术的一方面，提供了一种自动增益控制方法，包括：确定信号的实时能量值是否大于预设的第一能量阈值；当确定信号的实时能量值大于预设的第一能量阈值时，进一步将经过预设的第一时间窗口时信号的实时能量值与预设的第二能量阈值进行比较，其中第二能量阈值大于第一能量阈值；并且基于经过预设的第一时间窗口时信号的实时能量值与预设的第二能量阈值的比较结果，控制对可编程放大器的增益调整的触发。根据本专利技术的另一方面，提供了一种自动增益控制系统，包括可编程放大器、信号能量计算模块、以及自动增益控制判决模块，其中自动增益控制判决模块包括第一阈值比较器、第一时间窗口计数器、第二阈值比较器以及被配置为管理自动增益控制系统的自动增益控制流程的流程状态管理器，其中：第一阈值比较器被配置为将通过信号能量计算模块得到的信号的实时能量值与预设的第一能量阈值进行比较以得到第一比较结果，并将第一比较结果输出到流程状态管理器；流程状态管理器被配置为响应于第一比较结果指示信号的实时能量值大于预设的第一能量阈值，启动第一时间窗口计数器和第二阈值比较器；第一时间窗口计数器被配置为从0计数到预设的第一时间窗口计数值，并且第二阈值比较器被配置为当第一时间窗口计数器计数到预设的第一时间窗口计数值时将通过信号能量计算模块得到的信号的实时能量值与预设的第二能量阈值进行比较以得到第二比较结果，并将第二比较结果输出到流程状态管理器，其中第二能量阈值大于第一能量阈值；并且流程状态管理器被配置为基于第二比较结果控制对可编程放大器的增益调整的触发。根据本申请的实施例的自动增益控制方法和系统利用多级判决的信号能量值判决方式，使用多级时间窗口结合多级的能量阈值比较，从而提高自动增益控制的稳定性，避免由于信号不稳定而导致AGC系统的误触发或频繁触发。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其中：图1示出了自动增益控制系统的示例性框图；图2示出了传统的自动增益控制方法的示例性流程图；图3示出了根据本申请的一个实施例的自动增益控制方法的示例性流程图；图4是示出了在根据本申请的一个实施例的自动增益控制方法的控制下的信号能量值随时间变化的示例性曲线图；图5示出了根据本申请的另一实施例的自动增益控制方法的示例性流程图；图6是示出了在根据本申请的另一实施例的自动增益控制方法的控制下的信号能量值随时间变化的示例性曲线图；以及图7是示出了根据本申请的一个实施例的自动增益控制系统中的AGC判决模块的示例性结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊。如图1所示，一般的AGC系统100包括：可编程放大器(PGA)101、能量计算模块102、可编程滤波器103和AGC判决模块104。可编程放大器101可以根据来自AGC判决模块104的不同的输入控制值来调整其放大器增益，从而实现对射频(RF)信号能量的控制。能量计算模块102根据输入的信号，计算出信号的实时能量值，该实时能量值用于后续在AGC判决模块104中生成自动增益控制判决结果。可编程滤波器103可以对能量计算模块输出的计算能量值进行低通滤波，滤除高频部分，从而使得输出的信号能量值更平滑。可编程滤波器103例如可以是有限冲激响应(FIR)或无限冲激响应(IIR)滤波器，并且该滤波器的系数和响应可以根据不同的实际系统需求进行改变，适应各种应用场景与环境。在AGC系统100中，AGC判决模块104是实现对信号能量的控制的关键部件。AGC判决模块104根据可编程滤波器103的输出，基于特定的算法与结构，判断在当前的信号能量值的情况下是否需要增加或减小增益，然后将判断结果输出到可编程放大器101，从而对可编程放大器101的增益进行调整以将信号能量值稳定在一个合适的范围内。图2示出了可供AGC判决模块104使用的传统的AGC判决流程200。如图2所示，该AGC判决流程为：在框201处，检测输入的实时能量值是否大于系统预设的能量阈值；如果输入的实时能量值大于系统预设的能量阈值，则触发对PGA101的增益调整，即在框202处，调整PGA101的增益，从而降低信号能量值。以上传统的AGC判决流程采用将信号的实时能量值与简单的固定预设能量阈值或者单一可变能量阈值进行比较的方法，非常容易造成系统的误触发。而且，当信号能量值在预设的能量阈值附近波动时，会导致频繁地触发对可编程放大器的增益的调整，而放大器增益不停的改变会导致信号能量值的不稳定。鉴于以上问题，本申请提供了一种采用多级判决的自动增益控制方法和系统。当进行信号能量值与能量阈值的比较来触发对可编程放大器的增益调整时，采用多级判决的方式。具体而言，每一级判决都具有相对应的预设的时间窗口和能量阈值。AGC系统根据每一级判决的结果决定后续的AGC判决流程，从而采用多级判决的方式生成控制信号，触发可编程放大器的增益调整。图3是示出了根据本申请的一个实施例的自动增益控制方法的示例性流程图。该自动增益控制方法可以由AGC系统100中的AGC判决模块104执行。例如，AGC判决模块104接收从可编程滤波器103输出的信号的实时能量值，然后根据该实时能量值进行如图3所示的自动增益控制方法的控制流程300。该控制流程可以包括步骤S1至S6。自动增益控制流程300开始于步骤S1，确定信号的实时能量值是否大于预设的第一能量阈值。如果是，则继续进行步骤S2；如果否，则重复步骤S1，继续针对信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动增益控制方法，包括：确定信号的实时能量值是否大于预设的第一能量阈值；当确定所述信号的实时能量值大于所述预设的第一能量阈值时，进一步将经过预设的第一时间窗口时所述信号的实时能量值与预设的第二能量阈值进行比较，其中所述第二能量阈值大于所述第一能量阈值；并且基于经过所述预设的第一时间窗口时所述信号的实时能量值与所述预设的第二能量阈值的比较结果，控制对可编程放大器的增益调整的触发。

【技术特征摘要】
1.一种自动增益控制方法，包括：确定信号的实时能量值是否大于预设的第一能量阈值；当确定所述信号的实时能量值大于所述预设的第一能量阈值时，进一步将经过预设的第一时间窗口时所述信号的实时能量值与预设的第二能量阈值进行比较，其中所述第二能量阈值大于所述第一能量阈值；并且基于经过所述预设的第一时间窗口时所述信号的实时能量值与所述预设的第二能量阈值的比较结果，控制对可编程放大器的增益调整的触发。2.根据权利要求1所述的自动增益控制方法，还包括：当确定经过所述预设的第一时间窗口时所述信号的实时能量值大于所述预设的第二能量阈值时，触发对可编程放大器的增益调整。3.根据权利要求1所述的自动增益控制方法，还包括：当确定经过所述预设的第一时间窗口时所述信号的实时能量值大于所述预设的第二能量阈值时，进一步确定再经过预设的第二时间窗口时所述信号的实时能量值是否大于预设的第三能量阈值，其中所述第三能量阈值大于所述第二能量阈值；并且当确定再经过所述预设的第二时间窗口时所述信号的实时能量值大于所述预设的第三能量阈值时，触发对所述可编程放大器的增益调整。4.根据权利要求1所述的自动增益控制方法，还包括：当确定经过所述预设的第一时间窗口时所述信号的实时能量值不大于所述预设的第二能量阈值时，不触发对所述可编程放大器的增益调整，并且等待直到所述信号的实时能量值小于预设的复位阈值时重新开始执行所述自动增益控制方法。5.根据权利要求1所述的自动增益控制方法，还包括：当确定经过所述预设的第一时间窗口时所述信号的实时能量值不大于所述预设的第二能量阈值时，进一步确定再经过预设的保护时间窗口时所述信号的实时能量值是否大于预设的第四能量阈值，其中所述第四能量阈值大于所述第二能量阈值；当确定再经过所述预设的保护时间窗口时所述信号的实时能量值不大于所述预设的第四能量阈值时，不触发对所述可编程放大器的增益调整，并且等待直到所述信号的实时能量值小于预设的复位阈值时重新开始执行所述自动增益控制方法；并且当确定再经过所述预设的保护时间窗口时所述信号的实时能量值大于所述预设的第四能量阈值时，重新确定再经过所述预设的第一时间窗口时所述信号的实时能量值是否大于所述预设的第二能量阈值并且执行所述自动增益控制方法中的后续操作。6.根据权利要求3所述的自动增益控制方法，还包括：当确定再经过所述预设的第二时间窗口时所述信号的实时能量值不大于所述预设的第三能量阈值时，不触发对所述可编程放大器的增益调整，并且等待直到所述信号的实时能量值小于预设的复位阈值时重新开始执行所述自动增益控制方法。7.根据权利要求3所述的自动增益控制方法，还包括：当确定再经过所述预设的第二时间窗口时所述信号的实时能量值不大于所述预设的第三能量阈值时，进一步确定再经过预设的保护时间窗口时所述信号的实时能量值是否大于预设的第四能量阈值，其中所述第四能量阈值大于所述第三能量阈值；当确定再经过所述预设的保护时间窗口时所述信号的实时能量值不大于所述预设的第四能量阈值时，不触发对所述可编程放大器的增益调整，并且等待直到所述信号的实时能量值小于预设的复位阈值时重新开始执行所述自动增益控制方法；并且当确定再经过所述预设的保护时间窗口时所述信号的实时能量值大于所述预设的第四能量阈值时，重新确定再经过所述预设的第一时间窗口时所述信号的实时能量值是否大于所述预设的第二能量阈值并且执行所述自动增益控制方法中的后续操作。8.根据权利要求1至7中任一项所述的自动增益控制方法，其中在触发对所述可编程放大器的增益调整之后，等待滤波器窗口时间之后重新开始执行所述自动增益控制方法。9.一种自动增益控制系统，包括可编程放大器、信号能量计算模块、以及自动增益控制判决模块，其中所述自动增益控制判决模块包括第一阈值比较器、第一时间窗口计数器、第二阈值比较器以及被配置为管理所述自动增益控制系统的自动增益控制流程的流程状态管理器，其中：所述第一阈值比较器被配置为将通过所述信号能量计算模块得到的信号的实时能量值与预设的第一能量阈值进行比较以得到第一比较结果，并将所述第一比较结果输出到所述流程状态管理器；所述流程状态管理器被配置为响应于所述第一比较结果指示所述信号的实时能量值大于所述预设的第一能量阈值，启动所述第一时间窗口计数器和所述第二阈值比较器；所述第一时间窗口计数器被配置为从0计数到预设的第一时间窗口计数值，并且所述第二阈值比较器被配置为当所述第一时间窗口计数器计数到所述预设的第一时间窗口计数值时将通过所述信号能量计算模块得到的所述信号的实时能量值与预设的第二能量阈值进行比较以得到第二比较结果，并将所述第二比较结果输出到所述流程状态管理器，其中所述第二能量阈值大于所述第一能量阈值；并且所述流程状态管理器被配置为基于所述第二比较结果控制对所述可编程放大器的增益调整的触发。10.根据权利要求9所述的自动增益控制系统，其中所述流程状态管理器被配置为响应于所述第二比较结果指示所述信号的实时能量值大于所述预设的第二能量阈值，触发对所述可编程放大器的增益调整。11.根据权利要求9所述的自动增益控制系统，还包括第二时间窗口计数器和第三阈值比较器，其中：所述流程状态管理器被配置为响应于所述第二比较结果指示所述信号的实时能量值大于所述预设的第二能量阈值，启动所述第二时间窗口计数器和所述第三阈值比较器；所述第二时间窗口计数器被配置为从0计数到预设的第二时间窗口计数值，并且所述第三阈值比较器被配置为当所述第二时间窗口计数器计数到所述预设的第二时间窗口计数值时将通过所述信号能量计算模块得...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄嘉强，张华栋，
申请(专利权)人：广州昂宝电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44