用于正交频分复用接收机的快速数字自动增益控制方法技术

本发明专利技术公开一种用于正交频分复用OFDM接收机的快速数字自动增益控制方法，包括信号采集、信号检测和增益控制三个功能步骤，信号采集步骤将接收信号强度指示RSSI信号经过模数转换器ADC转换为数字信号，对采样信号取平均，将均值信号提交给检测步骤；信号检测步骤检测OFDM信号帧，根据信号门限检测信号帧头和帧尾，判断是否将均值信号提交给增益控制步骤；增益控制步骤根据均值信号设置合理的低噪放LNA档位和可控增益放大器VGA增益。本发明专利技术对宽范围的输入信号进行快速增益控制，使OFDM符号信号稳定，降低了帧同步复杂度，克服了OFDM系统峰均比对RSSI的影响，同时消除了RSSI多个毛刺的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通讯
，具体涉及一种适用于正交频分复用系统无线接收机的自动增益控制(AGC)的实现方法及软件流程。
技术介绍
无线通讯系统中，发射机产生的射频信号经无线信道传输到接收机，由于路径衰减和阴影影响，信号必然会在一个很大的范围内变化，为了使进入到数模转换器的接收信号幅度控制在一个相对稳定的范围内，需要对不同强度信号设置不同的放大增益，以保证进入数模转换器的信号时既不至于饱和也不至于太小。增益自动控制AGC主要分为两大类，一类是模拟AGC，另一类是数字AGC。模拟AGC为射频端通过模拟电路探测接收信号的幅度，根据探测到的幅度自动生成对应的反馈调整 电压，进而调整射频接收放大器的可变增益控制电压，使接收信号幅度满足解调要求。数字AGC为基带信号处理模块检测接收到的数字信号幅值，通过数字算法计算相应所需的VGA增益值，根据增益值控制射频接收放大器的可变增益控制电压，使接收信号幅值满足解调要求。由于数字AGC硬件实现简单，调整速度快，可移植性强，得到越来越广的应用。OFDM正交频分复用技术是将整个传输宽带划分为一系列相互正交的子载波，只要单个子载波所占用的带宽足够窄，其上的信道频率响应可视为是平坦的，借此将频率选择性衰落信道转化为一系列平坦衰落的子载波信道。每个时域OFDM符号被送至信道传输前，添加大于信道最大时延的扩展循环前缀，即可消除无线通信中由于信道多径衰落造成的严重码间干扰。近年来OFDM系统得到越来越广泛应用，比如Wimax和LTE都采用了这项技术。然而由于OFDM接收机性能受信号幅度大小影响较大，因此需要在接收机中进行自动增益控制，将接收信号幅度自动调整到合适范围内。
技术实现思路
技术问题为了解决上述问题，本专利技术提供了一种可在较宽接收功率范围内实现快速对接收信号放大增益的自动控制，时效性好、克服了毛刺信号带来的影响、减小接收帧同步多余开销的。技术方案本专利技术的，包括同步并行的信号采集步骤、信号检测步骤和增益控制步骤。I)所述信号采集步骤中，不断重复以下流程11)系统使能后，对经模数转换器转换后的接收信号强度指示数字信号进行采集;12)取一固定采样点数M，对所述接收信号强度指示数字信号取平均，得到均值信号并提交给信号检测步骤；2)所述信号检测步骤中，获取到均值信号后对基带正交频分复用符号帧进行检测，当检测步骤判定该均值信号对应一个正交频分复用符号的帧头和帧尾时，将该均值提交给增益控制步骤，而当判定对应正交频分复用符号、毛刺或载波时不提交，具体流程为21)获取均值信号，清除可控增益放大器增益设置结束标志，判断均值信号是否大于最低信号门限阈值，如是，则延迟时间N后进入步骤22a)，否则进入步骤23a)；22a)判断均值信号是否大于最低信号门限阈值，如是，则进入步骤22b)，否则回到步骤21)；22b)判断可控增益放大器增益设置标志是否置位，如是，则回到步骤21)，否则进入步骤22c)；22c)判断低噪放档位是否变化，如是，则更新低噪放档位记录后回到22a)，否则将均值信号提交给增益控制步骤；23a)判断可控增益放大器增益设置标志是否置位，如是，则延迟时间N后进入步 骤23b)，否则回到21)；23b)判断均值信号是否大于最低信号门限阈值，如是，则回到步骤21)，否则置位可控增益放大器增益设置结束标志后将均值信号提交给增益控制步骤；3)增益控制步骤根据信号检测步骤提交的均值信号，设置低噪放档位和可控增益放大器增益来控制接收信号增益，具体流程为31)获取接收到的均值信号，清除可控增益放大器增益设置标志；32)判断低噪放档位标志是否为最高档位，如是，则进入步骤33a)，否则进入34a)；33a)判断均值信号是否满足V ^ VHmax，其中V表示均值信号，VHmax表示最高档位最大输入功率所对应的接收信号强度指示信号，如是，则将低噪放减小一个档位，设置低噪放档位标志后回到步骤31)，否则进入33b)；33b)判断均值信号是否满足Vailin彡V彡Vltaax,其中V表示均值信号，Vamin表示最高档最小输入功率对应的接收信号强度指示信号，Vltaax表示最高档位最大输入功率对应的接收信号强度指示信号，如是，则将低噪放档位设置为最高档位，并通过查询接收信号强度指示信号与输入信号强度关系表和可控增益放大器增益与输入信号强度关系表，设定可控增益放大器增益值后进入步骤37)，否则将低噪放档位设置为最高档位后进入步骤33c)；33c)判断可控增益放大器增益设置结束标志是否置位，如是，则回到步骤31)，否则将可控增益放大器增益值设为最大增益值后进入步骤37)；34)判断低噪放档位标志是否为最低档位，若是则进入步骤35a)，否则进入步骤36a)；35a)判断均值信号是否满足V ( VMn，其中V表示均值信号，VMn表示最低档位最小输入功率对应的接收信号强度指示信号电压值，若是，则将低噪放增大一个档位，设置档位标志，回到步骤31)，否则进入步骤35b)；35b)判断均值信号是否满足Vljnin彡V彡VLmax,其中V表示均值信号，VLmin表示最低档位最小输入功率对应的接收信号强度指示信号，Vlmx表示最低档位最大输入功率对应的接收信号强度指示信号，若是，则将低噪放档位设置为最低档位，并通过查表设定可控增益放大器增益值后进入步骤37)，否则进入35c)；35c)判断可控增益放大器增益设置结束标志是否置位，如是，则将低噪放档位设为最高档位，回到步骤31)，否则将可控增益放大器增益值设为最大增益值后进入步骤37)36a)判断均值信号是否满足Vmin≤V≤Vfcax,其中V表示均值信号，Vmin表示低噪放档位标志表示档位的最小输入功率所对应的接收信号强度指示信号，Vmax表示低噪放档位标志表示档位的最大输入功率所对应的接收信号强度指示信号，若是，则将低噪放档位设置为档位标志表示档位，通过查表设置可控增益放大器增益，进入步骤37)，否则进入步骤36b)；36b)判断均值信号是否满足V ≥ Vmax，其中V表示均值信号，Vsmax表示低噪放档位标志表示档位的最大输入功率所对应的接收信号强度指示信号，若是，则将低噪放档位减小一个档位，设置档位标志后回到步骤31)，否则进入36c)；36c)判断判断判断可控增益放大器增益设置结束标志是否置位，如是，则将低噪放档位设为最高档位，设置档位标志，回到步骤31)，否则将低噪放档位增大一个档位，设置档位标志后回到步骤31)；37)置位可控增益放大器增益设置标志后结束控制流程。2.所述信号检测步骤中，均值信号大于最低信号门限阈值延时N后依然大于最低信号门限阈值且可控增益放大器增益设置标志未置位则该均值信号对应的接收信号为正交频分复用符号帧头，均值信号小与最低信号门限阈值可控增益放大器设置标志已置位延时N后均值信号依然小于最低信号门限阈值则该均值信号对应的接收信号为正交频分复用符号巾贞尾；本专利技术中，最低信号门限阈值的设置方法为测定接收机可识别最小功率输入信号正交频分复用符号对应的输入信号强度指示信号的最小值，该值即为最小信号门限阈值；延迟时间N的设置满足以下条件测量毛刺对应的接收信号强度指示信号的持续时间、正交频分复用符号帧头上升沿所对应输入信号强度指示信号时间、正交频分复用符号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于正交频分复用接收机的快速数字自动增益控制方法，该方法包括同步并行的信号采集步骤、信号检测步骤和增益控制步骤，其特征在于：1)所述信号采集步骤中，不断重复以下流程：11)系统使能后，对经模数转换器转换后的接收信号强度指示数字信号进行采集；12)取一固定采样点数M，对所述接收信号强度指示数字信号取平均，得到均值信号并提交给信号检测步骤；2)所述信号检测步骤中，获取到均值信号后对基带正交频分复用符号帧进行检测，当检测步骤判定该均值信号对应一个正交频分复用符号的帧头和帧尾时，将该均值提交给增益控制步骤，而当判定对应正交频分复用符号、毛刺或载波时不提交，具体流程为：21)获取均值信号，清除可控增益放大器增益设置结束标志，判断均值信号是否大于最低信号门限阈值，如是，则延迟时间N后进入步骤22a)，否则进入步骤23a)；22a)判断均值信号是否大于最低信号门限阈值，如是，则进入步骤22b)，否则回到步骤21)；22b)判断可控增益放大器增益设置标志是否置位，如是，则回到步骤21)，否则进入步骤22c)；22c)判断低噪放档位是否变化，如是，则更新低噪放档位记录后回到22a)，否则将均值信号提交给增益控制步骤；23a)判断可控增益放大器增益设置标志是否置位，如是，则延迟时间N后进入步骤23b)，否则回到21)；23b)判断均值信号是否大于最低信号门限阈值，如是，则回到步骤21)，否则置位可控增益放大器增益设置结束标志后将均值信号提交给增益控制步骤；3)增益控制步骤根据信号检测步骤提交的均值信号，设置低噪放档位和可控增益放大器增益来控制接收信号增益，具体流程为：31)获取接收到的均值信号，清除可控增益放大器增益设置标志；32)判断低噪放档位标志是否为最高档位，如是，则进入步骤33a)，否则进入34)；33a)判断均值信号是否满足V≥VHmax，其中V表示均值信号，VHmax表示最高档位最大输入功率所对应的接收信号强度指示信号，如是，则将低噪放减小一个档位， 设置低噪放档位标志后回到步骤31)，否则进入33b)；33b)判断均值信号是否满足VHmin≤V≤VHmax，其中V表示均值信号，VHmin表示最高档最小输入功率对应的接收信号强度指示信号，VHmax表示最高档位最大输入功率对应的接收信号强度指示信号，如是，则将低噪放档位设置为最高档位，并通过查询接收信号强度指示信号与输入信号强度关系表和可控增益放大器增益与输入信号强度关系表，设定可控增益放大器增益值后进入步骤37)，否则将低噪放档位设置为最高档位后进入步骤33c)；33c)判断可控增益放大器增益设置结束标志是否置位，如是，则回到步骤31)，否则将可控增益放大器增益值设为最大增益值后进入步骤37)；34)判断低噪放档位标志是否为最低档位，若是则进入步骤35a)，否则进入步骤36a)；35a)判断均值信号是否满足V≤VLmin，其中V表示均值信号，VLmin表示最低档位最小输入功率对应的接收信号强度指示信号电压值，若是，则将低噪放增大一个档位，设置档位标志，回到步骤31)，否则进入步骤35b)；35b)判断均值信号是否满足VLmin≤V≤VLmax，其中V表示均值信号，VLmin表示最低档位最小输入功率对应的接收信号强度指示信号，VLmax表示最低档位最大输入功率对应的接收信号强度指示信号，若是，则将低噪放档位设置为最低档位，并通过查表设定可控增益放大器增益值后进入步骤37)，否则进入35c)；35c)判断可控增益放大器增益设置结束标志是否置位，如是，则将低噪放档位设为最高档位，回到步骤31)，否则将可控增益放大器增益值设为最大增益值后进入步骤37)；36a)判断均值信号是否满足VMmin≤V≤VMmax，其中V表示均值信号，VMmin表示低噪放档位标志表示档位的最小输入功率所对应的接收信号强度指示信号，VMmax表示低噪放档位标志表示档位的最大输入功率所对应的接收信号强度指示信号，若是，则将低噪放档位设置为档位标志表示的档位，通过查表设置可控增益放大器增益，进入步骤37)，否则进入步骤36b)；36b)判断均值信号是否满足V≥VMmax，其中V表示均值信号，VMmax表示低噪 放档位标志表示档位的最大输入功率所对应的接收信号强度指示信号，若是，则将低噪放档位减小一个档位，设置档位标志后回到步骤31)，否则进入36c)；36c)判断判断判断可控增益放大器增益设置结束标志是否置位，如是，则将低噪放档位设为最高档位，设置档位标志，回到步骤31)，否则将低噪放档位增大一个档位，设置档位标志后回到步骤31)；37)置位可控增益放大器增益设置标志后结束控制流程。...

【技术特征摘要】
1.一种用于正交频分复用接收机的快速数字自动增益控制方法，该方法包括同步并行的信号采集步骤、信号检测步骤和增益控制步骤，其特征在于 1)所述信号采集步骤中，不断重复以下流程 11)系统使能后，对经模数转换器转换后的接收信号强度指示数字信号进行采集； 12)取一固定采样点数M，对所述接收信号强度指示数字信号取平均，得到均值信号并提交给信号检测步骤； 2)所述信号检测步骤中，获取到均值信号后对基带正交频分复用符号帧进行检测，当检测步骤判定该均值信号对应一个正交频分复用符号的帧头和帧尾时，将该均值提交给增益控制步骤，而当判定对应正交频分复用符号、毛刺或载波时不提交，具体流程为 21)获取均值信号，清除可控增益放大器增益设置结束标志，判断均值信号是否大于最低信号门限阈值，如是，则延迟时间N后进入步骤22a)，否则进入步骤23a)； 22a)判断均值信号是否大于最低信号门限阈值，如是，则进入步骤22b)，否则回到步骤 21)； 22b)判断可控增益放大器增益设置标志是否置位，如是，则回到步骤21)，否则进入步骤 22c)； 22c)判断低噪放档位是否变化，如是，则更新低噪放档位记录后回到22a)，否则将均值信号提交给增益控制步骤； 23a)判断可控增益放大器增益设置标志是否置位，如是，则延迟时间N后进入步骤23b)，否则回到21)； 23b)判断均值信号是否大于最低信号门限阈值，如是，则回到步骤21)，否则置位可控增益放大器增益设置结束标志后将均值信号提交给增益控制步骤； 3)增益控制步骤根据信号检测步骤提交的均值信号，设置低噪放档位和可控增益放大器增益来控制接收信号增益，具体流程为 31)获取接收到的均值信号，清除可控增益放大器增益设置标志； 32)判断低噪放档位标志是否为最高档位，如是，则进入步骤33a)，否则进入34)； 33a)判断均值信号是否满足V > Vllmax，其中V表示均值信号，Vltaax表示最高档位最大输入功率所对应的接收信号强度指示信号，如是，则将低噪放减小一个档位，设置低噪放档位标志后回到步骤31)，否则进入33b)； 33b)判断均值信号是否满足VHmin ^ VHmax，其中V表示均值信号，Vamin表示最高档最小输入功率对应的接收信号强度指示信号，Vamax表示最高档位最大输入功率对应的接收信号强度指示信号，如是，则将低噪放档位设置为最高档位，并通过查询接收信号强度指示信号与输入信号强度关系表和可控增益放大器增益与输入信号强度关系表，设定可控增益放大器增益值后进入步骤37)，否则将低噪放档位设置为最高档位后进入步骤33c)； 33c)判断可控增益放大器增益设置结束标志是否置位，如是，则回到步骤31)，否则将可控增益放大器增益值设为最大增益值后进入步骤37)； 34)判断低噪放档位标志是否为最低档位，若是则进入步骤35a)，否则进入步骤36a)；35a)判断均值信号是否满足V彡Vwn，其中V表示均值信号，νωη表示最低档位最小输入功率对应的接收信号强度指示信号电压值，若是，则将低噪放增大一个档位，设置档位标志，回到步骤31)，否则进入步骤35b)；35b)判断均值信号是否满足VMn ^ Vtaax，其中V表示均值信号，VMn表示最低档位最小输入功率对...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓进，王刚，陈晓曙，戴佳，王霄峻，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：