專利名稱：一種實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信和數(shù)字信號處理領域，具體涉及一種實現(xiàn)數(shù)字信號自 動增益控制的數(shù)字電路裝置。
背景技術(shù)：
在時分同步碼分多址(Time Division - Synchronized Code Division Multiple Access， TD-SCDMA)等移動通信系統(tǒng)中，由于空中的無線信道存在時變性和 其他多種因素，導致接收機接收的信號瞬時能量差別很大，即具有很大的動態(tài) 范圍，從而導致接收機在處理這類信號時比處理平穩(wěn)信號要困難許多。一般地， 從較短的時間來看，也可以把接收信號近似為平穩(wěn)信號，但在不同的時段內(nèi)， 由于時變性等原因，其能量波動會很大，不便于解調(diào)芯片對信號的解調(diào)，從而 導致接收信號不穩(wěn)定。
現(xiàn)有技術(shù)通過根據(jù)不同時間段內(nèi)信號能量的變化，利用自動增益控制技術(shù) (Automatic Gain Control, AGC)使其變?yōu)橄鄬ζ椒€(wěn)的信號，即通過控制一個 可變增益因子，將信號的能量維持在某個期望值附近。接收信號經(jīng)過AGC控 制后，能量會維持在一個相對穩(wěn)定的范圍，便于解調(diào)芯片對信號的解調(diào)。
AGC控制的原理一般為先統(tǒng)計一段時間內(nèi)信號的平均能量，然后與期 望值進行比較，得出一個調(diào)整因子，即AGC因子，再使用此因子與信號相乘， 將信號的平均能量調(diào)整到期望值。
現(xiàn)有技術(shù)例如TD-SCDMA通信系統(tǒng)中，AGC控制調(diào)整一般在數(shù)字信號處 理器(Digital Signal Processor ， DSP)中，通過編寫軟件來實現(xiàn)，其缺點是處 理時間長，與各種通信設備中的硬件交互困難，不能穩(wěn)定工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，為 一硬件電路，其克服軟件處理時間長，與硬件交互數(shù)據(jù)困難，不能穩(wěn)定工作等
現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
為實現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的一種實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，包括
至少一個求能量單元，至少一個能量累加器，至少一個AGC因子計算單元，
至少一個數(shù)據(jù)相乘單元；
所述求能量單元的輸出作為所述能量累加器的輸入-，
所述能量累加器的輸出作為所述AGC因子計算單元的輸入； 所述數(shù)據(jù)相乘單元利用AGC因子計算單元計算出的AGC因子與天線數(shù)
據(jù)相乘，將天線數(shù)據(jù)調(diào)整到期望的幅度。
所述求能量單元通過近似求模方法實現(xiàn)求得天線數(shù)據(jù)的能量值。 所述近似求模方法為對單個復數(shù)進行近似求模，或者為對大量復數(shù)模的和
進行近似計算。
還包括至少一個同步接口單元，所述同步接口單元的輸出連接到求能量單 元，將外送來的天線數(shù)據(jù)同步到裝置內(nèi)的時鐘域。
所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，可以還包括至少一個天線數(shù)據(jù) 存儲器，所述同步接口單元的輸出連接到所述天線數(shù)據(jù)存儲器；所述天線數(shù)據(jù) 存儲器的輸出連接到數(shù)據(jù)相乘單元。
所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，也可以是還包括至少一組三態(tài) 門，至少一個RAM，至少一個RAM控制器；
所述同步接口單元的輸出連接到所述RAM;所述RAM的輸出連接到數(shù) 據(jù)相乘單元。
所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，更還可以是還包括至少一個數(shù) 據(jù)緩沖器，至少一組三態(tài)門，至少一個RAM，至少一個RAM控制器；
所述同步接口單元的輸出連接到所述數(shù)據(jù)緩沖器；所述RAM的輸出連接 到數(shù)據(jù)相乘單元。
所述RAM為單口 RAM。
所述數(shù)字電路裝置是用于TD-SCDMA通信系統(tǒng)，或者WCDMA通信系 統(tǒng)，或者CDMA2000通信系統(tǒng)中的對基帶解調(diào)芯片的輸入天線數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動 增益控制的數(shù)字電路裝置。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，通過 一個硬件電路，實現(xiàn)信號的AGC控制處理，可以提高信號的處理速度，為后續(xù)的信號處理流程節(jié)省出時間，而且容易與后續(xù)處理的硬件兼容，單元之間的 接口比較容易定制，不受軟件編程的制約，能夠穩(wěn)定地工作。


圖1為本發(fā)明實施例一的電路結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明實施例二的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實 施例，對本發(fā)明的一種實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置進行進一步詳細說 明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定 本發(fā)明。
本發(fā)明特別是以一種第三代(3G)無線移動通信技術(shù)，時分雙工同步碼分多 址(TD-SCDMA)通信系統(tǒng)的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置而進行的描述， 但本發(fā)明同樣適用除了以上提到的移動通信系統(tǒng)，如寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access ， WCDMA)通信系統(tǒng)，碼分多址2000(Code Division Multiple Access 2000， CDMA2000)通信系統(tǒng)的情況。
實施例一
如圖1所示，為本發(fā)明實施例一所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置 的結(jié)構(gòu)圖，用于對基帶解調(diào)芯片的輸入數(shù)據(jù)進行自動增益控制。此電路裝置包 括 一個同步接口單元IO， 一個求能量單元ll， 一個天線數(shù)據(jù)存儲器15， 一
個能量累加器12， 一個AGC因子計算單元13， 一個數(shù)據(jù)相乘單元14。
本電路裝置的輸入數(shù)據(jù)連接到同步接口單元10，輸出數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)相乘單 元14的輸出。
同步接口單元10的輸出連接到求能量單元11和天線數(shù)據(jù)存儲器15的輸
入；
求能量單元11的輸出作為能量累加器12的輸入； 能量累加器12的輸出作為AGC因子計算單元13的輸入； AGC因子計算單元13和天線數(shù)據(jù)存儲器15的輸出作為數(shù)據(jù)相乘單元14 的輸入；
從芯片裝置外傳輸過來的天線數(shù)據(jù)一般不屬于芯片裝置內(nèi)時鐘域，因此需
要一個同步接口單元10先將芯片裝置外送來的天線數(shù)據(jù)同步到芯片裝置內(nèi)本
地時鐘域。然后再將同步后的天線數(shù)據(jù)傳輸給求能量單元11調(diào)整信號能量幅
度。并將同步后的天線數(shù)據(jù)傳輸給天線數(shù)據(jù)存儲器15。
自動增益控制調(diào)整的是信號的能量幅度，由于來自于天線數(shù)據(jù)一般是復數(shù) 數(shù)據(jù)，因此需要利用求能量單元ll求得其能量值。
一般的求能量方法是取信號的實部和虛部的平方和，然后開平方。然而， 由于求平方和以及開平方需要消耗大量的硬件資源，不適合于在硬件計算中使 用，因此本發(fā)明實施例通過其他變通方式來降低資源消耗，比如一些近似求模 方法(算法)。由于近似求模算法很多，本發(fā)明實施例列舉采用以下兩種方法
方法一對單個復數(shù)進行近似求模，此方法為先對實部和虛部分別求絕 對值a=abs(l) , b=abs(Q)，如果b>a則互換，使得絕對值大的為a，小的為b;
然后，如果4*b大于a，則此復數(shù)的模為Z-0.875a+0.5b，否則此復數(shù)的模Z
等于a。即
a=abs(l); 〃有符號到無符號變換，即求絕對值
b=abs(Q);
if(b>a){c=a;a=b;b=c;}; 〃如果b〉a，則互換a和b if(4*b>a) Z=0.875a+0.5b; else Z=a
方法二對大量復數(shù)模的和進行近似計算，此方法為先對每個復數(shù)的實 部和虛部分別求絕對值aFabs(li) , bFabs(Qi)，然后計算每個復數(shù)實部和虛部絕 對值的和Ci=ai +bi，再累加所有復數(shù)實部和虛部絕對值的和，最后再將累加和
乘以兀/4，即2 =丘2>,。艮P:
ai-abs(li); 〃有符號到無符號變換，即求絕對值 bF3bs(Qi); Ci=ai +bi;
后的累加計算，可以執(zhí)行乘以n/4的計算。
然后，將求能量單元11求得的能量值輸出給能量累加器12。 能量累加器12對一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)進行能量累加，傳輸給AGC因子計算
單元13。
AGC因子計算單元13先計算此段時間內(nèi)的能量平均值，然后與期望值進 行比較，得出AGC因子，其一般可通過期望值除以此能量平均值得到此因子。
數(shù)據(jù)相乘單元14利用AGC因子計算單元13計算出的AGC因子與天線 數(shù)據(jù)存儲器15中的天線數(shù)據(jù)相乘，天線數(shù)據(jù)與AGC因子相乘后即可將天線數(shù) 據(jù)調(diào)整到期望的幅度，完成數(shù)據(jù)的自動增益控制。
本發(fā)明實施例一適用于數(shù)據(jù)相乘單元14從本段數(shù)據(jù)得到的AGC因子與下 一段數(shù)據(jù)相乘，即調(diào)整下一段數(shù)據(jù)的幅度，可以不必將同步接口單元10同步 后的天線數(shù)據(jù)在RAM緩存，或只在RAM中緩存很少量的天線數(shù)據(jù)的情況。
實施例二
如圖2所示，為本發(fā)明實施例二所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置 的結(jié)構(gòu)圖，此電路裝置包括以下幾個部分 一個同步接口單元10， 一個求能 量單元ll， 一個能量累加器12， 一個AGC因子計算單元13， 一個數(shù)據(jù)相乘 單元14， 一個數(shù)據(jù)緩沖器20， 一組三態(tài)門21， 一個隨機存取存儲器(Random Access Memory, RAM) 22， 一個RAM控制器23。
本發(fā)明實施例二適用于數(shù)據(jù)相乘單元14從本段數(shù)據(jù)得到的AGC因子與本 段數(shù)據(jù)相乘，即調(diào)整本段數(shù)據(jù)的幅度，其需要利用RAM來緩存數(shù)據(jù)。
同歩接口單元10，求能量單元11，能量累加器12， AGC因子計算單元 13，數(shù)據(jù)相乘單元14的連接傳輸關(guān)系與實施例一相同，在實施例一中不再一 一贅述。
同步接口單元10先將同步后的天線數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)緩沖器20。 數(shù)據(jù)緩沖器20的輸出連接到三態(tài)門21的數(shù)據(jù)輸入端；三態(tài)門21的數(shù)據(jù)
輸出端連接到單口 RAM22的雙向數(shù)據(jù)總線上；RAM控制器23連接到單口
RAM22的其他端口和三態(tài)門21的控制端。
本發(fā)明實施例二中使用的RAM為一個單口 RAM22，用來存儲需要緩存
的數(shù)據(jù)。由于單口RAM22不能同時進行讀寫，因此其數(shù)據(jù)總線的吞吐量要在
天線數(shù)據(jù)流量的2倍以上。而由于單口RAM22的數(shù)據(jù)總線是雙向的，因此需 要使用三態(tài)門21進行讀寫控制，當需要向單口 RAM22寫入時，將三態(tài)門21 打開；否則將三態(tài)門21關(guān)閉，數(shù)據(jù)相乘單元14從單口RAM22中讀取數(shù)據(jù)， 當從單口 RAM22讀取數(shù)據(jù)時，可對將要寫入的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)緩沖器20中進行 緩存。
本發(fā)明實施例二考慮到有些類型的單口 RAM22使用效率比較低，比如動 態(tài)RAM，需要一次性寫入多個數(shù)據(jù)，此時需要先將待寫入的數(shù)據(jù)先利用數(shù)據(jù) 緩沖器20進行緩沖；
有些類型的單口RAM22使用比較方便，比如ZBTSSRAM，此時可以不 利用數(shù)據(jù)緩沖器20對數(shù)據(jù)進行緩沖。
RAM控制器23對單口 RAM22進行讀寫控制，如果是動態(tài)RAM,還需 要包含刷新等控制邏輯。
單口 RAM22的價格比較低，可以節(jié)約產(chǎn)品的成本。如果在芯片內(nèi)部內(nèi)嵌， 由于單口 RAM22的面積比較小，可以節(jié)省芯片的面積，從而降低芯片的成本。
本發(fā)明的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，通過一個硬件電路，實現(xiàn)信 號的AGC控制處理，可以提高信號的處理速度，為后續(xù)的信號處理流程節(jié)省 出時間，而且容易與后續(xù)處理的硬件兼容，單元之間的接口比較容易定制，不 受軟件編程的制約，能夠穩(wěn)定地工作。
通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的描述，本發(fā)明的其它方面及特征 對本領域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。
應當理解的是，以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述和說明，這些具體 實施例的描述較為詳細，應被認為其只是示例性的，并不能因此而認為是對本 發(fā)明專利保護范圍的限制，本發(fā)明的專利保護范圍應以權(quán)利要求進行解釋。
權(quán)利要求
1、一種實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，其特征在于，包括至少一個求能量單元，至少一個能量累加器，至少一個AGC因子計算單元，至少一個數(shù)據(jù)相乘單元；所述求能量單元的輸出作為所述能量累加器的輸入；所述能量累加器的輸出作為所述AGC因子計算單元的輸入；所述數(shù)據(jù)相乘單元利用AGC因子計算單元計算出的AGC因子與天線數(shù)據(jù)相乘，將天線數(shù)據(jù)調(diào)整到期望的幅度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，其特征在 于，所述求能量單元通過近似求模方法實現(xiàn)求得天線數(shù)據(jù)的能量值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，其特征在 于，所述近似求模方法為對單個復數(shù)進行近似求模，或者為對大量復數(shù)模的和 進行近似計算。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置， 其特征在于，還包括至少一個同步接口單元，所述同步接口單元的輸出連接到 求能量單元，將外送來的天線數(shù)據(jù)同步到裝置內(nèi)的時鐘域。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，其特征在 于，還包括至少一個天線數(shù)據(jù)存儲器，所述同步接口單元的輸出連接到所述天 線數(shù)據(jù)存儲器；所述天線數(shù)據(jù)存儲器的輸出連接到數(shù)據(jù)相乘單元。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，其特征在 于，還包括至少一組三態(tài)門，至少一個RAM，至少一個RAM控制器；所述同步接口單元的輸出連接到所述RAM;所述RAM的輸出連接到數(shù) 據(jù)相乘單元。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，其特征在 于，還包括至少一個數(shù)據(jù)緩沖器，至少一組三態(tài)門，至少一個RAM，至少一 個RAM控制器；所述同步接口單元的輸出連接到所述數(shù)據(jù)緩沖器；所述RAM的輸出連接 到數(shù)據(jù)相乘單元。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，其特征在于，所述RAM為單口RAM。
9、根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置， 其特征在于，所述數(shù)字電路裝置是用于TD-SCDMA通信系統(tǒng)，或者WCDMA 通信系統(tǒng)，或者CDMA2000通信系統(tǒng)中的對基帶解調(diào)芯片的輸入天線數(shù)據(jù)實 現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)自動增益控制的數(shù)字電路裝置，包括至少一個同步接口單元，至少一個求能量單元，至少一個能量累加器，至少一個AGC因子計算單元，至少一個數(shù)據(jù)相乘單元，至少一個天線數(shù)據(jù)存儲器；所述求能量單元通過近似求模方法實現(xiàn)求得天線數(shù)據(jù)的能量值；所述數(shù)據(jù)相乘單元利用AGC因子計算單元計算出的AGC因子與天線數(shù)據(jù)相乘，將天線數(shù)據(jù)調(diào)整到期望的幅度。其提高信號的處理速度，容易兼容，能夠穩(wěn)定地工作。
文檔編號H04B7/005GK101192857SQ20061011470
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
發(fā)明者溫子瑜 申請人:中興通訊股份有限公司