專利名稱：適用于mb-ofdm系統(tǒng)的模擬自適應(yīng)增益控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)接收機(jī)性能優(yōu)化技術(shù)，尤其涉及一種新穎的適用于 MB-OFDM系統(tǒng)的模擬自適應(yīng)增益控制(AAGC)方法。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)接收機(jī)在接收信號(hào)時(shí)，由于信道的變化、衰落和接收信號(hào)條件等不同，其輸入端信號(hào)電平會(huì)在很大范圍內(nèi)變化。這種信號(hào)電平不穩(wěn)定的特性會(huì)嚴(yán)重影響接收機(jī)性能的穩(wěn)定性，極端情況下，甚至導(dǎo)致接收機(jī)無法正常工作。模擬自適應(yīng)增益控制(AAGC)電路是一種在輸入信號(hào)幅度變化很大的情況下，使輸出信號(hào)幅度保持恒定或僅在較小范圍內(nèi)變化的自動(dòng)控制電路。AAGC的基本原理是產(chǎn)生一個(gè)隨輸入電平而變化的直流AAGC電壓，利用AAGC電壓去控制某些射頻電路功率放大部件 (如中放)的增益，使接收機(jī)總增益按照一定規(guī)律而變化。通常，AAGC在無線通信系統(tǒng)中的位置如框圖1所示。如圖1所示，AAGC模塊104 采集經(jīng)天線101、模擬增益電路102和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D) 103的信號(hào)后對(duì)模擬增益電路102 實(shí)施操作。目前，AAGC模塊是各種無線通信系統(tǒng)中的基本功能模塊。傳統(tǒng)的AAGC算法利用同步信息，計(jì)算某部分信號(hào)的信號(hào)功率，反饋給模擬端。但此種算法存在先利用同步信息的缺點(diǎn)，假如初始信號(hào)接收功率過大，則同步失敗，從而也就不能準(zhǔn)確的計(jì)算信號(hào)功率。此外，MB-OFDM系統(tǒng)采用跳頻技術(shù)，傳統(tǒng)的AAGC算法針對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)一步存在如下缺陷MB-OFDM系統(tǒng)相鄰符號(hào)可能位于不同頻點(diǎn)，該特性會(huì)導(dǎo)致同步無法準(zhǔn)確定位完整干凈的信號(hào)符號(hào)，從而引發(fā)AAGC錯(cuò)誤計(jì)算當(dāng)前信號(hào)功率，AAGC的增益也隨之發(fā)生錯(cuò)誤調(diào)整。此外，傳統(tǒng)的AAGC算法在接收同步信息時(shí)，干擾或噪聲可能導(dǎo)致同步誤檢。對(duì)于 MB-OFDM系統(tǒng)，需要采用特殊算法來規(guī)避同步誤檢引發(fā)的AAGC控制增益的失控問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足以及MB-OFDM系統(tǒng)的技術(shù)特性，本發(fā)明提出了完整的 AAGC方案來處理接收機(jī)中的增益控制問題。主要的技術(shù)創(chuàng)新如下所述1)將AAGC模塊的狀態(tài)分為暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)兩個(gè)部分。暫態(tài)主要考慮收斂時(shí)延特性，穩(wěn)態(tài)主要考慮增益穩(wěn)定度特性。2)在暫態(tài)時(shí)，利用新穎的同步算法來捕獲完整的信號(hào)以度量信號(hào)功率。該算法無需利用系統(tǒng)的同步信息，降低了系統(tǒng)的耦合性。同時(shí)，采用特有的同步保護(hù)算法來規(guī)避同步誤檢問題。暫態(tài)捕獲將接收信號(hào)功率調(diào)整到系統(tǒng)的目標(biāo)功率左右。3)在穩(wěn)態(tài)時(shí)，利用系統(tǒng)同步信息實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)功率，并調(diào)整信號(hào)功率至目標(biāo)功率。 該階段將利用MB-OFDM系統(tǒng)特有的HCS-CRC來監(jiān)控系統(tǒng)同步信息的正確性，以規(guī)避同步誤檢引發(fā)的AAGC控制增益的失控問題。具體地，本發(fā)明提出了一種適用于MB-OFDM系統(tǒng)的模擬自適應(yīng)增益控制方法，包括接收信號(hào)；在第一時(shí)間段內(nèi)對(duì)所述接收到的信號(hào)執(zhí)行暫態(tài)出飽和操作，以使所述信號(hào)從飽和區(qū)脫離；以及經(jīng)過所述第一時(shí)間段后執(zhí)行暫態(tài)捕獲操作，以鎖定所需設(shè)定的接收增益，其中，所述暫態(tài)出飽和操作和所述暫態(tài)捕獲操作中不使用所述系統(tǒng)的同步信息。根據(jù)一較佳實(shí)施例，在上述模擬自適應(yīng)增益控制方法中，所述暫態(tài)出飽和操作包括將接收增益設(shè)置為最大增益；計(jì)算一窗長內(nèi)的所述信號(hào)的信號(hào)功率；將所述信號(hào)功率與一目標(biāo)功率進(jìn)行比較；如果所述信號(hào)功率大于所述目標(biāo)功率，則降低所述接收增益，然后經(jīng)一第二時(shí)間段后重復(fù)所述計(jì)算步驟和所述比較步驟，其中所述第二時(shí)間段小于所述第一時(shí)間段；如果所述信號(hào)功率小于所述目標(biāo)功率，則不改變接收增益。根據(jù)一較佳實(shí)施例，在上述模擬自適應(yīng)增益控制方法中，所述暫態(tài)捕獲操作包括: 從一預(yù)設(shè)起點(diǎn)起依次計(jì)算每一點(diǎn)的互相關(guān)和、能量和、尾符號(hào)1 點(diǎn)能量、尾符號(hào)前64點(diǎn)能量、尾符號(hào)后64點(diǎn)能量，以確定所需設(shè)定的接收增益。根據(jù)一較佳實(shí)施例，在上述模擬自適應(yīng)增益控制方法中，所述確定所需設(shè)定的接收增益的步驟包括將第一個(gè)所述互相關(guān)和同能量和之比大于一閾值的點(diǎn)作為第一點(diǎn)，在所述第一點(diǎn)后的128點(diǎn)的范圍內(nèi)，找出相關(guān)和能量最大的點(diǎn)作為第二點(diǎn)，如果所述第二點(diǎn)的尾符號(hào)前64點(diǎn)能量與尾符號(hào)后64點(diǎn)能量相差在兩倍之內(nèi)且該第二點(diǎn)的互相關(guān)和同能量和之比大于所述閾值，則基于所述第二點(diǎn)的尾符號(hào)128點(diǎn)能量和所述目標(biāo)功率確定所需設(shè)定的接收增益。根據(jù)一較佳實(shí)施例，在上述模擬自適應(yīng)增益控制方法中，所述預(yù)設(shè)起點(diǎn)是6個(gè)符號(hào)之后的第128點(diǎn)。根據(jù)一較佳實(shí)施例，在上述模擬自適應(yīng)增益控制方法中，在所述暫態(tài)捕獲操作之后，進(jìn)一步執(zhí)行基于所述系統(tǒng)的同步信息的穩(wěn)態(tài)跟蹤操作。根據(jù)一較佳實(shí)施例，在上述模擬自適應(yīng)增益控制方法中，所述穩(wěn)態(tài)跟蹤操作利用所述MB-OFDM系統(tǒng)的HCS-CRC (頭校驗(yàn)序列-循環(huán)冗余檢驗(yàn)，Header CheckSequence-Cycle Redundancy Check)來監(jiān)控所述系統(tǒng)的同步信息的正確性。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的， 并且旨在為如權(quán)利要求所述的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


包括附圖是為提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與本說明書一起起到解釋本發(fā)明原理的作用。附圖中圖1示出了 AAGC模塊在系統(tǒng)中的位置的示意性框圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的示意性框圖。圖3示意性地示出了暫態(tài)出飽和操作的流程圖。圖4示出了 MB-OFDM系統(tǒng)中的幀結(jié)構(gòu)。圖5示出了標(biāo)準(zhǔn)前序的結(jié)構(gòu)。圖6示出了暫態(tài)AAGC仿真圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。如上所述，本發(fā)明將AAGC模塊的狀態(tài)分為暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)兩個(gè)部分。暫態(tài)主要考慮收斂時(shí)延特性，穩(wěn)態(tài)主要考慮增益穩(wěn)定度特性。本發(fā)明的模擬自適應(yīng)增益控制方法依次可以包括三步暫態(tài)出飽和操作、暫態(tài)捕獲操作和穩(wěn)態(tài)跟蹤操作。例如，如圖2所示，本發(fā)明的方法可以接收信號(hào)(步驟201)；在第一時(shí)間段內(nèi)對(duì)接收到的信號(hào)執(zhí)行暫態(tài)出飽和操作(步驟20 ，以使信號(hào)從飽和區(qū)脫離；以及經(jīng)過第一時(shí)間段后執(zhí)行暫態(tài)捕獲操作(步驟20 ，以在暫態(tài)下更準(zhǔn)確的鎖定此時(shí)所需要設(shè)置的接收增益。特別是，根據(jù)本發(fā)明，在暫態(tài)中不需要使用系統(tǒng)的同步信息。圖3示意性地示出了暫態(tài)出飽和操作的主要步驟將接收增益設(shè)置為最大增益 (步驟301)；計(jì)算一窗長內(nèi)的所述信號(hào)的信號(hào)功率(302)；將所述信號(hào)功率與一目標(biāo)功率進(jìn)行比較(步驟303)；如果所述信號(hào)功率大于所述目標(biāo)功率，則降低所述接收增益，然后經(jīng)一第二時(shí)間段后重復(fù)所述計(jì)算步驟和所述比較步驟，其中所述第二時(shí)間段小于所述第一時(shí)間段(步驟304)；如果所述信號(hào)功率小于所述目標(biāo)功率，則不改變接收增益(步驟305)。經(jīng)過固定的出飽和時(shí)間后，此暫態(tài)出飽和操作結(jié)束?？梢?，本發(fā)明直接計(jì)算一窗長內(nèi)的信號(hào)功率，而不需要如現(xiàn)有技術(shù)那樣使用系統(tǒng)的同步信息。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，上述窗長取64點(diǎn)。 由于設(shè)置的出飽和時(shí)間下，在對(duì)方有信號(hào)發(fā)送時(shí)，可以覆蓋到該信號(hào)。因此經(jīng)過此階段，可保證接收信號(hào)脫離信號(hào)飽和區(qū)。接著，根據(jù)本發(fā)明的暫態(tài)捕獲操作包括從一預(yù)設(shè)起點(diǎn)起依次計(jì)算每一點(diǎn)的互相關(guān)和、能量和、尾符號(hào)128點(diǎn)能量、尾符號(hào)前64點(diǎn)能量、尾符號(hào)后64點(diǎn)能量，以確定所需設(shè)定的接收增益。特別是，確定所需設(shè)定的接收增益的步驟可以包括將第一個(gè)所述互相關(guān)和同能量和之比大于一閾值的點(diǎn)作為第一點(diǎn)，在所述第一點(diǎn)后的1 點(diǎn)的范圍內(nèi)，找出相關(guān)和能量最大的點(diǎn)作為第二點(diǎn)，如果所述第二點(diǎn)的尾符號(hào)前64點(diǎn)能量與尾符號(hào)后64點(diǎn)能量相差在兩倍之內(nèi)且該第二點(diǎn)的互相關(guān)和同能量和之比大于所述閾值，則基于所述第二點(diǎn)的尾符號(hào)1 點(diǎn)能量和所述目標(biāo)功率確定所需設(shè)定的接收增益。以下結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例來詳細(xì)描述該暫態(tài)捕獲操作在MB-OFDM系統(tǒng)中的一應(yīng)用實(shí)施例。該實(shí)施例利用MB-OFDM信號(hào)中前序(preamble)部分至少隔6個(gè)符號(hào)處于同一頻帶(band)的特性來設(shè)計(jì)。MB-OFDM信號(hào)的相關(guān)結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考圖4和圖5所示。 例如，如圖4所示，在MB-OFDM系統(tǒng)中，一個(gè)幀由PLCP(物理層匯聚協(xié)議，Physical Layer Convergence Procedure)前序、PLCP 首部和 PSDU (物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元，Physical Layer service data unit) f^Jj^o在該實(shí)施例中，每個(gè)符號(hào)為1 點(diǎn)，相鄰符號(hào)之間有37個(gè)點(diǎn)的空隙作為ZP(零值填充，Zero-Padded)用以減少多徑干擾。從第165X6+1 個(gè)點(diǎn)開始，計(jì)算下列參數(shù)。a.互相關(guān)和(互相關(guān)在信號(hào)處理領(lǐng)域中，互相關(guān)(有時(shí)也稱為“互協(xié)方差”，或 “滑動(dòng)點(diǎn)積”)是用來表示兩個(gè)信號(hào)之間相似性的一個(gè)度量?；ハ嚓P(guān)和因?yàn)槊總€(gè)符號(hào)1 點(diǎn)，則兩個(gè)符號(hào)的互相關(guān)是128點(diǎn)的互相關(guān)值之和。)
127Corri =Iri-99o-k xconU
k=0b.能量和(在信號(hào)處理領(lǐng)域，離散數(shù)據(jù)符號(hào)的能量為該符號(hào)采樣點(diǎn)的幅度平方和。能量和對(duì)兩個(gè)符號(hào)的能量求和。)
權(quán)利要求
1.一種適用于MB-OFDM系統(tǒng)的模擬自適應(yīng)增益控制方法，包括 接收信號(hào)；在第一時(shí)間段內(nèi)對(duì)所述接收到的信號(hào)執(zhí)行暫態(tài)出飽和操作，以使所述信號(hào)從飽和區(qū)脫離；以及經(jīng)過所述第一時(shí)間段后執(zhí)行暫態(tài)捕獲操作，以鎖定所需設(shè)定的接收增益， 其中，所述暫態(tài)出飽和操作和所述暫態(tài)捕獲操作中不使用所述系統(tǒng)的同步信息。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬自適應(yīng)增益控制方法，其特征在于，所述暫態(tài)出飽和操作包括將接收增益設(shè)置為最大增益； 計(jì)算一窗長內(nèi)的所述信號(hào)的信號(hào)功率； 將所述信號(hào)功率與一目標(biāo)功率進(jìn)行比較；如果所述信號(hào)功率大于所述目標(biāo)功率，則降低所述接收增益，然后經(jīng)一第二時(shí)間段后重復(fù)所述計(jì)算步驟和所述比較步驟，其中所述第二時(shí)間段小于所述第一時(shí)間段； 如果所述信號(hào)功率小于所述目標(biāo)功率，則不改變接收增益。
3.如權(quán)利要求1所述的模擬自適應(yīng)增益控制方法，其特征在于，所述暫態(tài)捕獲操作包括從一預(yù)設(shè)起點(diǎn)起依次計(jì)算每一點(diǎn)的互相關(guān)和、能量和、尾符號(hào)1 點(diǎn)能量、尾符號(hào)前64 點(diǎn)能量、尾符號(hào)后64點(diǎn)能量，以確定所需設(shè)定的接收增益。
4.如權(quán)利要求3所述的模擬自適應(yīng)增益控制方法，其特征在于，所述確定所需設(shè)定的接收增益的步驟包括將第一個(gè)所述互相關(guān)和同能量和之比大于一閾值的點(diǎn)作為第一點(diǎn)， 在所述第一點(diǎn)后的128點(diǎn)的范圍內(nèi)，找出相關(guān)和能量最大的點(diǎn)作為第二點(diǎn)， 如果所述第二點(diǎn)的尾符號(hào)前64點(diǎn)能量與尾符號(hào)后64點(diǎn)能量相差在兩倍之內(nèi)且該第二點(diǎn)的互相關(guān)和同能量和之比大于所述閾值，則基于所述第二點(diǎn)的尾符號(hào)1 點(diǎn)能量和所述目標(biāo)功率確定所需設(shè)定的接收增益。
5.如權(quán)利要求3所述的模擬自適應(yīng)增益控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)起點(diǎn)是6個(gè)符號(hào)之后的第128點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的模擬自適應(yīng)增益控制方法，其特征在于，在所述暫態(tài)捕獲操作之后，進(jìn)一步執(zhí)行基于所述系統(tǒng)的同步信息的穩(wěn)態(tài)跟蹤操作。
7.如權(quán)利要求6所述的模擬自適應(yīng)增益控制方法，其特征在于，所述穩(wěn)態(tài)跟蹤操作利用所述MB-OFDM系統(tǒng)的HCS-CRC來監(jiān)控所述系統(tǒng)的同步信息的正確性。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適用于MB-OFDM系統(tǒng)的模擬自適應(yīng)增益控制方法，包括接收信號(hào)；在第一時(shí)間段內(nèi)對(duì)所述接收到的信號(hào)執(zhí)行暫態(tài)出飽和操作，以使所述信號(hào)從飽和區(qū)脫離；以及經(jīng)過所述第一時(shí)間段后執(zhí)行暫態(tài)捕獲操作，以鎖定所需設(shè)定的接收增益，其中，所述暫態(tài)出飽和操作和所述暫態(tài)捕獲操作中不使用所述系統(tǒng)的同步信息。本發(fā)明可以大幅優(yōu)化無線通信系統(tǒng)的接收機(jī)的性能。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102413087SQ201010288368
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者戚玉鵬, 王俊峰, 蘇加軍, 馬駿 申請(qǐng)人:恒原微電子(上海)有限公司