專利名稱：用于自動(dòng)增益控制的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于自動(dòng)增益控制的設(shè)備和方法，更具體地，涉及用于自動(dòng)調(diào)整從接收廣播信號(hào)的接收器接收的廣播信號(hào)的增益的的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
以下的描述通常涉及用于自動(dòng)增益控制(AGC)設(shè)備和方法，該自動(dòng)增益控制用于自動(dòng)調(diào)整從接收廣播信號(hào)的接收器接收的廣播信號(hào)的增益。
目前，數(shù)字廣播正基于多種技術(shù)進(jìn)行本地標(biāo)準(zhǔn)化。例如，在中國(guó)討論的廣播標(biāo)準(zhǔn)包括數(shù)字地面多媒體廣播(DTMB)。被討論的DTMB標(biāo)準(zhǔn)采用了被稱為時(shí)域同步正交頻分多路復(fù)用(TDS-OFDM)的新調(diào)制方案。
歐洲采用的是基于OFDM方案的服務(wù)，OFDM方案是以數(shù)字信號(hào)傳送地面波的調(diào)制方案之一。在OFDM方案中，信息被劃分到若干個(gè)載波中，并且提供正交性來(lái)用于最小化所劃分的載波之間的間隙，所述載波被復(fù)用并然后傳送出去。
通常，在TDS-OFDM方案中，傳送數(shù)據(jù)就像在循環(huán)前綴(cyclic prefix)OFDM(CP-OFDM)中那樣，通過(guò)離散傅立葉逆變換(IDFT)來(lái)執(zhí)行，并且在保護(hù)間隔(GI)中，使用偽隨機(jī)噪聲(PN)序列作為做訓(xùn)練信號(hào)(已知序列，導(dǎo)頻序列)來(lái)替換循環(huán)前綴，以減少傳輸開銷，增加信道效率，并增強(qiáng)同步器和信道估計(jì)器的性能。創(chuàng)建PN序列的等式可通過(guò)下面的公式1獲得。
公式1P(x)＝x8+x6+x5+x+1用于接收由DTMB傳送的傳輸數(shù)據(jù)的接收器將所接收信號(hào)的強(qiáng)度保持在恒定水平上是很重要的，以允許PN序列的相關(guān)結(jié)果一直保持為恒定值。
為了將所接收信號(hào)的強(qiáng)度保持在恒定水平上，在自動(dòng)增益控制(AGC)設(shè)備中累積預(yù)定參考信號(hào)和所接收信號(hào)的增益誤差值，并且將所累積的增益誤差值生成為增益控制信號(hào)，用于調(diào)整所接收信號(hào)的振幅增益。響應(yīng)所累積的增益誤差值而生成補(bǔ)償信號(hào)，以補(bǔ)償所接收的信號(hào)。
根據(jù)所累積的增益誤差值的補(bǔ)償信號(hào)以指數(shù)函數(shù)的形式表達(dá)，在此，補(bǔ)償信號(hào)作為查詢表而預(yù)先存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，并且從存儲(chǔ)器中讀出與所累積的增益誤差值對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償信號(hào)、并輸出該補(bǔ)償信號(hào)，這必將增加存儲(chǔ)器的容量。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題實(shí)例公開的一個(gè)目的是提供一種自動(dòng)增益控制(AGC)的設(shè)備和方法，其通過(guò)在不使用存儲(chǔ)器的情況下實(shí)現(xiàn)AGC而可以實(shí)質(zhì)上減小硬件的大小。
另一目的是提供一種可以實(shí)時(shí)更新AGC帶寬的、用于自動(dòng)增益控制的設(shè)備和方法。
技術(shù)解決方案在根據(jù)實(shí)例公開的AGC設(shè)備的示范實(shí)施例中，增益誤差檢測(cè)器響應(yīng)于信號(hào)而補(bǔ)償所接收的輸入信號(hào)，以檢測(cè)增益誤差值。通過(guò)環(huán)路濾波器來(lái)累積所檢測(cè)到的增益誤差值，并且利用補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器所預(yù)設(shè)的補(bǔ)償函數(shù)來(lái)補(bǔ)償所累積的增益誤差值以生成補(bǔ)償信號(hào)，以及將所生成的補(bǔ)償信號(hào)輸出到增益誤差檢測(cè)器以允許補(bǔ)償輸入信號(hào)。
在根據(jù)實(shí)例公開的AGC方法的示范實(shí)施例中，響應(yīng)于補(bǔ)償信號(hào)來(lái)補(bǔ)償所接收的輸入信號(hào)，檢測(cè)增益誤差值，累加所檢測(cè)到的增益控制值，響應(yīng)于預(yù)設(shè)補(bǔ)償函數(shù)來(lái)補(bǔ)償所累積的增益誤差值以生成補(bǔ)償信號(hào)。
有利效果實(shí)例公開可以通過(guò)優(yōu)化數(shù)字地面多媒體廣播(DTMB)接收機(jī)的AGC、以及取消存儲(chǔ)器和控制塊，來(lái)減小硬件的大小。此外，可能自適應(yīng)地控制AGC放大器的振幅增益，從而通過(guò)有效地應(yīng)對(duì)所接收信號(hào)的不規(guī)則改變而將所接收信號(hào)的強(qiáng)度一直保持在恒定水平上。


通過(guò)參考在下面的描述中通過(guò)示例描述的實(shí)施例并參考附圖，本公開的這些和其它方面將變明顯并將得到闡明。在任何可能的地方，在整個(gè)附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指示相同或相似的部分。
圖1是圖示了在從DTMB傳送的傳輸幀中、具有幀體的1/9大小的保護(hù)間隔的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是圖示了DTMB的發(fā)射機(jī)的配置的框圖。
圖3是圖示了在DTMB中的接收機(jī)的配置的框圖。
圖4是圖示了AGC設(shè)備的配置的框圖。
圖5是圖示了AGC設(shè)備所采用的增益曲線的曲線圖。
圖6是圖示了根據(jù)示范實(shí)施例的AGC設(shè)備的配置的框圖。
圖7是圖示了根據(jù)另一示范實(shí)施例的AGC設(shè)備的配置的框圖。
圖8和圖9是圖示了根據(jù)另一示范實(shí)施例的AGC設(shè)備的輸出信號(hào)變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
所述實(shí)施例僅用于說(shuō)明但不用于限制。提供在該描述中舉例說(shuō)明的事項(xiàng)以有助于全面地理解結(jié)合附圖公開的本發(fā)明的某些示范實(shí)施例。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將識(shí)別到可以對(duì)這里所述的示范實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改，而不背離所要求的發(fā)明的范圍和精神。因此，本申請(qǐng)適用于以最有用和最簡(jiǎn)單的方式來(lái)解釋其一般原理和概念。
圖1是圖示了在從DTMB傳送的傳輸幀中、其保護(hù)間隔是1/9的幀的結(jié)構(gòu)的框圖。
參考圖1，從DTMB傳送的傳輸幀包括幀同步和作為數(shù)據(jù)間隔的幀體。
幀同步包括PN序列。用于幀同步的PN序列例如使用但不限于其中參數(shù)m＝8的序列。在參數(shù)m＝8的序列中只有255比特流。因此，當(dāng)具有幀體的1/9大小的保護(hù)間隔生成時(shí)，尾部的碼元被擴(kuò)展到前導(dǎo)碼，開始部分的碼元被擴(kuò)展到幀尾(postamble)，以生成具有420個(gè)碼元的PN序列。
例如，如果幀體將由3780個(gè)碼元組成，則具有幀體的1/9大小的保護(hù)間隔必須由420個(gè)碼組成。因此，為了用255個(gè)碼元?jiǎng)?chuàng)建420個(gè)碼元，則位于尾部的50個(gè)碼元被擴(kuò)展為前導(dǎo)碼，而位于開始部分的155個(gè)碼元被擴(kuò)展為幀尾。此時(shí)，前導(dǎo)碼和幀尾是PN代碼的循環(huán)擴(kuò)展，并且PN代碼在其響應(yīng)初始狀態(tài)而生成的相位上從0到254間變化。
圖2是圖示DTMB發(fā)射機(jī)的配置的框圖。參考圖2，在發(fā)射設(shè)備中，通過(guò)信道編碼單元(200)對(duì)作為要傳送的數(shù)據(jù)的音頻和視頻(AV)信號(hào)進(jìn)行編碼。由信道編碼單元(200)進(jìn)行信道編碼的數(shù)據(jù)被輸入到正交幅度調(diào)制(QAM)單元(202)，并被調(diào)制成4QAM、16QAM或64QAM中的一個(gè)。
QAM單元(202)改變從信道編碼單元(200)輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的振幅和相位并調(diào)制該振幅和相位，使得已信道編碼的數(shù)據(jù)是否被調(diào)制成4、16或64QAM中的一個(gè)取決于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被分散和調(diào)制為多少坐標(biāo)(corordinates)。
通過(guò)IDFT單元(204)對(duì)QAM單元(202)調(diào)制的數(shù)據(jù)執(zhí)行離散傅里葉逆變換(IDFT)，并變換為時(shí)域數(shù)據(jù)。此外，PN發(fā)生器(206)創(chuàng)建將用作訓(xùn)練信號(hào)的PN(偽隨機(jī)噪聲)序列。
從IDFT單元(204)輸出的時(shí)域數(shù)據(jù)和由PN發(fā)生器(206)生成的PN序列被輸入到多路復(fù)用器(208)，并在其中進(jìn)行多路復(fù)用，并在平方根升余弦(SQRC)濾波器(210)中過(guò)濾以限制其帶寬。
由SQRC濾波器(210)過(guò)濾的傳輸數(shù)據(jù)在混頻器(212)中與載波信號(hào)(fc)混合，并被上變頻為450～860MHz的無(wú)線電頻率(RF)帶寬，然后傳送出去。
圖3是圖示了在DTMB中的接收機(jī)的配置的框圖。現(xiàn)在，參考圖3，調(diào)諧器(300)接收由發(fā)射機(jī)傳送的帶寬為450～860MHz的無(wú)線電頻率(RF)傳輸數(shù)據(jù)。在AGC放大器(302)中將從調(diào)諧器(300)接收的信號(hào)功率歸一化為其增益中的恒定水平，并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC.304)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
分相器(306)將ADC(304)的輸出信號(hào)分離為同相位信號(hào)和正交信號(hào)，并通過(guò)頻率同步器(308)實(shí)現(xiàn)頻率同步。
頻率同步器(308)主要包括三個(gè)單元，包括①自動(dòng)頻率控制器(AFC.358)，用于補(bǔ)償頻率差；②定時(shí)同步器(360)，用于同步由發(fā)射機(jī)傳送的PN序列；以及③跟蹤單元(362)和再采樣器(352)，用于補(bǔ)償當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)時(shí)采樣速率不同而產(chǎn)生的碼元誤差。
上述操作都作為PN相關(guān)器(356)的相關(guān)結(jié)果而實(shí)現(xiàn)。換言之，AFC(358)生成AFC信號(hào)作為PN相關(guān)器(356)的相關(guān)結(jié)果的，并且所生成的該AFC信號(hào)在乘法器(350)中與分相器(306)的輸出信號(hào)相乘以補(bǔ)償所估計(jì)的頻率誤差。
此外，定時(shí)同步器(360)響應(yīng)PN相關(guān)器(356)的相關(guān)結(jié)果而同步PN序列。并且，跟蹤器(362)響應(yīng)于定時(shí)同步器(360)的輸出信號(hào)而控制再采樣器(352)以補(bǔ)償從乘法器(350)輸出的信號(hào)的碼元誤差。
通過(guò)SQRC濾波器(354)對(duì)再采樣器(352)的輸出信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾以將其輸入到PN相關(guān)器(356)。SQRC濾波器(354)的輸出信號(hào)被輸入到AGC信號(hào)檢測(cè)器(310)中以檢測(cè)AGC信號(hào)，而AGC放大器(302)的振幅增益根據(jù)所檢測(cè)出的AGC信號(hào)而改變，從而能夠?qū)⑺邮招盘?hào)的增益調(diào)整在一恒定水平上。
離散傅立葉變換器(DFT.312，314)對(duì)AGC信號(hào)檢測(cè)器(310)輸出的碼元和從PN相關(guān)器(356)輸出的信道估計(jì)信息實(shí)行DFT，并由均衡器(316)實(shí)行信道補(bǔ)償，以輸出到信道解碼器。
如上所述，在DTMB的接收機(jī)中，AFC(358)根據(jù)PN相關(guān)器(356)的相關(guān)結(jié)果對(duì)頻移進(jìn)行補(bǔ)償。特別地，定時(shí)同步器(360)檢測(cè)跟在相關(guān)操作之后表達(dá)的一峰值以從而檢測(cè)到有效的峰，為此，只有超過(guò)預(yù)定閾值的峰值被用于定時(shí)同步。
因此，通過(guò)將所接收信號(hào)的強(qiáng)度一直保持在恒定水平上而將PN序列的相關(guān)結(jié)果一直保持為恒定水平是很重要的。因此，DTMB接收機(jī)配備有包括AGC信號(hào)檢測(cè)器(310)和AGC放大器(302)的AGC設(shè)備，從而能夠一直將所接收信號(hào)的強(qiáng)度保持在恒定水平上。
圖4是圖示了AGC設(shè)備的配置的框圖。
參考圖4，AGC設(shè)備主要由增益誤差檢測(cè)器(400)、環(huán)路濾波器(410)和補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(420)組成。
增益誤差檢測(cè)器(400)包括兩個(gè)乘法器(402)、功率測(cè)量器(404)、均值計(jì)算器(406)、和、減法器(408)。兩個(gè)乘法器(402)分別將同相信號(hào)(I_IN)和正交信號(hào)(Q_IN)與補(bǔ)償信號(hào)相乘，以補(bǔ)償增益誤差并輸出到DFT(312)。此外，功率測(cè)量器(404)測(cè)量乘法器(402)的輸出信號(hào)的功率，并且利用均值計(jì)算器(406)對(duì)在一個(gè)幀期間測(cè)量的平均功率測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算。減法器從所計(jì)算出的平均功率值中減去預(yù)設(shè)的參考功率以檢測(cè)增益誤差。
由增益誤差檢測(cè)器(400)檢測(cè)出的增益誤差被輸入到環(huán)路濾波器(410)并由延遲器(414)予以延遲。加法器(412)將延遲器(414)的輸出相加到由增益誤差檢測(cè)器(400)檢測(cè)出的增益誤差以累積增益誤差。所累積的增益誤差作為AGC信號(hào)而輸出到AGC放大器(302)，由此調(diào)整AGC放大器(302)的放大增益。
此外，由環(huán)路濾波器(410)所累積的增益誤差被輸入到補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(420)的存儲(chǔ)控制器(422)，在此，存儲(chǔ)控制器(422)從存儲(chǔ)器(424)中讀出與所累積的增益誤差對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償信號(hào)值，乘法器(402)將所讀出的補(bǔ)償信號(hào)與同相信號(hào)(I_IN)和正交信號(hào)(Q_IN)相乘以便對(duì)增益誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
換言之，存儲(chǔ)器(424)以查詢表的形式預(yù)先存儲(chǔ)響應(yīng)于所累積的增益誤差值的補(bǔ)償信號(hào)值。存儲(chǔ)控制器(422)從存儲(chǔ)器(424)中讀出與從環(huán)路濾波器(410)輸入的增益誤差值對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償信號(hào)值，以補(bǔ)償增益誤差。
以查詢表形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(424)中的補(bǔ)償信號(hào)例如以如圖5所示的指數(shù)形式表示。因此，如果在環(huán)路濾波器(410)中累積的增益誤差值大，則補(bǔ)償信號(hào)值則變得更大，從而增加補(bǔ)償幅度；而如果所累積的增益誤差的值小，則補(bǔ)償信號(hào)值變得更小，以減少補(bǔ)償幅度，由此增強(qiáng)了AGC環(huán)路的穩(wěn)定性。
為了直接對(duì)如指數(shù)函數(shù)的非線性函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，通常的做法是通過(guò)執(zhí)行重復(fù)運(yùn)算而使用算法來(lái)收斂到希望的值。因此，在以高速時(shí)鐘操作的高速操作的電路中，在對(duì)指數(shù)函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算的同時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)速率是不容易的，但當(dāng)硬件大小增加時(shí)是可能的。實(shí)際使用是將預(yù)先計(jì)算的指數(shù)函數(shù)值以查詢表的形式事先儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器(424)中，而不是直接計(jì)算指數(shù)函數(shù)。
這時(shí)，根據(jù)指數(shù)函數(shù)曲線的量化步長(zhǎng)確定AGC的增益步長(zhǎng)，從而可以極大地抑制根據(jù)量化步長(zhǎng)和所分配的比特寬度使用的存儲(chǔ)器容量。
例如，假設(shè)從環(huán)路濾波器(410)輸入的指數(shù)函數(shù)的輸入范圍是1024個(gè)數(shù)據(jù)，并且，從補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(420)輸出的指數(shù)函數(shù)相對(duì)于每個(gè)輸入數(shù)據(jù)具有兩個(gè)字節(jié)大小，存儲(chǔ)器(424)的所需容量將為兩千字節(jié)，由此增加了接收機(jī)的整個(gè)大小。因此，在生成補(bǔ)償信號(hào)時(shí)，就硬件大小而言不使用存儲(chǔ)器是十分有利的。
現(xiàn)在，參考圖6，其是圖示了根據(jù)示范實(shí)施例的AGC設(shè)備的配置的框圖，該AGC設(shè)備計(jì)算所接收信號(hào)的功率與所希望的參考功率之間的差值(Δδn)。并按如下方式進(jìn)行操作如果所計(jì)算的差值(Δδn)大，則補(bǔ)償信號(hào)的反饋值就減少；以及如果所計(jì)算的差值(Δδn)小，則反饋值就增加。
通常，所接收信號(hào)的功率的偏差相當(dāng)大。因此，在與一個(gè)幀對(duì)應(yīng)的時(shí)間期間從碼元的功率平均獲得的結(jié)果被用于改善在所接收信號(hào)中的功率估計(jì)的估計(jì)性能。根據(jù)本公開的AGC設(shè)備包括增益誤差檢測(cè)器(400)、環(huán)路濾波器(410)、和補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)。
如上所述，增益誤差檢測(cè)器(400)用于檢測(cè)增益誤差，其中環(huán)路濾波器(410)累積所檢測(cè)的增益誤差，并且所累積的增益誤差用于生成AGC信號(hào)以調(diào)整AGC放大器(302)的幅度增益。
補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)根據(jù)預(yù)設(shè)的補(bǔ)償函數(shù)來(lái)由補(bǔ)償環(huán)路濾波器(410)累積的增益誤差值，并由此生成補(bǔ)償信號(hào)，并且所生成的補(bǔ)償信號(hào)被輸入到增益誤差檢測(cè)器(400)的乘法器(402)，以對(duì)增益誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
此時(shí)，假設(shè)因?yàn)榄h(huán)路濾波器(410)的帶通寬度比從增益誤差檢測(cè)器(400)輸入的傳輸數(shù)據(jù)帶寬寬，所以環(huán)路濾波器(410)不執(zhí)行功能?，F(xiàn)在，將詳細(xì)描述補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)響應(yīng)于從增益誤差檢測(cè)器(400)輸出的增益誤差而生成補(bǔ)償信號(hào)的處理。
下述公式2定義了增益誤差檢測(cè)器(400)在前一時(shí)間(n-1)檢測(cè)的增益誤差值(Δδn-1)，公式3示出了增益誤差檢測(cè)器(400)在當(dāng)前時(shí)間(n)檢測(cè)的增益誤差值(Δδn)。
公式2Xδn-1=αn-12[Qm=(n-1)-Nn-1(im2+qm2)]-ref]]>公式3Xδn=αn2[Qm=n-Nn-1(im2+qm2)]-ref]]>其中，(α)定義了由補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)生成的補(bǔ)償信號(hào)，N定義了一個(gè)幀，im和qm是所輸入的同相信號(hào)(I_IN)和正交信號(hào)(Q_IN)的功率，ref指的是預(yù)設(shè)的參考功率。
此時(shí)，前一時(shí)間(n-1)的功率值被定義為Xδn=αn2[Qm=n-Nn-1(im2+qm2)]-ref.]]>然后，下述的公式4可由公式2導(dǎo)出。
公式4p(n-1)=ref+Xδn-1αn-12]]>如果假設(shè)以O(shè)FDM系統(tǒng)為模型的通信信道的脈沖響應(yīng)變化在單個(gè)幀內(nèi)恒定，則可以看出在當(dāng)前時(shí)間(n)上對(duì)所接收信號(hào)按N進(jìn)行平均的結(jié)果p(n)與在前一時(shí)間(n-1)上對(duì)所接收信號(hào)按N進(jìn)行平均的結(jié)果p(n-1)之間是大概相同的。如公式5所示。
公式5p(n-1)％p(n)
然后，可以推導(dǎo)出相對(duì)于當(dāng)前時(shí)間(n)的下面公式6。
公式6p(n)=ref+Xδnαn2Γαn2p(n)=ref+Xδn]]>現(xiàn)在，如果由公式4得出的值p(n)代入公式6，可以得到如下公式7。
公式7αn2(ref+Xδn-1αn-12)=ref+XδnΓαn2=ref+Xδnref+Xδn-1αn-12]]>然后，補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)所生成的補(bǔ)償信號(hào)的值(αn)可從如下公式8得出公式8αn=αn-1ref+Xδnref+Xδn-1]]>定義了公式2和公式3之間關(guān)系的公式8可以被稱為補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)的特征函數(shù)。
如果負(fù)反饋類型AGC設(shè)備是穩(wěn)定的，則由增益誤差檢測(cè)器(400)檢測(cè)出的增益誤差值隨著時(shí)間的推移而變小，并且由補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)生成的補(bǔ)償信號(hào)必須收斂為常數(shù)。
如果接收機(jī)工作穩(wěn)定，如下的公式9說(shuō)明了補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)的特征函數(shù)收斂為常數(shù)。
公式9 其中，忽略了環(huán)路濾波器(100)的影響，因?yàn)榕c環(huán)路濾波器(200)的帶寬相比增益誤差檢測(cè)器(100)的輸出信號(hào)可能相當(dāng)?shù)男　?br> 為了滿足公式9的條件，將在當(dāng)前時(shí)間(n)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)的輸出必須以增益誤差檢測(cè)器(100)上的輸出的絕對(duì)值減小的方式確定。
下述公式10表示了補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)的、用于基于補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)在前一時(shí)間(n-1)生成的補(bǔ)償信號(hào)值而使增益誤差檢測(cè)器(100)在當(dāng)前時(shí)間(n)檢測(cè)出的增益誤差值最小化所必須的輸出條件。
公式10αn2[Qm=n-Nn-1(im2+qm2)]-ref=XδnJXδn-1Γαn2[Qm=n-Nn-1(im2+qm2)]-ref%O]]>
換言之，如果假設(shè)增益誤差檢測(cè)器(400)在前一時(shí)間(n-1)檢測(cè)的增益誤差(Δδn-1)顯著地小于增益誤差檢測(cè)器(100)在當(dāng)前時(shí)間當(dāng)前時(shí)間(n)檢測(cè)的增益誤差值(Δδn)，則輸入信號(hào)的平均功率乘以由補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)生成的補(bǔ)償信號(hào)，并從相乘的值減去參考功率，其中所減去值是必須為零的增益誤差值。
這時(shí)，由補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)生成的補(bǔ)償信號(hào)是增益誤差檢測(cè)器(400)在當(dāng)前時(shí)間(n)檢測(cè)的增益誤差的函數(shù)。因此，僅當(dāng)可以精確估計(jì)在當(dāng)前時(shí)間接收的輸入信號(hào)的功率時(shí)，可以估計(jì)由補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)生成的最佳補(bǔ)償信號(hào)。
AGC設(shè)備用于測(cè)量在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的平均功率值，以測(cè)量所接收的輸入信號(hào)的準(zhǔn)確功率，使得在前一時(shí)間(n-1)測(cè)量的平均功率值與在當(dāng)前時(shí)間(n)測(cè)量的平均功率值之間的差很小。
結(jié)果，可用在前一時(shí)間(n-1)計(jì)算的平均功率值用作當(dāng)前時(shí)間(n)的平均功率估計(jì)值，并且可使用公式4、根據(jù)公式11和公式12來(lái)建立與補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)相關(guān)的函數(shù)。
公式11αn2=refQm=n-Nn-1(im2+qm2)=refp(n)%refβ(n)%refp(n-1)=αn-12refref+Xδn-1]]>公式12αn=αn-1refref+Xδn-1]]>這里，β(n)是p(n)的平均功率估計(jì)值，這里β(n)＝p(n)。
如果將公式12的函數(shù)施加到補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)上，則可以最小化所接收信號(hào)的大小變化以提高接收性能。然而，由于公式12采用了平方根的形式，因此有必要配備單獨(dú)的存儲(chǔ)器來(lái)事先存儲(chǔ)補(bǔ)償信號(hào)或者配備單獨(dú)的電路來(lái)計(jì)算公式12。
為了解決該缺點(diǎn)，本公開使用泰勒級(jí)數(shù)將平方根函數(shù)變化為線性函數(shù)的形式，從而AGC設(shè)備可以省卻用于計(jì)算平方根函數(shù)的單獨(dú)電路、或以查詢表的形式預(yù)先存儲(chǔ)補(bǔ)償信號(hào)的單獨(dú)存儲(chǔ)器。公式12可以擴(kuò)展為如下的公式13。
公式13
αn=αn-1refref+Xδn-1=αn-111+Xδn-1ref·Xδn-1refJ1]]>公式13中的11+Xδn-1ref]]>可以擴(kuò)展為如下的公式14。
公式1411+Xδn-1ref=(1+Xδn-1ref)-12=(1+y)-12,Xδn-1ref=y]]>如果如公式14中那樣進(jìn)行替換Xδn-1ref=y,]]>并使用如公式15的泰勒級(jí)數(shù)，就可推導(dǎo)出近似于公式13的函數(shù)形式。
公式15(1+y)n=1+n·y+n(n-1)2y2+...]]>此時(shí)，如果輸入到補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)的增益誤差值(Δδn-1)比較大，則生成非常大的近似誤差值。然而，接收機(jī)用于響應(yīng)于從AGC放大器輸出的AGC信號(hào)而調(diào)整放大增益，使得輸入到補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)的增益誤差值(Δδn-1)的動(dòng)態(tài)范圍并不是非常大。因此，可以忽略在將公式13近似為線性函數(shù)的過(guò)程中產(chǎn)生的誤差。
作為對(duì)公式13執(zhí)行秦勒級(jí)數(shù)展開的結(jié)果，補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)生成補(bǔ)償信號(hào)的近似補(bǔ)償函數(shù)如下面的公式16所示。
公式16αn=(1-Xδn-12ref)·αn-1]]>由此，補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)包括增益調(diào)整器(610)，用于調(diào)整輸入到補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)的增益誤差值(Δδn-1)的增益；和補(bǔ)償器(620)，用于通過(guò)利用在前一時(shí)間(n-1)輸出的補(bǔ)償信號(hào)值αn-1來(lái)補(bǔ)償增益調(diào)整器(610)已經(jīng)調(diào)整其增益的增益誤差值 而生成當(dāng)前時(shí)間(n)的補(bǔ)償信號(hào)αn。
增益調(diào)整器(610)使用例如其幅度增益為 的放大器構(gòu)建。例如，補(bǔ)償器(620)包括延遲器(622)，用于延遲當(dāng)前時(shí)間(n)的補(bǔ)償信號(hào)(αn)；乘法器(624)，將增益調(diào)整器(610)的輸出信號(hào)與延遲器(622)的輸出信號(hào)相乘；和加法器(626)，將延遲器(622)的輸出信號(hào)與乘法器(624)的輸出信號(hào)相加以生成當(dāng)前時(shí)間(n)的補(bǔ)償信號(hào)αn。
發(fā)明模式圖7是圖示了根據(jù)另一示范實(shí)施例的AGC設(shè)備的配置的框圖?，F(xiàn)在參考圖7，AGC設(shè)備還包括增益誤差補(bǔ)償器(700)，其被插入在增益誤差檢測(cè)器(400)和環(huán)路濾波器(410)之間。該增益誤差補(bǔ)償器(700)預(yù)設(shè)閾值(TH)。如果從增益誤差檢測(cè)器(400)輸出的增益誤差值小于預(yù)設(shè)的閾值(TH)，則不予補(bǔ)償從增益誤差檢測(cè)器(400)輸出的增益誤差值，而是按現(xiàn)狀將其輸出到環(huán)路濾波器(410)。如果從增益誤差檢測(cè)器(400)輸出的增益誤差值大于預(yù)設(shè)的閾值(TH)，則利用閾值(TH)校正從增益誤差檢測(cè)器(400)輸出的增益誤差值，并將校正后的值輸出到環(huán)路濾波器(410)。
換言之，在該另一示范實(shí)施例中，如公式17中所示，將從增益誤差檢測(cè)器(400)輸出的增益誤差值(Δδn-1)和預(yù)設(shè)的閾值(TH)進(jìn)行比較。作為比較的結(jié)果，如果|Δδn-1|≤TH，則補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)使用增益誤差值(Δδn-1)補(bǔ)償增益誤差。如果|Δδn-1|＞-TH，則補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)使用 而不是(Δδn-1)作為增益誤差值，從而補(bǔ)償增益誤差。
公式17αn=(1-Δδn-1′2ref)·αn-1|Δδn-1|≤TH,Δδn-1′=Δδn-1|Δδn-1|>TH,Δδn-1′=Δδn-1TH]]>為此，在另一示范實(shí)施例中，增益誤差補(bǔ)償器(700)配備有比較器(702)，用以對(duì)增益誤差值(Δδn-1)和預(yù)設(shè)的閾值(TH)進(jìn)行比較；并且配備有校正器(704)，用以將增益誤差值(Δδn-1)校正為 作為比較器(702)比較的結(jié)果，如果|Δδn-1|≤TH，則轉(zhuǎn)換單元(706)輸出增益誤差值(Δδn-1)，以及如果|Δδn-1|＞TH，則轉(zhuǎn)換單元(706)輸出 作為增益誤差值。
如上所述，在另一示范實(shí)施例中，根據(jù)增益誤差值(Δδn-1)的大小而利用兩個(gè)函數(shù)來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的帶寬，從而可以效地抑制輸入信號(hào)突然大改變或系統(tǒng)的瞬時(shí)響應(yīng)，以能夠使系統(tǒng)穩(wěn)定。
圖8和圖9是圖示了根據(jù)另一示范實(shí)施例、從補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器(600)輸出的輸出信號(hào)改變的曲線圖，其中變化閾值(TH)以檢查使用本公開的AGC設(shè)備的性能。
現(xiàn)在，參考圖8和圖9，可以注意到，當(dāng)閾值(TH)變化時(shí)，系統(tǒng)的帶寬也改變。在諸如本公開的AGC設(shè)備的負(fù)反饋系統(tǒng)中，如果帶寬大，則輸出信號(hào)的變化如圖8所示。替換地，如果帶寬小，輸出信號(hào)的變化如圖9所示。
盡管結(jié)合本公開的實(shí)施例而對(duì)本公開進(jìn)行了描述，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，所公開的申請(qǐng)可以按照多種方式予以修改，并可假設(shè)除上述的具體實(shí)施例之外的許多優(yōu)選實(shí)施例。因此，所附權(quán)利要求意欲涵蓋落入本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍之內(nèi)的所有公開修改。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本公開，用于接收諸如數(shù)字地面多媒體廣播(DTMB)信號(hào)的數(shù)字廣播信號(hào)的各種數(shù)字廣播信號(hào)接收機(jī)配備有自動(dòng)增益控制(AGC)的設(shè)備和方法，以調(diào)整接收信號(hào)的強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種用于自動(dòng)增益控制(AGC)的設(shè)備，包括增益誤差檢測(cè)器，響應(yīng)于補(bǔ)償信號(hào)而補(bǔ)償所接收的輸入信號(hào)，以檢測(cè)增益誤差；環(huán)路濾波器，累積由增益誤差檢測(cè)器檢測(cè)的增益誤差值，并輸出到AGC放大器作為AGC信號(hào)；以及補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器，通過(guò)響應(yīng)補(bǔ)償函數(shù)而補(bǔ)償環(huán)路濾波器的輸出信號(hào)，以生成補(bǔ)償信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器包括增益調(diào)整器，將環(huán)路濾波器輸出信號(hào)的增益調(diào)整一預(yù)設(shè)值；以及補(bǔ)償器，響應(yīng)于在前一時(shí)間期間輸出的補(bǔ)償信號(hào)值而補(bǔ)償增益調(diào)整器的輸出信號(hào)，以生成的當(dāng)前時(shí)間的補(bǔ)償信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中增益調(diào)整器是放大器。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中增益調(diào)整器的放大增益是
5.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述補(bǔ)償器包括延遲器，延遲補(bǔ)償信號(hào)；乘法器，將增益調(diào)整器的輸出信號(hào)與延遲器的輸出信號(hào)相乘；以及加法器，將乘法器的輸出信號(hào)與延遲器的輸出信號(hào)相加，以生成當(dāng)前時(shí)間的補(bǔ)償信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述補(bǔ)償函數(shù)是線性函數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述補(bǔ)償函數(shù)是從下面的公式16獲得的，αn=(1-Xδn-12ref)·αn-1]]>其中，αn是當(dāng)前時(shí)間n的補(bǔ)償信號(hào)；Δδn-1是前一時(shí)間n-1從環(huán)路濾波器輸入的增益誤差值，也是前一時(shí)間n-1的補(bǔ)償信號(hào)；ref是預(yù)設(shè)的參考功率；以及αn-1是前一時(shí)間n-1的補(bǔ)償信號(hào)。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述增益誤差檢測(cè)器包括乘法器，分別將輸入信號(hào)的同相信號(hào)和正交信號(hào)乘以補(bǔ)償信號(hào)；功率測(cè)量器，測(cè)量乘法器的輸出信號(hào)的功率；平均值計(jì)算器，計(jì)算由功率測(cè)量器測(cè)量的功率平均值；以及減法器，從平均值計(jì)算器計(jì)算得到的功率平均值中減去預(yù)設(shè)的參考功率。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述平均值計(jì)算器計(jì)算一個(gè)幀的平均值。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括位于增益誤差檢測(cè)器和環(huán)路濾波器之間的增益誤差補(bǔ)償器，用于根據(jù)增益誤差檢測(cè)器檢測(cè)出的增益誤差值的大小來(lái)補(bǔ)償增益誤差，并輸出到環(huán)路濾波器。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，所述增益誤差補(bǔ)償器包括比較器，比較增益誤差檢測(cè)器檢測(cè)的增益誤差值與預(yù)設(shè)的閾值之間的大小；校正器，利用預(yù)設(shè)的閾值來(lái)校正增益誤差檢測(cè)器所檢測(cè)的增益誤差值；以及轉(zhuǎn)換單元，根據(jù)比較器的輸出信號(hào)來(lái)選擇性地輸出校正器的輸出信號(hào)或者增益誤差檢測(cè)器的輸出信號(hào)作為增益誤差值。
12.一種用于自動(dòng)增益控制(AGC)的方法，包括如下的步驟響應(yīng)于補(bǔ)償信號(hào)而補(bǔ)償所接收的輸入信號(hào)，以檢測(cè)增益誤差；累積由增益誤差檢測(cè)器檢測(cè)的增益誤差值；以及根據(jù)預(yù)設(shè)的補(bǔ)償函數(shù)而補(bǔ)償所累積的增益誤差值，以生成補(bǔ)償信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中對(duì)輸入信號(hào)的補(bǔ)償通過(guò)將輸入信號(hào)乘以補(bǔ)償信號(hào)而實(shí)現(xiàn)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中對(duì)增益誤差值的檢測(cè)包括如下的步驟測(cè)量所補(bǔ)償?shù)耐嘈盘?hào)和正交信號(hào)的功率；計(jì)算所測(cè)量的功率的平均值；以及從所計(jì)算的平均值減去預(yù)設(shè)的參考功率，以計(jì)算增益誤差值。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中補(bǔ)償函數(shù)是線性函數(shù)。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中補(bǔ)償函數(shù)根據(jù)如下的公式16獲得的，αn=(1-Xδn-12ref)·αn-1]]>其中，αn是當(dāng)前時(shí)間n的補(bǔ)償信號(hào)；Δδn-1是前一時(shí)間n-1從環(huán)路濾波器輸入的增益誤差值，也是前一時(shí)間n-1的補(bǔ)償信號(hào)；ref是預(yù)設(shè)的參考功率；以及αn-1是前一時(shí)間n-1的補(bǔ)償信號(hào)。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括確定所檢測(cè)的增益誤差值的大??；根據(jù)所確定的大小補(bǔ)償增益誤差值；以及累積。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，其中增益誤差補(bǔ)償器包括如下的步驟比較所檢測(cè)的增益誤差值與預(yù)設(shè)的閾值之間的大??；利用預(yù)設(shè)的閾值來(lái)校正所檢測(cè)的增益誤差值；以及根據(jù)比較結(jié)果來(lái)選擇所檢測(cè)的增益誤差值或已校正的增益誤差值并進(jìn)行累積。
全文摘要
根據(jù)用于自動(dòng)增益控制的設(shè)備和方法，將通過(guò)施加到用于接收數(shù)字廣播信號(hào)的接收機(jī)而接收的信號(hào)強(qiáng)度控制在恒定的水平。為此，通過(guò)補(bǔ)償信號(hào)來(lái)償增益誤差檢測(cè)器所接收的輸入信號(hào)，檢測(cè)增益誤差，由環(huán)路濾波器累積所檢測(cè)的增益誤差，補(bǔ)償信號(hào)發(fā)生器根據(jù)預(yù)設(shè)的補(bǔ)償函數(shù)來(lái)補(bǔ)償所累積的增益誤差值以生成補(bǔ)償信號(hào)，以及根據(jù)生成的補(bǔ)償信號(hào)對(duì)由增益誤差檢測(cè)器檢測(cè)的已接收輸入信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。
文檔編號(hào)H04N5/44GK101079981SQ20071012888
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者金炫哲 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社