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)接收機在接收信號時，由于信道的變化、衰落和接收信號條件等不同，其輸入端信號電平會在很大范圍內(nèi)變化。這種信號電平不穩(wěn)定的特性會嚴重影響接收機性能的穩(wěn)定性，極端情況下，甚至導(dǎo)致接收機無法正常工作。模擬自適應(yīng)增益控制(AAGC)電路是一種在輸入信號幅度變化很大的情況下，使輸出信號幅度保持恒定或僅在較小范圍內(nèi)變化的自動控制電路。AAGC的基本原理是產(chǎn)生一個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的信號后對模擬增益電路102 實施操作。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，計算某部分信號的信號功率，反饋給模擬端。但此種算法存在先利用同步信息的缺點，假如初始信號接收功率過大，則同步失敗，從而也就不能準確的計算信號功率。此外，MB-OFDM系統(tǒng)采用跳頻技術(shù)，傳統(tǒng)的AAGC算法針對該系統(tǒng)進一步存在如下缺陷MB-OFDM系統(tǒng)相鄰符號可能位于不同頻點，該特性會導(dǎo)致同步無法準確定位完整干凈的信號符號，從而引發(fā)AAGC錯誤計算當(dāng)前信號功率，AAGC的增益也隨之發(fā)生錯誤調(diào)整。此外，傳統(tǒng)的AAGC算法在接收同步信息時，干擾或噪聲可能導(dǎo)致同步誤檢。對于 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)兩個部分。暫態(tài)主要考慮收斂時延特性，穩(wěn)態(tài)主要考慮增益穩(wěn)定度特性。2)在暫態(tài)時，利用新穎的同步算法來捕獲完整的信號以度量信號功率。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，采用特有的同步保護算法來規(guī)避同步誤檢問題。暫態(tài)捕獲將接收信號功率調(diào)整到系統(tǒng)的目標功率左右。3)在穩(wěn)態(tài)時，利用系統(tǒng)同步信息實時跟蹤信號功率，并調(diào)整信號功率至目標功率。 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；在第一時間段內(nèi)對所述接收到的信號執(zhí)行暫態(tài)出飽和操作，以使所述信號從飽和區(qū)脫離；以及經(jīng)過所述第一時間段后執(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；計算一窗長內(nèi)的所述信號的信號功率；將所述信號功率與一目標功率進行比較；如果所述信號功率大于所述目標功率，則降低所述接收增益，然后經(jīng)一第二時間段后重復(fù)所述計算步驟和所述比較步驟，其中所述第二時間段小于所述第一時間段；如果所述信號功率小于所述目標功率，則不改變接收增益。根據(jù)一較佳實施例，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)起點起依次計算每一點的互相關(guān)和、能量和、尾符號1 點能量、尾符號前64點能量、尾符號后64點能量，以確定所需設(shè)定的接收增益。根據(jù)一較佳實施例，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所述互相關(guān)和同能量和之比大于一閾值的點作為第一點，在所述第一點后的128點的范圍內(nèi)，找出相關(guān)和能量最大的點作為第二點，如果所述第二點的尾符號前64點能量與尾符號后64點能量相差在兩倍之內(nèi)且該第二點的互相關(guān)和同能量和之比大于所述閾值，則基于所述第二點的尾符號128點能量和所述目標功率確定所需設(shè)定的接收增益。根據(jù)一較佳實施例，在上述模擬自適應(yīng)增益控制方法中，所述預(yù)設(shè)起點是6個符號之后的第128點。根據(jù)一較佳實施例，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 (頭校驗序列-循環(huán)冗余檢驗，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)明提供進一步的解釋。


包括附圖是為提供對本發(fā)明進一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請的一部分， 附圖示出了本發(fā)明的實施例，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示出了標準前序的結(jié)構(gòu)。圖6示出了暫態(tài)AAGC仿真圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細參考附圖描述本發(fā)明的實施例。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)兩個部分。暫態(tài)主要考慮收斂時延特性，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(步驟201)；在第一時間段內(nèi)對接收到的信號執(zhí)行暫態(tài)出飽和操作(步驟20 ，以使信號從飽和區(qū)脫離；以及經(jīng)過第一時間段后執(zhí)行暫態(tài)捕獲操作(步驟20 ，以在暫態(tài)下更準確的鎖定此時所需要設(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)；計算一窗長內(nèi)的所述信號的信號功率(302)；將所述信號功率與一目標功率進行比較(步驟303)；如果所述信號功率大于所述目標功率，則降低所述接收增益，然后經(jīng)一第二時間段后重復(fù)所述計算步驟和所述比較步驟，其中所述第二時間段小于所述第一時間段(步驟304)；如果所述信號功率小于所述目標功率，則不改變接收增益(步驟305)。經(jīng)過固定的出飽和時間后，此暫態(tài)出飽和操作結(jié)束?？梢?，本發(fā)明直接計算一窗長內(nèi)的信號功率，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)選實施例，上述窗長取64點。 由于設(shè)置的出飽和時間下，在對方有信號發(fā)送時，可以覆蓋到該信號。因此經(jīng)過此階段，可保證接收信號脫離信號飽和區(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)起點起依次計算每一點的互相關(guān)和、能量和、尾符號128點能量、尾符號前64點能量、尾符號后64點能量，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所述互相關(guān)和同能量和之比大于一閾值的點作為第一點，在所述第一點后的1 點的范圍內(nèi)，找出相關(guān)和能量最大的點作為第二點，如果所述第二點的尾符號前64點能量與尾符號后64點能量相差在兩倍之內(nèi)且該第二點的互相關(guān)和同能量和之比大于所述閾值，則基于所述第二點的尾符號1 點能量和所述目標功率確定所需設(shè)定的接收增益。以下結(jié)合本發(fā)明的一個具體實施例來詳細描述該暫態(tài)捕獲操作在MB-OFDM系統(tǒng)中的一應(yīng)用實施例。該實施例利用MB-OFDM信號中前序(preamble)部分至少隔6個符號處于同一頻帶(band)的特性來設(shè)計。MB-OFDM信號的相關(guān)結(jié)構(gòu)請參考圖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在該實施例中，每個符號為1 點，相鄰符號之間有37個點的空隙作為ZP(零值填充，Zero-Padded)用以減少多徑干擾。從第165X6+1 個點開始，計算下列參數(shù)。a.互相關(guān)和(互相關(guān)在信號處理領(lǐng)域中，互相關(guān)(有時也稱為“互協(xié)方差”，或 “滑動點積”)是用來表示兩個信號之間相似性的一個度量。互相關(guān)和因為每個符號1 點，則兩個符號的互相關(guān)是128點的互相關(guān)值之和。)
127Corri =Iri-99o-k xconU
k=0b.能量和(在信號處理領(lǐng)域，離散數(shù)據(jù)符號的能量為該符號采樣點的幅度平方和。能量和對兩個符號的能量求和。)
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；在第一時間段內(nèi)對所述接收到的信號執(zhí)行暫態(tài)出飽和操作，以使所述信號從飽和區(qū)脫離；以及經(jīng)過所述第一時間段后執(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； 計算一窗長內(nèi)的所述信號的信號功率； 將所述信號功率與一目標功率進行比較；如果所述信號功率大于所述目標功率，則降低所述接收增益，然后經(jīng)一第二時間段后重復(fù)所述計算步驟和所述比較步驟，其中所述第二時間段小于所述第一時間段； 如果所述信號功率小于所述目標功率，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)起點起依次計算每一點的互相關(guān)和、能量和、尾符號1 點能量、尾符號前64 點能量、尾符號后64點能量，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所述互相關(guān)和同能量和之比大于一閾值的點作為第一點， 在所述第一點后的128點的范圍內(nèi)，找出相關(guān)和能量最大的點作為第二點， 如果所述第二點的尾符號前64點能量與尾符號后64點能量相差在兩倍之內(nèi)且該第二點的互相關(guān)和同能量和之比大于所述閾值，則基于所述第二點的尾符號1 點能量和所述目標功率確定所需設(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)起點是6個符號之后的第128點。
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；在第一時間段內(nèi)對所述接收到的信號執(zhí)行暫態(tài)出飽和操作，以使所述信號從飽和區(qū)脫離；以及經(jīng)過所述第一時間段后執(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)的接收機的性能。
文檔編號H04L27/26GK102413087SQ201010288368
公開日2012年4月11日 申請日期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 申請人:恒原微電子(上海)有限公司