一种自适应功率的增益控制方法及接收机与流程

1.本发明涉及通信技术领域，具体来说，涉及一种自适应功率的增益控制的方法及接收机。


背景技术：

2.随着通信技术的发展和电磁环境变得日益复杂，多径效应和干扰信号让接收机的接收信号功率处在不确定或较大的动态范围内波动的情况。现有的解决方案是使用自动增益控制(agc)系统来实时德控制接收通道的增益，易以确保通信系统能够良好的接收信号。
3.接收机的接收稳定性能受多方因素影响，特别是信号功率瞬间变化的情况下，会导致接收通道饱和或者信号功率达不到模拟数字采集器adc采集范围，从而导致接收机跟踪环路失锁，不能正确跟踪信号，无法解调出正确的数据。主要是由接收链路不能瞬态响应信号功率的变化导致的。
4.现有的接收机的接收链路使用了传统的模拟agc或者数字agc来适应信号波动情况。但模拟agc容易受温度、工作环境条件影响且实现较为复杂；数字agc存在控制范围不够大，精度不够高的问题。
5.本文提供的背景描述用于总体上呈现本公开的上下文的目的。除非本文另外指示，在该章节中描述的资料不是该申请的权利要求的现有技术并且不要通过包括在该章节内来承认其成为现有技术。


技术实现要素：

6.针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种自适应功率的增益控制接收机，其包括如下模块：
7.滤波器：滤波器用于接收中频信号，对中频信号进行滤波；
8.程控衰减器：用于对中频信号进行衰减；
9.放大器：用于对信号进行放大，放大器的输出信号功分两路，一路给检波器，一路给第一adc；
10.检波器：检波器对放大器的输出功率进行检测，输出信号的第一功率；
11.第一adc：用于对放大器输出的信号进行模数转换；
12.调制解调模块，调制解调模块接收经第一adc采样后的信号，并对其进行解调输出解调信号并根据所述解调信号计算出第二信号功率；所述调制解调模块，还用于在判定接收机锁定时，在比较第一信号功率与第二信号功率的差值是否大于一阈值，在大于第一阈值时，使用第二信号功率作为第三信号功率；在不大于阈值时，使用第一信号功率作为第三信号功率；根据第三信号功率计算出衰减量；并根据所述衰减量控制衰减器。
13.具体的，所述的接收机，所述根据检波器的输出电压值得到第一信号功率具体为：根据检波器的输出电压，进行n次累加之后求平均，然后根据平均电压值得到信号的第一功率。计算方式如下：获取n次检波器的输出电压信号的累加值y，
[0014][0015]
再进行求平均处理得到平均电压
[0016][0017]
其中xi(i＝1,2,
…
n，n为正整数)为检波器的输出电压值。根据平均电压
[0018]
查找电压和功率的对应关系得到第一信号功率。
[0019]
具体的，所述的接收机，调制解调模块根据解调信号计算出第二信号功率，调制解调模块以根据i路信号能量进行信号功率估计从而计算出第二信号功率。
[0020]
具体的，所述的接收机，调制调节模块在其内部存储了第二信号功率与调制调节模块解调出来的估计的信号功率对应表，当得到调制调节模块解调出来的估计的信号功率后通过查表法即可得到第二信号功率。
[0021]
具体的，所述的接收机，所述调制解调模块还包括：在当接收机未锁定时，直接使用检波器估计的第一信号功率作为第三信号功率。
[0022]
第二方面，本发明的另一个实施例提供了一种自适应功率的增益控制方法，其包括如下步骤：
[0023]
s1，根据检波器的输出电压值得到第一信号功率；
[0024]
s2，调制解调模块根据解调信号计算出第二信号功率；
[0025]
s3，在判定接收机锁定时，在比较第一信号功率与第二信号功率的差值是否大于一阈值，在大于第一阈值时，使用第二信号功率作为第三信号功率；在不大于阈值时，使用第一信号功率作为第三信号功率；
[0026]
s4，根据第三信号功率计算出衰减量；
[0027]
s5，根据所述衰减量控制衰减器。
[0028]
具体的，所述根据检波器的输出电压值得到第一信号功率具体为：根据检波器的输出电压，进行n次累加之后求平均，然后根据平均电压值得到信号的第一功率。计算方式如下：获取n次检波器的输出电压信号的累加值y，
[0029][0030]
再进行求平均处理得到平均电压
[0031][0032]
其中xi(i＝1,2,
…
n，n为正整数)为检波器的输出电压值。根据平均电压
[0033]
查找电压和功率的对应关系得到第一信号功率。
[0034]
具体的，调制解调模块根据解调信号计算出第二信号功率，调制解调模块以根据i路信号能量进行信号功率估计从而计算出第二信号功率。
[0035]
具体的，调制调节模块在其内部存储了第二信号功率与调制调节模块解调出来的估计的信号功率对应表，当得到调制调节模块解调出来的估计的信号功率后通过查表法即
可得到第二信号功率。
[0036]
具体的，其中步骤s3还包括：在当接收机未锁定时，直接使用检波器估计的第一信号功率作为第三信号功率。
[0037]
本发明在接收锁定时，比较检波器输出的第一信号功率以及fpga根据解调信号实时计算出第二信号功率的大小来得到实际的信号功率，即第三信号功率，并根据第三信号功率来计算衰减量，根据衰减量来控制衰减器，能够有效的减少偶发的干扰信号对接收链路输出功率的影响，从而加强了接收链路输出信号功率的稳定性。
附图说明
[0038]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]
图1是本发明实施提供的一种自适应功率的增益控制的接收机结构示意图；
[0040]
图2是本发明实施提供的种自适应功率的增益控制的方法的流程图；
具体实施方式
[0041]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]
实施例一
[0043]
参考图1，图1是本实施例提供的一种自适应功率的增益控制的接收机结构示意图，本实施例的自适应功率的增益控制接收机包括：
[0044]
滤波器：滤波器用于接收中频信号，对中频信号进行滤波，去除信号外的杂波信号。本实施例使用两个滤波器，两个滤波器可以同时接收两路中频信号，并对两路中频信号进行滤波处理。
[0045]
程控衰减器：用于对中频信号进行衰减。
[0046]
放大器：用于对信号进行放大，所述放大器是一个固定增益的方法，所述固定的增益可以根据实际的电路需要进行选择，本实施例不做进一步的限定。放大器的输出信号功分两路，一路给检波器，一路给第一adc。
[0047]
检波器：检波器对放大器的输出功率进行检测，输出信号的第一功率，所述第一功率代表通过硬件方式实际测量出的中频信号功率。检波器为功率检测器件，根据不同的信号功率输出不同的电压值，那么得到电压值后即可得到信号的功率。检波器预先存储了电压和功率的对应关系，所述电压和功率的对应关系可以是生产检波器的厂商在出场时内置的，检波器仅需要根据获取的电压，查找电压和功率的对应关系并输出对应的功率即可。此外检波器也可以不预先存储电压和功率的对应关系，检波器仅需要输出电压即可，在电路设计中由具有执行功能的电路来执行电压与功率的转换。
[0048]
所述检波器输出信号的第一功率具体为：根据检波器的输出电压，进行n次累加之
后求平均，然后根据平均电压值得到信号的第一功率。计算方式如下：获取n次检波器的输出电压信号的累加值y，
[0049][0050]
再进行求平均处理得到平均电压
[0051][0052]
其中xi(i＝1,2,
…
n，n为正整数)为检波器的输出电压值。根据平均电压查找电压和功率的对应关系得到第一信号功率。
[0053]
第一adc：用于把模拟信号转换为数字信号，adc的输出数据为lvds接口，输出的数据用于fpga进行信号处理。
[0054]
调制解调模块，其中调制解调模块是fpga，调制解调模块也包括adc模块。检波电压经过fpga中的adc进行采集变为数字量，并进行自适应的增益控制的计算，给出控制信号，控制程控衰减器的衰减量，以保证放大器的输出功率稳定。调制解调模块还接收经第一adc采样后的信号，并对其进行解调输出解调信号。
[0055]
具体的，fpga根据解调信号实时计算出第二信号功率。具体的fpga以根据i路信号能量进行信号功率估计从而计算出第二信号功率。
[0056]
具体的，根据i路信号能量估算出来的第二信号功率有时不能代表信号的真实功率，为使得第二信号功率能够反映信号的真实功率，本实施例中的fpga在其内部存储了第二信号功率与fpga解调出来的估计的信号功率对应表，当得到fpga解调出来的估计的信号功率后通过查表法即可得到第二信号功率。
[0057]
fpga根据第一信号功率与第二信号功率以及接收机的锁定状态，得到第三信号功率，其中第三信号功率代表实际信号功率。
[0058]
其中接收的锁定状态包括锁定、未锁定两种状态。所述的接收机锁定是基带解调的一个状态量，可以判定是否锁定到正确的信号。
[0059]
在当接收机未锁定时，直接使用检波器估计的第一信号功率作为第三信号功率。
[0060]
在接收机锁定时，比较第一信号功率与第二信号功率的差值是否大于一阈值，在大于第一阈值时，使用第二信号功率作为第三信号功率；在不大于阈值时，使用第一信号功率作为第三信号功率。
[0061]
根据第三信号功率计算衰减量，本实施例的一个计算方式是根据adc满量程功率的-10dbfs减去第三信号功率即为衰减量。本实施例中的第二信号功率为经过放大器的输出功率，fpga根据解调信号实时计算出第二信号功率，其中第二信号功率是接收机adc实际需要采集的信号功率。
[0062]
fpga根据衰减量控制衰减器，衰减器的控制参考衰减器手册即可。得到衰减量后直接通过fpga控制衰减器进行相应的衰减，完成链路增益闭环控制，从而完成接收链路的自适应控制，保持接收链路的输出功率稳定。
[0063]
本实施例通过在接收锁定时，比较检波器输出的第一信号功率以及fpga根据解调信号实时计算出第二信号功率的大小来得到实际的信号功率，即第三信号功率，并根据第
三信号功率来计算衰减量，根据衰减量来控制衰减器，能够有效的减少偶发的干扰信号对接收链路输出功率的影响，从而加强了接收链路输出信号功率的稳定性。
[0064]
实施例二
[0065]
参考图2，图2是本实施例还公开了一种自适应功率的增益控制方法的流程图，本实施例公开的一种自适应功率的增益控制方法，运行在第一实施例中的自适应功率的增益控制接收机中，具体的是由所述调制解调模块来执行如下步骤：
[0066]
s1，根据检波器的输出电压值得到第一信号功率；
[0067]
检波器为功率检测器件，根据不同的信号功率输出不同的电压值，那么得到电压值后即可得到信号的功率。检波器预先存储了电压和功率的对应关系，所述电压和功率的对应关系可以是生产检波器的厂商在出场时内置的，检波器仅需要根据获取的电压，查找电压和功率的对应关系并输出对应的功率即可。此外检波器也可以不预先存储电压和功率的对应关系，检波器仅需要输出电压即可，在电路设计中由具有执行功能的电路来执行电压与功率的转换。
[0068]
所述检波器输出信号的第一功率具体为：根据检波器的输出电压，进行n次累加之后求平均，然后根据平均电压值得到信号的第一功率。计算方式如下：获取n次检波器的输出电压信号的累加值y，
[0069][0070]
再进行求平均处理得到平均电压
[0071][0072]
其中xi(i＝1,2,
…
n，n为正整数)为检波器的输出电压值。根据平均电压查找电压和功率的对应关系得到第一信号功率。
[0073]
s2，调制解调模块根据解调信号计算出第二信号功率；
[0074]
调制解调模块是fpga，调制解调模块也包括adc模块。检波电压经过fpga中的adc进行采集变为数字量，并进行自适应的增益控制的计算，给出控制信号，控制程控衰减器的衰减量，以保证放大器的输出功率稳定。调制解调模块还接收经第一adc采样后的信号，并对其进行解调输出解调信号。
[0075]
具体的，fpga根据解调信号实时计算出第二信号功率。具体的fpga以根据i路信号能量进行信号功率估计从而计算出第二信号功率。
[0076]
具体的，根据i路信号能量估算出来的第二信号功率有时不能代表信号的真实功率，为使得第二信号功率能够反映信号的真实功率，本实施例中的fpga在其内部存储了第二信号功率与fpga解调出来的估计的信号功率对应表，当得到fpga解调出来的估计的信号功率后通过查表法即可得到第二信号功率。
[0077]
s3，在判定接收机锁定时，在比较第一信号功率与第二信号功率的差值是否大于一阈值，在大于第一阈值时，使用第二信号功率作为第三信号功率；在不大于阈值时，使用第一信号功率作为第三信号功率；
[0078]
其中接收的锁定状态包括锁定、未锁定两种状态。所述的接收机锁定是基带解调
的一个状态量，可以判定是否锁定到正确的信号。
[0079]
在当接收机未锁定时，直接使用检波器估计的第一信号功率作为第三信号功率。
[0080]
s4，根据第三信号功率计算出衰减量。
[0081]
本实施例的一个计算方式是根据adc满量程功率的-10dbfs减去第三信号功率即为衰减量。本实施例中的第二信号功率为经过放大器的输出功率，fpga根据解调信号实时计算出第二信号功率，其中第二信号功率是接收机adc实际需要采集的信号功率。
[0082]
s5，根据所述衰减量控制衰减器。fpga根据衰减量控制衰减器，衰减器的控制参考衰减器手册即可。得到衰减量后直接通过fpga控制衰减器进行相应的衰减，完成链路增益闭环控制，从而完成接收链路的自适应控制，保持接收链路的输出功率稳定。
[0083]
本实施例通过在接收锁定时，比较检波器输出的第一信号功率以及fpga根据解调信号实时计算出第二信号功率的大小来得到实际的信号功率，即第三信号功率，并根据第三信号功率来计算衰减量，根据衰减量来控制衰减器，能够有效的减少偶发的干扰信号对接收链路输出功率的影响，从而加强了接收链路输出信号功率的稳定性。
[0084]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。