CN100361400C - 一种射频接收通道自动增益控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频接收通道自动增益控制方法，包括：a.预先设定门限值及功率值，该功率值大于接收机热噪声电平对应的输出信号功率值；b.比较射频接收通道接收的输入信号功率与小区无业务干扰水平值，如果等于，则执行步骤c，如果大于，则执行步骤d；否则，结束处理；c.小区无业务干扰水平值所对应的输出信号功率大于所述预设的功率值时，减少增益，将输出信号功率调整到所述预设的功率值，结束流程；d.输入信号功率增大时，根据较大门限值调整增益；当输入信号功率减小时，根据较小门限值和增益调整次数，调整增益。本发明确保在90%负载内不再调整射频通道增益，解决了由于射频通道增益调整而引起的上行负载计算精度降低的问题。

Description

一种射频接收通道自动增益控制方法

技术领域

本发明涉及增益的控制技术，特别是指一种射频接收通道自动增益的控制方法。

背景技术

参见图1所示，无线通信接收***包括天线、射频接收通道和数据信号处理单元。在无线通信接收***中，射频接收通道将天线感应的电磁信号进行处理，处理后的信号再进行数字处理。在接收动态要求比较高的情况下，射频接收通道往往采用自动增益控制(AGC)技术，该技术可以降低A/D变换器的动态要求。

参见图2所示，接收机AGC控制模型包括接收前端201、可控增益器件202、射频放大单元203、A/D转换单元204、数字信号处理单元205和接收信号强度计算模块206。在初始状态下，可控增益器件的增益为1。接收前端201接收到天线发出的射频信号后，将射频信号输入射频放大单元203，射频信号经过放大后输入至A/D转换器204，并经A/D转换器204转换为数字信号，该数字信号再输入至数字信号处理单元205进行处理；同时，在接收信号强度计算模块206的控制算法中设置两个门限值A和B，且A＞B，接收信号强度计算模块206利用数字信号处理单元205输出的数字信号，计算出D点接收信号的强度，如果D点信号大于门限值A时，就调节可控增益器件减少射频通道增益，如果D点信号小于门限值B时，则调节可控增益器件增加射频通道增益。

图2所示的控制模型的基本控制方案参见图3所示，其中，横轴表示接收前端的输入信号功率，纵轴表示射频通道的输出信号功率。当接收前端的输入信号达到接收机的热噪声电平时，射频通道的输出信号功率为D值。

其基本控制原理是：在模块206的控制算法中设置两个门限值A和B，且A＞B，模块206不断检测射频通道的输出信号功率。在(P1，P2)区间内，随着接收前端的输入信号功率不断增加，射频通道的输出信号功率也在不断增加，当接收前端的输出信号功率增加到A值时，调整输出信号功率，将输出信号功率减少A-B，输出信号功率到达B；当接收前端的输出信号功率小于B值时，调整输出信号功率，将射频通道的输出信号功率增加A-B，输出信号功率到达A。当接收前端的输入信号功率达到图中所示的P2、P3、P4点时，射频的通道的增益都作一次调整。

根据上述分析可知，当***没有业务时，接收前端的输入信号功率不变，射频通道增益不变。而随着业务量的上升，当输入信号功率达到P3、P4时，就需要通过模块202来调整射频通道增益。

需要说明的是，在WCDMA***中，RTWP等于射频通道输出信号功率与射频通道增益之差，并且通过计算RTWP来推算NoiseRise，最后计算***负载的变化。上行负载的计算如公式(1)所示。

$\mathrm{NoiseRise}=\frac{I_{\mathrm{TOT}}}{P_N}=\frac{1}{1-\underset{1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{L}_j}=\frac{1}{1-{\mathrm{\η}}_{\mathrm{UL}}}---\left(1\right)$

其中，I_TOT表示基站接收到的总干扰电平，包括无业务干扰电平和由于用户增加产生的干扰电平，并且WCDMA***上报的RTWP电平即为I_TOT；P_N表示无业务干扰电平，η_UL表示负载因子。

由公式(1)可计算出：当基站接收到的总干扰电平相对无业务干扰电平P_N上升3dB时，η_UL＝0.5，即50％的负载，一般指P4点；当基站接收到的总干扰电平相对无业务干扰电平P_N上升6dB时，η_UL＝0.75，即75％的负载；当基站接收到的总干扰电平相对无业务干扰电平P_N上升10dB时，η_UL＝0.90，即90％的负载。一般情况下，WCDMA***的负载主要在50％～90％之间变化，一般负载只要在90％上行负载以内，上行负载精度较高，就可以满足***控制的要求。通常情况下，在基站接收到的总干扰电平在10dB范围内动态变化，为满足***的要求，负载精度要小于±0.5dB。

综上所述，由于每次射频通道增益的调整，都会产生调整误差，而上行负载的精度要求要小于±0.5dB，所以如果输入信号功率不稳定，射频通道增益要不断进行调整，而且调整曲线可以在P2、P3或P4点上下跳动。此时，每调整一次增益，产生±0.5dB的误差，其误差范围可能都会超过±0.5dB，因此上行负载的计算精度降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种射频接收通道自动增益控制方法，使其在调整射频通道增益时，减少对上行负载计算精度的影响。

本发明的一种射频接收通道自动增益控制方法包括：

a.预先设定门限值A、B、射频通道增益调整量X及功率值，并且A＞B，0＜X＜A-B，该功率值大于射频接收通道的输入信号功率为接收机热噪声电平时所对应的输出信号功率值；

b.比较射频接收通道接收的输入信号功率与小区无业务干扰水平值，如果等于，则执行步骤c；如果大于，则执行步骤d；否则，结束本流程；

c.判断所述小区无业务干扰水平值所对应的射频接收通道输出信号功率是否大于所述预先设定的功率值，如果大于，则减少射频通道增益，将射频接收通道输出信号功率调整到所述预先设定的功率值，并结束本流程；否则，结束本流程；

d.当射频接收通道接收的输入信号功率逐渐增大时，判断射频接收通道输出信号功率是否大于门限值A，如果大于，将输出信号功率减少X，并且记录调整射频通道增益的次数；否则，不进行处理；

当射频接收通道接收的输入信号功率逐渐减小时，判断射频接收通道输出信号功率是否小于门限值B或(A+B)/2，如果小于，则执行步骤e；否则，不进行处理，结束本流程；

e.判断射频通道增益的调整次数是否为0，如果为0，则不进行处理；否则，增加射频通道增益，增加量为X，并且将射频通道增益的调整次数设置为0，结束本流程。

步骤b中当射频接收通道的输入信号功率小于小区无业务干扰水平值时，在结束本流程前，该方法进一步包括：

将射频接收通道输出信号功率与门限值进行比较，在射频接收通道接收的输入信号功率逐渐增大时，如果射频接收通道输出信号功率大于门限值A，将输出信号功率减少X；

在射频接收通道接收的输入信号功率逐渐减小时，如果射频接收通道输出信号功率小于门限值B，将输出信号功率增加X，如果在A与B之间，不进行处理。

步骤b中当射频接收通道的输入信号功率小于小区无业务干扰水平值时，在结束本流程前，该方法进一步包括：

d30、预先设置射频通道增益调整量X为(A-B)/2；

d31、在射频接收通道接收的输入信号功率逐渐增大时，判断射频接收通道输出信号功率是否大于门限值A，如果大于，调整射频通道增益，将输出信号功率减少(A-B)/2；

在射频接收通道接收的输入信号功率逐渐减小时，如果射频接收通道输出信号功率小于门限值(A+B)/2，将输出信号功率增加(A-B)/2，否则，不进行处理，结束本流程。

所述射频通道增益调整量X为(A-B)/2；所述判断射频接收通道输出信号功率是否小于门限值B或(A+B)/2为：

判断射频接收通道输出信号功率是否小于门限值(A+B)/2。

步骤a中所述预先设定功率值为大于且趋于等于接收机热噪声电平时所对应的输出信号功率值。

本发明在输入信号功率达到小区无业务干扰水平值时，将输出功率调整到趋于接近接收机热噪声电平所对应的输出信息功率，以确保在90％负载内不再调整射频通道增益，从而解决了现有技术中由于射频通道增益调整而引起的上行负载计算精度降低的问题。

附图说明

图1为无线接收通道原理示意图；

图2为现有技术中无线接收通道AGC原理示意图；

图3为现有技术中AGC原理控制射频通道的特性图；

图4为本发明射频通道自动增益控制的方法流程图；

图5为本发明进行控制射频通道具体实施例一的特性图；

图6为本发明进行控制射频通道具体实施例二的特性图。

具体实施方式

为了解决在调整射频通道增益的过程中，上行负载计算精度降低的问题，本发明在90％的上行负载内不再调整射频通道增益。

参见图4所示，实现本发明方法的具体过程如下：

步骤401：预先设定功率值，并且该功率值大于输入信号功率为接收机热噪声电平时所对应的输出信号功率；

步骤402：判断射频接收通道的输入信号功率是否等于小区无业务干扰水平值，如果等于，则执行步骤403，否则，跳出本流程；

步骤403：判断所述小区无业务干扰水平值所对应的射频通道输出信号功率是否大于所述预先设定的功率值，如果大于，则减少射频通道增益，将射频接收通道的输出信号功率调整到所述预先设定的功率值，否则，跳出本流程。

下面结合附图和具体实施例详细说明本发明的技术方案。

以下两个本实施例是在模块206中设置门限值A、B，射频通道增益的调整量为X，X的取值范围为0＜X＜A-B。当接收机热噪声电平为P1时，射频通道输出信号功率为D。另外，设定比D大几分贝的功率值C，使输出信号不会由于模块206的热噪声和量化噪声引起误码。模块206不断检测射频通道输出信号功率，当输出信号功率大于A门限时，减小射频通道增益，此时减小量为A-X；当输出信号功率小于B门限时，增加射频通道增益，增加量为X-B。当接收前端的输入信号功率为小区无业务干扰水平时，即为P4点，判断该点对应的射频通道输出信号功率F是否大于C，如果大于C，则减小射频通道增益，将输出信号功率调整到C。并且，要记录射频通道增益的减少次数。在接收前端的输入信号逐渐减少时，如果在无业务干扰电平以上进行过减小通道的控制，那么提高射频通道增益，如果射频通道增益减小次数为0，则不调整射频通道增益。

下面以X＝(A-B)/2为例，并且结合图5来说明本发明的技术方案。

参见图5所示，P3、P4、P6是信号逐渐增大时的增益调整点，P2、P5是信号逐渐减小时的增益调整点。

在P1～P3点间：在初始状态下，随着接收前端的输入信号功率不断增加，射频通道输出信号功率也在不断增加。当接收前端的输入信号功率到达P3点时，射频通道输出信号功率增加到超过门限值A时，模块206将调整射频通道增益，将射频通道增益减少(A-B)/2，即c点。

如果在c点接收前端的输入信号功率还在不断增加，那么射频通道输出信号功率也在不断增加。当接收前端的输入信号功率增加到P4点，即等于小区无业务干扰水平时，判断射频通道输出信号功率是否大于功率C值，如果大于C值，则将射频通道输出信号功率调整到C。此后，随着接收前端输入信号功率的不断增大，射频通道增益不再进行调整，直到射频通道输出信号功率超过AdBm时，即P6点，再次进行调整，模块206要记录减小射频通道增益的次数。而且，如果在接收前端的输入信号功率大于P6点时，接收前端的输入信号功率在不断减少，当输出信号功率小于(A+B)/2时，在无业务干扰电平以上射频接收通道增益调整次数为1，则增加射频通道增益，将输出信号功率调整到f点，然后将射频接收通道增益调整次数设置为0。

如果在c点接收前端的输入信号功率在逐渐减小，那么射频通道输出信号功率也在不断降低。当输入信号功率到达P2点时，射频通道输出信号功率小于BdBm时，模块206将射频通道输出信号功率增加(A-B)/2，射频通道输出信号功率到达h点。然后随着接收前端的输入信号功率逐渐的减小，射频通道输出信号功率也在不断降低。

下面举具体实施例二对本发明的技术方案再作描述。

如图6所示，接收机热噪声电平为P1，对应的射频通道输出信号功率为D，在模块206的控制算法中设置两个门限值A和B，另外设定一个电平值C，C一般高于D几个分贝，确保在C电平中不会因为接收***本身的热噪声引起误码。

在P1～P3点间：在初始状态下，模块206不断检测射频通道输出信号功率，当信号功率大于A门限时，减小射频通道增益(A-B)/2，将输出信号功率调整到(A+B)/2；然后，随着输入信号功率的不断增加，输出信号功率也在不断增加。

当输入信号功率到达P4点时，判断射频通道输出信号功率F是否大于C，如果大于，则调整射频通道增益，使得射频通道输出信号功率接近CdBm，否则，不进行调整。

随后，随着接收机接收信号功率的不断增加，输出信号功率也在不断增加，直到射频通道输出信号功率超过AdBm，即P6点，再次进行调整，将输出信号功率调整到(A+B)/2，此时206模块要记录减小射频通道增益的次数。

在接收前端的输入信号功率大于P6点的输入信号功率值时，如果接收前端的输入信号功率逐渐减小，当输出信号功率小于(A+B)/2时，判断减少射频通道增益的次数是否为0，此时减少射频通道增益的次数不为0，所以将增加射频通道增益，将输出信号功率调整到A，将减少射频通道增益的调整次数设置为0。随后，随着接收前端的输入信号功率逐渐减小，输出信号功率在不断减少，当输出信号功率小于(A+B)/2时，此时减少射频通道增益的调整次数为0，所以射频通道增益不需要进行调整。

实施例二与实施例一之间的差别是：当输入信号功率减少时，增益调整略有不同。但都是在接收前端的输入信号达到小区无业务干扰水平时，确定此时的输出信号功率是否大于预先设定的C值，如果大于C值，则将输出信号功率调整到C值。因此在接收前端的输入信号功率到达门限值A之前，无须再调整射频通道增益。

需要说明的是，在上述两个实施例中，在P1～P2间的增益的处理过程不属于本发明的调整范围。

Claims (5)

1、一种射频接收通道自动增益控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a.预先设定门限值A、B、射频通道增益调整量X及功率值，并且A＞B，0＜X＜A-B，该功率值大于射频接收通道的输入信号功率为接收机热噪声电平时所对应的输出信号功率值；

b.比较射频接收通道接收的输入信号功率与小区无业务干扰水平值，如果等于，则执行步骤c；如果大于，则执行步骤d；否则，结束本流程；

c.判断所述小区无业务干扰水平值所对应的射频接收通道输出信号功率是否大于所述预先设定的功率值，如果大于，则减少射频通道增益，将射频接收通道输出信号功率调整到所述预先设定的功率值，并结束本流程，否则，结束本流程；

d.当射频接收通道接收的输入信号功率逐渐增大时，判断射频接收通道输出信号功率是否大于门限值A，如果大于，将输出信号功率减少X，并且记录调整射频通道增益的次数；否则，不进行处理；

当射频接收通道接收的输入信号功率逐渐减小时，判断射频接收通道输出信号功率是否小于门限值B或(A+B)/2，如果小于，则执行步骤e；否则，不进行处理，结束本流程；

e.判断射频通道增益的调整次数是否为0，如果为0，则不进行处理；否则，增加射频通道增益，增加量为X，并且将射频通道增益的调整次数设置为0，结束本流程。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中当射频接收通道的输入信号功率小于小区无业务干扰水平值时，在结束本流程前，该方法进一步包括：

将射频接收通道输出信号功率与门限值进行比较，在射频接收通道接收的输入信号功率逐渐增大时，如果射频接收通道输出信号功率大于门限值A，将输出信号功率减少X；

在射频接收通道接收的输入信号功率逐渐减小时，如果射频接收通道输出信号功率小于门限值B，将输出信号功率增加X，如果在A与B之间，不进行处理。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中当射频接收通道的输入信号功率小于小区无业务干扰水平值时，在结束本流程前，该方法进一步包括：

d30、预先设置射频通道增益调整量X为(A-B)/2；

d31、在射频接收通道接收的输入信号功率逐渐增大时，判断射频接收通道输出信号功率是否大于门限值A，如果大于，调整射频通道增益，将输出信号功率减少(A-B)/2；

在射频接收通道接收的输入信号功率逐渐减小时，如果射频接收通道输出信号功率小于门限值(A+B)/2，将输出信号功率增加(A-B)/2，否则，不进行处理，结束本流程。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射频通道增益X为(A-B)/2，

所述判断射频接收通道输出信号功率是否小于门限值B或(A+B)/2为：判断射频接收通道输出信号功率是否小于门限值(A+B)/2。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中所述预先设定功率值为大于且趋于等于接收机热噪声电平时所对应的输出信号功率值。

Images