CN114499561A - 无线通信接收机及其自动增益控制装置与控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通信接收机及其自动增益控制装置与控制方法，其中自动增益控制装置包括：依次串联的一级放大器，混频器，二级放大器和信号处理组件；所述一级放大器用于放大接收到的射频信号；所述二级放大器用于放大模拟基带信号；第一检测器，电连接在所述一级放大器和所述混频器之间，并与所述信号处理组件通信连接；第二检测器，电连接在所述二级放大器和所述信号处理组件之间，并与所述信号处理组件通信连接；所述信号处理组件用于确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和映射关系，确定第一增益目标值和第二增益目标值；本发明提供的控制装置，简化了电路结构，提高了射频放大器的增益控制速度。

Description

无线通信接收机及其自动增益控制装置与控制方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线通信接收机及其自动增益控制装置与控制方法。

背景技术

在无线通信***接收机设计中，接收链路需要将天线输入端的射频信号经过放大、变频、模数转换等处理后送给数字基带处理模块进行后续处理。需要有效地控制接收链路中的各级放大器模块的增益值，使得进入数字基带处理模块的数字信号幅度大小合适，即不出现信号饱和截断或者有效信号幅值过小的情况。此外当天线输入有效信号到达后，需要快速调节各级放大器模块增益值使得输出幅值稳定到合适值，否则容易使得数据帧检测模块无法有效检测到数据帧的到达，或者信号信噪比偏低，造成整帧接收失败。

现有技术中，通常会在接收机的模拟电路或数字电路中设置单独的自动增益控制电路实现，但电路控制方式较为复杂，控制速度往往较慢。

发明内容

本发明提供了一种无线通信接收机及其自动增益控制装置与控制方法，以解决或者部分解决目前无线通信接收机中的自动增益控制电路的增益控制方式复杂，控制速度较慢的技术问题。

为解决上述技术问题，根据本发明一个可选的实施例，提供了一种自动增益控制装置，包括：

依次串联的一级放大器，混频器，二级放大器和信号处理组件，所述信号处理组件与所述一级放大器通信连接；所述一级放大器用于放大接收到的射频信号；所述混频器用于将放大后的射频信号转换为模拟基带信号；所述二级放大器用于放大所述模拟基带信号；

第一检测器，电连接在所述一级放大器和所述混频器之间，并与所述信号处理组件通信连接；所述第一检测器用于获得放大后的射频信号的第一信号功率信息；

第二检测器，电连接在所述二级放大器和所述信号处理组件之间，并与所述信号处理组件通信连接；所述第二检测器用于获得放大后的模拟基带信号的第二信号功率信息；

所述信号处理组件用于根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和映射关系，确定第一增益目标值和第二增益目标值；其中，所述映射关系为信号功率值与第一增益控制值，第二增益控制值的对应关系；所述一级放大器根据所述第一增益目标值放大所述射频信号，所述二级放大器根据所述第二增益目标值放大所述模拟基带信号。

可选的，所述信号处理组件包括模数转换器和数字信号处理电路，所述模数转换器电连接在所述二级放大器与所述数字信号处理电路之间；所述第一检测器，所述第二检测器与所述数字信号处理电路通信连接；

所述模数转换器用于将放大后的模拟基带信号转换为数字基带信号；所述数字信号处理电路用于根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和所述映射关系，确定所述第一增益目标值和所述第二增益目标值。

可选的，所述数字信号处理电路包括：

第一滤波单元，用于对所述第一信号功率信息进行滤波，获得滤波后的第一信号功率信息；

第二滤波单元，用于对所述第二信号功率信息进行滤波，获得滤波后的第二信号功率信息；

信号功率确定单元，用于根据所述滤波后的第一信号功率信息和所述滤波后的第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率；

增益控制值确定单元，用于根据所述射频信号的输入信号功率和映射关系，确定并输出所述第一增益目标值和所述第二增益目标值。

进一步的，所述信号功率确定单元用于：

根据所述滤波后的第一信号功率信息，确定所述一级放大器的第一输出信号功率，以及根据所述滤波后的第二信号功率信息，确定所述二级放大器的第二输出信号功率；

根据所述第一输出信号功率和所述第二输出信号功率，确定所述射频信号的输入信号功率。

进一步的，所述信号功率确定单元用于：

根据所述第一输出信号功率和所述一级放大器的当前增益控制值，确定所述一级放大器的第一输入信号功率；

根据所述第二输出信号功率和所述二级放大器的当前增益控制值，确定所述二级放大器的输入信号功率；根据所述二级放大器的输入信号功率和所述一级放大器的当前增益控制值，确定所述一级放大器的第二输入信号功率；

根据所述第一输入信号功率和所述第二输入信号功率，确定所述射频信号的输入信号功率。

进一步的，所述信号功率确定单元用于：

按照设定时间间隔获得所述滤波后的第一信号功率信息和所述滤波后的第二信号功率信息，并根据所述滤波后的第一信号功率信息和所述滤波后的第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率。

可选的，所述第一检测器包括第一检波器和第一比较组件；所述第一检波器的一端电连接在所述一级放大器与所述混频器之间，另一端电连接所述第一比较组件；所述第一比较组件与所述数字信号处理电路通信连接；

其中，所述第一检波器用于将所述放大后的射频信号转换为第一电压信号；所述第一比较组件包括N个并联的电压比较器，N≥2且为整数；每一个所述电压比较器对应设置一参考电压值；所述第一比较组件根据所述第一电压信号，获得所述第一信号功率信息。

可选的，所述第二检测器包括第二检波器和第二比较组件；所述第二检波器的一端电连接在所述二级放大器与所述模数转换器之间，另一端电连接所述第二比较组件；所述第二比较组件与所述数字信号处理电路通信连接；

其中，所述第二检波器用于将所述放大后的模拟基带信号转换为第二电压信号；所述第二比较组件包括M个并联的电压比较器，M≥2且为整数；每一个所述电压比较器对应设置一参考电压值；所述第二比较组件根据所述第二电压信号，获得所述第二信号功率信息。

根据本发明另一个可选的实施例，提供了一种无线通信接收机，包括前述技术方案中的任一项所述的控制装置。

根据本发明另一个可选的实施例，提供了一种自动增益控制方法，应用于如前述技术方案中的无线通信接收机，所述控制方法包括：

在检测到所述无线通信接收机进入接收模式时，控制所述信号处理组件根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和映射关系，确定第一增益目标值和第二增益目标值；

在检测到当前数据帧的接收帧有效之后，在所述当前数据帧接收完成之前，禁止所述信号处理组件根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和映射关系，确定第一增益目标值和第二增益目标值。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种自动增益控制装置，通过设置连接在一级放大器和混频器之间的第一检测器，用于获得放大后的射频信号的第一信号功率信息；设置连接在二级放大器和信号处理组件的第二检测器，用于获得放大后的模拟基带信号的第二信号功率信息，然后信号处理组件根据所述第一信号功率信息和所述第二信号功率信息，能够确定出射频信号的输入信号功率，然后结合预先确定的信号功率与增益控制值的映射关系，快速确定出适配当前射频信号输入功率的第一增益目标值和第二增益目标值，作为一级放大器和二级放大器当前的增益控制值。与采用复杂的自动增益控制电路实现增益控制的方案相比，本发明利用预设的映射关系快速确定放大器的增益目标控制值，从而能够在简化电路结构的同时，快速调节射频放大器增益并输出合适幅值的基带信号以进行后续处理，在提高了射频放大器的增益控制速度的同时，保证了增益控制的精度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明提供的自动增益控制装置的整体结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的自动增益控制装置的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的第一检测器的结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的数字信号处理电路的结构示意图；

附图标记说明：

1、一级放大器；2、混频器；3、二级放大器；4、信号处理组件；41、模数转换器；42、数字信号处理电路；421、第一滤波单元；422、第二滤波单元；423、信号功率确定单元；424、增益控制值确定单元；5、第一检测器；51、第一检波器；52、第一比较组件；6、第二检测器。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

为了解决目前自动增益控制电路的增益控制方式复杂，控制速度较低的技术问题，本发明提供了一种自动增益控制装置，如图1所示，其整体结构如下：

依次串联的一级放大器1，混频器2，二级放大器4和信号处理组件4，所述信号处理组件4与所述一级放大器1通信连接；所述一级放大器1用于放大接收到的射频信号；所述混频器2用于将放大后的射频信号转换为模拟基带信号；所述二级放大器4用于放大所述模拟基带信号；

第一检测器5，电连接在所述一级放大器1和所述混频器2之间，并与所述信号处理组件4通信连接，用于获得放大后的射频信号的第一信号功率信息；

第二检测器6，电连接在所述二级放大器4和所述信号处理组件4之间，并与所述信号处理组件4通信连接，用于获得放大后的模拟基带信号的第二信号功率信息；

所述信号处理组件4用于根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和映射关系，确定第一增益目标值和第二增益目标值；其中，所述映射关系为信号功率值与第一增益控制值，第二增益控制值的对应关系；所述一级放大器1根据所述第一增益目标值放大所述射频信号，所述二级放大器4根据所述第二增益目标值放大所述模拟基带信号。

上述自动增益控制装置的控制原理为：通过设置连接在一级放大器1和混频器2之间的第一检测器5，用于获得放大后的射频信号的第一信号功率信息；设置连接在二级放大器4和信号处理组件4的第二检测器6，用于获得放大后的模拟基带信号的第二信号功率信息，然后信号处理组件4根据所述第一信号功率信息和所述第二信号功率信息，能够确定出射频信号的输入信号功率，然后结合预先确定的信号功率与增益控制值的映射关系，快速确定出适配当前射频信号输入功率的第一增益目标值和第二增益目标值，作为一级放大器1和二级放大器4当前的增益控制值。与采用复杂的自动增益控制电路实现增益控制的方案相比，本发明利用预设的映射关系确定放大器的增益目标控制值，避免了增益控制的实时运算，从而能够在简化电路结构的同时，快速调节射频放大器增益并输出合适幅值的基带信号以进行后续处理，在提高了射频放大器的增益控制速度的同时，保证了增益控制的精度。

在接下来的内容中，结合具体实施方式，对上述方案进行进一步的说明：

如图2所示，在某无线通信接收机中设置的自动增益控制装置包括：

一级放大器1，用于将从天线处接收到的射频信号进行幅值放大；

混频器2，用于将放大后的射频信号转换为模拟基带信号；

二级放大器4，用于放大模拟基带信号；

模数转换器41，用于将放大后的模拟基带信号转换成数字基带信号；

第一检测器5，用于检测并生成经一级放大器1后的第一信号功率信息，具体的，可以是信号功率等级指示的数字信号；

第二检测器6，用于检测并生成二级放大器4后的第二信号功率信息，具体的，可以是信号功率等级指示的数字信号；

数字信号处理电路42，用于自动增益控制，根据第一检测器5和第二检测器6输出的信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和所述映射关系，确定所述第一增益目标值和所述第二增益目标值；并将第一增益目标值发送至一级放大器1，第二增益目标值发送至二级放大器4，以控制所述一级放大器1和所述二级放大器4根据对应的增益目标值进行自动增益控制；通过控制模拟射频前端两级放大器增益，将输出数字基带信号的幅值快速调节到合适的大小。

其中，一级放大器1，混频器2，二级放大器4，模数转换器41和数字信号处理电路42依次连接，第一检测器5电连接在所述一级放大器1和所述混频器2之间，第二检测器6电连接在所述二级放大器4和所述模数转换器41之间，所述第一检测器5和所述第二检测器6均与所述数字信号处理电路42通信连接(无线或有线连接)，以将检测到第一信号功率信息，第二信号功率信息发送至所述数字信号处理电路42。

在一些可选的实施例中，如图3所示，所述第一检测器5包括第一检波器51和第一比较组件52；所述第一检波器51的一端电连接在所述一级放大器1与所述混频器2之间，另一端电连接所述第一比较组件52；所述第一比较组件52与所述数字信号处理电路42通信连接；其中，所述第一比较组件52包括N个并联的电压比较器，N≥2且为整数；每一个所述电压比较器对应设置一参考电压值。

所述第一检波器51用于将所述放大后的射频信号转换为第一电压信号；所述第一比较组件52包括N个并联的电压比较器，N≥2且为整数；每一个所述电压比较器对应设置一参考电压值；所述第一比较组件52根据所述第一电压信号，获得所述第一信号功率信息。

具体的，第一检波器51可以是模拟检波器，用于将时域快变的模拟信号：放大后的射频信号通过检波转换为慢变的电压信号，电压信号幅值与输入射频信号的平均功率近似成正比。

第一比较组件52包括多个电压比较器。电压比较器的工作原理为：将检波器的输出电压信号与预设参考电压进行数值比较，当输出电压高于参考电压时，电压比较器输出高电平信号(＝1)；当输出电压低于参考电压时，电压比较器输出低电平信号(＝0)。多个电压比较器的高电平和低电平信号，组成模拟低通滤波器输出的所述第一信号功率信息。可选的，第一比较组件52中的电压比较器的数量可以根据实际需求确定，例如设置为3个电压比较器并联，此时对应的第一信号功率信息为3位信号。

所述第二检测器6的结构与所述第一检测器5相似。在一些可选的实施例中，所述第二检测器6包括第二检波器和第二比较组件；所述第二检波器的一端电连接在所述二级放大器4与所述模数转换器41之间，另一端电连接所述第二比较组件；所述第二比较组件与所述数字信号处理电路42通信连接；其中，所述第二检波器用于将所述放大后的模拟基带信号转换为第二电压信号；所述第二比较组件包括M个并联的电压比较器，M≥2且为整数；每一个所述电压比较器对应设置一参考电压值；所述第二比较组件根据所述第二电压信号，获得所述第二信号功率信息。

同理，第二检波器可以是模拟检波器，用于将时域快变的、放大后的模拟基带信号通过检波转换为慢变的电压信号，电压信号幅值与信号的平均功率近似成正比。第二比较组件中的电压比较器的数量可以根据实际需求确定，例如设置为8个电压比较器并联，此时对应的第二信号功率信息为8位模拟低通滤波器的输出信号。

在通过第一检测器5和第二检测器6获得对应的信号功率信息后，接下来通过数字信号处理电路42计算接收到的射频信号的信号功率，并根据信号功率确定当前适用的增益控制目标值。

在一些可选的实施例中，如图4所示，所述数字信号处理电路42包括：

第一滤波单元421，用于对所述第一信号功率信息进行滤波，获得滤波后的第一信号功率信息；

第二滤波单元422，用于对所述第二信号功率信息进行滤波，获得滤波后的第二信号功率信息；

信号功率确定单元423，用于根据所述滤波后的第一信号功率信息和所述滤波后的第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率；

增益控制值确定单元424，用于根据所述射频信号的输入信号功率和映射关系，确定并输出所述第一增益目标值和所述第二增益目标值。

具体的，第一滤波单元421用于对第一检测器5输出的第一信号功率信息进行滤波处理；第二滤波单元422用于对第二检测器6输出的第二信号功率信息进行滤波处理。滤波处理是为了稳定信号功率信息，从而提高增益目标值的计算精度。滤波可采用的方法包括平滑滤波，中值滤波，算术平均滤波等。

在一些可选的实施例中，所述信号功率确定单元423用于：按照设定时间间隔获得所述滤波后的第一信号功率信息和所述滤波后的第二信号功率信息，并确定所述射频信号的输入信号功率。按照设定时间间隔确定输入信号功率，是为了保证自动增益控制的稳定性和精确性。设定时间间隔根据数字信号处理电路42的时钟频率结合实际需求进行确定，如0.4～1微秒，在此不做具体限定。

具体来讲，信号功率确定单元423根据所述滤波后的第一信号功率信息，确定所述一级放大器1的第一输出信号功率，以及根据所述滤波后的第二信号功率信息，确定所述二级放大器4的第二输出信号功率；根据所述第一输出信号功率和所述第二输出信号功率，确定所述射频信号的输入信号功率。

具体的，滤波后的第一信号功率信息包括当前一级放大器1的输出信号功率(转化为电压信号)与第一检测器5中预设的多个参考电压之间的大小关系，而每个参考电压又可对应一信号平均功率或参考功率；因此结合第一信号功率信息和参考电压值，可以确定出一级放大器1输出端的信号功率值/范围，同理根据第二信号功率信息和第二检测器6对应的参考电压值，可以确定出二级放大器4输出端的信号功率值/范围。

在一些可选的实施例中，根据所述第一输出信号功率和所述第二输出信号功率，确定所述射频信号的输入信号功率的方法为：

根据所述第一输出信号功率和所述一级放大器1的当前增益控制值，确定所述一级放大器1的第一输入信号功率；

根据所述第二输出信号功率和所述二级放大器4的当前增益控制值，确定所述二级放大器4的输入信号功率；根据所述二级放大器4的输入信号功率和所述一级放大器1的当前增益控制值，确定所述一级放大器1的第二输入信号功率；

根据所述第一输入信号功率和所述第二输入信号功率，确定所述射频信号的输入信号功率。

具体的，在已知一级放大器1输出端的输出信号功率和一级放大器1的增益控制值后，通过一次计算得到天线输入端的射频信号的第一信号功率范围；

在已知二级放大器4输出端的输出信号功率和二级放大器4的增益控制值，一级放大器1的增益控制值后，通过两次计算得到天线输入端的射频信号的第二信号功率范围；

根据第一信号功率范围和第二信号功率范围进行融合，得到精确的射频信号的信号功率值。融合方法可以先对第一信号功率范围和第二信号功率范围求交集范围，然后根据交集范围，取范围端点值或范围中间值作为最终的射频信号的输入信号功率。

为了直观说明上述方案，接下来以：

1)滤波方法为平滑滤波；

2)一级放大器1的增益设置为0dB、10dB、20dB三种；第一比较组件52包括3个电压比较器，每个电压比较器对应设置一个参考电压值，分别对应的信号平均功率为0dBm、-20dBm、-40dBm；

3)二级放大器4增益设置为0dB、6dB、12dB、18dB、24dB、30dB、36dB、42dB共8种；第二比较组件包括8个电压比较器，每个电压比较器对应设置一个参考电压值，分别对应的信号平均功率为0dBm、-6dBm、-12dBm、-18dBm、-24dBm、-30dBm、-36dBm、-42dBm；

4)数字信号处理电路42，数模转换器和模数转换器41使用的时钟频率为80MHz

上述4种设置为例，对数字信号处理电路42的功能进行说明：

第一滤波单元421对第一信号功率信息，第二滤波单元422对第二信号功率信息中的每一位信号都进行相同的平滑滤波处理，并输出一位信号值，形成滤波后的信号功率信息，计算过程如下：

对于每一位信号，根据设定的数量K，对输入数据进行累加，即：

上式中，x(i)为当前位输入的第i个数据，将s与设定阈值T进行比较，若s>T则输出1，否则输出0。可选的，对于80MHz的时钟频率，可以取K＝32，T＝15，即每隔：32/(80×10⁶)＝0.4微秒更新一次滤波后的第一信号功率信息的输出。

具体的，平滑滤波后的第一信号功率信息包括3位指示信号，根据3位指示信号，可以确定在第一检测器5处的输入信号，即放大后的射频信号的功率范围为：大于0dBm、-20～0dBm、-40～-20dBm、小于-40dBm中的其中一种，然后结合一级放大器1在当前的实际增益控制值，可以计算出天线输入端的第一射频信号输入功率范围。

同理，平滑滤波后的第二信号功率信息包括8位指示信号，根据8位指示信号，可以确定在第二检测器6处的输入信号，即经二级放大器4放大的模拟信号的功率范围，再结合一级放大器1在当前的实际增益控制值和二级放大器4在当前的实际增益控制值，可以计算出天线输入端的第二射频信号输入功率范围。

通过第一射频信号输入功率范围和第二射频信号输入功率范围的融合，可以确定出更加精确的天线输入端的射频信号的输入信号功率(估计)值。

在获得射频信号的输入信号功率值后，为了提高增益目标值的确定速度，根据实际接收链路特性，可以事先计算出信号功率值与一级放大器1、二级放大器4的增益控制值映射表并将映射表存储在增益控制值确定单元424，如此在每计算出一个输入信号功率值后，通过查表可以快速得到一级放大器1和二级放大器4的增益控制目标值。然后增益控制值确定单元424将增益控制目标值发送至一级放大器1和二级放大器4以更新现有的增益控制值，使一级放大器1和二级放大器4按照最新的增益控制值进行信号放大。

本实施例提供的自动增益控制装置，具有如下的优点：

通过简单的电路实现了自动增益控制，具有结构简单，占用芯片面积小的特点，能够快速准确地调节模拟射频放大器增益以输出合适幅值的数字基带信号用于后续处理。

基于前述实施例相同的发明构思，在另一个可选的实施例中，提供了一种无线通信接收机，包括前述实施例中提供的自动增益控制装置。自动增益控制装置的前端连接天线以接收射频信号，自动增益控制的后端连接解调电路或数字基带信号处理电路进行信号处理。

基于前述实施例提供的无线通信接收机和自动增益控制装置，提供了一种自动增益控制方法，包括：

在检测到所述无线通信接收机进入接收模式时，控制所述信号处理组件4根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和映射关系，确定第一增益目标值和第二增益目标值；在检测到当前数据帧的接收帧有效之后，在所述当前数据帧接收完成之前，禁止所述信号处理组件4根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和映射关系，确定第一增益目标值和第二增益目标值。

具体的，一种可选的在无线通信接收机中的自动增益控制流程如下：

步骤1：配置***进入接收状态；在具体实施时，将整个接收链路开启，并且设置一级放大器1和二级放大器4的增益控制值为最大值，即使整个接收链路增益为最高。

步骤2：数字信号处理电路42对输入的来自第一检测器5的第一信号功率信息，来自第二检测器6的第二信号功率信息进行平滑滤波；例如，对信号功率信息中每一个输入数据位进行32个数据累加判决，即每0.4us得到一组输出值；

步骤3：基于平滑滤波后的第一信号功率信息和第二信号功率信号，计算当前射频信号的输入信号功率值。

步骤4：根据输入信号功率值，结合增益值映射表进行查表，分别获得一级放大器1的增益目标值和二级放大器4的增益目标值，基于增益目标值更新一级放大器1和二级放大器4的增益控制值。映射表中的数据可以预先设置固定值或者在***运行过程中通过动态更新以适应接收链路特性。

步骤5：当接收帧检测有效时停止上述自动增益控制，否则转步骤2继续执行。具体的，在接收帧检测有效之前，每0.4us计算得到一组新的放大器增益目标值，反馈到模拟前端的一级放大器1和二级放大器4。经过少数几次迭代处理之后，模数转换器41输出的数字基带信号幅值将趋于稳定，供基带其它数字模块进行计算处理。

上述自动增益控制装置中所采用的方法，每一步均可以用数字电路可编程的方式实现自动运算和控制，有利于降低设计及实现难度。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种自动增益控制装置，通过设置连接在一级放大器和混频器之间的第一检测器，用于获得放大后的射频信号的第一信号功率信息；设置连接在二级放大器和信号处理组件的第二检测器，用于获得放大后的模拟基带信号的第二信号功率信息，然后信号处理组件根据所述第一信号功率信息和所述第二信号功率信息，能够确定出射频信号的输入信号功率，然后结合预先确定的信号功率与增益控制值的映射关系，快速确定出适配当前射频信号输入功率的第一增益目标值和第二增益目标值，作为一级放大器和二级放大器当前的增益控制值。与采用复杂的自动增益控制电路实现增益控制的方案相比，本发明利用预设的映射关系快速确定放大器的增益目标控制值，从而能够在简化电路结构的同时，快速调节射频放大器增益并输出合适幅值的基带信号以进行后续处理，在提高了射频放大器的增益控制速度的同时，保证了增益控制的精度。

进一步的，本发明还提供了一种无线通信接收机及其自动增益控制方法，控制方法中的每一步骤均可以采用数字电路可编程的方式实现自动运算和控制，有利于降低电路设计及实现难度。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种自动增益控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：

依次串联的一级放大器，混频器，二级放大器和信号处理组件，所述信号处理组件与所述一级放大器通信连接；所述一级放大器用于放大接收到的射频信号；所述混频器用于将放大后的射频信号转换为模拟基带信号；所述二级放大器用于放大所述模拟基带信号；

第一检测器，电连接在所述一级放大器和所述混频器之间，并与所述信号处理组件通信连接；所述第一检测器用于获得放大后的射频信号的第一信号功率信息；

第二检测器，电连接在所述二级放大器和所述信号处理组件之间，并与所述信号处理组件通信连接；所述第二检测器用于获得放大后的模拟基带信号的第二信号功率信息；

所述信号处理组件用于根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和映射关系，确定第一增益目标值和第二增益目标值；其中，所述映射关系为信号功率值与第一增益控制值，第二增益控制值的对应关系；所述一级放大器根据所述第一增益目标值放大所述射频信号，所述二级放大器根据所述第二增益目标值放大所述模拟基带信号。

2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述信号处理组件包括模数转换器和数字信号处理电路，所述模数转换器电连接在所述二级放大器与所述数字信号处理电路之间；所述第一检测器，所述第二检测器与所述数字信号处理电路通信连接；

所述模数转换器用于将放大后的模拟基带信号转换为数字基带信号；所述数字信号处理电路用于根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和所述映射关系，确定所述第一增益目标值和所述第二增益目标值。

3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述数字信号处理电路包括：

第一滤波单元，用于对所述第一信号功率信息进行滤波，获得滤波后的第一信号功率信息；

第二滤波单元，用于对所述第二信号功率信息进行滤波，获得滤波后的第二信号功率信息；

信号功率确定单元，用于根据所述滤波后的第一信号功率信息和所述滤波后的第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率；

增益控制值确定单元，用于根据所述射频信号的输入信号功率和映射关系，确定并输出所述第一增益目标值和所述第二增益目标值。

4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述信号功率确定单元用于：

根据所述滤波后的第一信号功率信息，确定所述一级放大器的第一输出信号功率，以及根据所述滤波后的第二信号功率信息，确定所述二级放大器的第二输出信号功率；

根据所述第一输出信号功率和所述第二输出信号功率，确定所述射频信号的输入信号功率。

5.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述信号功率确定单元用于：

根据所述第一输出信号功率和所述一级放大器的当前增益控制值，确定所述一级放大器的第一输入信号功率；

根据所述第二输出信号功率和所述二级放大器的当前增益控制值，确定所述二级放大器的输入信号功率；根据所述二级放大器的输入信号功率和所述一级放大器的当前增益控制值，确定所述一级放大器的第二输入信号功率；

根据所述第一输入信号功率和所述第二输入信号功率，确定所述射频信号的输入信号功率。

6.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述信号功率确定单元用于：

按照设定时间间隔获得所述滤波后的第一信号功率信息和所述滤波后的第二信号功率信息，并根据所述滤波后的第一信号功率信息和所述滤波后的第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率。

7.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述第一检测器包括第一检波器和第一比较组件；所述第一检波器的一端电连接在所述一级放大器与所述混频器之间，另一端电连接所述第一比较组件；所述第一比较组件与所述数字信号处理电路通信连接；

其中，所述第一检波器用于将所述放大后的射频信号转换为第一电压信号；所述第一比较组件包括N个并联的电压比较器，N≥2且为整数；每一个所述电压比较器对应设置一参考电压值；所述第一比较组件根据所述第一电压信号，获得所述第一信号功率信息。

8.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述第二检测器包括第二检波器和第二比较组件；所述第二检波器的一端电连接在所述二级放大器与所述模数转换器之间，另一端电连接所述第二比较组件；所述第二比较组件与所述数字信号处理电路通信连接；

其中，所述第二检波器用于将所述放大后的模拟基带信号转换为第二电压信号；所述第二比较组件包括M个并联的电压比较器，M≥2且为整数；每一个所述电压比较器对应设置一参考电压值；所述第二比较组件根据所述第二电压信号，获得所述第二信号功率信息。

9.一种无线通信接收机，其特征在于，包括如权利要求1～8任一权项所述的控制装置。

10.一种自动增益控制方法，其特征在于，应用于如权利要求9所述的无线通信接收机，所述控制方法包括：

在检测到所述无线通信接收机进入接收模式时，控制所述信号处理组件根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和映射关系，确定第一增益目标值和第二增益目标值；

在检测到当前数据帧的接收帧有效之后，在所述当前数据帧接收完成之前，禁止所述信号处理组件根据所述一信号功率信息和所述第二信号功率信息，确定所述射频信号的输入信号功率，以及根据所述输入信号功率和映射关系，确定第一增益目标值和第二增益目标值。

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