專利名稱：接收自動增益控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)用自動增益控制系統(tǒng)和方法，更具體地涉及移動通信系統(tǒng)接收機(jī)中所用的一種自動增益控制電路。
移動通信系統(tǒng)面臨不斷增長的增加用戶容量和改善信號接收質(zhì)量的要求。然而，改善信號接收質(zhì)量需要提高發(fā)射功率，這一般會犧牲用戶容量。此處公開的改善可同時滿足前述兩方面的要求。
近年來，碼分多址(CDMA)標(biāo)準(zhǔn)已用于移動通信系統(tǒng)，在北美更是如此。按照CDMA標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成的系統(tǒng)需要一個自動增益控制(AGC)電路以提供一個受控接收信號電平以便無論所檢測輸入信號的電平中波動多大也能實現(xiàn)接收信號自模擬量至數(shù)字量的恰當(dāng)變換。此處公開的一個AGC系統(tǒng)對接收信號電平提供改善的控制。
在地面移動通信接收機(jī)中任何位置上的所檢測輸入信號包括眾多多路徑分量。多路徑分量是由無線電波的反射、衍射和散射引起的沿多路徑發(fā)射一個信號的結(jié)果。當(dāng)一個所發(fā)射信號的多路徑分量彼此同相時，建設(shè)性的干擾結(jié)果使所接收信號得到加強(qiáng)。然而當(dāng)一個信號的多路徑分量彼此相位相反時，破壞性的干擾結(jié)果通常急劇地減小所接收信號的幅值。
當(dāng)一個移動通信接收機(jī)在多路徑發(fā)射環(huán)境下自一個地移動至另一地時，電磁場強(qiáng)度通常以一個幅值或更大值的數(shù)量級變化。電磁場的這類變化稱為瑞利衰落。瑞利衰落在信號幅值包絡(luò)線中造成變化和造成相位變化。此時信號幅值包絡(luò)線變化具有同瑞利分布特性而相位變化具有均勻分布特性。
在根據(jù)CDMA標(biāo)準(zhǔn)操作的現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)中，一種稱為發(fā)射功率控制的技術(shù)用于補(bǔ)償由于移動通信發(fā)射機(jī)相對于基站的操作距離的變化而造成的自它們接收到的信號的強(qiáng)度變化。美國專利5,056,109(′109專利)中對發(fā)射功率控制技術(shù)有描述。該′109專利描述一個稱為“開環(huán)發(fā)射功率控制”的具體技術(shù)，其中每個移動站確定其所檢測輸入信號的所接收信號強(qiáng)度，從而估計來自基站的所發(fā)射信號功率中的損失。在該系統(tǒng)中，移動站使用所估計接收的信號強(qiáng)度以選擇一個發(fā)射功率電平以便向處于接收端的基站提供一個預(yù)計的信噪比。
如′109專利中所描述的發(fā)射功率控制技術(shù)只能夠補(bǔ)償平均發(fā)射損失，這是一種在根源和效果上與瑞利衰落所造成結(jié)果不同的現(xiàn)象。平均發(fā)射損失主要是基站與移動站之間距離的函數(shù)；它的效果隨時間緩慢地變化。發(fā)射功率控制技術(shù)不試圖也無能力補(bǔ)償瑞利衰落，后者在所接收輸入信號電平中造成急劇巨大波動。
如上所述，使用發(fā)射功率控制的移動通信系統(tǒng)根據(jù)由移動站的自動增益控制(AGC)電路所確定的所估計接收到的信號強(qiáng)度以改變發(fā)射功率。因為更準(zhǔn)確的發(fā)射控制允許用改善的信號接收性能為更多組用戶服務(wù)，因此AGC電路的響應(yīng)性能和準(zhǔn)確度對發(fā)射功率設(shè)置有很大影響，而原理上對移動通信系統(tǒng)的總性能也有很大影響。由于距離和干擾的共同影響，例如同瑞利衰落及經(jīng)受突然的巨大的幅值波動，移動通信系統(tǒng)中的總發(fā)射損失能到達(dá)80dB或更多，一個能快速地響應(yīng)和穩(wěn)定地工作于這類條件下的AGC電路是重要的。
參照此處的附圖可很好地理解現(xiàn)有技術(shù)AGC電路例子和本發(fā)明的數(shù)個實施例的描述。這些圖將描述如下。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)自動增益控制電路的第一例的原理框圖。
圖2是用于闡述圖1中所示現(xiàn)有技術(shù)自動增益控制電路的信號功率相對于獲取的增益更新值的圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)自動增益控制電路的第二例的原理框圖。
圖4是用于闡述圖3中所示第二現(xiàn)有技術(shù)自動增益控制電路的信號功率相對于獲取的增益更新值的圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實施例構(gòu)成的一個接收自動增益控制電路的原理框圖。
圖6是用于闡述圖5中所示本發(fā)明第一實施例信號功率相對于的獲取的增益更新值的圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施例構(gòu)成的一個接收自動增益控制電路的原理框圖。
圖8是用于闡述圖7中所示本發(fā)明第二實施例的信號功率相對于獲取的增益更新值的圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第三實施例構(gòu)成的一個接收自動增益控制電路的原理框圖。
圖10是用于闡述圖9中所示本發(fā)明第三實施例的信號功率相對于獲取的增益更新值的圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明第四實施例構(gòu)成的一個接收自動增益控制電路的原理框圖。
圖12是用于闡述圖11中所示本發(fā)明第四實施例的信號功率相對于獲取的增益更新值的圖。
現(xiàn)參照圖1描述現(xiàn)有技術(shù)接收機(jī)系統(tǒng)的一個AGC電路。圖1中的中頻放大器2用于放大所檢測中頻信號1。中頻/基帶轉(zhuǎn)換裝置3用于將所放大中頻信號向下轉(zhuǎn)換為基帶。模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器4然后將基帶信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號5。數(shù)字信號5自AGC電路輸出至數(shù)字解調(diào)電路(未示出)和功率計算裝置6。功率計算裝置6計算數(shù)字信號5的功率?？刂普`差檢測裝置7自參考值8中減去所計算信號功率值以提供一個控制誤差信號。線性/對數(shù)轉(zhuǎn)換裝置9用于將控制誤差信號轉(zhuǎn)換為對數(shù)座標(biāo)。在現(xiàn)有系統(tǒng)中，線性/對數(shù)轉(zhuǎn)換裝置使用查表(依靠局部存儲器的幫助)和數(shù)值替代以完成轉(zhuǎn)換。在線性座標(biāo)上靠近零dB處的區(qū)域內(nèi)零值由一個常數(shù)值替代，因為在此區(qū)域內(nèi)對數(shù)座標(biāo)值趨向于負(fù)無窮大。
標(biāo)定裝置10用于將對數(shù)座標(biāo)控制誤差信號乘以標(biāo)定系數(shù)以便向累計裝置11輸出一個增益更新值。累計裝置11用于將增益更新值加至先前增益控制值上以便向中頻放大器2提供一個更新的增益控制值。累計裝置11也用于將增益控制值轉(zhuǎn)換為一個用于例如發(fā)射功率控制的估計的接收信號強(qiáng)度值(RSSI)14。
圖1的現(xiàn)有技術(shù)AGC電路對中頻放大器2的增益進(jìn)行控制以便將A/D轉(zhuǎn)換器4的基帶信號輸入電平保持不變。通過數(shù)字信號5上的操作實現(xiàn)對A/D轉(zhuǎn)換器4輸入端處信號電平的控制。首先，由功率計算裝置6計算數(shù)字信號5的功率。然后由控制誤差檢測裝置7將所計算功率自一個參考功率電平值8中減去以提供一個控制誤差信號。
由于中頻放大器2的增益變化與由累計裝置11提供的增益控制值變化是指數(shù)關(guān)系，因此控制誤差信號由線性/對數(shù)轉(zhuǎn)換裝置9轉(zhuǎn)換為對數(shù)座標(biāo)以實行線性反饋控制。然后標(biāo)定裝置10將對數(shù)座標(biāo)控制誤差信號乘以一個標(biāo)定系數(shù)從而實行標(biāo)定，該信號接著作為增益更新值被送至累計裝置11。AGC電路中所用標(biāo)定系數(shù)決定AGC電路的控制環(huán)響應(yīng)速度。也即，較大標(biāo)定系數(shù)產(chǎn)生較大增益更新值，而后者又提供較快控制環(huán)響應(yīng)。較小標(biāo)定系數(shù)產(chǎn)生較小增益更新值，而后者又提供較慢控制環(huán)響應(yīng)。
在標(biāo)定后，累計裝置11將增益更新值加至前一個控制周期內(nèi)所用增益控制值上以確定當(dāng)前周期的增益控制值。增益控制值γ與中頻放大器2增益g的關(guān)系由下式提供g＝G exp〔-αγ〕 (1)其中G和α是具有正值的常數(shù)。假定輸入信號1電平為x及A/D轉(zhuǎn)換器輸入信號4a電平為y，則AGC電路的總輸入/輸出增益具有以下表達(dá)式y(tǒng)＝gx(2)(假定基帶轉(zhuǎn)換裝置3的增益為1)。由于A/D轉(zhuǎn)換器4的輸入信號電平被控制在恒定電平上，因此所估計接收信號強(qiáng)度值14以dB表示時由下式表達(dá)為20logx＝20log(Y/G)+20αγloge(dB) (3)自上面式(1)可明顯看出，控制環(huán)響應(yīng)率是由接收AGC電路操作所產(chǎn)生的增益更新值的指數(shù)。因此較大增益更新值導(dǎo)致較高控制環(huán)響應(yīng)率，而較小增益更新值導(dǎo)致較低控制環(huán)響應(yīng)率。在圖1的現(xiàn)有技術(shù)示例電路中，A/D轉(zhuǎn)換器4具有一個在-V與+V之間的動態(tài)范圍，其量化步數(shù)M由位數(shù)N決定，即M＝2N。其結(jié)果是，功率計算裝置b輸出的所計算信號功率值p具有以下范圍V2/(M-1)2≤p≤V2(4)因此，假定在圖1現(xiàn)有技術(shù)電路中參考值8為R和標(biāo)定裝置10所用系數(shù)為K，則增益更新值由下列關(guān)系決定K sign〔R-p〕log(|R-p|) (5)
其中sign〔-〕代表下列函數(shù)，即sign〔x〕＝+1當(dāng)x≥0 (6)sign〔x〕＝-1當(dāng)x≤0自上式可看出，由于信號功率p限于A/D轉(zhuǎn)換器4的范圍和參考值R是固定的，因此最大控制環(huán)響應(yīng)率是標(biāo)定系數(shù)K的函數(shù)。在此處描述的和下面描述的一個現(xiàn)有技術(shù)AGC電路中，單個標(biāo)定系數(shù)K用于設(shè)置最大控制環(huán)響應(yīng)率。在需要較精細(xì)增益控制和低控制環(huán)響應(yīng)率的系統(tǒng)內(nèi)使用小的標(biāo)定系數(shù)；在需要較高控制環(huán)響應(yīng)率以快速地補(bǔ)償信號功率中大波動的系統(tǒng)中使用較大標(biāo)定系數(shù)。
當(dāng)AGC電路具有低控制環(huán)響應(yīng)率時，該AGC電路對小的信號功率波動提供良好補(bǔ)償，但對大的信號功率波動(如由同瑞利衰落所造成)的響應(yīng)性能不好，因為要達(dá)到合適增益值所需時長太長。另一方面，當(dāng)AGC電路具有高控制環(huán)響應(yīng)率時，該AGC電路恰當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償大的信號功率波動，但對小的信號功率波動，對放大器增益的控制不夠精細(xì)。
圖2闡述由功率計算裝置確定的表示為與參考值之比并用dB單位(10log(p/R))繪制的信號功率與標(biāo)定裝置10輸出端的增益更新值之間的輸入輸出關(guān)系。圖2所示值是在下列具體參數(shù)設(shè)置下所獲得的V＝5.0，R＝2.5，K＝1.0及N＝4(M＝16)查看圖2后可看出，隨著信號功率的增加(即0dB至+10dB)而獲得的增益更新值范圍(0至-1.3)不同于隨著信號功率的減少(即0dB至-14db)而獲得的增益更新值范圍(0至+0.4)。信號功率中正的和負(fù)的變化所獲得的增益更新值幅值范圍的差別可看作不對稱控制環(huán)響應(yīng)。
現(xiàn)有技術(shù)AGC電路例子中在信號功率范圍-2dB至2dB范圍內(nèi)也有一個恒定的零增益更新值。如上所描述，此結(jié)果是由于在零值附近小的控制誤差值周圍用零值代替真實對數(shù)值所致?，F(xiàn)有技術(shù)AGC電路中完成的零值替代導(dǎo)致輸入信號電平的小變化時放大器增益沒有變化，因而排除對放大器增益的精細(xì)控制。
圖3是用于顯示現(xiàn)有技術(shù)接收AGC電路另一例的原理框圖。圖3中參考數(shù)字1至11和14所標(biāo)示的元件與圖1中相應(yīng)元件相同。然而在圖3中電路配置為在將功率計算裝置6的信號功率輸出量自參考值8中減去以獲得一個控制誤差信號之前線性/對數(shù)轉(zhuǎn)換裝置9先將此信號功率輸出量轉(zhuǎn)換為對數(shù)座標(biāo)。
參照圖3，當(dāng)參考值8設(shè)置為logR時，標(biāo)定裝置10輸出端處的增益更新值具有如下的對信號功率輸出量p的關(guān)系增益更新值＝Klog(R/p) (7)圖4闡述圖3中所示現(xiàn)有技術(shù)AGC電路例子中功率計算裝置6的信號功率輸出量與增益更新值之間的關(guān)系。圖4中的值是在下列具體參數(shù)設(shè)置下獲得的V＝5.0，R＝2.5，K＝1.0及N＝4(M＝16)查看圖4后可發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)AGC電路的操作結(jié)果是隨著信號電平的減少和增加，最大和最小增益更新值分別為+1.4和-1.0。由于最大和最小增益更新值的幅值不同(即+1.4和1.0)，信號電平增加或減少時的最大控制環(huán)響應(yīng)率不同。其結(jié)果是，在信號功率波動時AGC電路所提供的所接收信號強(qiáng)度估計的準(zhǔn)確度可能變化。不準(zhǔn)確估計所接收信號強(qiáng)度的結(jié)果會使移動站發(fā)射過多的或不夠的發(fā)射功率。這又會引起系統(tǒng)性能下降，從而限制用戶容量和/或降低接收質(zhì)量。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一個在相對地大的輸入信號電平變化時能提供一個恒定的控制環(huán)響應(yīng)率及在相對地小的輸入信號電平變化時提供較高控制環(huán)響應(yīng)率的自動增益控制系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明另一個目的是提供一個與輸入信號電平變化方向無關(guān)的能提供相同的最大控制環(huán)響應(yīng)率的自動增益控制系統(tǒng)和方法。本發(fā)明又一個目的是提供一個其控制誤差值一般小于現(xiàn)有系統(tǒng)及提供對所接收的發(fā)射信號強(qiáng)度的更準(zhǔn)確估計的自動增益控制系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)和方法提供這些和其它目的。本發(fā)明的AGC系統(tǒng)的一個實施例使用一個控制誤差限幅裝置而不需要現(xiàn)有技術(shù)AGC電路中所用線性對數(shù)轉(zhuǎn)換裝置。這一結(jié)構(gòu)對于相對地大的控制誤差提供恒定控制環(huán)響應(yīng)率及對于相對地小的控制誤差提供較高可變的控制環(huán)響應(yīng)率。
在本發(fā)明另一實施例中，AGC系統(tǒng)和方法減少相對于正的和負(fù)的控制誤差值的AGC電路的不對稱控制環(huán)響應(yīng)。本發(fā)明該實施例中的AGC系統(tǒng)包括一個可變標(biāo)定裝置以提供這些優(yōu)點，該可變標(biāo)定裝置根據(jù)控制誤差的正的或負(fù)的符號選擇不同系數(shù)對控制誤差信號進(jìn)行標(biāo)定。
最后，本發(fā)明較現(xiàn)有系統(tǒng)操作更為頻繁且具有小的控制誤差值。這些操作增加了自動增益控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和對放大器增益實行更精確控制。此外，本發(fā)明減少了相對于正的和負(fù)的信號電平變化的不對稱控制環(huán)響應(yīng)，因而提供了改善的接收質(zhì)量和提高了估計所接收信號強(qiáng)度中的準(zhǔn)確度。
圖5包含一個根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的接收自動增益控制(AGC)系統(tǒng)第一實施例的原理框圖。圖5中參考數(shù)字1至8、10、11和14所標(biāo)示的元件和信號與前面參照圖1所描述的現(xiàn)有技術(shù)AGC電路例子中的相應(yīng)元件相同。
如圖5所示，本發(fā)明的AGC系統(tǒng)包括一個用于將控制誤差信號限制于預(yù)定限值內(nèi)的限幅裝置12。限幅裝置12可以數(shù)種已知方式中任何一種方式實現(xiàn)，例如，(1)使用一個限幅電路；(2)使用一個將一個輸入信號與兩個存儲的閾值進(jìn)行比較并根據(jù)其值進(jìn)行替代的電路；或(3)使用一個查表電路。用于實現(xiàn)限幅裝置12的可以是硬件邏輯電路，也可以是微碼元件或軟件編碼元件，如在數(shù)字信號處理器(DSP)中所用的。
由于這類電路的構(gòu)成細(xì)節(jié)是大家熟知的，所以不需再進(jìn)一步詳細(xì)描述。操作中，限幅裝置作用于由控制誤差檢測裝置7輸出的控制誤差信號p，并按照所標(biāo)示函數(shù)f輸出一個信號
現(xiàn)對根據(jù)本發(fā)明第一實施例構(gòu)成的接收AGC系統(tǒng)的操作加以描述。除限幅裝置12外，本發(fā)明的接收AGC系統(tǒng)的元件以與前面描述的現(xiàn)有技術(shù)AGC電路例子相同的方式進(jìn)行操作。因此，只需在此處描述本發(fā)明的新特征即可。
通過前面描述的限幅和其它操作，接收AGC系統(tǒng)如下所示地提供增益更新值
圖6中所示數(shù)值增益更新值曲線是在下列具體參數(shù)設(shè)置下獲得的V＝5.0，R＝2.5，K＝1.0，N＝4(M＝16)及δ＝2.0自圖6可以看出，本發(fā)明對于在范圍-δ至+δdB之外的相對地大的控制誤差提供固定的幅值增益更新值，而對于在-δ與+δ之間的相對地小的控制誤差提供作為控制誤差幅值的函數(shù)的可變增益更新值。通過對小控制誤差提供可變增益更新值，可更精細(xì)地控制放大器增益，因而提供改善的信號接收質(zhì)量。與此同時，通過對較大控制誤差提供不變的增益更新值，AGC系統(tǒng)能有效地進(jìn)行響應(yīng)，還在這類條件下改善穩(wěn)定性。
圖7包含用于顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的自動增益控制(AGC)系統(tǒng)第二實施例結(jié)構(gòu)的原理框圖。圖7中參考數(shù)字1至9、11和14所標(biāo)示的元件與前面參照圖1所描述現(xiàn)有技術(shù)AGC電路第一例中相應(yīng)元件是相同的。圖7中可變標(biāo)定裝置13用于根據(jù)控制誤差的符號選擇標(biāo)定系數(shù)對線性/對數(shù)轉(zhuǎn)換裝置9的輸出量對數(shù)座標(biāo)控制誤差進(jìn)行標(biāo)定。
可變標(biāo)定裝置13可用硬件邏輯電路也可用微碼元件或軟碼編碼元件實現(xiàn)，例如被構(gòu)成以確定控制誤差的正的或負(fù)的符號和將該信號乘以所選存儲的系數(shù)的數(shù)字信號處理器(DSP)?？勺儤?biāo)定裝置13中的系數(shù)如下選擇當(dāng)R-p≤0時，選擇系數(shù)K1當(dāng)R-p＞0時，選擇系數(shù)K2系數(shù)值K1和K2根據(jù)信號電平增加或減少時所需控制環(huán)響應(yīng)率而選擇。例如，如果希望在信號電平增加和減少及超過A/D轉(zhuǎn)換器4動態(tài)范圍的情況下保持基本上相同的控制環(huán)響應(yīng)率，則選擇系數(shù)K1和K2以提供如圖8所示的增益更新值。
圖8顯示控制誤差信號與所獲得增益更新值之間的輸入輸出關(guān)系。圖8中所示增益更新值是在下列具體參數(shù)設(shè)置下獲得的
V＝5.0，R＝2.5，K1＝1.0，K2＝3.56，和N＝4(M＝16)將圖8與圖2中所示現(xiàn)有技術(shù)AGC電路操作的圖進(jìn)行比較后可以看出，本發(fā)明的系統(tǒng)在操作中減小了相對于控制誤差中正的和負(fù)的變化的控制環(huán)響應(yīng)的差別，因而既改善了接收質(zhì)量又改善了總的通信系統(tǒng)性能。
圖9包含一個用于闡述根據(jù)本發(fā)明第三實施例構(gòu)成的自動增益控制系統(tǒng)的原理框圖。圖9中參考數(shù)字1至9、11、13和14所標(biāo)示的元件與前面參照圖7所描述的本發(fā)明第二實施例中相應(yīng)元件相同。本發(fā)明第三實施例的接收AGC系統(tǒng)的元件操作與第二實施例的元件操作相同，不同之處是線性/對數(shù)轉(zhuǎn)換裝置9用于對功率計算裝置6的信號功率輸出量實行對數(shù)轉(zhuǎn)換及參考值8以對數(shù)座標(biāo)形式提供出來。
如以上結(jié)合本發(fā)明第二實施例所描述的，賦予系數(shù)K1和K2的具體值確定了信號電平增加和減少時的AGC系統(tǒng)的控制環(huán)響應(yīng)率，例如，如果希望在信號電壓增加和減少及超過A/D轉(zhuǎn)換器4的動態(tài)范圍的情況下保持相同控制環(huán)響應(yīng)，則選擇系數(shù)值K1和K2以提供如圖10中所示增益更新值。圖10中所示數(shù)值是在下列具體參數(shù)設(shè)置下獲得的V＝5.0，R＝2.5，K1＝1.0，K2＝0.71，和N＝4(M＝16)對圖10查看后可發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明第三實施例在操作中根據(jù)控制誤差的符號選擇標(biāo)定系數(shù)對控制誤差進(jìn)行標(biāo)定。其結(jié)果是，在正的和負(fù)的控制誤差時最大控制環(huán)響應(yīng)率是相同的。
圖11包含一個用于闡述根據(jù)本發(fā)明第四實施例構(gòu)成約AGC系統(tǒng)的原理框圖。圖11中參考數(shù)字1至8、11、12和14所示的元件與前面參照圖5顯示和描述的第一實施例的相應(yīng)元件相同?？勺儤?biāo)定裝置13具有與前面參照圖7所描述的本發(fā)明第二實施例中元件相同的構(gòu)造和操作方式。
除去可變標(biāo)定裝置用于根據(jù)控制誤差的符號選擇系數(shù)對控制誤差進(jìn)行標(biāo)定以外，本發(fā)明第四實施例的操作與前面描述的本發(fā)明第一實施例的操作相同。
如前所描述的，賦予系數(shù)K1和K2的值決定了信號電平的增加和減少時自動增益控制系統(tǒng)的控制環(huán)響應(yīng)。例如，如果希望在信號電平突然增加和突然減少兩種情況下及超過A/D轉(zhuǎn)換器4的動態(tài)范圍的情況下保持相同的AGC系統(tǒng)的控制環(huán)響應(yīng)，則選擇系數(shù)值K1和K2以提供如圖12中所示增益更新值。圖12中所示數(shù)值是在下列具體參數(shù)設(shè)置下獲得的V＝5.0，R＝2.5，K1＝1.0，K2＝1.58，N＝4(M＝16)和δ＝2.0對圖12查看后可發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明第四實施例的AGC系統(tǒng)提供的最大增益更新值對正的和負(fù)的控制誤差兩者具有相同幅值，即1.45。
本發(fā)明第四實施例的AGC系統(tǒng)在操作中提供一個限幅控制誤差和一個根據(jù)控制誤差的符號標(biāo)定的增益更新值。其結(jié)果是，所產(chǎn)生的增益更新值能對于相對地小的控制誤差提供快速的可變控制環(huán)響應(yīng)率及對于相對地大的控制誤差值提供不變控制環(huán)響應(yīng)率。此外，消除了信號功率增加和減少時的最大控制環(huán)響應(yīng)率的差別。其結(jié)果是改善了信號接收質(zhì)量和估計所接收信號強(qiáng)度中的準(zhǔn)確度，從而改善了移動通信系統(tǒng)的總的性能。
雖然本發(fā)明是根據(jù)它的一定的最佳實施例詳細(xì)地描述的，但熟悉技術(shù)的人可在其中實現(xiàn)許多修改和變化。因此，所附權(quán)利要求書，用于包括屬于本發(fā)明的真正實質(zhì)和范圍內(nèi)的所有這些修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種對其中所生成的增益更新值作出響應(yīng)的自動增益控制系統(tǒng)，包括用于提供控制誤差信號的控制誤差檢測裝置；以及連至所述控制誤差檢測裝置用于在生成所述增益更新值之前將所述控制誤差信號限幅的限幅裝置。
2.權(quán)利要求1的自動增益控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括連至所述限幅裝置用于將它的輸出量標(biāo)定并生成所述增益更新值的標(biāo)定裝置。
3.權(quán)利要求2的自動增益控制系統(tǒng)，其中所述標(biāo)定裝置提供固定的標(biāo)定系數(shù)。
4.權(quán)利要求2的自動增益控制系統(tǒng)，其中所述標(biāo)定裝置提供其值決定于所述控制誤差信號的符號的可變標(biāo)定系數(shù)。
5.權(quán)利要求1的自動增益控制系統(tǒng)，其中當(dāng)所述控制誤差信號值位于預(yù)定幅值范圍內(nèi)時所述限幅裝置提供一個可變幅值輸出量及當(dāng)所述控制誤差信號值超過所述預(yù)定范圍時所述限幅裝置提供一個恒定幅值輸出量。
6.權(quán)利要求1的自動增益控制系統(tǒng)，其中所述控制誤差信號相對于所述自動增益控制系統(tǒng)的輸入信號的所計算功率而言是線性的。
7.一種對其中所生成的增益更新值作出響應(yīng)的自動增益控制系統(tǒng)，包括用于提供控制誤差信號的控制誤差檢測裝置；以及連至所述控制誤差檢測裝置用于根據(jù)所述控制誤差信號的符號將所述控制誤差信號可變地標(biāo)定以生成所述增益更新值的可變標(biāo)定裝置。
8.權(quán)利要求7的自動增益控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個連至所述控制誤差檢測裝置輸入端的線性對數(shù)轉(zhuǎn)換器。
9.權(quán)利要求7的自動增益控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個連接于所述控制誤差檢測裝置與所述可變標(biāo)定裝置之間的線性對數(shù)轉(zhuǎn)換器。
10.一種用于生成增益更新值以控制自動增益控制系統(tǒng)的增益的方法，包括以下步驟生成控制誤差信號；將所述控制誤差信號限幅以生成限幅控制信號；以及將所述限幅控制信號標(biāo)定以生成所述增益更新值。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述標(biāo)定步驟提供對所述限幅控制信號的固定標(biāo)定。
12.權(quán)利要求10的方法，其中所述標(biāo)定步驟根據(jù)所述控制誤差信號的符號提供對所述限幅控制信號的可變標(biāo)定。
13.一種用于生成增益更新值以控制自動增益控制系統(tǒng)的增益的方法，包括以下步驟生成相對于所述自動增益控制系統(tǒng)的輸入信號的所檢測功率而言是線性的控制誤差信號；將所述控制誤差信號轉(zhuǎn)換為對數(shù)誤差信號；以及將所述對數(shù)誤差信號可變地標(biāo)定以生成所述增益更新值。
14.一種用于生成增益更新值以控制自動增益控制系統(tǒng)的方法，包括以下步驟生成相對于所述自動增益控制系統(tǒng)的輸入信號的所檢測功率而言是對數(shù)的控制誤差信號；根據(jù)所述控制誤差信號的符號選擇系數(shù)對所述控制誤差信號可變地標(biāo)定。
15.一種自動增益控制系統(tǒng)，包括一個用于根據(jù)向其輸入的增益控制值接收和放大，一個通信信號的可變增益放大器；用于將所述放大的通信信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；用于計算所述數(shù)字地轉(zhuǎn)換的通信信號的功率的功率計算裝置；用于生成代表所述計算的功率與一個預(yù)定參考值的偏差的控制誤差信號的控制誤差檢測裝置；以及對所述控制誤差信號作出響應(yīng)用于通過使用由所述控制誤差信號的符號所決定的標(biāo)定系數(shù)對所述控制誤差信號進(jìn)行標(biāo)定而生成增益更新值的處理裝置，所述增益更新值用于調(diào)整輸入至所述可變增益放大器的所述增益控制值。
16.權(quán)利要求15的自動增益控制系統(tǒng)，其中所述處理裝置使用固定標(biāo)定系數(shù)對所述控制誤差信號進(jìn)行標(biāo)定。
17.權(quán)利要求15的自動增益控制系統(tǒng)，其中所述處理裝置使用可變標(biāo)定系數(shù)對所述控制誤差信號進(jìn)行標(biāo)定。
18.權(quán)利要求15的自動增益控制系統(tǒng)，其中所述處理裝置進(jìn)一步包括用于將所述控制誤差信號限幅的限幅裝置。
19.權(quán)利要求16的自動增益控制系統(tǒng)，其中當(dāng)所述控制誤差信號值位于預(yù)定幅值范圍內(nèi)時所述限幅裝置提供可變幅值及當(dāng)所述控制誤差信號超過所述預(yù)定范圍時所述限幅裝置提供恒定幅值。
20.權(quán)利要求19的自動增益控制系統(tǒng)，其中所述處理裝置使用可變標(biāo)定系數(shù)對所述控制誤差信號進(jìn)行標(biāo)定。
全文摘要
一種自動增益控制系統(tǒng),它所包括的控制誤差限幅電路對于相對地小的控制誤差值提供精細(xì)增益控制,而對于相對地大的控制誤差值提供限幅增益更新值以維持放大器穩(wěn)定性。另一實施例中所公開的自動增益控制系統(tǒng)包括一個可變標(biāo)定裝置,它根據(jù)控制誤差的正或負(fù)的符號選擇系數(shù)以標(biāo)定控制誤差從而在信號功率增大或減少時都提供相同的最大控制環(huán)響應(yīng)率。該系統(tǒng)和方法提供改善的、更精確的和更對稱的放大器增益控制。
文檔編號H03G3/30GK1173077SQ97105480
公開日1998年2月11日 申請日期1997年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月3日
發(fā)明者中野隆之 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社