專利名稱：自動增益控制裝置及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及一種通信系統(tǒng)的自動增益控制裝置 及方法。
背景技術：
舉凡通信領域中的各種接收器，皆有一個共同的需求，就是需要 將接收信號固定于某個能量準位，這樣的機制稱為自動增益控制
(automatic gain control, AGC)。在現(xiàn)有技術中，會先檢測所接收到的信 號能量，與一固定準位比較，以產(chǎn)生一比較信號，然后再反饋至前端 的可編程增益放大器(programmable-gain amplifier, PGA)或是可變增益 放大器(variable-gain amplifier, VGA),調(diào)整接收信號的能量大小。依照 這樣的方式，在合理的接收能量范圍內(nèi)，可以將信號能量鎖定于所希 望的準位上。
然而，由于現(xiàn)有技術是根據(jù)接收信號的總能量與固定準位的比較， 來判斷能量調(diào)整的方式，所以當接收信號摻雜了不要的干擾時，會使 得其能量準位有所偏差。如此，在進行模擬至數(shù)字的信號轉(zhuǎn)換時，將 可能造成較多的量化噪聲(quantizationnoise),而影響接收器的效率。
來檢測干擾，以嘗試降低其影響。但如此一來，便需要較多額外的電 路，同時若有無法檢測的干擾時，將無法產(chǎn)生作用。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的之一，在于提供一種自動增益控制(AGC) 裝置及其控制方法，以解決上述問題。
本發(fā)明的目的之一，在于提供一種自動增益控制(AGC)裝置及其 控制方法，其可在干擾存在時，改善AGC鎖定有效信號能量的能力， 以提升通信系統(tǒng)的接收器的效率。依據(jù)本發(fā)明的一實施例，其揭露一種自動增益控制裝置，用于一 通信系統(tǒng)的接收器。該增益控制裝置包含 一可變增益電路，用以接 收一接收信號，并依據(jù)一調(diào)整信號來調(diào)整該接收信號的增益，并輸出
一增益信號； 一增益調(diào)整電路，耦接至該可變增益電路，用以依據(jù)該
增益信號與一目標值來輸出該調(diào)整信號；以及一目標值調(diào)整電路，耦
接至該增益調(diào)整電路，用以依據(jù)該增益信號的強度，來動態(tài)調(diào)整該目標值。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，其揭露一種自動增益控制方法，用于
一通信系統(tǒng)的接收器。該增益控制方法包含接收一接收信號；依據(jù) 一調(diào)整信號來調(diào)整該接收信號的增益以輸出一增益信號；依據(jù)該增益
信號與一目標值來輸出該調(diào)整信號；以及依據(jù)該增益信號的強度，調(diào)
整該目標值。圖。


圖1是本發(fā)明的自動增益控制(AGC)裝置的一優(yōu)選實施例的方塊 圖2是圖1的AGC裝置的細部方塊圖。
圖3是本發(fā)明的自動增益控制(AGC)方法的一優(yōu)選實施例的流程
附圖的圖號說明
10:自動增益控制裝置
11:增益調(diào)整電路
112:比4交電^各
12:目標值調(diào)整電路
122:比較器
124:加法器
111:信號轉(zhuǎn)換器 113:調(diào)制電路 121:飽和檢測器 123:多工器 13:可變增益電^各
31 36:自動增益控制方法的一優(yōu)選實施例的流程
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明的自動增益控制(AGC)裝置的一優(yōu)選實施例的方塊 圖。如圖l所示，AGC裝置10包含一可變增益電路13、 一增益調(diào)整
5電路11及一目標值調(diào)整電路12,且是用于一通信系統(tǒng)的接收器?？?br> 變增益電路13可對一接收信號進行增益，以輸出一增益信號。增益調(diào) 整電路11被耦接至可變增益電路13,可依據(jù)該增益信號與一目標值 (target value),調(diào)整該接收信號的增益。目標值調(diào)整電路12則依據(jù)該 增益信號的強度，動態(tài)調(diào)整該目標值。
圖2是圖1的AGC裝置IO的細部方塊圖。如圖2所示，增益調(diào) 整電路ll包含一信號轉(zhuǎn)換器lll、 一比較電路112及一調(diào)制電路113。 信號轉(zhuǎn)換器111從可變增益電路13接收該增益信號，并轉(zhuǎn)換成一取樣 信號輸出。在一實施例中，信號轉(zhuǎn)換器111是一模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (analog-to-digital converter)。
比較電路112是從信號轉(zhuǎn)換器111與目標值調(diào)整電路12分別接收 該取樣信號與前述的目標值，并比較該取樣信號的功率(或振幅)與該 目標值，以輸出一比較信號(亦可稱為誤差信號)。在一實施例中，比 較電路112包含一運動平均(moving average)計算電路或積分器，以依 據(jù)該取樣信號的功率(或振幅)與該目標值之差，產(chǎn)生該比較信號。
調(diào)制電路113是依據(jù)該比較信號，產(chǎn)生一調(diào)整信號至可變增益電 路13,以調(diào)整該接收信號的增益。調(diào)制電路113可執(zhí)行脈寬調(diào)制(pulse width modulation, PWM)或三角積分(DELTA-SIGMA)調(diào)制，以將比較信 號轉(zhuǎn)成模擬的調(diào)整信號輸出。在一實施例中，調(diào)制電路113還將該模 擬的調(diào)整信號經(jīng)由一低通濾波器(Low-pass filter,圖未顯示)處理后， 再送至可變增益電^各13。
目標值調(diào)整電路12包含一飽和檢測器(saturation detector)121 、 一
比較器122及一多工器123。飽和檢測器121是耦接信號轉(zhuǎn)換器111，
用以檢測信號轉(zhuǎn)換器111是否因前述的增益信號超出其輸入范圍而產(chǎn)
生飽和，并輸出一飽和機率。飽和機率是計數(shù)某一固定時間內(nèi)，信號
轉(zhuǎn)換器111發(fā)生飽和的次數(shù)。例如，若信號轉(zhuǎn)換器111所輸出的取樣
信號中，每105點累積了 IO次飽和，則飽和機率為104。當飽和機率
過高，代表接收信號的增益過高。如前所述，由于該增益系基于取樣 信號功率與目標值的比較結果(即比較信號)來調(diào)整，所以增益過高，
表示目前的目標值過高。另一方面，當飽和機率過低，則代表目前的 目標值過低。此時，也代表進入信號轉(zhuǎn)換器111的能量過低，如此將導致量化噪聲相對于有效信號之信噪比(SNR)過低，而影響接收器的效 率。由于飽和機率過高或過低都會影響效率，因此，可定出飽和機率 的一容許范圍，并在飽和機率不在該容許范圍內(nèi)時，進行目標值的動 態(tài)調(diào)整，如下文所述。
比較器122系用以比較飽和檢測器121所輸出的飽和機率與前述 的容許范圍，并輸出一控制信號。多工器123則依據(jù)該控制信號，選 擇輸出下列三者其中之一，以作為新目標值目前目標值、目前目標
值與一單位值之和以及目前目標值與該單位值之差。目標值調(diào)整電路 12還包含兩個加法器124 ，以分別產(chǎn)生目前目標值與單位值之和以及 目前目標值與單位值之差。該容許范圍與單位值可依據(jù)通信系統(tǒng)的特 性來決定及調(diào)整。
若該飽和機率位于容許范圍內(nèi)，表示目前的飽和機率符合要求， 因此多工器123選擇輸出目前的目標值，以維持目標值不變。若該飽 和機率小于容許范圍(亦即小于容許范圍的下限)，表示增益信號的功
率過小，導致信號轉(zhuǎn)換器111的飽和機率偏低，因此多工器123選擇 輸出目前目標值與單位值之和(亦即將目前目標值遞增一個單位值)， 作為新的目標值。此新的目標值會送至比較電路112,使其產(chǎn)生更小 的比較信號，最后會促使可變增益電路13提高接收信號的增益。如此， 信號轉(zhuǎn)換器in的飽和機率也會提高。
相對地，若該飽和機率大于容許范圍(亦即大于容許范圍的上限)， 表示增益信號的功率過大，導致信號轉(zhuǎn)換器111的飽和機率偏高，因 此多工器123選擇輸出目前目標值與單位值之差(亦即將目前目標值遞 減一個單位值)，作為新的目標值。此新的目標值會使比較電路112產(chǎn) 生更大的比較信號，最后會促使可變增益電路13降低接收信號的增 益。如此，信號轉(zhuǎn)換器111的飽和機率也會減小。藉由前述方式來動 態(tài)調(diào)整目標值，便能將接收信號的增益(以及信號轉(zhuǎn)換器111的飽和機 率)控制在所需要的范圍內(nèi)。
在一實施例中，該通信系統(tǒng)是其有效信號具有較高的峰均值功率 比(peak-to-average power ratio, PAPR)的系統(tǒng)，例如正交分頻多工 (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)系統(tǒng)。當有步文4言號的 PAPR較高時，即使有干擾存在，對于接收信號(包含有效信號及干擾)的PAPR影響并不大。由于接收信號的PAPR是與信號轉(zhuǎn)換器111的 飽和機率直接相關，因而在此實施例中，即使接收信號有干擾存在， 對飽和機率影響亦不大。因此，可依據(jù)飽和機率的大小，調(diào)整出最佳 的目標值。
圖3是本發(fā)明的自動增益控制(AGC)方法的一優(yōu)選實施例的流程
圖。此流程包含下列步驟
步驟31:接收一接收信號，并依據(jù)一調(diào)整信號來調(diào)整該接收信號
的增益以輸出一增益信號；
步驟32:檢測該增益信號的強度是否飽和，并輸出一飽和機率； 步驟33:比較該飽和機率與一容許范圍，并輸出一控制信號； 步驟34:依據(jù)該控制信號，選擇輸出下列其中之一 一目標值、
該目標值與一單位值之和以及該目標值與該單位值之差；
步驟35:比較該增益信號與步驟34的輸出值，以產(chǎn)生一比較信
號；以及
步驟36:對該比較信號進行調(diào)制，以產(chǎn)生該調(diào)整信號。前述步驟33與 34中，若該飽和機率位于該容許范圍內(nèi)，則選擇輸出該目標值；若該飽和機
率小于該容許范圍，則選擇輸出該目標值與該單位值之和；若該飽和機率大
于該容許范圍，則選擇輸出該目標值與該單位值之差。以上所述是利用優(yōu)選 實施例詳細說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。大凡本領域技術人員皆能 明了，適當而作些微的改變及調(diào)整，仍將不失本發(fā)明的要義所在，亦不脫離 本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1. 一種增益控制裝置，包含一可變增益電路，用以接收一接收信號，并依據(jù)一調(diào)整信號來調(diào)整該接收信號的增益，并輸出一增益信號；一增益調(diào)整電路，耦接至該可變增益電路，用以依據(jù)該增益信號與一目標值來輸出該調(diào)整信號；以及一目標值調(diào)整電路，耦接至該增益調(diào)整電路，用以依據(jù)該增益信號的強度，來動態(tài)調(diào)整該目標值。
2. 如權利要求1所述的的增益控制裝置，其中該增益調(diào)整電路包含 一信號轉(zhuǎn)換器，將該增益信號轉(zhuǎn)換成一取樣信號；以及 一比較電路，耦接至該信號轉(zhuǎn)換器與該目標值調(diào)整電路，用以依據(jù)該取樣信號與該目標值，輸出一比較信號，其中該增益調(diào)整電路依據(jù)該比較信號來輸出該調(diào)整信號。
3. 如權利要求2所述的增益控制裝置，其中該比較電路包含有一運動平 均計算電路。
4. 如權利要求2所述的增益控制裝置，其中該比較電路包含一積分器。
5. 如權利要求2所述的增益控制裝置，其中該增益調(diào)整電路為一脈寬調(diào) 制電路、或為一三角積分調(diào)制電路。
6. 如權利要求2所述的增益控制裝置，其中該目標值調(diào)整電路依據(jù)該信 號轉(zhuǎn)換器的一飽和機率，動態(tài)調(diào)整該目標值。
7. 如權利要求6所述的增益控制裝置，其中該目標值調(diào)整電路包含 一飽和檢測器，用以檢測該信號轉(zhuǎn)換器是否飽和，并輸出該飽和機率。
8. 如權利要求6所述的增益控制裝置，其中該目標值調(diào)整電路依據(jù)該飽 和機率是否位于一容許范圍內(nèi)，動態(tài)調(diào)整該目標值。
9. 如權利要求6所述的增益控制裝置，其中該目標值調(diào)整電路包含 一比較器，用以比較該飽和機率與一容許范圍，并輸出一控制信號；以及一多工器，耦接至該比較器，用以依據(jù)該控制信號，選擇輸出下列其中 之一該目標值、該目標值與 一單位值之和以及該目標值與該單位值之差。
10. —種增益控制方法，是用于一通信系統(tǒng)的一接收器，該增益控制方法包含接收一接收信號；依據(jù) 一調(diào)整信號來調(diào)整該接收信號的增益以輸出 一增益信號； 依據(jù)該增益信號與一目標值來輸出該調(diào)整信號；以及 依據(jù)該增益信號的強度，調(diào)整該目標值。
11. 如權利要求10所述的增益控制方法，其中該調(diào)整目標值的步驟包含檢測該增益信號的強度是否飽和，并輸出一飽和機率；以及 依據(jù)該飽和機率，動態(tài)調(diào)整該目標值。
12. 如權利要求11所述的增益控制方法，其中該目標值依據(jù)該飽和機率 是否位于一容許范圍內(nèi)而進行動態(tài)調(diào)整。
13. 如權利要求12所述的增益控制方法，其中若該飽和機率位于該容許 范圍內(nèi)，維持該目標值不變；若該飽和機率小于該容許范圍，將該目標值遞 增一單位值；若該飽和機率大于該容許范圍，將該目標值遞減一單位值。
14. 如權利要求IO所述的增益控制方法，其中該輸出調(diào)整信號的步驟包含比較該增益信號與該目標值，以產(chǎn)生一比較信號；以及 依據(jù)該比較信號來輸出該調(diào)整信號。
15. 如權利要求14所述的增益控制方法，其中，對該比較信號進行一脈 寬調(diào)制，以產(chǎn)生該調(diào)整信號。
16. 如權利要求14所述的增益控制方法，其中，對該比較信號進行一三 角積分調(diào)制，以產(chǎn)生該調(diào)整信號。
全文摘要
一種自動增益控制(AGC)裝置及其控制方法，其可在干擾存在時，改善AGC鎖定有效信號能量的能力，以提升通信系統(tǒng)的接收器的效率。該AGC裝置包含可變增益電路，以調(diào)整接收信號的能量準位。該AGC裝置還包含有增益調(diào)整電路與目標值調(diào)整電路，前者可依據(jù)調(diào)整后的接收信號與一目標值，調(diào)整可變增益電路的增益，后者則可依據(jù)調(diào)整后的接收信號的強度，動態(tài)調(diào)整該目標值。
文檔編號H03G3/20GK101431318SQ20071018507
公開日2009年5月13日 申請日期2007年11月6日 優(yōu)先權日2007年11月6日
發(fā)明者卓俊銘, 李亮輝 申請人:瑞昱半導體股份有限公司