[发明专利]一种适用于无线传感器网络中的AGC实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于无线传感器网络中的AGC(自动增益控制)实现方法。更确切地说，本发明涉及一种应用于OFDM(正交频分复用)或者DSSS(直接序列扩频)通信体制下的数字自动增益控制实现方法。属于无线传感网络通信领域。

背景技术

随着通信技术、嵌入式计算技术、传感器技术和微系统技术的飞速发展，20世纪90年代末研究学者们提出了无线传感器网络技术(WSN，Wireless Sensor Network)。无线传感器网络是一个涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域，它综合了传感器技术、网络技术、无线通信技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作进行实时监控、感知各种环境的信息，然后通过嵌入式系统对其进行处理，并通过随机自组织多跳无线通信网络传输到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的联通。无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业、生物医疗、城市管理、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多重要领域都有潜在的实用价值。然而无线传感器网络由于其应用场景的特性，使得无线传感器网络具有能量、通信、计算、存储四大受限的特点。因此应用于无线传感网中的通信技术特别需要考虑资源受限的特点。

自动增益控制(AGC)调整是任何应用于无线传感网通信中不可缺少的技术，无线传感器网络的通信往往是突发模式通信，而在这种突发情况下，信号幅度的变化很大，变化也很快，为了减少前导训练序列的开销，要求AGC能尽快的将幅度调整稳定。针对AGC调整方法主要分为两类，第一类是模拟AGC，第二类是数字AGC。模拟AGC为射频端通过模拟电路探测接收信号的幅度，根据探测到的幅度自动生成对应的反馈调整电压，进而调节射频VGA的电压，改变射频电路电压增益，使得接收信号幅度满足解调要求；数字AGC为基带模块通过接收到的数字信号，检测数字信号幅值，通过数字算法计算相应需要调整的幅度差值，计算出反馈电压的数字值，经DA转化后控制VGA，改变射频电路电压增益，使得接收信号幅度满足解调要求。由于数字AGC实现简单，调整速度快，得到了越来越多的应用，特别适合资源受限的无线传感器网络应用。AGC方法调整速度和稳定性是双刃剑，调整速度快，将能在较短的时间内稳定接收信号幅度，可以减少AGC调整开销，提高数据利用率，但是调整速度快，将会引起较大波动，较小的噪声都可能引起误调整，稳定性差。反之亦然。

因此，针对无线传感器网络中的AGC方法，提出稳定性较高、资源消耗较少的AGC实现方法已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。从而引导出本发明的构思。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于无线传感器网络中的AGC实现方法，所提供的方法具有较高的稳定性，实现资源开销较少，减少由于信号幅度变化所引起的性能衰落。

本发明提供的一种适用于无线传感器网络中的AGC实现方法，包括以下步骤：

1)计算估计接收信号的包络幅值；

2)根据当前包络幅值与理想幅值的要求，按照三段调整方法分别进

行实现计算出反馈调整增益值。

3)输出由步骤2)提供的反馈调整增益，经DA转化后输出给射频VGA。

优选地，步骤1)中的接收信号的包络幅值估计方法为采用每8个数值取最大值的方法，得到接收信号的包络幅值。

所述步骤2)中的计算方式按照调整的流程分别进行第一段，第二段，第三段调整。第一段为最粗调整，主要判断信号是否过载，若信号过载，则直接降低增益10dB，第一段的调整速度最快，调整精度最低；第二段为较粗调整，将信号调整到比较适合的范围内，调整速度较快，精度较高，这一段调整实现是采用直线拟合的方法，根据经过对数变化的曲线，同时根据调整的最小灵敏度(此灵敏度由系统硬件决定)，取整之后获得与实际调整曲线近似的直线拟合曲线；第三段为细调整，调整速度慢，调整精度高，基本将信息调整恒定，这一段调整采用查表法，预先将调整值存储在表格中，按照当前的幅值查表得到调整增益值。只有在第一段调整完成结束后才能进入第二段调整，只有在第二段调整结束后才能进行第三段调整。