[发明专利]兼顾多种应用场景的接收机自动增益控制系统及方法

说明书

本发明揭示了一种兼顾多种应用场景的接收机自动增益控制系统及方法，所述控制系统包括：PCB射频前端匹配模组FEM、低噪声放大器LNA、两个接收机混频器RMX、两个跨阻放大器TIA、两个低通滤波器LPF、两个可变增益放大器VGA、两个模拟数字转换器ADC、接收机信号功率指示器RSSI、功率检测器PDET、自动增益控制模块。本发明提出的兼顾多种应用场景的接收机自动增益控制系统及方法，可以使接收机的AGC算法不必为了优化对强干扰的容忍度而牺牲正常模式的性能。本AGC算法只增加一个检测电路既可以使电路由正常模式自动切换到强干扰模式，又可以在干扰消除后自动回归正常模式。

技术领域

本发明属于通讯技术领域，涉及一种射频收发机，尤其涉及一种兼顾多种应用场景的接收机自动增益控制系统，本发明还涉及一种兼顾多种应用场景的接收机自动增益控制方法。

背景技术

随着现代通信系统的快速发展，射频收发机芯片的设计需要适应越来越复杂多变的环境和多种应用场景，这给射频芯片的设计带来越来越大的挑战，比如如何同时兼顾优化在低噪声环境下接收灵敏度，以及邻近信道、次邻近信道、其他未知强干扰信号环境下的数据正常收发和解调。

在收发机芯片的众多设计难点之中，其中一个是如何提供一个完善的接收机AGC算法，既能保证在低干扰模式取得最优接收性能，又可以在强干扰模式(如ACI，AACI，in-band blocker,out-of-band blocker)保持正常工作。

针对此项难点，传统的AGC做法有：1)RSSI功率检测：在ADC输出的数字基带中检测接收信号功率强度(RSSI)，并基于RSSI的大小判断需要增加或者降低射频前端增益，如图1所示传统手机接收机AGC原理；2)峰值检测：在射频接收前端的各个具有增益的模块后面添加信号峰值检测模块(Peak Detector)，该模块在接收调制信号包的前期判断各模块信号输出是否饱和并反馈给AGC判决器，AGC判决器根据峰值检测模块反馈信号和ADC输出信号决定具体增加或者降低增益，如图2所示WiFi等消费类接收机。

传统RSSI检测方法有着简单易用的优点，但同时也一直存在一个难题。就是这种AGC算法只能根据RSSI结果来判断是否需要增减射频前端增益，这在理想环境中是可以很好的工作。但是一旦遇到出现大的带外干扰信号，比如AACI，Out-of-band Blocker，这个时候前级电路已经饱和，但是ADC输出的信号中的带外干扰已经被滤波器滤除，即RSSI信息中不能正确检测到这个强干扰信号。最后导致在强干扰情况下无法正确接收。

在传统RSSI检测模式下，如果想兼顾强干扰情况下的接收机工作状态，就需要把AGC的门限电压调低，但这样就会牺牲正常低噪声环境中的工作性能。

峰值检测AGC方法的优点是对每个调制信号包都进行信号能量峰值检测，以确定接收机的增益。这种方法的优点是在各种干扰不确定的ISM band，可以快速检测每个模块的输出，保证所有模块都不会出现饱和。但是缺点是：1)为了保证每个增益模块的输出都不会饱和，就需要在每个有增益的模块后面放置峰值检测模块。这样既增加了芯片面积和功耗，同时射频前端和基带以及AGC控制模块的接口较多，而往往在实际系统中接口的数量是很宝贵的，比如射频前端和基带是分立的芯片；2)为了提高信号传输效率，此方法需要在调制包的有限的preamble阶段就必须迅速完成判断和增益判决，对整个AGC系统的时延要求比较高；3)因为AGC时间的限制，并且需要处理多个反馈信号，算法需要准备多套应用方案以尽可能的优化减小AGC时间，比较复杂。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的射频收发机的检测方式，以便克服现有检测方式存在的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种兼顾多种应用场景的接收机自动增益控制系统，可以使接收机的AGC算法不必为了优化对强干扰的容忍度而牺牲正常模式的性能；本发明通过增加检测电路既可以使电路由正常模式自动切换到强干扰模式，又可以在干扰消除后自动回归正常模式。