[发明专利]自适应增益控制器

说明书

发明领域

本发明涉及其中数据符号是在通信信道上进行发送的数据通信。具体地涉及用于自适应地调整接收的符号的幅度的自适应增益控制方法和设备。

发明背景

电信系统(诸如综合数据业务网(ISDN))以编码格式在现有的电话线路上传送信息。几种不同的数字线路代码(每种具有特定的符号分布)之一，可被用来编码二进制信息。在其最简单的形式中，线路编码使用不同的信号电平来编码要被传送的每个离散的符号。虽然在计算机系统中通用的编码形式是藉使用正电压电平的开/关代码，例如对于二进制的1是3伏和对于二进制的0是接近于0伏的电平，但在传输链路上根据功率以电压电平的等效的差值而对于零伏对称平衡来编码二进制数据是更有效的。例如，在ISDN中，采取利用四电平脉冲调幅(PAM)的非冗余码的2-二进制，1-四进制(2B1Q)线路代码。要被发送的每对二进制比特信息被转换成四进制符号(-3，-1，+1和+3)。例如，“00”被编码为-3，“01”被编码为-1，“10”被编码为+3，以及“11”被编码为+1。

在像ISDN那样的数字通信环境中，数字信息按照预定的协议或格式被传送。通过使用ISDN作为一个例子，四进制2B1Q线路代码符号被划分成帧，每帧包含某些比特字段，典型地至少包括一个同步字段和一个数据字段。虽然数据字段中的信息逐帧地变化，但在同步字段中的信息包括特定的预定符号型式，供接收机用来与发送消息的发射机同步之用。例如，在被规定用于ISDN的U-收发信机中，每个U-帧由用于同步的9个四进制符号型式字段和用于数据的111个四进制符号字段组成，每帧总共120个符号。在同步字段中的9个四进制符号以以下型式(+3，+3，-3，-3，-3，+3，3，+3，+3)被传送。

值得注意的是在同步字段中没有幅度为“1”的四进制符号。这样，不像在数据字段中，符号-3，+1，+1和+3以相等概率分布的符号分布那样，同步字段只包括幅度为“3”的符号。因之，在每帧中接收到幅度为“3”的符号的概率(P3)为：

P₃＝[(120-9)/2+9]/120＝129/240＝0.5375       (1)

所接收的符号幅度为1的概率P₁被定义为：

P₁＝[(120-9)/2]/120＝111/240＝0.4625         (2)

这样，对于每帧接收到幅度为“3”的符号具有较高的概率。

虽然在理论上，U-收发信机的接收机部分正寻找其幅度值相应于幅度为1和3的符号，但实际上，在传输路径上的失真、噪声、和其它因素意味着某些接收的符号的幅度不同于“1”，另一些符号的幅度不同于“3”。而且，接收的信号的幅度小于“1”的概率(P₁/2)等于接收的信号的幅度大于“1”的概率，例如0.9和1.1是等概率的。同样地，接收的信号的幅度小于“3”或大于“3”的概率是相同的，例如3.1和2.9。

自适应增益控制(AGC)被用来自适应地调整接收的符号的幅度电平，使得其峰值采样幅度和相应的符号参考幅度门限值是相等的。这种调整可通过使接收路径中的增益自适应或通过使符号参考门限值自适应来达到。在诸如ISDN这样的高速数据通信系统中，精确地执行AGC运行以使符号正确地被检测/识别是非常重要的。典型地，应用到接收符号的自适应增益控制(AGC)值将根据检测的符号幅度电平而增加或减少某一阶跃量/增量“μ”：

AGC_gain(t)＝AGC_gain(t-1)±μ           (3)

增益值的等效的增量的改变可藉使用下式来实现：

AGC(t)_gain＝AGC_gain(t-1)^*(1±μ)       (4)

当接收的符号小于预定的符号幅度范围时，即例如在2B1Q线路代码中在1和3之间时，使用标准的阶跃量来稍微增大增益；或当接收信号幅度大于预定的符号幅度范围时，稍微减小增益。对于其幅度处在该范围内的接收符号，既不增加也不减少增益值。