[发明专利]接收自动增益控制系统和方法

说明书

本发明涉及一种通信系统用自动增益控制系统和方法，更具体地涉及移动通信系统接收机中所用的一种自动增益控制电路。

移动通信系统面临不断增长的增加用户容量和改善信号接收质量的要求。然而，改善信号接收质量需要提高发射功率，这一般会牺牲用户容量。此处公开的改善可同时满足前述两方面的要求。

近年来，码分多址(CDMA)标准已用于移动通信系统，在北美更是如此。按照CDMA标准构成的系统需要一个自动增益控制(AGC)电路以提供一个受控接收信号电平以便无论所检测输入信号的电平中波动多大也能实现接收信号自模拟量至数字量的恰当变换。此处公开的一个AGC系统对接收信号电平提供改善的控制。

在地面移动通信接收机中任何位置上的所检测输入信号包括众多多路径分量。多路径分量是由无线电波的反射、衍射和散射引起的沿多路径发射一个信号的结果。当一个所发射信号的多路径分量彼此同相时，建设性的干扰结果使所接收信号得到加强。然而当一个信号的多路径分量彼此相位相反时，破坏性的干扰结果通常急剧地减小所接收信号的幅值。

当一个移动通信接收机在多路径发射环境下自一个地移动至另一地时，电磁场强度通常以一个幅值或更大值的数量级变化。电磁场的这类变化称为瑞利衰落。瑞利衰落在信号幅值包络线中造成变化和造成相位变化。此时信号幅值包络线变化具有同瑞利分布特性而相位变化具有均匀分布特性。

在根据CDMA标准操作的现有移动通信系统中，一种称为发射功率控制的技术用于补偿由于移动通信发射机相对于基站的操作距离的变化而造成的自它们接收到的信号的强度变化。美国专利5,056,109(′109专利)中对发射功率控制技术有描述。该′109专利描述一个称为“开环发射功率控制”的具体技术，其中每个移动站确定其所检测输入信号的所接收信号强度，从而估计来自基站的所发射信号功率中的损失。在该系统中，移动站使用所估计接收的信号强度以选择一个发射功率电平以便向处于接收端的基站提供一个预计的信噪比。

如′109专利中所描述的发射功率控制技术只能够补偿平均发射损失，这是一种在根源和效果上与瑞利衰落所造成结果不同的现象。平均发射损失主要是基站与移动站之间距离的函数；它的效果随时间缓慢地变化。发射功率控制技术不试图也无能力补偿瑞利衰落，后者在所接收输入信号电平中造成急剧巨大波动。

如上所述，使用发射功率控制的移动通信系统根据由移动站的自动增益控制(AGC)电路所确定的所估计接收到的信号强度以改变发射功率。因为更准确的发射控制允许用改善的信号接收性能为更多组用户服务，因此AGC电路的响应性能和准确度对发射功率设置有很大影响，而原理上对移动通信系统的总性能也有很大影响。由于距离和干扰的共同影响，例如同瑞利衰落及经受突然的巨大的幅值波动，移动通信系统中的总发射损失能到达80dB或更多，一个能快速地响应和稳定地工作于这类条件下的AGC电路是重要的。

参照此处的附图可很好地理解现有技术AGC电路例子和本发明的数个实施例的描述。这些图将描述如下。

图1是现有技术自动增益控制电路的第一例的原理框图。

图2是用于阐述图1中所示现有技术自动增益控制电路的信号功率相对于获取的增益更新值的图。

图3是现有技术自动增益控制电路的第二例的原理框图。

图4是用于阐述图3中所示第二现有技术自动增益控制电路的信号功率相对于获取的增益更新值的图。

图5是根据本发明第一实施例构成的一个接收自动增益控制电路的原理框图。

图6是用于阐述图5中所示本发明第一实施例信号功率相对于的获取的增益更新值的图。

图7是根据本发明第二实施例构成的一个接收自动增益控制电路的原理框图。

图8是用于阐述图7中所示本发明第二实施例的信号功率相对于获取的增益更新值的图。

图9是根据本发明第三实施例构成的一个接收自动增益控制电路的原理框图。

图10是用于阐述图9中所示本发明第三实施例的信号功率相对于获取的增益更新值的图。

图11是根据本发明第四实施例构成的一个接收自动增益控制电路的原理框图。

图12是用于阐述图11中所示本发明第四实施例的信号功率相对于获取的增益更新值的图。