[发明专利]一种无线通信接收机的自动增益控制方法和电路

摘要

本发明涉及无线通信技术领域，公开了一种无线通信接收机的自动增益控制方法和电路。无线通信系统使用连续相位调制，射频前端模块为低中频结构，天线接收空中无线信号，混频后的信号同相支路和正交支路经过多相波器后，舍弃同相支路或正交支路中的一路信号；另一路信号经过可编程增益放大器和模数转换器后，输入到数字接收机。数字接收机的自动增益控制方法包括两步。首先，根据单路输入信号饱和检测；其次，根据输入信号绝对值与输入信号功率的关系，计算输入信号的强度以及调整射频通路的增益。与传统的两路输入自动增益控制电路相比，本发明的自动增益控制电路的输入仅为一路信号，省去一路可编程增益放大器、模数转换器以及同相支路和正交之路之间不匹配的补偿电路，从而简化了射频前端模块的设计、面积和功耗。

主权项

一种无线通信接收机的自动增益控制电路，其特征在于主要包括射频前端模块、自动增益控制模块(AGC)、模数转换器(ADC)和解调器(Demodulator)，其中，自动增益控制模块(AGC)包括饱和检测和增益调整模块、基于绝对值的信号功率检测和增益调整模块；射频前端模块包括低噪声放大器(LNA)、混频器(MIXER)、多相滤波器(PolyphaseFilter)、可编程增益放大器(PGA)；射频前端模块对接收的射频信号进行逐级放大和混频到低中频，输入给模数转换器(ADC)；自动增益控制模块(AGC)的饱和检测和增益调整模块检测信号的饱和程度并调整各射频模块的增益LNA_gain、Filter_Gain和PGA_Gain；基于绝对值的信号功率检测和增益调整模块根据模数转换器(ADC)输出信号的绝对值计算信号功率并调整各射频模块的增益；射频前端模块为一低中频结构，天线接收空中的无线信号，经过各射频模块逐级放大后到达模数转换器(ADC)，模数转换器(ADC)的输出作为数字接收机的输入；各射频模块根据数字接收机自动增益控制模块(AGC)输出的增益编码，对输入信号进行放大；初始状态下，各射频模块的增益均设置为其可实现的最大增益；射频信号经过低噪声放大器(LNA)和混频器(MIXER)之后，转变为低中频的同相支路和正交之路两路信号；同相支路和正交之路两路信号经过多相滤波器之后滤除带外的镜像信号和噪声，获得期望的低中频信号；多相滤波器输出同相支路和正交之路两路信号，舍弃其中任意一路，剩下的一路信号经过可编程增益放大器(PGA)和模数转换器(ADC)后输入给数字接收机；数字接收机的自动增益控制模块(AGC)根据单路输入信号饱和检测以及绝对值与输入信号功率的关系，计算输入信号的强度以及调整射频通路的增益；饱和检测和增益调整模块跟据模数转换器(ADC)输出信号检测模数转换器(ADC)输入信号是否超过模数转换器(ADC)的动态范围，并且调整射频通路增益；模数转换器(ADC)输出信号的绝对值与一个预先设定阈值进行比较，使用滑动窗机制，如果在预定的窗口长度下，模数转换器(ADC)输出信号的绝对值大于预先设定阈值的次数超过另一个设定的阈值，则调整射频通路增益降低一个设定的增益；否则，根据模数转换器(ADC)输出信号的绝对值与模数转换器(ADC)输出信号的功率之间的关系，调整射频通路的增益；基于绝对值的信号功率检测和增益调整模块通过累加模数转换器(ADC)输出信号的绝对值，换算成信号功率，通过与目标值进行比较，得到射频通路的增益；模数转换器(ADC)输出信号的绝对值进入一个滑动窗，计算该滑动窗内所有数据的和，求和的结果可以转换模数转换器(ADC)输出信号的功率；比较该输出信号的功率与期望功率的差值，可以得到射频通路增益的调整值。