[发明专利]自动增益控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动增益控制方法和装置，尤其是涉及一种适用于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)系统的自动增益控制方法和装置。

背景技术

OFDM是一种多载波调制技术，主要思想是将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，随后调制到每个正交的子载波上进行传输。理想情况下，各正交子载波上的信号没有相互干扰。每个子载波上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子载波上的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。由于其频谱效率高、能较容易的对付多径传播引起的符号间干扰，因而在无线移动通信中得到了越来越多的应用，并且被普遍认为是未来4G的核心技术。

OFDM系统发送端最终发送的是时域信号，接收机接收到的也是时域信号。在经过处理到基带信号后，需要通过快速傅里叶变换(FFT)模块变换到频域，然后在频域进行数据的解调等处理。

OFDM系统是突发传输系统，即用户产生业务时才进行传输和解码，这就要求OFDM接收机能够快速检测接收信号的功率并进行合适的增益设置和帧同步。在OFDM接收机中，接收机输出信号水平取决于输入信号电平和接收机的增益。由于各种原因，接收机的输入信号变化范围往往很大，最强信号和最弱信号之间相差甚至可达几十分贝(dB)。为克服外界各种因素对接收机输入信号的影响，及正交频分复用系统时域峰均比(PAR)较高的特点，需要使用自动增益控制(AGC)技术，使得输入信号电平稳定在接收机的动态范围之内。

图1是OFDM频域信号的示意图。OFDM系统在时间上的基本单位是OFDM符号，在频率上的基本单位是子载波，时间和频率上的最小单位成为资源单元(RE，Resource Element)。图中的RS表示参考信号(Reference Signal)，主要是用于信道估计，通常RS总是需要发送的。

FFT模块对每一个OFDM符号分别进行处理。一个OFDM符号信号从频域上看如图2所示，中间的直流子载波主要是用于去除直流分量，不用来传输数据，两侧的有效子载波是用来传输数据的，两端的虚子载波主要是用来隔离带外干扰，也不用来传输数据。

传统自动增益控制方法使用时域信号(即FFT变换之前的信号)的功率作为衡量标准来产生用于接收机放大器的增益值，图3示出一个包含传统AGC装置的OFDM接收装置示意图。图中的前端处理模块10主要完成将信号变换到基带的操作。增益控制模块20、A/D(模/数转换)模块30、时域功率计算模块40以及时域功率计算模块50组成自动增益控制装置。增益控制模块20主要是对信号进行放大，A/D模块30进行模拟到数字转换，时域功率计算模块40完成对一段时间长度的时域信号功率的计算，比较判断模块50主要是将时域功率计算模块40计算得到的功率与预设的目标功率值进行比较，并根据比较结果生成新的增益值去控制增益控制模块20。去CP(循环前缀)模块60和FFT模块70主要是将信号变换到频域供后端处理使用。

然而，发现如果在虚子载波处存在较强干扰，或者由于存在其他带外干扰，接收滤波器对该干扰的抑制不够理想，在接收机降采样后会将该残留干扰混叠到虚子载波处。这种情况下，传统的AGC方法调整的结果会将有效信号的功率调低。原因在于，时域信号功率中包含了在虚子载波上的干扰功率，当该干扰功率远大于有效信号功率时，缩小了AGC调整在不受干扰时本应达到的放大比例，其结果是降低了有效信号，从而影响后续的解调性能。

再者，由于OFDM系统资源的分配一般从时间和频率两个方向上进行，时间上有可能是突发的，频率方向上用来传输数据的子载波数目也可能变化很大，因此很可能导致在时域上计算一段时间内的信号功率波动很大，不能真正反映实际的信号功率情况，从而导致AGC调整不稳定。虽然可以通过增加计算时域信号功率的时间间隔来解决该问题，但这样带来的新的问题是导致计算量的增加，同时也增加了AGC调整的周期，有可能使接收机无法跟踪信道的快速变化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动增益控制方法和装置，可以避免OFDM系统在虚子载波处存在较强干扰时，有效信号无法得到足够增益的问题。