當前位置:首頁 > 通信技術(shù) > 通信技術(shù)
[導讀]大多數(shù)接收機必須處理動態(tài)范圍很大的信號,這需要進行增益調(diào)整,以防止過載或某級產(chǎn)生互調(diào),調(diào)整解調(diào)器的工作以優(yōu)化工作。

1 引 言

  大多數(shù)接收機必須處理動態(tài)范圍很大的信號,這需要進行增益調(diào)整,以防止過載或某級產(chǎn)生互調(diào),調(diào)整解調(diào)器的工作以優(yōu)化工作。在現(xiàn)代無線電接收裝置中。可變增益放大器是電控的,并且當接收機中使用衰減器時,他們通常都是由可變電壓控制的連續(xù)衰減器。控制應該是平滑的并且與輸入的信號能量通常成對數(shù)關系(線性分貝)。在大多數(shù)情況下,由于衰落,AGC通常用來測量輸入解調(diào)器的信號電平,并且通過反饋控制電路把信號電平控制在要求的范同內(nèi)。

2 系統(tǒng)總體設計

  在本設計中,前端TD_SCDMA的射頻信號RF輸入后,經(jīng)過MAX2392零中頻下變頻解調(diào)后進行增益處理。VGA輸出的信號經(jīng)過ADC變換后就成為數(shù)字中頻信號,經(jīng)RSP(接收信號處理器)處理輸出為IF數(shù)字信號。IF信號可以經(jīng)過AGC控制算法處理后控制VGA的增益。AGC增益控制算法在數(shù)字部分來實現(xiàn),在本設計中,AGC電路可以有效提高鏈路的動態(tài)范圍(+25~-105 dBm),提高ADC輸出的SNR,以使DSP能更容易地實現(xiàn)Dw-PTS同步。AGC在系統(tǒng)中的位置如圖1虛線框所示:

3 AGC系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)

  根據(jù)AG

C所實現(xiàn)的功能,在FPGA中將AGC模塊分為如下幾個部分來實現(xiàn):

3.1 數(shù)據(jù)干路模塊

  從RSP接口來10位二進制補碼數(shù)據(jù)I1和Q1,與求指數(shù)模塊傳送來的預放大增益GAIN2相乘后所得出的數(shù)據(jù)(仍取10位二進制補碼數(shù)據(jù))將要傳送到CIC平均模塊,同時要分別與求指數(shù)模塊傳送來的放大增益GAIN3相乘,然后采取截短處理,取8位二進制補碼數(shù)據(jù),I1′,Q1′,輸出到DSP 中。

3.2 計算下行同步碼功率(SYNC_DL)模塊

  計算下行同步碼功率(SYNC_DL)模塊對應于圖2中的判斷部分,是AGC中最為重要算法計算。TD_SCD-MA每個幀有6 400個碼片,在其一幀5 ms的時間上是不連續(xù)的,因此只能求出下行同步碼(SYNC_DL)的功率值,以此為依據(jù)控制VGA的電壓值。

  由圖3的TD_SCDMA的幀結(jié)構(gòu)知道,下行同步碼(SYNC_DL)在下行導頻時隙(DwPTS)發(fā)射,SYNC_DL的長為64個碼片,在其左邊和右邊各有32和96個碼片的保護時隙(GP)。為此,在FPGA中共用了3種不同的方法計算其功率值。

  方法一在FPGA內(nèi)根據(jù)檢波法的原理計算下行同步碼64個碼片的功率(AGC模塊圖2中的dcmt部分)??紤]TD的幀結(jié)構(gòu),保護時隙GP的功率很小,故從接收功率的時間分布上來看,與GP相比SYNC_DL段的功率較大。當用SYNC_DL段的64碼片之和除以SYNC_DL前后個32個碼片相加之和,結(jié)果大于3時,就可以判斷出SYNC_DL的大致位置。因此,基于這種方法,F(xiàn)PGA在5 ms的周期中遍取6 400個碼片,每64個碼片做積分,依次向前滾動計算,同時做除法運算,最后即可計算出SYNC_DL在一幀6 400個碼片中的位置和能量,以此控制VGA的電壓和后續(xù)的計算。不過這種方法只有在信號質(zhì)量很好,信號強度比較大的時候才計算準確。

  方法二由DSP方根據(jù)傳過來的數(shù)據(jù),通過相干檢測法檢測出SYNC_DL的精確位置,并把這個位置參數(shù)傳送給FPGA。FPGA收到這一點的位置后,立既停止使用其自身檢波法求出的功率值,根據(jù)DSP傳過來的SYNC_DL的位置,計算出這一點之后的64個碼片的積分值,作為SYNC_DL的總功率,并以此控制 VGA的電壓(AGC模塊圖2中的dwpts部分)。這時求出來的總能量比較精確(DSP提供的位置比FPGA自身檢波法求出來的精確),但是速度比較慢。

  方法三當信號的強度變得很弱,信號可能淹沒在了噪聲當中。這時無論是由FPGA的檢波法還是DSP的相干法都計算不出SYNC_DL的位置和能量。在這種情況下,認為在5 ms時域上信號連續(xù),能量均衡,F(xiàn)PGA求5ms幀的平均值,以此作為SYNC_DL的功率,并控制VGA(AGC模塊圖2中的CIC部分)。

3.3 求對數(shù)運算模塊

  在本模塊,將上面得到的功率值進行求對數(shù)運算,以減少數(shù)據(jù)的運算量。用FPGA實現(xiàn)求對數(shù)運算時,可以先將數(shù)據(jù)歸一化在1~2之間,然后通過將數(shù)據(jù)平方后推導出最高位的方法逐位求出所求數(shù)據(jù)的二進制數(shù)值。假定自變量X歸一化在區(qū)間[1,2]內(nèi),用二進制數(shù)據(jù)可表示為1.X1X2…Xn,則所求的對數(shù)值在區(qū)間[0,1]內(nèi),用二進制數(shù)據(jù)可表示為0.Y1Y2…Ym,因而可用數(shù)學方法表示為20.Y1Y2…Ym=1.X1X2…Xn,問題歸結(jié)為求 Y1Y2…Ym。將上式左右兩邊同時平方,可以得出2Y1Y2…Ym=(1.X11X21…Xn1)2,由此可推倒出Y1來。(X為已知,若等式右邊數(shù)據(jù)小于2,則Y1=0;反之,若大于或等于 2,則Y1=1)求出Y1后可以導出20.Y2Y3…Ym=1.X11X21…Xn1,同理可推倒出Y2。依此類推,可求出對數(shù)值的各位。

  進行FPGA設計時,可以設計出一個平方比較單元依次求出對數(shù)值,同時要注意需要耗費的系統(tǒng)資源。

3.4 求指數(shù)運算模塊

  經(jīng)過求對數(shù)模塊后,一路數(shù)據(jù)傳送到IIR中,另一路數(shù)據(jù)則要傳送到DSP中進行算法運算,因此,需要增加一個求指數(shù)模塊,將對數(shù)模塊運算后的結(jié)果還原成原來的數(shù)據(jù)送到DSP中。指數(shù)換底公式可知:2x=ex1n2,由雙曲函數(shù)定義及特性可知:ex=sinh(x)+cosh(x),而當自變量x在 [-π/4,7c/4]范圍內(nèi)時,可以采用FPGA的IP CORE(CORDIC算法)實現(xiàn)雙曲正弦函數(shù)和雙曲余弦函數(shù),因此在FPGA內(nèi)部求以2為底的指數(shù)函數(shù)時,可以先將自變量歸一化在[0,1]內(nèi),然后將自變量乘以常系數(shù)1n 2,由于ln 2<π/4,故可以新乘得的數(shù)據(jù)作為新的自變量,利用IPCORE求出其雙曲正弦函數(shù)和雙曲余弦函數(shù)后將其相加,即可得到所需要的指數(shù)函數(shù)值。

3.5 IIR反饋模塊

  IIR反饋模塊包括3部分:IIR濾波單元、飽和反

饋單元和VGA控制單元,其中IIR濾波單元負責將求對數(shù)模塊得出的數(shù)值與參考數(shù)值比較后得出的誤差數(shù)據(jù)Uerr作IIR濾波計算得出Ufilter,然后依據(jù)相關算法計算出Urssi。飽和反饋單元負責將Urssi與飽和限幅數(shù)據(jù)比較后得出誤差電壓Uerr2,然后依照相關算法求出U2送到求指數(shù)模塊,從而能夠控制誤差反饋增益Gain2。VGA控制單元負責將Urssi進行飽和限幅后得到輸出控制電壓Uda,量化后經(jīng)過數(shù)模變換從而控制VGA。

3.6 CIC平均模塊

  當AGC用于WCDMA系統(tǒng)時,可以將圖2中的判斷部分全部去掉,加入這個CIC平均模塊。CIC平均模塊負責將預放大模塊求出的I1和Q1作為自變量,通過功率算法P1′=I1*I1+Q1*Q1求出P1′,然后將6 400個工作頻率為1.28 MHz的P1′平均,得出工作頻率為1.28 MHz的P1。同樣得出P2后再求出P1+P2。

  在FPGA中對于相加運算,包括CIC實現(xiàn)部分的純整數(shù)相加算法和其他部分的小數(shù)相加算法。其中CIC運算部分的運算數(shù)據(jù)是二進制10位有符號數(shù);對于相乘運算,包括CIC實現(xiàn)部分的純整數(shù)平方算法、CIC實現(xiàn)部分的常系數(shù)小數(shù)相乘算法。

4 結(jié) 語

  以上介紹的在FPGA中實現(xiàn)AGC的算法,經(jīng)過項目的驗證測試,效果比較好,DA選用ADS的5621,VGA電壓調(diào)節(jié)范圍在0.3~1.8 V之間,共45個dB的調(diào)節(jié)范圍,因此AGC在+10~-35之間起調(diào)節(jié)作用,信號低于-45 dBm時,VGA電壓保持1.8 V最大值;高于+10 dBm時,VGA電壓保持在最小0.3 V。經(jīng)過測試,F(xiàn)PGA可在+25~-105 dBm范圍內(nèi)搜索到SYNC_DL的位置。

  此種AGC算法,計算相對簡單,運算速度快,不僅可用于TD_SCDMA信號,在計算下行同步碼能量時稍加改動,只做CIC平均運算,即可應用于WCDMA信號。

本站聲明: 本文章由作者或相關機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務連續(xù)性,提升韌性,成...

關鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關鍵字: 華為 12nm EDA 半導體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務引領增長 以科技創(chuàng)新為引領,提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關鍵字: BSP 信息技術(shù)
關閉
關閉