[发明专利]一种应用于OFDM中的数字自动增益控制快速调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感网络通信领域，特别是涉及一种应用于OFDM中的数字自动增益控制快速调整方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，简称“WSN”)是由具有无线通信、感知及计算能力的微型传感器节点组成的“智能”网络，它涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域，现已广泛应用于军事、农业、环境检测、医疗卫生、工业、智能交通等各种领域。随着无线传感器网络的应用推广，对通信的距离增大，对通信的速率增加，目前普遍采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)通信体制用于中高速无线传感器网络应用。

OFDM技术是于上个世纪50～60年代提出来的。它将整个传输带宽划分为一系列相互正交的子载波，只要单个子载波所占用的带宽足够窄，其上的信道频率响应就可以看作是平坦的。这样频率选择性衰落信道即被转化为一系列平坦衰落子载波信道。每个时域OFDM符号被送至信道传输前，添加大于信道最大时延扩展的循环前缀，即可消除无线通信中，由于信道多径衰落造成的严重码间干扰(Inter-Symbol Interference，简称“ISI”)。然而OFDM接收机性能受信号幅度大小影响较大，接收到的信号幅度过大或者过小都会对接收性能产生较大影响，引起较大误码率甚至丢帧。因此需要在接收机进行自动增益控制(Automatic Gain Control，简称“AGC”)，能将信号幅度自动调整到适合解调的范围，不会发生由于信号过大、过小影响接收性能。

AGC调整方法主要分为两类，第一类是模拟AGC，第二类是数字AGC。模拟AGC为射频端通过模拟电路探测接收信号的幅度，根据探测到的幅度自动生成对应的反馈调整电压，进而调节射频VGA的电压，改变射频电路电压增益，使得接收信号幅度满足解调要求；数字AGC为基带模块通过接收到的数字信号，检测数字信号幅值，通过数字算法计算相应需要调整的幅度差值，计算出反馈电压的数字值，经DA转化后控制VGA，改变射频电路电压增益，使得接收信号幅度满足解调要求。由于数字AGC实现简单，调整速度快，得到了越来越多的应用，特别适合资源受限的无线传感器网络应用。AGC方法调整速度和稳定性是双刃剑，调整速度快，将能在较短的时间内稳定接收信号幅度，可以减少AGC调整开销，提高数据利用率，但是调整速度快，将会引起较大波动，较小的噪声都可能引起误调整，稳定性差。反之亦然。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于OFDM中的数字自动增益控制快速调整方法，能偶找到AGC调整的稳定度和调整速度的折中，减少由于信号幅度变化所引起的性能衰落。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种应用于OFDM中的数字自动增益控制快速调整方法，包括以下步骤：

(1)利用FIR和IIR相结合的方式计算接收信号的功率；

(2)将接收信号功率转化成对应的对数形式p_dB(n)；

(3)比较当前信号的功率与信号的理想功率差值，根据差值计算相应的调整增益值，进行反馈调整。

所述步骤(1)中由幅值量代替信号的功率，所述信号的功率为p(n)＝(1-ρ)p(n-1)+ρz(n)，其中，ρ为加权因子，0＜ρ＜1，z(n)为单个采样点信号的幅度值量。

所述加权因子ρ＝0.125。