[发明专利]自动增益控制装置和方法、功率调整装置和无线发射系统

说明书

技术领域

本公开涉及信号处理领域，具体地，涉及自动增益控制装置、自动增益控制方法以及功率调整装置和无线发射系统。

背景技术

无线通信系统中使用的功率放大器(PA)存在固有的非线性，该非线性将造成输出信号功率的带外频谱扩展以及带内信号畸变，进而影响通信系统性能。目前，自适应预失真器已经广泛使用于无线通信系统中以补偿功率放大器的非线性的影响。

自适应标量法预失真器对功率放大器输出信号的带外功率进行采样，根据其功率值的变化来自适应地调整预失真器的参数，从而实现功率放大器的线性化，如图1所示。图1示出了具有自适应标量法预失真器的功率放大系统1的配置。功率放大系统1从信号源2得到输入信号，并且将功率放大后的信号提供给天线3。功率放大系统1包括预失真单元14、第一数模转换器(DAC)15、上变频器16、功率放大器17、反馈支路18和更新算法模块19。

预失真单元14具有与功率放大器17的非线性特性相对应的非线性特性，经过预失真单元14进行预失真后的信号，经过第一数模转换器15、上变频器16的处理，再经过具有非线性失真的功率放大器17的放大而成为所得到的输出信号。在该输出信号中，非线性的预失真与非线性的失真基本上相互抵消。从而，从功率放大器17输出的信号可以被看作是输入预失真单元14的输入信号经过了线性功率放大的结果。

反馈支路18获取对功率放大器17的输出信号的功率的采样，并且向更新算法模块19提供用于更新算法的代价函数值。更新算法模块19根据代价函数值来调整预失真单元14的参数，从而使得预失真单元14的非线性特性尽可能与功率放大器17的非线性特性相对应。当代价函数值收敛时，可以判定预失真单元14的非线性特性已经与功率放大器17的非线性特性相对应。

与自适应矢量法预失真器相比，这种结构不需要进行样点同步，降低了反馈支路的实现复杂度。

在图1的反馈支路18中通常采用自动增益控制(AGC)方法来调整模数转换器(ADC)的输入信号的动态范围，以降低模数转换器的比特数。自动增益控制算法模块将计算出的增益值通过数模转换器输出，以调节可变增益放大器(VGA)的增益。为了达到所需的增益调整精度，对数模转换器的比特数有一定的要求。如图1所示，反馈链路18包括混频器181、模拟带通滤波器(ABPF)182、可变增益放大器183、模数转换器184、代价函数计算模块185、自动增益控制算法模块186和第二数模转换器187。其中，自动增益控制算法模块186根据模数转换器184的模数转换结果，向可变增益放大器183提供可变增益g。

目前的自动增益控制算法的主要思路是保证模数转换器184的输出信号的某种统计特性(平均功率、平均幅度等)总是保持为一个常数值，如图2所示。图2示出了图1中的反馈链路18的配置，其中自动增益控制算法模块186包括信号特性分析单元186a和增益生成单元186b。其中自动增益控制算法为了实时计算模数转换器的输出信号的统计特性，需要由信号特性分析单元186a得到模数转换器的输出信号的绝对数值，并且将该绝对数值与基准R进行对比，从而根据对比结果由增益生成单元186b生成可变增益放大器183的可变增益g。

这种方法一方面需要实时调整可变增益放大器的增益，以保证模数转换器的输出信号的统计特性实时恒定，另一方面要求所使用的模数转换器及数模转换器的比特数不能过低(例如，无法使用1比特的模数转换器)。

发明内容

本公开的发明人注意到，由于在自适应标量法预失真器中，只需要获得功率放大器输出的带外信号功率的变化量，而不需要此带外信号功率的绝对值。针对这一特点，本公开提出了一种提高了性能并降低了成本的自动增益控制装置和自动增益控制方法，以及应用了这样的自动增益控制装置和自动增益控制方法的功率调整装置和无线发射系统。

根据本公开的实施例，提供了一种自动增益控制装置，其包括：可变增益调整单元，其用于以可变增益对输入信号进行调整，并且输出调整结果；模数转换单元，其用于对调整结果进行模数转换以得到模数转换结果；以及增益确定单元，其用于确定模数转换结果的最大值或最小值在预定时间周期内的分布情况，并且将该分布情况与第一分布条件进行比较，如果该分布情况满足第一分布条件，则保持与该分布情况相对应的可变增益不变，如果该分布情况不满足第一分布条件，则改变与该分布情况相对应的可变增益并再次确定分布情况，直至分布情况满足第二分布条件为止，其中第二分布条件与第一分布条件相同或者比第一分布条件更严格。