[发明专利]基于最大熵的数字接收机自动增益控制方法

说明书

本发明公开了一种基于最大熵的数字接收机自动增益控制方法，包括训练模式和自适应模式，步骤为根据待选的增益值集合设置VGA的增益，并计算每个增益值对应的熵；选取使熵取最大值的增益值作为VGA的增益，并统计此时ADC输出数据中的限幅概率p₀，得到限幅概率后训练模式结束，进入自适应模式；实时统计ADC输出数据中的限幅概率p；将实时统计得到的限幅概率p与训练模式得到的限幅概率p₀比较，并根据比较结果调整VGA增益或返回训练模式。本发明根据使ADC输出数据的熵最大的准则，自适应地调整VGA的增益，在不需要输入信号统计特性等先验信息的条件下可使ADC的量化损耗最小，从而提高信号的信噪比和接收性能。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，具体的涉及一种基于最大熵的数字接收机自动增益控制方法。

背景技术

自动增益控制（Automatic Gain Control, AGC）系统是一个在电子学领域中应用很广的控制系统，目前已在通信、导航和雷达接收机中得到广泛应用。AGC的主要作用是通过增益调整使接收机射频单元的输出电平幅度与模数转换器（Analog-to-DigitalConverter, ADC）的满幅度值相匹配，从而减小模拟信号转换成数字信号的过程中引入的量化损耗。

传统AGC的实现框图如图4所示：输入信号经可变增益放大器（VGA）放大后进入ADC，ADC将进入的模拟信号采样量化成数字信号，同时AGC系统从ADC输出信号中估计出信号功率，并将估计出的功率值与设定的最优功率值相比较，增益控制单元通过比较器得到的比较信号生成控制字对VGA进行增益调整。通过合理设置最优功率值，最终可使VGA输出电平幅度与ADC的满幅电平相匹配，从而达到ADC量化过程中的量化损耗最小的目的。

最优功率值与输入信号的类型有关，随着输入信号类型的不同其对应的最优功率值也不相同，因此，除非事先已经获得输入信号的先验信息，否则最优功率值难以确定。在工程应用中，通常假定输入信号满足某种统计特性，然后基于此来设置最优中频功率。然而，实际环境下，输入信号是实时变化的，并且其中还可能包含多种有意或无意的射频干扰，干扰类型包括单频干扰、线性调频干扰、脉冲干扰等各种类型。在这种条件下，传统自动增益控制方法无法满足ADC量化损耗最小要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于最大熵的数字接收机自动增益控制方法，通过自适应地调整VGA的增益使得ADC输出数据的熵最大，从而实现ADC量化损耗最小的目的。

根据本发明实施例的一种基于最大熵的数字接收机自动增益控制方法，包括训练模式和自适应模式，

训练模式的步骤为：

S1、根据待选的增益值集合设置VGA的增益，并计算每个增益值对应的熵；

S2、选取使熵取最大值的增益值作为VGA的增益，并统计此时ADC输出数据中的限幅概率p₀，得到限幅概率后训练模式结束，进入自适应模式；

自适应模式的步骤为

S3、实时统计ADC输出数据中的限幅概率p；

S4、将实时统计得到的限幅概率p与步骤S2中得到的限幅概率p₀比较，并根据比较结果调整VGA增益或返回步骤S1。