无线通信QAM调制接收信号的AGC技术研究与实现

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无线通信接收机在接收毫米波信号时,由于受到物理信道的影响,接收到的信号往往是变化较大的,这不利于接收机完成对信号的解调。其实,早就有文献指出,在QAM信号的接收机中,解调器的输入端一定要有一个自动增益控制(AGC)系统,以恒定QAM信号的平均功率,否则解调出来的I、Q信号就有可能不平衡,导致通信系统的误码率增加。本文是依据某毫米波接收机的研制项目,来展开对无线通信中自动增益控制技术的研究。本论文研究无线通信QAM接收机里面的自动增益控制技术,主要分为四个部分:AGC的原理和技术指标、AGC方案的建模与分析、AGC方案的仿真与实现,以及将实现的成果上板做实验验证以得出结论。在设计AGC方案的过程中,参考了大量前面的学者在通信领域中对有关的AGC技术的研究,提出了含双误差因子的对数AGC环路这个方案。该方案的环路模型没有设计得过于复杂,以免在实现方案的过程中,会占用过多的系统资源,增加系统运行时的复杂度,导致较长的调整时间。在方案的仿真环节,先是使用理想的输入信号,即不同幅度的正弦信号,然后再输入含高斯白噪声的64QAM信号,都得到了较好的输出结果。在方案的上板实验和验证环节,由于使用的实验平台是已有的毫米波接收机产品,该实验平台主要包含射频收发机芯片和FPGA处理器。其中射频收发机芯片承担了射频信号到基带信号的接收和转换,该芯片可以配置为外部的AGC,也可以不使能它的AGC功能,将AGC的算法交由FPGA处理器来实现,即内部的AGC。FPGA处理器不仅需要实现内部AGC功能,还包含其他的信号处理模块,因此内部AGC就能与后续模块实现良好的衔接。经过测试,本次设计的AGC可完成64QAM信号接收时的自动增益控制,其响应时间小于5μs,基带信号的输出动态范围小于5d B,达到了预先设计的指标要求,其设计思路可供有相关需求的工程师参考。
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