数字自动增益控制方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数字自动增益控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

无线通信系统中的接收机接收到不同远近的用户或基站发送来的数据，接收数据的功率有大有小，数据功率过大会造成信号失真，影响基带解调、译码；数据功率太小，基带处理的中间节点处理的动态范围变小，同样会影响基带解调、译码。

数字自动增益控制就是为了保证进入基带解调、译码的数据的功率在一个合适的范围区间，以此来获得最佳的解调、译码效果。

目前现有技术方案通常为时域统计功率，开环或闭环再调整时域数据功率。现有的定时时域自动增益控制方法，接收系统定时同步后，在周期性的时间节点开始提取预先约定的自动增益控制（Automatic Gain Control，AGC）训练序列，以此AGC训练序列估计出当前接收数据的功率大小。然后判决、作用（放大（增益）或缩小（衰减）或维持）当前接收到的数据上。此方法只适应单载波通信系统，且以插入AGC训练序列为代价，使得通信效率较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种数字自动增益控制方法、装置、电子设备及存储介质。

本发明提供一种数字自动增益控制方法，包括：

在与基站同步完成的情况下，确定目标定时时标；所述目标定时时标用于指示接收目标信号的时隙；

基于所述目标定时时标，将时域数据序列转化为频域数据序列；所述时域数据序列是与所述目标定时时标对应的数据序列；

基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

在一些实施例中，所述基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理之前，还包括：

从所述频域数据序列中确定目标频域数据序列；所述目标频域数据序列包括导频信号和用户数据；

基于所述目标频域数据序列，提取所述导频信号。

在一些实施例中，所述基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理，包括：

基于所述导频信号，确定所述导频信号的功率或幅值；

基于所述导频信号的功率或幅值，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

在一些实施例中，所述基于所述导频信号的功率或幅值，对所述目标信号进行自动增益控制处理，包括：

基于所述导频信号的功率或幅值，确定调整因子；所述调整因子包括增益因子或衰减因子；

基于所述调整因子，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

在一些实施例中，所述基于所述导频信号的功率或幅值，确定调整因子，包括：

基于所述导频信号的功率或幅值，确定所述频域数据序列的功率平均值或幅值平均值；

基于所述功率平均值或幅值平均值，确定所述调整因子。

在一些实施例中，所述基于所述目标定时时标，将时域数据序列转化为频域数据序列，包括：

基于所述目标定时时标，确定与所述目标定时时标对应的时域数据序列；

基于快速傅里叶变换方法，将所述时域数据序列转化为频域数据序列。

在一些实施例中，所述在与基站同步完成的情况下，确定目标定时时标之前，还包括：

接收所述基站发送的广播信号；所述广播信号用于进行同步；

基于所述广播信号的功率，确定所述广播信号出现信号饱和的情况下，对所述广播信号的功率进行衰减。

本发明还提供一种数字自动增益控制装置，包括：

确定模块，用于在与基站同步完成的情况下，确定目标定时时标；所述目标定时时标用于指示接收所述基站发送的目标信号的时隙；

转化模块，用于基于所述目标定时时标，将时域数据序列转化为频域数据序列；所述时域数据序列是与所述目标定时时标对应的数据序列；

控制模块，用于基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述数字自动增益控制方法。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述数字自动增益控制方法。

本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述数字自动增益控制方法。

本发明提供的数字自动增益控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过在同步完成之后，将信号由时域转换为频域，并在频域上利用导频信号进行功率统计，提高了功率统计的准确性，并且导频信号也可用于进行信道估计、均衡操作，不占通信开销，提高了通信效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的数字自动增益控制方法的流程示意图之一；

图2是本发明实施例提供的对广播信号进行衰减的示意图；

图3是本发明实施例提供的功率调整示意图；

图4是本发明实施例提供的增益因子与目标定时时标同步的示意图；

图5是本发明实施例提供的确定导频信号的功率的方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的数字自动增益控制方法的流程示意图之二；

图7是本发明实施例提供的数字自动增益控制装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”所区别的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图1是本发明实施例提供的数字自动增益控制方法的流程示意图之一，如图1所示，本发明实施例提供的数字自动增益控制方法，包括：

步骤101、在与基站同步完成的情况下，确定目标定时时标；所述目标定时时标用于指示接收所述基站发送的目标信号的时隙；

步骤102、基于所述目标定时时标，将时域数据序列转化为频域数据序列；所述时域数据序列是与所述目标定时时标对应的数据序列；

步骤103、基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

在步骤101中，在与基站同步完成的情况下，确定目标定时时标；所述目标定时时标用于指示接收所述基站发送的目标信号的时隙。

用户终端（User Equipment，UE）上电后，将会通过接收基站发送的信号，并向基站发送信号，以建立连接；上行信号指由UE发出，基站接收的信号；下行信号指由基站发出，UE接收的信号。

在接收基站发送的广播信号后，与基站进行同步。同步完成后，上行信号和下行信号传输过程中的间隙是一致的，从而UE可以确定接收目标信号的时隙，即目标定时时标，目标信号可以是基站发送的任意信号，目标定时时标是与无线通信通信系统中的时隙对齐的时标。

在一些实施例中，所述在与基站同步完成的情况下，确定目标定时时标之前，还包括：

接收所述基站发送的广播信号；所述广播信号用于进行同步；

基于所述广播信号的功率，确定所述广播信号出现信号饱和的情况下，对所述广播信号的功率进行衰减。

在同步完成之前，即在上电初始阶段，由于广播信号冗余度高，在较大功率范围区间的广播信号都能正确接收。

因此可以在同步之前对广播信号的接收实施粗放式的增益调整策略，盲统计时域的功率或幅值，如果出现了溢出饱和，则对广播信号的功率进行衰减。

例如，可随机选取一个长度的时间窗口，对广播信号的多个采样点的功率或幅值进行采样。

可选地，可通过预设门限，根据采样点的功率或幅值，判断广播信号的功率是否大于预设门限，在广播信号的功率大于预设门限时，则判断出现了信号饱和或溢出的情况，则对广播信号整体进行衰减。

也可预设门限范围，根据采样点的功率或幅值，判断广播信号的功率是否在预设范围内。在功率过大（即大于预设门限范围）的情况下，对广播信号的功率进行衰减；在功率过小（即小于预设门限范围）的情况下，对广播信号的功率进行放大；在功率适中（即处于预设门限范围）的情况下，维持广播信号的功率不变。

通过对广播信号的功率完成调整后，得到调整后的广播信号，调整后的广播信号对应的功率位于预设范围内，可以避免由于统计波动造成的AGC调整震荡。

图2是本发明实施例提供的对广播信号进行衰减的示意图，如图2所示，每个指向朝上的线条表示的是广播信号中每个采样点对应的功率，虚线表示的是预设门限。图2左边为衰减前的广播信号，右边为衰减后的广播信号。

本发明实施例在同步之前提供了一种粗放式的增益调整策略，盲统计时域功率或幅度，如果有溢出饱和，则对广播信号进行衰减，可以避免由于统计波动造成的AGC调整震荡。

在步骤102中，基于所述目标定时时标，将时域数据序列转化为频域数据序列；所述时域数据序列是与所述目标定时时标对应的数据序列。

在同步完成后，可以确定接收目标信号的时隙，根据该时隙可以提取对应的时域数据序列。

可理解地，目标定时时标对应的是接收目标信号的时隙，即时域数据序列与目标信号也是相对应的。

在一些实施例中，所述基于所述目标定时时标，将时域数据序列转化为频域数据序列，包括：

基于所述目标定时时标，确定与所述目标定时时标对应的时域数据序列；

基于快速傅里叶变换方法，将所述时域数据序列转化为频域数据序列。

根据目标定时时标，可以确定目标定时时标对应的目标信号，以及目标定时时标对应的时域数据序列，时域数据序列的数量可以为多个。

根据快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）方法，可以将每个时域数据序列转化为对应的频域数据序列。

在步骤103中，基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

在每个频域数据序列上提取相应的导频信号，导频信号的数量可以为多个，并统计每个导频信号的功率或幅值，即在频域上进行功率统计，频域上功率相对稳定，提高了功率统计的准确性。

其中，导频信号是存在于通信系统中，由收发双方约定的信号，在接收方可以采用导频信号进行信道估计、均衡操作，即利用导频信号，不占通信开销，提高了通信效率。

在一些实施例中，所述基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理之前，还包括：

从所述频域数据序列中确定目标频域数据序列；所述目标频域数据序列包括导频信号和用户数据；

基于所述目标频域数据序列，提取所述导频信号。

可选地，可在频域数据序列中确定目标频域数据序列，目标频域数据序列为有效的频域数据序列，包括导频信号和用户数据。

从而提取目标频域数据序列的导频信号，即得到了有效的导频信号，导频信号的数量可以为多个。

在一些实施例中，所述基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理，包括：

基于所述导频信号，确定所述导频信号的功率或幅值；

基于所述导频信号的功率或幅值，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

通过计算每个导频信号的功率或幅值，可以判断目标信号的功率是否过大或过小，从而对目标信号进行自动增益控制处理。

在一些实施例中，所述基于所述导频信号的功率或幅值，对所述目标信号进行自动增益控制处理，包括：

基于所述导频信号的功率或幅值，确定调整因子；所述调整因子包括增益因子或衰减因子；

基于所述调整因子，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

在一些实施例中，所述基于所述导频信号的功率或幅值，确定调整因子，包括：

基于所述导频信号的功率或幅值，确定所述频域数据序列的功率平均值或幅值平均值；

基于所述功率平均值或幅值平均值，确定所述调整因子。

根据每个导频信号的功率或幅值，计算得到频域数据序列的功率平均值或幅值平均值，从而根据功率平均值或幅值平均值确定调整因子。

调整因子包括增益因子或衰减因子，根据调整因子在时域上对目标信号的功率进行增强或衰减，使得目标信号的功率处于稳态区间内，实现对目标信号进行自动增益控制处理。其中，调整因子的作用与目标定时时标是同步的，即不能在两个时标之间改变调整因子。

此外，可以根据目标定位时标对目标信号进行周期性统计和周期性调整。

图3是本发明实施例提供的功率调整示意图，如图3所示，目标信号的功率过低时，调整步进为6dB，调整范围为6*MdB，M一般设置为6~8，即调整范围为36dB~48dB；目标信号的功率过高时，则调整范围为6dB~12dB。

图4是本发明实施例提供的增益因子与目标定时时标同步的示意图，如图4所示，调整因子的作用与目标定时时标是同步的，即不能在两个时标之间改变增益因子。

可选地，图5是本发明实施例提供的确定导频信号的功率的方法的流程示意图，如图5所示，本发明实施例提供的确定导频信号的功率的方法包括：

S1、在根据广播信号进行同步之后，确定目标定时时标，依据目标定时时标提取待转化的时域数据序列1，2，…；

S2、时域数据序列的数量为N，N为FFT转化长度，通常为256，512，1024，2048，4096等；

S3、将时域数据序列转化为频域数据序列；

S4、从频域数据序列中提取目标频域数据序列，即有效的频域数据序列，目标频域数据序列包括导频信号+用户数据，目标频域数据序列长度为N-G=N*（0.6~0.8），G=N*（0.2~0.4）；G表示频域数据序列上保护带的点数；

S5、从目标频域数据序列中提取导频信号，有效的导频信号的数量为(N-G)/L，其中L表示间隔，L取值为6或3；

S6、导频信号的表示方式如下：

P=I+j*Q

其中，P表示导频信号，I表示实部，Q示虚部。

则单个导频信号的功率为S_Power=I

S7、计算导频信号的功率平均值或幅值平均值。

本发明实施例提供的数字自动增益控制方法，通过在同步完成之后，将信号由时域转换为频域，并在频域上利用导频信号进行功率统计，提高了功率统计的准确性，并且导频信号也可用于进行信道估计、均衡操作，不占通信开销，提高了通信效率。

图6是本发明实施例提供的数字自动增益控制方法的流程示意图之二，如图6所示，本发明实施例提供的数字自动增益控制方法，包括：

在同步之前，由于广播信号冗余度高，在较大功率范围区间的广播信号都能正确接收。因此可以在同步之前对广播信号的接收实施粗放式的增益调整策略，盲统计时域功率或幅度，如果有溢出饱和，则对广播信号的功率进行衰减。

即上电初始，同步之前粗放式调整模式，只衰减大信号（信号饱和溢出），避免统计造成的调整震荡。

在同步之后，找到目标定时时标，依据目标定时时标的位置，将对应的时域数据序列转化（FFT操作）为频域数据序列；在频域数据序列对应的位置提取导频信号，统计该导频信号的平均功率或幅度值；依据平均功率或幅度值得出衰减因子或增益因子，并实施衰减或调整增益。

即同步之后，将信号由时域转换为频域，在频域提取功率相对稳定（当前数据段）的特定的导频参考信号，既避免盲试的统计功率的波动，又不至于牺牲通信效率。特定的导频参考信号，一般存在于通信系统中，收发双方约定，在接收方采用此导频信号进行信道估计，均衡操作，这样才能提高信号的解调、译码成功率。

本发明实施例提供的数字自动增益控制方法，同步之前粗放式调整模式，只衰减大信号（信号饱和溢出），统计样本的溢出（饱和），避免由于统计波动造成的AGC调整震荡，同步之后，将信号由时域转换为频域，在频域提取功率相对稳定（当前数据段）的特定的导频参考信号，既避免盲试的统计功率的波动，又不至于牺牲通信效率。

下面对本发明提供的数字自动增益控制装置进行描述，下文描述的数字自动增益控制装置与上文描述的数字自动增益控制方法可相互对应参照。

图7是本发明实施例提供的数字自动增益控制装置的结构示意图，如图7所示，本发明实施例提供的数字自动增益控制装置，包括：

确定模块710，用于在与基站同步完成的情况下，确定目标定时时标；所述目标定时时标用于指示所述基站发送的接收目标信号的时隙；

转化模块720，用于基于所述目标定时时标，将时域数据序列转化为频域数据序列；所述时域数据序列是与所述目标定时时标对应的数据序列；

控制模块730，用于基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

在此需要说明的是，本发明实施例提供的数字自动增益控制装置，能够实现上述数字自动增益控制方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。

可选地，还包括：提取模块，用于：

从所述频域数据序列中确定目标频域数据序列；所述目标频域数据序列包括导频信号和用户数据；

基于所述目标频域数据序列，提取所述导频信号。

可选地，所述控制模块730，具体用于：

基于所述导频信号，确定所述导频信号的功率或幅值；

基于所述导频信号的功率或幅值，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

可选地，所述控制模块730，具体用于：

基于所述导频信号的功率或幅值，确定调整因子；所述调整因子包括增益因子或衰减因子；

基于所述调整因子，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

可选地，所述控制模块730，具体用于：

基于所述导频信号的功率或幅值，确定所述频域数据序列的功率平均值或幅值平均值；

基于所述功率平均值或幅值平均值，确定所述调整因子。

可选地，所述转化模块720，具体用于：

基于所述目标定时时标，确定与所述目标定时时标对应的时域数据序列；

基于快速傅里叶变换方法，将所述时域数据序列转化为频域数据序列。

可选地，还包括：接收模块，用于：

接收所述基站发送的广播信号；所述广播信号用于进行同步；

基于所述广播信号的功率，确定所述广播信号出现信号饱和的情况下，对所述广播信号的功率进行衰减。

图8示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行数字自动增益控制方法，该方法包括：在与基站同步完成的情况下，确定目标定时时标；所述目标定时时标用于指示接收所述基站发送的目标信号的时隙；基于所述目标定时时标，将时域数据序列转化为频域数据序列；所述时域数据序列是与所述目标定时时标对应的数据序列；基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的数字自动增益控制方法，该方法包括：在与基站同步完成的情况下，确定目标定时时标；所述目标定时时标用于指示接收所述基站发送的目标信号的时隙；基于所述目标定时时标，将时域数据序列转化为频域数据序列；所述时域数据序列是与所述目标定时时标对应的数据序列；基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的数字自动增益控制方法，该方法包括：在与基站同步完成的情况下，确定目标定时时标；所述目标定时时标用于指示接收所述基站发送的目标信号的时隙；基于所述目标定时时标，将时域数据序列转化为频域数据序列；所述时域数据序列是与所述目标定时时标对应的数据序列；基于从所述频域数据序列中提取的导频信号，对所述目标信号进行自动增益控制处理。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。