基于LC1860平臺的自組網(wǎng)波形AGC設(shè)計

杜白

摘 要：作為一款廣泛應(yīng)用的國產(chǎn)化芯片，LC1860芯片主要針對移動通信設(shè)計，支持2G/3G/4G等移動通信波形，因而其它波形的應(yīng)用會受一定的限制。本文從自組網(wǎng)波形特點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計了一種LC1860平臺上可實現(xiàn)的快速AGC算法。

關(guān)鍵詞：自組網(wǎng);AGC LC1860芯片

引言

LC1860是一款大唐半導(dǎo)體旗下大唐聯(lián)芯針對手機(jī)應(yīng)用的國產(chǎn)化芯片，在智能手機(jī)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，另外在無人機(jī)等領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。近年來由于國際形勢日益復(fù)雜，國內(nèi)各個領(lǐng)域?qū)a(chǎn)化芯片的需求越來越強(qiáng)烈，LC1860以其低功耗低成本等優(yōu)勢在智能手機(jī)以外的手持設(shè)備中也有了廣泛的應(yīng)用。LC1860芯片設(shè)計之初是為移動通信服務(wù)的，因而芯片架構(gòu)以及物理層設(shè)計（射頻控制、數(shù)字基帶算法等）都更契合于移動通信的2G/3G/4G波形，在AGC控制方面是利用先驗信息進(jìn)行時隙級別的AGC調(diào)整，而在突發(fā)波形中要求在一個時隙的前面很短時間內(nèi)完成AGC調(diào)整，應(yīng)用LC1860原有的AGC算法是無法完成快速AGC調(diào)整的。本文通過從LC1860的DSP架構(gòu)出發(fā)，研究了一種基于LC1860平臺的快速AGC算法。

1 LC1860平臺及其AGC算法簡介

LC1860芯片整體分為AP、CP、和頂層三個部分，其中AP為應(yīng)用處理單元，CP為通信處理單元，頂層主要包括DDR子系統(tǒng)、音頻處理子系統(tǒng)、COM_APB子系統(tǒng)和Debug子系統(tǒng)幾個部分。AP應(yīng)用處理單元主要的CPU為AP_HA7（4核A7）和AP_SA7（單核A7），兩者采用一種big-little的工作方式，GPU為Mali-T628 MP2，這三個模塊通過CCI400總線相連，可以保證Cache的一致性。CP為通信處理單元，包含三個CPU處理單元，分別是CP_A7、X1643和XC4210。CP_A7負(fù)責(zé)鏈路及網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議處理，X1643負(fù)責(zé)射頻控制以及時隙調(diào)度，XC4210為矢量處理器，完成各個通信模式下的算法處理。

在無線通信時，接收端收到的信號幅度由于干擾、突發(fā)信號等因素會產(chǎn)生巨大的波動，為保證接收到的幅度基本不變，接收系統(tǒng)必須要增加自動增益控制（AGC）模塊。

由于LC1860芯片是基于移動通信設(shè)計，在移動通信中作為手機(jī)端只接收基站傳來的信號，并且可以知道基站何時會發(fā)信號到本節(jié)點(diǎn)，故而LC1860平臺的AGC設(shè)計是根據(jù)上次收到信號大小的先驗信息來相應(yīng)的調(diào)整本次信號的大小，在每次接收過程中只需要調(diào)整一次或兩次便可完成AGC的收斂。具體調(diào)整方式如圖1所示

在每次的接收過程中先由XC4210收下樣點(diǎn)數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前信號的大小，并把具體值送入X1643;X1643根據(jù)大小值判斷需要調(diào)整的大小，并在下一個接收時隙到來時調(diào)整射頻芯片的衰減值完成本次AGC調(diào)整，如此往復(fù)直到接收信號大小滿足需求，在AGC收斂之后每次只需要微調(diào)就可使接收信號保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。

2 自組網(wǎng)及AGC需求簡介

隨著電子設(shè)備發(fā)展，無線通信需求增多，為滿足用戶需求，無線基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量不斷增多，移動自組織網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)實，成為移動通信技術(shù)研究和實踐的主流方向。無線移動自組織網(wǎng)絡(luò)是多跳臨時性網(wǎng)絡(luò)，動態(tài)組網(wǎng)，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以自發(fā)方式形成，各節(jié)點(diǎn)均可靈活移動，沒有固定基站設(shè)施和中央控制設(shè)備。

由于沒有固定基站設(shè)施和中央控制設(shè)備，各個節(jié)點(diǎn)都有可能在任何時候收到任意節(jié)點(diǎn)的信號，不同節(jié)點(diǎn)之間的距離以及信道狀況存在差異導(dǎo)致每個時刻接收到的信號幅度也會有很大差異。信號到達(dá)時間的隨機(jī)性以及節(jié)點(diǎn)之間的差異性決定了在接收到信號時之前存儲的先驗信息沒有太大的參考價值。所以自組網(wǎng)波形的AGC只能在接收到每幀有用信號開始之前進(jìn)行快速調(diào)整、快速收斂以保證可以收到更多節(jié)點(diǎn)發(fā)來的信息。

3 快速AGC算法

改進(jìn)的AGC算法首先在物理層幀結(jié)構(gòu)內(nèi)加入用于AGC調(diào)整的大約30us的冗余信號，再在射頻前端低噪放之后加入一組數(shù)控衰減器和LC1860相連。通過射頻控制流程將A/D接收到的數(shù)字信號存放在X1643與XC4210共享的RAM里，在AGC調(diào)整時由X1643實時查詢當(dāng)前A/D采樣進(jìn)度，并取最新的32個樣點(diǎn)進(jìn)行幅度計算，根據(jù)計算出的幅度大小直接調(diào)整數(shù)控衰減器，調(diào)整生效后再取32個樣點(diǎn)次進(jìn)行幅度計算，如此往復(fù)。一次計算和調(diào)整的過程大約需要5us，30us的時間可以進(jìn)行6次AGC調(diào)整，在大部分條件下完全可以使AGC收斂時間滿足突發(fā)波形對AGC的需求。具體調(diào)整方式可參考圖2。

4 總結(jié)

應(yīng)用改進(jìn)的快速AGC算法使得AGC收斂時間由原來的持續(xù)幾個毫秒大大縮短到了30us以內(nèi)，完全滿足了自組網(wǎng)波形對AGC的需求，在手持設(shè)備的測試中該AGC算法也滿足了不同場景的需求，完全解決了LC1860平臺AGC收斂速度慢的問題。

參考文獻(xiàn)

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