CN115102564A - 一种基于频谱扫描数据的agc控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于频谱扫描数据的AGC控制方法，输入频谱扫描数据及参数，对于频谱扫描数据进行分段，计算每段的能量和并求出最大值，通过阈值与最大值进行比较，判断最大值是否大于阈值，若小于阈值，保存这帧数据用于后续计算，并重复以上步骤；若大于阈值，则丢弃本帧数据，并控制衰减器增加一档，重复以上步骤；若衰减值稳定，维持该值x分钟进行频谱扫描并保存数据，再重置衰减器为0，重复以上步骤。本发明通过采用软件控制方式，对于无AGC功能的接收机，无需改动硬件，结构简单易实现、运行效率高，在复杂电磁环境下，可快速适应环境，保证了在大信号干扰下频谱扫描数据的正确性，为后续的数据运算与分析提供支撑。

Description

一种基于频谱扫描数据的AGC控制方法

技术领域

本发明涉及无线电监测技术领域，尤其涉及一种基于频谱扫描数据的AGC控制方法。

背景技术

随着通信技术的发展，通信业务日益增多，电磁环境越来越复杂。监测设备通常使用数字宽带接收机，动态范围有限，在复杂环境下极易受到大信号干扰而饱和。对于无AGC功能的宽带接收机，在复杂环境下可能采集数据有误而导致后续分析、决策失误，因此，能够基于频谱扫描数据进行软件控制AGC，对无线电监测有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于频谱扫描数据的软件AGC控制方法，用于解决无AGC功能的宽带接收机在大信号干扰下无法正常工作的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于频谱扫描数据的AGC控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：采集频谱扫描数据，并获取扫描参数，包括中频带宽IFBw、起始频率startF、截止频率stopF与扫描步进stepF；中频带宽(IFBW)是指网络分析仪接收机内部中频滤波器的带宽，设置IFBW一般需要平衡动态范围和测量速度两个因素。设置的IFBW越宽，进入接收机的噪声越多，噪底越高，动态范围(最大端口输出功率和噪底之差)越小，迹线噪声也越大；而设置较窄的IFBW可以改善噪底，动态范围和迹线噪声，但是扫描速度也会变慢。这是因为滤波器带宽越窄，实现它需要的阶数越高，采样点数越多，速度越慢。

步骤S2：根据中频带宽，对频谱扫描数据进行分段，即：

步骤S3：对每个分段的频谱扫描数据，分别计算其能量和，记为：

其中，Lev_i为段内第i个频谱扫描数据电平值，单位为dBuv；M为每个分段内包含的频谱扫描数据个数；

步骤S4：找到能量和最大的数据分段，记为P_max；

步骤S5：根据中频带宽IFBw与扫描步进stepF估计能量阈值P_threshold；

步骤S6：判断P_max是否大于能量阈值P_threshold；

步骤S7：当衰减值稳定后，维持该值x分钟(x可调，默认x＝1)，再重置衰减器为0，重复步骤S1～S7。

进一步方案为，所述步骤S5中，能量阈值P_threshold计算方法如下：

步骤S51：根据接收机A/D位数k计算IQ数据最大值：

IQ_max＝2^k-1

步骤S52：根据中频带宽IFBw与扫描步进stepF，计算用于FFT计算的点数nFFT，nFFT需满足：

nFFT>n1,nFFT＝2^m

其中，n1＝IFBW/stepF；

步骤S53：构造中频数据X：

Idata＝[I₀,I₁,…,I_nFFT-1]，I₀＝I₁＝…＝I_nFFT-1＝IQ_max

X＝hilbert(Idata)

步骤S54：对中频数据X进行傅里叶变换，记为：

步骤S55：计算Ss带内能量和P_s：

其中，cutN＝(nFFT-n1)/2；

步骤S56：计算能量阈值P_threshold＝0.9*P_s。

进一步方案为，所述步骤S6中，判断P_max是否大于能量阈值P_threshold步骤如下：

步骤S61：若P_max<P_threshold，保存这帧数据用于后续计算，并重复步骤S1～S6；

步骤S62：若P_max≥P_threshold，则丢弃本帧数据，并控制衰减器增加一档，再重复步骤S1～S6。

本发明的有益效果在于：

本发明的一种基于频谱扫描数据的AGC控制方法，通过采用软件控制方式，对于无AGC功能的接收机，无需改动硬件，结构简单易实现、运行效率高，在复杂电磁环境下，可快速适应环境，保证了在大信号干扰下频谱扫描数据的正确性，为后续的数据运算与分析提供支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明流程图。

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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在任一实施例中，如图1所示，本发明的一种基于频谱扫描数据的AGC控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：采集频谱扫描数据，并获取扫描参数，包括中频带宽IFBw、起始频率startF、截止频率stopF与扫描步进stepF；

步骤S2：根据中频带宽，对频谱扫描数据进行分段，即：

步骤S3：对每个分段的频谱扫描数据，分别计算其能量和，记为：

其中，Lev_i为段内第i个频谱扫描数据电平值，单位为dBuv；M为每个分段内包含的频谱扫描数据个数；

步骤S4：找到能量和最大的数据分段，记为P_max；

步骤S5：根据中频带宽IFBw与扫描步进stepF估计能量阈值P_threshold：

步骤S51：根据接收机A/D位数k计算IQ数据最大值：

IQ_max＝2^k-1

步骤S52：根据中频带宽IFBw与扫描步进stepF，计算用于FFT计算的点数nFFT，nFFT需满足：

nFFT>n1,nFFT＝2^m

其中，n1＝IFBW/stepF；

步骤S53：构造中频数据X：

Idata＝[I₀,I₁,…,I_nFFT-1]，I₀＝I₁＝…＝I_nFFT-1＝IQ_max

X＝hilbert(Idata)

步骤S54：对中频数据X进行傅里叶变换，记为：

步骤S55：计算Ss带内能量和P_s：

其中，cutN＝(nFFT-n1)/2；

步骤S56：计算阈值P_threshold＝0.9*P_s；

步骤S6：判断P_max是否大于阈值：

步骤S61：若P_max<P_threshold，保存这帧数据用于后续计算，并重复步骤S1～S6；

步骤S62：若P_max≥P_threshold，则丢弃本帧数据，并控制衰减器增加一档，再重复步骤S1～S6；

步骤S7：当衰减值稳定后，维持该值x分钟(x可调，默认x＝1)，再重置衰减器为0，重复步骤S1～S7。

在一个具体实施例中，如图1所示，本发明的一种基于频谱扫描数据的AGC控制方法，包括以下步骤：

1.接收机采集频谱扫描数据，并获取扫描参数，具体地，IFBw＝40MHz，startF＝1GHz，stopF＝3GHz，stepF＝25kHz；

2.对频谱扫描数据进行分段，segN＝50；

3.对每个分段的频谱扫描数据，分别计算其能量和；

4.找到能量和最大的数据分段，记为P_max；

5.估计能量阈值P_threshold，对于14位A/D，IQ_max＝16383，nFFT＝2048，构造中频IQ数据后进行傅里叶变换，计算带内能量和，取其90％作为阈值。

6.判断P_max是否大于阈值，若小于阈值，保存这帧数据用于后续计算，并重复以上步骤；若大于阈值，则丢弃本帧数据，并控制衰减器增加一档，重复以上步骤；

7.若衰减值稳定，维持该值1分钟进行频谱扫描并保存数据，再重置衰减器为0，重复以上步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (3)

1.一种基于频谱扫描数据的AGC控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：采集频谱扫描数据，并获取扫描参数，包括中频带宽IFBw、起始频率startF、截止频率stopF与扫描步进stepF；

步骤S2：根据中频带宽，对频谱扫描数据进行分段，即：

步骤S3：对每个分段的频谱扫描数据，分别计算其能量和，记为：

其中，Lev_i为段内第i个频谱扫描数据电平值，单位为dBuv；M为每个分段内包含的频谱扫描数据个数；

步骤S4：找到能量和最大的数据分段，记为P_max；

步骤S5：根据中频带宽IFBw与扫描步进stepF估计能量阈值P_threshold；

步骤S6：判断P_max是否大于能量阈值P_threshold；

步骤S7：当衰减值稳定后，维持该值x分钟，再重置衰减器为0，重复步骤S1～S7。

2.如权利要求1所述的一种基于频谱扫描数据的AGC控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，能量阈值P_threshold计算方法如下：

步骤S51：根据接收机A/D位数k计算IQ数据最大值：

IQ_max＝2^k-1

步骤S52：根据中频带宽IFBw与扫描步进stepF，计算用于FFT计算的点数nFFT，nFFT需满足：

nFFT＞n1，nFFT＝2^m

其中，n1＝IFBW/stepF；

步骤S53：构造中频数据X：

Idata＝[I₀，I₁，...，I_nFFT-1]，I₀＝I₁＝…＝I_nFFT-1＝IQ_max

X＝hilbert(Idata)

步骤S54：对中频数据X进行傅里叶变换，记为：

步骤S55：计算Ss带内能量和P_s：

其中，cutN＝(nFFT-n1)/2；

步骤S56：计算能量阈值P_threshold＝0.9*P_s。

3.如权利要求1所述的一种基于频谱扫描数据的AGC控制方法，其特征在于，所述步骤S6中，判断P_max是否大于能量阈值P_threshold步骤如下：

步骤S61：若P_max＜P_threshold，保存这帧数据用于后续计算，并重复步骤S1～S6；

步骤S62：若P_max≥P_threshold，则丢弃本帧数据，并控制衰减器增加一档，再重复步骤S1～S6。

Images