基于LC1860平臺的自組網波形AGC設計

杜白

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

關鍵詞：自組網;AGC LC1860芯片

引言

LC1860是一款大唐半導體旗下大唐聯芯針對手機應用的國產化芯片，在智能手機領域得到了廣泛的應用，另外在無人機等領域也有一定的應用。近年來由于國際形勢日益復雜，國內各個領域對國產化芯片的需求越來越強烈，LC1860以其低功耗低成本等優勢在智能手機以外的手持設備中也有了廣泛的應用。LC1860芯片設計之初是為移動通信服務的，因而芯片架構以及物理層設計（射頻控制、數字基帶算法等）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行時隙級別的AGC調整，而在突發波形中要求在一個時隙的前面很短時間內完成AGC調整，應用LC1860原有的AGC算法是無法完成快速AGC調整的。本文通過從LC1860的DSP架構出發，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為應用處理單元，CP為通信處理單元，頂層主要包括DDR子系統、音頻處理子系統、COM_APB子系統和Debug子系統幾個部分。AP應用處理單元主要的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負責鏈路及網絡層的協議處理，X1643負責射頻控制以及時隙調度，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、突發信號等因素會產生巨大的波動，為保證接收到的幅度基本不變，接收系統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計，在移動通信中作為手機端只接收基站傳來的信號，并且可以知道基站何時會發信號到本節點，故而LC1860平臺的AGC設計是根據上次收到信號大小的先驗信息來相應的調整本次信號的大小，在每次接收過程中只需要調整一次或兩次便可完成AGC的收斂。具體調整方式如圖1所示

在每次的接收過程中先由XC4210收下樣點數據判斷當前信號的大小，并把具體值送入X1643;X1643根據大小值判斷需要調整的大小，并在下一個接收時隙到來時調整射頻芯片的衰減值完成本次AGC調整，如此往復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就可使接收信號保持在穩定的狀態。

2 自組網及AGC需求簡介

隨著電子設備發展，無線通信需求增多，為滿足用戶需求，無線基礎設施數量不斷增多，移動自組織網絡成為現實，成為移動通信技術研究和實踐的主流方向。無線移動自組織網絡是多跳臨時性網絡，動態組網，由網絡節點以自發方式形成，各節點均可靈活移動，沒有固定基站設施和中央控制設備。

由于沒有固定基站設施和中央控制設備，各個節點都有可能在任何時候收到任意節點的信號，不同節點之間的距離以及信道狀況存在差異導致每個時刻接收到的信號幅度也會有很大差異。信號到達時間的隨機性以及節點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。所以自組網波形的AGC只能在接收到每幀有用信號開始之前進行快速調整、快速收斂以保證可以收到更多節點發來的信息。

3 快速AGC算法

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

4 總結

應用改進的快速AGC算法使得AGC收斂時間由原來的持續幾個毫秒大大縮短到了30us以內，完全滿足了自組網波形對AGC的需求，在手持設備的測試中該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

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[2] 王偉亮.淺談無線移動自組織網絡QoS 路由協議，[J].網絡安全技術與應用 2019.12