基于LC1860平台的自组网波形AGC设计

杜白

摘 要：作为一款广泛应用的国产化芯片，LC1860芯片主要针对移动通信设计，支持2G/3G/4G等移动通信波形，因而其它波形的应用会受一定的限制。本文从自组网波形特点出发，设计了一种LC1860平台上可实现的快速AGC算法。

关键词：自组网;AGC LC1860芯片

引言

LC1860是一款大唐半导体旗下大唐联芯针对手机应用的国产化芯片，在智能手机领域得到了广泛的应用，另外在无人机等领域也有一定的应用。近年来由于国际形势日益复杂，国内各个领域对国产化芯片的需求越来越强烈，LC1860以其低功耗低成本等优势在智能手机以外的手持设备中也有了广泛的应用。LC1860芯片设计之初是为移动通信服务的，因而芯片架构以及物理层设计（射频控制、数字基带算法等）都更契合于移动通信的2G/3G/4G波形，在AGC控制方面是利用先验信息进行时隙级别的AGC调整，而在突发波形中要求在一个时隙的前面很短时间内完成AGC调整，应用LC1860原有的AGC算法是无法完成快速AGC调整的。本文通过从LC1860的DSP架构出发，研究了一种基于LC1860平台的快速AGC算法。

1 LC1860平台及其AGC算法简介

LC1860芯片整体分为AP、CP、和顶层三个部分，其中AP为应用处理单元，CP为通信处理单元，顶层主要包括DDR子系统、音频处理子系统、COM_APB子系统和Debug子系统几个部分。AP应用处理单元主要的CPU为AP_HA7（4核A7）和AP_SA7（单核A7），两者采用一种big-little的工作方式，GPU为Mali-T628 MP2，这三个模块通过CCI400总线相连，可以保证Cache的一致性。CP为通信处理单元，包含三个CPU处理单元，分别是CP_A7、X1643和XC4210。CP_A7负责链路及网络层的协议处理，X1643负责射频控制以及时隙调度，XC4210为矢量处理器，完成各个通信模式下的算法处理。

在无线通信时，接收端收到的信号幅度由于干扰、突发信号等因素会产生巨大的波动，为保证接收到的幅度基本不变，接收系统必须要增加自动增益控制（AGC）模块。

由于LC1860芯片是基于移动通信设计，在移动通信中作为手机端只接收基站传来的信号，并且可以知道基站何时会发信号到本节点，故而LC1860平台的AGC设计是根据上次收到信号大小的先验信息来相应的调整本次信号的大小，在每次接收过程中只需要调整一次或两次便可完成AGC的收敛。具体调整方式如图1所示

在每次的接收过程中先由XC4210收下样点数据判断当前信号的大小，并把具体值送入X1643;X1643根据大小值判断需要调整的大小，并在下一个接收时隙到来时调整射频芯片的衰减值完成本次AGC调整，如此往复直到接收信号大小满足需求，在AGC收敛之后每次只需要微调就可使接收信号保持在稳定的状态。

2 自组网及AGC需求简介

随着电子设备发展，无线通信需求增多，为满足用户需求，无线基础设施数量不断增多，移动自组织网络成为现实，成为移动通信技术研究和实践的主流方向。无线移动自组织网络是多跳临时性网络，动态组网，由网络节点以自发方式形成，各节点均可灵活移动，没有固定基站设施和中央控制设备。

由于没有固定基站设施和中央控制设备，各个节点都有可能在任何时候收到任意节点的信号，不同节点之间的距离以及信道状况存在差异导致每个时刻接收到的信号幅度也会有很大差异。信号到达时间的随机性以及节点之间的差异性决定了在接收到信号时之前存储的先验信息没有太大的参考价值。所以自组网波形的AGC只能在接收到每帧有用信号开始之前进行快速调整、快速收敛以保证可以收到更多节点发来的信息。

3 快速AGC算法

改进的AGC算法首先在物理层帧结构内加入用于AGC调整的大约30us的冗余信号，再在射频前端低噪放之后加入一组数控衰减器和LC1860相连。通过射频控制流程将A/D接收到的数字信号存放在X1643與XC4210共享的RAM里，在AGC调整时由X1643实时查询当前A/D采样进度，并取最新的32个样点进行幅度计算，根据计算出的幅度大小直接调整数控衰减器，调整生效后再取32个样点次进行幅度计算，如此往复。一次计算和调整的过程大约需要5us，30us的时间可以进行6次AGC调整，在大部分条件下完全可以使AGC收敛时间满足突发波形对AGC的需求。具体调整方式可参考图2。

4 总结

应用改进的快速AGC算法使得AGC收敛时间由原来的持续几个毫秒大大缩短到了30us以内，完全满足了自组网波形对AGC的需求，在手持设备的测试中该AGC算法也满足了不同场景的需求，完全解决了LC1860平台AGC收敛速度慢的问题。

参考文献

[1] 屠新雅.基于LC1860 SDR 平台的波形设计和优化[J].科技视界，2017.（9）：12

[2] 王伟亮.浅谈无线移动自组织网络QoS 路由协议，[J].网络安全技术与应用 2019.12