AGC (Automatic Gain Control) GAIN cosa è?

Definizione

AGC (Automatic Gain Control) GAIN rappresenta un algoritmo di modulazione del livello di potenza del segnale trasmesso su ogni singola portante/tono, finalizzato all’ottimizzazione ed aumento del bitrate ottenibile con trasmissione dati xDSL.

 

Teoria in pillole

Ogni livello di PSD (Power Spectral Density) è composto da un valore teorico fisso, definito dalla maschera scelta, e da un fattore di guadagno che realizza la regolazione fine del livello stesso. La gamma di valori che GAIN può assumere, varia da -14.5 dB a +2.5 dB. Tali valori sono definiti per ogni portante dalla tabella di GAIN e nel corso della connessione possono variare generando le modulazioni dinamiche di potenza di segnale trasmesso a livello di singolo tono.

Queste variazioni possono dipendere da:

  • compensazioni (negative e positive) del livello di segnale, in risposta a modifiche del rumore sulla linea
  • cambio nell’allocazione di bit sulle portanti (cd. bit swap)

Le normative ITU-T non impongono vincoli all’implementazione di GAIN, con un paio di eccezioni:

  • la potenza aggiunta su un tono deve essere successivamente recuperata entro un certo numero di portanti
  • il valore della potenza trasmessa non può eccedere di 3.5 dB quello massimo consentito dalla specifica in uso

E in pratica?Semplificando, ad ogni portante è associato un guadagno, che possiamo immaginare come una manopola del volume, la quale regola i livelli di potenza sulle portanti della tratta in rame. Come sappiamo 3 dB di SNRm in più consentono di allocare un ulteriore bit sulla data portante (fino al massimo consentito di 15): se quest’ultima avesse SNRm di 43 dB, potremmo trasmettere 10 bit (40.25 dB richiesti), ma non 11 (43.25 dB richiesti). Un bit perso per soltanto 0.25 dB in meno! Ebbene il GAIN aggira questo limite aumentando, entro i vincoli indicati nel precedente paragrafo, il valore di potenza trasmesso su quella portante (nel nostro esempio i 0.25 dB di SNRm).

Nell’immagine sopra (p. 205 Fundamentals of DSL Technology) è rappresentato il grafico di GAIN per un canale in cui l’SNR diminuisce gradualmente: poiché all’aumentare della frequenza l’SNRm decresce leggermente per ogni portante, i vari GAIN aumenteranno corrispettivamente sino al massimo consentito, per poi tornare al minimo e ricominciare ad aumentare.

Non sono trasmesse le frequenze per le quali il GAIN è nullo, in effetti trasmettitore e ricevitore (porta DSLAM o ATU-C e modem o ATU-R) possono azzerare il GAIN di una data portante per escluderne l’uso. Il GAIN resta a zero anche per quelle portanti in cui non è possibile allocare il minimo numero di bit (in caso di ADSL2+/VDSL2 è 1, dunque 3dB margine segnale/rumore).

 

Conclusioni

Potremmo definire il GAIN come una mega equalizzazione degli SNR sulle portanti che ottimizzando l’utilizzo della potenza inviata cerca di ottenere il punteggio migliore…in bit!

Nei limiti già ricordati, ogni produttore di chipset può implementare un algoritmo proprietario per la gestione e regolazione dei GAIN.

 

Credits: @ironmark99

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Carlo S.

Curioso cronico, con troppi interessi per una vita sola

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