一种连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法：当自干扰对消器处于失步状态时，停止发送数据帧并清空本地数据帧缓存区，开始连续发送训练帧；利用接收的本地训练帧进行自干扰信号的物理帧/定时联合同步；同步以后，进入自干扰信号的物理帧/定时联合同步跟踪；在同步跟踪状态下，尝试捕获第一个本地自干扰数据帧；若成功捕获，则从本地数据帧缓存区中顺序提取本地数据帧进行自干扰信号重构和对消。无需对自干扰信号的信道传输时延进行估计，完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步后，就可以准确地找到每个自干扰信号物理帧的起始位置，进而保证在对消过程中接收混合信号中的自干扰信号序列与本地缓存中的自干扰信号序列严格对齐。
1.一种连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法，其特征在于，包括以下步骤：S0采用一对准正交扰码分别对通信双方的物理帧进行加扰；
定义两种等长的物理帧:数据帧和训练帧，并通过帧头加以区分；凡是带有数据帧帧头的物理帧均视为数据帧；凡是带有训练帧帧头的物理帧均视为训练帧，且所有训练帧都包含相同的数据；
本地接收机需要检测自干扰信号的物理帧类型及其起始位置；
S1当自干扰对消器处于失步状态时，停止自干扰对消操作；本地发射机停止发送数据帧并清空本地数据帧缓存区，然后开始连续发送训练帧；
S2本地接收机利用接收的本地训练帧进行自干扰信号的物理帧/定时联合同步；
S3当本地接收机完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步以后，进入自干扰信号的物理帧/定时联合同步跟踪；本地发射机停止发送训练帧，并开始连续发送数据帧，同时将已发送的数据帧顺序存入本地数据帧缓存区；
S4在自干扰信号物理帧/定时联合同步跟踪状态下，本地接收机尝试捕获第一个本地自干扰数据帧；
S5若本地接收机成功捕获到第一个本地自干扰数据帧，则从本地数据帧缓存区中顺序提取本地数据帧进行自干扰信号重构和对消；若本地接收机未能成功捕获到第一个本地自干扰数据帧，则进行失步状态，并返回S1；
S6本地接收机持续监测自干扰信号的物理帧/定时联合同步状态，若失步，则返回S1。
2.根据权利要求1所述的连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法，其特征在于：所述自干扰信号的物理帧/定时联合同步方法包括以下步骤：S21接收机对自干扰信号进行物理帧捕获；
S22接收机利用成功捕获的自干扰信号进行定时同步；
S23重复执行S21和S22的操作，直到定时同步完成；
S24在定时同步完成的条件下，接收机继续对自干扰信号进行物理帧捕获；在成功捕获到自干扰信号物理帧的起始位置以后，完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步。
3.根据权利要求1所述的连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法，其特征在于：所述自干扰信号的物理帧/定时联合同步跟踪方法包括以下步骤：S31在完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步的条件下，接收机以当前捕获的自干扰信号物理帧的起始位置为参考，通过记数的方式准确捕获到下一个自干扰信号物理帧；
S32接收机利用成功捕获的自干扰信号进行定时跟踪；
S33重复S31和S32，以保持自干扰信号的物理帧和定时处于同步状态。
4.根据权利要求3所述的连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法，其特征在于：所述S31步骤中，记数的周期为一个物理帧的样本数。
5.根据权利要求1所述的连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法，其特征在于：所述S5步骤中，若本地接收机成功捕获到第一个本地自干扰数据帧，则以此为基础通过记数的方式依次捕获到之后的每一个本地自干扰数据帧，其中，记数周期为一个物理帧的样本数。
6.根据权利要求1所述的连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法，其特征在于：当自干扰对消器处于同步状态时，本地发射机只发送数据帧；
当自干扰对消器处于失步状态时，本地发射机只发送训练帧。
7.根据权利要求1所述的连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法，其特征在于：对本地发射机发送的数据帧和训练帧分别进行缓存，将已发送的数据帧顺序存入本地数据帧缓存区；本地训练帧缓存区只存储一个训练帧。
一种连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法
技术领域
[0001] 本发明属于同步技术，尤其与一种连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法相关。
背景技术
[0002] 频分多址（Frequency Division Multiple Access: FDMA）是连续数字通信中广泛使用的一种多址方式，其特点是每个用户通过独立的频段发送或接收信号，从而避免了互相干扰（如图1所示）。然而，这种多址方式的频谱利用率较低，进而导致通信系统的用户容量较小。成对载波多址（Paired Carrier Multiple Access: PCMA）是指两个用户在同一时间使用同一频段发送或接收信号的多址技术（如图2所示）。由于通信双方共享频谱资源，因此，对于采用PCMA技术的通信系统，其频谱利用率和用户容量比采用FDMA技术的通信系统提高了一倍。
[0003] 根据PCMA技术的特点可知，通信双方的信号不仅受到了信道损伤，而且彼此叠加、互相干扰。接收机收到的信号是自干扰信号（即用户自身发射的信号）和期望信号组成的混合信号。因此，一种典型的接收方案是在本地接收机中采用自干扰对消技术将混合信号中的自干扰信号去除，从而得到期望的接收信号（如图3所示）。
[0004] 在进行自干扰对消时，如果混合信号中的自干扰信号序列与本地缓存中的自干扰信号序列严格对齐，那么对消器就可以充分去除自干扰信号（如图4所示）；反之，则无法充分去除自干扰信号。残余的自干扰信号会对期望信号解调产生不利影响。因此，成对载波多址通信接收机需要解决的首要问题是：在自干扰对消过程中，使混合信号中的自干扰信号序列与本地缓存中的自干扰信号序列对齐，即自干扰对消器的同步问题。
发明内容
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供一种连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法，无需对自干扰信号的信道传输时延进行估计，当本地接收机完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步后，就可以准确地找到每个自干扰信号物理帧的起始位置，进而保证在对消过程中接收混合信号中的自干扰信号序列与本地缓存中的自干扰信号序列严格对齐。
[0006] 本发明采用以下技术：
[0007] 一种连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008] S0采用一对准正交扰码分别对通信双方的物理帧进行加扰；
[0009] 定义两种等长的物理帧:数据帧和训练帧，并通过帧头加以区分；凡是带有数据帧帧头的物理帧均视为数据帧；凡是带有训练帧帧头的物理帧均视为训练帧，且所有训练帧都包含相同的数据；数据帧帧头和训练帧帧头准正交；
[0010] 本地接收机需要检测自干扰信号的物理帧类型及其起始位置；
[0011] 当自干扰对消器处于同步状态时，本地发射机只发送数据帧；
[0012] 当自干扰对消器处于失步状态时，本地发射机只发送训练帧；
[0013] 对本地发射机发送的数据帧和训练帧分别进行缓存，将已发送的数据帧顺序存入本地数据帧缓存区；本地训练帧缓存区只存储一个训练帧；
[0014] S1当自干扰对消器处于失步状态时，停止自干扰对消操作；本地发射机停止发送数据帧并清空本地数据帧缓存区，然后开始连续发送训练帧；
[0015] S2本地接收机利用接收的本地训练帧进行自干扰信号的物理帧/定时联合同步；
[0016] S3当本地接收机完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步以后，进入自干扰信号的物理帧/定时联合同步跟踪；本地发射机停止发送训练帧，并开始连续发送数据帧，同时将已发送的数据帧顺序存入本地数据帧缓存区；
[0017] S4在自干扰信号物理帧/定时联合同步跟踪状态下，本地接收机尝试捕获第一个本地自干扰数据帧；
[0018] S5若本地接收机成功捕获到第一个本地自干扰数据帧，则从本地数据帧缓存区中顺序提取本地数据帧进行自干扰信号重构和对消；若本地接收机未能成功捕获到第一个本地自干扰数据帧，则进行失步状态，并返回S1；
[0019] S6本地接收机持续监测自干扰信号的物理帧/定时联合同步状态，若失步，则返回S1。
[0020] 其中，所述自干扰信号的物理帧/定时联合同步方法包括以下步骤：
[0021] S21接收机对自干扰信号进行物理帧捕获；
[0022] S22接收机利用成功捕获的自干扰信号进行定时同步；
[0023] S23重复执行S21和S22的操作，直到定时同步完成；
[0024] S24在定时同步完成的条件下，接收机继续对自干扰信号进行物理帧捕获；在成功捕获到自干扰信号物理帧的起始位置以后，完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步。
[0025] 其中，所述自干扰信号的物理帧/定时联合同步跟踪方法包括以下步骤：
[0026] S31在完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步的条件下，接收机以当前捕获的自干扰信号物理帧的起始位置为参考，通过记数的方式准确捕获到下一个自干扰信号物理帧；
[0027] S32接收机利用成功捕获的自干扰信号进行定时跟踪；
[0028] S33重复S31和S32，以保持自干扰信号的物理帧和定时处于同步状态。
[0029] 进一步，所述S31步骤中，记数的周期为一个物理帧的样本数。
[0030] 其中，所述S5步骤中，若本地接收机成功捕获到第一个本地自干扰数据帧，则以此为基础通过记数的方式依次捕获到之后的每一个本地自干扰数据帧，其中，记数周期为一个物理帧的样本数。
[0031] 本发明有益效果：
[0032] 无需对自干扰信号的信道传输时延进行估计，当本地接收机完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步后，就可以准确地找到每个自干扰信号物理帧的起始位置，进而保证在对消过程中接收混合信号中的自干扰信号序列与本地缓存中的自干扰信号序列严格对齐。
附图说明
[0033] 图1为点对点FDMA通信中两个用户的频谱分配示意图。
[0034] 图2为点对点PCMA通信中两个用户的频谱分配示意图。
[0035] 图3为基于自干扰对消的PCMA通信接收机原理图。
[0036] 图4为PCMA通信接收机的同步自干扰对消示意图。
[0037] 图5为一对准正交扰码的准正交特性示意图。
[0038] 图6为数据帧帧头和训练帧帧头的准正交特性示意图。
[0039] 图7为本发明所述方法中与发射机相关的工作流程。
[0040] 图8为本发明所述方法中与接收机相关的工作流程。
具体实施方式
[0041] 为了使本申请的目的、技术方案和具体实施方法更为清楚，结合附图实例对本申请进行进一步详细说明。
[0042] 该方法包含以下前提条件：
[0043] 1）通信过程中，采用一对准正交扰码分别对通信双方的物理帧进行加扰，如具体采用扰码A和扰码B，其准正交特性如图5所示。
[0044] 2）定义两种等长的物理帧：数据帧和训练帧，并通过帧头加以区分。凡是带有数据帧帧头的物理帧均视为数据帧；凡是带有训练帧帧头的物理帧均视为训练帧，且所有训练帧都包含相同的数据。
[0045] 3）数据帧帧头和训练帧帧头准正交，如图6所示。
[0046] 4）本地接收机需要检测自干扰信号的物理帧类型及其起始位置。
[0047] 5）当自干扰对消器处于同步状态时，本地发射机只发送数据帧；当自干扰对消器处于失步状态时，本地发射机只发送训练帧，用于辅助自干扰对消器同步。
[0048] 6）对本地发射机发送的数据帧和训练帧分别进行缓存。将已发送的数据帧顺序存入本地数据帧缓存区；本地训练帧缓存区只存储一个训练帧。
[0049] 7）本地接收机需要对接收混合信号中的自干扰信号进行物理帧/定时联合同步和跟踪。
[0050] 在上述前提条件下，进行同步：
[0051] 一种连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器同步方法，包括以下步骤：
[0052] S1当自干扰对消器处于失步状态时，停止自干扰对消操作；本地发射机停止发送数据帧并清空本地数据帧缓存区，然后开始连续发送训练帧。
[0053] S2本地接收机利用接收的本地训练帧进行自干扰信号的物理帧/定时联合同步，同步方法包括以下步骤：
[0054] S21接收机对自干扰信号进行物理帧捕获；
[0055] S22接收机利用成功捕获的自干扰信号进行定时同步；
[0056] S23重复执行S21和S22的操作，直到定时同步完成；
[0057] S24在定时同步完成的条件下，接收机继续对自干扰信号进行物理帧捕获；在成功捕获到自干扰信号物理帧的起始位置以后，完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步。
[0058] S3当本地接收机完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步以后，进入自干扰信号的物理帧/定时联合同步跟踪；本地发射机停止发送训练帧，并开始连续发送数据帧，同时将已发送的数据帧顺序存入本地数据帧缓存区；其中，同步跟踪方法包括：
[0059] S31在完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步的条件下，接收机以当前捕获的自干扰信号物理帧的起始位置为参考，通过记数的方式准确捕获到下一个自干扰信号物理帧；记数的周期为一个物理帧的样本数；
[0060] S32接收机利用成功捕获的自干扰信号进行定时跟踪；
[0061] S33重复S31和S32，以保持自干扰信号的物理帧和定时处于同步状态。
[0062] S4在自干扰信号物理帧/定时联合同步跟踪状态下，本地接收机尝试捕获第一个本地自干扰数据帧；
[0063] S5若本地接收机成功捕获到第一个本地自干扰数据帧，则以此为基础通过记数的方式依次捕获到之后的每一个本地自干扰数据帧，其中，记数周期为一个物理帧的样本数；从本地数据帧缓存区中顺序提取本地数据帧进行自干扰信号重构和对消；若本地接收机未能成功捕获到第一个本地自干扰数据帧，则进行失步状态，并返回S1；
[0064] S6本地接收机持续监测自干扰信号的物理帧/定时联合同步状态，若失步，则返回S1。
[0065] 通过上述方法完成连续成对载波多址通信接收机自干扰对消器的同步，无需对自干扰信号的信道传输时延进行估计，当本地接收机完成自干扰信号的物理帧/定时联合同步后，就可以准确地找到每个自干扰信号物理帧的起始位置，进而保证在对消过程中接收混合信号中的自干扰信号序列与本地缓存中的自干扰信号序列严格对齐。
