本发明专利技术提供一种多星协作帧同步方法、装置、电子设备及存储介质，其中所述方法包括：对捕获到的多个卫星信号进行解扩和跟踪，得到各所述卫星的解扩信号；基于交叉熵迭代损失算法对各所述解扩信号进行相位补偿和合并，得到补偿信号；基于快速傅里叶变换对所述补偿信号进行频域帧同步，得到各所述卫星信号的帧同步结果。本发明专利技术能够通过交叉熵损失算法消耗较少的符号完成多颗卫星之间的相位差估计与补偿，将该算法与帧同步进行联合设计，提高了多星协作帧同步的过程中相位差的补偿效率，进而提高帧同步的效率。同步的效率。同步的效率。
【技术实现步骤摘要】
多星协作帧同步方法、装置、电子设备及存储介质
[0001]本专利技术涉及卫星通信
，尤其涉及一种多星协作帧同步方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
[0002]卫星通信作为地面通信的补充手段实现用户接入互联网，但是通信卫星对地波束覆盖的广域性，使得卫星通信信号容易遭受第三方的侦察截获。为了提高系统抗截获性能，一方面系统采用直接序列扩频的短突发通信体制，另一方面，使用小型化终端降低发射功率。直接序列扩频将窄带信息源经伪噪声码展宽后大幅降低功率谱密度，短突发通信具有短帧结构和突发模式的特点，使得信号具有较强的抗截获能力。小型化终端降低发射功率以尽量减小信号功率谱密度，但由于发射功率小，传输距离远，电磁干扰严重等因素的影响，使得到达卫星接收机的信号常常淹没在噪声中，给信号同步带来了很大挑战。为了能够在极低信噪比条件下实现对期望信号的检测，高效同步技术尤为重要，帧同步就是其中一项关键的同步技术。
[0003]由于单颗卫星在极低信噪比条件下难以完成帧同步，因此考虑通过多颗卫星协作共同接收来自同一终端的信号，然后将多路信号进行加权合并，从而提高帧同步性能。不同卫星接收到的信号的相位往往是在[0,2π]间随机分布，导致多路信号之间存在相位差，为了保证多路信号能够相干合并，对多路信号进行相加前需要使各路信号对齐，因此需要对相位差进行估计与补偿。传统的相位差估计补偿方法有SIMPLE和SUMPLE等方法，但是这些方法均需要消耗大量符号用于权值迭代，传输效率低，不适用于短突发通信场景。
[0004]因此，如何提高多星协作帧同步的过程中相位差的补偿效率，进而提高帧同步的效率，是当前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种多星协作帧同步方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中的方法消耗大量符号用于权值迭代，传输效率低，不适用于短突发通信场景的缺陷，实现提高多星协作帧同步的过程中相位差的补偿效率，进而提高帧同步的效率。
[0006]本专利技术提供一种多星协作帧同步方法，包括：
[0007]对捕获到的多个卫星信号进行解扩和跟踪，得到各所述卫星的解扩信号；
[0008]基于交叉熵迭代损失算法对各所述解扩信号进行相位补偿和合并，得到补偿信号；
[0009]基于快速傅里叶变换对所述补偿信号进行频域帧同步，得到各所述卫星信号的帧同步结果。
[0010]根据本专利技术提供的一种多星协作帧同步方法，所述基于交叉熵迭代损失算法对各所述解扩信号进行相位补偿和合并，得到补偿信号，包括：
[0011]确定第一数量的随机相偏候选组，所述第一数量远大于所述卫星数量；
[0012]基于交叉熵迭代损失算法获取所述随机相偏候选组的目标随机相偏；
[0013]基于所述目标随机相偏对各所述解扩信号进行相位补偿和合并，得到所述补偿信号。
[0014]根据本专利技术提供的一种多星协作帧同步方法，所述基于交叉熵迭代损失算法获取所述随机相偏候选组的目标随机相偏，包括：
[0015]将随机相偏每比特为1的概率进行初始化，得到初始化概率，基于所述初始化概率生成所述第一数量的随机相偏；
[0016]基于所述第一数量的随机相偏对所述解扩信号进行相偏补偿，得到第一数量的信噪比；
[0017]基于所述第一数量的信噪比对各所述随机相偏候选组进行排序，得到第二数量的目标候选组；
[0018]基于所述第二数量的目标候选组中每比特的0/1分布确定迭代概率，基于所述迭代概率进行下次迭代，直至达到预设的迭代次数或每比特为1的概率均为0或1时，得到所述目标随机相偏。
[0019]根据本专利技术提供的一种多星协作帧同步方法，所述基于所述第一数量的随机相偏对所述解扩信号进行相偏补偿，得到第一数量的信噪比，包括：
[0020]基于各所述随机相偏和各所述解扩信号进行信号合并，得到合并信号；
[0021]将所述合并信号与本地帧标识相乘，得到所述第一数量的信噪比。
[0022]根据本专利技术提供的一种多星协作帧同步方法，所述基于快速傅里叶变换对所述补偿信号进行频域帧同步，得到各所述卫星信号的帧同步结果之前，还包括：
[0023]基于所述补偿信号的时间序列，确定第一时间段信号、第二时间段信号和第三时间段信号，所述第一时间段信号为当前时间段信号，所述第二时间段信号为所述当前时间段信号的下一时间段信号，所述第三时间段信号为所述本地帧标识对应的时间段信号。
[0024]根据本专利技术提供的一种多星协作帧同步方法，所述基于快速傅里叶变换对所述补偿信号进行频域帧同步，得到各所述卫星信号的帧同步结果，包括：
[0025]将所述补偿信号写入缓存RAM中存储；
[0026]基于所述RAM的输出信号与所述帧标识相乘，得到第一时间段信号；
[0027]基于快速傅里叶变换对所述第一时间段信号进行频域转换，获取目标频域信号；
[0028]对所述目标频域信号的每个信号点进行求模计算，获取所述每个信号点对应的模值；
[0029]基于各所述模值的平均值，确定门限值；
[0030]在最大模值大于所述门限值的情况下，确定帧同步成功，得到各所述卫星信号的帧同步结果。
[0031]本专利技术还提供一种多星协作帧同步装置，包括：
[0032]解扩模块，用于对捕获到的多个卫星信号进行解扩和跟踪，得到各所述卫星的解扩信号；
[0033]补偿模块，用于基于交叉熵迭代损失算法对各所述解扩信号进行相位补偿和合并，得到补偿信号；
[0034]帧同步模块，用于基于快速傅里叶变换对所述补偿信号进行频域帧同步，得到各
所述卫星信号的帧同步结果。
[0035]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述多星协作帧同步方法。
[0036]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述多星协作帧同步方法。
[0037]本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述多星协作帧同步方法。
[0038]本专利技术提供的多星协作帧同步方法、装置、电子设备及存储介质，通过对多个卫星信号进行解扩跟踪，然后利用交叉熵损失算法对解扩后的信号进行相位补偿和合并，最后对补偿后的补偿信号进行快速傅里叶变换以判断帧同步结果。本专利技术能够通过交叉熵损失算法消耗较少的符号完成多颗卫星之间的相位差估计与补偿，将该算法与帧同步进行联合设计，提高了多星协作帧同步的过程中相位差的补偿效率，进而提高帧同步的效率。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多星协作帧同步方法，其特征在于，包括：对捕获到的多个卫星信号进行解扩和跟踪，得到各所述卫星的解扩信号；基于交叉熵迭代损失算法对各所述解扩信号进行相位补偿和合并，得到补偿信号；基于快速傅里叶变换对所述补偿信号进行频域帧同步，得到各所述卫星信号的帧同步结果。2.根据权利要求1所述的多星协作帧同步方法，其特征在于，所述基于交叉熵迭代损失算法对各所述解扩信号进行相位补偿和合并，得到补偿信号，包括：确定第一数量的随机相偏候选组，所述第一数量远大于所述卫星数量；基于交叉熵迭代损失算法获取所述随机相偏候选组的目标随机相偏；基于所述目标随机相偏对各所述解扩信号进行相位补偿和合并，得到所述补偿信号。3.根据权利要求2所述的多星协作帧同步方法，其特征在于，所述基于交叉熵迭代损失算法获取所述随机相偏候选组的目标随机相偏，包括：将随机相偏每比特为1的概率进行初始化，得到初始化概率，基于所述初始化概率生成所述第一数量的随机相偏；基于所述第一数量的随机相偏对所述解扩信号进行相偏补偿，得到第一数量的信噪比；基于所述第一数量的信噪比对各所述随机相偏候选组进行排序，得到第二数量的目标候选组；基于所述第二数量的目标候选组中每比特的0/1分布确定迭代概率，基于所述迭代概率进行下次迭代，直至达到预设的迭代次数或每比特为1的概率均为0或1时，得到所述目标随机相偏。4.根据权利要求2所述的多星协作帧同步方法，其特征在于，所述基于所述第一数量的随机相偏对所述解扩信号进行相偏补偿，得到第一数量的信噪比，包括：基于各所述随机相偏和各所述解扩信号进行信号合并，得到合并信号；将所述合并信号与本地帧标识相乘，得到所述第一数量的信噪比。5.根据权利要求4所述的多星协作帧同步方法，其特征在于，所述基于快速傅里叶变换对所述补偿信号进行频域帧同步，得到各所述卫星信号的帧...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞，武澎涛，岳平越，王帅，安建平，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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