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水声信道下差分跳频信号检测的优化算法

哈尔滨工程大学学报 2010年第8期31卷 1017-1022页

作者：梁国龙刘友永张光普哈尔滨工程大学水声技术实验室黑龙江哈尔滨150001

为克服水声多途干扰影响,提出将差分跳频技术应用于水声通信,通过分析水声多途信道下差分跳频信号的特征,利用频率转移函数的隐含信息和水声信道的多途特征,优化了频率序列检测的Vitervi硬判决算法,并详细给出了算法流程.在含有加性高... 详细信息

为克服水声多途干扰影响,提出将差分跳频技术应用于水声通信,通过分析水声多途信道下差分跳频信号的特征,利用频率转移函数的隐含信息和水声信道的多途特征,优化了频率序列检测的Vitervi硬判决算法,并详细给出了算法流程.在含有加性高斯白噪声的多途信道下进行了仿真.结果表明,采用优化算法的系统性能得到显著提高,在频率检测差错率为10×10-3时,获得了近2.5 dB的增益,表明差分跳频体制能有效克服多途干扰,适用于水声通信.

关键词：差分跳频频率转移函数多途干扰 Viterbi算法

适用于CEI的GEO卫星相时延解算方法及试验

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宇航学报 2020年第12期41卷 1579-1587页

作者：黄磊刘友永陈少伍孟玮李海涛北京跟踪与通信技术研究所北京100094 中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081

为解决在实际航天任务中利用连线干涉测量(CEI)技术进行高精度GEO卫星定轨以及共位GEO卫星相对定位时面临的载波相位整周模糊度难题,提出了一种基于卫星下行信号的多弧段融合相位模糊度解算方法,它通过相邻多弧段载波相位值和窄带信号... 详细信息

为解决在实际航天任务中利用连线干涉测量(CEI)技术进行高精度GEO卫星定轨以及共位GEO卫星相对定位时面临的载波相位整周模糊度难题,提出了一种基于卫星下行信号的多弧段融合相位模糊度解算方法,它通过相邻多弧段载波相位值和窄带信号群时延值的融合处理可精确获得无模糊载波相时延观测量。对提出的方法进行了性能仿真和实际外场试验验证,结果表明:在20 km基线上,利用北斗GEO卫星的伪码测距信号和天链卫星的测控信号均成功实现了S频段解载波整周相位模糊,相时延测量精度优于0.1ns,对应GEO卫星定轨精度优于54 m。该方法在国内首次实现了在几十km基线量级上利用几百kHz窄带测控信号获得无模糊载波相时延,具有较好的工程应用前景。

关键词：连线干涉测量(CEI) 干涉测量地球静止轨道(GEO) 相时延

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VLBI观测中相位校准信号的处理

载人航天 2010年第4期16卷 5-8,13页

作者：刘友永郭肃丽王彬中国电子科技集团公司第五十四研究所

应用高精度甚长基线干涉测量技术(VLBI)的观测系统要求对相位和延迟进行精确校准。通过对相位校准原理的分析,给出了一种基于相关技术的相位校准信号处理方法,利用提取的相位校正信号的幅度和相位,对注有相位校准信号的射电星信号的延... 详细信息

应用高精度甚长基线干涉测量技术(VLBI)的观测系统要求对相位和延迟进行精确校准。通过对相位校准原理的分析,给出了一种基于相关技术的相位校准信号处理方法,利用提取的相位校正信号的幅度和相位,对注有相位校准信号的射电星信号的延迟差观测值进行了修正,仿真结果表明给出相位校正信号的处理方法有效。

关键词： VLBI 相位校正阶跃二极管

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一种稳健的水声差分跳频通信体制

压电与声光 2009年第3期31卷 337-340页

作者：刘友永梁国龙张光普殷敬伟哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

基于水下目标的通信保密、安全可靠性要求,提出一种新的水声差分跳频通信体制,与传统跳频通信不同,它是利用相邻跳频调制信息。通过分析其频率转移函数的构造方法和差分跳频信号的多途特征,提出一种基于自相关的短时傅里叶变换的跳频检... 详细信息

基于水下目标的通信保密、安全可靠性要求,提出一种新的水声差分跳频通信体制,与传统跳频通信不同,它是利用相邻跳频调制信息。通过分析其频率转移函数的构造方法和差分跳频信号的多途特征,提出一种基于自相关的短时傅里叶变换的跳频检测方法,并利用Viterbi算法纠正部分错码。仿真结果表明,该文提出的通信体制和检测方法能有效的克服水下干扰、多途和多普勒频偏,在较低信噪比下,仍有较好的误码性能,适用于水下安全保密通信场合。

关键词：水声差分跳频通信频率转移函数短时傅里叶变换 Viterbi算法

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基于混沌序列的水声差分跳频G函数仿真

计算机仿真 2009年第7期26卷 16-18,57页

作者：刘友永梁国龙李新欣哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

基于保密通信、组网通信的考虑,提出将差分跳频技术应用于水声通信并给出了系统模型,可以克服传统跳频通信的数据率不高和同步困难等不足。从CHESS电台G函数产生的跳频图案的缺点出发,利用混沌序列构建出新的G函数,将混沌序列按照一定... 详细信息

基于保密通信、组网通信的考虑,提出将差分跳频技术应用于水声通信并给出了系统模型,可以克服传统跳频通信的数据率不高和同步困难等不足。从CHESS电台G函数产生的跳频图案的缺点出发,利用混沌序列构建出新的G函数,将混沌序列按照一定的方法分割,再将数据信息调制在随机序列上用以产生跳频号,对新旧G函数产生的跳频图案进行了性能检验和仿真分析。结果表明,新的G函数产生的跳频序列有良好的均匀性、随机性,应用于水下通信可以更好的抗水下干扰和多途,实现保密通信和组网要求。

关键词：混沌序列差分跳频水声通信

相关噪声条件下SUMPLE算法权值估计方法

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无线电工程 2012年第12期42卷 58-60,64页

作者：陈少卿刘友永中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

天线组阵技术是提高深空探测微弱信号信噪比的有效方法。随着大规模天线组阵中单个天线接收信号信噪比的降低,来自背景天体的相关噪声的影响不容忽视。针对相关噪声对天线组阵SUMPLE算法权值估计的影响进行了分析,给出了一种基于频域的... 详细信息

天线组阵技术是提高深空探测微弱信号信噪比的有效方法。随着大规模天线组阵中单个天线接收信号信噪比的降低,来自背景天体的相关噪声的影响不容忽视。针对相关噪声对天线组阵SUMPLE算法权值估计的影响进行了分析,给出了一种基于频域的抑制相关噪声影响的处理方法。计算机仿真结果表明:在相关噪声背景下,该方法能有效地提高SUMPLE算法权值相位的估计精度,抑制相关噪声的干扰。

关键词：深空通信天线组阵相关噪声 SUMPLE算法

基于改进粒子群算法的分布式频率分集阵栅瓣抑制方法

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电讯技术 2022年第12期62卷 1813-1821页

作者：陈炽雄景小荣刘友永陈静金海焱重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 中国电子科技集团公司第54研究所石家庄050081 电子科技大学航空航天学院成都611731

以均匀线阵(Uniform Linear Array,ULA)为子阵,结合频率分集阵(Frequency Diverse Array,FDA)的思想,构建了一种基于分布式子阵的频率分集阵。针对各子阵按等间距布阵将导致严重的栅瓣问题,提出了一种改进粒子群(Improved Particle Swar... 详细信息

以均匀线阵(Uniform Linear Array,ULA)为子阵,结合频率分集阵(Frequency Diverse Array,FDA)的思想,构建了一种基于分布式子阵的频率分集阵。针对各子阵按等间距布阵将导致严重的栅瓣问题,提出了一种改进粒子群(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)算法来优化分布式FDA中各子阵间的基线距离,以实现高效的栅瓣抑制。同时,从理论上推导了目标距离和角度均未知时参数估计的克拉美罗下界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB)。仿真结果表明,优化后分布式FDA的栅瓣得到有效抑制,而且阵列角度维分辨率和估计性能亦得到大幅度提升,验证了所提算法的有效性。

关键词：均匀线阵(ULA) 频率分集阵(FDA) 栅瓣抑制改进粒子群(IPSO)算法

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深空组阵迭代FX相关合成算法及性能分析

飞行器测控学报 2017年第5期36卷 317-323页

作者：刘友永耿虎军郭肃丽杨伟军中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081 CETC航天信息应用技术重点实验室石家庄050081

针对火星距离下大规模天线组阵中极微弱接收信号的高效合成问题,在VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)的FX相关器开环处理架构基础上提出了一种新的迭代FX相关合成算法,对算法原理进行了详细理论推导,对数据处... 详细信息

针对火星距离下大规模天线组阵中极微弱接收信号的高效合成问题,在VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)的FX相关器开环处理架构基础上提出了一种新的迭代FX相关合成算法,对算法原理进行了详细理论推导,对数据处理流程、算法合成性能等进行深入分析,与FSC(Full-Spectrum Combining,全频谱合成)、BC(Bascband Combining,基带合成)、SSC(Symbol-Stream Combining,符号流合成)等组阵方案进行性能仿真对比,并给出该算法在36面接收天线组阵的实测试验结果。仿真和试验结果表明,迭代FX相关合成算法相比于FSC、BC、SSC等组阵方案具有较好的合成性能,在输入带内信噪比不低于-20 dB时,合成效率可达95%以上,非常适用于火星天线组阵微弱接收信号的组阵合成。

关键词： FX相关合成算法全频谱合成(FSC)方案深空天线组阵火星测控通信

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无线电遥控水声监测浮标

声学技术 2007年第5期26卷 806-810页

作者：张光普梁国龙刘友永刘洋哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

在传统的长基水声定位技术基础上,设计了一套集水声定位监测、无线电通信和水声遥控功能于一体的无线电遥控水声监测浮标系统,利用合作信标方式和询问应答方式对水下目标的三维运动轨迹进行测量,无线电通信和水声遥控功能相结合能实现... 详细信息

在传统的长基水声定位技术基础上,设计了一套集水声定位监测、无线电通信和水声遥控功能于一体的无线电遥控水声监测浮标系统,利用合作信标方式和询问应答方式对水下目标的三维运动轨迹进行测量,无线电通信和水声遥控功能相结合能实现对海底潜标的远程控制。系统设计中采用了一系列消除干扰、降低功耗的措施,提高了定位精度,延长了系统的工作时间。经水声拉距试验,到达7.8km处时,应答信号的时延值仍稳定;水声遥控指令在5.5km处时稳定可靠。在无线电拉距试验过程中,相距12km处通信质量良好。解算出的定位轨迹与目标船上的GPS轨迹基本一致,定位精度在5m左右。上述海上试验结果证明了系统的可行性和可靠性。

关键词：水声遥控水声定位水声导航无线电通信长基线