0 引言

    短波通信作為一種可以不依賴于易被摧毀的固定基礎(chǔ)設(shè)施的通信手段，具有通信距離遠(yuǎn),、機(jī)動(dòng)靈活,、組網(wǎng)便捷等優(yōu)點(diǎn)，其能力的發(fā)展和提高可以為“海,、陸,、空,、天”一體化協(xié)同作戰(zhàn)提供重要的基礎(chǔ)能力支撐。

    由于短波通信依賴于不穩(wěn)定的大氣電離層反射,，短波信道存在時(shí)變色散,、衰落和干擾嚴(yán)重等特點(diǎn)。同時(shí),，隨著短波頻段面臨的電磁環(huán)境不斷惡化和遠(yuǎn)距離,、高動(dòng)態(tài)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的通信需要，提高短波通信的可通率和通信質(zhì)量迫在眉睫,。隨著分集接收技術(shù)應(yīng)用日益廣泛,，將短波通信與空間分集接收技術(shù)相結(jié)合的短波廣域分集接收技術(shù)是一種重大的應(yīng)用創(chuàng)新。該技術(shù)在我國(guó)不具備完備的衛(wèi)星通信網(wǎng)背景下,，對(duì)提高我國(guó)軍用通信系統(tǒng)安全具有重要意義,。

    分集技術(shù)是針對(duì)包含相同信息、經(jīng)過多個(gè)相互獨(dú)立路徑傳輸?shù)亩嗦沸盘?hào)實(shí)施合并處理,，以達(dá)到減小各種衰落,、提高抗干擾能力的目的。不論是在民用還是在軍事裝備中,，分集技術(shù)的應(yīng)用都非常廣泛,。在軍事領(lǐng)域，針對(duì)隱身技術(shù)日漸完善的隱形飛行器,，現(xiàn)有常規(guī)雷達(dá)對(duì)高速,、超高速目標(biāo)的捕獲顯得捉襟見肘。外軍現(xiàn)役先進(jìn)雷達(dá)裝備通過引入分集接收技術(shù)來提高對(duì)太空和臨近空間快速目標(biāo)的探測(cè)能力,，如外軍裝備的反隱身MIMO米波雷達(dá)就是將諧振效應(yīng)與分集接收技術(shù)相結(jié)合,。此外，在防空系統(tǒng)的建設(shè)中,，使雷達(dá)陣地發(fā)揮分集接收功能,、并與導(dǎo)彈陣地相隔較遠(yuǎn)距離，不但可以大大提高雷達(dá)探測(cè)精度和抗干擾能力,，還可以提高導(dǎo)彈陣地的抗打擊能力,。此外，NASA還將天線陣空間分集接收技術(shù)應(yīng)用于具有極低信噪比的深空探測(cè),，獲得了高質(zhì)量的語(yǔ)音和圖像信息,。在民用領(lǐng)域，蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中就廣泛應(yīng)用了分集接收技術(shù),，如RAKE接收機(jī),、MIMO、協(xié)同分集接收技術(shù)等,。分集技術(shù)另一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是現(xiàn)有的高速鐵路通信系統(tǒng),，如我國(guó)上海運(yùn)營(yíng)的磁懸浮車地通信系統(tǒng),。 

    短波廣域分集接收就是利用多個(gè)相距較遠(yuǎn)的、通過有線互聯(lián)的短波固定臺(tái)站,，將不同地域空間和不同極化天線所接收的短波信號(hào),，通過實(shí)時(shí)匯聚和合并解調(diào)，有效提升短波話音鏈路的穩(wěn)定性和可靠性^[1-2],。圖１是基于軟值合并的多天線地空短波分集接收技術(shù)框圖,。移動(dòng)臺(tái)通過聲碼話設(shè)備將編碼后的數(shù)據(jù)通過短波電臺(tái)發(fā)送出去。地面各個(gè)短波臺(tái)站進(jìn)行同步頭捕獲與頻率校正,、信道均衡與解調(diào)軟值操作,。由于需要對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行分集合并處理，信號(hào)的匯集方式包括IP網(wǎng),、數(shù)據(jù)專線和電話公網(wǎng)等多種方式[1],，可以根據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的要求進(jìn)行合理選擇。在匯聚端,，對(duì)各路信號(hào)通過同步信息進(jìn)行時(shí)延校正,，并對(duì)各路解調(diào)軟值數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理，從而提高系統(tǒng)接收性能,。這樣的合并處理方式可以有效處理各路信號(hào)到達(dá)匯聚點(diǎn)時(shí)延遲不一的問題,。

1 短波廣域分集接收特點(diǎn)及難點(diǎn)

1.1 短波廣域分集接收特點(diǎn)

    分集接收技術(shù)是發(fā)端將信號(hào)分散傳輸、收端集中處理,、從而減少多徑衰落影響的技術(shù)。目前,，主要的分集接收技術(shù)包括空間分集,、頻率分集、極化分集,、角度分集,、時(shí)間分集等。短波廣域分集接收主要用到的是下行信道（移動(dòng)臺(tái)到固定臺(tái)）的空間分集和上行信道（固定臺(tái)到移動(dòng)臺(tái)）的頻率分集,。在下行信道上,，由于多個(gè)不同短波臺(tái)站間的間隔距離足夠遠(yuǎn)，不同天線接收信號(hào)是相互獨(dú)立的,，根據(jù)不同信道間信息的互補(bǔ)來增強(qiáng)接收效果,。在上行信道上，將信源信息調(diào)制到載頻間隔足夠?qū)挼牟煌d波上進(jìn)行傳輸,，從而獲得衰落特性相互獨(dú)立的多路信號(hào),。

    根據(jù)匯聚端對(duì)多路信號(hào)合并的方式不同可以分為三種：選擇式合并、等增益合并和最大比合并,。這三種合并方式的復(fù)雜度和獲得的分集增益都是有所差異的,。

    選擇式合并是從接收到的多路信號(hào)中選擇信噪比最大的一路信號(hào)輸出,，該合并方式算法復(fù)雜度低，易于實(shí)現(xiàn),。但是只利用了多路信號(hào)中的一路信號(hào),，分集增益低。

    相比之下,，等增益合并和最大比值合并均對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行了合并處理,，分集效果更加明顯。等增益合并是對(duì)各路信號(hào)對(duì)齊后作等系數(shù)加權(quán)合并處理,，算法復(fù)雜度較低,，可以提高接收性能。但缺點(diǎn)是,，當(dāng)存在某一路或者多路信號(hào)的信噪比很低時(shí),，會(huì)導(dǎo)致分集合并性能急劇下降，甚至可能低于選擇性合并,。

    最大比值合并則依據(jù)各路信號(hào)的信噪比分配不同的加權(quán)系數(shù),，再對(duì)各路信號(hào)進(jìn)行加權(quán)合并處理，從而最大化接收信號(hào)信噪比,。但缺點(diǎn)是算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜,，同時(shí)需要實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài),、精確地測(cè)定各條信道的信噪比來準(zhǔn)確地分配加權(quán)系數(shù),，從而最大化接收性能。

    由于短波信道具有多徑衰落嚴(yán)重,、信道時(shí)變特性復(fù)雜,、干擾復(fù)雜等特點(diǎn)，在短波廣域分集接收設(shè)計(jì)中需要考慮將選擇性合并與最大比合并相結(jié)合,，實(shí)現(xiàn)有選擇的最大比合并更能充分發(fā)揮短波分集接收系統(tǒng)的性能^[1],。有選擇的最大比合并的一般步驟是：

    (1)設(shè)定可以滿足數(shù)據(jù)傳輸速率要求的信噪比門限值SNR_O；

    (2)對(duì)于N條信道,，估計(jì)各信道s_i的瞬時(shí)信噪比|s_i| (1≤i≤N),，并與信噪比門限值SNR_O作比較；

    (3)選出參與最大比合并的信道集合：實(shí)施最大比值合并,。

    實(shí)施有選擇的最大比合并可以將選擇性合并和最大比合并各自的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,，避免由于短波信道的時(shí)變衰落特性造成各信道質(zhì)量的較大差異，影響分集合并的效果,。

    由于短波廣域分集接收中的同構(gòu)天線間距很大,，幾十到幾千公里不等，能夠很好地保證各天線所接收到的信號(hào)衰落的獨(dú)立性,；同時(shí),，由于短波地面接收臺(tái)站分布地域的寬廣,，隨著分集重?cái)?shù)的增加，短波通信的可通率也會(huì)得到極大提高,，從而有效提高短波通信的可靠性,。據(jù)統(tǒng)計(jì)^[2，3],，當(dāng)收端天線分別位于我國(guó)北京,、西安、重慶,、廣州,，發(fā)端電臺(tái)位于南京時(shí)的四重分集接收，短波通信的可通率可以達(dá)到96%以上,，遠(yuǎn)高于無分集方式的可通率,，有效提高了短波通信的通信效能。

1.2 短波廣域分集接收技術(shù)難點(diǎn)

    (1)短波模擬話音通信在缺乏聲碼話設(shè)備的條件下,，將不同地域空間和不同極化天線所接收的短波模擬話音信號(hào)實(shí)施分集合并接收是短波廣域分集接收技術(shù)的難點(diǎn)之一,。針對(duì)短波模擬信號(hào)的特性，主要采用選擇性合并分集接收技術(shù)來提升話音鏈路的話音質(zhì)量和穩(wěn)定性,。實(shí)施的技術(shù)難點(diǎn)包括：①短波信道帶噪語(yǔ)音信號(hào)的端點(diǎn)檢測(cè),；②短波語(yǔ)音信號(hào)的質(zhì)量評(píng)價(jià)；③短波語(yǔ)音信號(hào)的優(yōu)選切換,。

    (2)短波廣域分集接收需要對(duì)不同地域所接收到的信號(hào)匯聚后作集中合并處理,。然而，信號(hào)的匯聚可以通過IP網(wǎng)絡(luò),、數(shù)據(jù)專網(wǎng)等多種方式,，所獲得的傳輸時(shí)延也是不盡相同，進(jìn)而影響到合并后信號(hào)的整體傳輸時(shí)延,。對(duì)于一些延時(shí)要求低的應(yīng)用（如短報(bào)文等），信號(hào)匯聚所帶來的傳輸時(shí)延對(duì)其無大的影響,，但是對(duì)有延時(shí)要求的話音通信等,，會(huì)直接影響其服務(wù)質(zhì)量。因此,，對(duì)于各路參與合并的信號(hào),，需要通過具有QoS意識(shí)的路由技術(shù)、基于延時(shí)限制的軟信息動(dòng)態(tài)合并技術(shù)等來滿足對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求,。

    (3)由于短波天波傳輸主要依靠電離層的反射來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信,，依據(jù)短波信道的特性，短波通信的最佳工作頻率為可用頻率窗口中的最高頻率,。在這種情況下,，短波的散射路徑最少,，接收信噪比最高。然而,，在實(shí)際的短波通信測(cè)試中發(fā)現(xiàn),，由于電離層的特性會(huì)隨晝夜變化、太陽(yáng)黑子活動(dòng),、季節(jié)等變化,，部分地域會(huì)成為信號(hào)盲區(qū)。因而,，短波廣域分集接收技術(shù)需要短波經(jīng)電離層的散射路徑盡可能多,，從而需要調(diào)低工作頻率。由此帶來的弊端是接收端信噪比的降低,。如何在最佳工作頻率和最佳的分集增益間進(jìn)行合理的折中是工作頻率調(diào)整的一個(gè)難點(diǎn),。

2 國(guó)內(nèi)外研究概況

    短波廣域分集接收旨在通過廣域有線互聯(lián)的多個(gè)短波臺(tái)站接收經(jīng)電離層反射和散射的短波信號(hào)，然后合并處理來提高短波信道的抗衰落和抗干擾性能,。盡管已經(jīng)有大量研究工作集中于將MIMO技術(shù)應(yīng)用于VHF~SHF頻段,，以利用有限的頻譜來提高數(shù)據(jù)傳輸速率^[4-6]。然而,，由于短波波長(zhǎng)在10 m~100 m之間,，相比于MIMO應(yīng)用于其他頻段，所需的天線尺寸較大,，使用間隔的天線陣來應(yīng)用MIMO技術(shù)受到了較大的限制,，MIMO技術(shù)領(lǐng)域新的研究進(jìn)展也難于直接應(yīng)用于短波頻段^[7]。幸運(yùn)的是,，短波廣域分集接收技術(shù)卻不受這些限制的影響,，可以充分發(fā)揮分集技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域已經(jīng)取得了可喜的研究進(jìn)展,，有效改善了短波通信的可靠性和抗干擾性能,。

2.1 國(guó)內(nèi)研究概況

    在國(guó)內(nèi)，電子科技大學(xué)通信抗干擾技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室最早對(duì)短波MIMO相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)開展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作,。2004年,，張熙瑜、聶在平等人對(duì)MIMO多天線系統(tǒng)展開了深入研究,，在國(guó)內(nèi)首次提出了分布式開關(guān)陣列天線來均衡各分集支路接收到的信號(hào)強(qiáng)度,，從而最大化分集合并增益^[8]；朱鵬,、唐萬(wàn)斌等人展開了對(duì)短波MIMO信道相關(guān)性的測(cè)量研究,，并給出了短波MIMO信道測(cè)量的實(shí)現(xiàn)方案^[9]；王運(yùn)健、李少謙等人對(duì)短波系統(tǒng)中采用OFDM-MIMO通信系統(tǒng)展開了研究,，嘗試了導(dǎo)頻訓(xùn)練序列來實(shí)施信道估計(jì)^[10],；王民建、雷霞等人基于MIMO OFDM短波通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于擴(kuò)頻滑動(dòng)相關(guān)的短波信道參數(shù)測(cè)量的研究工作,，并針對(duì)實(shí)際無線傳輸干擾問題展開了干擾抑制研究^[11],；劉吉、雷霞等人面向第三代短波通信標(biāo)準(zhǔn),，研究了基于分布式天線的短波語(yǔ)音分集接收方案來解決短波信道下語(yǔ)音可靠傳輸問題^[12],。此外，上海交通大學(xué)王若擎,、錢良等人針對(duì)短波MIMO通信系統(tǒng)研究了預(yù)編碼技術(shù)來消除用戶間的干擾等^[13],。

    除了大學(xué)的相關(guān)研究成果外，國(guó)內(nèi)部分企業(yè)（如南京熊貓漢達(dá)科技有限公司等）在短波分集接收領(lǐng)域也開展了大量卓有成效的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作,。王崢等對(duì)分集接收技術(shù)用于對(duì)抗短波信道衰落做了仿真分析并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,，展示出良好的分集接收效果^[3]。信長(zhǎng)安探討了在短波組網(wǎng)條件下實(shí)現(xiàn)短波分集接收的設(shè)計(jì)問題,，并給出了相關(guān)的優(yōu)化和設(shè)計(jì)方法^[2],。王欽玉等對(duì)短波分集接收技術(shù)建立了相應(yīng)的通信模型和軟件仿真。實(shí)際的天波通信試驗(yàn)表明,，MIMO短波通信可以將傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短波通信可通率由17%提升至96%,，顯著提升了短波通信的傳輸效能^[14]。此外,，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所李堅(jiān)等人提出了一種短波分集接收方案來提升短波猝發(fā)通信系統(tǒng)性能,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方案在1 000 km通信距離,、猝發(fā)發(fā)射功率100 W的條件下,，采用5重分集接收可以有效提高猝發(fā)通信信號(hào)的捕獲概率和接收信號(hào)的信噪比^[15]。

2.2 國(guó)外研究概況

    多輸入,、多輸出系統(tǒng)（MIMO）作為傳統(tǒng)天線陣通信的自然延伸和擴(kuò)展,，國(guó)外學(xué)者已經(jīng)從信息論容量的角度對(duì)其進(jìn)行過深入研究，證實(shí)了其容量增益和空分復(fù)用效果^[16-20],。盡管短波存在的多徑傳輸問題非常適合于MIMO技術(shù)的應(yīng)用,，但受限于傳統(tǒng)短波天線尺寸較大的緣故，使之不便于MIMO技術(shù)的直接應(yīng)用,。2008年，國(guó)外首次對(duì)短波MIMO應(yīng)用展開了測(cè)試實(shí)驗(yàn),，發(fā)站位于英國(guó)達(dá)拉謨（Durham）,、收站分別位于距離達(dá)拉謨255 km的英國(guó)萊斯特（Leicester）和距離達(dá)拉謨743 km的法國(guó)蒙特菲爾（Monterfil），采用4重發(fā)射天線和8重接收天線并實(shí)驗(yàn)了不同類型的天線陣。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了：(1)在發(fā)射信號(hào)和在不同天線上接收到的信號(hào)間的相關(guān)度足夠低的情況下,，短波頻段采用MIMO技術(shù)可以取得高容量增益,；(2)異構(gòu)天線陣可以取代天線間相隔距離較遠(yuǎn)的同構(gòu)天線陣、并取得相近似的容量增益^[7],。此后,，大量的研究工作朝這兩個(gè)方向展開。通過MIMO技術(shù)來抑制雜波,，加拿大的研究機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了短波MIMO視距外雷達(dá)的可行性和有效性^[23],。文獻(xiàn)[24]在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了短波MIMO應(yīng)用緊湊型交叉極化天線陣的可行性前提下，基于已有的單天線MIL-STD-188-110C-Appendix-D寬帶短波標(biāo)準(zhǔn),，設(shè)計(jì)了新的短波MIMO物理層,。仿真結(jié)果表明，與單天線模式相比,，該新標(biāo)準(zhǔn)可以提高整體吞吐率116%,、提高信噪比15 dB。文獻(xiàn)[25]介紹了短波近垂直天波傳輸在救災(zāi)等指揮通信中的應(yīng)用,，并通過實(shí)驗(yàn)證明,，相比于線性極化天線，環(huán)形極化天線能更有效地抑制多徑衰落的影響,，從而可以有效提高各類短波分集接收系統(tǒng)的整體性能,。針對(duì)視距外短波通信，文獻(xiàn)[26]提出了一種基于隨機(jī)空時(shí)編碼的物理層節(jié)點(diǎn)協(xié)同方法,，從而獲得類似于MIMO系統(tǒng)的分集增益,。仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該方法的能量效率和分集增益。文獻(xiàn)[27]針對(duì)短波MIMO OFDM系統(tǒng)提出了一種時(shí)間和頻率同步算法,。仿真結(jié)果證明,，即使在低信噪比條件下，該方法依然可以顯著提高系統(tǒng)同步性能,，并且時(shí)域內(nèi)可以快速收斂,。文獻(xiàn)[28]通過將發(fā)送的極化分集替代傳統(tǒng)的空間分集，提出了一種短波超視距的數(shù)字傳輸方法,。通過280 km遠(yuǎn)的短波傳輸實(shí)驗(yàn)表明,，在4.2 kHz的帶寬上可以取得最高24.09 kb/s的傳輸速率。

    此外,，隨著網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域一些提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率的新技術(shù)的出現(xiàn),，如網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)^[29]等，創(chuàng)新性地將MIMO與網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)相結(jié)合可以使系統(tǒng)更加有效地對(duì)抗衰落信道,、獲得更高的傳輸速率^[30],。

3 短波廣域分集接收關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

    為實(shí)現(xiàn)短波廣域分集接收系統(tǒng)的性能增益，需要研究以下的關(guān)鍵技術(shù)。

3.1.1 分集合并技術(shù)

    對(duì)來自遠(yuǎn)端的多路接收信號(hào)通過組網(wǎng)方式匯集,、并將基于解調(diào)數(shù)據(jù)的軟值合并基本步驟是：

    (1)對(duì)各支路基帶音頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和同步,；

    (2)依據(jù)各路信號(hào)的信噪比和幅度信息，對(duì)各條支路信號(hào)分配不同的加權(quán)系數(shù),；

    (3)對(duì)加權(quán)后的各支路信號(hào)相加合并,。

    單純的分集合并算法包括選擇合并、等增益合并和最大比值合并,。在短波廣域分集接收系統(tǒng)中,，出于對(duì)復(fù)雜度的限制和高分集增益的要求，一般采用的是組合合并技術(shù)^[31],。常見的組合合并方式是將選擇合并（SC）與最大比值合并（MRC）或等增益合并（EGC）相結(jié)合,，對(duì)從所有鏈路中選出的部分鏈路實(shí)施最大比合并或者等增益合并。

3.1.2 模擬話音質(zhì)量打分與切換

    在短波模擬話音分集接收系統(tǒng)中,，當(dāng)缺少聲碼話設(shè)備時(shí),，需要通過選擇性分集合并接收來提高話音鏈路的話音質(zhì)量和穩(wěn)定性。由于短波的天波傳輸受到電離層的影響較大,，多徑衰落,、干擾、噪聲等均會(huì)對(duì)信號(hào)的接收造成影響,。為此,，可以概括為三項(xiàng)主要的關(guān)鍵技術(shù)：

    (1)帶噪語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)：從含噪聲的語(yǔ)音信號(hào)中確定出語(yǔ)音信號(hào)的起始點(diǎn)及結(jié)束點(diǎn)。目前主要有基于模型與基于特征兩類端點(diǎn)檢測(cè)方法,；

    (2)語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)：主要從語(yǔ)音質(zhì)量的特征參數(shù)（如響度,、信噪比、串音等）角度來加以綜合評(píng)價(jià),；

    (3)語(yǔ)音信號(hào)優(yōu)選切換技術(shù)：通過對(duì)各支路語(yǔ)音信號(hào)信號(hào)質(zhì)量的準(zhǔn)確評(píng)價(jià),，動(dòng)態(tài)地切換至語(yǔ)音質(zhì)量更好的信道。

3.1.3 具有服務(wù)質(zhì)量意識(shí)的等待匯集技術(shù)

    在短波廣域分集接收系統(tǒng)中,，需要對(duì)多個(gè)不同地域空間和不同極化天線所接收到的短波信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸并匯聚至中心站點(diǎn)進(jìn)行合并處理,。由于經(jīng)過不同路徑的傳輸，到達(dá)中心合并站點(diǎn)的延時(shí)也不相同,。為了確保語(yǔ)音信號(hào)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）,，當(dāng)各支路信號(hào)中的某一路信號(hào)到達(dá)中心合并站點(diǎn)后，需要確定一個(gè)等待時(shí)間的門限tT,，從而在QoS和分集增益間取得一個(gè)合理的折中,，該問題可以歸結(jié)為求解如下的一個(gè)最優(yōu)化問題：

在式(1)中，ΔC(t)表示在等待匯聚時(shí)間t后所能獲得的分集增益,；Δw(t)表示在等待匯聚時(shí)間t后在QoS上所付出的代價(jià),；優(yōu)化目標(biāo)即為,，在滿足語(yǔ)音信號(hào)QoS要求的條件下，確定等待匯聚時(shí)間t,，使得在單位QoS損失的條件下取得最大的分集增益。

3.1.4 具有QoS意識(shí)的路由技術(shù)

    在短波廣域分集接收系統(tǒng)中,，由于多個(gè)短波地面臺(tái)站所接收到的信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò),、經(jīng)不同的路徑加以傳輸，所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)也是不一樣的,。具有QoS意識(shí)的路由技術(shù)可以通過動(dòng)態(tài)地獲取網(wǎng)絡(luò)擁塞情況來選擇合適的路由,，從而有助于提高分集增益和語(yǔ)音質(zhì)量。

3.2 發(fā)展趨勢(shì)

    對(duì)于短波廣域分集接收系統(tǒng)未來的發(fā)展,，主要表現(xiàn)出以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì),。

3.2.1 采用緊湊的異構(gòu)天線陣技術(shù)

    在短波廣域分集接收領(lǐng)域，為保證各短波地面臺(tái)站天線所接收的信號(hào)衰落的獨(dú)立性,，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)所開展的相關(guān)研究工作主要是基于相距足夠遠(yuǎn)的,、位于不同地域的、多個(gè)同構(gòu)短波通信天線所接收到的信號(hào)進(jìn)行合并接收,，從而大大限制了分集的重?cái)?shù)和分集增益,。由于異構(gòu)天線陣可以取代天線間相隔距離較遠(yuǎn)的同構(gòu)天線陣、并取得相近似的容量增益^[7],，由此可以帶來分集重?cái)?shù)和分集增益的大幅提升,，也是未來應(yīng)用的趨勢(shì)。

3.2.2 實(shí)施分層混合合并技術(shù)

    對(duì)于單純的分集合并技術(shù)(如最大比和等增益合并)會(huì)隨著分集重?cái)?shù)的增加,，其計(jì)算開銷也會(huì)隨之增大,；選擇合并盡管算法復(fù)雜度低，但分集效率低下,。通過將不同的分集合并算法加以組合,，可以取得對(duì)分集合并性能和計(jì)算復(fù)雜度間的合理折中。

    隨著緊湊的異構(gòu)天線陣在國(guó)外短波分集接收系統(tǒng)中的成功應(yīng)用^[21-22],，可以通過諸如先對(duì)分布在不同地域的,、應(yīng)用異構(gòu)天線陣的若干短波臺(tái)站實(shí)施最大比合并，然后匯聚至中心合并站點(diǎn)實(shí)施選擇合并,。此類分層混合合并方式類似于“微分集”和“宏分集”的思想,，可以有效提高短波廣域分集合并系統(tǒng)整體性能，是未來的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),。

3.2.3 節(jié)點(diǎn)協(xié)同分集接收

    由于節(jié)點(diǎn)間的協(xié)同分集可以擴(kuò)大短波分集接收系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,，降低各分集接收短波臺(tái)站所接收到的信號(hào)經(jīng)有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r(shí)，是作為天線分集接收系統(tǒng)的一類重要補(bǔ)充,。節(jié)點(diǎn)協(xié)同分集利用了無線傳輸?shù)膹V播特性,，并通過協(xié)同節(jié)點(diǎn)創(chuàng)造出“虛擬”的分布式天線,，從而獲得空間分集增益。

3.2.4 分集合并技術(shù)與其他新技術(shù)相結(jié)合

    隨著一些通信新技術(shù)的出現(xiàn),，如網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)^[29],、功率分配技術(shù)^[32]等的出現(xiàn)，在短波廣域分集接收系統(tǒng)中將分集合并接收與其他新技術(shù)的相互結(jié)合,，以進(jìn)一步提高短波通信系統(tǒng)的性能是未來一個(gè)重要的發(fā)展方向,。

4 結(jié)束語(yǔ)

    本文較詳細(xì)地介紹了短波廣域分集接收系統(tǒng)的特點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)。同時(shí),，對(duì)短波廣域分集接收系統(tǒng)當(dāng)前的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r做了詳盡介紹與對(duì)比,。最后，介紹了短波廣域分集接收系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)并指出了其未來的發(fā)展趨勢(shì),。

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