摘 要：從短波信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懛治鋈胧郑榻B了無(wú)線電波通過(guò)媒質(zhì)產(chǎn)生失真的原因，并對(duì)等效離散時(shí)間數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)和算法以及信道仿真的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析與研究。針對(duì)綜合通信訓(xùn)練模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)運(yùn)算量大、實(shí)時(shí)性要求高等難題，給出了一種分布式仿真的設(shè)計(jì)方案。該方案充分利用了綜合通信訓(xùn)練模擬系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)資源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳輸信號(hào)的實(shí)時(shí)處理，能夠?qū)崟r(shí)模擬短波通信信道環(huán)境。

關(guān)鍵詞：分布式仿真；短波信道模型；短波信道模擬；通信訓(xùn)練

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004373X(2008)1702503

Distributed Shortwave Channel Real-time Simulating Method for

the Integrated Communication Training Simulation System

LIU Cuihai，WANG Wenqing

(Naval Submarine Academy，Qingdao，266071，China)

Abstract：Starting with the analysis of shortwave channel′s influence upon signal transformation，the causes of radio wave′s distortion when pass through media are introduced.The structure and arithmetic of the equivalent scattering time mathematic model，still with the key technology of the channel simulation are analyzed and studied.Contraposing the difficult problems (such as the complex structure，the huge amount of data operation，the real-time requirement) of the integrated communication training simulation system，a distributed simulation project is put forward.The project takes full advantage of the computer resource of the integrated communication training simulation system and realizes the process to the transforming signal，thereby can simulate the channel environment of the shortwave communication in a real-time.

Keywords：distributed simulation;HF channel model;HF channel simulation;communication training

1 引 言

自無(wú)線電技術(shù)發(fā)明并得到廣泛應(yīng)用以來(lái)，依靠電離層進(jìn)行傳播的短波通信就成為遠(yuǎn)距離無(wú)線通信的主要手段。為了有效訓(xùn)練通信裝備操作人員，過(guò)去，在教學(xué)訓(xùn)練單位，通常大量時(shí)間用在裝備原理的理論講解上，由于不能提供真實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境，即使花費(fèi)了大量人力、精力，仍收不到良好的訓(xùn)練效果。其原因是在平時(shí)的通信裝備實(shí)裝訓(xùn)練中，由于缺乏發(fā)信方或收信方，特別是對(duì)于像戰(zhàn)術(shù)對(duì)抗、應(yīng)急操作等情況更是難能達(dá)成，致使訓(xùn)練只能停留在裝備面板級(jí)的開(kāi)關(guān)機(jī)訓(xùn)練層面。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，加上仿真技術(shù)的不斷成熟，為我們提供了一個(gè)解決問(wèn)題的有效途徑。利用“模擬訓(xùn)練”既能夠使受訓(xùn)人員進(jìn)行基本操作使用訓(xùn)練，而且還能夠進(jìn)行復(fù)雜通信環(huán)境下通信業(yè)務(wù)綜合訓(xùn)練。基于此，研制了綜合通信訓(xùn)練模擬系統(tǒng)。本文是綜合通信訓(xùn)練模擬系統(tǒng)中關(guān)于短波通信信道實(shí)時(shí)仿真問(wèn)題的討論。

2 短波信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懛治黾胺抡婺Ｐ?/p>

2.1 對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懛治?/p>

通常情況下，無(wú)線電波通過(guò)媒質(zhì)產(chǎn)生失真的原因有：一是媒質(zhì)的色散效應(yīng)，二是隨機(jī)多徑傳輸效應(yīng)。根據(jù)觀察表明，短波電離層反射信道是一種時(shí)變色散信道，它具有時(shí)間、頻率和空間三種選擇性衰落，對(duì)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性有很大影響。首先，信道輸入信號(hào)由于電離層的多徑效應(yīng)會(huì)引起信道時(shí)間色散，它使發(fā)射信號(hào)的幅度減小，甚至完全消失，致使通信系統(tǒng)接收信號(hào)在頻域上產(chǎn)生了頻率選擇性衰落，這是造成短波通信中出現(xiàn)突發(fā)錯(cuò)誤的主要原因。其次，信道輸入信號(hào)由于電離層多普勒效應(yīng)會(huì)引起信道頻率色散，由于各個(gè)路徑長(zhǎng)度隨時(shí)間的變化，表現(xiàn)出頻率散布，使發(fā)射信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，相位起伏不定，致使通信系統(tǒng)接收信號(hào)在時(shí)域上產(chǎn)生了時(shí)間選擇性衰落，從而造成數(shù)據(jù)信號(hào)的錯(cuò)誤接收。

2.2 信道仿真模型

通過(guò)上述分析可知，短波信道在時(shí)域和頻域都是時(shí)變的。根據(jù)對(duì)短波信道特性的統(tǒng)計(jì)分析，接收端接收信號(hào)的幅度服從Rayleigh分布，接收信號(hào)的相位服從(0，2π)均勻分布。假設(shè)分析只限于有限頻帶和足夠短的時(shí)間，可以認(rèn)為信道基本上是穩(wěn)定的，從而可以選用等效離散時(shí)間模型來(lái)表示，如圖1所示。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文