摘要：针对当前短波组织应用效能难预测、工程建设和运维管理缺乏数据支撑、短波组网通信测试效率低等问题，文章基于短波链路预测模型，提出了一种半实物短波通信仿真系统的设计方案，对系统的体系结构、应用场景以及关键技术进行研究。设计并构建半实物仿真系统，为短波组网通信的科研、建设和应用提供支撑，以及对后续短波通信的发展和大规模应用具有重要意義。

关键词：短波通信；半实物仿真；链路预测

中图法分类号：TN925 文献标识码：A

１ 引言

短波通信具有超视距、低成本、强抗毁性等性能优势，在恶劣自然条件下的移动通信保障中具有广泛的应用前景。尤其是在海上远程通信中，短波通信是主要方法之一，为其提供了重要的支撑。由于短波信道的时变色散特性，传统的点对点短波通信链路极不稳定，很难保证可靠的短波通信［１］ 。近年来，国内外开始利用有线网将台站进行互联，并使用组成短波组网进行通信，考虑到经济、场地、干扰等现实因素，组成短波通信组网的实装短波台站数量受到限制，短波通信组网的性能会受到一定的影响。基于以上现状，半实物仿真系统应运而生，一方面能够为短波通信组网的技术研究和应用提供有力的数据支撑，另一方面与实装短波通信组网进行互联互通，为实装短波通信组网指标验证提供环境支撑［２］ 。

２ 半实物仿真系统设计

２．１ 系统总体设计

基于短波链路预测的半实物仿真系统主要由实装系统和仿真系统组成，总体设计如图１ 所示。实装系统与仿真系统共同具备广域分集接收、多点多频发送功能，２ 个系统之间通过网口进行数据交互，目前实装短波通信组网系统已经完成部分建设并投入使用。

本文将重点介绍仿真系统和半实物仿真建模。仿真系统由基础模型、仿真环境构建、仿真引擎和半实物仿真４ 个模块组成。

２．２ 系统主要功能

实装系统主要具备广域接收、分集处理和多点多频发送等功能，为半实物仿真系统提供实装环境、收集实装数据，实装系统将分集处理后的数据通过有线网传递给仿真系统。

仿真系统为半实物仿真系统提供仿真环境，是半实物仿真系统的核心［３～５］ ，主要包括基础模型、仿真环境构建、仿真引擎和半实物仿真。基础模型与实装系统组成的设备模型，包括收信机、发信机、收天线、发天线、信息处理器等，为仿真环境构建提供基本材料；仿真环境构建是利用基础模型搭建与实装系统功能相同但规模不同的仿真环境；仿真引擎是采用一定的仿真方法将仿真事件按照仿真时间分解为独立的点，而时间将分别在这些点上发生；半实物仿真在仿真系统中采用接入实物的方式取代部分数学模型，又称为硬件在回路仿真。在半实物仿真系统中，接入实物对应的部分通常是难以用于数学方程描述的仿真对象，通过实物的接入能够有效降低仿真建模的复杂度和难度，提高仿真效率。

将实装与仿真系统相连，进行实装与仿真模型间的协议、业务互通，实现半实装仿真，为短波组网系统及装备提供测试、评估环境。

半实装仿真有２ 种形式，一是通过接口导入一批实装系统通信数据，通过仿真系统推演更大规模网络的性能参数；二是通过接口将实装系统中的部分节点与仿真系统中的相应模块进行互联，通过虚实映射，同时运行实装系统和仿真系统，相互验证。将２ 套实装机动用户分别映射到仿真网络中的映射节点１ 和映射节点２ 上，如图２ 所示。

对仿真网络作出如下限定。（１）映射节点１ 电台发送的数据通过半实物接口发送给参试实装１，映射节点２ 电台发送的数据通过半实物接口发送给参试实装２。