在无线通信领域，信号的可靠传输面临多径干扰、衰落效应等难题。为了提高信号的传输质量，分集技术成为了一种关键技术。传统的分集系统往往要求天线间隔足够大，以减少信道噪声的相关性，这在移动台体积受限的情况下受到了限制。而本文提出的基于反相对称法的分集系统设计（PISM-SD），利用了信道间噪声的相关性来抑制噪声，突破了传统分集系统天线间隔的限制，从而能够在天线间距较小时提高输出信噪比。
为了深入理解反相对称法以及PISM-SD系统原理，下面将详细解释以下几个关键知识点：
1. 反相对称法（Phase Inversion Symmetric Methods, PISM）：
这是一种新型的信号处理方法，其核心思想是利用相邻信道间噪声的相关性来抑制噪声。当两副天线发送的信号互为反相时，接收端接收到的噪声也具有相关性。通过特定的信号处理技术，可以有效地消除或减少噪声的影响，从而提高输出信噪比。文中提到的反相对称法的信噪比增益GPISM，可以通过相关系数ρ来表示，且在ρ大于0时，GPISM大于传统空间分集系统的信噪比增益GSD。
2. 分集技术：
分集技术包括多种类型，如空间分集（Space Diversity, SD）、时间分集、频率分集等。本文特别关注的是空间分集技术。通过在空间上分散多个天线来接收信号，可以利用不同路径上信号的独立性来抑制多径效应带来的衰落。传统空间分集要求天线间隔足够大以减少信道噪声的相关性，从而保障分集的效果。
3. MIMO无线通信技术：
MIMO技术即多输入多输出技术，是指在发射端和接收端都使用多个天线进行信号的发送和接收。通过这种方式，可以显著提高无线通信系统的容量和可靠性。PISM-SD系统将反相对称法与MIMO技术结合，进一步增强了系统对噪声的抑制能力。
4. 噪声相关性：
在无线通信中，接收端接收到的噪声可能来自多个路径，当这些路径之间距离较近时，噪声表现出较强的相关性。噪声相关系数ρ反映了噪声的相关程度，文中实验结果表明，当天线间距小于半波长时，噪声相关系数可以达到0.80以上。这是反相对称法能够有效工作的基础。
5. PISM-SD系统原理：
PISM-SD系统通过两个不同频率的载波发送互反的信号，接收端的信号通过带通滤波器后得到特定频率的信号。随后，通过特定的解调器输出信号，并经过减法器处理输出最终信号。利用反相对称法，输出信噪比得以提高，从而增强了系统对噪声的抑制能力。
6. 信噪比增益：
信噪比增益是指接收信号的信噪比与发射信号的信噪比之间的比率。对于PISM-SD系统，减法器输出的信噪比通过反相对称法得到提升。这表明，在天线间距较小时，PISM-SD系统仍能维持较高的信噪比，从而提高系统的整体性能。
PISM-SD系统通过反相对称法，创造性地利用了信道噪声的相关性，实现了在天线间距较小的情况下仍然提高信噪比的目的。这种方法为无线通信系统在移动接收机体积受限条件下的性能优化提供了一种新的可能性。通过实验证实，利用该方法可以使系统输出信噪比提高9倍以上，仿真结果也与理论分析基本吻合。这项研究得到了国家自然科学基金的资助，展示了其在学术研究领域的价值以及潜在的应用前景。
