短波通信实际使用的频率范围是1.5MHz~30MHz,它主要利用电离层反射来传输信息,是一种比较有效的通信方式。多年以来,由于短波通信可靠性高、安全性好和机动性强,所以被应用于军事通信等领域。话音信号是短波通信的主要业务。话音信号经过短波信道时,不可避免的会遭受到各种噪声和干扰的污染,使得接收到的信号不再是纯净话音。对带噪话音信号进行处理,尽可能的恢复纯净话音信号,其关键技术之一就是对单路话音进行话音增强。但由于单路话音增强后效果在短波信道下仍然无法满足实际需求,因此需要采用新的话音增强技术。短波信道的主要特征之一是多径效应,话音信号经过短波信道后,会产生多径衰落,目前较为有效的对抗多径衰落的技术为分集合并技术。分集合并技术现在主要用于数字通信,本文在单路话音增强的基础上,引入分集合并技术对多路话音信号进行合并接收,充分利用了多路话音信号的分集合并增益,进一步提高了话音质量。本文主要针对多路接收的短波话音信号进行处理,采用的关键技术主要包括单路话音增强技术、多路话音同步技术和多路话音信号的分集接收合并技术。针对单路话音增强技术,本文提出了基于掩蔽阈值的多窗谱估计和自适应噪声估计的谱减法(Spectral Subtraction Based on Masking Threshold for Multi-Window Spectral Estimation and Adaptive Noise Estimation,SSBMT-MWSE-ANS),该算法使用多窗谱估计结合自适应噪声估计算法对单路话音信号和噪声功率谱进行自适应估计,并对话音信号采用谱减法降噪,使增强后话音信号质量得到提高。针对多路话音同步技术,本文采用基于频域匹配相关的时延估计算法对多路话音信号的时延进行估计,该算法执行时需要对话音进行分段处理,因此本文提出了基于干扰检测的能熵比端点检测算法,该算法对存在干扰的话音信号进行端点检测,可以准确的得到话音起止点。本文还采用基于互相关的相位估计算法对多路话音信号的相位差进行估计,结果表明,这两种算法在短波信道下均准确地估计了多路话音信号的时延和相位差。针对多路话音信号的分集接收合并技术,本文提出了基于P.563打分算法的加权合并算法,该算法在话音段使用P.563打分结果作为加权系数进行加权合并,在静默段进行等增益合并,提高了话音信号的质量。本文通过打分结果对比图证明了基于P.563打分算法的加权合并算法对仿真数据和实际采集数据均能有效合并。