分析無線電臺通信網絡建模仿真技術

林郴

【摘 要】 無線電臺通信技術雖然是傳統的通信方式，但其依然是當今時代發展的一種必需通信手段。因此，為了能實現更好的無線電臺通信效果，就必須在通信網絡結構特征研究的前提下，利用OPNET網絡仿真技術建立通信網絡模型。本文首先分析模型的工作流程、數據包格式及各節點功能，并對模型進行相應的仿真驗證及分析實驗數據，以建立符合無線電臺通信網絡模型的設計要求。

【關鍵詞】 無線電臺 仿真技術 網絡建模

隨著科學技術的不斷進步及無線通信技術的不斷發展，無線通信網絡在社會領域中的應用越來越廣泛。作為一種傳統的通信方式，無線電臺通信技術依然是當前社會中的通信方式之一，被廣泛應用于電力、民航、鐵路及應急通信系統等方面。目前，隨著OPNET網絡仿真技術的廣泛應用，該技術采用靈活分層建模的方法與模擬技術及離散事件驅動的模擬機制對通信系統的性能進行分析，使仿真計算的效率得到極大的提升，能有效支持簡單區域網到衛星網等通信系統的仿真。而且，OPNET技術還能向不同研究階段提供模擬設計、數據收集及仿真分析等工具，使其成為一種的功能較為強大的網絡仿真開發與應用平臺。

1 通信網絡的結構

通信網絡主要是由節點與連接節點傳輸的鏈路進行結合而成的，是一種能實現同時兩個及兩個以上規定點之間信息傳輸的通信體系。通信網絡主要組成部分主要包括終端設備、傳輸鏈路、交換設備與通信協議。其功能就是要滿足網絡用戶呼叫的需求，從而實現傳輸網絡中兩個或兩個以上用戶信息的傳輸。在實際的通信網絡運行中，其就是各種信息由終端設備出發，并經過一定的處理與傳輸到目的設備的過程。因此，也可以說通信網絡就是對和通信有關的信息進行處理與傳輸的處理系統。

2 無線電臺通信的網絡建模

（1）模型的工作流程：由于無線電臺通信的呼叫都是由主叫方開始，因此需要先對信道的狀態進行檢測，若其他電臺在通信中必須呼叫自動回避，而當檢測到信道閑置時，可直接發出呼叫請求，直到各自均發出呼叫結束的信號；若主叫方在一定的時間內與次數內無法接到呼叫結束信號，而該次呼叫則視為自動結束。 而在建立呼叫后，每個語音包的發送，則是表示每次呼叫的時間。另外，由于語音包的長度是根據不同概率而分布的，因此表明每次通信中的呼叫時間都不同。

（2）數據包的格式：由于OPNET仿真平臺是一種在數據包基礎上的通信機制，也是一種運用離散事件的仿真機制。因此，在無線電臺通信網絡的建模中，要將連續的語音劃分為不同類型的包格式，并用以表示相應的語音通信行為，從而實現與OPNET相符的仿真機制。另外，為了將呼叫流程中全部環節都逐一完成，節點模塊中的應采用多種數據包對電臺行為進行模擬。

（3）實現節點：在無線電臺通信網絡中，其節點模型具有產生呼叫、管理呼叫進程的作用，并對各個站點無線通信建立呼叫與結束呼叫的作用，且能根據無線通信中的信息格式進行相應的行為及對不相關的信息進行濾除。而主站節點則能任意選擇網絡中的各個分站實現通信，但各個分站點卻只能和主站點通信（圖1）。

在無線通信節點模型中，sink是指銷毀自鏈路層傳來的包；gen是根據概率產生的呼叫；encapsulate是對gen產生的呼叫進行封裝或對底層數據的接收；process是對不同格式的數據包進行處理；filter是判斷接收到的數據包類型；rt與rv分別是無線發射模塊與無線接收機模塊；ante則是表示天線。

3 仿真分析

為了更好地研究無線電臺的縱式組網方式，應將所建模型放在的無線電臺通信網絡模型中。同時，應在通信網絡中建立一個具有十五個工作站的星型拓撲結構網絡，使各分站則能和主站點實現通信，且主站點也能與網絡中的各個分站點進行聯系，在鏈路中可建立超短波鏈路模型。在模型中能任意加入分站點，并修改其屬性值，從而模擬成不同頻率與功率的無線電臺通信網。在仿真的過程中，對業務量平均呼叫次數的設置為10次/h，而平均呼叫長度為1min，而呼叫產生的速率與長度均滿足指數分布的要求，且仿真時間為1h。

仿真開始時有個初始化時間，在該時間段中并無產生仿真數據。當初始化時間結束后，呼叫數量就會隨著時間的推移而增多，而在前20min中全部的呼叫都能獲得成功應答，并連接目標站點，使每次呼叫都能成功。但隨著呼叫次數不斷增多，往往在20min后就會出現阻塞現象，因此不能保證每次呼叫的成功建立。研究表明，在仿真過程中每次呼叫建立的時間平均為0.3s。因此，只有在先獲得信道使用權的基礎上才能實現與目標臺的通信。

4 結語

本文基于OPNET仿真技術建立起無線電臺通信網絡仿真模型，且對建立的無線電臺通信網絡進行仿真及分析其性能?？傊?，本次建模的仿真結果表明基于OPNET仿真技術建立的仿真模型是可行的。通過對通信網絡仿真技術的分析，并在該前提下建立網絡仿真系統，通過利用該仿真系統，能為通信網絡計劃的制定提供一定的數據分析，以對網絡通信計劃的設計性能與最初計劃的適應性進行分析，以為優化通信網絡性能提供數據支持。

參考文獻：

[1]姜艷霞.一種認知無線電臺通信仿真模型研究[J].無線電通信技術，2013，01：84-86+90.

[2]鄭藝，王玉文，孟凡計.衛星通信網建模與仿真方法研究[J].計算機仿真，2013，07：64-67+100.

[3]柴華，吳連才.基于協同頻譜感知的無線電臺通信組織[J].四川兵工學報，2011，04：132-134.

[4]湯再江，王浩，魯鶴松，等.無線通信及其干擾的建模與仿真研究[J].裝甲兵工程學院學報，2009，01：65-69.

[5]陳志剛，林軍亮. 軟件無線電接收機仿真設計研究[J]. 科技信息，2011，25（15）：58.endprint

【摘 要】 無線電臺通信技術雖然是傳統的通信方式，但其依然是當今時代發展的一種必需通信手段。因此，為了能實現更好的無線電臺通信效果，就必須在通信網絡結構特征研究的前提下，利用OPNET網絡仿真技術建立通信網絡模型。本文首先分析模型的工作流程、數據包格式及各節點功能，并對模型進行相應的仿真驗證及分析實驗數據，以建立符合無線電臺通信網絡模型的設計要求。

【關鍵詞】 無線電臺 仿真技術 網絡建模

隨著科學技術的不斷進步及無線通信技術的不斷發展，無線通信網絡在社會領域中的應用越來越廣泛。作為一種傳統的通信方式，無線電臺通信技術依然是當前社會中的通信方式之一，被廣泛應用于電力、民航、鐵路及應急通信系統等方面。目前，隨著OPNET網絡仿真技術的廣泛應用，該技術采用靈活分層建模的方法與模擬技術及離散事件驅動的模擬機制對通信系統的性能進行分析，使仿真計算的效率得到極大的提升，能有效支持簡單區域網到衛星網等通信系統的仿真。而且，OPNET技術還能向不同研究階段提供模擬設計、數據收集及仿真分析等工具，使其成為一種的功能較為強大的網絡仿真開發與應用平臺。

1 通信網絡的結構

通信網絡主要是由節點與連接節點傳輸的鏈路進行結合而成的，是一種能實現同時兩個及兩個以上規定點之間信息傳輸的通信體系。通信網絡主要組成部分主要包括終端設備、傳輸鏈路、交換設備與通信協議。其功能就是要滿足網絡用戶呼叫的需求，從而實現傳輸網絡中兩個或兩個以上用戶信息的傳輸。在實際的通信網絡運行中，其就是各種信息由終端設備出發，并經過一定的處理與傳輸到目的設備的過程。因此，也可以說通信網絡就是對和通信有關的信息進行處理與傳輸的處理系統。

2 無線電臺通信的網絡建模

（1）模型的工作流程：由于無線電臺通信的呼叫都是由主叫方開始，因此需要先對信道的狀態進行檢測，若其他電臺在通信中必須呼叫自動回避，而當檢測到信道閑置時，可直接發出呼叫請求，直到各自均發出呼叫結束的信號；若主叫方在一定的時間內與次數內無法接到呼叫結束信號，而該次呼叫則視為自動結束。 而在建立呼叫后，每個語音包的發送，則是表示每次呼叫的時間。另外，由于語音包的長度是根據不同概率而分布的，因此表明每次通信中的呼叫時間都不同。

（2）數據包的格式：由于OPNET仿真平臺是一種在數據包基礎上的通信機制，也是一種運用離散事件的仿真機制。因此，在無線電臺通信網絡的建模中，要將連續的語音劃分為不同類型的包格式，并用以表示相應的語音通信行為，從而實現與OPNET相符的仿真機制。另外，為了將呼叫流程中全部環節都逐一完成，節點模塊中的應采用多種數據包對電臺行為進行模擬。

（3）實現節點：在無線電臺通信網絡中，其節點模型具有產生呼叫、管理呼叫進程的作用，并對各個站點無線通信建立呼叫與結束呼叫的作用，且能根據無線通信中的信息格式進行相應的行為及對不相關的信息進行濾除。而主站節點則能任意選擇網絡中的各個分站實現通信，但各個分站點卻只能和主站點通信（圖1）。

在無線通信節點模型中，sink是指銷毀自鏈路層傳來的包；gen是根據概率產生的呼叫；encapsulate是對gen產生的呼叫進行封裝或對底層數據的接收；process是對不同格式的數據包進行處理；filter是判斷接收到的數據包類型；rt與rv分別是無線發射模塊與無線接收機模塊；ante則是表示天線。

3 仿真分析

為了更好地研究無線電臺的縱式組網方式，應將所建模型放在的無線電臺通信網絡模型中。同時，應在通信網絡中建立一個具有十五個工作站的星型拓撲結構網絡，使各分站則能和主站點實現通信，且主站點也能與網絡中的各個分站點進行聯系，在鏈路中可建立超短波鏈路模型。在模型中能任意加入分站點，并修改其屬性值，從而模擬成不同頻率與功率的無線電臺通信網。在仿真的過程中，對業務量平均呼叫次數的設置為10次/h，而平均呼叫長度為1min，而呼叫產生的速率與長度均滿足指數分布的要求，且仿真時間為1h。

仿真開始時有個初始化時間，在該時間段中并無產生仿真數據。當初始化時間結束后，呼叫數量就會隨著時間的推移而增多，而在前20min中全部的呼叫都能獲得成功應答，并連接目標站點，使每次呼叫都能成功。但隨著呼叫次數不斷增多，往往在20min后就會出現阻塞現象，因此不能保證每次呼叫的成功建立。研究表明，在仿真過程中每次呼叫建立的時間平均為0.3s。因此，只有在先獲得信道使用權的基礎上才能實現與目標臺的通信。

4 結語

本文基于OPNET仿真技術建立起無線電臺通信網絡仿真模型，且對建立的無線電臺通信網絡進行仿真及分析其性能?？傊?，本次建模的仿真結果表明基于OPNET仿真技術建立的仿真模型是可行的。通過對通信網絡仿真技術的分析，并在該前提下建立網絡仿真系統，通過利用該仿真系統，能為通信網絡計劃的制定提供一定的數據分析，以對網絡通信計劃的設計性能與最初計劃的適應性進行分析，以為優化通信網絡性能提供數據支持。

參考文獻：

[1]姜艷霞.一種認知無線電臺通信仿真模型研究[J].無線電通信技術，2013，01：84-86+90.

[2]鄭藝，王玉文，孟凡計.衛星通信網建模與仿真方法研究[J].計算機仿真，2013，07：64-67+100.

[3]柴華，吳連才.基于協同頻譜感知的無線電臺通信組織[J].四川兵工學報，2011，04：132-134.

[4]湯再江，王浩，魯鶴松，等.無線通信及其干擾的建模與仿真研究[J].裝甲兵工程學院學報，2009，01：65-69.

[5]陳志剛，林軍亮. 軟件無線電接收機仿真設計研究[J]. 科技信息，2011，25（15）：58.endprint

【摘 要】 無線電臺通信技術雖然是傳統的通信方式，但其依然是當今時代發展的一種必需通信手段。因此，為了能實現更好的無線電臺通信效果，就必須在通信網絡結構特征研究的前提下，利用OPNET網絡仿真技術建立通信網絡模型。本文首先分析模型的工作流程、數據包格式及各節點功能，并對模型進行相應的仿真驗證及分析實驗數據，以建立符合無線電臺通信網絡模型的設計要求。

【關鍵詞】 無線電臺 仿真技術 網絡建模

隨著科學技術的不斷進步及無線通信技術的不斷發展，無線通信網絡在社會領域中的應用越來越廣泛。作為一種傳統的通信方式，無線電臺通信技術依然是當前社會中的通信方式之一，被廣泛應用于電力、民航、鐵路及應急通信系統等方面。目前，隨著OPNET網絡仿真技術的廣泛應用，該技術采用靈活分層建模的方法與模擬技術及離散事件驅動的模擬機制對通信系統的性能進行分析，使仿真計算的效率得到極大的提升，能有效支持簡單區域網到衛星網等通信系統的仿真。而且，OPNET技術還能向不同研究階段提供模擬設計、數據收集及仿真分析等工具，使其成為一種的功能較為強大的網絡仿真開發與應用平臺。

1 通信網絡的結構

通信網絡主要是由節點與連接節點傳輸的鏈路進行結合而成的，是一種能實現同時兩個及兩個以上規定點之間信息傳輸的通信體系。通信網絡主要組成部分主要包括終端設備、傳輸鏈路、交換設備與通信協議。其功能就是要滿足網絡用戶呼叫的需求，從而實現傳輸網絡中兩個或兩個以上用戶信息的傳輸。在實際的通信網絡運行中，其就是各種信息由終端設備出發，并經過一定的處理與傳輸到目的設備的過程。因此，也可以說通信網絡就是對和通信有關的信息進行處理與傳輸的處理系統。

2 無線電臺通信的網絡建模

（1）模型的工作流程：由于無線電臺通信的呼叫都是由主叫方開始，因此需要先對信道的狀態進行檢測，若其他電臺在通信中必須呼叫自動回避，而當檢測到信道閑置時，可直接發出呼叫請求，直到各自均發出呼叫結束的信號；若主叫方在一定的時間內與次數內無法接到呼叫結束信號，而該次呼叫則視為自動結束。 而在建立呼叫后，每個語音包的發送，則是表示每次呼叫的時間。另外，由于語音包的長度是根據不同概率而分布的，因此表明每次通信中的呼叫時間都不同。

（2）數據包的格式：由于OPNET仿真平臺是一種在數據包基礎上的通信機制，也是一種運用離散事件的仿真機制。因此，在無線電臺通信網絡的建模中，要將連續的語音劃分為不同類型的包格式，并用以表示相應的語音通信行為，從而實現與OPNET相符的仿真機制。另外，為了將呼叫流程中全部環節都逐一完成，節點模塊中的應采用多種數據包對電臺行為進行模擬。

（3）實現節點：在無線電臺通信網絡中，其節點模型具有產生呼叫、管理呼叫進程的作用，并對各個站點無線通信建立呼叫與結束呼叫的作用，且能根據無線通信中的信息格式進行相應的行為及對不相關的信息進行濾除。而主站節點則能任意選擇網絡中的各個分站實現通信，但各個分站點卻只能和主站點通信（圖1）。

在無線通信節點模型中，sink是指銷毀自鏈路層傳來的包；gen是根據概率產生的呼叫；encapsulate是對gen產生的呼叫進行封裝或對底層數據的接收；process是對不同格式的數據包進行處理；filter是判斷接收到的數據包類型；rt與rv分別是無線發射模塊與無線接收機模塊；ante則是表示天線。

3 仿真分析

為了更好地研究無線電臺的縱式組網方式，應將所建模型放在的無線電臺通信網絡模型中。同時，應在通信網絡中建立一個具有十五個工作站的星型拓撲結構網絡，使各分站則能和主站點實現通信，且主站點也能與網絡中的各個分站點進行聯系，在鏈路中可建立超短波鏈路模型。在模型中能任意加入分站點，并修改其屬性值，從而模擬成不同頻率與功率的無線電臺通信網。在仿真的過程中，對業務量平均呼叫次數的設置為10次/h，而平均呼叫長度為1min，而呼叫產生的速率與長度均滿足指數分布的要求，且仿真時間為1h。

仿真開始時有個初始化時間，在該時間段中并無產生仿真數據。當初始化時間結束后，呼叫數量就會隨著時間的推移而增多，而在前20min中全部的呼叫都能獲得成功應答，并連接目標站點，使每次呼叫都能成功。但隨著呼叫次數不斷增多，往往在20min后就會出現阻塞現象，因此不能保證每次呼叫的成功建立。研究表明，在仿真過程中每次呼叫建立的時間平均為0.3s。因此，只有在先獲得信道使用權的基礎上才能實現與目標臺的通信。

4 結語

本文基于OPNET仿真技術建立起無線電臺通信網絡仿真模型，且對建立的無線電臺通信網絡進行仿真及分析其性能?？傊敬谓５姆抡娼Y果表明基于OPNET仿真技術建立的仿真模型是可行的。通過對通信網絡仿真技術的分析，并在該前提下建立網絡仿真系統，通過利用該仿真系統，能為通信網絡計劃的制定提供一定的數據分析，以對網絡通信計劃的設計性能與最初計劃的適應性進行分析，以為優化通信網絡性能提供數據支持。

參考文獻：

[1]姜艷霞.一種認知無線電臺通信仿真模型研究[J].無線電通信技術，2013，01：84-86+90.

[2]鄭藝，王玉文，孟凡計.衛星通信網建模與仿真方法研究[J].計算機仿真，2013，07：64-67+100.

[3]柴華，吳連才.基于協同頻譜感知的無線電臺通信組織[J].四川兵工學報，2011，04：132-134.

[4]湯再江，王浩，魯鶴松，等.無線通信及其干擾的建模與仿真研究[J].裝甲兵工程學院學報，2009，01：65-69.

[5]陳志剛，林軍亮. 軟件無線電接收機仿真設計研究[J]. 科技信息，2011，25（15）：58.endprint