分析无线电台通信网络建模仿真技术

林郴

【摘 要】 无线电台通信技术虽然是传统的通信方式，但其依然是当今时代发展的一种必需通信手段。因此，为了能实现更好的无线电台通信效果，就必须在通信网络结构特征研究的前提下，利用OPNET网络仿真技术建立通信网络模型。本文首先分析模型的工作流程、数据包格式及各节点功能，并对模型进行相应的仿真验证及分析实验数据，以建立符合无线电台通信网络模型的设计要求。

【关键词】 无线电台 仿真技术 网络建模

随着科学技术的不断进步及无线通信技术的不断发展，无线通信网络在社会领域中的应用越来越广泛。作为一种传统的通信方式，无线电台通信技术依然是当前社会中的通信方式之一，被广泛应用于电力、民航、铁路及应急通信系统等方面。目前，随着OPNET网络仿真技术的广泛应用，该技术采用灵活分层建模的方法与模拟技术及离散事件驱动的模拟机制对通信系统的性能进行分析，使仿真计算的效率得到极大的提升，能有效支持简单区域网到卫星网等通信系统的仿真。而且，OPNET技术还能向不同研究阶段提供模拟设计、数据收集及仿真分析等工具，使其成为一种的功能较为强大的网络仿真开发与应用平台。

1 通信网络的结构

通信网络主要是由节点与连接节点传输的链路进行结合而成的，是一种能实现同时两个及两个以上规定点之间信息传输的通信体系。通信网络主要组成部分主要包括终端设备、传输链路、交换设备与通信协议。其功能就是要满足网络用户呼叫的需求，从而实现传输网络中两个或两个以上用户信息的传输。在实际的通信网络运行中，其就是各种信息由终端设备出发，并经过一定的处理与传输到目的设备的过程。因此，也可以说通信网络就是对和通信有关的信息进行处理与传输的处理系统。

2 无线电台通信的网络建模

（1）模型的工作流程：由于无线电台通信的呼叫都是由主叫方开始，因此需要先对信道的状态进行检测，若其他电台在通信中必须呼叫自动回避，而当检测到信道闲置时，可直接发出呼叫请求，直到各自均发出呼叫结束的信号；若主叫方在一定的时间内与次数内无法接到呼叫结束信号，而该次呼叫则视为自动结束。 而在建立呼叫后，每个语音包的发送，则是表示每次呼叫的时间。另外，由于语音包的长度是根据不同概率而分布的，因此表明每次通信中的呼叫时间都不同。

（2）数据包的格式：由于OPNET仿真平台是一种在数据包基础上的通信机制，也是一种运用离散事件的仿真机制。因此，在无线电台通信网络的建模中，要将连续的语音划分为不同类型的包格式，并用以表示相应的语音通信行为，从而实现与OPNET相符的仿真机制。另外，为了将呼叫流程中全部环节都逐一完成，节点模块中的应采用多种数据包对电台行为进行模拟。

（3）实现节点：在无线电台通信网络中，其节点模型具有产生呼叫、管理呼叫进程的作用，并对各个站点无线通信建立呼叫与结束呼叫的作用，且能根据无线通信中的信息格式进行相应的行为及对不相关的信息进行滤除。而主站节点则能任意选择网络中的各个分站实现通信，但各个分站点却只能和主站点通信（图1）。

在无线通信节点模型中，sink是指销毁自链路层传来的包；gen是根据概率产生的呼叫；encapsulate是对gen产生的呼叫进行封装或对底层数据的接收；process是对不同格式的数据包进行处理；filter是判断接收到的数据包类型；rt与rv分别是无线发射模块与无线接收机模块；ante则是表示天线。

3 仿真分析

为了更好地研究无线电台的纵式组网方式，应将所建模型放在的无线电台通信网络模型中。同时，应在通信网络中建立一个具有十五个工作站的星型拓扑结构网络，使各分站则能和主站点实现通信，且主站点也能与网络中的各个分站点进行联系，在链路中可建立超短波链路模型。在模型中能任意加入分站点，并修改其属性值，从而模拟成不同频率与功率的无线电台通信网。在仿真的过程中，对业务量平均呼叫次数的设置为10次/h，而平均呼叫长度为1min，而呼叫产生的速率与长度均满足指数分布的要求，且仿真时间为1h。

仿真开始时有个初始化时间，在该时间段中并无产生仿真数据。当初始化时间结束后，呼叫数量就会随着时间的推移而增多，而在前20min中全部的呼叫都能获得成功应答，并连接目标站点，使每次呼叫都能成功。但随着呼叫次数不断增多，往往在20min后就会出现阻塞现象，因此不能保证每次呼叫的成功建立。研究表明，在仿真过程中每次呼叫建立的时间平均为0.3s。因此，只有在先获得信道使用权的基础上才能实现与目标台的通信。

4 结语

本文基于OPNET仿真技术建立起无线电台通信网络仿真模型，且对建立的无线电台通信网络进行仿真及分析其性能。总之，本次建模的仿真结果表明基于OPNET仿真技术建立的仿真模型是可行的。通过对通信网络仿真技术的分析，并在该前提下建立网络仿真系统，通过利用该仿真系统，能为通信网络计划的制定提供一定的数据分析，以对网络通信计划的设计性能与最初计划的适应性进行分析，以为优化通信网络性能提供数据支持。

参考文献：

[1]姜艳霞.一种认知无线电台通信仿真模型研究[J].无线电通信技术，2013，01：84-86+90.

[2]郑艺，王玉文，孟凡计.卫星通信网建模与仿真方法研究[J].计算机仿真，2013，07：64-67+100.

[3]柴华，吴连才.基于协同频谱感知的无线电台通信组织[J].四川兵工学报，2011，04：132-134.

[4]汤再江，王浩，鲁鹤松，等.无线通信及其干扰的建模与仿真研究[J].装甲兵工程学院学报，2009，01：65-69.

[5]陈志刚，林军亮. 软件无线电接收机仿真设计研究[J]. 科技信息，2011，25（15）：58.endprint

【摘 要】 无线电台通信技术虽然是传统的通信方式，但其依然是当今时代发展的一种必需通信手段。因此，为了能实现更好的无线电台通信效果，就必须在通信网络结构特征研究的前提下，利用OPNET网络仿真技术建立通信网络模型。本文首先分析模型的工作流程、数据包格式及各节点功能，并对模型进行相应的仿真验证及分析实验数据，以建立符合无线电台通信网络模型的设计要求。

【关键词】 无线电台 仿真技术 网络建模

随着科学技术的不断进步及无线通信技术的不断发展，无线通信网络在社会领域中的应用越来越广泛。作为一种传统的通信方式，无线电台通信技术依然是当前社会中的通信方式之一，被广泛应用于电力、民航、铁路及应急通信系统等方面。目前，随着OPNET网络仿真技术的广泛应用，该技术采用灵活分层建模的方法与模拟技术及离散事件驱动的模拟机制对通信系统的性能进行分析，使仿真计算的效率得到极大的提升，能有效支持简单区域网到卫星网等通信系统的仿真。而且，OPNET技术还能向不同研究阶段提供模拟设计、数据收集及仿真分析等工具，使其成为一种的功能较为强大的网络仿真开发与应用平台。

1 通信网络的结构

通信网络主要是由节点与连接节点传输的链路进行结合而成的，是一种能实现同时两个及两个以上规定点之间信息传输的通信体系。通信网络主要组成部分主要包括终端设备、传输链路、交换设备与通信协议。其功能就是要满足网络用户呼叫的需求，从而实现传输网络中两个或两个以上用户信息的传输。在实际的通信网络运行中，其就是各种信息由终端设备出发，并经过一定的处理与传输到目的设备的过程。因此，也可以说通信网络就是对和通信有关的信息进行处理与传输的处理系统。

2 无线电台通信的网络建模

（1）模型的工作流程：由于无线电台通信的呼叫都是由主叫方开始，因此需要先对信道的状态进行检测，若其他电台在通信中必须呼叫自动回避，而当检测到信道闲置时，可直接发出呼叫请求，直到各自均发出呼叫结束的信号；若主叫方在一定的时间内与次数内无法接到呼叫结束信号，而该次呼叫则视为自动结束。 而在建立呼叫后，每个语音包的发送，则是表示每次呼叫的时间。另外，由于语音包的长度是根据不同概率而分布的，因此表明每次通信中的呼叫时间都不同。

（2）数据包的格式：由于OPNET仿真平台是一种在数据包基础上的通信机制，也是一种运用离散事件的仿真机制。因此，在无线电台通信网络的建模中，要将连续的语音划分为不同类型的包格式，并用以表示相应的语音通信行为，从而实现与OPNET相符的仿真机制。另外，为了将呼叫流程中全部环节都逐一完成，节点模块中的应采用多种数据包对电台行为进行模拟。

（3）实现节点：在无线电台通信网络中，其节点模型具有产生呼叫、管理呼叫进程的作用，并对各个站点无线通信建立呼叫与结束呼叫的作用，且能根据无线通信中的信息格式进行相应的行为及对不相关的信息进行滤除。而主站节点则能任意选择网络中的各个分站实现通信，但各个分站点却只能和主站点通信（图1）。

在无线通信节点模型中，sink是指销毁自链路层传来的包；gen是根据概率产生的呼叫；encapsulate是对gen产生的呼叫进行封装或对底层数据的接收；process是对不同格式的数据包进行处理；filter是判断接收到的数据包类型；rt与rv分别是无线发射模块与无线接收机模块；ante则是表示天线。

3 仿真分析

为了更好地研究无线电台的纵式组网方式，应将所建模型放在的无线电台通信网络模型中。同时，应在通信网络中建立一个具有十五个工作站的星型拓扑结构网络，使各分站则能和主站点实现通信，且主站点也能与网络中的各个分站点进行联系，在链路中可建立超短波链路模型。在模型中能任意加入分站点，并修改其属性值，从而模拟成不同频率与功率的无线电台通信网。在仿真的过程中，对业务量平均呼叫次数的设置为10次/h，而平均呼叫长度为1min，而呼叫产生的速率与长度均满足指数分布的要求，且仿真时间为1h。

仿真开始时有个初始化时间，在该时间段中并无产生仿真数据。当初始化时间结束后，呼叫数量就会随着时间的推移而增多，而在前20min中全部的呼叫都能获得成功应答，并连接目标站点，使每次呼叫都能成功。但随着呼叫次数不断增多，往往在20min后就会出现阻塞现象，因此不能保证每次呼叫的成功建立。研究表明，在仿真过程中每次呼叫建立的时间平均为0.3s。因此，只有在先获得信道使用权的基础上才能实现与目标台的通信。

4 结语

本文基于OPNET仿真技术建立起无线电台通信网络仿真模型，且对建立的无线电台通信网络进行仿真及分析其性能。总之，本次建模的仿真结果表明基于OPNET仿真技术建立的仿真模型是可行的。通过对通信网络仿真技术的分析，并在该前提下建立网络仿真系统，通过利用该仿真系统，能为通信网络计划的制定提供一定的数据分析，以对网络通信计划的设计性能与最初计划的适应性进行分析，以为优化通信网络性能提供数据支持。

参考文献：

[1]姜艳霞.一种认知无线电台通信仿真模型研究[J].无线电通信技术，2013，01：84-86+90.

[2]郑艺，王玉文，孟凡计.卫星通信网建模与仿真方法研究[J].计算机仿真，2013，07：64-67+100.

[3]柴华，吴连才.基于协同频谱感知的无线电台通信组织[J].四川兵工学报，2011，04：132-134.

[4]汤再江，王浩，鲁鹤松，等.无线通信及其干扰的建模与仿真研究[J].装甲兵工程学院学报，2009，01：65-69.

[5]陈志刚，林军亮. 软件无线电接收机仿真设计研究[J]. 科技信息，2011，25（15）：58.endprint

【摘 要】 无线电台通信技术虽然是传统的通信方式，但其依然是当今时代发展的一种必需通信手段。因此，为了能实现更好的无线电台通信效果，就必须在通信网络结构特征研究的前提下，利用OPNET网络仿真技术建立通信网络模型。本文首先分析模型的工作流程、数据包格式及各节点功能，并对模型进行相应的仿真验证及分析实验数据，以建立符合无线电台通信网络模型的设计要求。

【关键词】 无线电台 仿真技术 网络建模

随着科学技术的不断进步及无线通信技术的不断发展，无线通信网络在社会领域中的应用越来越广泛。作为一种传统的通信方式，无线电台通信技术依然是当前社会中的通信方式之一，被广泛应用于电力、民航、铁路及应急通信系统等方面。目前，随着OPNET网络仿真技术的广泛应用，该技术采用灵活分层建模的方法与模拟技术及离散事件驱动的模拟机制对通信系统的性能进行分析，使仿真计算的效率得到极大的提升，能有效支持简单区域网到卫星网等通信系统的仿真。而且，OPNET技术还能向不同研究阶段提供模拟设计、数据收集及仿真分析等工具，使其成为一种的功能较为强大的网络仿真开发与应用平台。

1 通信网络的结构

通信网络主要是由节点与连接节点传输的链路进行结合而成的，是一种能实现同时两个及两个以上规定点之间信息传输的通信体系。通信网络主要组成部分主要包括终端设备、传输链路、交换设备与通信协议。其功能就是要满足网络用户呼叫的需求，从而实现传输网络中两个或两个以上用户信息的传输。在实际的通信网络运行中，其就是各种信息由终端设备出发，并经过一定的处理与传输到目的设备的过程。因此，也可以说通信网络就是对和通信有关的信息进行处理与传输的处理系统。

2 无线电台通信的网络建模

（1）模型的工作流程：由于无线电台通信的呼叫都是由主叫方开始，因此需要先对信道的状态进行检测，若其他电台在通信中必须呼叫自动回避，而当检测到信道闲置时，可直接发出呼叫请求，直到各自均发出呼叫结束的信号；若主叫方在一定的时间内与次数内无法接到呼叫结束信号，而该次呼叫则视为自动结束。 而在建立呼叫后，每个语音包的发送，则是表示每次呼叫的时间。另外，由于语音包的长度是根据不同概率而分布的，因此表明每次通信中的呼叫时间都不同。

（2）数据包的格式：由于OPNET仿真平台是一种在数据包基础上的通信机制，也是一种运用离散事件的仿真机制。因此，在无线电台通信网络的建模中，要将连续的语音划分为不同类型的包格式，并用以表示相应的语音通信行为，从而实现与OPNET相符的仿真机制。另外，为了将呼叫流程中全部环节都逐一完成，节点模块中的应采用多种数据包对电台行为进行模拟。

（3）实现节点：在无线电台通信网络中，其节点模型具有产生呼叫、管理呼叫进程的作用，并对各个站点无线通信建立呼叫与结束呼叫的作用，且能根据无线通信中的信息格式进行相应的行为及对不相关的信息进行滤除。而主站节点则能任意选择网络中的各个分站实现通信，但各个分站点却只能和主站点通信（图1）。

在无线通信节点模型中，sink是指销毁自链路层传来的包；gen是根据概率产生的呼叫；encapsulate是对gen产生的呼叫进行封装或对底层数据的接收；process是对不同格式的数据包进行处理；filter是判断接收到的数据包类型；rt与rv分别是无线发射模块与无线接收机模块；ante则是表示天线。

3 仿真分析

为了更好地研究无线电台的纵式组网方式，应将所建模型放在的无线电台通信网络模型中。同时，应在通信网络中建立一个具有十五个工作站的星型拓扑结构网络，使各分站则能和主站点实现通信，且主站点也能与网络中的各个分站点进行联系，在链路中可建立超短波链路模型。在模型中能任意加入分站点，并修改其属性值，从而模拟成不同频率与功率的无线电台通信网。在仿真的过程中，对业务量平均呼叫次数的设置为10次/h，而平均呼叫长度为1min，而呼叫产生的速率与长度均满足指数分布的要求，且仿真时间为1h。

仿真开始时有个初始化时间，在该时间段中并无产生仿真数据。当初始化时间结束后，呼叫数量就会随着时间的推移而增多，而在前20min中全部的呼叫都能获得成功应答，并连接目标站点，使每次呼叫都能成功。但随着呼叫次数不断增多，往往在20min后就会出现阻塞现象，因此不能保证每次呼叫的成功建立。研究表明，在仿真过程中每次呼叫建立的时间平均为0.3s。因此，只有在先获得信道使用权的基础上才能实现与目标台的通信。

4 结语

本文基于OPNET仿真技术建立起无线电台通信网络仿真模型，且对建立的无线电台通信网络进行仿真及分析其性能。总之，本次建模的仿真结果表明基于OPNET仿真技术建立的仿真模型是可行的。通过对通信网络仿真技术的分析，并在该前提下建立网络仿真系统，通过利用该仿真系统，能为通信网络计划的制定提供一定的数据分析，以对网络通信计划的设计性能与最初计划的适应性进行分析，以为优化通信网络性能提供数据支持。

参考文献：

[1]姜艳霞.一种认知无线电台通信仿真模型研究[J].无线电通信技术，2013，01：84-86+90.

[2]郑艺，王玉文，孟凡计.卫星通信网建模与仿真方法研究[J].计算机仿真，2013，07：64-67+100.

[3]柴华，吴连才.基于协同频谱感知的无线电台通信组织[J].四川兵工学报，2011，04：132-134.

[4]汤再江，王浩，鲁鹤松，等.无线通信及其干扰的建模与仿真研究[J].装甲兵工程学院学报，2009，01：65-69.

[5]陈志刚，林军亮. 软件无线电接收机仿真设计研究[J]. 科技信息，2011，25（15）：58.endprint