凌振文

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OPNET的無線信道干擾對系統(tǒng)性能的影響解析

凌振文

廣東怡創(chuàng)科技股份有限公司，廣東 廣州 510627

無線通訊的快速進(jìn)步不可避免地帶來了此項(xiàng)矛盾的加?。嚎焖僭黾拥臉I(yè)務(wù)需求與日漸減少的無線資源之間的矛盾。在此背景下，高資源利用效率的無線通訊科技相應(yīng)誕生。但是，這些科技一方面緩解了快速增加的業(yè)務(wù)需求，另一方面卻加劇了信號間的非正交性，不但帶來了眾多的相同信道的擾亂，更是把干擾問題自單天線、點(diǎn)到點(diǎn)信道、參數(shù)固定的無衰落或平坦衰落信道的單干擾源問題上升為多天線、多跳信道、參數(shù)任意的頻率選擇性衰落信道多干擾源問題。

OPNET；無線通信；干擾；誤比特率

無線信道，移動通訊的輸送介質(zhì)，它包含了其一切信息的輸送，信道的性能如何關(guān)乎著通信的品質(zhì)，所以，緊隨寬帶無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)科技前進(jìn)的步伐，探究無線網(wǎng)絡(luò)愈加能夠激發(fā)人們的熱情。[1]

1 OPNET仿真機(jī)制概述

1.1 OPNET的特點(diǎn)

第一，三層建模是OPNET最常用的機(jī)制，其中的網(wǎng)絡(luò)層對接實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)，位于最高層，表明實(shí)際的通訊構(gòu)造；節(jié)點(diǎn)模型代表的是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能，位于中間層；而進(jìn)程模型是基于FSM表現(xiàn)協(xié)議及算法思維，位于最底層。第二，OPNET通過模擬離散事件的方式，基于FSM而得出，由于是以事件為基礎(chǔ)，所以不妨礙模擬信息的特點(diǎn)，能達(dá)到很高的模擬效果。第三，OPNET融合了眾多功能的計(jì)算器，能夠自行記錄模擬階段的結(jié)論信息，能實(shí)現(xiàn)很好的統(tǒng)計(jì)功能與一體化剖析功能。第四，OPNET的模擬模型給予了顧客眾多的模擬模型，基于這些模型，完成仿真網(wǎng)絡(luò)，顧客亦可參照自身的需求，增刪原有的編碼，發(fā)展成自己的新模型。[2]

1.2 OPNET的仿真建模流程

OPNET仿真建模共分為六個部分：（1）裝配網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；?）裝配業(yè)務(wù)；（3）統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)量；（4）實(shí)驗(yàn)仿真；（5）調(diào)整后二次仿真；（6）得出結(jié)論與拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

1.3 OPNET無線信道管道階段簡介

OPNET無線信道仿真進(jìn)程中，所有發(fā)收信路間的整體訊號傳送進(jìn)程可以分解為獨(dú)立性能的小輸送階段加以闡明，里面包含許多的參數(shù)核算。部分無線通道的參數(shù)關(guān)系密切，有時間前后的區(qū)別。因此輸送過程中的先后次序亦依據(jù)現(xiàn)實(shí)輸送的次序決定，所有進(jìn)程皆有其特有的性能。

2 無線通信系統(tǒng)中的同信道干擾問題

1897年，馬可尼第一次將無線電通訊真正付諸實(shí)踐，進(jìn)而誕生了對現(xiàn)代有重大作用的無線通訊。為將所有用戶的數(shù)據(jù)加以區(qū)分，規(guī)避彼此之間的同信道干擾現(xiàn)象，先前的無線網(wǎng)絡(luò)科技常常使用具基本設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)方式，無奈地適應(yīng)無線環(huán)境，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時利用無線資源的正交性，固定的基礎(chǔ)設(shè)施依據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，通過“切蛋糕”的方式分配有限的正交資源，把信號空間沿著時間軸、頻率軸、碼空間軸或者信號特征軸進(jìn)行分解，以保證不同資源上承載的信號具有正交性，如頻分多址，時分多址以及極化多址等技術(shù)。一旦無線資源跟不上群眾快速增長的需要，相關(guān)人員就開始持續(xù)尋找及探索更先進(jìn)的無線資源，比方較高頻段的頻譜。雖然與低頻段頻譜資源相比，更高頻段的頻譜資源更加豐富，但是，一方面更高頻段頻譜在無線通信系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用直到目前還存在視距傳播、衰減嚴(yán)重、硬件實(shí)現(xiàn)困難等諸多問題。另一方面，因?yàn)闊o線通訊資源的不可再生性，使得人們意識到此種無節(jié)制型的途徑難以長期的完全脫離無線資源有限問題的困擾。[3]由于資源不足與技術(shù)落后，在最開始使用無線通訊時，用戶服務(wù)對象有名額限制，只能容納很少的人，使用范疇也很窄，利用率不高，噪音是妨礙網(wǎng)絡(luò)功能的關(guān)鍵因子。[4]

2.1 無線電通信過程

在無線電通訊進(jìn)程中，天線是媒介，發(fā)射機(jī)發(fā)射出的訊號功率經(jīng)由電纜等途徑被天線接收，天線將其轉(zhuǎn)化為電磁波再加以發(fā)射。期間經(jīng)由無線信道輸送時，電磁波傳送到目的地后，僅有小小的某些功率收入天線，再經(jīng)由電纜送回?zé)o線電接收設(shè)備。因?yàn)椴环忾]性與外界環(huán)境的影響，這個過程中的無線信道存在極大的通信干擾。

2.2 干擾的基本原理

在無線通訊體制里，訊息的傳送是通過不封閉的信道，訊號由發(fā)射機(jī)發(fā)射時也處于不封閉的空間，進(jìn)而輸送給接收機(jī)而完成整個過程的輸送。因?yàn)樾盘栕罱K經(jīng)歷了不封閉的傳輸介質(zhì)，因此毫無疑問的，接收設(shè)備一方面接收了局部訊號，也一方面收取了非訊號成分，而這部分又與訊號息息相關(guān)。這便是所謂的噪音或擾亂。這就引起接收訊號時必定具有不明確的因子。噪音等產(chǎn)生的擾亂訊號發(fā)射后經(jīng)由無線信道被通訊接收設(shè)備接收，從而與正常訊號混雜在一起對正常訊號的識別造成擾亂。另外，間距，功率也會對干擾產(chǎn)生作用。通訊訊號傳輸時，必定要關(guān)注干擾因子，由于它嚴(yán)重降低了體系的功能，而且造成干擾的因子多種多樣，無處不在。[5]首先，訊號輸入端的電平穩(wěn)定時，此時接收設(shè)備的輸入端擾亂訊號的功率具有極大的干擾作用。這時，干擾功率主要是由干擾發(fā)射設(shè)備的輸出功率與天線位置來決定；其次，于某長度的間距里，因干擾節(jié)點(diǎn)與訊號接收設(shè)備間間隔長度不同，訊號接收設(shè)備受擾亂的影響也有所變化。

3 同信道干擾對系統(tǒng)性能的影響

我們在對無線通訊的功能特點(diǎn)進(jìn)行評判時，經(jīng)常要求按照可以闡明體系成效的要素，一般包含成效性，穩(wěn)定性，適宜性，規(guī)定性，節(jié)約性與維修利用等。假使考慮上述一切因子，必定會造成無線通訊體系設(shè)定與功能評判工作十分艱難繁瑣。所以，從訊號輸送層面來說，相關(guān)工程師只需著重關(guān)注評判無線通訊中比較重要的2個要素，既成效性與穩(wěn)定性。經(jīng)過相關(guān)實(shí)驗(yàn)，三者之間存在函數(shù)關(guān)系，當(dāng)其他條件固定不變時，體系功能會因更好的成效性而有所提升，相同的道理，也會問穩(wěn)定性的增加而具有更優(yōu)良的體系功能。所以，無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃旨在使投入C與科技水準(zhǔn)T不變的條件下，盡可能地優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)功能G。

4 結(jié)語

OPNET模型網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的使用，經(jīng)過調(diào)節(jié)非固定的干擾節(jié)點(diǎn)，更改相關(guān)參考數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)仿真，而后依照仿真結(jié)論加以剖析，在限定的間距內(nèi)，干擾節(jié)點(diǎn)與訊號接收設(shè)備間的間隔，訊號接收設(shè)備吸收的干擾節(jié)點(diǎn)的功率皆能夠產(chǎn)生一定的干擾。

[1]梁向陽，李敏.基于OPNET的無線信道干擾對系統(tǒng)性能的影響研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013（17）：27-29.

[2]吳志玲，靳鴻，馮彥君.基于OPNET的信道接入?yún)f(xié)議網(wǎng)絡(luò)性能研究[J].伺服控制，2012（2）：79-81.

[3]何昭君，沈瑩，邵士海，等.多徑瑞利衰落信道條件下射頻干擾抵消誤差對CCFD系統(tǒng)中OFDM性能的影響[J].電子與信息學(xué)報，2014（2）：358-363.

[4]柴力，王麗，曾志民.OPNET在無線通信干擾共存研究中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電信科技，2012（1）：97-100.

[5]趙越，李國寧.鐵路站內(nèi)無線控車通信信道的研究與仿真[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2015（12）：99-104.

Analysis of the Impact of OPNET Wireless Channel Interference on the Performance of the System

Ling Zhenwen

Guangzhou Iscreate Technology Co.,Ltd, Guangdong Guangzhou 510627

The rapid progress of wireless communication inevitably brings about the contradiction between the rapid increase of business demand and the decrease of the wireless resources. In this context, the high efficiency of resource use of wireless communications technology was born. But these technologies on the one hand, ease the rapid increase of business needs, on the other hand is to exacerbate the non orthogonal signals, which not only bring the same channel many disturbing is the interference problem from single antenna, point-to-point channel, fixed parameter without fading or flat fading channel alone interference source rise for a multi antenna, multi hop channel, arbitrary parameters of the frequency selective fading channel interference source.

OPNET; wireless communication; interference; bit error rate

TN929.5

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1009-6434(2016)6-0047-02