OPNET的无线信道干扰对系统性能的影响解析

凌振文



OPNET的无线信道干扰对系统性能的影响解析

凌振文

广东怡创科技股份有限公司，广东 广州 510627

无线通讯的快速进步不可避免地带来了此项矛盾的加剧：快速增加的业务需求与日渐减少的无线资源之间的矛盾。在此背景下，高资源利用效率的无线通讯科技相应诞生。但是，这些科技一方面缓解了快速增加的业务需求，另一方面却加剧了信号间的非正交性，不但带来了众多的相同信道的扰乱，更是把干扰问题自单天线、点到点信道、参数固定的无衰落或平坦衰落信道的单干扰源问题上升为多天线、多跳信道、参数任意的频率选择性衰落信道多干扰源问题。

OPNET；无线通信；干扰；误比特率

无线信道，移动通讯的输送介质，它包含了其一切信息的输送，信道的性能如何关乎着通信的品质，所以，紧随宽带无线网络与互联网科技前进的步伐，探究无线网络愈加能够激发人们的热情。[1]

1 OPNET仿真机制概述

1.1 OPNET的特点

第一，三层建模是OPNET最常用的机制，其中的网络层对接实际的网络，位于最高层，表明实际的通讯构造；节点模型代表的是网络服务性能，位于中间层；而进程模型是基于FSM表现协议及算法思维，位于最底层。第二，OPNET通过模拟离散事件的方式，基于FSM而得出，由于是以事件为基础，所以不妨碍模拟信息的特点，能达到很高的模拟效果。第三，OPNET融合了众多功能的计算器，能够自行记录模拟阶段的结论信息，能实现很好的统计功能与一体化剖析功能。第四，OPNET的模拟模型给予了顾客众多的模拟模型，基于这些模型，完成仿真网络，顾客亦可参照自身的需求，增删原有的编码，发展成自己的新模型。[2]

1.2 OPNET的仿真建模流程

OPNET仿真建模共分为六个部分：（1）装配网络拓扑；（2）装配业务；（3）统计统计量；（4）实验仿真；（5）调整后二次仿真；（6）得出结论与拓扑信息。

1.3 OPNET无线信道管道阶段简介

OPNET无线信道仿真进程中，所有发收信路间的整体讯号传送进程可以分解为独立性能的小输送阶段加以阐明，里面包含许多的参数核算。部分无线通道的参数关系密切，有时间前后的区别。因此输送过程中的先后次序亦依据现实输送的次序决定，所有进程皆有其特有的性能。

2 无线通信系统中的同信道干扰问题

1897年，马可尼第一次将无线电通讯真正付诸实践，进而诞生了对现代有重大作用的无线通讯。为将所有用户的数据加以区分，规避彼此之间的同信道干扰现象，先前的无线网络科技常常使用具基本设备的网络方式，无奈地适应无线环境，系统设计时利用无线资源的正交性，固定的基础设施依据网络参数，通过“切蛋糕”的方式分配有限的正交资源，把信号空间沿着时间轴、频率轴、码空间轴或者信号特征轴进行分解，以保证不同资源上承载的信号具有正交性，如频分多址，时分多址以及极化多址等技术。一旦无线资源跟不上群众快速增长的需要，相关人员就开始持续寻找及探索更先进的无线资源，比方较高频段的频谱。虽然与低频段频谱资源相比，更高频段的频谱资源更加丰富，但是，一方面更高频段频谱在无线通信系统中的实际应用直到目前还存在视距传播、衰减严重、硬件实现困难等诸多问题。另一方面，因为无线通讯资源的不可再生性，使得人们意识到此种无节制型的途径难以长期的完全脱离无线资源有限问题的困扰。[3]由于资源不足与技术落后，在最开始使用无线通讯时，用户服务对象有名额限制，只能容纳很少的人，使用范畴也很窄，利用率不高，噪音是妨碍网络功能的关键因子。[4]

2.1 无线电通信过程

在无线电通讯进程中，天线是媒介，发射机发射出的讯号功率经由电缆等途径被天线接收，天线将其转化为电磁波再加以发射。期间经由无线信道输送时，电磁波传送到目的地后，仅有小小的某些功率收入天线，再经由电缆送回无线电接收设备。因为不封闭性与外界环境的影响，这个过程中的无线信道存在极大的通信干扰。

2.2 干扰的基本原理

在无线通讯体制里，讯息的传送是通过不封闭的信道，讯号由发射机发射时也处于不封闭的空间，进而输送给接收机而完成整个过程的输送。因为信号最终经历了不封闭的传输介质，因此毫无疑问的，接收设备一方面接收了局部讯号，也一方面收取了非讯号成分，而这部分又与讯号息息相关。这便是所谓的噪音或扰乱。这就引起接收讯号时必定具有不明确的因子。噪音等产生的扰乱讯号发射后经由无线信道被通讯接收设备接收，从而与正常讯号混杂在一起对正常讯号的识别造成扰乱。另外，间距，功率也会对干扰产生作用。通讯讯号传输时，必定要关注干扰因子，由于它严重降低了体系的功能，而且造成干扰的因子多种多样，无处不在。[5]首先，讯号输入端的电平稳定时，此时接收设备的输入端扰乱讯号的功率具有极大的干扰作用。这时，干扰功率主要是由干扰发射设备的输出功率与天线位置来决定；其次，于某长度的间距里，因干扰节点与讯号接收设备间间隔长度不同，讯号接收设备受扰乱的影响也有所变化。

3 同信道干扰对系统性能的影响

我们在对无线通讯的功能特点进行评判时，经常要求按照可以阐明体系成效的要素，一般包含成效性，稳定性，适宜性，规定性，节约性与维修利用等。假使考虑上述一切因子，必定会造成无线通讯体系设定与功能评判工作十分艰难繁琐。所以，从讯号输送层面来说，相关工程师只需着重关注评判无线通讯中比较重要的2个要素，既成效性与稳定性。经过相关实验，三者之间存在函数关系，当其他条件固定不变时，体系功能会因更好的成效性而有所提升，相同的道理，也会问稳定性的增加而具有更优良的体系功能。所以，无线网络规划旨在使投入C与科技水准T不变的条件下，尽可能地优化无线网络功能G。

4 结语

OPNET模型网络仿真软件的使用，经过调节非固定的干扰节点，更改相关参考数据实现仿真，而后依照仿真结论加以剖析，在限定的间距内，干扰节点与讯号接收设备间的间隔，讯号接收设备吸收的干扰节点的功率皆能够产生一定的干扰。

[1]梁向阳，李敏.基于OPNET的无线信道干扰对系统性能的影响研究[J].现代电子技术，2013（17）：27-29.

[2]吴志玲，靳鸿，冯彦君.基于OPNET的信道接入协议网络性能研究[J].伺服控制，2012（2）：79-81.

[3]何昭君，沈莹，邵士海，等.多径瑞利衰落信道条件下射频干扰抵消误差对CCFD系统中OFDM性能的影响[J].电子与信息学报，2014（2）：358-363.

[4]柴力，王丽，曾志民.OPNET在无线通信干扰共存研究中的应用[J].现代电信科技，2012（1）：97-100.

[5]赵越，李国宁.铁路站内无线控车通信信道的研究与仿真[J].铁道标准设计，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

A

1009-6434(2016)6-0047-02