基本介紹
- 中文名：單工無線電通信網
- 外文名：Simplex radio communication network
- 套用：民航、鐵路、公安、防汛、防火等
簡介,性能因素,相關仿真,模型建模,仿真結果及分析,
簡介
公眾移動通信發展迅速，蜂窩行動電話已擁有龐大的用戶群，相比之下，單工無線電台的用戶群較小。然而單工無線電台是一種社會必需的無線電台站，主要套用於民航、鐵路、公安、防汛、防火等部門專用通信和電力、銀行、學校、酒店、賓館、商場、建築工地等單位的指揮調度系統，以及一些應急通信系統和軍事通信。在野戰綜合通信系統中，它側重於建立各級指揮員之間快速、直接的指揮和陸空（海）協同通信，保障在特殊情況下最基本的通信聯絡。它可通過單工無線電台入口設備與地域通信網、雙工無線電移動通信網等結合使用，互為補充，實現單工無線電用戶與其它通信網內雙工用戶之間的通信。必要時，單工無線電台還可通過單工無線電台入口設備，與雙工移動用戶台實現互通。單工無線電通信網由於具有結構簡單、組網靈活、便於機動、易於直接達成點對點通信等優點，仍然是保障作戰指揮的重要通信手段之一，是野戰綜合通信系統的重要組成部分。
根據無線電台通信的特點和使命，從縱向看，單工無線電台網是一個分層的樹狀結構；從橫向看，基本網路結構是星形網。
隨著協同通信的需求和橫向信息流的增加，出現了一些必要的互通及迂迴路由，形成了準柵格狀網路。由於單工無線電台通信還沒有交換等功能，不能等同於柵格狀網，稱為準柵格網較合適。因此，單工無線電台網的網路結構是一種樹狀、星形、準柵格狀網相結合的形式。每一級電台成為一個節點（或稱群首）。
性能因素
對於無線單工通信系統而言，一個很關鍵的要求就是能與多個站迅速地建立線路並能進行通信。在多個站之間建立線路。比在兩個單站之間建立線路更為困難，因為隨著台站的增加，所需要的短波線路的數量將按著指數規律增加，而所有的線路仍然帶有各自在傳播和干擾方面所存在的難題。在許多情況下，任何單一的頻率都不能實現完全的互通，因為不管功率大小，信道狀態都不會支持若干個台站之間的通信。
相關仿真
模型建模
模型呼叫流程呼叫的流程
每次呼叫都由主叫方發起，直到雙方都發出呼叫結束的命令，如果主叫方在規定次數與時間內沒有收到被叫得結束回應，則自動結束本次呼叫。
數據包的設計
為了完成呼叫流程中的所有過程，節點模組中用4種數據包來模擬單工電台的實際行為，使模型符合OPNET的基於包的建模機制：①呼叫包表示有一個呼叫請求產生；②結束包表示呼叫結束；③話音包表示呼叫的話音；④應答包表示目標站點同意建立通信。
節點模型的建立
節點模型用來產生呼叫，管理呼叫進程，可以處理每個站點無線通信的呼叫建立和結束，能夠根據收到信息格式做出相應的行為，能夠濾除接收到的與本站不相關的信息，主站節點可以選擇網路內的任意分站進行通信，而分站點只與主站點通信。
站點節點模型
站點節點模型（1）如果收到一個話音包則把話音包直接傳送到更高一層的sink模組進行處理。語音包接收完後檢測結束包，收到結束包，隨即產生一個結束應答包。同時銷毀收到的結束包。
（2）如果收到從其它節點來的呼叫請求包，則立刻傳送呼叫應答包，同時銷毀呼叫請求包。
（3）如果收到本身節點的呼叫請求包，則檢測鏈路的忙閒工作狀態，如果閒則進入碰撞退避等待；如果忙則等待，直到本次呼叫結束。如果一次呼叫超出規定呼叫的次數而沒有成功，則自動結束本次呼叫。
網路模型的建立
為了對前面建立的節點進行仿真，需要把它們放在網路模型中，在網路中我們建立一個有8個工作站的星型拓撲結構的網路，各分站與主站進行通信，主站可以與網路內任意分站聯繫，鏈路利用超短波鏈路模型。如概述圖所示。
仿真結果及分析
在仿真過程中，我們設定呼叫業務量為平均呼叫產生速率為10次/小時，平均呼叫長度為1分鐘，呼叫產生速率和呼叫長度都符合指數分布，仿真時間為一個小時。網路鏈路平均建立時間如右圖所示。由右圖可見，在一定限度數量的呼叫請求下，網路每次呼叫的建立時間平均為0.5s。仿真開始時有5s的模型初始化時間，然後各站點開始競爭信道，出現呼叫建立時間增長，然後呼叫時間趨向平穩。仿真結果與實際通信中的呼叫建立時間基本吻合。
網路鏈路建立平均時間
網路鏈路建立平均時間利用OPNET仿真平台提出了單工無線通信網路的效能評估的仿真模型建立方法，並對一個星型拓撲的網路進行了初步的性能分析。模型有待進一步完善，以評估單工無線通信網路各種不同性能，以及實現對不同網路進行數據對比。對於從事通信網路仿真研究工作的OPNET使用者有一定的啟發意義。
