HoloWAN系列之影响无线通信的因素及测试方法

背景

事实表明,随着数字通信技术发展,新一代数字无线电远程通信技术越来越受到政府、军队、安全、运输、建筑、勘探等公用事业单位和军事部门的欢迎。无线电通信已经融入到社会生活的方方面面,改变了人们的沟通、交流乃至整个生活方式。

然而,RoIP/IP无线电系统经常部署在极具挑战性的环境中,如自然灾害、风暴、停电、地形困难(高海拔、高楼大厦、山区)等。恶劣的环境导致无线电系统部署维护困难,因此,必须在实时部署之前对此类系统进彻底的测试并调试优化,以确保它们能在潜在的因素影响的情况下有效工作。使用HoloWAN网络损伤仪可以辅助开发人员对Roip/IP无线电系统进行优化。

影响无线电波的因素

*电磁波的传播不需要介质,同频率的电磁波,在不同介质中的速度不同(真空>空气>水)。不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小。电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播,若同一种介质是不均匀的,电磁波在其中的折射率是不一样的,在这样的介质中是沿曲线传播的。通讯电磁波基本上只能在直线上传播,衍射现象很微弱。自然界天气变化莫测,而无线通讯在某种条件下会受到天气的影响,一般情况下雷电和暴雨影响比较大。*

1.雨天、雾天对无线电波的吸收、散射影响是比较大的,雨天的衰减主要是由于雨点所引起的电波散射和吸收作用,雾天对无线电波的吸收比散射作用更大,雨雾天气湿度大,导致电磁波传输速率下降、传输范围变小,从而影响无线网络信号的传播。

2.雷暴是一种伴有雷击和闪电的局部对流性天气,通常伴有阵雨、大风或者冰雹甚至龙卷风。当雷暴天气出现时,空气中的分子会被电离成负电子和正离子,造成电磁场发生变化,从而干扰到无线网络信号的传输,室外无线网络设备容易被闪电击中,极易导致无线网络的暂时性中断甚至设备永久性损坏。

3.火山地震:地震期间会出现电磁异常的现象,如电离层粒子浓度变化,导致电磁信号的频谱和衰减率产生很大变化,从而干扰甚至破坏无线网络信号的正常传输;火山爆发时,周围的电磁波也会发生异常变化,这时候便会对无线网络信号产生干扰,依据其变化程度的不同,干扰程度也会相应发生变化。

4.建筑物:高频电磁波路径经过混凝土钢筋建筑时,无线电波被拉长、反射、折射、衍射或被散射,会损失能量,大量RF信号被削弱,这种损失还受墙体的厚度和湿度影响。例如,对于干燥的墙来说2.4Ghz(802.11b/g)无线电波的损失将是4db,而砖墙是8db,水泥墙将是10-15db。或者某些建筑因为构造问题形成了个简易的法拉第笼导致电磁波很难穿过甚至直接被屏蔽在建筑外,从而无线设备无法接收到无线信号。

5.当电磁波之间波形有大量交集,频率相近或者成倍数关系时容易发生电磁波之间的干扰,因为现实环境中存在巨量不同电磁波,当接收设备接收到电磁波进行滤波时,因为滤波器没有对无用信号尽可能地衰减,当电磁波进行解调时,一些噪声会随着有用信号进入解调器导致数据失真。

环境对于无线网络信号传输地影响大多集中在对无线网络信号强度地减弱以及对无线网络信号不同地程度地干扰与破坏。信号强度减弱易加速信号损失,而信号被干扰或者传输中过度衰减导致无线网络无法继续使用,这些都影响人们在生活工作中对无线网络地正常使用。HoloWAN工程师们一直为更好地模拟无线网络传输而努力,希望给无线电系统开发维护人员提供可靠的工具。

测试Roip设备的方法

传统方法

从原型到设备部署前测试,在测试情况下实现不利无线电条件的方法一直有其局限性。传统方法通常利用无线电反射器和无线信号源在实验室中产生无线电反射和干扰。然而,为了实现特定的不利环境,测试人员每次将反射器和源设置到完全相同的位置,想要如意地重现相同的无线电网络环境也是十分困难的。

网络损伤仪

相比之下,迈思源的HoloWAN网络损伤仪,使用有线网络通过模拟无线电网络的行为来实现对设备的 RoIP 测试。例如环境对电磁波影响,导致的延迟波动、丢包、数据包比特错误等等,只需通过 GUI 更改所需的设置以及保存用于后续再使用的不同测试方案,即可轻松更改数据丢包和延迟等条件。保存的测试方案中的条件也可以随着时间推移而动态变化,增加测试的真实性。因此,HoloWAN 提供了其他方法无法达到的准确性、控制性和一致性。HoloWAN 能实时分析测试网络,识别和解决潜在的应用性能问题,以确保在部署前实现服务级别的合规性。轻松查看测试网络中任何时间点的数据包流量,并使用内置图形(包括用于其他工具的离线分析的导出数据功能)轻松快速地了解应用程序的性能。

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