分层混合蛛网电力线载波通信路由模型研究

摘要

低压电力线载波通信技术作为最简便的通信方式之一,已在各个工业领域中被广泛关注。然而通信的不可靠性问题一直是制约电力线载波通信技术发展和普及应用的关键难题。低压电力线载波通信网络路由模型及相关中继算法已成为当今研究的热点,对于电力线通信产品的应用开发具有至关重要的意义。
　　本文在参考了目前已研究的电力线载波通信路由算法的基础上，结合自然界圆网蜘蛛网的拓扑结构特点,提出了一种基于分层混合人工蜘蛛网结构的电力线通信路由模型设计方案。首先,对自然界蜘蛛网的抗毁性结构特点和其进化方式进行了分析,以圆网作为最具代表性的蜘蛛网拓扑类型,探究了其结构特点和具体功能。由此创建了具有普遍适用性的人工蜘蛛网结构定义。采用Markov模型对人工蜘蛛网结构进行可靠性分析,为后续研究奠定理论基础。其次,设计了基于分层混合蛛网路由模型结构的电力线载波通信路由通信协议和数据帧格式,详细论述了在电力线通信网络中分层混合人工蜘蛛网路由模型的组网算法与路由策略。接着,使用MATLAB软件分别对分簇组网算法和分层混合蛛网组网算法进行了仿真模拟,对比了二者的相似性和差异性。进而对所得的这两种网络结构采用OPNET软件进行建模,对链路故障时的路由通信能力进行了比较。仿真结果表明：分层混合蛛网路由模型具有更好的链路连接能力与通信可靠性。最后,搭建了电力线载波通信实验平台。利用数量有限的载波实验模块,将传统分簇路由算法和所设计的分层混合蛛网路由算法进行了小范围模拟对比测试。测试结果印证了分层混合蛛网路由模型的有效性和可行性。

目录

分层混合蛛网电力线载波通信路由模型研究

RESEARCH ON HIERARCHICAL HYBRIDSPIDERWEB ROUTING MODEL OF POWERLINE CARRIER COMMUNICATION

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 智能电网发展概况

1.3 电力线载波通信技术国内外的发展现状

1.4 电力线载波通信技术的研究与发展趋势

1.5 本文的来源及主要研究内容

第2章 电力线载波通信技术特点与网络模型

2.1 低压电力线载波通信技术特征

2.2 电力线通信网络中继技术

2.3 现已研究的电力线通信路由模型

2.4 电力线通信蜘蛛网路由探索

2.5 本章小结

第3章 人工蜘蛛网通信路由拓扑模型

3.1 自然界蜘蛛网的进化过程

3.2 蜘蛛网结构特点研究

3.3 人工蜘蛛网拓扑建模

3.4 人工蜘蛛网拓扑可靠性分析

3.5 本章小结

第4章 分层混合蛛网结构的通信路由算法

4.1 蛛网路由算法规则定义

4.2 通讯信道编码

4.3 通信数据帧结构

4.4 载波节点本地路由表

4.5 分层混合蛛网的组网策略

4.6 分层混合蛛网的通信路由算法

4.7 本章小结

第5章 分层混合蛛网路由模型测试与分析

5.1 低压电力线载波通信组网仿真分析

5.2 低压电力线载波通信路由仿真对比

5.3 电力线载波通信路由实验平台

5.4 电力线载波通信路由实验测试

5.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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致 谢