电力线载波通信信道动态分配方法及改进

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1、硕士学位论文电力线载波通信信道动态分配方法及改进DYNAMICCHANNELALLOCATIONMETHODANDIMPROVEMENTFORPOWERLINECOMMUNICATION邹德琴哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN913.6学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文电力线载波通信信道动态分配方法及改进硕士研究生：邹德琴导师：刘晓胜教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInde

2、x:TN913.6U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDYNAMICCHANNELALLOCATIONMETHODANDIMPROVEMENTFORPOWERLINECOMMUNICATIONCandidate：ZouDeqinSupervisor：Prof.LiuXiaoshengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：S

3、choolofElectricalEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要电力线载波通信以分布广泛的低压电力传输线为通信媒介，它的便利性无可取代。同时，它也被认为是智能电网中举足轻重的一种通信方式。然而，整个电力线通信网络共享一个信道，导致信道资源紧张，冲突频发。电力线通信网络普遍存在着信道利用率低，传输时延大的情况。本文将从提高电力线通信的网络信道利用率

4、和降低网络传输时延的角度出发，对低压电力线载波通信的信道动态分配方法进行研究并加以改进。本文首先将分析电力线通信技术的总体研究现状、现有的电力线通信标准研究现状以及电力线信道分配技术研究现状。在熟悉各种电力线通信标准的基础上，借鉴前人研究信道分配技术的成果，提出一种新的电力线通信信道分配技术研究方案。该方案将CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance，载波监听多路访问/冲突避免)和TDMA(TimeDivisionMultipleAccess，时分多址)进行组

5、合，取长补短，能够适应网络负载的动态变化并提高网络性能。其次，本文将对四种经典的电力线信道分配方法进行研究并进行分析比较。同时，本文将选取针对智能抄表系统的PRIME(PowerLineIntelligentMeteringEvolution，电力智能计量演化)协议为研究背景，以PRIME协议为框架，进行电力线通信网络的构建。然后，本文将提出一种新的混合型信道动态分配方法。该方法以动态时隙分配方法为基础，结合CSMA/CA机制，并且融合了分时复用的思想。若节点在自己被分配的时隙内没有消息发送而产生空闲时隙，就会造成信道资源浪费。

6、混合型信道分配方法可以很好的利用空闲时隙，从而提高网络信道利用率并减小传输时延。本文将在OMNeT++仿真平台上搭建仿真模型，以几种电力线通信典型逻辑拓扑为研究对象，验证混合型信道分配方法的有效性。最后，本文将对所设计的混合型信道动态分配方法进行改进。改进将从网络层和数据链路层分别入手。对于网络层，本文将通过使用负载均衡机制，对中继节点传输能力进行改进；对于数据链路层，本文将通过使用时隙复用方式，对传输时延问题进行改进。仿真结果表明，改进后的混合型信道分配方式在信道利用率和传输时延方面的表现都很优秀，并且优于单一型信道分配方式。

7、关键词：电力线载波通信；混合型信道分配；PRIME标准；TDMA；CSMA/CA-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractPowerlinecommunicationusesthepowerlineofpowersystemasacommunicationmedium,soitsconvenienceisunparalleled.Meanwhile,itisconsideredtobeoneofthebestcommunicationtechnologiesinsmartgrid.However,thewholenet

8、workofPLCsharesonechannel,leadingtoshortageofchannelresources.TheprevailingproblemofPLCisthatlowschedulableutilizationandlongtransm