基于蛛网新型电力线通信组网算法与通信协议

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1、第40卷第16期电力系统保护与控制V01．40No．162012年8月16日PowerSystemProtectionandControlAug．16，2012基于蛛网的新型电力线通信组网算法及通信协议刘晓胜，张良，徐殿国(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：针对低压电力线载波通信可靠性低的问题，提出了人工蛛网通信网络模型，并建立了相应的数学模型。将三相配电网的MAC层转化成由多个人工蛛网组成的逻辑拓扑。详细叙述了组网过程，提出了中心节点选取算法，制定了自动路由协议。以两状态马尔科夫模型表征用户终端的工作

2、状态，模拟实际中由于信道变化产生的终端节点通信失效。针对数据冲突率、通信流量、链路利用率等方面进行建模仿真对比实验，仿真结果表明新的组网方式及路由协议在提高电力线载波通信可靠性方面具有较大优势。关键词：电力线通信；蛛网模型；组网算法；路由协议；可靠性NetworkingalgorithmandcommunicationprotocolofnovelpowerlinecommunicationbasedoncobwebLIUXiao-sheng，ZHANGLiang，XUDian—guo(SchoolofElectricalEnginee

3、ring&Automation，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：PowerLineCommunication(PLC)overlow-voltagedistributionhastheproblemthatthecommunicationreliabilityislow．Inordertosolvethisproblem，anovelcommunicationnetworkmodelbasedonartificialcobwebisestablishedan

4、dcorrespondingmathematicalmodelispresented．TheMediaAccessControllayer(MAC)ofthree-phasedistributionnetworkisturnedintoalogicaltopologywhichiscomposedofmultipleartificiallycobwebs．Thenetworkingprocessofthenewmodelisthoroughlydiscussed，thealgorithmofselectingthecenternodei

5、sproposed，andanewautomaticroutingprotocolisestablished．Atwo-statetransitionMarkovmodelisusedtosimulateaterminalnodeandthesituationofcommunicationfailurebecauseofchannelchangesinpractice．Comparisonexperimentsofmodelingsimulationareconductedinviewofdataconflictrate，communi

6、cationflow，andlinkutilities，andtheresulthasproventhenewnetworkmodelandroutingprotocolhaveadvantageinimprovingcommunicationreliabilityofPLCnetworks．ThisworkissupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．60972065)．Keywords：powerlinecommunication；cobwebmodel；networ

7、kingalgorRhm；routingprotocol；reliability中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1674．3415(2012)16．0027．07方法在一定程度上解决了电力线载波通信网络的通O引言信可靠性问题。笔者对蜘蛛织网的行为、圆形蛛网低压配电网由于其具有分布广、用户数量多等的结构特性、猎物在蛛网上信息传递机理等方面进特点，使其在节约资源、方便用户、减少安装费、行大量的研究【jJ，同时借鉴前人的相关研究成实现多媒体通信等方面被广泛关注。但由于低压配果L4引，提出了基于人工蛛网通信模型，并将低压电网电气负载

8、环境的复杂性和介质环境的共享性、配电网的主要负责通信协议部分(MediaAccess开放性和多样性的影响，造成通信可靠性低，使目Control，MAC)层网络转化成由多个人工蛛网组成前电力线载波通信的广泛应