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新型电力线载波通信组网模型的研究

作　者: 张良
导　师: 吴辉；刘晓胜
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 电力线通信人工蛛网模型组网模型网络性能分析
分类号: TM73
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在实际应用中,低压电力线载波通信存在着可靠性较低的问题,网络的可靠性和连通性是目前电力线载波通信应用受到限制和质疑的最主要原因。针对这些问题,本文受自然界蜘蛛织网、捕食行为的启发,提出了一种新的低压配电网载波通信组网模型。首先,本文对低压电力线通信技术的研究现状进行了论述。对低压配电网拓扑结构、低压电力线通信网络的拓扑结构进行了深入的分析,得出星形网络和树形网络能比较好的表征现有的网络拓扑;分析通信干扰特性,为后续的组网建模提供依据;对电力线通信信道特点进行分析,并建立了信道模型;阐述了电力线通信的电磁兼容性国际标准,为后续的工作提供标准。其次,对自然蛛网的结构、蜘蛛织网过程、捕食过程进行了详细的分析;比较了天然圆形蛛网与实际通信网络的相似性;分析了蜘蛛与网络通信需求、蛛网结构与通信网络拓扑、蛛网中枢区与通信中心等相互之间的内在联系;建立了基于人工蛛网的单层、双层的逻辑模型,并对各自的路由模式进行了详细的分析,为后续章节的仿真分析提供理论依据。然后,建立了基于OPNET仿真平台的电力线通信信道模型、树形与星形网络模型以及单层和双层人工蛛网通信模型;初步制定了通信网络故障后的重路由策略,进行了一系列的仿真,本部分建模仿真为后续建立更为复杂的通信网络模型提供了依据。最后,在单层、双层人工蛛网的基础上,建立了更具有代表性的四层六边形电力线载波通信网络逻辑拓扑模型。针对该网络的延时、通信吞吐量等特性,进行了仿真分析。仿真结果表明:人工蛛网具有良好的稳定性,可以应用于电力线通信等领域。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题背景及研究目的和意义  10-11
  1.2 电力线载波通信的发展现状  11-14
    1.2.1 电力线通信的国外发展现状  12-13
    1.2.2 电力线通信的国内发展现状  13-14
    1.2.3 电力线载波通信组网路由问题的提出  14
  1.3 课题来源及研究的主要内容  14-16
第2章低压配电网与电力线通信信道  16-33
  2.1 网络拓扑结构  16-22
    2.1.1 低压配电网络的拓扑结构  16-17
    2.1.2 低压电力线通信网络的构成  17-22
  2.2 电力线通信系统的干扰特性  22-26
    2.2.1 噪声描述  22-23
    2.2.2 一般性的背景噪声  23-25
    2.2.3 脉冲噪声  25-26
  2.3 电力线通信网络的传输信道特性  26-30
    2.3.1 电力线信道特性  26-27
    2.3.2 电力线通信传输电缆特性  27-29
    2.3.3 电力线通信信道建模  29-30
  2.4 电力线通信系统中的电磁兼容性标准  30-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章基于人工蛛网的LVD通信模型  33-51
  3.1 蜘蛛网结构及蜘蛛织网过程  33-37
    3.1.1 圆形蛛网结构  33-34
    3.1.2 蜘蛛织网过程  34-37
  3.2 蜘蛛捕食过程与信息感知机理  37-40
    3.2.1 蜘蛛捕食过程  37-39
    3.2.2 蜘蛛的信息感知机理  39-40
  3.3 天然圆形蛛网与通信网络的相似性  40-44
    3.3.1 蜘蛛与网络通信需求  40-41
    3.3.2 蛛网结构与通信网络拓扑  41
    3.3.3 蛛网中枢区与通信中心  41-42
    3.3.4 蛛网半径丝与通信主路由  42
    3.3.5 蛛网捕丝与通信流量  42-43
    3.3.6 蛛网重建与通信网络重构  43-44
  3.4 人工蛛网的通信路由模态分析  44-49
    3.4.1 单层人工蛛网的通信路径分析  44-46
    3.4.2 双层人工蛛网的通信路径分析  46-49
  3.5 本章小结  49-51
第4章人工蛛网通信模型的OPNET仿真  51-67
  4.1 电力线通信信道建模及仿真  51-54
    4.1.1 基于OPNET的电力线通信信道建模  52
    4.1.2 电力线信道模型的仿真  52-54
  4.2 树形模型的建立及仿真  54-57
    4.2.1 树形网络拓扑模型的建立  54-55
    4.2.2 树形结构的仿真分析  55-57
  4.3 单层人工蛛网建模及仿真  57-62
    4.3.1 单层人工蛛网的OPNET建模  57-59
    4.3.2 单层蛛网通信性能仿真分析  59-62
  4.4 双层人工蛛网模型及通信路由仿真  62-66
    4.4.1 双层逻辑人工蛛网路由模型  62-63
    4.4.2 路由选择控制策略  63
    4.4.3 双层蛛网性能仿真  63-66
  4.5 本章小结  66-67
第5章人工蛛网的通信路由与可靠性  67-74
  5.1 通信路由故障模式  67-68
  5.2 OPNET通信蛛网建模  68-70
  5.3 多层蛛网通信性能分析  70-72
  5.4 本文可继续探讨的问题  72-73
  5.5 本章小结  73-74
结论  74-75
参考文献  75-80
攻读学位期间发表的学术论文  80-82
致谢  82

新型电力线载波通信组网模型的研究

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