PLC网络路由算法的设计及仿真平台的设计与实现

• 作 者: 高威
• 出 处: 北京邮电大学
• 发表日期: 2017年01期
• 关键词: 电力线通信网络 路由算法 仿真平台

近几年来,随着物联网的发展,电力线载波通信技术(PLC)的应用也逐渐受到了广泛的重视。电力线载波通信技术就是利用现有电力线网络传输信号的技术,但是由于电力线介质的不均匀性以及各种用电设备的接入,造成了电力线通信信道特性的复杂,严重影响了信号的传输,使信号的传输距离受限。电力线通信设备物理层在传输时通常采用正交频分复用技术或扩频通信技术来提高传输质量,到目前为止,物理层技术的研究已经到达了瓶颈阶段,进一步提高传输距离只能依靠网络层的中继技术。在电力线通信网络中,研究高吞吐量、低时延、可扩展的路由算法对于解决电力线通信网络的瓶颈问题具有重要的意义。本文分析总结了电力线通信系统的信道特性,以及现有的物理层、MAC层和网络层技术,在这些工作的基础上,提出了一种电力线通信网络的路由算法。该路由算法主要包括路由组网算法和路由维护算法两大部分,路由组网算法描述了网络初始化的过程,路由维护算法针对电力线通信网络运行过程中的各种突发事件进行了分析。仿真实验证明,所提路由算法能够较好的支持大规模网络,并且在变化剧烈的电力线通信环境中具有较好的表现。另外,由于电力线网络层技术的验证需要实际环境和设备的支持,研发周期和研发成本不可控,因此,灵活的系统级仿真平台对电力线通信网络的网络层技术发展也具有重要的实用价值。因此,本文根据对电力线通信系统的总结分析,提出了一种电力线通信网络的系统级仿真架构设计思路,并依据该设计思路,设计并实现了各个模块,最终完成了整个仿真平台的设计与实现。基于该仿真平台,有效地支撑了所提的路由算法,验证了所提算法的有效性。