电力线与无线协作通信系统中MAC层协议研究

发布时间：2020-06-14 10:29

【摘要】：无线通信和电力线通信可被广泛应用在智能电网和家庭网络中。无线通信接入灵活,但是高频信号易受墙壁等障碍物遮挡;电力线通信利用墙壁中已有的线路传输信号,可弥补无线信号的不足。因此,无线和电力线协作通信能够优势互补,节约建设成本,保证一定的覆盖范围,满足不同业务的需求。无线通信和电力线通信混合组网技术研究中,主要针对电力线和无线协作通信的物理层关键技术,较少涉及MAC层协作等相关问题,因此为了满足无线通信和电力线通信混合组网的需要,本文以传统电力线通信和无线通信MAC层CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance)算法为基础,提出了两种适用于电力线和无线协作通信的MAC层退避算法,分别为基于先空闲先征用模式的选择式CSMA/CA算法和基于全空闲都征用模式的并行传输式CSMA/CA算法。论文首先对比分析了已有IEEE 1901和802.11标准中CSMA/CA算法。接着,论文给出了两种退避算法的流程和主要内容。选择式CSMA/CA算法中,只要无线和电力线信道有一个信道处在空闲状态,即可被征用来发送数据包;并行传输式CSMA/CA算法中,则需要两个信道同时处在空闲状态,才能被同时征用。基于解耦假设的性能模型,论文建立了两种CSMA/CA算法的系统分析模型,可利用联立的非线性方程组计算获得两种算法的吞吐量和碰撞概率等性能。论文还分析了两种退避算法的时延性能。最后,论文利用算法仿真验证了两种算法的系统分析模型的有效性与可靠性。对比无线和电力线通信中的CSMA/CA算法,选择式CSMA/CA算法可提高网络的吞吐量,保证了网络的有效性;并行传输式CSMA/CA算法能显著降低碰撞概率,可提升网络的可靠性。论文还仿真验证了延迟计数器和竞争窗口等参数对系统吞吐量的影响。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM724;TN92
【图文】：

华北电力大学硕士学位论文前时隙，如果节点检测到介质空闲，则 BC 值减 1，DC 值不则站点尝试传输数据包并进入步骤（3），否则等待下一个时2）。如果站点检测到介质繁忙，则 DC 与 BC 值同时减 1入下一退避阶段，此时 BPC 的值加 1，否则重回步骤（2）发送成功，站点进入步骤（1），重复以上步骤。如果传输失退避阶段并将 BPC 值加 1（如果站点已经处于最大的退避阶阶段），BC 将随机在{0,...,CW-1}取一个值，不同退避阶段 2-1 所示，然后返回到步骤（2）。

IEEE 1901 标准中 CSMA/CA 中 CW

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本文编号：2712647