电力载波通信网络QoS技术研究
本文选题:电力载波通信 + QoS保障技术 ; 参考:《中国石油大学(华东)》2014年硕士论文
【摘要】:电力载波通信(PLC)技术以现有的电力线作为通信介质,电力线具有分布广泛与无需额外架设的成本优势,使得PLC技术引起了广泛关注。智能电网(smart grid)计划已相继在全国各地实施,电力载波通信性能表现如何,将直接影响该计划的顺利进行。但是,由于电力线是专用的输送交流电的线路,作为信号传输媒介很不理想,对通信性能造成了很大影响。目前,关于电力载波通信的基础研究比较多,在阻抗特性、信号衰减特性以及信道建模等方面已经取得了很多成果,而关于电力载波网络的服务质量(Qo S)尚未引起人们的广泛关注。服务质量(Qo S)技术是用于保证网络实时性和可靠性的一项综合技术。网络规模较小时,带宽资源充足,网络内各节点均可无障碍通信。随着网络中接入的节点数的增多,资源难以满足各节点的通信需求,难免发生网络过载或拥塞的情况。Qo S技术正是用于解决这一类网络问题。在网络拥塞的情况下,Qo S技术可以保证重要的业务信息及时准确的传输,从而确保网络的高效运行。首先,对传统网络的QoS技术进行了研究,分析了三种经典的QoS服务模型:尽力而为服务模型、综合服务模型、区分服务模型,总结了Qo S的几个关键指标,并从网络层次的各个层面研究了典型的无线网络的Qo S保障技术,重点分析了三类MAC层协议。接着结合电力载波网络AMI系统给出了PLC网络的Qo S体系结构,为PLC网络Qo S的系统化研究提供参考模型。然后针对电力载波网络IEEE802.15.4不能满足不同业务需求问题对IEEE802.15.4 MAC层协议进行改进,提出了带优先级控制机制的MMAC-Qo S协议,并对其进行了仿真。仿真结果表明,改进的MAC协议在广播耗时、网络吞吐率和传输时延等性能方面优于IEEE802.15.4 MAC协议中采用的CSMA/CA,能较好的保证重要业务的及时可靠传输,满足PLC网络的Qo S需求。最后给出了MMAC-Qo S协议在试验平台上的实现。
[Abstract]:Power carrier communication (PLC) technology takes the existing power lines as the communication medium. The power lines have the advantages of wide distribution and no extra installation, which makes the PLC technology attract wide attention.Smart grid (smart) program has been implemented all over the country one after another. The performance of power carrier communication will directly affect the smooth progress of the plan.However, because the power line is a special AC transmission line, it is not ideal as a signal transmission medium, which has a great impact on the communication performance.At present, there are many basic researches on power carrier communication. Many achievements have been made in impedance characteristics, signal attenuation characteristics and channel modeling.However, the quality of service (QoS) of power carrier networks has not attracted much attention.Quality of Service (QoS) is a comprehensive technology used to ensure the real-time and reliability of the network.The network size is small, the bandwidth resources are sufficient, and all nodes in the network can communicate without obstacles.With the increase of the number of access nodes in the network, the resources are difficult to meet the communication needs of each node. The network overload or congestion is inevitable. The QoS technology is used to solve this kind of network problems.In the case of network congestion, QoS technology can ensure the timely and accurate transmission of important business information, thus ensuring the efficient operation of the network.Firstly, the QoS technology of traditional network is studied, and three classical QoS service models are analyzed: best effort service model, integrated service model, differentiated service model, and summarizes several key indexes of QoS.At the same time, the QoS guarantee technology of wireless network is studied from all aspects of network level, and three kinds of MAC layer protocols are analyzed.Then, combined with the power carrier network AMI system, the QoS architecture of the PLC network is presented, which provides a reference model for the systematic study of the PLC network QoS.Then the IEEE802.15.4 MAC layer protocol is improved to solve the problem that the power carrier network IEEE802.15.4 can not meet different service requirements. The MMAC-Qo S protocol with priority control mechanism is proposed and simulated.The simulation results show that the improved MAC protocol is superior to the CSMA / CAA protocol in broadcast time, network throughput and transmission delay, and can ensure the timely and reliable transmission of important services and meet the QoS requirements of PLC networks.Finally, the implementation of MMAC-Qo S protocol on the test platform is given.
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN913.6
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,本文编号:1773077
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