G3协议MAC层机制仿真与性能研究

发布时间：2017-09-02 03:18

  本文关键词：G3协议MAC层机制仿真与性能研究

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【摘要】：随着我国电力事业的蓬勃发展,电力通信网络覆盖面积连年攀升,为了提供更多样和更高速率的服务,电力线通信技术的研究面临巨大挑战。目前,我国电力线通信的应用主要集中在窄带领域,因此,对窄带电力线通信技术的深入研究显得尤为重要。G3协议是专为智能电网设计的全球窄带电力线通信开放协议,对G3协议的研究和仿真对开发适合我国国情的窄带电力线通信协议十分必要。本文主要研究了G3协议的MAC层机制,并搭建了协议仿真系统,利用该仿真系统对G3协议的MAC层机制进行了仿真。首先,本文对G3协议进行了整体介绍,了解了其使用场景和协议栈模型,研究了其帧格式和原语,并重点分析了MAC层信道接入机制。然后,对本次仿真所用到的基础平台进行了详细介绍。随后,从G3协议MAC层机制出发,基于离散事件驱动的程序设计思想,设计了相关事件和接口,完成了G3协议MAC机制仿真系统的构建,实现了带优先级的MAC层信道接入机制和多跳数据传输策略。最后,在验证了仿真系统可靠性的基础上,设计了多个场景对G3协议下网络的吞吐量、信道利用率,数据包的时延和时延抖动进行了测量,并对结果进行了统计和分析。仿真结果验证了所开发的仿真系统的正确性,并且表明G3协议的信道接入机制能够有效协调一个冲突域下各设备的信道接入,对我国窄带电力线通信协议的开发具有一定的参考价值。
【关键词】：G3 MAC 电力线 仿真系统 离散事件驱动
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN915.04
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符号对照表12-13
• 缩略语对照表13-17
• 第一章 绪论17-21
• 1.1 研究背景17-19
• 1.2 研究目的和意义19
• 1.3 论文的主要工作和内容安排19-21
• 第二章 G3协议介绍21-51
• 2.1 引言21
• 2.2 网络拓扑21-22
• 2.3 协议栈结构22-23
• 2.4 物理层23-28
• 2.4.1 概述23-24
• 2.4.2 帧格式24-26
• 2.4.3 原语26-27
• 2.4.4 物理层数据处理27-28
• 2.5 MAC子层28-40
• 2.5.1 概述28-29
• 2.5.2 帧格式29-33
• 2.5.3 原语33-34
• 2.5.4 信道接入34-36
• 2.5.5 子载波映射36-37
• 2.5.6 主动信道探测37-39
• 2.5.7 MAC层数据处理39-40
• 2.6 ADP子层40-50
• 2.6.1 概述40-41
• 2.6.2 帧格式41-44
• 2.6.3 原语44-45
• 2.6.4 组网45-48
• 2.6.5 路由策略48-50
• 2.6.6 ADP层数据处理50
• 2.7 本章小结50-51
• 第三章 基础仿真平台51-65
• 3.1 引言51
• 3.2 仿真平台的核心机制51-55
• 3.2.1 事件51-52
• 3.2.2 定时器52-53
• 3.2.3 时间轴53
• 3.2.4 离散事件驱动原理53-55
• 3.3 仿真平台基本模型55-56
• 3.4 仿真中的事件流转56-57
• 3.5 网络中的节点抽象57-58
• 3.6 仿真中的数据处理58-61
• 3.6.1 数据产生58-59
• 3.6.2 数据封装59
• 3.6.3 各层PDU数据结构59-61
• 3.7 MAC层仿真设计61
• 3.8 物理层仿真设计61-62
• 3.8.1 物理层状态检测模拟61
• 3.8.2 物理层事件处理61-62
• 3.9 链路仿真设计62-63
• 3.9.1 冲突域模拟62
• 3.9.2 拓扑模拟62-63
• 3.10 本章小结63-65
• 第四章 G3协议MAC层机制仿真系统65-73
• 4.1 引言65
• 4.2 仿真系统框架搭建65-68
• 4.2.1 协议相关结构体65-67
• 4.2.2 定时器设置67
• 4.2.3 事件定义67-68
• 4.3 带优先级的信道接入机制仿真68-71
• 4.3.1 业务流产生68
• 4.3.2 事件处理68-71
• 4.4 多跳数据传输仿真71-72
• 4.4.1 多跳传输实现71
• 4.4.2 事件处理71-72
• 4.5 本章小结72-73
• 第五章 仿真结果和性能分析73-101
• 5.1 引言73
• 5.2 协议性能及影响性能的因素73-75
• 5.2.1 协议的性能指标73-74
• 5.2.2 影响性能指标的因素74-75
• 5.3 仿真参数设计75-77
• 5.4 吞吐量和信道利用率的测量和分析77-88
• 5.4.1 理论分析77-78
• 5.4.2 网状拓扑下吞吐量和信道利用率的测量和分析78-84
• 5.4.3 星型拓扑下吞吐量和信道利用率的测量和分析84-87
• 5.4.4 小结87-88
• 5.5 时延和时延抖动的测量和分析88-100
• 5.5.1 理论分析88-89
• 5.5.2 网状拓扑下的时延和时延抖动89-95
• 5.5.3 星型拓扑下的时延和时延抖动95-100
• 5.5.4 小结100
• 5.6 本章小结100-101
• 第六章 工作总结和展望101-103
• 参考文献103-105
• 致谢105-107
• 作者简介107-108

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：776066