电力线载波通信的自动路由方法研究

电力线载波通信可靠性是制约其广泛应用最重要的一个因素。该文从通信可靠性的角度,论述了电力线载波通信组网的特点和方法,分析了自动组网的必要性,提出适用于低压配电网电力线载波通信的类蚁群算法(like-antcolonyalgorithm),给出自动路由协议框架,并建立了自动路由模型。通过该模型,可以动态识别低压配电网信道质量,并根据信道质量变化,动态维护电力线载波通信网络路由,保证通信网络的有效性,为建立控制类网络提供一种简单有效的组网方法。仿真和试验研究表明,该方法可以有效延长电力载波通信距离和提供系统通信的可靠性。     

一种低压电力线载波通信路由方法

低压电力线载波通信信道常常表现出噪声干扰强、信号衰减大、时变性强,直接影响电力线载波通信的范围,降低电力线载波通信的可靠性.文中通过分析低压电力线网络拓扑结构,提出了一种基于Q学习和改进蚁群系统融合的电力线载波通信路由方法.首先采用Q学习算法对电力线网络进行全局搜索得到各路径上信息素初始值;然后利用蚁群算法正反馈收敛机制以及改进后自适应调整搜索策略得到最优路由.将文中算法与两种蚂蚁系统算法进行仿真对比,结果表明,文中算法能更快地建立起网络中主节点到各从节点的路由,并能根据通信信道的变化动态的维护路由,具有很强的抗毁性和自愈性,提高了低压电力线载波通信的可靠性.     

低压电力线通信分簇路由算法及网络重构

低压配电网具有物理拓扑未知和电力线信道时变性特征。为提高低压配电网窄带电力线载波通信系统可靠性,提出并讨论一种基于非交叠分簇算法的电力线通信组网及路由重构方法。该算法可以根据信道质量的变化动态地建立、维护、优化电力线通信网络路由,保证通信网络的有效性。在此基础上,进一步提出并比较两种组网时间序列分配算法,完善了该路由算法。仿真试验表明,该路由算法具有很大的灵活性、实用性和有效性。     

基于蛛网的新型电力线通信组网算法及通信协议

针对低压电力线载波通信可靠性低的问题,提出了人工蛛网通信网络模型,并建立了相应的数学模型。将三相配电网的MAC层转化成由多个人工蛛网组成的逻辑拓扑。详细叙述了组网过程,提出了中心节点选取算法,制定了自动路由协议。以两状态马尔科夫模型表征用户终端的工作状态,模拟实际中由于信道变化产生的终端节点通信失效。针对数据冲突率、通信流量、链路利用率等方面进行建模仿真对比实验,仿真结果表明新的组网方式及路由协议在提高电力线载波通信可靠性方面具有较大优势。     

基于蛛网的新型电力线通信组网算法及通信协议EI北大核心CSCD

针对低压电力线载波通信可靠性低的问题,提出了人工蛛网通信网络模型,并建立了相应的数学模型。将三相配电网的MAC层转化成由多个人工蛛网组成的逻辑拓扑。详细叙述了组网过程,提出了中心节点选取算法,制定了自动路由协议。以两状态马尔科夫模型表征用户终端的工作状态,模拟实际中由于信道变化产生的终端节点通信失效。针对数据冲突率、通信流量、链路利用率等方面进行建模仿真对比实验,仿真结果表明新的组网方式及路由协议在提高电力线载波通信可靠性方面具有较大优势。     

低压电力线通信网络特性模型与组网算法

由于低压电力线载波通信网络具有物理拓扑复杂和电力线信道时变的特征,在实际应用中存在着通信可靠性较低的问题。为了提高低压配电网电力线载波通信系统可靠性,在总结前人提高电力线通信可靠性的研究基础上,分析电力线通信网络的拓扑结构和组网模型,并提出组网的优化目标函数;进而提出一种基于信道状态和服务需求的电力线通信组网算法。分析了网络拓扑结构,信道特性和通信误码率、传输延时之间的关系,并提出估算方法。仿真试验结果表明,所提算法可根据信道和通信链路的动态变化以及不同的服务需求而动态地建立并优化电力线通信网络路由,保证通信网络的有效性,为后续的工程应用提供参考。     

低压电力线分簇蛛网混合多径盲路由算法及通信协议设计

针对现有电力线组网算法的不足,提出了一种新型的分簇蛛网混合多径盲路由算法,可以满足电力线网络对抗毁性和实时性的要求,解决了链路失效时的频繁网络重构问题。结合通信协议的设计,详细阐述了电力线网络初始化、运行、维护与重构等过程的路由算法。最后通过仿真分析、路由表开销和通信可靠性分析验证了算法和协议设计的有效性和优越性。结果表明,本文提出的分簇蛛网混合算法能够快速有效地实现网络组建和重构;通信协议实现简单有效、开销小、稳定性高,对于提高通信的可靠性具有积极的意义。     

基于蚁群算法的低压配电网电力线通信组网方法

低压配电网通信可靠性严重限制了电力线通信实际应用规模。解决这一问题的一个关键技术在于在现有的电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)、信噪比、编解码方式等条件下,寻找有效的低压配电网电力线通信自动组网和快速网络恢复以及提高其抗毁性的方法。该文详细地分析了典型低压配电网物理拓扑结构和特点,给出了低压配电网通信仿真拓扑模型,提出了一种适用于未知建筑物电力线拓扑结构条件下的蚁群电力线组网方法;在此基础上,通过仿真试验验证了该组网路由算法的有效性和抗毁性。该研究工作为低压配电网环境下的窄带电力线通信组网提供了一种通用而有效的方法。     

低压电力线载波通信的动态路由算法

针对已投入使用的电力线载波中继路由算法存在的可靠性低、自适应能力性和负载均衡性差等缺点,提出了一种新的负载均衡算法-蚁群动态路由算法.该算法结合了信道质量和负载均衡等特性来构造优化目标函数,同时,根据电力线载波网络拓扑结构,改进了蚁群算法(ACS)的转移规则、信息素、禁忌表更新规则.仿真实验表明,采用该算法能够找到有效通信路由线路,并收敛于最优路由线路,大大改善网络中的负载均衡情况,提高了低压电力线载波通信可靠性.     

基于I-LDAQ算法的电力线通信QoS约束组网方法

电力线通信网络的复杂性严重制约了电力线通信的应用规模,为提高电力线载波通信的覆盖范围和服务质量,提出了一种基于迭代激励因子控制的Lévy飞行双蚁群服务质量参数感知路由算法(iterative incentive factor controlled-Lévy flight dual ant colony with quality of service awared routing algorithm,I-LDAQ)。为解决启发式算法易于陷入局部最优解的缺陷,提出迭代激励机制。迭代激励因子动态控制Lévy飞行双蚁群系统的参数,使算法收敛速度较快,全局搜索能力较强。通过设计相应的通信协议、组网方案和路由重构策略,将I-LDAQ算法应用于服务质量参数约束的电力线通信组网中。仿真结果表明,该组网方法能根据不同的电力线通信服务类型较快完成组网过程,满足不同电力线通信业务的服务质量需求,并选择相应的路由重构方式对网络路由进行动态维护,以提高其抗毁性。     

基于PRIME标准的低压电力线载波通信组网方案

在阐述低压配电网电力线载波通信网络拓扑和特征的基础上,结合PRIME标准中媒体访问控制(MAC)层的帧结构、类型,深入归纳、分析和总结了PRIME标准中的电力线载波通信组网初始化算法、网络维护与重构算法。通过采用电力线载波芯片ST7590T,应用PRIME标准协议,在某一厂区搭建96节点的现场测试环境,实例分析该组网方案的初始化和网络重构过程,并针对现场可能出现的状况,验证了该组网方案的灵活性、抗毁性和现场可应用性。     

适用于电缆环网载波通信的自由路由调度方法

在城市配电网中,配电自动化对通信提出较高的要求,使用载波通信技术能有效满足数据传输的需要,并节约大量通信基础建设成本.通过研究环网电缆载波链路,载波通信自由路由调度可利用10 kV环网物理成环的特点,经配电自动化平台与载波通信管理设备协同操作,实现载波通信路由的自动切换,切实有效地提高配网载波通信的可靠性.通过在10 kV配网现场应用试验,证明电缆环网载波通信的自由路由调度方法能为配电自动化提供稳定的通信保障.     

电力线载波自动抄表动态路由技术研究

由于电力线信道环境的特殊性,致使电力线载波抄表系统中存在着的抄表距离有限、通信成功率不高等问题。从提高通信可靠性的角度出发,文章探讨了电力线载波中继路由技术,并结合蚁群优化算法原理,提出了一种新的动态路由方法。该方法按照节点间的电气距离,根据电力线信道状态动态地建立和维护载波中继路由,保证了通信的成功率。通过采用候选集策略能够提高中继搜索的准确度和效率。仿真发现,该方法能够准确地找到中继路由,为扩大电力线载波抄表范围提供了一种有效的路由方法。     

网络模式下配电物联网载波通信匹配组网方法

为进一步完善电力线载波通信技术在配电网中组网的灵活性及可靠性,结合拓扑实例,提出网络模式下配电物联网载波通信系统自适应匹配组网方法.构建配电网络链路通信质量矩阵,根据矩阵元素对网络中各通信节点进行区域网的划分及中继节点的选取,完成网络各通信节点的初步组网;在网络模式下采用混沌粒子群优化算法,依次对各区域网内部节点进行节点间的自适应阻抗匹配优化,根据匹配优化结果调整相应节点的阻抗匹配单元参数,以改善信道衰减特性,增大信道传输容量;在网络匹配完成后更新网络链路通信质量矩阵,对初步组网结果进行修正,在保证通信可靠性的同时减小传输延时,进而实现坚强可靠的组网.与传统蚁群路由算法相比,所提算法考虑了配电网的实际拓扑结构与信道特性,在组网的同时完成了网络中各通信节点间的匹配协调,使得中继节点的选取和链路的分配更合理,其通信容量大,传输延时小,通信更可靠.     

低压电力线载波通信网络自动组网方法研究

以扩大低压电力线载波网络的通信范围,提高通信的可靠性为目的,在分析低压电力线载波通信网络的组网特点和拓扑模型的基础上,提出了一种基于通信信号“信噪比”的简单且具有较高可靠性的自动组网方法。给出了该组网方法的具体步骤并用实例进行了解释说明,对该组网方法进行了仿真分析。结果表明该组网方法耗时较少,能够有效减小节点之间的“通信距离”并能找到多条通信路径,从而提高了整个网络的可靠性和实时性。     

基于嵌入式的电力线载波数据通信系统的设计

低压配电网电力线载波通信是实现楼宇自动化、自动抄表和宽带上网的关键技术。鉴于低压电力线载波通信的发展需求,提出了运用正交频分复用(OFDM)技术实现载波通信的方案。采用MAXIM公司生产的电力线集成数字收发器MAX2986和电力线模拟前端收发器MAX2980以及Winbond公司生产的W90N740微处理器设计了电力线载波数据通信系统的硬件实现方案,为低压电力线载波通信系统的后续研究奠定了基础。     

融合工频通信的电力线载波路径搜索算法

对于配电网低压侧电力线通信网络而言,电力线信道具有未知性、时变性、多样性等特点,在实际应用中存在着通信可靠性较低的问题。而电力线双向工频通信系统(TWACS)具有抗干扰、抗衰减能力强的优势。目前路径搜索信令和数据传输都采用同样的技术传输。路径搜索信令通信可靠性低会严重制约路径接力算法的选择和中继接力的效果。对此,文中在阐述低压配电网电力线载波通信网络拓扑和特征的基础上,提出了一种融合TWACS的电力线载波路径搜索算法。对初始路由表进行优化、参数分析及对比分析,来说明该算法的有效性及优越性。同时,分析了路径搜索算法的抗毁性。从理论上深入归纳、分析和总结了该算法的建模理论。结果表明算法在提高有效性和可靠性等方面优势明显,能够更好地满足配电网中电力线中继传输需求。     

居民微功率无线抄表应用设计方案

微功率无线抄表是用电信息采集系统新型的抄表模式,利用民用抄表频段470～510 MHz,基于Ad-hoc(Ad-hoc网络是指在没有骨干网络支持和预先建立链路的情况下,通信设备自主进行设置而建立起来的网络)和Mesh(网状)网络的设计理念,采用动态适应的受控、自组织网络,自动跳频,自动多级路由,载波侦听与冲突避让机制,...