低壓電力線載波通信遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)集中式k-重傳路由算法改進(jìn)研究.pdf

1、近年來，低壓電力載波通信技術(shù)作為數(shù)據(jù)通信技術(shù)被深入研究和推廣，并在自動(dòng)抄表、智能家居、家庭接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面得到廣泛的應(yīng)用。由于電力線最初是為傳輸能量而設(shè)計(jì)的，所以在傳輸信號(hào)時(shí)，信道的不穩(wěn)定性不能對(duì)其提供可靠性保證，這一特性成為電力線通信最普遍的難題和挑戰(zhàn)。目前對(duì)于該問題的研究分為兩個(gè)方向：1）改善硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。2）改善高層協(xié)議設(shè)計(jì)。其中改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)層路由算法的設(shè)計(jì)來保證通信的可靠性已經(jīng)成為電力線通信領(lǐng)域研究的特點(diǎn)問題。網(wǎng)絡(luò)層路由按照路由組

2、織模式有集中式路由、分布式路由和并發(fā)式路由。
　　本文分析了低壓電力線載波通信技術(shù)的自動(dòng)抄表系統(tǒng)基本原理和特性，然后研究了現(xiàn)有的主流路由算法，并提出了自己的改進(jìn)路由算法。
　　本文的路由算法主要針對(duì)傳統(tǒng)的集中式路由做了改進(jìn)。在電力線抄表系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的集中式路由，是由網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)主控節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)全局路由表，網(wǎng)絡(luò)中的普通節(jié)點(diǎn)不具有決策權(quán)。主控節(jié)點(diǎn)發(fā)起對(duì)某個(gè)普通節(jié)點(diǎn)的訪問控制，然后計(jì)時(shí)等待回應(yīng)，所發(fā)起的報(bào)文攜帶到目的節(jié)點(diǎn)的全部跳轉(zhuǎn)

3、信息，報(bào)文逐跳傳遞到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)處理并回復(fù)信息給主控節(jié)點(diǎn)的全過程稱為一次報(bào)文的旅行過程。報(bào)文在某個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)發(fā)送失敗，會(huì)導(dǎo)致一次報(bào)文的旅行過程失敗，主控節(jié)點(diǎn)重新發(fā)起該訪問控制。這勢必導(dǎo)致全網(wǎng)對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)的依賴性增強(qiáng)。這也是集中式路由的一個(gè)瓶頸問題。
　　目前有學(xué)者提出了重傳方案，在報(bào)文的一次旅行過程中，允許獨(dú)立節(jié)點(diǎn)發(fā)送失敗后重傳該報(bào)文，這又會(huì)導(dǎo)致主控節(jié)點(diǎn)長期處于處理某一訪問控制的流程中。
　　本文針對(duì)以上問題，提出了改

4、進(jìn)的k-重傳機(jī)制，為報(bào)文在一次旅行過程中設(shè)定重傳參數(shù)，允許報(bào)文有選擇性的重傳，這樣在提高全網(wǎng)通信成功率的情況下，降低主控節(jié)點(diǎn)處理某一訪問控制的平均時(shí)間。本文利用網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)、信道通信成功率、單次跳轉(zhuǎn)的時(shí)間等重要參數(shù)構(gòu)建了k-重傳機(jī)制的數(shù)學(xué)模型，并與傳統(tǒng)方案的數(shù)學(xué)模型做了比較，得出了本文所提出方案在性能改善方面的有效性。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于提出了一種改進(jìn)的模型，很好的解決了集中式路由在遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)中存在的瓶頸問題。本文對(duì)這一