基于人工蛛网网络的自适应载波侦听多路访问协议

低压电力线通信(Low Voltage Power Line Carrier Communication,LVPLC)的介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议是影响网络吞吐量的重要因素。针对LVPLC精确人工蛛网网络中由于非对称PLC信道影响而导致吞吐量相对较低的问题,改进了已有的p-载波侦听多路访问协议(p-persistent Carrier Sense Multiple Access,p-CSMA),提出了一种自适应载波侦听多路访问(Adaptive Carrier Sense Multiple Access,ACSMA)协议来优化有限负载下的吞吐量。该协议可通过动态调整概率,降低了数据包的冲突概率,优化了电力线信道的传输状态,最大限度地提高了吞吐量。仿真实验结果表明,ACSMA显著提升了多种通信状态下的吞吐量。

低压电力线通信人工蛛网结构的可靠性分析

为证明人工蛛网结构在提高低压电力线通信网络可靠性方面具有的优势,应用结合马尔科夫概率论模型的因子分解法,对应用于低压电力线通信的单层人工蛛网结构进行全端可靠性的理论分析,与传统的树形、星形、环状网络进行对比,证明了单层人工蛛网网络结构的高可靠性。在此基础上对以单层人工蛛网为子网的组网结构进行全端可靠性分析,并与总线型、树形网络结构对比,进一步证明基于人工蛛网的组网方法的可行性。依据人工蛛网的特殊结构,制定了局部路由重构方法,并进行仿真实验,仿真结果证明了人工蛛网结构在提高低压配电网电力线通信网络的连通性、抗毁性和提高通信可靠性方面具有优势。

低压电力通信系统中的人工蛛网及可靠性和性能计算与分析

低压电力通信系统中单层人工蛛网相比于传统的环网络结构具有较高的全端可靠性,而网络可靠性和网络性能的评估相辅相成。主要研究低压电力下单层人工蛛网可靠性和性能的分析与计算问题。对树形网络、星形网络、单层环网及单层蛛网在连通比及直径限制下的可靠性进行分析比较,通过直径限制的方法保证了网络的可靠性及稳定性,而对连通比的限制则保证了网络的性能。仿真结果显示人工蛛网拓扑结构在连通比和直径限制下具有较高的通信可靠性及较好的性能。

仿蛛网农田无线传感器网络抗毁性量化指标体系构建

为解决传统抗毁性量化指标无法准确描述网络组件失效的耦合关系和全局作用,难以有效归纳、继承蛛网抗毁性机制与规律的问题,该文提出了一套基于节点平均路径数和节点、链路平均使用次数的人工蛛网模型抗毁性量化指标体系,评测失效网络组件的全网影响度和权重等指标。仿真试验表明该指标体系可有效量化评价不同规模的人工蛛网模型的抗毁性,测评各网络组件的抗毁性权重占比,其中,节点、弦链、辐链分别占50%、39.44%、10.56%,同时与传统抗毁性量化指标相比,该文提出的指标具有独特的优势。田间试验结果表明节点遭受不同程度损坏时,仿蛛网部署仍可通过备用链路进行数据传输,相较非交叠分簇部署、栅格部署具有更优的抗毁性。人工蛛网模型抗毁性量化分析可为优化农田无线传感器网络部署,实现规模化可靠应用提供参考。

一种低压电力线通信改进分级蚁群路由算法

提出了一种应用于低压电力线通信的改进分级蚁群路由算法。首先采用人工蛛网方法对低压电力线通信网络进行组网,将低压配电网分割成由多个人工蛛网子网组成的分级网络;在此基础上,应用改进分级蚁群路由算法进行路径寻优,建立基站与网络内任意节点通信的最优路由。此算法解决了低压电力线通信的路由优化问题,为通过建立路由提高低压电力线通信可靠性提供了新的思路。仿真研究表明,该算法能有效延长低压电力线通信距离,提高算法效率,具有一定的实际指导意义。

基于多因素加权的电力线通信组网算法

电力线通信技术是建设坚强智能电网的重要手段。低压电力线通信因其强干扰、强衰减和强时变特性,严重限制了信号的传输距离。为了改善这种情况,从网络层入手,提出了一种基于多因素加权的低压电力线通信组网算法。该算法对传统分簇算法进行改进,在选择簇头节点时综合考虑节点连通度、节点负载情况以及节点有效通信距离和等因素,旨在解决以单一变量作为选举条件的簇结构不稳定的问题,同时借鉴人工蛛网的思想,为节点引入可通信的同层邻居节点作为备份路径,解决路径单一问题。将该方法与传统算法进行了对比,实验结果表明,改进后的算法选择簇头的方式更为合理,有利于保障节点公平性和负载平衡,同时备份路径的存在保障了通信可靠性,对于提高低压电力线通信组网的灵活性有一定的指导意义。

一种新型低压配电网电力线通信路由算法

为了准确分析低压配电网电力线通信中的通信时延和吞吐量问题,提出了一种用于低压配电网树型物理拓扑路由的人工蛛网路由算法(ACRA)。介绍了线路的建立、维护和改造,为进一步的研究提供了理论依据,准确地计算了网络的通信时延。仿真分析对基于OpNET14.5的通信延时和吞吐量证明了理论计算的正确性。对于ACRA的性能评价,在含有噪声的环境中建立了包含ACRA的电力线通信(PLC)节点的测试。实验结果表明该算法有效的保证了PLC的服务质量(Qos)和可靠性。