低壓電力線通信網絡性能的博弈分析及優化

崔 瑩, 劉曉勝, 徐殿國

(哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院, 黑龍江省哈爾濱市 150009)

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智能電網作為中國能源發展的重點對象,其建設離不開智能配電網。配電網的數據通信是建設智能配電網的關鍵技術之一,也是智能配電業務應用的重要支撐[1]。與低壓配電通信網的其他通信技術相比,電力線載波通信(PLC)省去了專業通信電纜和設備,又有著廣闊的發展前景和實用價值。目前PLC國標主要有HomePlug AV系列,IEEE 1901,PRIME等[2-3]。國標規定了各自協議介質訪問控制(MAC)層的信道接入機制,即載波偵聽多路訪問(CSMA)或與時分多址(TDMA)相混合機制[3],一定程度上解決了資源受限的低壓PLC網絡性能相對較低的問題。然而,在MAC層上無任何一種信道接入協議可在任意場景下均使網絡達到最優性能。因此,從PLC非對稱信道及噪聲對通信影響的特性出發,考慮到其與無線通信、計算機網絡等在物理鏈路上信道共享的共性,借鑒現有成熟無線通信MAC協議思想,研究適用于PLC的改進型信道接入方法,對加強網絡認知、提升性能等均有重要意義[4]。由于現階段PLC領域對MAC接入協議優化研究相對較少,在無線通信領域研究相對較多。文獻[5]通過轉換公式得到退避窗口與標準協議的平均退避窗口相同時,p-堅持CSMA與標準平均退避窗口值相同。該模型與標準協議非常接近。因此,適用在IEEE標準(如PLC-IEEE 1901)上開展理論研究。文獻[6]對p-CSMA建模研究可知,該方法存在著節點采用固定接入概率發送數據分組較難保證負載變化時的網絡性能缺陷?！?br>