張長青　楊春光　梁麗　曹華鋒　孫廣

摘? ?要：為了準(zhǔn)確分析低壓配電網(wǎng)電力線通信中的通信時(shí)延和吞吐量問題，提出了一種用于低壓配電網(wǎng)樹型物理拓?fù)渎酚傻娜斯ぶ刖W(wǎng)路由算法（ACRA）。介紹了線路的建立、維護(hù)和改造，為進(jìn)一步的研究提供了理論依據(jù)，準(zhǔn)確地計(jì)算了網(wǎng)絡(luò)的通信時(shí)延。仿真分析對(duì)基于OpNET14.5的通信延時(shí)和吞吐量證明了理論計(jì)算的正確性。對(duì)于ACRA的性能評(píng)價(jià)，在含有噪聲的環(huán)境中建立了包含ACRA的電力線通信（PLC）節(jié)點(diǎn)的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法有效的保證了PLC的服務(wù)質(zhì)量（Qos）和可靠性。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);電力線通信;人工蛛網(wǎng)路由算法;可靠性;服務(wù)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TP39? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：In order to analyze the communication delay and throughput of power line communication in low voltage distribution network accurately，this paper presents and analyzes an artificial spider network routing algorithm （ACRA） for tree-based Physical Topology Routing in low voltage distribution network. The establishment，maintenance and transformation of the line are introduced. It provides a theoretical basis for further research and accurately calculates the network communication delay. The simulation analysis proves the correctness of the theoretical calculation for the communication delay and throughput based on OpNET14.5. For the performance evaluation of ACRA，the test of power line communication （PLC） node including ACRA is established in noisy environment. Experimental results show that the algorithm effectively guarantees the quality of service （Qos） and reliability of PLC.

Key words：smart grid;power line communication;artificial spider routing algorithm;reliability;quality of service.

隨著智能電網(wǎng)和用電需求量的不斷發(fā)展，低壓（LV）配電網(wǎng)中的電力線通信（PLC）已成為終端用戶和供電商之間進(jìn)行信息交流的潛在技術(shù)之一。目前，對(duì)PLC的研究主要集中在信道的輸入阻抗[1]、衰減特性[2]、信道噪聲特性[3]、信道模型[4]、阻抗匹配[5]、耦合電路設(shè)計(jì)[6]、電力線噪聲抑制技術(shù)[7]、正交頻分復(fù)用應(yīng)用[8]和跳頻調(diào)制解調(diào)技術(shù)等[9]。通過建立網(wǎng)絡(luò)路由或中繼技術(shù)，可從網(wǎng)絡(luò)層面提高PLC系統(tǒng)的可靠性。

在文獻(xiàn)[10]提出的低壓配電網(wǎng)總線型數(shù)據(jù)通信層的人工蛛網(wǎng)路由算法基礎(chǔ)上，分析了一種用于低壓配電網(wǎng)樹型物理拓?fù)渎酚傻娜斯ぶ刖W(wǎng)路由算法，進(jìn)一步改進(jìn)了人工蛛網(wǎng)路由算法。為進(jìn)一步的研究提供理論依據(jù)，準(zhǔn)確地計(jì)算出聯(lián)網(wǎng)后的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。仿真結(jié)果表明，人工蛛網(wǎng)路由算法可以有效地保證電力線通信的QoS和可靠性。

1? ?人工蛛網(wǎng)路由算法

1.1? ?低壓PLC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

對(duì)于三相配電網(wǎng)，變壓器次級(jí)側(cè)之間的信號(hào)衰減非常大。沒有相位耦合，每個(gè)相位可以視為平行的且相對(duì)獨(dú)立[11]，因此，任何一個(gè)相位的拓?fù)涠伎梢猿蔀檠芯康慕裹c(diǎn)。本文在文獻(xiàn)[12]提出的低壓配電網(wǎng)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上建立了單相配電網(wǎng)，如圖1所示。

基站（BS）負(fù)責(zé)收集和協(xié)調(diào)來自網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù);BS與廣域網(wǎng)（WAN）連接以進(jìn)行外部信息交換。在實(shí)踐中，信號(hào)隨著傳輸距離而衰減[13]。因此，只有與BS具有較短物理距離的終端節(jié)點(diǎn)才能夠保證可靠的通信。在傳輸距離較遠(yuǎn)的情況下，傳統(tǒng)的輪詢方法不能保證BS與遠(yuǎn)離BS的節(jié)點(diǎn)之間直接通信，因此通信的成功率可能非常

低[14]。為了解決這個(gè)問題，本文提出了一種新型人工蛛網(wǎng)路由算法。在該方法中，首先在BS與一些節(jié)點(diǎn)之間建立通信路由。然后將節(jié)點(diǎn)視為中繼節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展通信距離，并且逐漸將所有節(jié)點(diǎn)都連接到通信系統(tǒng)。最后，完成BS與所有節(jié)點(diǎn)之間的路由。因此，有必要選擇中繼節(jié)點(diǎn)并建立、維護(hù)和重構(gòu)路由。

1.2? ?人工蛛網(wǎng)路由算法

本文提出了一種基于單層人工蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)的路由算法。在圖2所示的單層人工蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，中心節(jié)點(diǎn)（如圖2中的節(jié)點(diǎn)I）負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和處理來自子網(wǎng)內(nèi)的外圍節(jié)點(diǎn)（如圖2中的節(jié)點(diǎn)1，2，3、……、h）的信息。此外，中心節(jié)點(diǎn)是中心節(jié)點(diǎn)和其他相關(guān)子網(wǎng)的BS之間的通信。在具有人工蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，BS到任何一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的通信路由是唯一的。

假設(shè)物理鏈路如圖1所示，本文假設(shè)：

（1）聯(lián)網(wǎng)過程中的所有節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)記錄接收信息的物理信號(hào)強(qiáng)度β;

（2）網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何節(jié)點(diǎn)都可以與至少一個(gè)其他節(jié)點(diǎn)通信;

（3）每個(gè)節(jié)點(diǎn)試圖在最大物理范圍內(nèi)找到可能的節(jié)點(diǎn)數(shù);

（4）BS的邏輯ID為0，并且已經(jīng)分配了邏輯ID的節(jié)點(diǎn)不再參與新的邏輯ID分配過程;

（5）在完成聯(lián)網(wǎng)之后，中心節(jié)點(diǎn)不會(huì)成為不良節(jié)點(diǎn)（由于信道條件發(fā)生變化，無法與其他節(jié)點(diǎn)通信的節(jié)點(diǎn)）。

1.2.1? ?初始化算法

本文結(jié)合圖1說明人工蛛網(wǎng)路由初始化算法，首先還需對(duì)路由初始化算法做如下假設(shè)：

（1）網(wǎng)絡(luò)廣播只能由與BS物理距離近的節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)9截獲;

（2）h2是節(jié)點(diǎn)10～16中的任何一個(gè);

（3）節(jié)點(diǎn)17～24沒有接收到來自h2的廣播;

則具體步驟為：

步驟1：當(dāng)BS發(fā)送網(wǎng)絡(luò)廣播時(shí)，為了便于解釋算法的過程，節(jié)點(diǎn)依次向BS發(fā)送響應(yīng)，并由BS分配邏輯ID（1到9）。節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)9接收來自BS的廣播，這表明在這些節(jié)點(diǎn)物理范圍內(nèi)的鏈路處于良好狀態(tài)，并且9個(gè)節(jié)點(diǎn)可以直接或間接地彼此通信。BS從這9個(gè)節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)h1作為中心節(jié)點(diǎn)。

步驟2：節(jié)點(diǎn)h1發(fā)送廣播，其余8個(gè)節(jié)點(diǎn)接收廣播，記錄h1的邏輯ID（沒有邏輯ID的節(jié)點(diǎn)不響應(yīng)廣播），并向h1發(fā)送響應(yīng)。中心節(jié)點(diǎn)h1記錄外圍節(jié)點(diǎn)的邏輯ID以生成路由表。將路由表發(fā)送到BS，從而完成子網(wǎng)1（單層人工蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)）的人工蛛網(wǎng)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，并記錄9個(gè)節(jié)點(diǎn)所在的邏輯層為層1。

步驟3：節(jié)點(diǎn)h1發(fā)送網(wǎng)絡(luò)廣播，廣播由節(jié)點(diǎn)10～24接收，其中，包含這些節(jié)點(diǎn)的邏輯層記錄為層2。重復(fù)步驟1，節(jié)點(diǎn)h1分配邏輯ID并選擇中心節(jié)點(diǎn)h2，h2發(fā)送廣播并重復(fù)步驟2，位于不同分支中的節(jié)點(diǎn)17～24不接收來自h2的廣播，或者如果它們確實(shí)接收到廣播，由于信號(hào)衰減，則廣播強(qiáng)度較弱。在這種情況下，引入信號(hào)強(qiáng)度β的綜合指數(shù)以進(jìn)一步判斷：

其中，s是物理信號(hào)強(qiáng)度的特征值，l是信息源所屬的子網(wǎng)的層數(shù)，η是不同節(jié)點(diǎn)之間通信成功的概率，η可以從實(shí)際的統(tǒng)計(jì)值得到，η的值越高表示層之間的通信可靠性越高。相反，η的值越低表示表示層之間的通信可靠性越低。

步驟4：h2和h3再次發(fā)送廣播，假設(shè)節(jié)點(diǎn)25～36接收來自h2的廣播，重復(fù)步驟3，選擇中心節(jié)點(diǎn) h4和h5以在不同的分支中形成新的蛛網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng) h3廣播的邏輯ID響應(yīng)沒有節(jié)點(diǎn)并且獲得空響應(yīng)時(shí)，則停止聯(lián)網(wǎng)。

步驟5：h4和h5發(fā)送廣播并重復(fù)步驟3。當(dāng)h4和h5廣播的邏輯ID響應(yīng)沒有節(jié)點(diǎn)時(shí)并獲得空響應(yīng)時(shí)，則停止聯(lián)網(wǎng)。規(guī)定第3層是h4和h5所在的蛛網(wǎng)邏輯層。h4和h5通過選擇h2和h1作為中繼節(jié)點(diǎn)并將路由表發(fā)送給BS完成初始化。

如果第3層的中心節(jié)點(diǎn)h4和h5仍然接收沒有邏輯ID的節(jié)點(diǎn)，則它們重復(fù)聯(lián)網(wǎng)過程，直到所有節(jié)點(diǎn)具有邏輯ID并連接到網(wǎng)絡(luò)。然后將建立網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的通信路由。

1.2.2? ?路由算法示例

圖1中的單相配電網(wǎng)由一個(gè)BS和36個(gè)終端節(jié)點(diǎn)組成。在人工蛛網(wǎng)初始化算法之后，網(wǎng)絡(luò)的MAC層反映了圖3所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

通過9個(gè)節(jié)點(diǎn)截獲BS的一個(gè)廣播，然后這9個(gè)節(jié)點(diǎn)將逐一響應(yīng)BS以接收邏輯ID。BS選擇邏輯ID為5的節(jié)點(diǎn)作為第1層的中心節(jié)點(diǎn)，然后，這些節(jié)點(diǎn)基于步驟1和步驟2在MAC層中構(gòu)成蛛網(wǎng)。具有邏輯ID為5的節(jié)點(diǎn)繼續(xù)廣播，并被來自不同物理分支的15個(gè)節(jié)點(diǎn)截取，然后為這些節(jié)點(diǎn)分配邏輯ID為10～24。選擇具有邏輯ID為13的節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)。如果在該中心節(jié)點(diǎn)的廣播未被具有在另一分支中分配的邏輯ID節(jié)點(diǎn)攔截時(shí)，該節(jié)點(diǎn)將向節(jié)點(diǎn)5發(fā)送消息。然后，節(jié)點(diǎn)5重新選擇節(jié)點(diǎn)19作為中心節(jié)點(diǎn)來完成第2層的網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)實(shí)際環(huán)境和時(shí)間延遲的冗余計(jì)算，本文規(guī)定在所建立的第2層中心節(jié)點(diǎn)之前，節(jié)點(diǎn)5等待10s來收集所有回復(fù)。中心節(jié)點(diǎn)13和19用相同的算法搜索，直到其余節(jié)點(diǎn)獲得邏輯ID以完成第3層中的網(wǎng)絡(luò)。

在完成蛛網(wǎng)路由初始化之后，每個(gè)中心節(jié)點(diǎn)記錄同一子網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)邏輯ID和網(wǎng)絡(luò)層數(shù)。外圍節(jié)點(diǎn)記錄它們自己的節(jié)點(diǎn)和中心節(jié)點(diǎn)的邏輯ID和網(wǎng)絡(luò)層數(shù)。路由表的復(fù)雜度和長度由網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的數(shù)量決定。

2? ?路由維護(hù)與重構(gòu)算法

2.1? ?路由維護(hù)原理

由于低壓電力線網(wǎng)絡(luò)的開放性和時(shí)間可變性，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行期間將出現(xiàn)不良節(jié)點(diǎn)。本文提出了維護(hù)路線的兩個(gè)原則，以確保BS數(shù)據(jù)收集的成功率：

原則1：當(dāng)路由引起的不良節(jié)點(diǎn)中斷已經(jīng)完成的網(wǎng)絡(luò)操作時(shí)，則開始重建不良節(jié)點(diǎn)的本地路由過程。

原則2：在網(wǎng)絡(luò)的空閑時(shí)段期間，BS發(fā)起路由檢測(cè)指令。如果找到不良節(jié)點(diǎn)，則實(shí)施原則1以建立新的通信路由。

在100 m×100 m樹型網(wǎng)格的次級(jí)側(cè)，本文設(shè)置了39個(gè)終端用戶節(jié)點(diǎn)和一個(gè)BS節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)1），如圖4所示。人工蛛網(wǎng)路由算法（ACRA）的結(jié)果如圖5所示，具有樹形拓?fù)涞木W(wǎng)格中每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅有單個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路，如圖4所示。如果一個(gè)通信鏈路（如鏈路21-31）被中斷，則除非整個(gè)網(wǎng)絡(luò)被重建，否則中斷的通訊鏈接無法恢復(fù)。

在圖5所示的ACRA網(wǎng)絡(luò)中，同一層中的節(jié)點(diǎn)（如節(jié)點(diǎn)23，28，33，36）可以與其他節(jié)點(diǎn)通信。當(dāng)一個(gè)通信鏈路中斷時(shí)，由于附加的切向連接，外圍節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)與中心節(jié)點(diǎn)通信。例如，當(dāng)鏈路28-33中斷時(shí)，外圍節(jié)點(diǎn)28可以通過選擇外圍節(jié)點(diǎn)23作為中繼節(jié)點(diǎn)來與中心節(jié)點(diǎn)33通信。在聯(lián)網(wǎng)之后，BS可以通過中心節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點(diǎn)通信，該中心節(jié)點(diǎn)充當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)。表1使用ACRA的通信質(zhì)量比使用樹拓?fù)涓行?，因此，ACRA可以有效降低網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)頻率。

2.2? ?路由重構(gòu)算法

如圖3所示，本文假設(shè)邏輯層2中的中心節(jié)點(diǎn)13在數(shù)據(jù)處理延遲tproc之后，沒有接收到由節(jié)點(diǎn)11發(fā)送的任何信息，則確認(rèn)節(jié)點(diǎn)11是不良節(jié)點(diǎn)。然后，節(jié)點(diǎn)13運(yùn)用以下過程來重構(gòu)本地路由：

步驟1：中心節(jié)點(diǎn)13將重建廣播并發(fā)送到其相同子網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)。

步驟2：截取指令用于路由重構(gòu)節(jié)點(diǎn)依次輪流轉(zhuǎn)發(fā)指令，并將自己的邏輯ID添加到數(shù)據(jù)分組中。

步驟3：節(jié)點(diǎn)11記錄重構(gòu)廣播信號(hào)的物理強(qiáng)度，計(jì)算并選擇具有最大β強(qiáng)度的節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)，并向節(jié)點(diǎn)12發(fā)送響應(yīng)，節(jié)點(diǎn)11以節(jié)點(diǎn)12作為中繼節(jié)點(diǎn)并建立到中心節(jié)點(diǎn)13的通信路由。

步驟4：節(jié)點(diǎn)12向節(jié)點(diǎn)13發(fā)送信息，節(jié)點(diǎn)13更新路由表。

步驟5：節(jié)點(diǎn)13逐層地將信息發(fā)送到相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的BS以更新路由表。然后，完成用于路由不良節(jié)點(diǎn)的重建過程。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)不良節(jié)點(diǎn)時(shí)，并非所有節(jié)點(diǎn)都必須重構(gòu)路由。僅涉及與不良節(jié)點(diǎn)相同的子網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)重構(gòu)路由，極大地縮短了路由重建和維護(hù)時(shí)間，并提高了系統(tǒng)的效率。

2.3? ?算法的時(shí)序策略

PLC只允許一個(gè)節(jié)點(diǎn)在任何給定的時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)，因此有必要提出一個(gè)合理的時(shí)序策略。否則，通道沖突將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能。利用子網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序，將人工蜘蛛網(wǎng)路由算法（ACRA）與集群簡單輪詢（CSP，用于解決PLC訪問中"靜默節(jié)點(diǎn)"問題的一般輪詢方法）進(jìn)行比較。在ACRA中的兩個(gè)外圍節(jié)點(diǎn)之間的通信間隔時(shí)間TWT定義為：

其中，TP表示一個(gè)外圍節(jié)點(diǎn)的管理處理延遲;TT表示節(jié)點(diǎn)間的信號(hào)傳輸時(shí)間;TR表示通信冗余時(shí)間。通常，電力線中的信號(hào)傳輸時(shí)間TT足夠快，可以忽略不計(jì)。本文假設(shè)TWT為150ms，利用數(shù)據(jù)沖突和信道利用率來驗(yàn)證蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)的通信效果。

3? ?時(shí)延分析

3.1? ?不含不良節(jié)點(diǎn)的時(shí)延分析

通信時(shí)延是服務(wù)質(zhì)量（Qos）的重要衡量指標(biāo)，因此有必要準(zhǔn)確計(jì)算人工蛛網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的通信時(shí)延。在樹形拓?fù)渲?，任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間只有一個(gè)鏈路連通，由于信道噪聲和其它不確定性導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)通信失敗，則不能準(zhǔn)確地計(jì)算恢復(fù)通信的時(shí)間，延遲時(shí)間可以是暫時(shí)的或永久的。因此，本文不計(jì)算樹拓?fù)涞臅r(shí)間，分組ttx的傳輸時(shí)間為：

其中，p是分組大小，Band是通信速率。本文提出了數(shù)據(jù)處理延遲tproc = 0.5s。

聯(lián)網(wǎng)后，影響通信延遲的唯一因素是連接節(jié)點(diǎn)的子網(wǎng)。對(duì)于選擇與中繼節(jié)點(diǎn)相同中心節(jié)點(diǎn)的不同子網(wǎng)，通信延遲是相同的。因此，本文在圖3中分別從第1層、第2層和第3層中選擇子網(wǎng)1、子網(wǎng)3和子網(wǎng)4來計(jì)算延遲。首先，本文計(jì)算外圍節(jié)點(diǎn)的延遲，并且沒有不良節(jié)點(diǎn)的子網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)與BS通信。

4? ?仿真與實(shí)驗(yàn)

4.1? ?仿真環(huán)境與參數(shù)

為了模擬實(shí)際低壓配電網(wǎng)的配電環(huán)境，本文在50m范圍內(nèi)設(shè)置了21個(gè)終端節(jié)點(diǎn)和一個(gè)BS節(jié)點(diǎn)，并用PC為模擬平臺(tái)，以O(shè)pnet14.5為編譯仿真環(huán)境。假設(shè)所有節(jié)點(diǎn)形成三個(gè)人工蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并且該結(jié)構(gòu)在整個(gè)模擬期間保持不變。圖9給出了組網(wǎng)后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中subnet_0表示BS節(jié)點(diǎn)，subnet_1_0，subnet_2_0和subnet_3_0是子網(wǎng)的中心節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)是終端節(jié)點(diǎn)。基于Konnex準(zhǔn)則[15]，本文將信道傳輸速率設(shè)置為2.4 kbps，并將數(shù)據(jù)包大小設(shè)置為24bit。

4.2? ?仿真結(jié)果與分析

根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的24 bit/s的生成速率，subnet_3_0到subnet_2_0的鏈路吞吐量為168 bit/s。subnet_2_0到subnet_1_0的鏈路吞吐量（包括子網(wǎng)3和子網(wǎng)2的數(shù)據(jù)）為336 bit/s。subnet_1_0-subnet_0的鏈路吞吐量（包括所有21個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)）為504 bit/s。subnet_3_0到subnet_2_0，subnet_2_0到subnet_1_0和subnet_1_0到subnet_0的鏈路吞吐量仿真結(jié)果如圖10（a）所示。該圖顯示出每個(gè)鏈路的吞吐量模擬結(jié)果與理論計(jì)算相同。根據(jù)等式（3），計(jì)算出的每個(gè)鏈路的傳輸延遲為0.07 s，0.14 s和0.21 s。每個(gè)鏈路之間的數(shù)據(jù)傳輸延遲的仿真結(jié)果如圖10b所示，延遲模擬結(jié)果也與理論計(jì)算相同。仿真結(jié)果表明，在吞吐量和傳輸時(shí)延的一定的情況下，該組網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以保證電力線通信的QoS。

4? ?結(jié)? ?論

分析了智能電網(wǎng)中低壓配電網(wǎng)樹形物理拓?fù)涞娜斯ぶ刖W(wǎng)路由算法，進(jìn)一步改進(jìn)了人工蛛網(wǎng)路由算法，并對(duì)通信時(shí)延和吞吐量進(jìn)行了計(jì)算和仿真。結(jié)論如下：

（1）該路由算法解決了部分節(jié)點(diǎn)由于數(shù)據(jù)連接有限而導(dǎo)致無法訪問PLC系統(tǒng)的問題，并提高了通信可靠性。使用該算法，組網(wǎng)之后的路由維護(hù)過程簡單而有效。路由重構(gòu)算法在局部網(wǎng)絡(luò)層對(duì)不良節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由重構(gòu)，避免了對(duì)系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由重構(gòu)的需要，從而提高了通信系統(tǒng)的效率，增強(qiáng)了PLC系統(tǒng)的抗破壞能力。

（2）根據(jù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理能力，人工蛛網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的通信延遲和數(shù)據(jù)吞吐量保證了PLC中的QoS。該路由算法具有實(shí)用性和可操作性的特點(diǎn)。

（3）每個(gè)節(jié)點(diǎn)按照嚴(yán)格的時(shí)間序列發(fā)送數(shù)據(jù)，大大降低了信道沖突率，提高了信道利用率。因此，該算法提高了系統(tǒng)的通信可靠性。本研究結(jié)果證明，蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)是提高低壓PLC可靠性，保證PLC的QoS有效路由方法。該路由算法還可以為其他網(wǎng)絡(luò)提供新穎的路由方法，例如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和Addhoc網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

[1]? ? 王艷，王東，焦彥軍，等.中壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置對(duì)PLC信道特性的影響分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2017，45（10）：62—68.

[2]? ? 張國平，周改云，褚龍現(xiàn)，等.基于PLC信道的圖像傳輸在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)與清潔能源，2015，31（09）：33—38.

[3]? ? 謝志遠(yuǎn)，曹旺斌，尹成群，等.PLC信道噪聲分析與仿真[J].中國電力，2015，48（08）：146—149.

[4]? ? 谷志茹，劉宏立，詹杰，等.智能電網(wǎng)窄帶OFDM通信系統(tǒng)噪聲抑制[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2014，29（11）：269—276.

[5]? ? 許國強(qiáng)，馮秀玲.電力線載波系統(tǒng)的寬帶耦合電路探究[J].中國電力教育，2014（17）：127—128.

[6]? ? 金東亞.電力線通信（PLC）調(diào)制解調(diào)器研究[J].信息通信，2014（04）：221—222.

[7]? ? 邵昱，李晨，王超，等.智能電網(wǎng)下低壓電力線通信的特性研究[J].廣東電力，2014，27（02）：100—104.

[8]? ? 肖元強(qiáng)，曹敏，李川，等.基于PSO的低壓電力線載波通信阻抗自適應(yīng)匹配[J].中國電力，2014，47（01）：133—137.

[9]? ? 張皓嵐，羅寧昭.PLC技術(shù)在艦船通信中的應(yīng)用初探[J].艦船電子工程，2013，33（02）：58—60.

[10]? CUI Y，LIU X，CAO J，etal. Network performance optimization for low-voltage power line communications[J]. Energies，2018，11（5）：1266.

[11]? 李鄢，姚偉瑾，厙翠樓，等.PLC控制變壓器冷卻系統(tǒng)方法的研究與應(yīng)用[J].供用電，2015，32（10）：76—80.

[12]? NUUTINEN P，PINOMAA A，JUHA-P S，etal. On common-mode and RF EMI in a low-voltage DC distribution network[J]. IEEE Transactions on Smart Grid，2017，5（5）：2583—2592.

[13]? 郭建橋.提升PLC系統(tǒng)中模擬量信號(hào)傳輸質(zhì)量的方法[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2013（08）：23+50.

[14]? 馬文靜，孫鳳杰，高波，等.融合工頻通信的電力線載波路徑搜索算法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2017，41（03）：141—146.

[15]? 王濤，陳超，胡文芳.融合PLC的LED可見光通信音頻傳輸系統(tǒng)的研究[J].電子產(chǎn)品世界，2017，24（Z1）：45—47