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利用电力线进行数据通讯已不是什么新的想法,但由于电力线不是为数据通讯而设计的,它不是一个理想的通讯媒介。这个特性使得在过去它并没有得到广泛的应用,随着调制技术的不断发展,从电力线上得到可靠的数据传输已成为可能。电力线分布的广泛性,利用的方便性等显著特点使得它在许多领域中得到应用,目前它的主要应用有以下的几个方面:1、计算机联网及Internet接入;2、小区安全监控系统;3、智能自动抄表系统;4、家庭智能网络管理系统。然而,利用电力线网络来高速,可靠的传输信息,还有许多复杂的技术问题需要进行研究和解决。本文主要在就以电力线网络为基础的家庭网络的调制技术、媒质接入控制(MAC)协议和TCP协议方面进行了探讨。 电力线信道呈现出高衰减和噪声的多变,同时又受到了EN 50065对通讯频率的限制,存在着更多的通讯困难。本文通过对几种调制技术进行比较得出正交频分复用(OFDM)是宽带高速电力线通讯系统(PLC)中最有发展前途的调制技术之一。同时调制中必须采用采用信道自适应技术和差错控制技术,这也是电力线的调制技术与其它调制技术的不同点。 由于电力线的信道特性,相应的MAC协议满足这些特性的要求。作者提出了高速电力线通讯协议的评价标准为:能提供高速率的有效MAC层的数据传输率;能动态的适应电力线信道的时变特性;能够保证服务质量,特别是在媒质接入时延的保证。通过对现有的两种产品(HomePlug和Inari)的MAC协议:类似无线通讯CSMA/CA协议(以竞争为基础)和集中式的令牌环(CTP)协议(避免竞争)的媒质接入控制的原理进行分析和计算,对两个协议进行了性能评价及分析了它们对QoS的支持。 电力线在带宽、速率、传播时延和信道的可靠性方面的特殊性,通过对MAC层协议的分析得出媒质接入时延的不确定性,对TCP的参数设定及TCP阻塞技术提出了特别的要求。现有的TCP版本都不能解决这个问题。 本文在对多个TCP协议的分析后,利用ns-2仿真软件,来寻找一种最为合适电力线通讯特点的TCP的协议。TCPW协议通过ACK的接收率计算带宽,再通过带宽来进行重传计时器和窗口的管理。为了能够更为确切的模仿电力线的信道。在仿真模型中,引入一个新的错误模型,它不仅考虑到了错误发生的频率,还考虑到了它的强度。在对仿真结果分析后,TCPW协议比其他的协议更适应电力线的通讯特点,能够得到较好的网络性能。本文就改善TCP在电力线的应用进行了初步的尝试。