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随着网络技术、通信技术和计算机技术的发展,物联网和智能电网已成为信息行业的发展方向。智能家居作为物联网的典型应用,已经引起了研究者的广泛关注。而家庭电力线通信(Power Line Communication,PLC)网络是适合智能家居平台的信息传输媒介。与传统通信媒介相比,PLC具有更大的普遍性、丰富的网络接口和更为简单的安装开销。然而家庭电力线通信网络的通信可靠性受到信道衰落和噪声的严重影响。在家庭电力线通信网络中引入中继是解决该问题的有效手段。但是引入中继后,如何确定中继的安装位置,系统的性能如何评估以及如何选择最佳中继等成为急需解决的问题。本文围绕以上问题展开研究,并取得如下成果: 首先,针对家庭电力线通信中继位置选择问题,本文设计了具有中继的典型家庭电力线通信网络拓扑结构,并以信道容量为标准来选择中继位置,给出了信道容量最大化公式。仿真结果表明接收端的主节点处安装中继时信道容量最大。其次,为了研究PLC的通信性能,本文分析了PLC信道的物理模型与统计模型,并仿真分析了物理模型的幅频响应、冲击响应和衰减的长度特性。为了提高家庭PLC网络的通信性能,本文引入了机会中继系统,并给出了该系统的接收端信噪比的概率密度函数与累计分布函数。基于接收端信噪比,给出了在脉冲噪声较小的网络环境中系统的中断概率、平均误码率和平均信道容量的近似闭合式。针对强脉冲噪声环境,本文建立了伯努利-高斯噪声模型,并基于此噪声模型给出了系统平均误码率和平均信道容量的近似闭合式。仿真结果验证了上述闭合式的正确性。上述闭合式可用于评估家庭电力线通信网络中机会中继系统的性能,为实际工程应用提供理论参考。 最后,在总结全文工作的基础上,给出了本文后续进一步探讨的一些问题。