电力线通信技术可以直接应用原有的电线进行数据传输，实现网络通信。只要终端用户在周边有电源，把它接入到网络中，就可以进行电话通信，视频通信等。

利用电力线通信技术也可以组成网络。若该网络服从OSI模型（定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包含的可能的服务），它就可以接入Internet。OSI参考模型中，第三层是网络层，该层主要的工作是为网络包寻找路由。路由是指路由器从一个接口上收到数据包，根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程。

在数据包的转发过程中，路由表充当着非常重要的角色。路由表是路由器或者其它互联网网络设备上存储的表，该表中存有到达特定网络终端的路径。路由器通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑，并通过网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表。

在PLC网络中，路由优化技术是指使用最短路径算法技术来实现路由优化。本课题对电力线网络中路由优化技术进行研究，简单地固定一些特定节点，实现最短路径长度的寻优路径，设计优化方案，并进行仿真。

1.2 背景与意义

电力线通信以电力线为传输媒介，传输模拟或数字信号，通过载波方式实现[1]。由于电力线介质的低成本、安装方便，电力线通信在网络建设中极有广阔的前景。PLC网络已在中国开始实行，而实现PLC网络必须设计最佳路由方案。PLC系统一般用空间数据和属性数据对应到拓扑结构中的节点对象，节点的位置即为空间数据，节点间的距离等即为属性数据。最佳路由算法的设计需要先研究简单的最短路径问题，从而以实现全局最优路径的寻求[10]。

PLC网络中路由的优化，有着广阔的研究前景与实际意义。研究最短路径问题是一个基础，通过分析基本的遗传算法和蚁群算法能够很好地了解寻优的过程，并且也为以后的改进遗传算法，改进蚁群算法以及两种算法的混合使用打好基础，更容易入门和实现。本课题从基本遗传算法和蚁群算法对PLC网络最小路径寻优进行深入研究，在理论与实践上都具有较高的价值。

综合考虑下，我们研究了遗传算法和蚁群算法以实现全局寻求最优路径，得出最短路程并给出最优路径结果。

1.3 研究现状

1.4 论文组织结构

第一章是引言，描述本课题所研究的问题，介绍本课题的背景和意义以及当前的研究现状；第二章是系统建模与总体设计，包含设计目标的确立，系统建模，设计方案选择，NS2仿真方法；第三章利用遗传算法和蚁群算法实现了PLC路由优化，然后对其进行仿真，得出最优路径，并计算最小距离和，同时对结果进行分析；文章的末尾是结论，致谢和参考文献。

2 系统建模与总体设计

本课题基于对PLC网络的深入调查与研究，找出适用于PLC网络的最佳路由方案；研究了PLC网络的特征，进而设计合理的网络拓扑结构，并且使用仿真工具NS2实现了最优路由算法。

对于给定的节点，优化方案有不同分类，如寻求一对一节点的最短距离，M条路径最短距离，实时最短距离，给定必过节点的最短距离以及通过所有节点的最短距离。

2.1设计目标

本文研究的是在电力线网络中，假设给定30个节点的具体坐标，初始化出发点和结束点，从出发点开始传送数据包，必须经过每一个节点且只经过一次，最终到达目标，寻求使得整个过程的路程和最短，并给出最优路径和最短距离。

2.2系统建模

低压配电网本身的用途是传输电力，且电力范围是50到60Hz,可传输一般的数据但并不用来具体实现。电力线信道工作的环境恶劣，信号衰减大，噪声不可估计，阻抗不断变化，这些都使得电力线作为网络传输介质有很大的劣势。综上，我们需要合理地构建PLC网络的系统模型。