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通过卫星进行的物联网将越来越普及
(转载:www.idcew.com)

几年来,物联网(IoT)一直是一个不断发展的现实。机器(节点)之间相互通信的可能性已经为那些有望对我们的生活产生深远影响的应用程序铺平了道路。它们包括智能农业、家庭自动化和车辆之间的通信。


物联网的关键要素之一是机器之间的无线通信,即机器对机器(M2M)通信。与4G或WiFi等移动网络不同,很大一部分M2M通信的特点是传输速度非常低,数据包非常小,设备数量巨大。这些特点对协调电信网络提出了重大挑战。

最近的研究提出了高效、低复杂度的算法,借助先进的卫星随机接入方案,通过卫星接入物联网的可能性越来越大。研究开发的一项研究发表在国际卫星通信和网络杂志,其作者之一是朱塞佩•Cocco,信息和通讯技术部门研究员(DTIC)和德国航空航天中心(DLR),以及欧洲航天局的研究人员。

与同一颗卫星相连的传感器数量可能非常多

让我们假设一种作物有一个与卫星相连的湿度传感器,只有当湿度低于某一阈值时,卫星才会传送信息。传感器可能在很长一段时间内不会发送任何信息,当它决定这样做时,数据量非常小(只有几位)。在这种情况下,与卫星网络建立连接所需的控制数据量可能超过传感器传输的有用数据量(有效载荷)。

虽然在处理单个传感器时这似乎不是问题,但在卫星网络中,连接到单个卫星的传感器数量可能非常高。尽管每个传感器偶尔传输少量数据,但总流量可能非常大。此外,在M2M流量中删除或减少控制信息可能导致来自不同传感器的信号相互干扰,这可能导致发送的信息丢失,在流量大的情况下,甚至会导致网络崩溃。

 

在这种情况下,据悉M2M交通控制信息是一个重要但必要的浪费资源,以避免干扰,从而导致需要使用更广泛的带宽、更大、更昂贵的卫星或更多,更高的M2M通信成本和对物联网的发展产生负面影响。

为了解决这一问题,近年来开发了新的先进的多随机接入系统,在不影响网络性能的前提下,大大限制了控制信息。这些系统的工作方式非常反直觉,也就是说,它们不是试图避免干扰,而是增加干扰,让每个节点传输同一消息的多个副本,而不知道是否有其他人在同时传输。

“关键在于接收器如何利用这种干扰来清除接收到的信号,从中提取有用的信息,”Cocco解释道。“了解这些系统是如何工作的,你可以想想吃洋蓟:每次你删除一个叶你吃的好一点,但是下面的叶子也释放,所以至少有一个新的叶子,每次都可以删除,”文章的合著者补充说。

国际科学期刊上的几篇文章已经证实,基于每个消息的多个副本的随机多重访问是非常有前途的。然而,研究人员解释说,这些研究使用了简化(需要更简单地处理方程和模拟),不允许在真实环境中评估这些系统的性能。

“我们的贡献超越了这些简化。我们研究了现实系统中存在的各种元素对整个系统的影响(比如许多物联网节点中典型的低成本电子产品的缺陷),并开发了有助于增强系统抵御这些元素的算法。因此,我们特别努力开发既高效又低复杂度的算法,让通过卫星的物联网变得越来越高效,每个人都可以访问,”Cocco总结道。

(转载:www.idcew.com)
 
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