Tingenes internet via satellit bliver stadig mere tilgængelig

I nogle år nu, tingenes internet (IoT) har været en virkelighed i konstant udvikling. Muligheden for at maskiner (noder) kan kommunikere med hinanden har banet vejen for applikationer, der lover at have en dybtgående indvirkning på vores liv. De omfatter smart landbrug, hjemmeautomatisering og kommunikation mellem køretøjer.

Et af nøgleelementerne i IoT er trådløs kommunikation mellem maskiner, kendt som maskine-til-maskine (M2M) kommunikation. I modsætning til mobilnetværk som 4G, eller WiFi -netværk, en betydelig andel af M2M -kommunikation er kendetegnet ved meget lave transmissionshastigheder, meget små datapakker og et stort antal enheder. Disse funktioner udgør en stor udfordring med hensyn til koordinering af telekommunikationsnetværk.

Nyere forskning viser effektiv, algoritmer med lav kompleksitet, så tingenes internet via satellit i stigende grad er tilgængelig, takket være implementeringen af ​​avancerede vilkårlige adgangsordninger via satellit. Forskningen er udviklet i en undersøgelse offentliggjort i International Journal of Satellite Communications and Networking , hvoraf en af ​​forfatterne er Giuseppe Cocco, en forsker ved Institut for Information og Kommunikationsteknologier (DTIC) og ved German Aerospace Center (DLR), sammen med forskere fra European Space Agency.

Antallet af sensorer forbundet til den samme satellit kan være ekstremt højt

Lad os antage, at en afgrøde har en fugtføler tilsluttet en satellit, der kun sender information, når luftfugtigheden falder under en bestemt tærskel. Sensoren sender muligvis ikke nogen information i lang tid, og når den beslutter at gøre det, datamængden er meget lille (kun et par bits). I dette tilfælde, mængden af ​​kontroldata, der er nødvendig for at etablere en forbindelse med satellitnetværket, kan overstige mængden af ​​nyttige data (nyttelast), der sendes af sensoren.

Selvom dette måske ikke virker som et problem, når det drejer sig om en enkelt sensor, for satellitnetværk kan antallet af sensorer, der er forbundet til en enkelt satellit, være ekstremt højt. Selvom hver sensor meget lejlighedsvis sender en lille mængde data, den samlede trafikmængde kan være meget stor. Ud over, fjernelse eller reducering af kontrolinformation i M2M -trafik kan føre til, at signaler fra forskellige sensorer forstyrrer hinanden, som kan forårsage tab af sendte oplysninger og, i tilfælde af tung trafik, selv til et netværkskollaps.

I denne sammenhæng forstås det, hvordan M2M -trafikstyringsinformation er et betydeligt, men nødvendigt ressursspild for at undgå forstyrrelser, hvilket kan føre til behovet for at bruge en bredere båndbredde, større og dyrere satellitter eller flere af dem, en højere omkostning ved M2M -kommunikation og en negativ indvirkning på udviklingen af ​​IoT.

For at løse dette problem, i de seneste år er der blevet udviklet nye avancerede systemer med flere tilfældige adgangsordninger, der tillader meget begrænsende kontrolinformation uden at påvirke netværksydelsen. Disse systemer fungerer så kontraintuitivt, det er, i stedet for at undgå interferens, de øger det, forlader hver node til at overføre flere kopier af den samme besked uden at vide, om nogen andre sender samtidigt.

"Tricket er i, hvordan modtageren udnytter denne interferens til at rense det modtagne signal, udtræk nyttig information fra det, "forklarer Cocco." For at få en idé om, hvordan disse systemer fungerer, du kan tænke på, hvordan du spiser en artiskok:hver gang du fjerner et blad, spiser du den gode del af det, men bladene nedenfor er også frigivet, så der er mindst et nyt blad, der kan fjernes hver gang, "tilføjer medforfatteren af ​​artiklen.

Flere artikler i internationale videnskabelige tidsskrifter har bekræftet, at tilfældig multiple access baseret på transmission af flere kopier af hver besked er meget lovende. Imidlertid, disse undersøgelser anvender forenklinger (der er brug for at arbejde mere simpelt med ligninger og simuleringer), der ikke gør det muligt at vurdere disse systemers ydeevne i et reelt miljø, forklarer forfatterne af undersøgelsen.

"Vores bidrag går ud over disse forenklinger. Vi har undersøgt indvirkningen på hele systemet af forskellige elementer, der findes i virkelige systemer (såsom ufuldkommenheder i lavpriselektronik, der er typiske for mange IoT -noder) og har udviklet algoritmer, der hjælper med at styrke systemet mod dem. Således, vi har gjort en særlig indsats for at udvikle algoritmer, der på samme tid er effektive og med lav kompleksitet, så IoT via satellit bliver mere og mere effektivt og tilgængeligt for alle, "slutter Cocco.