دانلود ترجمه مقاله ارتباطات سبز و قابل اعتماد برای اینترنت اشیای صنعتی

1. مقدمه 2. کارهای مرتبط 3. مدل سیستم و بیان مساله 4. یک طرح پروتکل انتقال هیبریدی 5. تحلیل عملکرد رویکرد HTP 6. نتایج تجربی 7. نتیجه گیری

ارتباطات سبز و مطمئن، اهمیت زیادی برای اینترنت اشیای صنعتی دارد. متاسفانه، بخاطر ماهیت تلفات و هدر رفت، دستیابی به انتقال مطمئن، چالش برانگیز است. در این مقاله، یک پروتکل انتقال هیبرید (HTP) نوین برای بیشینه سازی عمر مفید، و در عین حال تضمین قابلیت اطمینان، پیشنهاد شده است. پروتکل پیشنهادی، از پروتکل ارسال-انتظار خودکار تکرار-درخواست در مناطق آنتن فرستنده برای کاهش مصرف انرژی و رویکرد انتقال افزونه برپایه رمزگذاری شبکه با سطح افزونگی وفقی در نواحی غیر آنتن فرستنده برای تضمین قابلیت اطمینان، بهره می گیرد. این پروتکل پیشنهادی می تواند عمر مفید را بهبود بخشد و تاخیر را کاهش دهد و در عین حال قابلیت اطمینان را افزایسش دهد. در مقایسه با ارسال-انتظار خودکار تکرار-درخواست، می تواند عمر مفید را به میزان 15% تا 30% تحت قابلیت اطمینان یکسان بهبود دهد و قابلیت اطمینان را به اندازه 12% تا 45% تحت عمر مفید یکسان، بهبود بخشد. عمر مفید، در مقایسه با روش انتقال افزونه برپایه رمزگذاری شبکه، تحت قابلیت اطمینان یکسان به میزان بیش از یک برابر افزایش یافته است. مقدمه: شبکه های حسگر بی سیم صنعتی، جزء مهمی از اینترنت اشیاء صنعتی هستند که سیستم های فیزیکی را با سنجش، رایانش و کلیدزنی تلفیق می کنند و در نتیجه قابلیت های جدیدی با اطمینان و بازده بی سابقه ای، از خود نشان دهد [1، 2، 3، 4، 5]. این امر باعث می شود تا شرکت هوشمند به واقعیت تبدیل شود [6، 7]. برای گره های حسگری در این کاربردها، سنجش داده های محیطی و انتقال آنها به گره سینک، یکی از ویژگی های مهم است. بخاطر مشخصات شبکه های بیسیم، در طی انتقال داده ها، نویز و خطا وجود دارد که این باعث هدر رفت داده ها می شود [8، 9، 10]. شبکه های حسگری به داده های سنجش شده برای اقدام کردن متکی هستند، اگر قابل اطمینان بودن داده ها زیاد نباشد، ممکن است باعث اشتباهات در تصمیم گیری شود [10، 11، 12]. بنابراین، قابلیت اطمینان تحویل بسته به یک چالش بارز در WSN های صنعتی تبدیل شده است [10، 11، 12، 13، 14، 15، 16]. ارتباطات سبز (دارای بازده انرژی)، بخاطر مشخصات ذاتی محدود به منابع، برای گردآوری داده ها، مسئله اساسی دیگری است، زیرا تعویض یا شارژ مجدد باتریهای گره های حسگر، فوق العاده دشوار می باشد [8، 9، 10، 24]. بطور مشابه، ارتباطات سبز، تاخیر و قابلیت اطمینان داده ها (احتمال اینکه بسته ها با موفقیت توسط گیرنده دریافت شده اند) به عنوان نگرانی های اصلی در طراحی شبکه های حسگر بی سیم صنعتی، در نظر گرفته شده اند [10، 17]. مطالعات بسیار نشان می دهد که یک توازن بین تاخیر، بازده انرژی و قابلیت اطمینان وجود دارد [10، 13].

Green and reliable communication has great significance for Industrial Internet of Things. Unfortunately, because of the loss nature, achieving reliable transmission is challenging. In this paper, a novel hybrid transmission protocol (HTP) is proposed to maximize lifetime while the reliability is still guaranteed. The proposed protocol adopts Send-Wait automatic Repeat-Request protocol in hotspot areas to reduce the energy consumption and network coding based redundant transmission approach with adaptive redundancy level in non-hotspot areas to guarantee the reliability. The proposed protocol could improve the lifetime and shorten the delay on the premise of ensuring the reliability. Comparing with Send-Wait automatic Repeat-Request protocol, it can improve lifetime by 15%–30% under the same reliability and improve the reliability by 12%–45% under the same lifetime. Comparing with network coding based redundant transmission approach, the lifetime has increased by more than one time under the same reliability. Introduction Industrial wireless sensor networks are of important component of Industrial Internet of Things that integrating the physical systems with sensing, computing, and actuation exhibit new capabilities with unprecedented dependability and efficiency [1], [2], [3], [4], [5]. It makes the smart factory real [6,7]. For the sensor nodes in these applications, sense the environmental data and transfer them to sink node is one of the important features. Due to the characteristics of the wireless networks, there are noise and error during data transmission, which leads to data lost [8], [9], [10]. The sensor networks depend on the sensory data to take action, if data reliability is not high, it may lead to decision-making mistakes [10], [11], [12]. Thus the packet delivery reliability becomes a prominent challenge in industrial WSNs [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16]. Due to their inherent characteristics of resource-constrained, for data collection, Green (energy efficiency) communication is another vital issue since replacing or recharging the batteries of sensor nodes is extremely difficult [8], [9], [10], [24]. Summarily, green (energy efficiency) communication, the delay and data reliability (the probability of data packets successfully received by receiver) are regarded as the major concerns in the design of industrial wireless sensor networks [10,17]. Many studies show that there is a trade-off among the delay, energy efficiency and reliability [10], [13].