دانلود ترجمه مقاله اینترنت اشیا زیربنایی آپ لینک سلولی از طریق اصل ارتباط D2D (آی تریپل ای ۲۰۲۳)

اینترنت اشیا (IOT) زیربنایی آپ لینک سلولی از طریق اصل ارتباط D2D

IoT Underlying Cellular Uplink Through D2D Communication Principle

چکیده
۱ مقدمه
۲ کارهای مرتبط
۳ مدل سیستم
۴ بیان مسئله
۵ الگوریتم محاسبه تاخیر و زمانبندی فرصت‌طلبانه
۶ نتایج و بحث‌ها
۷ نتیجه‌گیری
مراجع

چکیده
ارتباطات دستگاه به دستگاه (D2D) یکی از تکنیک‌های نوآورانه در شبکه‌های سلولی است که می‌تواند برای سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم آینده، به ویژه برای اینترنت اشیاء (IoT) مورداستفاده قرار گیرد. یکی از مزیت‌های اصلی ارتباطات D2D، توانایی آن در کاهش ازدحام ترافیک سلولی است، زیرا اکثر برنامه‌های کاربردی IoT به دلیلِ ویژگی تعامل‌پذیری و سازش‌پذیری شبکه‌های سلولی، استفاده از آنها را ترجیح می‌دهند. در این مقاله، یک مدل دسترسی فرصت‌طلبانه به کانال و استراتژی کنترل توان تطبیقی جدیدی برای گروهی از جفت‌ فرستنده-گیرنده IoT  (که از این به بعد جفت‌های D2D می‌نامیم) در زیرلایه مسیرفراسوی سلولی پیشنهاد می‌کنیم. هدف ما از این مطالعه، ارزیابی امکان‌سنجی کاربرد این مدل پیشنهادی در برون‌سپاری ترافیک IoT  است. برای این هدف، ما عملکرد مدل را تحتِ تنظیمات مختلف پارامتری و لحاظ کردن محدودیت‌های عملی مانند محدودیت‌های توان کُل و حداقل بازده طیفی ارزیابی می‌کنیم. علاوه بر این، نتایج را با دو استراتژی کنترل توان ‌مبنا مقایسه می‌کنیم. یافته‌های ما نشان می‌دهند که به جای ساخت معماری شبکه جدید و اختصاصی برای کاربردهایIoT ، می‌توان ترافیک تولیدشده توسط IoT را از طریق ارتباط D2D که در زیربنای مسیر فراسوی سلولی قرار دارند، برون‌سپاری کرد. این رویکرد از اثرات مخرب ترافیک شبکه سلولی جلوگیری می‌کند، و عملکرد رضایت‌بخشی برای کاربران اینترنت اشیاء ارائه می‌دهد.

۲- کارهای مرتبط
ما بررسی ادبیات پژوهشی را در سه بخش ارائه می‌کنیم تا مشارکت‌های مطالعه خود را به صورت جداگانه نشان دهیم. در بخش اول، استراتژی‌های بارسپاری داده‌ها به کمک D2D به صورت خلاصه بیان می‌شود. با توجه به سناریوی ما، که دستگاه‌های IoT به عنوان جفت D2D عمل می‌کنند و تمرکز ما نیز بر عملکرد تاخیر و نرخ‌ مجزا است، بنابراین، بررسی مطالعات قبلی ارتباطات D2D مبتنی‌بر کنترل توان و آگاه از تاخیر بسیار حائزاهمیت خواهند بود. در بخش دوم، جدیدترین تحلیل‌های عملکردی ارتباطات D2D آگاه از تاخیر ارائه می‌شود. و در نهایت، دو استراتژی کنترل توان، BPC و CIPC، که به عنوان خطوط مبنا برای ارزیابی طرح پیشنهادی ما انتخاب شدند را بررسی می‌کنیم.

الف- بارسپاری داده با کمکِ D2D
بر اساسِ توپولوژی شبکه و ساختار لینک، فنآوری‌های بارسپاری داده به چهار نوع طبقه‌بندی می‌شوند [۱۷]: ۱) بارسپاری داده از طریق شبکه‌های سلولی کوچک، ۲) بارسپاری از طریق شبکه‌های وای‌فای، ۳) بارسپاری از طریق شبکه‌های فرصت‌طلبانه موبایلی، و ۴) بارسپاری از طریق شبکه‌های ناهمگن. بارسپاری‌ داده‌ها از طریق لینک‌های D2D را می‌توان در دسته بندی “بارسپاری فرصت‌طلبانه” قرار دارد، که در ادبیات پژوهشی به سه روش به آن پرداخته شده است: ۱) بارسپاری D2D که از دستگاه‌های مجاور برای قابلیت محاسباتی خود استفاده می‌کند [۱۸]، [۱۹]، ۲) بارسپاری D2D که از دستگاه‌های مجاور برای افزایش پوشش سلولی از طریق مخابره چندگامه در لینک‌های D2D استفاده می‌کند [۲۰]، [۲۱]، [۲۲]، [۲۳]، ۳) بارسپاری D2D با دسترسی فرصت طلبانه برای کاهش ترافیک در شبکه‌های سلولی در صورت امکان [۲۴]، [۲۵]، [۱۲]، [۱۳]، [۲۶].

مطالعه ما در راستایِ رویکرد سوم انجام می شود، با این حال، تمامی مطالعات تحتِ رویکرد سوم به نحوه‌ی بهبود عملکرد شبکه سلولی از طریق بارسپاری پرداختند، و برخی از آنها نیز بررسی کردند که چگونه می‌توان از شبکه‌های اجتماعی برای بارسپاری کارآمد استفاده کرد. مسئله اصلی این مطالعات، نحوه‌ی شروع یا برنامه‌ریزی بارسپاری ارتباط D2D با هدفِ بهبود عملکرد سلولی است. اما هدف مطالعه ما این است که بررسی کنیم آیا استفاده از شبکه‌های سلولی برای برنامه‌های‌کاربردی IoT می‌تواند بدون تأثیر منفی بر کاربران سلولی و در عین حال تحقق معیارهای برنامه کاربردی IoT قابل‌اجرا باشد؟ به جای ایجاد ساختار ارتباطی جدید برای سیستم IoT، تمرکز ما بر تحقق کیفیت سرویس جفت‌هایIoT به هنگام بارسپاری تمام ترافیک تولیدشده توسطIoT از طریق شبکه زیرساخت سلولی D2D است. از این رو، از دیدگاه عملکرد فردی QoS، هیچیک از طرح های بارسپاری D2D کنونی قابل‌مقایسه با کار ما نیستند.