多年來，物聯網(IoT)一直在不斷發(fā)展。機器(節(jié)點)可以相互通信的可能性為有望對我們的生活產生深遠影響的應用程序鋪平了道路。它們包括智能農業(yè)，家庭自動化和車輛之間的通信。

物聯網的關鍵要素之一是機器之間的無線通信，稱為機器對機器(M2M)通信。與諸如4G或WiFi網絡之類的移動網絡不同，M2M通信的很大一部分都具有非常低的傳輸速度，非常小的數據包和大量的設備。這些特征代表了協調電信網絡方面的主要挑戰(zhàn)。

最近的研究提出了一種高效，低復雜度的算法，由于借助衛(wèi)星實施了先進的隨機訪問方案，使得通過衛(wèi)星進行的物聯網變得越來越可訪問。該研究是在《國際衛(wèi)星通信與網絡雜志》上發(fā)表的一項研究中進行的，該研究的作者之一是朱塞佩·科科(Giuseppe Cocco)，他是信息與通信技術部(DTIC)和德國航空航天中心(DLR)的研究員，以及來自歐洲航天局的研究人員。

連接到同一顆衛(wèi)星的傳感器數量可能非常多

讓我們假設農作物的濕度傳感器連接到衛(wèi)星，僅當濕度低于特定閾值時才發(fā)送信息。傳感器可能長時間不發(fā)送任何信息，并且當它決定這樣做時，數據量很小(只有幾位)。在這種情況下，與衛(wèi)星網絡建立連接所需的控制數據量可能超過傳感器傳輸的有用數據量(有效載荷)。

盡管如果處理單個傳感器，這似乎不是問題，但在衛(wèi)星網絡的情況下，連接到單個衛(wèi)星的傳感器數量可能會非常高。即使每個傳感器偶爾發(fā)送少量數據，總流量也可能很大。另外，在M2M流量中刪除或減少控制信息可能會導致來自不同傳感器的信號相互干擾，這可能會導致丟失已發(fā)送的信息，并且在流量很大的情況下，甚至會導致網絡崩潰。

在這種情況下，可以理解，M2M流量控制信息如何是顯著但必要的資源浪費，以避免干擾，這可能導致需要使用更寬的帶寬，更大，更昂貴的衛(wèi)星或其中的更多衛(wèi)星，從而產生更高的M2M溝通以及對物聯網發(fā)展的負面影響。

為了解決該問題，近年來，已經開發(fā)了多隨機訪問的新的高級系統(tǒng)，其允許在不影響網絡性能的情況下極大地限制控制信息。這些系統(tǒng)以違反直覺的方式工作，也就是說，它們沒有嘗試避免干擾，而是增加了干擾，使每個節(jié)點都可以傳輸同一消息的多個副本，而無需知道是否有人在同一時間進行傳輸。

Cocco解釋說：“訣竅在于接收機如何利用這種干擾來清理接收到的信號，并從中提取有用的信息。”“要了解這些系統(tǒng)的工作原理，您可以考慮如何食用朝鮮薊：每次取出一片葉子，您都會吃掉其中的大部分，但是下面的葉子也被釋放了，因此至少一張可以每次刪除的新葉子。”文章的共同作者補充道。

國際科學期刊上的幾篇文章已經證實，基于每個消息的多個副本的傳輸的隨機多址訪問非常有希望。但是，這些研究的作者解釋說，這些研究使用的是簡化(需要更簡單地使用方程式和仿真方法)，因此無法評估這些系統(tǒng)在真實環(huán)境中的性能。

“我們的貢獻超出了這些簡化。我們已經研究了真實系統(tǒng)中各種元素對整個系統(tǒng)的影響(例如，許多物聯網節(jié)點所特有的低成本電子設備的缺陷)，并開發(fā)了有助于增強系統(tǒng)抵抗力的算法。因此，我們付出了特別的努力，開發(fā)了同時高效且低復雜度的算法，從而使通過衛(wèi)星的物聯網變得越來越有效，每個人都可以訪問。”