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计算机科学 > 信息论

arXiv:2306.05629v1 (cs)
[提交于 2023年6月9日 ]

标题: R-PMAC:一种应用于工业物联网的基于前导码的稳健MAC机制

标题: R-PMAC: A Robust Preamble Based MAC Mechanism Applied in Industrial Internet of Things

Authors:Kai Song, Biqian Feng, Yongpeng Wu, Zhen Gao, Wenjun Zhang
摘要: 本文提出了一种新颖的媒体访问控制(MAC)机制,称为鲁棒前导码-based MAC机制(R-PMAC),该机制可应用于工业物联网(IIoT)背景下的电力线通信(PLC)网络。 与P-MAC和IEEE1901.1的MAC层等其他MAC机制相比,R-PMAC具有更高的组网速度。 此外,它支持白名单认证,并且在数据帧丢失的情况下仍能正常工作。 首先,我们概述了R-PMAC的三个基本机制,包括精确的时间差计算、前导码生成和短ID分配。 其次,我们详细阐述了其单层和多层网络过程。 第三,我们介绍了其鲁棒性机制,包括碰撞处理和数据重传。 此外,建立了一个低成本硬件平台,以测量在真实电力线环境中连接数百个PLC节点时R-PMAC、P-MAC和IEEE1901.1机制的连接时间。 实验结果表明,R-PMAC比其他机制的组网时间减少了50%。 这些发现表明,R-PMAC机制在实际工业场景中快速有效地构建PLC网络方面具有巨大潜力。
摘要: This paper proposes a novel media access control (MAC) mechanism, called the robust preamble-based MAC mechanism (R-PMAC), which can be applied to power line communication (PLC) networks in the context of the Industrial Internet of Things (IIoT). Compared with other MAC mechanisms such as P-MAC and the MAC layer of IEEE1901.1, R-PMAC has higher networking speed. Besides, it supports whitelist authentication and functions properly in the presence of data frame loss. Firstly, we outline three basic mechanisms of R-PMAC, containing precise time difference calculation, preambles generation and short ID allocation. Secondly, we elaborate its networking process of single layer and multiple layers. Thirdly, we illustrate its robust mechanisms, including collision handling and data retransmission. Moreover, a low-cost hardware platform is established to measure the time of connecting hundreds of PLC nodes for the R-PMAC, P-MAC, and IEEE1901.1 mechanisms in a real power line environment. The experiment results show that R-PMAC outperforms the other mechanisms by achieving a 50% reduction in networking time. These findings indicate that the R-PMAC mechanism holds great potential for quickly and effectively building a PLC network in actual industrial scenarios.
评论: 本文已被IEEE物联网期刊接受。
主题: 信息论 (cs.IT) ; 系统与控制 (eess.SY)
引用方式: arXiv:2306.05629 [cs.IT]
  (或者 arXiv:2306.05629v1 [cs.IT] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.05629
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Kai Song [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2023 年 6 月 9 日 02:28:55 UTC (405 KB)
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