Аналитическая модель протокола множественного доступа с прослушиванием канала для приложений индустриального интернета вещей

Индустриальный интернет вещей стал одной из ключевых концепций четвертой промышленной революции - нового подхода к построению промышленных процессов с использованием новейших технологий. Однако для планирования и выстраивания новых автоматизированных процессов необходимо понимать характеристики и ограничения, возникающие из-за технических особенностей системы. Для решения этой задачи в одном из сценариев использования промышленного интернета вещей предлагается математическая модель протокола многостанционного доступа с контролем несущей и предотвращением конфликтов. Такая модель позволяет оценить среднее время цикла передачи данных с датчика, вероятность успешной передачи данных, вероятность коллизии при передаче данных. Получены аналитические выражения для вычисления ключевых метрик производительности на уровне управления доступом к среде.

Industrial Internet of Things (IIoT) is one of the key features of Industry 4.0 that stands for a new approach to design industrial processes using the latest technological advances. However, before implementing new processes, it is necessary to understand the characteristics and limitations that arise due to technical complexity of the system. To solve this problem for some generalized IIoT use case, a mathematical model of the multiple access protocol with channel sensing is proposed. This model allows one to estimate the average sensor’s data transmission cycle time, successful data transmission probability, and probability of a collision during data transmission. Analytical expressions for calculating key performance metrics at the access layer are proposed.