The trend of future communication systems is to aim for the steering and control of cyber physical systems. These systems can quickly become congested in environments like those presented in Industry 4.0. In these scenarios, a plethora of sensor data is transmitted wirelessly to multiple in network controllers that compute the control functions of the cyber physical systems. In this paper, we show an implementation of network Functional Compression (FC) as a proof of concept to drastically reduce the data traffic in these scenarios. FC is a form of goal-oriented communication scheme in which the objective of the sender receiver pair is to transmit the minimum amount of information to compute a function at the receiver end. In our scenario, the senders transmit an encoded and compressed version of the sensor data to a destination, an in-network controller interested in computing as its target function, a PID controller. We show that it is possible to achieve compression rates of over 50% in some cases by employing FC. We also show that using FC in a distributed cascade fashion can achieve more significant compression rates while reducing computational costs.


翻译:未来通信系统的趋势是针对网络物理系统的指导和控制。 这些系统很快会集中在像工业4.0所呈现的环境里。 在这些假设中,大量传感器数据被无线传输给计算网络物理系统控制功能的网络控制器中的多个。 在本文中,我们展示了网络功能压缩(FC)的落实,以证明在这些假设中大幅度降低数据流量的概念。 FC是一种面向目标的通信计划形式,其中发送接收器对子的目标是传输最低数量的信息,以计算接收器端的函数。 在我们的假设中,发送器将传感器数据的编码和压缩版本传输到目的地,一个对计算目标功能感兴趣的网络内控制器PID控制器。我们表明,在某些情况下,通过使用FC,可以达到50%以上的压缩率。 我们还表明,使用发货机式的FC可以达到更显著的压缩率,同时降低计算成本。

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