In the second part of this paper, we develop a centralized packet transmission scheduling scheme to pair with the protocol designed in Part I and complete our medium access control (MAC) design for machine-type communications in the industrial internet of things. For the networking scenario, fine-grained scheduling that attends to each device becomes necessary, given stringent quality of service (QoS) requirements and diversified service types, but prohibitively complex for a large number of devices. To address this challenge, we propose a scheduling solution in two steps. First, we develop algorithms for device assignment based on the analytical results from Part I, when parameters of the proposed protocol are given. Then, we train a deep neural network for assisting in the determination of the protocol parameters. The two-step approach ensures the accuracy and granularity necessary for satisfying the QoS requirements and avoids excessive complexity from handling a large number of devices. Integrating the distributed coordination in the protocol design from Part I and the centralized scheduling from this part, the proposed MAC protocol achieves high performance, demonstrated through extensive simulations. For example, the results show that the proposed MAC can support 1000 devices under an aggregated traffic load of 3000 packets per second with a single channel and achieve <0.5ms average delay and <1% average collision probability among 50 high priority devices.

中文翻译：

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用于工业物联网中的机器类型通信的MAC-第二部分：计划和数值结果

在本文的第二部分中，我们将开发一种集中式的分组传输调度方案，以与第一部分中设计的协议配对，并完成用于工业物联网中机器类型通信的媒体访问控制（MAC）设计。对于网络场景，在给定严格的服务质量（QoS）要求和多样化的服务类型的情况下，有必要对每个设备进行细粒度的调度，但是对于许多设备而言却过于复杂。为了解决这一挑战，我们分两步提出了一个调度解决方案。首先，当给出了拟议协议的参数时，我们根据第一部分的分析结果开发了用于设备分配的算法。然后，我们训练一个深度神经网络，以协助确定协议参数。两步方法可确保满足QoS要求所需的精度和粒度，并避免因处理大量设备而造成的过度复杂性。通过广泛的仿真证明，所提出的MAC协议将分布式协调集成在第一部分的协议设计中和该部分的集中式调度中，实现了高性能。例如，结果表明，所提出的MAC可以在单个通道的每秒3000个数据包的聚合流量负载下支持1000个设备，并在50个高优先级设备之间实现<0.5ms的平均延迟和<1％的平均冲突概率。通过广泛的仿真证明，所提出的MAC协议将分布式协调集成在第一部分的协议设计中和该部分的集中式调度中，实现了高性能。例如，结果表明，所提出的MAC可以在单个通道的每秒3000个数据包的聚合流量负载下支持1000个设备，并在50个高优先级设备之间实现<0.5ms的平均延迟和<1％的平均冲突概率。通过广泛的仿真证明，所提出的MAC协议将分布式协调集成在第一部分的协议设计中和该部分的集中式调度中，实现了高性能。例如，结果表明，所提出的MAC可以在单个通道的每秒3000个数据包的聚合流量负载下支持1000个设备，并在50个高优先级设备之间实现<0.5ms的平均延迟和<1％的平均冲突概率。