کشف نواحی فاقد پوشش شبکه های حسگر بیسیم متحرک بر مبنای کوهمولوژی هارمونیک ها

در سال­های اخیر، استفاده از داده­های شبکه­های حسگر بیسیم به عنوان منبعی ایده­آل از نظر سرعت، دقت و هزینه، به منظور مطالعات سطح زمین مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مهم­ترین چالش­های این حوزه، مساله پوشش شبکه و یافتن حفره­های سیگنالی می­باشد. در تحقیقات پیشین، غالبا از روش­های احتمالی یا فرض­های پیچیده برای این منظور استفاده شده است. همچنین محاسبات سنگین و زمان­بر آنها مانع از پیاده­سازی به هنگام الگوریتم­ها، بخصوص در بحث حسگرهای پویا می شود. این مقاله روش جدید مقرون به­صرفه و پربازده­ای را به منظور تشخیص مکان­های فاقد سیگنال، با استفاده از ابزارهای توپولوژی جبری و هارمونیک­ها ارائه نموده است. روش پیشنهادی، یک روش جدید و منحصر به­فرد است چرا که این ابزارها، فاقد مختصات بوده و فرض بر این است که گره­ها، به منظور کاهش هزینه­ها، فاقد قابلیت­های مکان­دهی و جهت­یابی می­باشند. در روش پیشنهادی ابتدا فضای پوچ اولین لاپلاسین بررسی می­شود. این فضا برابر است با اولین (کو)همولوژی، که اگر مقداری جزئی باشد شبکه دارای پوشش کامل خواهد بود. اما زمانی که (کو)همولوژی غیر جزئی شود، بیانگر وجود حفره در پوشش شبکه است. به بیانی دیگر، رنک ماتریس حاصل از هارمونیک­ها برابر تعداد نواحی فاقد پوشش است. در ادامه، با استفاده از الگوریتم تقسیم و حل و با استفاده از ویژگی­هایی از عناصر موجود در فضای پوچ، به بررسی مکان حفره یا حفره­ها می­پردازیم. از آنجا که تاکنون از این ابزارها جهت تشخیص نواحی فاقد پوشش در شبکه­های متحرک استفاده نشده است، به منظور ارزیابی نتایج حاصل، تشخیص نواحی فاقد پوشش در یک شبکه حسگر متحرک محاسبه و مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نهایی حاکی از عملکرد دقیق و کارایی قدرتمند الگوریتم پیشنهادی است.