شبکه‌های موردی و حسگر بی‌سیم
یک شبکه حسگر بی‌سیم از تعداد زیادی گره‌های حسگر تشکیل شده‌است که با تراکم بالا داخل پدیده‌ای که مورد نظر است یا بسیار نزدیک به آن استقرار داده می‌شود. مکان گره‌های حسگر نیازی به تعیین و تنظیم قبلی ندارند. این ویژگی امکان استقرار این نوع گره‌ها را به صورت کاملاً تصادفی در مکان‌های غیرقابل دسترسی یا خطرناک ایجاد می‌کند. از سوی دیگر، این ویژگی نیاز به در نظر گرفتن قابلیت خود پیکربندی را در پروتکل‌ها و الگوریتم‌های مختص این شبکه‌ها مطرح می‌کند. ویژگی دیگر شبکه‌های حسگر تلاش جمعی گره‌های حسگر است. گره‌های حسگر مجهز به یک پردازنده ساده هستند تا بجای ارسال داده خام دریافت شده از محیط، پردازش مختصری بر روی داده‌ها انجام دهند و محاسبات محلی را تنها به کمک گره‌های نزدیک خود انجام دهند. این عمل یعنی ارسال داده‌های کم‌تعداد ضروری و پردازش شده بجای ارسال داده‌های خام و متعدد هم باعث کاهش ترافیک شبکه می‌شود و هم باعث می‌شود عملیات امتزاج داده بهتر و ساده‌تر صورت گیرد. ویژگی‌های تعریف شده در قسمت قبل امکان ایجاد طیف وسیعی از کاربردها را برای این نوع شبکه فراهم می‌کند. برخی از کاربردهای ممکن کاربردهای مرتبط با بهداشت، مسایل نظامی و خانه‌های هوشمند می‌باشند. به‌طور نمونه، در مسایل ویژگی‌های قابلیت خود پیکربندی، استقرار سریع و تحمل خطا شبکه‌های حسگر را برای سیستم‌های نظامی اعمال دستور، کنترل، ارتباطات، محاسبات، هوشمندی، مراقبت، شناسایی و هدف گیری بسیار مناسب می‌نماید. در کاربردهای بهداشت، شبکه‌های حسگر می‌توانند برای مراقبت از بیماران و کمک به بیماران دارای ناتوانی جسمی به کار گرفته شوند. برخی کاربردهای تجاری دیگر شامل مدیریت انبار، نظارت بر کیفیت محصولات و نظارت بر مناطق حادثه خیز می‌باشند. در اکثر موارد شبکه‌های حسگر برای تبادل داده از ارتباطات بی‌سیم بهره می‌برند و دلیل آن وسعت حوزه کاربردها و سادگی استفاده آن بدون ایجاد زیر ساخت اختصاصی می‌باشد. از شبکه‌های حسگر بی‌سیم با نماد WSN یاد می‌شود. در سال‌های اخیر شبکه‌های WSN به دلیل پیچیدگی و وسعت زمینه پژوهش، غالب پژوهش‌ها در حوزه شبکه‌های حسگر را به خود اختصاص داده‌اند. درک کاربردهای شبکه‌های حسگر بی‌سیم نیاز به شناخت تکنیک‌های شبکه سازی ادهاک بی‌سیم دارد. اگر چه پروتکل‌ها و الگوریتم‌های متعددی برای شبکه‌های ادهاک بی‌سیم ارائه شده‌اند، آن‌ها به‌طور کامل مناسب ویژگی‌ها و نیازمندی‌های کاربردهای شبکه‌های حسگر نیستند. تفاوت‌های اصلی بین شبکه‌های حسگر و ادهاک عبارتند از: در سال‌های اخیر اغلب پژوهشگران سعی در توسعه روش‌هایی برای برطرف کردن این نیازمندیها داشته‌اند. ادامه این پایان‌نامه به صورت زیر تنظیم شده‌است: در قسمت دوم به بررسی کامل امر پوشش در شبکه‌های حسگر که می‌بایست در طراحی‌ها لحاظ شود، خواهیم پرداخت. در قسمت سوم به بررسی الگوریتم‌های ممکن در پوشش شبکه حسگر بی‌سیم پرداخته‌ایم.
شبکه‌های موردی و حسگر بی‌سیم
در شبکه‌های حسگر لایه فیزیکی مسئول انتخاب فرکانس، ایجاد فرکانس حامل، کشف سیگنال، شبکه مدولاسیون و رمزنگاری داده است.. تا اکنون، باند فرکانسی ۹۱۵ مگاهرتز ISM به صورت گسترده برای شبکه‌های حسگر پیشنهاد و استفاده شده‌است. تولید فرکانس و کشف سیگنال بیشتر مختص طراحی‌های سطح پائین در سخت‌افزار و فرستنده – گیرنده می‌باشد؛ بنابراین در حوزه این پایان‌نامه قرار نمی‌گیرد. در ادامه‌ای بخش تمرکز ما بر روی تأثیرات انتشار سیگنال، راندمان نیرو و تمهیدهای مدولاسیون در شبکه‌های حسگر خواهد بود. بسیار بدیهی است که برقراری ارتباطات فواصل دور بی‌سیم هم به جهت انرژی و هم به جهت پیچیدگی بسیار پر هزینه است. در طراحی لایه فیزیکی در شبکه‌های حسگر در نظر گرفتن کمینه کردن مصرف انرژی، اهمیت قابل توجهی حتی بیشتر از تأثیرات محو شدن و انتشار را به خود اختصاص می‌دهد. به‌طور کلی، میزان حداقل نیروی مورد نیاز برای ارسال یک سیگنال در فاصله مفروض d نسبتی از dn می‌باشد که ۲ <= n ظرفیت کانال قابلیت اطمینان داده را محدود می‌کنند، این حقیقت می‌تواند برای استفاده مجدد از فرکانس فضایی بکار گرفته شود. تا کنون چند راه حل مؤثر از نظر نیرو برای لایه فیزیکی ارائه شده‌است اما به نظر می‌رسد هنوز تا رسیدن به روش‌های اختصاصی و سازگار با شرایط شبکه‌های حسگر فاصله داریم. به‌طور نمونه مقایسه میان تمهیدهای مدولاسیون دودویی و m تایی نشان داده است که مدولاسیون m تایی با ارسال چندین بیت بر روی یک نشانه، باعث کاهش تبادلات می‌شود در حالیکه نیازمند مصرف انرژی بالاتر و مدارات پیچیده‌تر است. این موازنه میان پارامترها نشان می‌دهد در محیط‌های با شرایط نیرویی دشوار، مدولاسیون دودویی از نظر انرژی بسیار مؤثرتر است. این معماری با انرژی پائین می‌تواند به یک تکنولوژی مدار مجتمع ویژه کاربرد (ASIC) برای دستیابی به راندمان بالاتر در آینده نگاشت داده شود. اخیراً سیگنال‌های بسیار باند پهن UWB به دلیل مصرف انرژی پائین و مدار ساده برای قسمت فرستنده – گیرنده به عنوان کاندید بسیار مناسبی در شبکه‌های حسگر به ویژه برای کاربردهای داخلی معرفی شده‌اند. UWB از انتقال باند پایه بهره می‌برد و بنابراین نیازمند هیچ فرکانس حامل رادیویی و واسط نمی‌باشد. از ویژگی‌های اصلی این تکنولوژی می‌توان به گریز از پدیده چند مسیری اشاره کرد.