RelatedWorks.tex

\section{\textsf{Σχετικές Έρευνες}} 
    Στην βιβλιογραφία έχουν συνταχθεί
    αρκετές εργασίες σχετικά με την ασύρματη επικοινωνία σε σπήλαια και υπόγεια
    περιβάλλοντα. Ωστόσο πρέπει να σημειωθεί οτι δεδομένου του εύρους όλων των 
    σεναρίων/περιπτώσεων που ενέχει η έρευνα υπόγειων επικοινωνιών στην βιβλιογραφία
    μπορεί να βρεθεί μια πληθώρα από μοντέλα που διαφέρουν σχετικά με τα προβλήματα που
    καλούνται να επιλύσουν. Με άλλα λόγια ενώ παρατίθενται διάφορες έρευνες για το 
    συγκεκριμένο ζήτημα κρίνεται απαραίτητο να ομαδοποιηθούν με βάση ορισμένες παραμέτρους
    ώς προς το πρόβλημα και τα φυσικά χαρακτηριστικά του συστήματος.
    
    Στην έρευνα των Guozheng Zhao, Kaiqiang Lin, Tong Hao \cite{zhao_feasibility_2023}
    χρησιμοποιήθηκαν τερματικά που ξεκινούν να δέχονται κατερχόμενη σύνδεση αμέσως μετά 
    από μετάδοση και για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα σε ένα LoRa-WAN δίκτυο.
    
    Και ανάλογα με τις φυσικές παραμέτρους της τοπολογίας (π.χ. αποστάσεις μεταξύ
    τερματικών, αποστάσεις μεταξύ κόμβων και τερματικών, κ.α.) επιλέγονται οι 
    σταθερές εξασθένησης που συγκεκριμένα εξαρτώνται από την διηλεκτρική 
    σταθερά του εδάφους.

    Αντίστοιχα στην έρευνα για την διάδοση UHF σε υπόγεια σπήλαια \cite{rak_uhf_2007}
    προτάθηκε μια πειραματική μελέτη κατά την οποία η τηλεμετρία εκμεταλλεύεται την φυσική
    μορφολογία του υπόγειου περιβάλλοντος. Πιο συγκεκριμένα οι ερευνητές χρησιμοποίησαν
    κινητούς πομποδέκτες και κεραίες για να εκτελέσουν τα πειράματα τους, σε συχνότητες 
    446 και 860 MHz. Σε πέντε τοποθεσίες αναζήτησαν το μέγιστο επίπεδο σήματος σε όλο το
    προφίλ της γκαλερί σε κάθε σημείο μέτρησης.

    Οι συγγραφείς έβγαλαν ένα εμπειρικό γραμμικό μοντέλο απώλειας διαδρομής ως συνάρτηση
    της απόστασης και το συνέκριναν με ένα θεωρητικό μοντέλο κυματοδηγού που βασίζεται στις
    γεωμετρικές και ηλεκτρικές παραμέτρους του περιβάλλοντος. Βρήκαν ότι το μοντέλο κυματοδηγού
    ήταν κατάλληλο μόνο για κανονικές στοές και όχι για ακανόνιστα προφίλ που εμφανίζονται
    συχνά σε σπηλιές.
    
    Στην έρευνα για διερεύνηση τραχιών επιφανειών για διάδοση μοντελοποίηση σε σπηλιές
    \cite{soo_investigation_2018} επιδιώκει την παροχή ασύρματων επικοινωνιών σε σπήλαια
    για διάφορες δραστηριότητες, ενίσχυση της ασφάλειας σε σπηλιές για τουριστικό σκοπό
    και βοήθεια σε επιχειρήσεις έρευνας και διάσωσης. Με άλλα λόγια είναι ένα θεμέλιο για
    περαιτέρω έρευνα σε πραγματικά περιβάλλοντα σπηλαίων. Ωστόσο ο περιορισμός κατά την
    παρούσα ανάλυση είναι ότι ο συντελεστής εξασθένησης υπολογίζει εσφαλμένα την απώλεια
    σκέδασης για ορισμένες μετρήσεις και έτσι χρειάζεται να εισαχθεί ο μέσος συντελεστής
    ανάκλασης εισάγεται για να ληφθούν υπόψη οι τραχιές επιφάνειες.

    Ο βασικός σκοπός του In-Cave Wireless
    Sensor Networks (ICWCS) είναι να παρέχει ένα αξιόπιστο κανάλι φωνητικής επικοινωνίας
    μέσω ενός δικτύου πολυμέσων μεταξύ των μελών μιας ομάδας σε μια σπηλιά. Αποτελείται
    από δύο διαφορετικούς τύπους κόμβων. 
    \begin{itemize}
        \item «κόμβους κορμού» που είναι τοποθετημένο στα τοιχώματα του σπηλαίου.
        \item «Κινητοί κόμβοι», οι οποίοι έχουν παρόμοια λειτουργικότητα όπως τα κινητά
        τηλέφωνα, φέρονται από τα μέλη της ομάδας.
    \end{itemize}

    Οι κόμβοι κορμού είναι ακίνητοι
    κόμβοι και ο σχεδιασμός τους βασίζεται στον ασύρματο αισθητήρα γενικής
    χρήσης «VF1A» \cite{walsh_communications_2018}.
    Αυτοί οι κόμβοι είναι υπεύθυνοι για διατήρηση της συνδεσιμότητας κορμού μέσα 
    στο σπήλαιο, τις δραστηριότητες
    εγγραφής και περιαγωγής κινητών κόμβων, δρομολόγηση πληροφοριών κλήσεων μεταξύ
    κινητών κόμβων και μεταφορά των δεδομένων ελέγχου και φωνής μέσω του ασύρματου
    δικτύου.

    Άλλες πρακτικές εφαρμογές είναι η δημιουργία αξιόπιστου δικτύου φωνητικής επικοινωνίας
    σε προκλητικά περιβάλλοντα ραδιοσυχνοτήτων όπως στην έρευνα των A. Gokhan Yavuz, 
    Z. Cihan Taysi και Esra Celik \cite{yavuz_-cave_2009}. Επιπλέον, σχεδιάστηκαν
    ασύρματοι κόμβοι κορμού και κινητά τερματικά πολυμέσων (π.χ κείμενο, εικόνας) 
    αφιερώνοντας παραπάνω χρόνο σε αμφίδρομες φωνητικές επικοινωνίες με περαιτέρω
    δυνατότητες (multicast \& broadcast).

    Οι πρακτικές εφαρμογές της ανάλυσης πλήρους κύματος RF της εξασθένησης σήματος σε σπήλαιο
    με απώλειες χρησιμοποιώντας μέθοδο διακριτών στοιχείων υψηλής τάξης διανυσματικού τομέα
    χρόνου \cite{pingenot_full_2005} είναι η ενίσχυση της ασύρματης επικοινωνίας σε σπηλιές
    και σήραγγες και μειώνει τους κινδύνους για το στρατιωτικό και το προσωπικό διάσωσης σε τέτοια
    περιβάλλοντα.

    Ακόμη φάνηκε στην έρευνα για ακανόνιστο μοντέλο \cite{soo_measurement_2019} ότι ελάχιστα
    είναι γνωστά για τους σταλαγμίτες και τους σταλακτίτες και τις επιπτώσεις τους στη 
    συσσώρευση νερού στα σπήλαια.

    Αντίστοιχα στην έρευνα για την διάδοση των UHF \cite{rak_uhf_2007} παρατηρήθηκαν
    διαφορετικές απώλειες σήματος σε καθένα από τα πέντε διαφορετικά μέρη σύμφωνα με το
    κάθε προφίλ. Πιο συγκεκριμένα στην πρώτη τοποθεσία ενός συστήματος ημικυκλικών στοών
    σε ξηρό ψαμμίτη (sandstone) με λεία τοιχώματα ο ειδικός ρυθμός εξασθένησης ήταν
    0,15 dB/m στα 446 MHz και 0,18 dB/m στα 860 MHz.
    Στην δεύτερη και τρίτη τοποθεσία με ορθογώνιες στοές από ασβεστόλιθο (limestone) με πιο
    τραχείς τοίχους και πήλινο δάπεδο, η δεύτερη τοποθεσία ήταν ξηρή, ενώ η τρίτη τοποθεσία
    ήταν υγρή με μικρές λίμνες νερού, ο ειδικός ρυθμός εξασθένησης κυμαινόταν από 0,14 έως
    0,22 dB/m στα 446 MHz και από 0,17 έως 0,28 dB/m στα 860 MHz. Στην τέταρτη τοποθεσία
    μιας στενή στοά με νερό καλυμμένο δάπεδο και υγρούς τοίχους λήφθηκε ο ειδικός ρυθμός
    εξασθένησης 0,16 dB/m στα 446 MHz και 0,19 dB/m στα 860 MHz. Τέλος στην πέμπτη τοποθεσία
    μια πολύ ακανόνιστη στοά με δάπεδο καλυμμένο με νερό και υγρούς τοίχους ο ειδικός ρυθμός
    εξασθένησης ήταν 0,25 dB/m στα 446 MHz και 0,29 dB/m στα 860 MHz.

    Πολλοί ερευνητές έχουν στραφεί σε κατευθυνόμενες μορφές τηλεμετρίας. Πιο συγκεκριμένα 
    στην διπλωματική έρευνα για κυψελωτά δίκτυα πέμπτης γενιάς του Philip Branch
    \cite{branch_fifth_2021} παρουσιάζεται μια επισκόπηση της χρήσης των δικτύων αυτών σε
    ορυχεία εξόρυξης βαρύτητας (Block Cave Mining), ακόμη παρατίθενται οι περιορισμοί του
    802.11 για την κάλυψη αναγκών στο εν λόγω περιβάλλον ενώ υπογραμμίζει τον επανασχεδιασμό
    ενός δικτύου ραδιοπρόσβασης 5G για τις απαιτήσεις.

    Μια από τις παραμέτρους που εξετάστηκαν σχεδόν σε κάθε έρευνα που παρουσιάζεται στην εργασία
    είναι η λαμβανόμενη ισχύς σήματος (RSSI). Πιο συγκεκριμένα στην έρευνα για το δίκτυο των
    πραγμάτων σε ορυχεία \cite{ming_study_2019} η RSSI χρησιμοποιείται ως μέτρηση για την 
    εκτίμηση της απόστασης μεταξύ ενός drone και ενός επίγειου σταθμού σε ένα σύστημα 
    UAV (Unmanned Aerial Vehicle). Αυτό επιτυγχάνεται με τριγωνικό εντοπισμό ενώ προτείνονται
    και μοντέλα παλινδρόμησης (regression) και νευρωνικά δίκτυα.

    Αρκετά ενδιαφέρουσα ήταν και η έρευνα του Donald G. Dudley για ασύρματη διάδοση σε κυκλικά
    τούνελ \cite{dudley_wireless_2005} κατά την οποία χρησιμοποιήθηκαν ηλεκτρικές και μαγνητικές
    πηγές έντασης προκειμένου να διεγερθούν τα πεδία και να παραμετροποιηθούν ανάλογα \cdot
    συχνότητα, πλάτος, πόλωση. Η μελέτη στοχεύει στην κατανόηση της διάδοσης, της σκέδασης και
    της απορρόφησης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων σε διαφορετικά περιβάλλοντα, τα οποία μπορεί να 
    έχουν επιπτώσεις σε πεδία όπως η ασύρματη επικοινωνία, τα συστήματα ραντάρ και η 
    ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα. Πιο συγκεκριμένα τα ΤΕ \& ΤΜ διεγείρονται ξεχωριστά ενώ
    λαμβάνονται υπόψη οι: συχνότητα, ακτίνα, αγωγιμότητα.

    Τα ηλ/κά κύματα προφανώς ανακλώνται στις επιφάνειες τών τοιχωμάτων ενός σπηλαίου και
    είναι σημαντικό να μετρηθεί η διάδοση όταν στο μονοπάτι υπάρχουν τραχείς επιφάνειες.
    Έτσι στην έρευνα \cite{soo_investigation_2018} χρησιμοποιήθηκε μια τεχνική ανίχνευσης 
    ακτίνων και εξέτασαν την ανάκλαση με τρεις τεχνικές:
    \begin{itemize}
        \item Συμβατικός συντελεστής ανάκλασης Fresnel
        \item Τροποποιημένος συντελεστής ανάκλασης Fresnel με συντελεστή εξασθένησης
        \item Προσομοίωση τυχαίας τραχιάς επιφάνειας
        \item Ανάλυση ισχύος σήματος έναντι θέσεων δέκτη
    \end{itemize}

    Στην έρευνα για ασύρματο σύστημα επικοινωνίας \cite{yavuz_-cave_2009} η μέθοδος που
    προτείνεται είναι βασισμένη σε ασύρματο δίκτυο αισθητήρων πολυμέσων (WMSN). Πιο
    συγκεκριμένα υπάρχουν κινητοί κόμβοι με παρόμοια λειτουργικότητα όπως τα κινητά τηλέφωνα,
    που μεταφέρονται από μέλη της ομάδας, ένας διακομιστής καταλόγου ICWCS που αποθηκεύει
    πληροφορίες για την πραγματοποίηση επικοινωνίας και παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο. Ακόμη
    στο δίκτυο υπάρχει μηχανισμός προσωρινής αποθήκευσης για να Επιταχύνει την πραγματοποίηση
    μελλοντικών κλήσεων σε προσωρινά αποθηκευμένους κινητούς κόμβους.
    
    Πιο πειραματικά σε ένα σπήλαιο που μετατράπηκε σε κελάρι \cite{soo_propagation_2018}
    έγιναν πειράματα μέτρησης πεδίου σε συχνότητες 900 MHz, 2.4 GHz και 5.8 GHz. Καθώς
    τα 900MHz είναι η μικρότερη από της τρεις συχνότητες, και άρα λιγότερο ευάλωτη σε 
    απώλειες διαδρομής έγινε η σύγκριση συν- και σταυροπολώσεων (π.χ. VV \& VH) για 900 MHz.
    
    Οι μέθοδοι που εφαρμόστηκαν στην \cite{pingenot_full_2005} είναι οι εξής: υψηλής τάξης
    διακριτοποίηση πεπερασμένων στοιχείων, προσομοίωση πεδίου χρόνου, άλμα-βατραχου και
    κατά συνέπεια αλγόριθμοι FFT για μετατροπή στο πεδίο της συχνότητας.

    Προκειμενου να επιτευχθεί η μέτρηση μοντέλου ανώμαλου εδάφους για πιθανές εφαρμογές
    σε σπήλαια, πραγματοποιήθηκε μέτρηση πεδίου στο μοντέλο ανώμαλου εδάφους στα 2,4 GHz
    έγινε σύγκριση του μετρούμενου αποτελέσματος με δύο αποτελέσματα ανίχνευσης ακτίνων
    καθώς επίσης και ενσωμάτωση παράγοντα σκέδασης στην προσομοίωση ιχνηλάτησης ακτίνων
    για βελτιωμένη εφαρμογή

    Από την έρευνα για την σκοπιμότητα των LoRaWAN σε υπόγεια περιβάλλοντα 
    \cite{zhao_feasibility_2023} οι συντάκτες παραθέτουν τα αποτελέσματα τις προσομοίωσης
    και τις διαφορές που έχουν στο σύστημα οι μεταβλητές περιβάλλοντος. Πιο συγκεκριμένα
    φαίνεται ότι το LoRaWAN είναι πιο συμπαγές σε σχέση με άλλα υπόγεια ασύρματα συστήματα
    αισθητήρων (WUSNs). Πιο συγκεκριμένα φάνηκε ότι παρά ενδεχόμενες κακές συνθήκες 
    περιβάλλοντος (π.χ. Volumetric Water Content = 50\%) το σύστημα λειτουργούσε αξιόπιστα.

    Στην έρευνα για τα UHF \cite{rak_uhf_2007} οι συγγραφείς παρουσίασαν βασικές οδηγίες
    για την εκτίμηση της ειδικής εξασθένησης και της μέγιστης εμβέλειας για ασύρματες
    επικοινωνίες σε υπόγειες γκαλερί διαφόρων προφίλ και τύπων τοίχων. Πρότειναν επίσης 
    ότι τα αποτελέσματά τους θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως πειραματική βάση για 
    περαιτέρω θεωρητικές εργασίες.

    Στα αποτελέσματα της διπλωματικής εργασίας για τα δίκτυα πέμπτης γενιάς \cite{branch_fifth_2021}
    φαίνεται η υπεροχή των 5G σε σύγκριση με το wifi αλλά και πως μπορεί να συμπληρώσει
    την παραδοσιακή VHF ραδιοφωνία σε Peer to Peer (P2P) επιτρέποντας την μετάδοση βίντεο.
    Τέλος αναφέρει ότι το περιβάλλον διάδοσης των ορυχείων είναι περίπλοκο με κάποιες ενδείξεις
    οτι η διάδοση είναι λιγότερο δριμεία οταν το μονοπάτι περιλαμβάνει άξονες εξαγωγής με
    επένδυση από χάλυβα.

    Η έρευνα που μοντελοποίησε δίκτυα IoT σε ορυχεία \cite{ming_study_2019} ανέδειξε οτι 
    προκειμένου να υλοποιηθεί αποδοτικά η επικοινωνία με μέσο διάδοσης την πέτρα, δε μπορεί
    να υπερβαίνει τα έξι μέτρα. Ακόμη φάνηκε οτι ένα νευρωνικό δίκτυο προς τα πίσω διάδοσης
    επιστρέφει πιο ακριβή αποτελέσματα από απλό τριγωνικό εντοπισμό.

    Όπως φάνηκε από την έρευνα για ασύρματη διάδοση σε κυκλικό τούνελ \cite{dudley_wireless_2005}
    13 λειτουργίες είναι πάνω από την συχνότητα αποκοπής για τέλεια αγώγιμα τοιχώματα. Ακόμη
    χρησιμοποιούνται 16 λειτουργίες για τη διασφάλιση της σύγκλισης στην περίπτωση τοίχου 
    με απώλειες.

    Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης ανίχνευσης ακτίνων \cite{soo_investigation_2018} δείχνουν
    τη διαφορά στην ανάκλαση του εδάφους μεταξύ λείων και τραχιών επιφανειών. Αλλά επίσης και
    πως ο τροποποιημένος, με συντελεστή εξασθένησης, συντελεστής ανάκλασης Fresnel χρησιμοποιείται
    για τραχιές επιφάνειες και πώς η ισχύς του σήματος επηρεάζεται από την απόσταση και είναι 
    χαμηλότερη σε ανώμαλες συνθήκες επιφάνειας.

    Όπως και σε άλλες έρευνες οι κινητοί κόμβοι έχουν παρόμοια λειτουργία με τα κινητά τερματικά
    ενός κυψελωτού δικτύου. Πιο συγκεκριμένα στην έρευνα για ασύρματο δίκτυο επικοινωνίας σε
    σπήλαια \cite{yavuz_-cave_2009} υλοποιείται ένα αξιόπιστο δίκτυο φωνητικής επικοινωνίας
    χρησιμοποιώντας ασύρματους κόμβους αισθητήρων πολυμέσων σε εσωτερικά περιβάλλοντα με δύο
    τύπους ασύρματων κόμβων αισθητήρων: κόμβοι κορμού και κινητοί κόμβοι. Η τρέχουσα υλοποίηση
    χειρίζεται μια ενεργή φωνητική επικοινωνία από σημείο σε σημείο.

    Πιο πειραματικά σε ένα σπήλαιο που μετατράπηκε σε κελάρι \cite{soo_propagation_2018}
    παρατηρήθηκε ότι τα σήματα χαμηλότερης συχνότητας είναι πιο πρακτικά για ασύρματη
    επικοινωνία σε σπηλιές. Πιο συγκεκριμένα η κάθετη συν-πόλωση (VV) έχει την καλύτερη
    λαμβανόμενη ισχύ στα περισσότερα σενάρια.
    Είναι σημαντικό να γίνει ο διαχωρισμός μεταξύ σπηλαίων τουριστικού σκοπού και των σπηλαίων
    εξερευνητικού/ορειβατικού σκοπού. Αρχικά επειδή οι τουριστικές σπηλιές έχουν κίνηση ανθρώπων
    και μεγαλύτερες διαστάσεις σε σύγκριση με τις άγριες σπηλιές \cite{soo_propagation_2018}.
    Ακόμη η επιφάνεια του εδάφους των τουριστικών σπηλαίων είναι πιο λεία ενώ αντίθετα τα φυσικά
    περάσματα των σπηλαίων έχουν τραχιές επιφάνειες και ανομοιομορφίες διαστάσεων.

    Τα αποτελέσματα μέτρησης πεδίου που λαμβάνονται από το εσωτερικό του κελαριού του
    Jeff \cite{soo_propagation_2018} σε τρεις συχνότητες είναι τα εξής: η ισχύς του σήματος
    μειώνεται καθώς ο δέκτης απομακρύνεται από τον πομπό, το σήμα 900 MHz μπορεί να διαδοθεί
    ισχυρότερα για μεγαλύτερη απόσταση ενώ το σήμα 5,8 GHz εξασθενεί πιο γρήγορα και φτάνει στο 
    επίπεδο θορύβου.

    Στην πλήρη ανάλυση ραδιοσυχνοτήτων \cite{pingenot_full_2005} συλλέχθηκαν στατιστικά στοιχεία
    για τις ιδιότητες διάδοσης και εξασθένησης του περιβάλλοντος του σπηλαίου. Ακόμη η φασματική
    πυκνότητα ισχύος και η φάση των συντελεστών του διανυσματικού ηλεκτρικού πεδίου. Δεν βρέθηκε
    κάποια σημαντική διαφοροποίηση στα αποτελέσματα σε όλο το φάσμα. Για το πρωτεύον διαδιδόμενο
    πεδίο ($E_z$) το διάσπαρτο πεδίο συμπληρώνει μηδενικά (nulls) που στην ομαλή περίπτωση 
    δημιουργούνται από καταστροφικές παρεμβολές. Τέλος η διασπορά πόλωσης αυξάνει την ενέργεια
    των $E_x$ και $E_y$ περαιτέρω μέσα στο σπήλαιο, πράγμα αναμενόμενο.

    Η μέτρηση μοντέλου ανώμαλου εδάφους για πιθανές εφαρμογές σε σπήλαια \cite{soo_measurement_2019}
    ανέδειξε ότι η ισχύς του σήματος πέφτει καθώς ο δέκτης απομακρύνεται από τον πομπό και πιο
    συγκεκριμένα η δραστική πτώση του σήματος σε τοποθεσία μεταξύ 18 και 22 m μετά το σήμα LOS
    που στρίβει σε γωνία. Ακόμη η διαδρομή σήματος NLOS μπορεί να ταξιδέψει μόνο μέσω ανάκλασης,
    περίθλασης και διάθλασης. Τα προσομοιωμένα και μετρημένα αποτελέσματα δείχνουν καλύτερη συμφωνία
    με τον παράγοντα σκέδασης, δηλαδή βελτιωμένη τυπική απόκλιση από 6,84 dB σε 4,48 dB με συντελεστή
    σκέδασης.

    Ωστόσο απ'οτι φάνηκε στην έρευνα για LoRaWAN \cite{zhao_feasibility_2023}, μεγάλες 
    αποστάσεις μπορούν να καλυφθούν αλλά συγκεκριμένες περιπτώσεις όπως η γεωργία ακριβείας.
    Αυτό διότι το LoRaWAN είναι μια τεχνολογία που ελαχιστοποιεί την κατανάλωση ενέργειας και
    μεγιστοποιεί στην εμβέλεια, με αντάλλαγμα τον μειωμένο ρυθμό δεδομένων, δηλαδή τον χαμηλό
    ρυθμό διάδοσης (ενδεικτικά κάθε 30 λεπτά σε βάθος 40 εκατοστών με VWC=40\%). Με άλλα
    λόγια το LoRaWAN είναι μια πολύ αξιόπιστη επιλογή, που ωστόσο υστερεί σε περιπτώσεις 
    χρήσης που χρειάζεται γρήγορη επικοινωνία σε υπόγειο περιβάλλον βαθύτερο των τριών μέτρων.

    Αξίζει επίσης να σημειωθεί οτι τα δίκτυα πέμπτης γενιάς προσφέρουν υψηλή ρυθμοαπόδοση,
    χαμηλή καθυστέρηση και μεγάλο εύρος ζώνης - πράγμα χρήσιμο για περιβάλλοντα ορυχείων.
    Ωστόσο κρίνεται σημαντικό να γίνει η διαφοροποιηση των ορυχείων με των συνήθων σπηλαίων,
    ερειπίων καθώς τα ορυχεία έχουν λιγότερο ακανόνιστη μορφολογία και έτσι μεγαλύτερο βαθμό
    ελευθερίας και εκμετάλλευσης των χαρακτηριστικών από την τηλεμετρία. Αντίστοιχα στην έρευνα
    για την ανάκλαση ακτίνων σε τραχείς επιφάνειες \cite{soo_investigation_2018} δημιουργήθηκε
    ένα τυχαίο προφίλ τραχιάς επιφάνειας που μοιάζει με φυσικές συνθήκες σπηλαίων, εξετάστηκε
    η επίδραση της περιεκτικότητας σε νερό στο βράχο στη διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και
    τέλος εισήλθε ο μέσος συντελεστής ανάκλασης για να ληφθούν υπόψη τα φαινόμενα σκέδασης.

    Όπως φάνηκε από την ανάλυση των IoT σε ορυχεία \cite{ming_study_2019} η λαμβανόμενη ισχύς
    σήματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση της προόδου σε ένα ορυχείο, ακόμη 
    η καμπύλη προσαρμογής προέκυψε πειραματικά για την υλοποιηση του νευρωνικού δικτύου.

    Αντίθετα από την έρευνα για ασύρματες επικοινωνίες σε σπήλαια \cite{yavuz_-cave_2009},
    φάνηκε οτι λόγω των περιοριστικών συνθηκών ραδιοσυχνοτήτων εντός των σπηλαίων καθιστούν
    ανεπαρκείς τις ασύρματες λύσεις. Επίσης το ICWCS χειρίζεται επί του παρόντος μόνο μία
    ενεργή φωνητική επικοινωνία από σημείο σε σημείο. Επιπρόσθετα η υπηρεσία καταλόγου
    εκτελείται συνήθως έξω από το σπήλαιο, αλλά οι κόμβοι κορμού χρησιμοποιούν μηχανισμό
    προσωρινής αποθήκευσης για να επιταχύνουν τις λειτουργίες καταλόγου. Τέλος πρέπει να
    εκτελεστούν αρκετά βήματα, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης και της αρχικής εγκατάστασης,
    προτού τεθεί σε λειτουργία το ICWCS. Όλα τα παραπάνω φανερώνουν κάποιους από τους
    περιορισμούς των ασύρματων δικτύων επικοινωνίας σε υπόγεια περιβάλλοντα.

    Οι σταλαγμίτες και οι σταλακτίτες στα περάσματα των σπηλαίων χρειάζονται περαιτέρω
    εξερεύνηση όπως φάνηκε στην \cite{soo_propagation_2018}.
    Τα ασύρματα σήματα στα σπήλαια είναι ευεργετικά για την επιστημονική έρευνα και τη 
    διαχείριση του τουρισμού

    Στην πλήρη ανάλυση ραδιοσυχνοτήτων \cite{pingenot_full_2005} εγινε υπολογιστική μελέτη
    διάδοσης και εξασθένησης σήματος σε περιβάλλον σπηλαίων με απώλειες. Οι εξισώσεις Maxwell
    πλήρους κύματος επιλύθηκαν απευθείας στο πεδίο του χρόνου. Στατιστικά δεδομένα που παράγονται
    για τη φασματική πυκνότητα ισχύος και τη φάση του ηλεκτρικού πεδίου συλλέχθηκαν.

    Στην μέτρηση μοντέλου ανώμαλου εδάφους για πιθανές εφαρμογές σε σπήλαια \cite{soo_measurement_2019}
    κατασκευάστηκε ένα μοντέλο ανώμαλου εδάφους για πιθανές εφαρμογές σε σπήλαια. Η μέτρηση πεδίου
    πραγματοποιήθηκε στα 2,4 GHz και φάνηκε ότι προσομοίωση ιχνηλάτησης ακτίνων με συντελεστή 
    σκέδασης ταιριάζει καλύτερα με το μετρημένο αποτέλεσμα.