縮短BCH 編碼應(yīng)用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的能效分析

　　圖2 顯示了隨著信息位的增加， 各種編碼方式的能量吞吐率， 其總趨勢是增加的， 也就是說， 雖然隨著碼長的增加， 譯碼能量也在增加， 但其增加幅度較有效能量的增加較小。

　　由圖2可知， BCH 縮短編碼的能量吞吐率并不是單調(diào)增加， 在某些點(diǎn)出現(xiàn)了下降， 這些點(diǎn)出現(xiàn)每次監(jiān)督碼位數(shù)( n - k ) 增加， 然后監(jiān)督碼位數(shù)不變， 信息位逐漸增大， 能量吞吐率又開始增加。

　　根據(jù)圖2對比具有不同糾錯能力的編碼， 糾錯能力越強(qiáng)， 其譯碼能耗越大， 監(jiān)督碼越長， 其能量吞吐率越低。縮短漢明碼的能量吞吐率與未編碼時的能量吞吐率極為接近， 這是因?yàn)槠渥g碼能耗可忽略的緣故。

圖2 不同信息長度下各編碼方式的能量吞吐率

　　圖3中， 糾錯能力越強(qiáng)， 最優(yōu)信息碼長越大， 但其對應(yīng)的最優(yōu)能耗也越低。這是因?yàn)榧m錯能力延緩了誤包率的增大， 使得在較大范圍的包長內(nèi)， 能量吞吐率的增加占有優(yōu)勢。但多余的譯碼能耗會降低能效。

　　由圖3可以看出， 最大的能效值出現(xiàn)在縮短漢明碼， 接近0. 95， 包長約為400， 對比圖一， 此時對應(yīng)的誤包率大約在0. 02左右， 在可靠性要求不是很高的場合， 能取得很好的效果， 平衡了能量吞吐率與誤包率的要求。

圖3 不同信息長度下各編碼方式的能效

　　5 結(jié)束語

　　根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)和仿真結(jié)果可以看出， BCH 碼確實(shí)能在能量有限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為計(jì)算、通信和傳感器三項(xiàng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)。由于近來微型制造的技術(shù)、通訊技術(shù)及電池技術(shù)的改進(jìn),促使微小的傳感器可具有感應(yīng)、無線通訊及處理信息的能力。此類傳感器不但能夠感應(yīng)及偵測環(huán)境的目標(biāo)物及改變,并且可處理收集到的數(shù)據(jù),并將處理過后的資料以無線傳輸?shù)姆绞剿偷綌?shù)據(jù)收集中心或基地臺。這些微型傳感器通常由傳感部件、數(shù)據(jù)處理部件和通信部件組成,隨機(jī)分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微小節(jié)點(diǎn)通過自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。借助于節(jié)點(diǎn)中內(nèi)置的形式多樣的傳感器測量所在周邊環(huán)境中的熱、紅外、聲納、雷達(dá)和地震波信號,從而探測包括溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等眾多我們感興趣的物質(zhì)現(xiàn)象。在通信方式上,雖然可以采用有線、無線、紅外和光等多種形式,但一般認(rèn)為短距離的無線低功率通信技術(shù)最適合傳感器網(wǎng)絡(luò)使用,一般稱作無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

中顯著地提高能效， 但一味追求高糾錯能力會取得反效果。在典型的通信環(huán)境和設(shè)備下， 糾錯能力為1 的縮短BCH碼， 也即是縮短漢明碼， 可取得總體最優(yōu)的效果， 并且存在最優(yōu)信息長度使得能效最大。在對可靠性要求很嚴(yán)格的應(yīng)用中， 可考慮使用糾錯能力為2- 3位的縮短BCH 碼。