縮短BCH 編碼應用于無線傳感網絡的能效分析

　　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增加， 在某些點出現了下降， 這些點出現每次監督碼位數( n - k ) 增加， 然后監督碼位數不變， 信息位逐漸增大， 能量吞吐率又開始增加。

　　根據圖2對比具有不同糾錯能力的編碼， 糾錯能力越強， 其譯碼能耗越大， 監督碼越長， 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， 這是因為其譯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， 最優信息碼長越大， 但其對應的最優能耗也越低。這是因為糾錯能力延緩了誤包率的增大， 使得在較大范圍的包長內， 能量吞吐率的增加占有優勢。但多余的譯碼能耗會降低能效。

　　由圖3可以看出， 最大的能效值出現在縮短漢明碼， 接近0. 95， 包長約為400， 對比圖一， 此時對應的誤包率大約在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 結束語

　　根據數學推導和仿真結果可以看出， BCH 碼確實能在能量有限的無線傳感器網絡
無線傳感器網絡

　　無線傳感器網絡作為計算、通信和傳感器三項技術相結合的產物,是一種全新的信息獲取和處理技術。由于近來微型制造的技術、通訊技術及電池技術的改進,促使微小的傳感器可具有感應、無線通訊及處理信息的能力。此類傳感器不但能夠感應及偵測環境的目標物及改變,并且可處理收集到的數據,并將處理過后的資料以無線傳輸的方式送到數據收集中心或基地臺。這些微型傳感器通常由傳感部件、數據處理部件和通信部件組成,隨機分布的集成有傳感器、數據處理單元和通信模塊的微小節點通過自組織的方式構成網絡。借助于節點中內置的形式多樣的傳感器測量所在周邊環境中的熱、紅外、聲納、雷達和地震波信號,從而探測包括溫度、濕度、噪聲、光強度、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現象。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,但一般認為短距離的無線低功率通信技術最適合傳感器網絡使用,一般稱作無線傳感器網絡。

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