基于無線網(wǎng)絡(luò)的分布式信源編碼研究

【摘 要】文章對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN））中的分布式信源編碼（Distributed Source Coding，DSC）進(jìn)行了研究，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特性，深入分析分布式信源編碼通過減少數(shù)據(jù)發(fā)送量實(shí)現(xiàn)能量節(jié)省的可行性，并進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有實(shí)用意義的數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】無線網(wǎng)絡(luò)；分布式信源編碼；研究

文章基于WSN的特性，采用DSC技術(shù)，將復(fù)雜的計(jì)算轉(zhuǎn)移到能量不受限制的解碼端，而編碼端采用計(jì)算量較小的算法，滿足了WSN節(jié)點(diǎn)的需求。最后通過仿真分析表明，DSC壓縮效果顯著，大幅度減少能量消耗，充分證明了DSC的優(yōu)越性能。

一、分布式信源編碼概述

（一）分布式信源編碼原理

DSC簡(jiǎn)單的說就是利用鄰近傳感器節(jié)點(diǎn)編碼信源的信息相關(guān)性，在確保足夠的可靠性的前提下，盡量減少發(fā)送數(shù)據(jù)的比特率，從而達(dá)到減少傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗，延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)的使用壽命的目的。根據(jù)信息論的理論，經(jīng)過Slepian，Wrolf等人論證，可以在信源端不進(jìn)行聯(lián)合編碼的情況下（或者說相關(guān)的信源互相不進(jìn)行通信）達(dá)到與聯(lián)合編碼一樣的性能，也就是所謂的Slcpian-Wolf理論。

從DSC的實(shí)現(xiàn)過程可以看出，傳統(tǒng)信源編碼與DSC的區(qū)別主要是：DSC在編譯碼過程中需要充分利用信源之間的相關(guān)性在編碼端盡可能對(duì)信源進(jìn)行壓縮，但是，每個(gè)編碼器互相之間無法知道其他編碼器的信息，也就是在編碼端只能對(duì)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行編碼，這樣就降低了編碼器的復(fù)雜度。為了能夠利用這種相關(guān)性，在譯碼器將獲得臨近信源的相對(duì)于當(dāng)前信源的有噪版本，也稱為邊信息，在譯碼端利用邊信息對(duì)接收到的編碼信息進(jìn)行譯碼，以達(dá)到利用信源之間相關(guān)性的目的。……