[发明专利]从接收信号中恢复稀疏通信信号的方法

说明书

本发明提供一种从接收信号中恢复稀疏通信信号的方法(100)，所述接收信号为所述稀疏通信信号的信道输出版本，所述信道包括用于形成信道矩阵的信道系数，所述方法包括从所述信道矩阵和所述接收信号，确定(101)支持集，所述支持集指示一组非零通信信号系数的第一指数；基于所述支持集、所述信道矩阵以及所述接收信号，确定(103)所述稀疏通信信号的估计；确定(105)所述支持集未指示的通信信号系数的第二指数；基于所述支持集、所述稀疏通信信号的估计、所述第二指数以及所述信道矩阵，确定(107)所述稀疏通信信号。

技术领域

本发明涉及稀疏信号恢复领域，尤其涉及性能和质量方面的问题。

背景技术

许多不同的应用中都出现了稀疏信号的恢复问题。在通信系统中从接收信号中恢复稀疏通信信号已引起了人们的广泛关注。

一个n维通信信号或者向量，若其全部n个元素中仅包括少量几个非零元素，则称为稀疏。与总维数n相比，可以通过较少数量的测量来恢复稀疏通信信号。稀疏性可出现在不同的基，所以通信信号可例如在时域或者频域中表现为稀疏通信信号。

稀疏通信信号的恢复的计算量通常比最小二乘法中涉及到的矩阵求逆或者伪逆的计算量大。此外，由于系统欠定，矩阵通常是不可逆的。

普通的稀疏通信信号恢复方法存在高计算复杂度和/或低性能的问题。这些方法通常不适合在实时系统中使用。

E.J.Candes,和Candes在“线性程序译码”(IEEE信息传输理论，2005年12月，第51卷，第12期，4203-4215页)中提出并分析了一种线性程序方法。

T.Cai,L.Wang在“用于带有噪音的稀疏信号恢复的正交匹配追踪”(IEEE信息传输理论，第57卷，第7期，4680-4688页)中使用一种正交匹配追踪方法讨论了稀疏信号恢复中的不完整测量问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种从接收信号中恢复稀疏通信信号的有效方案。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。进一步的实施形式通过从属权利要求、说明书和附图显而易见。

本发明是基于以下发现：为了确定稀疏通信信号，可以对稀疏通信信号的估计进行细化。

按照本发明的第一方面，本发明提供一种从接收信号中恢复稀疏通信信号的方法，所述接收信号为所述稀疏通信信号的信道输出版本，所述信道包括用于形成信道矩阵的信道系数，所述方法包括从所述信道矩阵和所述接收信号，确定支持集，所述支持集指示一组非零通信信号系数的第一指数；基于所述支持集、所述信道矩阵以及所述接收信号，确定所述稀疏通信信号的估计；确定所述支持集未指示的通信信号系数的第二指数；基于所述支持集、所述稀疏通信信号的估计、所述第二指数以及所述信道矩阵，确定所述稀疏通信信号。因此，稀疏通信信号可以被有效的恢复。

稀疏通信信号可以表现为一个向量。稀疏通信信号可以包括通信信号系数。该通信信号的系数可以是实数，如1.5或2.3，或复数，例如1+j或5+3j。

接收信号可以表现为一个向量。接收信号可以包括接收信号系数。接收信号系数可以是实数，如1.3或2.7，或复数，例如2+3j或1-5j。

信道可以定义稀疏通信信号和接收信号之间的线性关系。该通道可包括附加的噪声。信道系数可以是实数，如0.3或1.5，或复数，例如3-2j或1+4j。

支持集可指示一组非零通信信号系数的指数。

根据第一方面的第一种实施方式中，该方法进一步包括基于所述通信信号系数的第二指数，更新所述支持集。因此，该支持集可以被细化以进行进一步处理。

支持集的更新可以涉及到为支持集增加通信信号系数的第二指数，或从支持集中减去通信信号系数的第二指数。