[发明专利]电子设备、可变速率传输方法以及信号重建方法

说明书

本发明提供了电子设备、可变速率传输方法以及信号重建方法，所述电子设备包括发送电路以及处理电路，处理电路被设置为经由发送电路向另一电子设备输出与信号段对应的CS样本的第一部分，并且进一步被设置为根据另一电子设备的响应，经由发送电路向另一电子设备选择性地输出与信号段对应的CS样本的第二部分。本发明通过采用可变速率传输方案、多分辨率/多尺度重建方案、多级重建方案以及特征点约束等方案来灵活处理CS样本，能够为各种生物信号类型提供高压缩比并能够处理不同类型的噪声和干扰，实现更准确的重建结果，提高重建性能。

技术领域

本发明涉及压缩感知(compressive sensing，CS)，特别是涉及能灵活处理CS样本的电子设备以及方法。

背景技术

可穿戴传感器设备越来越多地应用于医疗监控，其中，能量效率高、外形小、多信号传感能力和无线通信能力是至关重要的。典型的生物传感器(bio-sensor)系统由生物传感器节点(例如，可穿戴生物传感器设备)构成，其中生物传感器节点可以发送信息到能够接收并处理生物传感器输出数据的数据聚合器(如智能手机)。可穿戴生物传感器设备的一个限制是其功耗。这些可穿戴生物传感器设备需要操作相对持久的工作时间，避免频繁更换电池或充电。一般来说，大部分的电量被发送(transmit,TX)电路(特别是TX电路的功率放大器(amplifier,PA))消耗。减少能耗的一个解决方案是降低数据率。压缩感知(compressive sensing，CS)是通过启用无混叠(alias-free)次奈奎斯特率(sub-Nyquist-rate)采样，来利用稀疏特性实现相应的功率节省的一种信号处理技术。因此，CS对低功耗可穿戴生物传感器设备非常具有吸引力。为了在CS框架中达到良好的压缩比(compressionratio，CR)，重要的是要找到合适的基(basis)。然而，如果所需的信噪比(signal-to-noise,SNR)是20分贝或以上，则通常的固定基(fixed basis)，例如基于小波(wavelet-based)的CS设计，只能实现2至2.5的压缩比(CR)。此外，通常的数据聚合器(如智能手机)采用的重建算法需要一直运行直到信号完全恢复，并且由计算量约束导致的提前停止会显著降低重建质量。此外，通常的数据聚合器(如智能手机)采用的重建算法缺乏处理不同类型噪声和干扰的能力。

因此，需要能够为各种生物信号类型提供高压缩比并能够处理不同类型噪声和干扰的灵活的生物传感系统设计。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了电子设备、可变速率传输方法以及信号重建方法，以解决上述问题。

本发明提供了一种电子设备，所述电子设备包括发送电路以及处理电路，处理电路被设置为经由所述发送电路向另一电子设备输出与一信号段对应的压缩感知CS样本的第一部分，并且进一步被设置为根据所述另一电子设备的响应，经由所述发送电路向所述另一电子设备选择性地输出与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。

本发明提供了一种可变速率传输方法，所述方法由一电子设备执行，所述方法包括以下步骤：对与一信号段对应的信号样本执行压缩感知CS，以生成与所述信号段对应的CS样本；输出与所述信号段对应的所述CS样本的第一部分至另一电子设备；从所述另一电子设备接收响应；以及根据所述另一电子设备的响应，向所述另一电子设备选择性地输出与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。

本发明提供了一种电子设备，所述电子设备包括接收电路以及处理电路，处理电路被设置为经由所述接收电路从另一电子设备接收与一信号段对应的压缩感知CS样本的第一部分，并且进一步被设置为根据重建质量要求，选择性地向所述另一电子设备请求与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。

本发明提供了一种可变速率传输方法，所述方法由一电子设备执行，所述方法包括以下步骤：从另一电子设备接收与一信号段对应的压缩感知CS样本的第一部分；根据与所述信号段对应的所述CS样本的所述第一部分执行信号的重建，并估计与所述信号的重建相关的重建质量；以及根据重建质量结果，选择性地向所述另一电子设备请求与所述信号段对应的所述CS样本的第二部分。