[发明专利]使用具有稀疏数据的压缩感测的基于传感器的无线通信系统

说明书

                      纳姆.阮

                     托马斯.A.塞克斯顿

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年1月11日提交的美国临时申请No.61/293,848的优先权，将其以全文引用的方式并入本文中，且其是要求于2009年7月31日提交的题为“REMOTE SAMPLER ANALOG FRONT END”的美国临时专利申请No.61/230,309的优先权的于2010年7月29日提交的题为“SENSOR-BASED WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS USING COMPRES SIVE SAMPLING”的美国专利申请No.12/846,441的后续申请，且其也是要求于2009年4月15日提交的题为“REMOTE SAMPLER-CENTRAL BRAINARCHITECTURE”的美国临时申请No.61/169,596的优先权的于2010年4月15日提交的题为“SENSOR-BASED  WIRELESSCOMMUNICATION SYSTEMS USING COMPRES SIVE SAMPLING”的美国专利申请No.12/760,892的后续申请，且其也是要求于2008年12月12日提交的题为“LOW POWER ARCHITECTURE ANDREMOTE SAMPLER INVENTIONS”的美国临时申请No.61/121,992的优先权的于2009年12月10日提交的题为“SENSOR-BASEDWIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS USING COMPRESSIVE SAMPLING”的美国专利申请No.12/635,526的后续申请。以全文引用的方式将前述申请并入本文中。

技术领域

本公开通常涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及用于在基于传感器的无线通信系统中使用压缩感测的方法、设备和系统。

背景技术

无线通信系统被广泛地部署来提供例如各种语音和数据相关业务。典型的无线通信系统包括允许用户共享公共网络资源的多址接入通信网络。这些网络的示例是时分多址(“TDMA”)系统、码分多址(“CDMA”)系统、单载波频分多址(“SC-FDMA”)系统、正交频分多址(“OFDMA”)系统或其他类似系统。利用各种技术标准来支持OFDMA系统，比如演进通用陆地无线接入(“E-UTRA”)、Wi-Fi、全球微波接入互操作性(“WiMAX”)、超移动宽带(“UMB”)、以及其他类似系统。此外，利用各种标准组织(比如第三代合作伙伴计划(“3GPP”)和3GPP2)开发的规范来描述这些系统的实现。

随着无线通信系统的演进，引入了提供增强特征、功能和性能的更高级的网络设备。这种高级网络设备还可以称作长期演进(“LTE”)设备或长期演进高级(“LTE-A”)设备。LTE构建在高速分组接入(“HSPA”)的成功之上，所述高速分组接入具有更高的平均和峰值数据吞吐速率、更低的延迟和更好的用户体验，特别是在高需求地理区域中。LTE通过使用更宽的频谱带宽、OFDMA和SC-FDMA空中接口以及高级天线方法，实现了该更高的性能。

可以使用单输入单输出系统(“SISO”)、单输入多输出系统(“SIMO”)以及多输入多输出系统(“MIMO”)建立用户设备和基站之间的通信，其中，在所述SISO系统中，仅仅一根天线同时用于接收机和发射机；在所述SIMO系统中，在接收机处使用多根天线，且在发射机处仅仅使用一根天线；在所述MIMO系统中，在接收机和发射机处都使用多根天线。与SISO系统相比，如果使用多根发送天线、多根接收天线或者二者，则SIMO可以提供增加的覆盖范围，MIMO系统可以提供增加的频谱效率和更高的数据吞吐量。

在这些无线通信系统中，噪声中的信号检测和估计是普遍的。采样定理提供了将连续时间信号转换为离散时间信号的能力，从而允许对信号检测和估计算法进行高效且有效的实现。众所周知的采样定理通常称作Shannon定理，并且提供了与频率带宽相关的必要条件，以允许对任意信号的精确恢复。所述必要条件是必须以信号的最大频率的最少两倍对该信号进行采样，该采样速率也被定义为Nyquist速率。Nyquist速率采样具有以下缺陷：要求昂贵的高质量的组件，该组件要求大量的功率和成本来支持在大频率处的采样。此外，Nyquist速率采样根据信号的最大频率改变，且不要求该信号的任何其他属性的知识。