[发明专利]用于从接收信号中恢复稀疏通信信号的方法

说明书

本发明涉及从接收信号中恢复稀疏通信信号的方法(100)，该接收信号是稀疏通信信号的信道输出版本，信道包括被排列形成信道矩阵的信道系数，稀疏通信信号是3元信号。该方法(100)包括：根据信道矩阵和接收信号确定(101)第一辅助信号，该第一辅助信号包括第一辅助信号系数；根据信道矩阵和接收信号确定(103)第二辅助信号，该第二辅助信号包括第二辅助信号系数，第二辅助信号系数指示第一辅助信号系数的稀疏性；以及如果对应的第二辅助信号系数小于或等于预定阈值，则将第一辅助信号系数归零(105)。

技术领域

本发明涉及稀疏信号恢复，特别地涉及对系数取自3元字符表的稀疏通信信号的恢复。

背景技术

信号恢复问题发生在数字数据通信和其他相关领域中。在通信信号恢复问题中，基于接收信号的系数来检测或恢复通信信号的系数。通常，假设已知对应的线性信道模型。

在一些应用中，接收信号系数的数目大于或等于待检测的通信信号系数的数目。可以使用诸如迫零(zero force，ZF)、最小均方差(minimum mean square error，MMSE)或最大似然检测(maximum likelihood detection，MLD)的方法来解决该问题。

在其他应用中，接收信号系数的数目小于待检测的通信信号系数的数目。接收信号系数的减小的数目换得的是所恢复的通信信号的稀疏性。稀疏性意指0在通信信号的系数中占大多数。

系数取自3元字符表例如{-1,0,1}字符表且0占大多数的稀疏通信信号越来越多地用于很多应用。但是，还没有用于对来自3元字符表的稀疏通信信号进行恢复的有效方案。

在E.J.Candes和T.Tao于2005年12月发表于IEEE Trans.on Information Theory第51卷第12期第4203页至4215页的“Decoding by linear programming”中，研究了从不完整测量值中恢复稀疏信号的问题。

在P.H.Tan和L.K.Rasmussen于2001年8月发表于IEEE Journal on Select.AreasCommun.第19卷第8期第1442页至1449页的“The application of semidefiniteprogramming for detection in CDMA”中，将半定松弛(semi-definite relaxation，SDR)法用于二元检测问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于对系数取自3元字符表的稀疏通信信号进行恢复的有效方案。

通过独立权利要求的特征来实现该目的。其他实现方式根据从属权利要求、说明书和附图而明显。

本发明基于如下发现：可以采用使用辅助信号的松弛法。

根据第一方面，本发明涉及一种用于从接收信号中恢复稀疏通信信号的方法，该接收信号是稀疏通信信号的信道输出版本，信道包括被排列形成信道矩阵的信道系数，稀疏通信信号是3元信号。该方法包括：根据信道矩阵和接收信号确定第一辅助信号，该第一辅助信号包括第一辅助信号系数；根据信道矩阵和接收信号确定第二辅助信号，该第二辅助信号包括第二辅助信号系数，第二辅助信号系数指示第一辅助信号系数的稀疏性；以及如果对应的第二辅助信号系数小于或等于预定阈值，则将第一辅助信号系数归零。因此，可以从接收信号中有效地恢复出稀疏通信信号。

稀疏通信信号可以由向量来表示。稀疏通信信号可以包括稀疏分布的通信信号系数。稀疏分布的通信信号系数可以取自3元字符表，例如{-1,0,1}字符表。

接收信号可以由向量来表示。接收信号可以包括接收信号系数。接收信号系数可以为实数，例如0.9或1.2。

信道可以包括稀疏通信信号与接收信号之间的线性关系。信道还可以包括加性噪声。信道系数可以为实数，例如0.3或1.5。