使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统技术方案

本发明专利技术提供针对使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的方法、设备和系统。在一个实施例中，对信号采样的方法包括：通过无线信道接收基于向量集的S稀疏组合的用户设备发送；对所接收的发送进行下变频以及离散化，以创建离散信号；将所述离散信号与感测波形集相关，以创建采样集，其中，所述采样集中的采样的总数等于所述感测波形集中的感测波形的总数，其中所述感测波形集与所述向量集不匹配，以及其中所述感测波形集中的感测波形的总数少于所述向量集中的向量的总数；以及向远程中央处理器发送所述采样集中的至少一个采样。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统相关申请的交叉引用本申请要求2009年7月31日提交的、标题为“远程采样器模拟前端”的美国临时申请No.61/230,309的优先权，而且是2010年4月15日提交的、标题为“使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统”的美国专利申请No.12/760,892的部分延续申请，并且是2009年12月10日提交的、标题为“使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统”的美国专利申请No.12/635,526的部分延续申请，其中美国专利申请No.12/760,892要求2009年4月15日提交的、标题为“远程采样器-中心大脑架构”的美国临时申请No.61/169,596的优先权，而美国专利申请No.12/635,526要求2008年12月12日提交的、标题为“低功率架构和远程采样器专利技术”的美国临时申请No.61/121,992的优先权。上述申请通过引用方式整体并入本文。
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采样的方法、设备和系统。
技术介绍
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。为了避免这些困难中的部分困难，压缩采样提供了用于信号感测和压缩的新框架，其中，利用输入信号的特定属性“稀疏性”来减少可靠地表示信号同时不损失期望信息所需要的值的数目。附图说明为了方便本领域普通技术人员对本公开的理解以及将其付诸实现，现在对参照附图所说明的示例实施例进行引用。在全部附图中，相似的引用标号指代相同或功能上相似的单元。根据本公开，附图以及具体实施方式被并入说明书中，构成说明书的一部分，并且用于进一步例示示例实施例以及说明各种原理和优点，在附图中：图1例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的一个实施例。图2例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的另一个实施例。图3例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的另一个实施例。图4例示了根据本文阐述的各个方面的压缩采样系统的一个实施例。图5是根据本文阐述的各个方面的压缩采样方法的一个实施例的流程图。图6例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的另一个实施例。图7例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统中的接入方法的一个实施例。图8例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的另一个实施例。图9例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统中的检测器的量化方法的一个实施例。图10是例示在根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统中所使用的稀疏表示矩阵和感测矩阵的类型的示例的图表。图11例示了可以在根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统中使用的无线设备的一个实施例。图12例示了可以在根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统中使用的传感器的一个实施例。图13例示了可以在根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统中使用的基站的一个实施例。图14例示了在根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统中检测无线设备的一个实施例的仿真结果。图15例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的一个实施例的性能的仿真结果。图16例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的一个实施例的性能的仿真结果。图17例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的一个实施例的性能的仿真结果。图18例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的一个实施例的性能的仿真结果。图19例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的一个实施例的性能的仿真结果。图20是在根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的一个实施例中使用的确定性矩阵的示例。图21是在根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的一个实施例中使用的随机矩阵的示例。图22例示了无噪声环境中的非相干采样系统的示例。图23例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的另一个实施例。图24例示了现有技术无损采样系统的示例。图25例示了根据本文阐述的各个方面的在嘈杂的环境中使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的另一个实施例。图26例示了根据本文阐述的各个方面的使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统中的接入方法的另一个实施例。图27例示了根据本文阐述的各个方面的在嘈杂的环境中使用压缩采样的基于传感器的无线通信系统的另一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理通信系统中的数据的方法，包括：使用采样器，通过无线信道接收和信号，所述和信号包括基于向量集的S稀疏组合的第一用户设备信号发送和第二用户设备信号发送；以及调整所述采样器的动态范围，以优化对所述第一用户设备信号发送的检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.31 US 61/230,309;2009.12.10 US 12/635,526;1.一种用于处理通信系统中的数据的方法，包括：使用采样器，通过无线信道接收和信号，所述和信号包括基于向量集的S稀疏组合的第一用户设备信号发送和第二用户设备信号发送；响应于从远程中央处理器接收到指令，调整所述采样器的动态范围，以优化对所述第一用户设备信号发送的检测；以及通过将所述和信号与感测波形集相关以创建采样集，在所述采样器处对所述和信号进行处理，其中，所述采样集中的采样的总数等于所述感测波形集中的感测波形的总数，以及其中所述感测波形集中的感测波形的总数少于所述向量集中的向量的总数。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：调整所述采样器的动态范围，以优化对所述第一用户设备信号发送和所述第二用户设备信号发送的检测。3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过调整提供给所述采样器的模拟前端中的组件的电流，调整所述采样器的所述动态范围，其中，所述采样器的模拟前端中的组件包括低噪放大器LNA、锁相环PLL、混频器、衰减器和中频IF滤波器。4.一种用于处理通信系统中的数据的方法，包括：使用采样器，通过无线信道接收和信号发送，所述和信号发送包括基于向量集的S稀疏组合的第一用户设备信号发送和第二用户设备信号发送；通过调整提供给所述采样器的模拟前端中的预定组件的电流，调整所述采样器的前端噪声图，以优化对所述第一用户设备信号发送的检测；以及通过将所述和信号发送与感测波形集相关以创建采样集，在所述采样器处对所述和信号发送进行处理，其中，所述采样集中的采样的总数等于所述感测波形集中的感测波形的总数，以及其中所述感测波形集中的感测波形的总数少于所述向量集中的向量的总数。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：调整所述前端噪声图，以优...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·A·塞克斯顿，克里斯托弗·德维里斯，
申请(专利权)人：捷讯研究有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA