本发明专利技术提供一种慢时变信道下基于压缩感知的数据传输方法及装置。该方法，包括：接收经过慢时变信道传输的压缩数据；根据所述压缩数据中插入的导频数据通过信道估计算法，获取初始的信道估计矩阵；根据所述信道估计矩阵以及扰动矩阵，采用扰动重建算法对所述压缩数据的原始数据进行重建，获取重建后的原始数据；根据所述重建后的原始数据和所述压缩数据，获取更新后的信道估计矩阵；所述更新后的信道估计矩阵用于对接收到的压缩数据进行重建。本发明专利技术有效的减少对于导频的需求，提升了系统的传输效率，即提升了系统性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压缩感知
，尤其涉及一种慢时变信道下基于压缩感知的数据传输方法及装置。
技术介绍
压缩感知技术是当前信号处理领域应用较为广泛的技术。压缩感知理论指出：如果信号是稀疏的(或是可压缩的)，那么就可以以远低于奈奎斯特(Nyquist)速率的采样率对信号进行采样，并以高概率精确重构原信号。在压缩感知理论中，对信号的采样可以在低采样速率下进行，因此对采样设备的要求大大降低，使得高精度而廉价的采样设备的制造成为可能。由于该技术能够以较低的代价提取出稀疏信号的全部信息，并保证原信号可被正确的恢复。因此，如果在数据传输结构中加入压缩感知技术，就能够有效的减少数据量，减轻整个通信系统的负担。其具体做法是在发送端使用压缩感知技术对待发送的数据(该数据具有稀疏性)进行压缩，然后将压缩后的数据通过传统通信系统传输。接收端收到压缩后的数据之后，再使用相关的恢复算法，恢复出原始数据。现有技术中，在数据传输过程，使用导频插值的方式获得信道估计，进而使用信道均衡的方式保证压缩数据的正确传输。由于压缩感知技术的特殊性，其对于压缩数据的错误及其敏感，为了保证数据传输系统的正常工作，系统需要在通信中插入大量的导频，这种行为占用了数据的通信资源，使得传输压缩数据所带来的性能提升较小。
技术实现思路
本专利技术提供一种慢时变信道下基于压缩感知的数据传输方法及装置，以克服现有技术中由于需要在通信中插入大量的导频，占用了数据的通信资源，使得传输压缩数据所带来的性能提升较小的问题。第一方面，本专利技术提供一种慢时变信道下基于压缩感知的数据传输方法，包括：接收经过慢时变信道传输的压缩数据；根据所述压缩数据中插入的导频数据通过信道估计算法，获取初始的信道估计矩阵；根据所述信道估计矩阵以及扰动矩阵，采用扰动重建算法对所述压缩数据的原始数据进行重建，获取重建后的原始数据；根据所述重建后的原始数据和所述压缩数据，获取更新后的信道估计矩阵；所述更新后的信道估计矩阵用于对接收到的压缩数据进行重建。可选地，作为一种可实施的方式，所述根据所述信道估计矩阵以及扰动矩阵，采用扰动重建算法对所述压缩数据的原始数据进行重建，获取重建后的原始数据，包括：求解满足如下公式(1)的获取所述重建后的原始数据min||s||1,s.t.||r-(H^ΦΨ+P)s||2<ϵ;---(1)]]>其中，表示信道估计矩阵，r表示接收端接收到的压缩数据，r＝Hy，y＝Φx，x＝Ψs；其中，y表示发送端发送的压缩数据，x表示所述压缩数据的原始数据，H表示信道矩阵，Φ表示预设的测量矩阵，表示预设的基矩阵；扰动矩阵ε为一预设值；M和N为大于1的整数，M小于N。可选地，作为一种可实施的方式，所述根据所述重建后的原始数据和所述压缩数据，获取更新后的信道估计矩阵，包括：根据所述重建后的原始数据和压缩数据，采用最小二乘信道估计算法，获取更新后的信道估计矩阵其中，diag(·)表示将向量转化为对角矩阵。可选地，作为一种可实施的方式，所述根据所述重建后的原始数据和所述压缩数据，获取更新后的信道估计矩阵之后，还包括：若更新后的信道估计矩阵与更新前的信道估计矩阵的变化不满足预设条件，则对所述更新后的信道估计矩阵进行修正，获取修正后的信道估计矩阵。可选地，作为一种可实施的方式，所述对所述更新后的信道估计矩阵进行修正，获取修正后的信道估计矩阵，包括：使用预设的信道变化速率阈值对所述信道估计矩阵进行限幅，获取修正后的信道估计矩阵。第二方面，本专利技术提供一种慢时变信道下基于压缩感知的数据传输装置，包括：接收模块，用于接收经过慢时变信道传输的压缩数据；获取模块，用于根据所述压缩数据中插入的导频数据通过信道估计算法，获取初始的信道估计矩阵；数据重建模块，用于根据所述信道估计矩阵以及扰动矩阵，采用扰动重建算法对所述压缩数据的原始数据进行重建，获取重建后的原始数据；信道更新模块，用于根据所述重建后的原始数据和所述压缩数据，获取更新后的信道估计矩阵；所述更新后的信道估计矩阵用于对接收到的压缩数据进行重建。可选地，作为一种可实施的方式，所述数据重建模块，具体用于：求解满足如下公式(1)的获取所述重建后的原始数据min||s||1,s.t.||r-(H^ΦΨ+P)s||2<ϵ;---(1)]]>其中，表示信道估计矩阵，r表示接收端接收到的压缩数据，r＝Hy，y＝Φx，x＝Ψs；其中，y表示发送端发送的压缩数据，x表示所述压缩数据的原始数据，H表示信道矩阵，Φ表示预设的测量矩阵，表示预设的基矩阵；扰动矩阵ε为一预设值；M和N为大于1的整数，M小于N。可选地，作为一种可实施的方式，所述信道更新模块，具体用于：根据所述重建后的原始数据和压缩数据，采用最小二乘信道估计算法，获取更新后的信道估计矩阵其中，diag(·)表示将向量转化为对角矩阵。可选地，作为一种可实施的方式，还包括：修正模块，用于若更新后的信道估计矩阵与更新前的信道估计矩阵的变化不满足预设条件，则对所述更新后的信道估计矩阵进行修正，获取修正后的信道估计矩阵。可选地，作为一种可实施的方式，所述修正模块，具体用于：使用预设的信道变化速率阈值对所述信道估计矩阵进行限幅，获取修正后的信道估计矩阵。本专利技术慢时变信道下基于压缩感知的数据传输方法及装置，通过根据信道估计矩阵以及扰动矩阵，采用扰动重建算法对所述压缩数据的原始数据进行重建，获取重建后的原始数据；由于采用扰动重建算法可以放松对信道估计矩阵的准确性的要求；进一步的，根据重建后的原始数据和所述压缩数据，获取更新后的信道估计矩阵用于下一次的数据重建。接收端只需要在数据传输的开始阶段根据导频数据进行一次初始的信道估计，就可以持续不断的完成数据的正确传输，因而有效的减少对于导频的需求，提升了系统的传输效率，即提升了系统性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术慢时变信道下基于压缩感知的数据传输方法一实施例的流程示意图；图2为本专利技术方法一实施例的实现示意图；图3为本专利技术方法一实施例的数据结构示意图；图4为本专利技术方法一实施例的仿真示意图；图5为本专利技术慢时变信道下基于压缩感知的数据传输装置一实施例的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术慢时变信道下基于压缩感知的数据传输方法一实施例的流程示意图。图2为本专利技术方法一实施例的实现示意图。如图1所示，本实施例的方法，包括：步骤101、接收经过慢时变信道传输的压缩数据；步骤102、根据所述压缩数据中插入的导频数据通过信道估计算法，获取初始的信道估计矩阵；步骤103、根据所述信道估计矩阵以及扰动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种慢时变信道下基于压缩感知的数据传输方法，其特征在于，包括：接收经过慢时变信道传输的压缩数据；根据所述压缩数据中插入的导频数据通过信道估计算法，获取初始的信道估计矩阵；根据所述信道估计矩阵以及扰动矩阵，采用扰动重建算法对所述压缩数据的原始数据进行重建，获取重建后的原始数据；根据所述重建后的原始数据和所述压缩数据，获取更新后的信道估计矩阵；所述更新后的信道估计矩阵用于对接收到的压缩数据进行重建。
【技术特征摘要】
1.一种慢时变信道下基于压缩感知的数据传输方法，其特征在于，包括：接收经过慢时变信道传输的压缩数据；根据所述压缩数据中插入的导频数据通过信道估计算法，获取初始的信道估计矩阵；根据所述信道估计矩阵以及扰动矩阵，采用扰动重建算法对所述压缩数据的原始数据进行重建，获取重建后的原始数据；根据所述重建后的原始数据和所述压缩数据，获取更新后的信道估计矩阵；所述更新后的信道估计矩阵用于对接收到的压缩数据进行重建。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道估计矩阵以及扰动矩阵，采用扰动重建算法对所述压缩数据的原始数据进行重建，获取重建后的原始数据，包括：求解满足如下公式(1)的获取所述重建后的原始数据min||s||1,s.t.||r-(H^ΦΨ+P)s||2<ϵ;---(1)]]>其中，表示信道估计矩阵，r表示接收端接收到的压缩数据，r＝Hy，y＝Φx，x＝Ψs；其中，y表示发送端发送的压缩数据，x表示所述压缩数据的原始数据，H表示信道矩阵，Φ表示预设的测量矩阵，表示预设的基矩阵；扰动矩阵ε为一预设值；M和N为大于1的整数，M小于N。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述重建后的原始数据和所述压缩数据，获取更新后的信道估计矩阵，包括：根据所述重建后的原始数据和压缩数据，采用最小二乘信道估计算法，获取更新后的信道估计矩阵其中，diag(·)表示将向量转化为对角矩阵。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述重建后的原始数据和所述压缩数据，获取更新后的信道估计矩阵之后，还包括：若更新后的信道估计矩阵与更新前的信道估计矩阵的变化不满足预设条件，则对所述更新后的信道估计矩阵进行修正，获取修正后的信道估计矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述更新后的信道估计矩阵进行修正，获取修正后的信道估计矩...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐文波，崔宇鹏，林家儒，王思野，张晓波，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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