一種稀疏度估計的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種稀疏度估計的方法及裝置，適用于信號處理【技術領域】，所述方法包括：根據計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個用戶終端設備，獲取當前迭代步驟所需的采樣點，根據當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數；根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果；根據聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。本發明使得在信噪比條件較差且無任何先驗信息的實際應用場景下，仍然可以有效執行準確的稀疏度估計，同時最小化系統總采樣開銷。
【專利說明】一種稀疏度估計的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于信號處理【技術領域】，尤其涉及一種稀疏度估計的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，大多假設信號的稀疏度(稀疏系數向量中非零元素的個數)是預先已知的，并根據該稀疏度作為先驗信息來選取為確保正確重建原信號所需收集的采樣點的個數。然而在實際應用中，信號的稀疏度這一先驗信息有可能是受限的。例如，在認知無線電(Cognitive Radio, CR)寬帶頻譜檢測應用場景中，由于CR用戶頻譜檢測節點處寬帶接收信號的稀疏度直接取決于授權用戶(PU，Primary User)的頻譜占用情況，但是由于I3U系統與CR系統之間通常無直接交互信息，通常不得不采用稀疏度的最大統計量(即最大稀疏度)代替實際稀疏度去確定為重建原信號所需的采樣點的個數。為解決以上所述稀疏度先驗信息受限這一問題，目前，提出了稀疏度估計(SOE, Sparsity Order Estimation)的概念和方法。
[0003]現有稀疏度估計的技術方案中，通常由單個用戶根據最大稀疏度這一受限先驗信息Smax來確定所需采樣點的個數，并對實際稀疏度Snz進行單個用戶的單步稀疏度估計，現有技術存在以下問題:
[0004]1、在實際應用中通常信噪比較低，在低信噪比場景下，單個用戶稀疏度估計通常會由于噪聲的嚴重影響而無法對信號的稀疏度進行正確估計。
[0005]2、現有的單步稀疏度估計方法，需要根據最大稀疏度Smax確定采樣點的個數以對實際稀疏度Snz進行估計，因為Snz〈Smax而且所需采樣開銷是稀疏度的增函數，所以由Smax所確定的采樣點的個數將大于實際所需的采樣點的個數，導致稀疏度估計中存在采樣開銷浪費。
[0006]3、而當實際系統內無任何假設先驗信息時，現有單步稀疏度估計方法將無法確定所需采樣點的個數以對實際稀疏度進行正確估計，使現有方法無法有效執行。
[0007]綜上，如何實現在低信噪比且無任何先驗信息場景下仍然可以對稀疏信號進行正確地稀疏度估計，同時減少系統內總采樣開銷是稀疏度估計中亟待解決的問題。

【發明內容】

[0008]本發明實施例的目的在于提供一種稀疏度估計的方法，旨在解決在低信噪比且無任何先驗信息場景下無法對稀疏信號進行正確地進行稀疏度估計以及系統總采樣開銷較大的問題。
[0009]為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案:
[0010]本發明實施例是這樣實現的，一種稀疏度估計的方法，所述方法包括:
[0011]計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數；
[0012]根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個終端設備，以使終端設備根據所述采樣指令，執行采樣以獲取采樣數據，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；
[0013]接收各本地終端設備上報的采樣數據，作為獲取的當前迭代步驟所需的采樣點；
[0014]根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數；
[0015]根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果，所述結果包括:待觀測稀疏信號的稀疏度估計值和所述稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息；
[0016]根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。
[0017]本發明實施例還提供了一種稀疏度估計的方法，所述方法包括:
[0018]接收系統發送的采樣指令，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；
[0019]根據所述采樣指令，終端設備執行采樣以獲取采樣數據；
[0020]將所述采樣數據上報系統。
[0021]本發明實施例還提供了一種稀疏度估計的裝置，所述裝置包括:
[0022]計算單元，用于計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數；
[0023]發送單元，根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個終端設備，以使終端設備根據所述采樣指令，執行采樣以獲取采樣數據，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；
[0024]接收單元，用于接收各本地終端設備上報的采樣數據，作為獲取的當前迭代步驟所需的采樣點；
[0025]生成單元，用于根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數；
[0026]估計單元，用于根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果，所述結果包括:待觀測稀疏信號的稀疏度估計值和所述稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息；
[0027]判決單元，用于根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。
[0028]本發明實施例還提供了一種稀疏度估計的裝置，所述裝置包括:
[0029]接收單元，用于接收系統發送的采樣指令，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；
[0030]采樣單元，用于根據所述采樣指令，終端設備執行采樣以獲取采樣數據；
[0031]上報單元，用于將所述采樣數據上報系統。
[0032]本發明實施例與現有技術相比，有益效果在于:計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數，根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個用戶終端設備，獲取當前迭代步驟所需的采樣點，根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數，根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果；根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。本發明實施例實現綜合利用系統對同一待觀測信號的多個觀測向量的聯合稀疏性，以及多步迭代過程中的學習增益，使得在信噪比條件較差且無任何先驗信息的實際應用場景下，仍然可以有效執行準確的稀疏度估計，同時最小化系統總采樣開銷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1是本發明實施例一提供的稀疏度估計的方法的實現的流程圖；
[0035]圖2是本發明實施例二提供的稀疏度估計的方法的實現的流程圖；
[0036]圖3是本發明實施例三提供的稀疏度估計的方法的實現的流程圖；
[0037]圖4是本發明實施例四提供的稀疏度估計的裝置的結構圖；
[0038]圖5是本發明實施例四提供的稀疏度估計的裝置的結構圖；
[0039]圖6是本發明實施例六提供的稀疏度估計的裝置的結構圖。
【具體實施方式】
[0040]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0041]本發明實施例提供了一種稀疏度估計方法，所述方法包括:
[0042]計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數；
[0043]根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個終端設備，以使終端設備根據所述采樣指令，執行采樣以獲取采樣數據，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；
[0044]接收各本地終端設備上報的采樣數據，作為獲取的當前迭代步驟所需的采樣點；
[0045]根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數；
[0046]根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果，所述結果包括:待觀測稀疏信號的稀疏度估計值和所述稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息；
[0047]根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。
[0048]本發明實施例還提供了一種稀疏度估計方法，所述方法包括:
[0049]接收系統發送的采樣指令，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；
[0050]根據所述采樣指令，終端設備執行采樣以獲取采樣數據；[0051]將所述采樣數據上報系統。
[0052]本發明實施例還提供了一種稀疏度估計裝置，所述裝置包括:
[0053]計算單元，用于計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數；
[0054]發送單元，根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個終端設備，以使終端設備根據所述采樣指令，執行采樣以獲取采樣數據，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；
[0055]接收單元，用于接收各本地終端設備上報的采樣數據，作為獲取的當前迭代步驟所需的采樣點；
[0056]生成單元，用于根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數；
[0057]估計單元，用于根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果，所述結果包括:待觀測稀疏信號的稀疏度估計值和所述稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息；
[0058]判決單元，用于根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。
[0059]本發明實施例還提供了一種稀疏度估計裝置，所述裝置包括:
[0060]接收單元，用于接收系統發送的采樣指令，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；
[0061]采樣單元，用于根據所述采樣指令，終端設備執行采樣以獲取采樣數據；
[0062]上報單元，用于將所述采樣數據上報系統。
[0063]以下結合具體實施例對本發明的實現進行詳細描述:
[0064]實施例一
[0065]圖1示出了本發明實施例一提供的稀疏度估計的方法的實現流程圖，詳述如下:
[0066]在SlOl中，計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數；
[0067]在S102中，根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個終端設備，以使終端設備根據所述采樣指令，執行采樣以獲取采樣數據，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；
[0068]在S103中，接收各本地終端設備上報的采樣數據，作為獲取的當前迭代步驟所需的采樣點；
[0069]本實施例中，發送采樣指令至多個終端設備，接收各本地終端設備上報的采樣數據，實現通過多個終端設備聯合獲取采樣點。
[0070]在S104中，根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數；
[0071]在S105中，根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果，所述結果包括:待觀測稀疏信號的稀疏度估計值和所述稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息；
[0072]在S106中，根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。
[0073]本實施例中，S106具體為:根據所述聯合稀疏度估計的結果，判斷所述聯合稀疏度估計結果是否滿足終止判決條件，若是，則終止聯合稀疏度估計，并輸出稀疏度估計結果，若否，則執行步驟S101。
[0074]本實施例中，計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數，根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個用戶終端設備，獲取當前迭代步驟所需的采樣點，根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數，根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果；根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。本發明實施例實現綜合利用系統對同一待觀測信號的多個觀測向量的聯合稀疏性，以及多步迭代過程中的學習增益，使得在信噪比條件較差且無任何先驗信息的實際應用場景下，仍然可以有效執行準確的稀疏度估計，同時最小化系統總采樣開銷。
[0075]實施例二
[0076]本發明實施例應用場景可以為基站和基站對應的多個本地用戶終端構成的系統，其中假設有J個本地用戶終端，以下通過系統內的基站側和用戶終端側對稀疏度估計的方法進行說明，但本發明實施例稀疏度估計的方法的應用場景不以此為限，圖2示出了本發明實施例二提供的稀疏度估計的方法的實現流程圖，詳述如下:
[0077]在S201中，參數初始化；
[0078]本實施例中，初始化的參數包括:上一迭代步驟的稀疏度估計值&，當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點的個 數Mpt，基站啟動后，由于無任何先驗信息，基站首先從較小的初始值開始初始化，從而避免初始化值大于實際稀疏度而造成的不必要采樣開銷，例如可以初始化& =? ,其中，其中Stl為預設的稀疏度初始值，Stl可以為0，所述&對應的非零元素的位置知/?的初始值為空集{0丨^Suppp ={0}，Mpt=0。
[0079]在S202中，計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數；
[0080]本實施例中S202具體可以為:根據上一迭代步驟的稀疏度估計值&、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點的個數Mpt、預設的相鄰兩次迭代步驟的采樣點的個數最小增量△，計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數凡，具體如下:
[0081]Mr = max I Μ(,^ )，Mpt +A}-M
[0082]其中，max{.，.}為取最大值操作，M(.)為稀疏度估計所需采樣點的個數計算函數，M(A) = \SP \og(N/Sp + 2) + 3l，其中N為信號維度，「.]為向上取整操作。
[0083]本實施例中，對于相鄰兩次迭代步驟，可以設置相同的Λ，即對于整個迭代過程使用一個Λ，也可以設置不同的Λ，即對于整個迭代過程使用多個Λ，例如，在迭代過程開始時，可以將Λ值設置的大一些，而在接近估計值時，可以將Λ值設置的小一些。
[0084]在S203中，根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個用戶終端設備，以使終端設備根據所述采樣指令，執行采樣以獲取采樣數據，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；
[0085]本實施例中，各本地用戶終端設備根據所述采樣指令，調度自身的采樣資源以獲取采樣數據，其中采樣資源可以是本地用戶終端設備的軟件、硬件等可以用于進行采樣的資源。
[0086]本實施例中，預設調度策略可采用:第一調度策略:所有系統內的本地用戶平均分配系統當前迭代步驟所需的采樣點的個數，例如，第j個本地用戶將被分配獲取M =「M,./Jl個本步所需的采樣點的個數，或者，第二調度策略:根據系統內的本地用戶的性能，按照權重分配系統當前迭代步驟所需的采樣點的個數，其中，本地用戶的性能可以包括:本地用戶對應的信道質量、處理能力及電池功耗等，例如，可以分配第j個本地用戶ikf =「a,M,.1個本步所需的采樣點的個數，其中％為第j個本地用戶分配權重，當第j個本地用戶的信道質量、處理能力及電池功耗較好時，則％較大，反之則較小，且滿足Σ j α j=1。
[0087]本實施例中，S203具體可以為:基站根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略發送采樣指令至系統內各本地用戶終端設備，以使系統內各本地用戶終端設備開始執行低速采樣，根據分配的需要獲取的采樣點的個數，獲得本地采樣數據，并將該采樣數據上報給基站。由于系統內各個本地用戶終端設備僅負責本地低速采樣，并將經低速采樣獲得的采樣數據上報基站，由基站進行采樣點的個數計算更新、資源調度、稀疏度估計、比較判決等操作，因此，可降低本地節點的計算復雜度和能耗，進而增加系統的運營壽命。
[0088]其中，采樣指令可以包括:每個本地用戶在執行低速采樣時所需采集的采樣點的個數以及每個本地用戶終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列，以第j個本地用戶接收的指令為例，其接收的指令為:第j個本地用戶在執行低速采樣時所需采集的采樣點的個數為My，以及本地用戶終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列。
[0089]為了便于用戶理解，對本地用戶終端設備對待觀測信號進行低速采樣進行說明，以第j個本地用戶終端設備為例，其對待觀測信號進行低速采樣所獲得的采樣數據為:
[0090]Yj = OjX+rij, j=l,...，J,
[0091]其中，X為待觀測稀疏信號，由一個NX I的向量表不，Φ」為低速米樣矩陣，由一個MyXN的隨機矩陣表示(Mq〈〈N)，在實際應用中可供選用的低速采樣矩陣包括:高斯矩陣、貝努力矩陣、模擬信息轉換矩陣(Analog-to-1nformation Conversion, AIC)等,矩陣元素可根據基站發送的隨機種子序列并按照某一矩陣類型所涉及的具體分布規則來生成(例如，若選用高斯矩陣，則是按照高斯分布來生成低速采樣矩陣的各個元素)，r^_為第j個本地用戶終端設備處的噪聲，由一個MyXl的向量表示，Yj為第j個本地用戶終端設備所獲得的本地采樣數據，由一個MyX I的向量表示并由各個本地用戶終端設備將該采樣數據上報給基站。
[0092]對于待觀測稀疏信號X，其在某一變換空間的一組正交基上對應的系數向量是稀疏的，因此，待觀測稀疏信號X可以表示為:
[0093]X=Ψ Θ
[0094]其中，Θ為NX I的系數向量，且該系數向量中非零元素的個數S遠遠小于信號向量的維度N (S〈〈N，即稀疏性)，其中，S的大小即為信號的稀疏度，是本發明實施例技術方案所要估計的未知量，Ψ為NXN的稀疏表示矩陣(其各個列向量即稱為變換空間的一組正交基)，稀疏表示矩陣的類型取決于具體的實際應用，例如:在認知無線電(CognitiveRadio, CR)系統中由于信號稀疏性體現在頻域所以稀疏表示矩陣是一個離散傅立葉變換(Discrete Fourier Transform, DFT)矩陣，在圖像應用中通常為一個小波變換矩陣或離
散余弦變換(Discrete Cosine Transform, DCT)矩陣，即，x和Θ是--對應的，是同一信
號的兩種表不。
[0095]在S204中，接收各本地終端設備上報的采樣數據，作為獲取的當前迭代步驟所需的采樣點；
[0096]本實施例中，由基站收集各個本地用戶終端上報的采樣數據，為合理有效利用多步迭代中系統所獲的全部采樣數據，在收集第k步獲得的Mr個本步系統采樣點后，還同時保留k步以前所有k-l步中采集的所有Mpt個采樣點。
[0097]在S205中，根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數；
[0098]本實施例中，由于各個本地用戶終端的觀測目標均為同一稀疏信號，通過綜合利用多個本地用戶終端對同一稀疏信號的多個觀測向量的內在聯合稀疏性，以及多步迭代過程中的采樣累加性，由基站側建立基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數如下:
【權利要求】
1.一種稀疏度估計的方法，其特征在于，所述方法包括: 計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數； 根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個終端設備，以使終端設備根據所述采樣指令，執行采樣以獲取采樣數據，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列； 接收各本地終端設備上報的采樣數據，作為獲取的當前迭代步驟所需的采樣點； 根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數； 根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果，所述結果包括:待觀測稀疏信號的稀疏度估計值和所述稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息； 根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設調度策略為: 第一調度策略:所有系統內的本地用戶平均分配系統當前迭代步驟所需的采樣點的個數；或者 第二調度策略:根據系統內的本地用戶的性能，按照權重分配系統當前迭代步驟所需的采樣點的個數。
3.如權利要求1所述的方`法，其特征在于，所述計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數具體為: 根據上一迭代步驟的稀疏度估計值&、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點的個數Mpt、預設的相鄰兩次迭代步驟的采樣點的個數最小增量Λ，計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數隊，具體如下: Mr 二 max )，Mp, + Aj.- Mpt 其中，max{.，.}為取最大值操作，M(.)為稀疏度估計所需采樣點的個數計算函數，M(5V) = \SP log(N/Sp + 2) + 3")，其中N為信號維度，「.]為向上取整操作。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決之前，所述方法還包括: 判斷當前稀疏度估計結果是否出現異常； 當判斷所述當前稀疏度估計結果出現異常時，跳轉執行根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個用戶終端設備，以使終端設備根據所述采樣指令，執行采樣以獲取采樣數據，以進行新一次聯合稀疏度估計； 當判斷所述當前稀疏度估計結果未出現異常時，則執行根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決具體為: 判斷當前稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息與上一次稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息是否一致；若是，則終止聯合稀疏度估計，并輸出稀疏度估計結果； 若否，則跳轉執行計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數，以進行新一次聯合稀疏度估計。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決具體為: 判斷當前稀疏度估計值與上一次稀疏度估計值是否相等； 若不相等，則跳轉執行計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數，以進行新一次聯合稀疏度估計； 若相等，判斷當前稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息與上一次稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息是否一致； 若一致，則終止聯合稀疏度估計，并輸出稀疏度估計結果； 若不一致，則跳轉計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數，以進行新一次聯合稀疏度估計。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數具體為:
8.一種稀疏度估計的方法，其特征在于，所述方法包括: 接收系統發送的采樣指令，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列； 根據所述采樣指令，終端設備執行采樣以獲取采樣數據； 將所述采樣數據上報系統。
9.一種稀疏度估計的裝置，其特征在于，所述裝置包括: 計算單元，用于計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數； 發送單元，根據所述計算的采樣點的個數及預設調度策略，發送采樣指令至多個終端設備，以使終端設備根據所述采樣指令，執行采樣以獲取采樣數據，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列； 接收單元，用于接收各本地終端設備上報的采樣數據，作為獲取的當前迭代步驟所需的采樣點； 生成單元，用于根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數； 估計單元，用于根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果，所述結果包括:待觀測稀疏信號的稀疏度估計值和所述稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息； 判決單元，用于根據 所述聯合稀疏度估計的結果，對所述聯合稀疏度估計進行終止判決。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述預設調度策略為: 第一調度策略:所有系統內的本地用戶平均分配系統當前迭代步驟所需的采樣點的個數；或者 第二調度策略:根據系統內的本地用戶的性能，按照權重分配系統當前迭代步驟所需的采樣點的個數。
11.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述計算單元，具體用于根據上一迭代步驟的稀疏度估計值&、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點的個數Mpt、預設的相鄰兩次迭代步驟的采樣點的個數最小增量△，計算當前迭代步驟所需的采樣點的個數凡，具體如下:
V = max !Μ(Λ',;), Mp.+ Δ) -Mpt 其中，max{.，.}為取最大值操作，M(.)為稀疏度估計所需采樣點的個數計算函數，M(5V) =「& log(N/ &P + 2) + 3]，其中N為信號維度，Π為向上取整操作。
12.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，裝置還包括: 異常判斷單元，用于判斷當前稀疏度估計結果是否出現異常，當判斷所述當前稀疏度估計結果出現異常時，則啟動發送單元，以進行新一次聯合稀疏度估計，當判斷所述當前稀疏度估計結果未出現異常時，啟動判決單元。
13.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述判決單元，具體用于判斷當前稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息與上一次稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息是否一致，若是，則終止聯合稀疏度估計，并輸出稀疏度估計結果，若否，則啟動計算單元，以進行新一次聯合稀疏度估計。
14.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述判決單元，具體用于判斷當前稀疏度估計值與上一次稀疏度估計值是否相等； 若不相等，則啟動計算單元，以進行新一次聯合稀疏度估計； 若相等，判斷當前稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息與上一次稀疏度估計值對應的非零元素的位置信息是否一致； 若一致，則終止聯合稀疏度估計，并輸出稀疏度估計結果； 若不一致，則啟動計算單元，以進行新一次聯合稀疏度估計。
15.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述生成單元根據所述當前迭代步驟所需的采樣點、當前迭代步驟之前所有迭代步驟采集的采樣點、及待觀測稀疏信號的多個觀測向量，生成基于L1/L2混合范數和多步累加最小均方誤差的目標函數具體為: 其中，Yk-!, j為第j個本地用戶在當前第k次迭代步驟之前所有k-l次迭代步驟中采集的所有采樣點的累加向量，YhL7 =[yf...，<,]'其中T為轉置操作，ω,μ為第j個本地用戶在當前第k次迭代步驟之前所有k-l次迭代步驟中所用的采樣矩陣的累加矩陣，=[#^,...^^7,7^.為第j個本地用戶在當前第k次迭代步驟中采集的采樣點向量，Olu為第j個本地用戶在當前第k次迭代步驟中所用的采樣矩陣，ω為折中稀疏性和誤差的權重值，Θ為NXl的待觀測信號向量且該向量中非零元素的個數遠遠小于信號向量的維度N，Ψ為NXN的稀疏表示矩陣，J為本地用戶的個數，Θ ^為由待觀測信號Θ對應的各個觀測向量，?為由各Θ J故列向量組成的矩陣，j e [I, -, J], 為Θ ^中的第η個元素，為待觀測稀疏信號的`多個觀測向量的聯合估計值； 所述估計單元，根據所述目標函數，對待觀測稀疏信號進行聯合稀疏度估計，并獲取聯合稀疏度估計的結果具體為: 其中，4為當前待觀測稀疏信號的稀疏度估計值為所述稀疏度估計值i對應的非零元素的位置信息,知…,?為瓦個非零元素對應的位置索引，λ為稀疏度判決門限。
16.一種稀疏度估計的裝置，其特征在于，所述裝置包括: 接收單元，用于接收系統發送的采樣指令，所述采樣指令包括:終端設備需要獲取的采樣點的個數及終端設備用于生成采樣矩陣的隨機種子序列；采樣單元，用于根據所述采樣指令，終端設備執行采樣以獲取采樣數據；上報單元，用于將所述采樣數據上報系統。
【文檔編號】H04L1/00GK103490848SQ201210194903
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月13日 優先權日:2012年6月13日
【發明者】王悅 申請人:華為技術有限公司