压缩感知在协作多点通信中的应用

移动 通 信 （ Ｇ） 演 进 版 本 Ｌ Ｅ（ ｏｇＴｒ ｖｌ— ３ 的 Ｔ Ｌｎ ｅｍ Ｅ ｏｕ
ｔ ｎ 逐 渐成 为 移 动通 信 的 主流 技 术 ． 了提 高 小 区 ｉ ） ｏ 为
边 缘用 户 的 性 能 ， 足 小 区 边 缘 频 谱 效 率 的要 求 ， 满 Ｌ Ｅ—Ａ系统 中 引入 了协 作 多 点传 输 技 术 ， Ｃ Ｍ Ｔ 即 ｏＰ
随着 无 线 技 术 的不 断 发 展 和 演 进 ， 为 第 三代 作
在信 号处 理 领域 的一 种 新 的信 号 获 取 与压 缩 重 构方
法， 是一 种 新 的采 样 和感 知 技术 ， 它利 用极 少 的观测 值 就 可恢 复 出 原 始 信 号 ． 过对 待 传 输 的 用 户 数 据 通
案 中用户 的接 收性 能 ， 并且 能提 高频 谱 的利用 率．
一
ＣＭＰ的 典型传 输 方案 有三 种 ： 用 户 联合 传 输 ｏ 单 方案 ； 多用 户 联 合 传 输 方 案 ； 调 预 编 码 方 案 ． 单 协 在 用 户联 合传 输 方 案 中 ， 个 传 输 节 点 同 时 为 一 个 用 多
户终 端服 务 ， 传输 相 同 的信 息 ． 于相 同的信 息 经 过 由 不 同 的无 线 信 道 ， 接 收 端 把 经 不 同无 线 信 道 衰 减 在
、
压 缩 感 知理 论
压 缩感 知理 论 ¨ 指 出 ， 要信 号 是 可 压 缩 的 ， 只 或 在某 个 变换 域 是 稀 疏 的 ， 么 就 可 以 用 一个 与 变 那 换 基不 相关 的观 测矩 阵将 高 维信 号 投 影 到一 个 低维 空 间上 ， 然后 通 过 求 解 一 个 优 化 问题 就 可 以从 这 些
的信 号合 并 起 来 ， 端 有 效 利 用 了不 同信 道 提 供 的 终 分集增 益 ， 高 了信 号 的接 收质 量 ， 而提 高 了终端 提 从 的接 收性 能 ． 是 由于单 用户 Ｃ ＭＰ接 收使 用 了多个 但 ｏ 小 区的资 源 ， 成 了频 谱 利用 率 下 降 ． 了有 效地 利 造 为
２ １ 年 ４月 ０１ 第２ ７卷 第 ２期
江苏教 育学 院学报 （自然科 学 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｉ ｇｕＩｓｔｔ ｏ Ｅ ｕａｉｎ（ ａｕａ Ｓ ｉｎｅ ） ｏ ｒａ ｏ ａ ｓ ｔｕｅ ｆ ｄ ｃｔ Ｊｎ ｎ ｉ ｏ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｃ ｓ ｅ
Ａｐｒ ２０１１ ．， Ｖｏ１２７ Ｎｏ． ． ２
高 了频谱 的 利 用 率 ．
［ 关键词 ］ 压缩感知 ； 协作 多点通信 ； 匹配追踪 ： 联 合 小波 阂值 去 噪 ［ 中图分类号 ］ Ｔ ９ ９５ Ｎ ２ ． ［ 文献标 识码 ］ Ａ ［ 文章编号 ］ １７ １９ （ ０ １０ ０ ４ ０ ６ １— ６ ６ ２ １ ）２— ０ ９— ４
降 ． 了提 高 频谱 的 利 用 率 ， 以 利 用 压 缩 感 知 技 术 对 待 传 输 数 据 进 行 压 缩 ， 接 收 端 利 用 联 合 小 波 阈值 去 噪 算 法 对 为 可 在
接收到的观测值进行去噪 ， 并利用压缩感知 的重构算法对信号进行 恢复 ， 这样 可以有效地提 高用户 的接 收性 能， 并提
［ 作者简介 ］赵玉娟 （ ９ ９一） 女 ， １７ ， 山东青 岛人 ， 江苏教育学院讲师 ， 士 ， 硕 南京 邮电大学 通信学院博士研究生
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正 交的 ， 是信 号 可 以表示为 』 于 ：
Ⅳ
＝
有 限的频谱 资 源 ， 我们 引 入 了压缩 感 知 的思想 ， 体 具
压 缩 感 知在 协Biblioteka Baidu作 多 点 通 信 中 的 应 用
赵 玉 娟
（ 江苏教 育学院数 学与信 息技术 学院 ，江苏南京 ２ ０ １ ） １０ ３
［ 摘 要 ］ 协 作 多点 通 信 技 术 可 以 有 效 的 解 决 Ｌ Ｅ技 术 中小 区边 缘 用 户 的 接 收 性 能 ， 是 会 使 频 谱 的 利 用 率 下 Ｔ 但
用 有 限的频 谱 资源 ， 以对 传 输 数 据 进行 压 缩 ， 样 可 这 可以充 分利 用 小 区 的频 谱 资 源 ， 能 够 提 高 终 端 的 又
接 收性 能．
少量 的投影 中 以 高 概 率 重 构 出原 信 号 ， 以证 明这 可 样 的投影 包 含 了重 构 信 号 的 足 够 信 息． 该 理 论 框 在 架下 ， 样 速率 不 决定 于信 号 的带 宽 ， 决定 于信 息 采 而 在信 号 中的结 构 和 内容 ． 具体 过程 如下 ： 其
进行 随机观测 ， 个传输节点 传输相 同的 ｃ 多 ｓ观 测 值 ， 用 户接 收 端对 信 号 观测 值 进行 合 并 ， 过压 缩 在 通
感 知重 构算 法来 获取 原始 信 号． 本 文将 结 合 压 缩 感 知 的理 论 ， 用 接 收 端 联 合 利 小 波 阈值 去 噪算法 来 有 效地 改 善 单 用 户联 合 传输 方
１ 对信 号进 行 稀疏化 处 理 ．
设 一 维离 散信 号 ， 长度 为 Ⅳ， 寻找一 个 Ｎ×Ｎ的 正 交基 矩 阵 ＝ ［ ， … ］其 向量 之 间是 规 范 ，
压缩 感 知 （ ｏ ｐｅｓ ｅＳ ｎｉｇ 是 近 年 来 出 现 Ｃ ｍ ｒｓｉ ｅ ｓ ） ｖ ｎ
［ 收稿 日期 ］２０ ０ ９—１ ０—１ ９
（ ｏｒｉａｅ ｌ —Ｐ ｉｔ 技 术 ． 于 Ｃ ＭＰ技 术 可 Ｃ ｏｄｎ ｔ Ｍｕｔ ｏｎ） ｄ ｉ 由 ｏ 以在多个 小 区 间共 享 信 号 和 数 据 信 息 ， 在 这 些 信 并 息 的基础 上 优 化 多 个 小 区 的整 体 性 能 ， 比 于 在单 相 个小 区基 础上 确 定 传 输 方 案 的 Ｌ Ｅ系 统 ， 能更 有 Ｔ 其 效 地 改善边 缘 用户 的性 能 ．