CN115333709B - 数据传输方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

数据传输方法、装置、电子设备和存储介质 Download PDF

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CN115333709B CN202210709225.9A CN202210709225A CN115333709B CN 115333709 B CN115333709 B CN 115333709B CN 202210709225 A CN202210709225 A CN 202210709225A CN 115333709 B CN115333709 B CN 115333709B
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Abstract

本发明提供一种数据传输方法、装置、电子设备和存储介质，属于通信技术领域，其中方法包括：基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型；目标信号包括前导码和有效数据；基于第一压缩感知模型确定每个活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息；基于每个活跃终端、每个活跃终端对应的信道状态信息和第二压缩感知模型确定每个活跃终端对应的有效数据。本发明通过活跃终端发送的目标信号包括前导码和有效数据，实现前导码和有效数据一步式同步传输，并基于第一次压缩感知模型和第二压缩感知模型确定每个活跃终端传输的有效数据，在完成前导码传输的同时完成了有效数据的传输，使得传输时延和信令开销大幅降低。

Description

数据传输方法、装置、电子设备和存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据传输方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，通过网络传输数据被应用到各种数据传输场景中。
目前关于有效数据的传输方式，在传统通信系统中，一般是采用两步式免授权上行随机接入方式，即终端先通过物理随机接入信道(Physical Random Access Channel，PRACH)传输前导码，再通过物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)传输有效数据。
但是，随着通信距离的增加，将前导码和有效数据分别通过不同信道进行传输，会导致传输时延和信令开销随之增大，进而导致基站对有效数据的接收效率降低。
发明内容
本发明提供一种数据传输方法、装置、电子设备和存储介质，用以解决现有技术中随着通信距离的增加，导致基站对有效数据的接收效率降低的缺陷。
本发明提供一种数据传输方法，应用于基站，包括：
基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型；所述目标信号包括前导码和有效数据；所述第一压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息；所述第二压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据；所述活跃性包括活跃状态或非活跃状态；
基于所述第一压缩感知模型确定每个活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息；
基于每个活跃终端、每个活跃终端对应的信道状态信息和所述第二压缩感知模型确定每个活跃终端对应的有效数据。
根据本发明提供的一种数据传输方法，所述基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型，包括：
基于至少一个活跃终端的目标信号确定对应的初始压缩感知模型；所述初始压缩感知模型包括稀疏信号矩阵和高斯测量矩阵；
基于所述稀疏信号矩阵中每个元素和所述高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系，确定第一稀疏信号和第二稀疏信号；
基于所述第一稀疏信号确定所述第一压缩感知模型，并基于所述第二稀疏信号确定所述第二压缩感知模型。
根据本发明提供的一种数据传输方法，所述基于至少一个活跃终端的目标信号确定对应的初始压缩感知模型，包括：
基于所述至少一个活跃终端的目标信号确定所述稀疏信号矩阵；
基于所述稀疏信号矩阵确定对应的高斯测量矩阵；
基于所述高斯测量矩阵、所述稀疏信号矩阵和高斯白噪声，确定所述初始压缩感知模型。
根据本发明提供的一种数据传输方法，所述基于所述高斯测量矩阵、所述稀疏信号矩阵和高斯白噪声，确定所述初始压缩感知模型，包括：
基于公式(1)确定所述初始压缩感知模型；
Figure BDA0003706475670000031
其中，y(M+L)×1表示在所述基站覆盖范围内接收到的所有活跃终端发送的长度为M+L比特的目标信号，M表示所述目标信号中前导码的比特长度，L表示所述目标信号中有效数据的比特长度，y(M×L)×1＝[y1,y2,...,yM,yM+1,...,yM+L]T，y1,y2,...,yM表示M比特的前导码，yM+1,...,yM+L表示L比特的有效数据；x(1+L)N×1表示所述稀疏信号矩阵，
Figure BDA0003706475670000032
α1表示所述基站覆盖范围内第一个终端的活跃性，h1表示第一个终端的信道状态信息，d11表示第一个终端发送的目标信号中有效数据的第一比特数据，d1L表示第一个终端的目标信号中的有效数据的第L比特数据，αN表示所述基站覆盖范围内第N个终端的活跃性，hN表示第N个终端的信道状态信号，dN1表示第N个终端发送的目标信号中有效数据的第一比特数据，dNL表示第N个终端发送的目标信号中有效数据的第L比特数据，N表示所述基站覆盖范围内终端的数量；
Figure BDA0003706475670000033
表示所述高斯测量矩阵，
Figure BDA0003706475670000034
Figure BDA0003706475670000035
表示在得到y(M+L)×1中的第t个元素时，所述高斯测量矩阵的第t行中与所述稀疏信号矩阵中第i个终端的信道状态信息相乘的元素，t∈{1,...,M+L}，/>
Figure BDA0003706475670000041
Figure BDA0003706475670000042
表示在得到y(M+L)×1中的第t个元素时，所述高斯测量矩阵的第t行中与所述稀疏信号矩阵中第i个终端发送的目标信号中有效数据的第j比特数据相乘的元素；z(M+L)×1表示所述高斯白噪声，T表示矩阵的转置。
根据本发明提供的一种数据传输方法，所述基于所述稀疏信号矩阵中每个元素和所述高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系，确定第一稀疏信号和第二稀疏信号，包括：
所述稀疏信号矩阵中每个元素和所述高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系采用公式(2)表示；
Figure BDA0003706475670000043
基于公式(2)得到公式(3)表示的所述第一稀疏信号；
Figure BDA0003706475670000044
基于公式(2)得到公式(4)表示的所述第二稀疏信号；
Figure BDA0003706475670000045
其中，yt表示y(M+L)×1中的第t比特信息，x1表示第一稀疏信号，x2表示第二稀疏信号。
根据本发明提供的一种数据传输方法，所述基于所述第一稀疏信号确定所述第一压缩感知模型，包括：
基于公式(5)确定所述第一压缩感知模型；
Figure BDA0003706475670000051
基于所述第二稀疏信号确定所述第二压缩感知模型，包括：
基于公式(6)确定所述第二压缩感知模型；
Figure BDA0003706475670000052
其中，
Figure BDA0003706475670000053
表示第一压缩感知模型中的观测信号，/>
Figure BDA0003706475670000054
表示第二压缩感知模型中的观测信号。
本发明还提供一种数据传输装置，应用于基站，包括：
第一确定单元，用于基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型；所述目标信号包括前导码和有效数据；所述第一压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息；所述第二压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据；所述活跃性包括活跃状态或非活跃状态；
第二确定单元，基于所述第一压缩感知模型确定每个活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息；
第三确定单元，基于每个活跃终端、每个活跃终端对应的信道状态信息和所述第二压缩感知模型确定每个活跃终端对应的有效数据。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述数据传输方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述数据传输方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述数据传输方法。
本发明提供的数据传输方法、装置、电子设备和存储介质，通过活跃终端发送同时包括前导码和有效数据的目标信号，实现前导码和有效数据一步式同步传输，并基于活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型，基于第一次压缩感知模型确定基站覆盖范围内的活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息，再基于第二压缩感知模型确定每个活跃终端传输的有效数据，从而在完成前导码传输的同时完成了有效数据的传输，使得传输时延和信令开销大幅降低，进而提高了基站对有效数据的接收效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的数据传输方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的数据传输方法的流程示意图之二；
图3是本发明提供的数据传输方法的流程示意图之三；
图4是本发明提供的数据传输装置的结构示意图；
图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图3描述本发明的数据传输方法。
图1是本发明提供的数据传输方法的流程示意图之一，如图1所示，该数据传输方法应用于基站，包括以下步骤：
步骤101、基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型；所述目标信号包括前导码和有效数据；所述第一压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息；所述第二压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据；所述活跃性包括活跃状态或非活跃状态。
其中，每个活跃终端发送的目标信号包括两部分，分别是前导码和有效数据，有效数据表示活跃终端发送给基站的不同于前导码的字符串，该字符串为需要传输的数据；活跃终端i发送的目标信号表示为xi，
Figure BDA0003706475670000071
其中1≤i≤K，K表示基站覆盖范围内的活跃终端的数量，活跃终端i发送的目标信号包括长度为M比特的前导码pi＝[pi1,pi2,...,piM]T∈CM×1与长度为L比特的有效数据di＝[di(M+1),di(M+2),...,di(M+L)]T∈CL ×1，其中，CM×1表示行为M列为1的矩阵，CL×1表示行为L列为1的矩阵，基站覆盖范围内的每个活跃终端发送的目标信号经各自对应的信道传输至基站。
示例地，基站覆盖范围内共有N个终端，K小于N；基站接收到到的由K个活跃终端发送的目标信号为
Figure BDA0003706475670000072
其中，hi为终端i的信道状态信息，/>
Figure BDA0003706475670000073
yp∈CM×1是基站接收到的目标信号中长度为M比特的前导码，
Figure BDA0003706475670000074
yd∈CL×1是基站接收到的目标信号中长度为L比特的有效数据，Z∈C(M +L)×1为高斯白噪声。
基于基站接收到的活跃终端发送的目标信号，先确定初始压缩感知模型，根据初始压缩感知模型中稀疏信号矩阵中每个元素和高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系，确定两个压缩感知模型，分别是指示基站覆盖范围内每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息的第一压缩感知模型，以及指示每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据的第二压缩感知模型。
其中，每个终端的活跃性为活跃状态，或者为非活跃状态；活跃性为活跃状态的终端为活跃终端，活跃终端向基站发送目标信号；活跃性为非活跃状态的终端为非活跃终端，非活跃终端不向基站发送信号；另外，初始压缩感知模型涉及的是基站覆盖范围内的所有终端，包括活跃终端和非活跃终端。
步骤102、基于所述第一压缩感知模型确定每个活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息。
其中，信道状态信息表示对目标数据的传输作用，具体可以包括信道的质量衰减信息、多径时延信息和多普勒频偏信息等。
示例地，由于第一压缩感知模型指示每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息，则基于第一压缩感知模型，可采用正交匹配追踪算法(Orthogonal MatchingPursuit，OMP)确定每个终端的活跃性和信道状态信息，进而确定基站覆盖范围中所有终端中的活跃终端及每个活跃终端对应的信道状态信息。
步骤103、基于每个活跃终端、每个活跃终端对应的信道状态信息和所述第二压缩感知模型确定每个活跃终端对应的有效数据。
示例地，基于第一压缩感知模型中获得的活跃终端及每个活跃终端对应的信道状态信息，通过第二压缩感知模型，也采用正交匹配追踪算法(OMP)，确定每个活跃终端对应传输的有效数据di。
本发明提供的数据传输方法，通过活跃终端发送的目标信号同时包括前导码和有效数据，实现前导码和有效数据一步式同步传输，并基于活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型，基于第一次压缩感知模型确定基站覆盖范围内的活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息，再基于第二压缩感知模型确定每个活跃终端传输的有效数据，从而在完成前导码传输的同时完成了有效数据的传输，使得传输时延和信令开销大幅降低，适用于长距离传输，在传输距离较长的情况下，能够以较低的复杂度大幅度降低信令开销和传输时延，进而提高了基站对有效数据的接收效率。
可选地，图2是本发明提供的数据传输方法的流程示意图之二，如图2所示，上述步骤101具体可通过以下步骤实现：
步骤1011、基于至少一个活跃终端的目标信号确定对应的初始压缩感知模型；所述初始压缩感知模型包括稀疏信号矩阵和高斯测量矩阵。
示例地，根据基站接收的目标信号，先确定初始压缩感知模型的稀疏信号矩阵，再基于稀疏信号矩阵确定高斯测量矩阵中的每个元素，并根据稀疏信号矩阵和高斯测量矩阵，确定初始压缩感知模型。
步骤1012、基于所述稀疏信号矩阵中每个元素和所述高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系，确定第一稀疏信号和第二稀疏信号。
示例地，根据初始压缩感知模型中的稀疏信号矩阵中每个元素和高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系，将稀疏信号矩阵可分为与每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息相关的第一稀疏信号，以及与每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据相关的第二稀疏信号。
步骤1013、基于所述第一稀疏信号确定所述第一压缩感知模型，并基于所述第二稀疏信号确定所述第二压缩感知模型。
示例地，基于第一稀疏信号和高斯测量矩阵确定第一压缩感知模型，以及基于第二稀疏信号和高斯测量矩阵确定第二压缩感知模型。
本发明提供的数据传输方法，采用前导码和有效数据一步式免授权(免授权是基站通过激活一次上行授权给终端，在终端一直处于活跃状态时，将会一直使用第一次上行授权所指定资源进行上行传输)上行传输方式，有效数据在随机接入过程中完成传输，在降低传输时延的同时也降低了信令开销；并基于初始压缩感知模型的稀疏信号矩阵和高斯测量矩阵的映射关系，将稀疏信号矩阵分为第一稀疏信号和第二稀疏信号，第一稀疏信号与终端的活跃性及其信道状态信息相关，第二稀疏信号与终端的活跃性、信道状态信息和对应的有效数据相关，可实现活跃终端发送的目标信号中有效数据的快速恢复。
可选地，图3是本发明提供的数据传输方法的流程示意图之三，如图3所示，上述步骤1011具体可通过以下步骤实现：
步骤10111、基于所述至少一个活跃终端的目标信号确定所述稀疏信号矩阵。
示例地，根据基站接收的目标信号
Figure BDA0003706475670000101
先确定稀疏信号矩阵；基站覆盖范围内的终端包括N个，以基站覆盖范围任一终端为例，定义该终端为第i个终端，则第i个终端的活跃性用αi表示，
Figure BDA0003706475670000102
Figure BDA0003706475670000103
为终端i的活跃指示函数，第i个终端的信道状态信息用hi表示，第i个终端发送的目标信号中有效数据采用di1,di2,...,diL表示，则稀疏信号矩阵中与第i个终端对应的元素包括：αihi，αihidi1,αihidi2,...,αihidiL，共1+L个元素，其中，αihi表示第i个终端的活跃性和对应的信道状态信息，αihidi1表示基站接收的第i个终端发送的目标信号中，与第i个终端的活跃性和信道状态信息对应的有效数据的第一比特数据，αihidi2表示基站接收的第i个终端发送的目标信号中，与第i个终端的活跃性和信道状态信息对应的有效数据的第二比特数据，αihidiL表示基站接收的第i个终端发送的目标信号中，与第i个终端的活跃性和信道状态信息对应的有效数据的第L比特数据，则稀疏信号矩阵中与N个终端相关的元素为(1+L)N个。
具体地，稀疏信号矩阵表示为：
Figure BDA0003706475670000111
α1表示基站覆盖范围内第一个终端的活跃性，h1表示该第一个终端对应的信道状态信息，d11表示第一个终端发送的目标信号中有效数据的第一比特数据，d12表示第一个终端发送的目标信号中有效数据的第二比特数据，d1L表示第一个终端的目标信号中的有效数据的第L比特数据，α1h1d11表示基站接收的第一个终端发送的目标信号中，与第一个终端的活跃性和信道状态信息对应的有效数据的第一比特数据，α1h1d12表示基站接收的第一个终端发送的目标信号中，与第一个终端的活跃性和信道状态信息对应的有效数据的第二比特数据，α1h1d1L表示基站接收的第一个终端的目标信号中，与第一个终端的活跃性和信道状态信息对应的有效数据的第L比特数据，αN表示基站覆盖范围内第N个终端的活跃性，hN该第N个终端的信道状态信号，dN1表示第N个终端发送的目标信号中有效数据的第一比特数据，dN2表示第N个终端发送的目标信号中有效数据的第二比特数据，dNL表示第N个终端发送的目标信号中有效数据的第L比特数据，αNhNdN1表示基站接收的第N个终端发送的目标信号中，与第N个终端的活跃性和信道状态信息对应的有效数据的第一比特数据，αNhNdN2表示基站接收的第N个终端发送的目标信号中，与第N个终端的活跃性和信道状态信息对应的有效数据的第二比特数据，αNhNdNL表示基站接收的第N个终端发送的目标信号中，与第N个终端的活跃性和信道状态信息对应的有效数据的第L比特数据，T表示矩阵的转置。
步骤10112、基于所述稀疏信号矩阵确定对应的高斯测量矩阵。
示例地，基于确定的稀疏信号矩阵确定对应的高斯测量矩阵，高斯测量矩阵表示为：
Figure BDA0003706475670000121
Figure BDA0003706475670000122
Figure BDA0003706475670000123
表示在得到y(M+L)×1中的第t个元素时，高斯测量矩阵的第t行中与稀疏信号矩阵中第i个终端的信道状态信息相乘的元素，i∈{1,...,N}，t∈{1,...,M+L}，/>
Figure BDA0003706475670000124
Figure BDA0003706475670000125
表示在得到y(M+L)×1中的第t个元素时，高斯测量矩阵的第t行中与稀疏信号矩阵中第i个终端发送的目标信号中有效数据的第j比特数据相乘的元素；其中，高斯测量矩阵的每个元素是随机数，只要满足高斯分布即可。
步骤10113、基于所述高斯测量矩阵、所述稀疏信号矩阵和高斯白噪声，确定所述初始压缩感知模型。
示例地，基于公式(1)确定所述初始压缩感知模型；
Figure BDA0003706475670000131
其中，y(M+L)×1表示在基站覆盖范围内接收到的所有活跃终端发送的长度为M+L比特的目标信号，M表示目标信号中前导码的比特长度，L表示目标信号中有效数据的比特长度，y(M×L)×1＝[y1,y2,...,yM,yM+1,...,yM+L]T，y1,y2,...,yM表示M比特的前导码，yM+1,...,yM+L表示L比特的有效数据；z(M+L)×1表示高斯白噪声。
本发明提供的数据传输方法，稀疏信号矩阵中的元素随有效数据的比特长度的增加仅是呈线性增长，则高斯测量矩阵中的元素也对应呈线性增长，使得在基于第一压缩感知模型和第二压缩感知模型确定活跃终端对应的有效数据时，运算量也是线性增长，而不是指数增长；因此，对于活跃终端发送的目标信号中的有效数据的长度的增加，可迅速恢复出目标信号中长度较长的有效数据，从而适用于长数据包的传输。
可选地，步骤1012具体可通过以下方式实现：
所述稀疏信号矩阵中每个元素和所述高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系采用公式(2)表示；
Figure BDA0003706475670000132
基于公式(2)得到公式(3)表示的所述第一稀疏信号；
Figure BDA0003706475670000133
基于公式(2)得到公式(4)表示的所述第二稀疏信号；
Figure BDA0003706475670000141
其中，yt表示y(M+L)×1中的第t比特信息，x1表示第一稀疏信号，x2表示第二稀疏信号。
示例地，根据初始压缩感知模型
Figure BDA0003706475670000142
中稀疏信号矩阵中每个元素和高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系，采用公式(2)表示；
Figure BDA0003706475670000143
其中，t∈{1,...,M+L}；
从公式(2)可以得到，在基站接收的目标信号的前M比特信息的映射关系中，
Figure BDA0003706475670000144
为有效信息，而/>
Figure BDA0003706475670000145
为干扰项；在接收的目标信号的后L比特信息的映射关系中，/>
Figure BDA0003706475670000146
为有效信息，/>
Figure BDA0003706475670000147
为干扰项。为了降低干扰项对信号恢复的影响，将稀疏信号矩阵分为与/>
Figure BDA0003706475670000148
相关的第一稀疏信号和与/>
Figure BDA0003706475670000149
相关的第二稀疏信号。
基于公式(2)，将
Figure BDA00037064756700001410
作为有效信息，/>
Figure BDA00037064756700001411
作为干扰项，并将干扰项/>
Figure BDA00037064756700001412
的数值设置为0，则所述第一稀疏信号表示如公式(3)所示；
Figure BDA00037064756700001413
基于公式(2)，将
Figure BDA00037064756700001414
作为有效信息，/>
Figure BDA00037064756700001415
作为干扰项，并将干扰项/>
Figure BDA0003706475670000151
的数值设置为0，则所述第二稀疏信号表示如公式(4)所示；
Figure BDA0003706475670000152
其中，yt表示y(M+L)×1中的第t比特信息，x1表示第一稀疏信号，x2表示第二稀疏信号。
进一步地，步骤1013具体可通过以下方式实现：
基于公式(5)确定所述第一压缩感知模型；
Figure BDA0003706475670000153
基于所述第二稀疏信号确定所述第二压缩感知模型，包括：
基于公式(6)确定所述第二压缩感知模型；
Figure BDA0003706475670000154
其中，
Figure BDA0003706475670000155
表示第一压缩感知模型中的观测信号，/>
Figure BDA0003706475670000156
表示第二压缩感知模型中的观测信号。
示例地，根据两次稀疏信号(第一稀疏信号和第二稀疏信号)的形式，确定两次压缩感知模型，具体地，根据
Figure BDA0003706475670000157
和高斯测量矩阵确定第一次压缩感知模型/>
Figure BDA0003706475670000158
第一次压缩感知模型/>
Figure BDA0003706475670000159
如上述公式(5)所示；以及根据
Figure BDA00037064756700001510
和高斯测量矩阵确定第二次压缩感知模型/>
Figure BDA00037064756700001511
第二压缩感知模型/>
Figure BDA0003706475670000161
如上述公式(6)所示。
下面对本发明提供的数据传输装置进行描述，下文描述的数据传输装置与上文描述的数据传输方法可相互对应参照。
图4是本发明提供的数据传输装置的结构示意图，如图4所示，该数据传输装置包括第一确定单元401、第二确定单元402和第三确定单元403；其中：
第一确定单元401，用于基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型；所述目标信号包括前导码和有效数据；所述第一压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息；所述第二压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据；所述活跃性包括活跃状态或非活跃状态；
第二确定单元402，基于所述第一压缩感知模型确定每个活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息。
第三确定单元403，基于每个活跃终端、每个活跃终端对应的信道状态信息和所述第二压缩感知模型确定每个活跃终端对应的有效数据。
本发明提供的数据传输装置，通过活跃终端发送的目标信号同时包括前导码和有效数据，实现前导码和有效数据一步式同步传输，并基于活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型，基于第一次压缩感知模型确定基站覆盖范围内的活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息，再基于第二压缩感知模型确定每个活跃终端传输的有效数据，从而在完成前导码传输的同时完成了有效数据的传输，使得传输时延和信令开销大幅降低，进而提高了基站对有效数据的接收效率。
基于上述任一实施例，所述第一确定单元401具体用于：
基于至少一个活跃终端的目标信号确定对应的初始压缩感知模型；所述初始压缩感知模型包括稀疏信号矩阵和高斯测量矩阵；
基于所述稀疏信号矩阵中每个元素和所述高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系，确定第一稀疏信号和第二稀疏信号；
基于所述第一稀疏信号确定所述第一压缩感知模型，并基于所述第二稀疏信号确定所述第二压缩感知模型。
基于上述任一实施例，所述第一确定单元401还具体用于：
基于所述至少一个活跃终端的目标信号确定所述稀疏信号矩阵；
基于所述稀疏信号矩阵确定对应的高斯测量矩阵；
基于所述高斯测量矩阵、所述稀疏信号矩阵和高斯白噪声，确定所述初始压缩感知模型。
基于上述任一实施例，所述第一确定单元401还具体用于：
基于公式(1)确定所述初始压缩感知模型；
Figure BDA0003706475670000171
其中，y(M+L)×1表示在所述基站覆盖范围内接收到的所有活跃终端发送的长度为M+L比特的目标信号，M表示所述目标信号中前导码的比特长度，L表示所述目标信号中有效数据的比特长度，y(M+L)×1＝[y1,y2,...,yM,yM+1,...,yM+L]T，y1,y2,...,yM表示M比特的前导码，yM+1,...,yM+L表示L比特的有效数据；x(1+L)N×1表示所述稀疏信号矩阵，
Figure BDA0003706475670000172
α1表示所述基站覆盖范围内第一个终端的活跃性，h1表示第一个终端的信道状态信息，d11表示第一个终端发送的目标信号中有效数据的第一比特数据，d1L表示第一个终端的目标信号中的有效数据的第L比特数据，αN表示所述基站覆盖范围内第N个终端的活跃性，hN表示第N个终端的信道状态信号，dN1表示第N个终端发送的目标信号中有效数据的第一比特数据，dNL表示第N个终端发送的目标信号中有效数据的第L比特数据，N表示所述基站覆盖范围内终端的数量；
Figure BDA0003706475670000181
表示所述高斯测量矩阵，
Figure BDA0003706475670000182
Figure BDA0003706475670000183
表示在得到y(M+L)×1中的第t个元素时，所述高斯测量矩阵的第t行中与所述稀疏信号矩阵中第i个终端的信道状态信息相乘的元素，t∈{1,...,M+L}，/>
Figure BDA0003706475670000184
Figure BDA0003706475670000185
表示在得到y(M+L)×1中的第t个元素时，所述高斯测量矩阵的第t行中与所述稀疏信号矩阵中第i个终端发送的目标信号中有效数据的第j比特数据相乘的元素；z(M+L)×1表示所述高斯白噪声，T表示矩阵的转置。
基于上述任一实施例，所述第一确定单元401还具体用于：
所述稀疏信号矩阵中每个元素和所述高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系采用公式(2)表示；
Figure BDA0003706475670000186
基于公式(2)得到公式(3)表示的所述第一稀疏信号；
Figure BDA0003706475670000187
基于公式(2)得到公式(4)表示的所述第二稀疏信号；
Figure BDA0003706475670000191
其中，yt表示y(M+L)×1中的第t比特信息，x1表示第一稀疏信号，x2表示第二稀疏信号。
基于上述任一实施例，所述第一确定单元401还具体用于：
基于公式(5)确定所述第一压缩感知模型；
Figure BDA0003706475670000192
基于所述第二稀疏信号确定所述第二压缩感知模型，包括：
基于公式(6)确定所述第二压缩感知模型；
Figure BDA0003706475670000193
/>
其中，
Figure BDA0003706475670000194
表示第一压缩感知模型中的观测信号，/>
Figure BDA0003706475670000195
表示第二压缩感知模型中的观测信号。
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行数据传输方法，该方法包括：基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型；所述目标信号包括前导码和有效数据；所述第一压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息；所述第二压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据；所述活跃性包括活跃状态或非活跃状态；
基于所述第一压缩感知模型确定每个活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息；
基于每个活跃终端、每个活跃终端对应的信道状态信息和所述第二压缩感知模型确定每个活跃终端对应的有效数据。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的数据传输方法，该方法包括：基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型；所述目标信号包括前导码和有效数据；所述第一压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息；所述第二压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据；所述活跃性包括活跃状态或非活跃状态；
基于所述第一压缩感知模型确定每个活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息；
基于每个活跃终端、每个活跃终端对应的信道状态信息和所述第二压缩感知模型确定每个活跃终端对应的有效数据。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的数据传输方法，该方法包括：基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型；所述目标信号包括前导码和有效数据；所述第一压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息；所述第二压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据；所述活跃性包括活跃状态或非活跃状态；
基于所述第一压缩感知模型确定每个活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息；
基于每个活跃终端、每个活跃终端对应的信道状态信息和所述第二压缩感知模型确定每个活跃终端对应的有效数据。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种数据传输方法，其特征在于，应用于基站，包括：
基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型；所述目标信号包括前导码和有效数据；所述第一压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息；所述第二压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据；所述活跃性包括活跃状态或非活跃状态；
基于所述第一压缩感知模型确定每个活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息；
基于每个活跃终端、每个活跃终端对应的信道状态信息和所述第二压缩感知模型确定每个活跃终端对应的有效数据。
2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型，包括：
基于至少一个活跃终端的目标信号确定对应的初始压缩感知模型；所述初始压缩感知模型包括稀疏信号矩阵和高斯测量矩阵；
基于所述稀疏信号矩阵中每个元素和所述高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系，确定第一稀疏信号和第二稀疏信号；
基于所述第一稀疏信号确定所述第一压缩感知模型，并基于所述第二稀疏信号确定所述第二压缩感知模型。
3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述基于至少一个活跃终端的目标信号确定对应的初始压缩感知模型，包括：
基于所述至少一个活跃终端的目标信号确定所述稀疏信号矩阵；
基于所述稀疏信号矩阵确定对应的高斯测量矩阵；
基于所述高斯测量矩阵、所述稀疏信号矩阵和高斯白噪声，确定所述初始压缩感知模型。
4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，所述基于所述高斯测量矩阵、所述稀疏信号矩阵和高斯白噪声，确定所述初始压缩感知模型，包括：
基于公式(1)确定所述初始压缩感知模型；
Figure FDA0004227750430000021
其中，y(M+L)×1表示在所述基站覆盖范围内接收到的所有活跃终端发送的长度为M+L比特的目标信号，M表示所述目标信号中前导码的比特长度，L表示所述目标信号中有效数据的比特长度，y(M+L)×1＝[y1,y2,...,yM,yM+1,...,yM+L]T，y1,y2,...,yM表示M比特的前导码，yM+1,...,yM+L表示L比特的有效数据；x(1+L)N×1表示所述稀疏信号矩阵，
Figure FDA0004227750430000022
α1表示所述基站覆盖范围内第一个终端的活跃性，h1表示第一个终端的信道状态信息，d11表示第一个终端发送的目标信号中有效数据的第一比特数据，d1L表示第一个终端的目标信号中的有效数据的第L比特数据，αN表示所述基站覆盖范围内第N个终端的活跃性，hN表示第N个终端的信道状态信号，dN1表示第N个终端发送的目标信号中有效数据的第一比特数据，dNL表示第N个终端发送的目标信号中有效数据的第L比特数据，N表示所述基站覆盖范围内终端的数量；
Figure FDA0004227750430000023
表示所述高斯测量矩阵，
Figure FDA0004227750430000031
Figure FDA0004227750430000032
表示在得到y(M+L)×1中的第t个元素时，所述高斯测量矩阵的第t行中与所述稀疏信号矩阵中第i个终端的信道状态信息相乘的元素，t∈{1,…,M+L}，/>
Figure FDA0004227750430000033
Figure FDA0004227750430000034
表示在得到y(M+L)×1中的第t个元素时，所述高斯测量矩阵的第t行中与所述稀疏信号矩阵中第i个终端发送的目标信号中有效数据的第j比特数据相乘的元素；z(M+L)×1表示所述高斯白噪声，T表示矩阵的转置。
5.根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于，所述基于所述稀疏信号矩阵中每个元素和所述高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系，确定第一稀疏信号和第二稀疏信号，包括：
所述稀疏信号矩阵中每个元素和所述高斯测量矩阵中每个元素之间的映射关系采用公式(2)表示；
Figure FDA0004227750430000035
基于公式(2)得到公式(3)表示的所述第一稀疏信号；
Figure FDA0004227750430000036
基于公式(2)得到公式(4)表示的所述第二稀疏信号；
Figure FDA0004227750430000037
其中，yt表示y(M+L)×1中的第t比特信息，x1表示第一稀疏信号，x2表示第二稀疏信号。
6.根据权利要求5所述的数据传输方法，其特征在于，所述基于所述第一稀疏信号确定所述第一压缩感知模型，包括：
基于公式(5)确定所述第一压缩感知模型；
Figure FDA0004227750430000041
基于所述第二稀疏信号确定所述第二压缩感知模型，包括：
基于公式(6)确定所述第二压缩感知模型；
Figure FDA0004227750430000042
其中，
Figure FDA0004227750430000043
表示第一压缩感知模型中的观测信号，/>
Figure FDA0004227750430000044
表示第二压缩感知模型中的观测信号。
7.一种数据传输装置，其特征在于，应用于基站，包括：
第一确定单元，用于基于至少一个活跃终端发送的目标信号确定第一压缩感知模型和第二压缩感知模型；所述目标信号包括前导码和有效数据；所述第一压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性和每个终端对应的信道状态信息；所述第二压缩感知模型用于指示每个终端的活跃性、每个终端对应的信道状态信息和每个终端对应的有效数据；所述活跃性包括活跃状态或非活跃状态；
第二确定单元，基于所述第一压缩感知模型确定每个活跃终端和每个活跃终端对应的信道状态信息；
第三确定单元，基于每个活跃终端、每个活跃终端对应的信道状态信息和所述第二压缩感知模型确定每个活跃终端对应的有效数据。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述数据传输方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述数据传输方法。
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