專利名稱：一種多天線均衡系統(tǒng)的矩陣分解方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多天線均衡系統(tǒng)的矩陣分解方法和裝置。
背景技術(shù)：
LTE上行多天線接收系統(tǒng)中，為了進行多天線均衡MRC，IRC合并，在均衡系統(tǒng)中引入了多天線接收噪聲相關(guān)矩陣的概念，并通過對噪聲相關(guān)矩陣的求逆運算，消除了天線相關(guān)噪聲以及臨近小區(qū)的干擾，達到更好的干擾抑制效果。在整個運算過程中，對噪聲相關(guān)矩 陣的求逆運算往往成為系統(tǒng)的瓶頸。目前業(yè)界存在一種基于矩陣分解再求逆的算法，應(yīng)用在如圖I所示的上行多天線接收均衡系統(tǒng)中，圖I以四天線接收為例進行說明，系統(tǒng)根據(jù)天線接收信號得到噪聲相關(guān)矩陣估計A
、α12 αη α14、
Γαααο Λ “21 “22 “23 “24A =
α31 α32 α33 α34
41 “42 “43 “44 J然后，對噪聲相關(guān)矩陣A進行分解得到互相關(guān)系數(shù)矩陣L (下三角陣)和自相關(guān)能量矩陣D(對角陣)，分別為
'IOOO'
α01
IOO
aUL= α31 α32 -I^dlI*2l
- --丄U
au
^41 “42 ~21 “43 -,41^^ 31 ~32 γ
αλ λd2d3
au000
n 0 “22 —,210,2100D=* *
00Cl^ —/3 ] ] —/32^2^320
000“44 /41 d-y I ^42^2^42 ^43^3^43以得到噪聲相關(guān)矩陣A的恒等變形A = LDLh0最后，通過對自相關(guān)能量矩陣D和互相關(guān)系數(shù)矩陣L求逆，完成對噪聲相關(guān)矩陣的求逆運算。但上述算法實際上是將計算瓶頸轉(zhuǎn)嫁給了矩陣分解單元，而正是由于這部分巨大的運算量大大增加了系統(tǒng)的成本，使得低成本方案難以實現(xiàn)。繼續(xù)如圖I所示的4天線陣，本發(fā)明假設(shè)天線I為參考天線，其他天線相對于天線I產(chǎn)生相關(guān)噪聲干擾，以計算出天線I的自相關(guān)能量Ci1，歸一化互相關(guān)系數(shù)向量121，131，I41,再計算天線2的自相關(guān)能量d2，計算互相關(guān)系數(shù)I32時需要減去天線3對天線I的相關(guān)相對于天線2對天線I的相關(guān)，計算互相關(guān)系數(shù)I42的時候，需要減去天線4對天線I的相關(guān)相對于天線2對天線I的相關(guān)，通過除以天線2的自相關(guān)能量，以得到歸ー化互相關(guān)系數(shù)系數(shù)132、I42,同理得到天線3的自相關(guān)能量d3，歸ー化互相關(guān)系數(shù)向量I43，天線4的自相關(guān)能量
d4。從而完成矩陣分解，分解公式如下
其中
權(quán)利要求
1.一種多天線均衡系統(tǒng)的矩陣分解方法，其特征在于，包括 接收N階噪聲相關(guān)矩陣A，初始化所述矩陣A對應(yīng)的自相關(guān)能量矩陣D、互相關(guān)系數(shù)矩陣L和中間計算結(jié)果矩陣S，得到天線I的自相關(guān)能量Cl1以及互相關(guān)系數(shù)矩陣L的第一列向量，并存儲所述矩陣A和矩陣S ;所述矩陣A為N階正定對稱方陣，所述矩陣S的第p列向量表示剩余的N-p根天線對第p根天線的相關(guān)噪聲； 逐一取所述N階噪聲相關(guān)矩陣A的右下(N-i)，i = 1，. . . N-I階三角矩陣進行迭代分解，使第i次迭代選取的右下(N-i)階三角矩陣元素Anm等于第i-1次迭代選取的矩陣中Amn與Sm, jAl i的差值，以求取各天線的自相關(guān)能量di+1以及互相關(guān)系數(shù)矩陣L第i+1列的后N-i個元素，得到分解后的自相關(guān)能量矩陣D和互相關(guān)系數(shù)矩陣L，其中，m = i+1，i+2，...，N ；n = i+1, i+2,…，m。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述中間計算結(jié)果矩陣元素
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始化矩陣A對應(yīng)的自相關(guān)能量矩陣D、互相關(guān)系數(shù)矩陣L和中間計算結(jié)果矩陣S具體包括 將天線I的自相關(guān)能量Cl1初始化為所述矩陣A第一行第一列的元素an ;將所述互相關(guān)系數(shù)矩陣L的第一列向量初始化為所述矩陣A第一列向量與自相關(guān)能量Cl1的商；將所述矩陣S的第一列向量初始化為矩陣A的第一列向量。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述的方法，其特征在于，所述求取各天線的自相關(guān)能量di+1以及互相關(guān)系數(shù)矩陣L第i+1列的后N-i個元素具體包括 利用第i_l次迭代獲取的Sm, i和Al i，計算第i次迭代選取的右下(N-i)階三角矩陣元素Anun = Anbn-Sn^Ali,并得到矩陣S的右下(N-i)階矩陣元素Smn以及天線(i+1)的自相關(guān)能量di+1 ;再將第i次迭代三角矩陣的第一列向量Amx (i+u與所述自相關(guān)能量di+1求商得到互相關(guān)系數(shù)矩陣L第i+1列的后N-i個元素；其中，自相關(guān)能量di+1等于第i次迭代三角矩陣第一行第一列的元素 a(i+l) X (i+1) °
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述選取N階噪聲相關(guān)矩陣A的右下(N-i)階三角矩陣進行第i次迭代分解時，得到第i次迭代選取的右下(N-i)階三角矩陣元素Am, 和矩陣S的右下(N-i)階矩陣元素Snm后對存儲的矩陣A和矩陣S進行刷新。
6.一種多天線均衡系統(tǒng)的矩陣分解裝置，其特征在于，包括 矩陣接收單元，用于接收待分解N階噪聲相關(guān)矩陣A ； 初始化單元，用于初始化所述矩陣A對應(yīng)的自相關(guān)能量矩陣D、互相關(guān)系數(shù)矩陣L和中間計算結(jié)果矩陣S，得到天線I的自相關(guān)能量Cl1以及互相關(guān)系數(shù)矩陣L的第一列向量后輸出給迭代單元，并存儲所述矩陣A和矩陣S ;所述矩陣A為N階正定對稱方陣，所述矩陣S的第P列向量表示剩余的N-p根天線對第p根天線的相關(guān)噪聲； 迭代單元，用于逐一取所述N階噪聲相關(guān)矩陣A的右下(N-i)，i = 1，...N-I階三角矩陣進行迭代分解，使第i次迭代選取的右下(N-i)階三角矩陣元素Anm等于第i-1次迭代選取的矩陣中Amn與Sm,的差值，以求取各天線的自相關(guān)能量di+1以及互相關(guān)系數(shù)矩陣L第i+1列的后N-i個元素，得到分解后的自相關(guān)能量矩陣D和互相關(guān)系數(shù)矩陣L，其中，m =i+1, i+2,…，N ;n = i+1, i+2, . . .，m。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述中間計算結(jié)果矩陣元素
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述初始化單元將天線I的自相關(guān)能量Cl1初始化為所述矩陣A第一行第一列的元素an ;將所述互相關(guān)系數(shù)矩陣L的第一列向量初始化為所述矩陣A第一列向量與自相關(guān)能量Cl1的商；將所述矩陣S的第一列向量初始化為矩陣A的第一列向量。
9.如權(quán)利要求6或7或8所述的裝置,其特征在于,所述迭代單元包括 復(fù)數(shù)乘法器，用于調(diào)用第i_l次迭代獲取的Sm, i和Al i，根據(jù)計算等式Am, n = Affl, n-Sffl,計算第i次迭代選取的右下(Ν-i)階三角矩陣，并得到矩陣S的右下(N-i)階矩陣元素Snm以及天線(i+1)的自相關(guān)能量di+1 ;其中，自相關(guān)能量di+1等于第i次迭代三角矩陣第一行第一列的元素 a(i+l) X (i+1); 復(fù)數(shù)除法器，用于調(diào)用第i次迭代選取的右下(N-i)階三角矩陣的第一列向量AmX(i+1)與所述自相關(guān)能量di+1求商得到互相關(guān)系數(shù)矩陣L第i+Ι列的后N-i個元素。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述迭代單元在選取N階噪聲相關(guān)矩陣A的右下(N-i)階三角矩陣進行第i次迭代分解時，得到第i次迭代選取的右下(N-i)階三角矩陣元素Am, n和矩陣S的右下(N-i)階矩陣元素Smn后對存儲的矩陣A和矩陣S進行刷新。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括多個初始化單元以及與其對應(yīng)的多個迭代單元，用于并行迭代分解多個噪聲相關(guān)矩陣。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述矩陣接收單元具體包括 用戶選擇子單元，用于接收多天線均衡系統(tǒng)中各用戶發(fā)送的配置參數(shù)，根據(jù)調(diào)度策略選擇某一用戶并獲取該用戶的噪聲干擾矩陣、接收天線維數(shù)和用戶時頻資源信息； 資源塊選擇子單元，用于逐一選取所述用戶的一個或多個資源塊對應(yīng)的噪聲干擾矩陣作為待分解的噪聲相關(guān)矩陣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多天線均衡系統(tǒng)的矩陣分解方法和裝置，該方法包括接收N階天線噪聲相關(guān)矩陣A，矩陣A為N階正定對稱方陣；初始化矩陣A對應(yīng)的自相關(guān)能量矩陣D、互相關(guān)系數(shù)矩陣L和中間計算結(jié)果矩陣S，得到天線1的自相關(guān)能量d1以及互相關(guān)系數(shù)矩陣L的第一列向量，并存儲矩陣A和S；其中矩陣S的第p列向量表示剩余的N-p根天線對第p根天線的相關(guān)噪聲；逐一取矩陣A的右下(N-i)階三角矩陣進行迭代分解，使第i次迭代選取的右下(N-i)階三角矩陣元素Amn等于第i-1次迭代選取的矩陣中Amn與Sm，i*A*n，i的差值，求取各天線的自相關(guān)能量di+1以及互相關(guān)系數(shù)矩陣L第i+1列的后N-i個元素，得到分解后的自相關(guān)能量矩陣D和互相關(guān)系數(shù)矩陣L。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中矩陣分解過程資源消耗過大，低成本方案很難實現(xiàn)的問題。
文檔編號H04B7/04GK102655424SQ201110052479
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者孫鵬, 左琛 申請人:中興通訊股份有限公司