[發明專利]一種用于多天線系統的并行矩陣求逆方法

有效

• 申請號: 201210358331.3
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102882579A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 房帥;周天;陽析;李崢;金石;江彬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種用于多天線系統的并行矩陣求逆方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)一個發送天線數為M、接收天線數為N的多天線系統，其信號的輸入輸出關系表示為r＝HWs+n，其中：r表示接收信號，是維度為M的列向量；s表示發送信號，是維度為L的列向量；W表示發送預編碼矩陣，是維度為N×L的矩陣；H表示信道矩陣，是維度為M×N的矩陣；n表示加性高斯白噪聲，是維度為M的列向量；接收端進行檢測，從接收到信號r中估計出發送信號s；多天線系統主流的檢測算法包括迫零算法和最小均方誤差算法，迫零算法檢測器表達式表示為其中，表示檢測器采用迫零算法對發送信號的估計，最小均方誤差算法檢測器表達式表示為其中，表示檢測器采用最小均方誤差算法對發送信號的估計，上標H表示矩陣的共軛轉置，I_M表示M維單位矩陣，表示噪聲的平均功率，H_e＝HW表示等效信道矩陣；

2)為了使多天線系統的傳輸信號能自適應于信道環境的變化，需要在發送端根據信道條件，在給定準則下自適應地選取發送預編碼矩陣W，最大化MMSE和速率是一種常用的選取預編碼矩陣的準則，其計算公式為

RMMSE(W)=Σj=1Llog21[(σn-2HeHHe+IM)-1]j,j]]>

其中R_MMSE(W)表示預編碼矩陣為W時接收端接收信號產生的均方誤差，下標j，j表示矩陣的對角線元素；

3)計算旋轉矩陣：

將上述步驟1)和步驟2)中多天線系統中待求逆的矩陣或矩陣記為A，同時初始矩陣記為A₀＝A，選擇旋轉矩陣R_k，使A_k的i，j兩列正交化，旋轉矩陣R_k采用快速Givens矩陣的形式，其中R_k，A_k分別表示第k次迭代時的旋轉矩陣和待修正的矩陣；

4)進行旋轉變換：將求取的旋轉矩陣作用于矩陣進行旋轉變換：A_k+1＝A_kR_k(k＝0，1，…)；

5)反復迭代：選擇Robin?Ring?Ordering作為列的正交化順序，則A_k的各列趨向于兩兩正交，即A_k趨向于Q，而V＝R₀R₁R₂…R_k，即有AV＝Q，即A＝QV^-1，其中Q表示各列兩兩正交的矩陣，V表示每次旋轉矩陣的乘積；

6)矩陣求逆：將Q矩陣各列化為單位向量，得Q＝Q₀Λ，Q₀為單位正交陣，Λ為對角陣，所以A＝Q₀ΛV^-1，則A^-1＝VΛ^-1Q₀^-1＝VΛ^-1Q₀^T，上標T表示矩陣的轉置，此即完成了矩陣求逆。