[發明專利]一種低復雜度實現矩陣QR分解的方法及裝置

在審

• 申請號: 202010590626.8
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111756478A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 譚定富
• 申請（專利權）人: 上海擎昆信息科技有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

本發明提供一種低復雜度實現矩陣QR分解的方法及裝置，包括有如下步驟：S1、設系統最大接收天線為m_max，最大層數為n_max，m_max＝n_max；S2、獲取復信道得出矩陣H及復接收信號向量y，H包含m行n列復數據，其中m＝n，y包含m行1列復信號。本發明中，采用Givens旋轉的QR分解方法，利用CORDIC實現，資源消耗較低，方便硬件實現，使用增光矩陣進行QR分解，以增加1列數據的運算量的代價，避免了輸出Q矩陣及(Q^T)y的計算，通過將任意m*(n+1)(m＝n)矩陣擴充為m_max*(m_max+1)矩陣實現一套QR分解方案對任意m*(n+1)矩陣QR分解適用，采用Givens旋轉的QR分解方法，利用CORDIC實現，資源消耗較低，方便硬件實現，使用增光矩陣進行QR分解，以增加1列數據的運算量的代價，避免了輸出Q矩陣及(Q^T)y的計算。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別的為一種低復雜度實現矩陣QR分解的方法及裝置。

背景技術

在多信號檢測系統中，矩陣QR分解是一個常用的技術。QR分解的實現方式有多種，常用的有Householder QR分解，Gram-Schmidt法QR分解及基于Givens旋轉的QR分解。現有技術基于三種方法都有。但存在以下缺點：

1、Householder QR分解，Gram-Schmidt法QR分解對乘除法器個數有要求，并且位寬較大，比較消耗資源。

2、Givens旋轉的QR分解可以通過CORDIC(坐標旋轉數字計算方法)實現，只需要加法、移位及一個乘法即可實現，方便硬件實現。但為了保證性能，迭代次數較大，對所有數據均使用固定迭代次數，功耗較大。

3、由于接收天線及層數m*n存在多種組合，需要實現多套QR分解，浪費資源。

4、對于方程y＝Hx，先做H的QR分解，再進行求解方程，需要在對H做QR分解的同時對一個單位陣I做相同的操作，以輸出Q矩陣，且需要計算(Q^T)y，造成功耗及資源的浪費。

5、對于解方程應用場景，輸出的R矩陣，一般還要再進行求解，求解時需要用到除法，除法的資源開銷較大，使得QR的結果使用并不方便。

發明內容

本發明提供的發明目的在于提供一種低復雜度實現矩陣QR分解的方法及裝置，可有效解決上述背景技術中的問題。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種低復雜度實現矩陣QR分解的方法，包括有如下步驟：

S1、設系統最大接收天線為m_max，最大層數為n_max，m_max＝n_max。

S2、獲取復信道得出矩陣H及復接收信號向量y，H包含m行n列復數據，其中m＝n，y包含m行1列復信號，組成增廣矩陣H1＝[H y]。

S3、對矩陣H2，從第一行開始經過第一個CORDIC迭代單元，每個CORDIC迭代單元有相同結構。

S4、在S3中輸出的每一行，從第二行開始，將每一行的第二列開始的數據，經過第二個CORDIC迭代單元。

進一步的，根據S2中的操作步驟，所述增廣矩陣H1包含m行，n+1列，將復矩陣H1擴充為m_max行m_max+1列復矩陣H2，通過填0的方式擴充

進一步的，在初始化m_max行m_max+1列矩陣RR為全零，CORDIC迭代次數為16。

進一步的，根據S3中的操作步驟，還包括以下步驟：

S301、一行數據a進入迭代單元，使用CORDIC對整行數據進行旋轉，使得第一個數據a由復數數據變換為實數數據。