专利名称：一种多天线均衡系统的矩阵分解方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多天线均衡系统的矩阵分解方法和装置。
背景技术：
LTE上行多天线接收系统中，为了进行多天线均衡MRC，IRC合并，在均衡系统中引入了多天线接收噪声相关矩阵的概念，并通过对噪声相关矩阵的求逆运算，消除了天线相关噪声以及临近小区的干扰，达到更好的干扰抑制效果。在整个运算过程中，对噪声相关矩 阵的求逆运算往往成为系统的瓶颈。目前业界存在一种基于矩阵分解再求逆的算法，应用在如图I所示的上行多天线接收均衡系统中，图I以四天线接收为例进行说明，系统根据天线接收信号得到噪声相关矩阵估计A
、α12 αη α14、
Γαααο Λ “21 “22 “23 “24A =
α31 α32 α33 α34
41 “42 “43 “44 J然后，对噪声相关矩阵A进行分解得到互相关系数矩阵L (下三角阵)和自相关能量矩阵D(对角阵)，分别为
'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以得到噪声相关矩阵A的恒等变形A = LDLh0最后，通过对自相关能量矩阵D和互相关系数矩阵L求逆，完成对噪声相关矩阵的求逆运算。但上述算法实际上是将计算瓶颈转嫁给了矩阵分解单元，而正是由于这部分巨大的运算量大大增加了系统的成本，使得低成本方案难以实现。继续如图I所示的4天线阵，本发明假设天线I为参考天线，其他天线相对于天线I产生相关噪声干扰，以计算出天线I的自相关能量Ci1，归一化互相关系数向量121，131，I41,再计算天线2的自相关能量d2，计算互相关系数I32时需要减去天线3对天线I的相关相对于天线2对天线I的相关，计算互相关系数I42的时候，需要减去天线4对天线I的相关相对于天线2对天线I的相关，通过除以天线2的自相关能量，以得到归ー化互相关系数系数132、I42,同理得到天线3的自相关能量d3，归ー化互相关系数向量I43，天线4的自相关能量
d4。从而完成矩阵分解，分解公式如下
其中
权利要求
1.一种多天线均衡系统的矩阵分解方法，其特征在于，包括 接收N阶噪声相关矩阵A，初始化所述矩阵A对应的自相关能量矩阵D、互相关系数矩阵L和中间计算结果矩阵S，得到天线I的自相关能量Cl1以及互相关系数矩阵L的第一列向量，并存储所述矩阵A和矩阵S ;所述矩阵A为N阶正定对称方阵，所述矩阵S的第p列向量表示剩余的N-p根天线对第p根天线的相关噪声； 逐一取所述N阶噪声相关矩阵A的右下(N-i)，i = 1，. . . N-I阶三角矩阵进行迭代分解，使第i次迭代选取的右下(N-i)阶三角矩阵元素Anm等于第i-1次迭代选取的矩阵中Amn与Sm, jAl i的差值，以求取各天线的自相关能量di+1以及互相关系数矩阵L第i+1列的后N-i个元素，得到分解后的自相关能量矩阵D和互相关系数矩阵L，其中，m = i+1，i+2，...，N ；n = i+1, i+2,…，m。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述中间计算结果矩阵元素
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始化矩阵A对应的自相关能量矩阵D、互相关系数矩阵L和中间计算结果矩阵S具体包括 将天线I的自相关能量Cl1初始化为所述矩阵A第一行第一列的元素an ;将所述互相关系数矩阵L的第一列向量初始化为所述矩阵A第一列向量与自相关能量Cl1的商；将所述矩阵S的第一列向量初始化为矩阵A的第一列向量。
4.如权利要求I或2或3所述的方法，其特征在于，所述求取各天线的自相关能量di+1以及互相关系数矩阵L第i+1列的后N-i个元素具体包括 利用第i_l次迭代获取的Sm, i和Al i，计算第i次迭代选取的右下(N-i)阶三角矩阵元素Anun = Anbn-Sn^Ali,并得到矩阵S的右下(N-i)阶矩阵元素Smn以及天线(i+1)的自相关能量di+1 ;再将第i次迭代三角矩阵的第一列向量Amx (i+u与所述自相关能量di+1求商得到互相关系数矩阵L第i+1列的后N-i个元素；其中，自相关能量di+1等于第i次迭代三角矩阵第一行第一列的元素 a(i+l) X (i+1) °
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选取N阶噪声相关矩阵A的右下(N-i)阶三角矩阵进行第i次迭代分解时，得到第i次迭代选取的右下(N-i)阶三角矩阵元素Am, 和矩阵S的右下(N-i)阶矩阵元素Snm后对存储的矩阵A和矩阵S进行刷新。
6.一种多天线均衡系统的矩阵分解装置，其特征在于，包括 矩阵接收单元，用于接收待分解N阶噪声相关矩阵A ； 初始化单元，用于初始化所述矩阵A对应的自相关能量矩阵D、互相关系数矩阵L和中间计算结果矩阵S，得到天线I的自相关能量Cl1以及互相关系数矩阵L的第一列向量后输出给迭代单元，并存储所述矩阵A和矩阵S ;所述矩阵A为N阶正定对称方阵，所述矩阵S的第P列向量表示剩余的N-p根天线对第p根天线的相关噪声； 迭代单元，用于逐一取所述N阶噪声相关矩阵A的右下(N-i)，i = 1，...N-I阶三角矩阵进行迭代分解，使第i次迭代选取的右下(N-i)阶三角矩阵元素Anm等于第i-1次迭代选取的矩阵中Amn与Sm,的差值，以求取各天线的自相关能量di+1以及互相关系数矩阵L第i+1列的后N-i个元素，得到分解后的自相关能量矩阵D和互相关系数矩阵L，其中，m =i+1, i+2,…，N ;n = i+1, i+2, . . .，m。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述中间计算结果矩阵元素
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于， 所述初始化单元将天线I的自相关能量Cl1初始化为所述矩阵A第一行第一列的元素an ;将所述互相关系数矩阵L的第一列向量初始化为所述矩阵A第一列向量与自相关能量Cl1的商；将所述矩阵S的第一列向量初始化为矩阵A的第一列向量。
9.如权利要求6或7或8所述的装置,其特征在于,所述迭代单元包括 复数乘法器，用于调用第i_l次迭代获取的Sm, i和Al i，根据计算等式Am, n = Affl, n-Sffl,计算第i次迭代选取的右下(Ν-i)阶三角矩阵，并得到矩阵S的右下(N-i)阶矩阵元素Snm以及天线(i+1)的自相关能量di+1 ;其中，自相关能量di+1等于第i次迭代三角矩阵第一行第一列的元素 a(i+l) X (i+1); 复数除法器，用于调用第i次迭代选取的右下(N-i)阶三角矩阵的第一列向量AmX(i+1)与所述自相关能量di+1求商得到互相关系数矩阵L第i+Ι列的后N-i个元素。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述迭代单元在选取N阶噪声相关矩阵A的右下(N-i)阶三角矩阵进行第i次迭代分解时，得到第i次迭代选取的右下(N-i)阶三角矩阵元素Am, n和矩阵S的右下(N-i)阶矩阵元素Smn后对存储的矩阵A和矩阵S进行刷新。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置包括多个初始化单元以及与其对应的多个迭代单元，用于并行迭代分解多个噪声相关矩阵。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述矩阵接收单元具体包括 用户选择子单元，用于接收多天线均衡系统中各用户发送的配置参数，根据调度策略选择某一用户并获取该用户的噪声干扰矩阵、接收天线维数和用户时频资源信息； 资源块选择子单元，用于逐一选取所述用户的一个或多个资源块对应的噪声干扰矩阵作为待分解的噪声相关矩阵。
全文摘要
本发明公开了一种多天线均衡系统的矩阵分解方法和装置，该方法包括接收N阶天线噪声相关矩阵A，矩阵A为N阶正定对称方阵；初始化矩阵A对应的自相关能量矩阵D、互相关系数矩阵L和中间计算结果矩阵S，得到天线1的自相关能量d1以及互相关系数矩阵L的第一列向量，并存储矩阵A和S；其中矩阵S的第p列向量表示剩余的N-p根天线对第p根天线的相关噪声；逐一取矩阵A的右下(N-i)阶三角矩阵进行迭代分解，使第i次迭代选取的右下(N-i)阶三角矩阵元素Amn等于第i-1次迭代选取的矩阵中Amn与Sm，i*A*n，i的差值，求取各天线的自相关能量di+1以及互相关系数矩阵L第i+1列的后N-i个元素，得到分解后的自相关能量矩阵D和互相关系数矩阵L。本发明解决了现有技术中矩阵分解过程资源消耗过大，低成本方案很难实现的问题。
文档编号H04B7/04GK102655424SQ201110052479
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者孙鹏, 左琛 申请人:中兴通讯股份有限公司