根据复矩阵进行预编码的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及奇异值分解领域，特别是指一种根据复矩阵进行预编码的方法及装 置。
【背景技术】
[0002] SVD(SingularValueDecomposition,奇异值分解）是现代数值分析的最基本和 最重要的工具之一，它在统计分析、信号与图像处理、系统理论和控制中被广泛应用。
[0003] 如在通信系统中，信道容量是香农信息通信理论的重要指标之一，送一概念表征 着通信信道的最大数据传输能力，是比较评价通信系统性能的重要依据。自从服PDAWi曲 SpeedDownlinkPacketAccess,高速下行分组接入）通信系统引入MIMO(Multiple-I吨Ut Multiple-Ou化Ut,多输入多输出）W来，MIMO技术一直都是移动通信的热点技术。
[0004] 目前，包括802.lln/ac和LTE-Advanced在内的主要的无线通信技术标准均沿用 了MIMO技术。一个重要原因就是通过使用MIMO技术可W利用信道空间的"正交性"，从 而进一步提升通信系统信道最大数据传输能力，而送恰恰是送是传统SISO(singleinput singleoutput,单输入单输出）系统无法实现的。
[000引在MIMO通信系统中，首先需要解决的问题就是如何抑制无线信道传播过程中多 流数据之间的干扰。为解决送一问题，需要在MIMO系统的基带信号处理中引入预编码技 术。MIMO预编码在MIMO发射机利用已知的信道状态信息对信号进行预编码处理，使发射信 号与当前的传输信道最为匹配，可W获得较好的误码性能或系统容量等指标性能。最理想 的预编码是假设发送端完全已知信道信息，此时最优的预编码为基于SVD的预编码。如图 1所示，在发射机使用V矩阵对信号预编码操作，并在接收端使用IJH矩阵进行波束赋形成型 滤波，理想情况下可W将原始的MIMO信道H分解为k化为信道矩阵H的秩）个互不影响的 SISO子信道。送样不仅能够完全消除数据流之间的ISldnter-SymbolInterference,码 间干扰），提升MIMO系统的通信性能；而且由于送k个子信道之间互不影响，在接收端使用 简单的线性均衡即可获得较好的性能，大大降低了接收机设计的复杂度。
[0006] 然而现有的对复矩阵进行SVD的方法都存在处理时间较长的问题，无法适应越来 越高的实时性要求。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题是提供一种根据复矩阵进行预编码的方法及装置，能够 减少对复矩阵进行SVD的处理时间，满足越来越高的实时性要求。
[0008]为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
[0009] -方面，提供一种根据复矩阵进行预编码的方法，应用于多输入多输出MIMO系统 中，所述MIMO系统的信道为复矩阵H，所述方法包括：
[0010] 实矩阵构建步骤，构建复矩阵H=A+Bi对应的实矩阵 ^ \￡ .4+B'HA-Ali] ~A;B-fi]A - -I?
[0011] 对角化步骤，通过化CObi迭代对所述实矩阵X进行对角化，得到所述实矩阵的所 有非对角元素均不大于预设阔值的对角化矩阵；
[0012] 矩阵计算步骤，根据得到所述对角化矩阵所使用的化CObi旋转变换矩阵计算所 述复矩阵的奇异值对角矩阵D和右奇异矩阵V;
[0013] 预编码步骤，将得到的所述右奇异矩阵V作为滤波矩阵，W便MIMO发射机利用所 述右奇异矩阵V对待发射信号进行预编码处理。
[0014] 进一步地，所述实矩阵构建步骤具体包括：
[001引计算子步骤，分别计算出矩阵aTa、bTb、ATb和Wa;
[001引构建子步骤，利用计算出的矩阵aTa、bTb、ATb和Wa构建所述实矩阵 - ..4 '',4 +护WW' ..4 '片-护.4 /' ..4 +庐WI :0
[0017] 进一步地，所述对角化步骤的每一次迭代均包括：
[0018] 确定当前待迭代的实矩阵的非对角元素中的最大元素；
[0019] 判断所述最大元素是否大于预设阔值，获取一判断结果；
[0020] 在所述判断结果指示所述最大元素大于预设阔值时，根据所述最大元素从当前待 迭代的实矩阵中确定所述最大元素相应位置的子矩阵，并对所述子矩阵进行化CObi旋转 变换，得到更新的待迭代的实矩阵；
[0021] 在所述判断结果指示所述最大元素小于或等于预设阔值时，进入所述矩阵计算步 骤。
[0022] 进一步地，所述对角化步骤中，通过如下公式进行迭代计算：
[002引 Ak4 =Jk(i，j，9)TAkJk(i，j，40
[0024] 其中，
Ak为上一次迭代过程输出的中间矩阵， Jk(i，j，0)、Jk(i，j，(6)为本次迭代过程所使用的化CObi旋转变换矩阵。
[00巧]进一步地，所述矩阵计算步骤中，通过W下公式计算奇异值对角矩阵D和右奇异 矩阵V:
[002引 D=JnTjniT.'.JiTCJJz…Jn;
[0027] V=JJz…Jn;
[0028] r = ^WJL'-r..
[0029] 其中Ji，J2，…，J。是作用在Ak上的化cobi旋转变换矩阵。
[0030] 本发明实施例还提供了一种根据复矩阵进行预编码的装置，应用于多输入多输出 MIMO系统中，所述MIMO系统的信道为复矩阵H，所述装置包括：
[003。实矩阵构建模块，用于构建复矩阵H=A+Bi对应的实矩阵 />^+妒片妒,4-.牛'片] A'B-B'A A-A + B'b\,
[0032] 对角化模块，用于通过化CObi迭代对所述实矩阵X进行对角化，得到所述实矩阵 的所有非对角元素均不大于预设阔值的对角化矩阵；
[0033] 矩阵计算模块，用于根据得到所述对角化矩阵所使用的化CObi旋转变换矩阵计 算所述复矩阵的奇异值对角矩阵D和右奇异矩阵V;
[0034] 预编码模块，用于将得到的所述右奇异矩阵V作为滤波矩阵，W便MIMO发射机利 用所述右奇异矩阵V对待发射信号进行预编码处理。
[0035] 进一步地，所述实矩阵构建模块具体用于分别计算出矩阵aTa、bTb、aTb和Wa,并利 \-分A+ !r'KK'A-A;B 用计算出的矩阵aTa、bTb、aTb和Wa构建所述实矩阵i。, 口!!) A Ji -公 A A A + 巧括 .〇
[0036] 进一步地，所述对角化模块具体用于通过如下步骤进行迭代计算：
[0037] 确定当前待迭代的实矩阵的非对角元素中的最大元素；
[0038] 判断所述最大元素是否大于预设阔值，获取一判断结果；
[0039] 在所述判断结果指示所述最大元素大于预设阔值时，根据所述最大元素从当前待 迭代的实矩阵中确定所述最大元素相应位置的子矩阵，并对所述子矩阵进行化CObi旋转 变换，得到更新的待迭代的实矩阵；
[0040] 在所述判断结果指示所述最大元素小于或等于预设阔值时，转向所述矩阵计算模 块进行处理。
[0041] 进一步地，所述对角化模块具体用于通过如下公式进行迭代计算：
[004引Aw=Jk(i，j，e)TAkJk(i，j，(6)
[0043]其中
Ak为上一次迭代过程输出的中间矩阵，Jk(i， j，0)、Jk(i，j，(6)为本次迭代过程所使用的化CObi旋转变换矩阵。
[0044] 进一步地，所述矩阵计算模块具体用于通过W下公式计算奇异值对角矩阵D和右 奇异矩阵V:
[004引 D=JnTJniT…Ji化JJz…Jn;
[004引 V=JJz…Jn;
[0047] (二-'V!…'/.V':.
[0048]