[发明专利]一种低复杂度实现矩阵QR分解的方法及装置

说明书

本发明提供一种低复杂度实现矩阵QR分解的装置及方法，包括有如下步骤：S1、设系统最大接收天线为m_max，最大层数为n_max，m_max＝n_max；S2、获取复信道得出矩阵H及复接收信号向量y，H包含m行n列复数据，其中m＝n，y包含m行1列复信号。本发明中，采用Givens旋转的QR分解方法，利用CORDIC实现，资源消耗较低，方便硬件实现，使用增广矩阵进行QR分解，以增加1列数据的运算量的代价，避免了输出Q矩阵及(Q^T)y的计算，通过将任意m*(n+1)(m＝n)矩阵扩充为m_max*(m_max+1)矩阵实现一套QR分解方案对任意m*(n+1)矩阵QR分解适用，采用Givens旋转的QR分解方法，利用CORDIC实现，资源消耗较低，方便硬件实现，使用增广矩阵进行QR分解，以增加1列数据的运算量的代价，避免了输出Q矩阵及(Q^T)y的计算。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别的为一种低复杂度实现矩阵QR分解的方法及装置。

背景技术

在多信号检测系统中，矩阵QR分解是一个常用的技术。QR分解的实现方式有多种，常用的有Householder QR分解，Gram-Schmidt法QR分解及基于Givens旋转的QR分解。现有技术基于三种方法都有。但存在以下缺点：

1、Householder QR分解，Gram-Schmidt法QR分解对乘除法器个数有要求，并且位宽较大，比较消耗资源。

2、Givens旋转的QR分解可以通过CORDIC(坐标旋转数字计算方法)实现，只需要加法、移位及一个乘法即可实现，方便硬件实现。但为了保证性能，迭代次数较大，对所有数据均使用固定迭代次数，功耗较大。

3、由于接收天线及层数m*n存在多种组合，需要实现多套QR分解，浪费资源。

4、对于方程y＝Hx，先做H的QR分解，再进行求解方程，需要在对H做QR分解的同时对一个单位阵I做相同的操作，以输出Q矩阵，且需要计算(Q^T)y，造成功耗及资源的浪费。

5、对于解方程应用场景，输出的R矩阵，一般还要再进行求解，求解时需要用到除法，除法的资源开销较大，使得QR的结果使用并不方便。

发明内容

本发明提供的发明目的在于提供一种低复杂度实现矩阵QR分解的方法及装置，可有效解决上述背景技术中的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种低复杂度实现矩阵QR分解的方法，包括有如下步骤：

S1、设系统最大接收天线为m_max，最大层数为n_max，m_max＝n_max。

S2、获取复信道得出矩阵H及复接收信号向量y，H包含m行n列复数据，其中m＝n，y包含m行1列复信号，组成增广矩阵H1＝[H y]。

S3、对矩阵H2，从第一行开始经过第一个CORDIC迭代单元，每个CORDIC迭代单元有相同结构。

S4、在S3中输出的每一行，从第二行开始，将每一行的第二列开始的数据，经过第二个CORDIC迭代单元。

…以此类推。

S(m_max+1)、在S(m_max)中输出的每一行，从第二行开始，将每一行的第二列开始的数据，经过第m_max-1个CORDIC迭代单元；

S(m_max+2)、在S(m_max+1)中输出的每一行，从第二行开始，将每一行的第二列开始的数据，经过第m_max个CORDIC迭代单元；

S(m_max+3)、当m_max行的数据全部走完上述步骤后，CORDIC迭代单元输出的第一个数据a＝real(a)，再根据div_en判断是否更新为1/a，若该a为0，则不变，更新后，分别从第i个CORDIC迭代单元输出上三角矩阵RR的第i行非零元素；