[发明专利]基于并行GS迭代的大规模MIMO检测算法及硬件架构

摘要

本发明公开了一种基于并行GS迭代的大规模MIMO检测算法（MMSE‑PGS）及相应的硬件架构，通过改变原有GS迭代方法中元素的更新顺序，使得所提出的MMSE‑PGS算法能够被并行实现。根据数值模拟结果，本发明所提出的MMSE‑PGS算法在复杂性和性能方面优于常规的基于NSE的方法。与现有技术相比，本发明重点考虑了计算复杂度和算法性能，有效避免了复杂度高的高阶矩阵求逆过程，且能够达到和传统GS迭代算法一致的检测效果；由于并行化了传统的GS迭代方法，本发明采用的并行GS迭代方法减少了每轮迭代的硬件延时，大大提高了硬件吞吐率。另一方面，由于引入的预处理和辅助变量，并行GS迭代模块中的每个PE采用的乘法器所需字长明显减少，进一步减少了整体硬件消耗。

主权项

一种基于并行GS迭代的大规模MIMO检测算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将信道矩阵H和接收信号y经过匹配滤波和矩阵运算，得到匹配滤波器输出yMF＝HHy和规则化Gram矩阵W＝G+NoIM，其中Gram矩阵G＝HHH，No为噪声方差，IM为M维单位矩阵，(.)H为共轭转置操作，M为矩阵W的维度，即发射天线数；步骤2：计算系数矩阵A＝D‑1W和常数向量b＝D‑1yMF，使得系数矩阵对角线元素为1，其中D为W的对角阵；步骤3：设置迭代初始解为x0＝0和辅助向量初始化s＝b，目标迭代次数K；步骤4：开始迭代过程，每轮迭代中对矩阵和向量的每列进行并行运算，当行号和列号相同时，令xi＝si，si＝bi，否则令si＝si‑Aijxj，i和j分别为系数矩阵的行号和列号，K轮迭代后，xK即为待检测信号的估计结果。