[发明专利]基于LDLT分解的大规模MIMO系统预编码实现方法

摘要

本发明公开了一种基于LDLT分解的大规模MIMO系统预编码实现方法，用以解决现有技术中系统误码率高、计算复杂度高、资源占用大的问题。基站通过时分双工互易性或各用户反馈信息获得下行原始信道矩阵H，根据得到的信道矩阵H，应用基于MMSE准则的方法得到预编码矩阵W。为了降低计算复杂度和提高数据处理速度，本发明采用对高维矩阵进行分割并行计算和对预编码矩阵进行LDLT分解相结合的方法。在矩阵运算过程中，为简化计算，根据矩阵和矢量向量计算的特殊性，本发明采用从后向前的计算实现方式。相比传统的预编码方法能更好地降低系统的算法复杂度和提高系统的时效性，降低系统开销和接收机的结构，消除多用户干扰并保证系统性能。

主权项

一种基于LDLT分解的大规模MIMO系统预编码实现方法，在基站侧根据时分双工互易性或通过用户反馈信息确定下行信道矩阵H，假设发射天线数目为M，接收天线数目为N，单接收天线噪声功率为σ2，待发送数据信号矢量为x，所述的预编码实现方法的具体操作步骤如下：S1、对信道矩阵H进行N/M路列分块，得到H＝[H1 H2 … HN/M]；S2、N/M路并行计算矩阵A的第m行第n列非对角线元素其中，gmn和分别为矩阵HHH及矩阵的元素；S3、N/M路并行计算矩阵A的对角线部分的元素S4、按照如下递推公式，获得矩阵A的LDLT分解A＝LDLH中的对角矩阵D和下三角矩阵L，先获得对角矩阵D的第j个对角线元素dj，再获得下三角矩阵L的第j列的元素lij，交替递归，获得D的对角线元素和L的下三角部分全部元素，矩阵D和矩阵L的其他部分元素皆为零，d1=a11li1=ai1/a11dj=ajj-Σk=1j-1ljkljk*dklij=aij-Σi=1j-1likljk*dkdj,i,j=1,2,...M,i≥j;]]>S5、记矩阵L的逆矩阵L‑1第i行第j列的元素为rij，通过以下方式获得rij：rij=0,i<j1,i=j-lij,i=j+1-lij-Σk=j+1i-1likrkj,i≥j+2]]>其中，当i≥j+2时，要使用递推的方法获得rij；S6、获得对角矩阵D‑1的对角线元素，其对角线元素为矩阵D的对角线元素的倒数，即S7、记矩阵A的逆矩阵A‑1的第i行第j列的元素为bij，通过公式计算矩阵A‑1的下三角各元素，通过公式计算矩阵A‑1的上三角各元素；S8、按照表达式z＝A‑1x，采用矩阵乘以矢量计算得到矢量z；S9、按照表达式对矩阵运算应用N/M路并行计算得到最终预编码信号矢量s。