The invention discloses a LDLT decomposition device and method for MMSE detection in MIMO systems, including steps of: determining input intervals as required so that a BPE structure including a reciprocal structure and a complex multiplier can be fully time-sharing reused; and using a BPE structure to configure an appropriate number of IPE structures including a multiplication and accumulation structure to realize a matrix. Now LDLT is decomposed, the storage mode of results is established, and the result of LDLT decomposition is stored. The invention is simple and effective, solves the problems of long delay and high hardware overhead of LDLT decomposition circuit divider, and can be extended to the application occasions of LDLT decomposition of various systems.
【技术实现步骤摘要】
一种适用于MIMO系统MMSE检测的LDLT分解装置与方法
本专利技术涉及种LDLT分解的硬件电路
,具体是一种适用于MIMO系统MMSE检测的LDLT分解装置与方法。
技术介绍
多输入多输出(multiple-inputmultiple-output,MIMO)技术是现代通信技术的核心技术之一。而MIMO系统中的检测算法则是整个系统中非常重要的一环。检测算法是将接收向量还原回发射信号的算法。在众多检测算法中,最小均方差估计方法(minimummeansquareerror,MMSE)是非常常见的一种线性检测算法。根据信道矩阵和噪声能量,MMSE检测可以保证对发射向量的估计与发射向量之间的均方差最小。但是MMSE检测中包含了矩阵求逆,由于矩阵求逆的复杂度是其维度的3次方,这就对硬件实现具有一定的挑战性。在保证性能的情况下,如何设计高吞吐率、低资源消耗的检测器成为了MIMO技术研究的一个难点。发射端和接收端的天线数量均较少的一般MIMO系统的信道不具有信道硬化的性质,因而在矩阵求逆上通常采用直接法,即利用各种矩阵分解将待求逆矩阵分解为较容易求逆的形式再进行求逆。因此选择高性能、低复杂度的矩阵分解方法对于MIMO系统中的MMSE检测而言至关重要。由于待求逆矩阵的共轭对称性,在MMSE检测中使用LDLT分解可以节省较多的硬件资源。但是传统的LDLT分解算法中包含了除法,不仅硬件资源开销大,而且由于除法器延时过长,而算法本身有数据依赖性,导致系统整体延时过长,寄存器消耗过多等问题,这极大限制了LDLT算法的应用。以上问题的存在,对缩减硬件开销,优化算法,降低 ...
【技术保护点】
1.一种适用于MIMO系统MMSE检测的LDLT分解装置,其特征在于,包括:Gram矩阵计算模块,用于获取信道矩阵H和噪声能量σ2,并求取HHH+σ2I,其中I是单位矩阵;LDLT分解模块,用于将HHH+σ2I分解得到单位下三角矩阵L和对角矩阵D的逆矩阵D‑1;L矩阵求逆模块,用于单位下三角矩阵L求逆;H MEM模块,用于存储信道矩阵H;L‑1MEM模块,用于存储LDLT分解模块输出的D‑1和L矩阵求逆模块的输出结果L‑1;GMMSEy模块,用于将(L
【技术特征摘要】
1.一种适用于MIMO系统MMSE检测的LDLT分解装置,其特征在于,包括:Gram矩阵计算模块,用于获取信道矩阵H和噪声能量σ2,并求取HHH+σ2I,其中I是单位矩阵;LDLT分解模块,用于将HHH+σ2I分解得到单位下三角矩阵L和对角矩阵D的逆矩阵D-1;L矩阵求逆模块,用于单位下三角矩阵L求逆;HMEM模块,用于存储信道矩阵H;L-1MEM模块,用于存储LDLT分解模块输出的D-1和L矩阵求逆模块的输出结果L-1;GMMSEy模块,用于将(L-1)HD-1L-1HH与MIMO系统的接收信号y相乘,得到对发MIMO系统的接收信号y向量x的估计值LLR模块,用于对GMMSEy模块输出矩阵进行软判决译码。2.如权利要求1所述的适用于MIMO系统MMSE检测的LDLT分解装置,其特征在于,所述的LDLT分解模块包括:边界处理单元,负责对输入矩阵相应列的对角元素求倒数,并将该列其他元素乘以此倒数;内部处理单元,负责对边界处理单元所选列向量右侧的矩阵元素进行更新。3.如权利要求2所述的适用于...
【专利技术属性】
技术研发人员:范松海,龚奕宇,苏少春,刘益岑,王国兴,贺光辉,王敏,吕尉邦,
申请(专利权)人:国网四川省电力公司电力科学研究院,上海交通大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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