数据处理装置以及消除干扰的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种数据处理装置以及消除干扰的方法，其中，该数据处理装置包括：分解模块，用于将噪声相关矩阵Rn分解为一个下三角矩阵L乘一个对角矩阵D再乘矩阵L的共轭转置矩阵的形式；计算模块，用于对矩阵L进行求逆计算；求逆模块，用于通过对矩阵L的共轭转置矩阵、矩阵D以及矩阵L的逆矩阵计算得到噪声相关矩阵Rn的逆矩阵。本发明专利技术解决了相关技术中矩阵求逆的时延大，硬件资源开销大的问题，从而有效地减少了矩阵求逆在逻辑电路中所需的时间，节省了硬件资源开销，有助于提高硬件运算的效率。

【技术实现步骤摘要】
数据处理装置以及消除干扰的方法
本专利技术涉及通信领域，具体而言，涉及一种数据处理装置以及消除干扰的方法。
技术介绍
在长期演进(LongTermEvolution，简称为LTE)上行多天线接收系统中，为了进行多天线均衡最大比合并(MaximumRatioCombining，简称为MRC)，干扰抑制合并(InterferenceRejectionCombining，简称为IRC)，在均衡系统中引入了噪声相关矩阵Rn的概念，并通过对噪声相关矩阵Rn的求逆运算，消除了天线热噪声以及临近小区的干扰。然而，矩阵的求逆运算在逻辑电路中所耗费的时间和硬件资源是非常大的，因此，找到一种对矩阵求逆运算的简便方法，将会对减少矩阵的求逆运算所需的时间，降低矩阵求逆的复杂度有很大的效果。在相关技术中，传统的矩阵求逆算法采用的是Cholesky分解方法，Cholesky分解完成正定Hermitian矩阵Rn的三角分解，利用正定Hermitian矩阵Rn的特性，将正定矩阵分解成下三角阵和上三角阵的乘积，具体步骤如下：将Rn进行Cholesky分解，根据Rn＝LLT，其中，LT为L的转置矩阵，求出下三角矩阵L；根据LL－1＝E，其中E为单位矩阵，计算下三角阵L的逆阵L-1；根据Rn-1＝(LLT)-1＝(L-1)TL-1来计算Rn的逆矩阵。然而，在上述矩阵Rn求逆的过程中，计算矩阵L的对角线元素需要n次开方，因此，通常普通的Cholesky分解又称为平方根法。由于开方运算的开销较大，虽然将其简化后能够软件实现，但是计算复杂度仍然较大，特别不便于硬件实现。在相关技术中，已有的技术一般是改进Cholesky分解方法，通过将待分解矩阵Rn分割为若干个小矩阵，对小矩阵直接求逆，之后通过重构得到大矩阵Rn的求逆结果，例如，在申请号为CN200810217511.3、CN200580045166.4的专利申请文件中，就涉及到上述对矩阵Rn求逆的方法。虽然这种矩阵求逆方法对于阶数较低的矩阵有较好的效果，但对于阶数较高的矩阵，上述方法的计算复杂度和处理延时较大。针对相关技术中上述至少之一的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种数据处理装置以及消除干扰的方法，以至少解决相关技术中对矩阵Rn求逆计算复杂度大、处理延时较大的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种数据处理装置，其包括：分解模块，用于将噪声相关矩阵Rn分解为一个下三角矩阵L乘一个对角矩阵D再乘矩阵L的共轭转置矩阵的形式；计算模块，用于对矩阵L进行求逆计算；求逆模块，用于通过对矩阵L的共轭转置矩阵、矩阵D以及矩阵L的逆矩阵计算得到噪声相关矩阵Rn的逆矩阵。优选地，分解模块，还用于逐列将噪声相关矩阵Rn分解为一个矩阵L乘一个矩阵D再乘矩阵L的共轭转置矩阵的形式。优选地，分解模块包括：复乘计算单元，用于对噪声相关矩阵Rn的当前列的对角线元素和矩阵L中当前行前一列中与该对角线元素同列的元素进行复乘计算，获得矩阵L当前列的对角线元素；第一复乘累加单元，用于对噪声相关矩阵Rn的当前列的对角线元素以下的元素、矩阵L的当前行前一列的对角线元素以下的元素以及矩阵L的当前列的对角线元素的共轭进行复乘累加计算；相乘单元，用于将计算结果与矩阵L的当前列的对角线元素的倒数相乘，获得矩阵L的当前列的对角线元素以下的元素。优选地，分解模块根据以下公式计算获得矩阵L：vi＝lji·aii，(i＝1，2，……j-1)(j＝1，2…，n)，其中，vi为矩阵L当前列的对角线元素，lji为矩阵L中当前行前一列中与该对角线元素同行的元素，aii为噪声相关矩阵Rn的当前列的对角线元素，j表示矩阵的行数，i表示矩阵的列数，n表示待求逆矩阵的阶数；其中，为矩阵D的当前列的对角线元素，lkj为矩阵L当前列的对角线元素以下的元素，为vi的共轭矩阵。优选地，计算模块，还用于对矩阵L的逆矩阵中的当前元素所在列且位于该当元素以上的元素、矩阵L中的当前元素所在行且位于该当前元素之前的元素以及单位矩阵E的当前行当前列的元素进行复乘累加计算，获得矩阵L的逆矩阵的当前列的元素。优选地，计算模块通过以下公式计算获得矩阵L的逆矩阵：其中，初始条件为bi为矩阵L的逆矩阵中的当前元素所在列的所有元素，ei为E的当前行当前列的元素，lik为矩阵L中的当前元素所在行且位于该当前元素之前的元素，i表示矩阵的行数，n表示矩阵L的阶数。优选地，求逆模块包括：点除单元，用于将矩阵阵点除矩阵D；第二复乘累加单元，用于对矩阵L的共轭转置矩阵中的当前元素所在列且为与该当前元素以下的元素、噪声相关矩阵Rn的逆矩阵中的当前元素所在列且位于该当前元素以下的元素进行复乘累加计算；减法单元，用于对点除的结果和复乘累加计算的结果进行减法运算，获得噪声相关矩阵Rn的逆矩阵的当前列元素。优选地，求逆模块通过以下公式来计算获得噪声相关矩阵Rn的逆矩阵：其中，初始条件为xi为噪声相关矩阵Rn的逆矩阵的当前列元素，δi为矩阵阵点除矩阵D的结果矩阵中的列元素，为矩阵L的共轭转置矩阵中的元素，i表示矩阵的行数，n为噪声相关矩阵Rn的阶数。优选地，计算模块为多个，多个计算模块通过并行的方式对矩阵L中的多列进行计算获得矩阵L的逆矩阵。优选地，求逆模块为多个，多个求逆模块通过并行的方式对矩阵L的逆矩阵中的多列进行计算获得噪声相关矩阵Rn的逆矩阵。优选地，分解模块、计算模块和求逆模块组成流水结构进行噪声相关矩阵Rn的求逆。根据本专利技术的另一方面，提供了一种消除干扰的方法，其包括：在多天线接收系统中，通过对噪声相关矩阵Rn的求逆运算来消除干扰，其中，对噪声相关矩阵Rn求逆的步骤包括：将噪声相关矩阵Rn分解为一个下三角矩阵L乘一个对角矩阵D再乘L的共轭转置矩阵的形式；对矩阵L进行求逆计算；通过对矩阵L的共轭转置矩阵、矩阵D以及矩阵L的逆矩阵计算得到噪声相关矩阵Rn的逆矩阵。优选地，将噪声相关矩阵Rn分解为一个下三角矩阵L乘一个对角矩阵D再乘矩阵L的共轭转置矩阵的形式包括：逐列将噪声相关矩阵Rn分解为一个矩阵L乘一个矩阵D再乘矩阵L的共轭转置矩阵的形式。优选地，将噪声相关矩阵Rn分解为一个下三角矩阵L乘一个对角矩阵D再乘L的共轭转置矩阵的形式包括：对噪声相关矩阵Rn的当前列的对角线元素和矩阵L中当前行前一列中与该对角线元素同列的元素进行复乘计算，获得矩阵L当前列的对角线元素；对噪声相关矩阵Rn的当前列的对角线元素以下的元素、矩阵L的当前行前一列的对角线元素以下的元素以及矩阵L的当前列的对角线元素的共轭进行复乘累加计算；将计算结果与矩阵L的当前列的对角线元素的倒数相乘，获得矩阵L的当前列的对角线元素以下的元素。优选地，根据以下公式计算获得矩阵L：vi＝lji·aii，(i＝1，2，……j-1)(j＝1，2…，n)，其中，vi为矩阵L当前列的对角线元素，lji为矩阵L中当前行前一列中与该对角线元素同行的元素，aii为噪声相关矩阵Rn的当前列的对角线元素，j表示矩阵的行数，i表示矩阵的列数，n表示待求逆矩阵的阶数；其中，为矩阵D的当前列的对角线元素，lkj为矩阵L当前列的对角线元素以下的元素，为vi的共轭矩阵。优选地，对矩阵L进行求逆计算包括：对矩阵L的逆矩阵中的当前元素所在列且位于该当元素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据处理装置，其特征在于，包括：分解模块，用于将所述噪声相关矩阵Rn分解为一个下三角矩阵L乘一个对角矩阵D再乘所述矩阵L的共轭转置矩阵的形式；计算模块，用于对所述矩阵L进行求逆计算；求逆模块，用于通过对所述矩阵L的共轭转置矩阵、所述矩阵D以及所述矩阵L的逆矩阵计算得到所述噪声相关矩阵Rn的逆矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种数据处理装置，其特征在于，包括：分解模块，用于将噪声相关矩阵Rn分解为一个下三角矩阵L乘一个对角矩阵D再乘所述矩阵L的共轭转置矩阵的形式；计算模块，用于对所述矩阵L进行求逆计算；求逆模块，用于通过对所述矩阵L的共轭转置矩阵、所述矩阵D以及所述矩阵L的逆矩阵计算得到所述噪声相关矩阵Rn的逆矩阵；其中，所述计算模块通过以下公式计算获得所述矩阵L的逆矩阵：其中，初始条件为所述bi为所述矩阵L的逆矩阵中的当前元素所在列的所有元素，所述ei为单位矩阵E的当前行当前列的元素，所述lik为所述矩阵L中的当前元素所在行且位于该当前元素之前的元素，所述i表示矩阵的行数，所述n表示所述矩阵L的阶数。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分解模块，还用于逐列将所述噪声相关矩阵Rn分解为一个所述矩阵L乘一个所述矩阵D再乘所述矩阵L的共轭转置矩阵的形式。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述分解模块包括：复乘计算单元，用于对所述噪声相关矩阵Rn的当前列的对角线元素和所述矩阵L中当前行前一列中与该对角线元素同列的元素进行复乘计算，获得所述矩阵L当前列的对角线元素；第一复乘累加单元，用于对所述噪声相关矩阵Rn的当前列的对角线元素以下的元素、所述矩阵L的当前行前一列的对角线元素以下的元素以及所述矩阵L的当前列的对角线元素的共轭进行复乘累加计算；相乘单元，用于将计算结果与所述矩阵L的当前列的对角线元素的倒数相乘，获得所述矩阵L的当前列的对角线元素以下的元素。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述分解模块根据以下公式计算获得所述矩阵L：vi＝lji·aii，(i＝1，2，……j-1)(j＝1，2…，n)，其中，所述vi为所述矩阵L当前列的对角线元素，所述lji为所述矩阵L中当前行前一列中与该对角线元素同行的元素，所述aii为所述噪声相关矩阵Rn的当前列的对角线元素，所述j表示矩阵的行数，所述i表示矩阵的列数，所述n表示待求逆矩阵的阶数；其中，为所述矩阵D的当前列的对角线元素，所述lkj为所述矩阵L当前列的对角线元素以下的元素，所述为所述vi的共轭矩阵。5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述计算模块，还用于对所述矩阵L的逆矩阵中的当前元素所在列且位于该当前元素以上的元素、所述矩阵L中的当前元素所在行且位于该当前元素之前的元素以及单位矩阵E的当前行当前列的元素进行复乘累加计算，获得所述矩阵L的逆矩阵的当前列的元素。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述求逆模块包括：点除单元，用于将所述矩阵L的逆矩阵点除所述矩阵D；第二复乘累加单元，用于对所述矩阵L的共轭转置矩阵中的当前元素所在列且为与该当前元素以下的元素、所述噪声相关矩阵Rn的逆矩阵中的当前元素所在列且位于该当前元素以下的元素进行复乘累加计算；减法单元，用于对点除的结果和复乘累加计算的结果进行减法运算，获得所述噪声相关矩阵Rn的逆矩阵的当前列元素。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述求逆模块通过以下公式来计算获得所述噪声相关矩阵Rn的逆矩阵：其中，初始条件为所述xi为所述噪声相关矩阵Rn的逆矩阵的当前列元素，所述δi为所述矩阵L的逆矩阵点除所述矩阵D的结果矩阵中的列元素，所述为所述矩阵L的共轭转置矩阵中的元素，所述i表示矩阵的行数，所述n为所述噪声相关矩阵Rn的阶数。8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块为多个，所述多个计算模块通过并行的方式对所述矩阵L中的多列进行计算获得所述矩阵L的逆矩阵。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述求逆模块为多个，所述多个求逆模块通过并行的方式对所述矩阵L的逆矩阵中的多列进行计算获得所述噪声相关矩阵Rn的逆矩阵。10.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘念，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：