[发明专利]频道矩阵奇异值分解方法及装置

说明书

技术领域

本发明关于一种无线通信系统。更特定言之，本发明关于一种频道矩阵奇异值分解(SVD)的方法及装置。

背景技术

正交分频多任务(OFDM)是一种数据传输架构，其中数据被分割成多个较小串流且每一串流系利用一具备小于总可用传输频宽之一频宽的子载波传输。OFDM的效率取决于选择相互正交的这些子载波。这些子载波在每一者载送全部使用者数据之一部分的同时不会相互干扰。

OFDM系统具有优于其它无线通信系统的好处。当使用者数据被分割成由不同子载波载送的串流时，每一子载波上的有效数据传输率会小得多。因此，符号持续时间会长得多。一大符号持续时间可容忍较大延迟程度。因此，其不会被多路径严重影响。故OFDM符号可容忍没有复杂接收器设计的延迟程度。然传统无线系统需要复杂的频道等化架构以对抗多路径衰落。

OFDM的另一优点是发射器和接收器处的正交子载波的产生可为利用反快速傅立叶转换(IFFT)及快速傅立叶转换(FFT)引擎完成。由于IFFT和FFT施行方式已为人知，OFDM可被轻易地实施且不需要复杂的接收器。

多输入多输出(MIMO)系指一种无线传输及接收架构，其中一发射器和一接收器均使用一以上的天线。一MIMO系统从空间分集或空间多任务处理获益且改善信噪比(SNR)并加大吞吐量。

一般而言，MIMO系统有两种运作模式：一开环模式和一死循环模式。该死循环模式系在可向发射器提供频道状态信息(CSI)之时使用，且该开环模式系在发射器处没有CSI可用时使用。在死循环模式中，CSI被用来通过在发射器处预编码且在接收器处更进一步天线处理以分解并对角化频道矩阵的方式创造出几乎不相依的频道。该CSI可通过来自接收器的反馈或是经由利用频道互易性在发射器处获得。

一用于开环MIMO的最小均方误差(MMSE)接收器必须计算用于数据译码的权重向量且此等权重向量的收敛率很重要。相关系数矩阵之一直接向量逆转换(DMI)技术会比一最小均方(LMS)或最大SNR程序更快收敛。但是，DMI程序的复杂度随矩阵大小加大而呈指数性成长。一用于死循环MIMO的特征波束成形接收器必须在频道矩阵上执行SVD。SVD程序的复杂度亦随频道矩阵大小加大而呈指数性成长。

发明内容

本发明关于一种用于分解一无线通信系统中之一频道矩阵的方法及装置。该无线通信系统包括一具有多个发射天线的发射器及一具有多个接收天线的接收器。就发射天线与接收天线间的频道产生一频道矩阵H。创造一Hermitian矩阵A＝H^HH或A＝HH^H。在矩阵A上循环地执行一Jacobi程序以获得Q和D_A矩阵致使A＝QD_AQ^H，其中D_A是一通过该矩阵A上的SVD获得的对角矩阵。在每一Jacobi转换中，执行实部对角化以消去该矩阵的非对角元素的实部，且在该实部对角化的后执行虚部对角化以消去该矩阵的非对角元素的虚部。然后从该Q和D_A矩阵算出H矩阵的U、V和D_H矩阵，其中D_H是一包含该矩阵H的奇异值的对角矩阵。

附图说明

图1是一依据本发明利用SVD执行特征波束成形的包含一发射器和一接收器的OFDM-MIMO系统的方块图。

图2是一依据本发明在频道矩阵H上执行一SVD的程序的流程图。

具体实施方式

本发明的特征可被并入一集成电路(IC)内或被建构在一包含多重互连组件的电路内。

本发明提出频道评估构件、一MMSE接收器中的频道相关系数矩阵的直接逆转换以及用于一特征波束成形接收器的SVD。