[发明专利]大规模MIMO系统低复杂度多项式展开矩阵求逆方法及应用

摘要

本发明公开了一种大规模多输入多输出系统低复杂度多项式展开矩阵求逆方法，以及其在上行链路检测方法、下行链路预编码方法和链路自适应的计算中的应用。所提多项式展开矩阵求逆方法基于算子值自由概率理论推导得出计算信道矩阵高阶矩的确定性等同，并进一步计算出多项式展开矩阵求逆方法所需的近似多项式的系数，所提信号处理方法易于计算，可用于用户具有多天线的大规模多输入多输出系统，并可在具有较低计算复杂度的同时取得极小的性能损失。

主权项

一种大规模多输入多输出系统低复杂度多项式展开矩阵求逆方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A:定义所有用户信道矩阵的单边相关阵，即以及其中表示数学期望，Ck为一Mk×Mk复确定矩阵，为一N×N复确定矩阵，为第k用户和基站间信道矩阵Hk的随机分量矩阵，Mk为第k用户天线数，N为基站天线数；步骤B:根据统计信道信息计算信道矩阵高阶矩的确定性等同，定义矩阵H＝[H1 H2 … HK]、确定矩阵以及X‾=0NH‾H‾H0M]]>其中M表示所有用户天线总数，为第k用户和基站间信道矩阵Hk的确定分量矩阵，定义η(C)=diag(Σk=1Kη~k(<<C>>k),η1(<C>N),...,ηK(<C>N))]]>其中K表示用户数量，<C>N表示由矩阵C前N行和列元素组成的子矩阵，《C》k表示由矩阵C第到第行和列元素组成的子矩阵，设定初始值和进行递归计算直到m＝2L，其中IN+M为N+M维单位矩阵，L为PE矩阵求逆阶数，矩阵HHH高阶矩的确定性等同为步骤C:根据信道矩阵高阶矩的确定性等同计算近似多项式的系数，定义一L×1向量aPE，其第i元素为定义一L×L矩阵ΦPE，其第i行第j列元素为[ΦPE]ij=μ‾i+j+σz2μ‾i+j-1]]>其中为基站天线接收到的噪声，L阶PE矩阵求逆的多项式系数为bPE(L)=ΦPE-1aPE;]]>步骤D:获得矩阵求逆的L阶多项式展开近似公式(HHH+σz2I)-1≈Σi=1LbPE,i(L)(HHH)i-1]]>和(HHH+σz2I)-1≈Σi=1LbPE,i(L)(HHH)i-1.]]>