CoMP中矩陣并行算法研究.pdf

1、在 LTE系統(tǒng)中，小區(qū)間的干擾嚴(yán)重影響了系統(tǒng)性能，于是在 LTE-advanced中引入了新技術(shù)——CoMP技術(shù)。CoMP技術(shù)能有效減少小區(qū)間的干擾，并增加小區(qū)邊緣用戶(hù)的數(shù)據(jù)吞吐量，然而基帶處理的復(fù)雜度是CoMP面臨的主要問(wèn)題。預(yù)編碼技術(shù)作為協(xié)作通信中的關(guān)鍵技術(shù)之一，其中存在大量矩陣的操作，因此在硬件實(shí)現(xiàn)預(yù)編碼技術(shù)的過(guò)程中，矩陣求逆和SVD的精度和速率成為將其應(yīng)用于實(shí)際的瓶頸。本文的具體工作如下：
　　(1)本文對(duì)CoMP技術(shù)進(jìn)行

2、了簡(jiǎn)要介紹，說(shuō)明了現(xiàn)如今矩陣并行實(shí)現(xiàn)的發(fā)展現(xiàn)狀。
　　(2)本文總結(jié)了MU-MIMO系統(tǒng)中常見(jiàn)的預(yù)編碼技術(shù)，介紹了不同 CoMP技術(shù)中的預(yù)編碼算法，分析了不同預(yù)編碼算法中的矩陣計(jì)算情況，統(tǒng)計(jì)了各個(gè)算法中矩陣求逆和SVD的次數(shù)，分析了天線維數(shù)與矩陣大小之間的關(guān)系，得出不同預(yù)編碼技術(shù)下CoMP系統(tǒng)的CDF性能圖，說(shuō)明CoMP技術(shù)能有效提高用戶(hù)性能。
　　(3)本文在比較常用的分解方法之后，決定采用QR分解中的Givens變換完成

3、矩陣求逆算法。在硬件實(shí)現(xiàn)中，為了避免平方根的使用，Givens變換主要有兩種方法——改進(jìn)的平方Givens算法(MSGR)和CORDIC算法，文中分別介紹這兩種算法并給出相應(yīng)的脈動(dòng)陣列實(shí)現(xiàn)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)CORDIC算法適用于定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，而MSGR算法只能應(yīng)用于浮點(diǎn)實(shí)現(xiàn)中。將基于CORDIC的求逆算法在CoMP系統(tǒng)中進(jìn)行定點(diǎn)仿真，并使用硬件語(yǔ)言對(duì)其綜合實(shí)現(xiàn)，驗(yàn)證基于CORDIC的QR分解求逆算法適用于CoMP預(yù)編碼。
　　(4)本文研

4、究了適用于CoMP預(yù)編碼的SVD算法，首先介紹了常用的SVD算法——QR迭代算法和Jacobi算法，其中主要研究了Jacobi算法的并行實(shí)現(xiàn)，介紹了適用于實(shí)數(shù)矩陣和復(fù)數(shù)矩陣的Jacobi算法，并詳細(xì)分析了適用于復(fù)數(shù)矩陣的Jacobi算法的脈動(dòng)陣列并行實(shí)現(xiàn)。然后評(píng)估了一種全新的迭代超線性收斂算法，該算法收斂速率為超線性，適用于各種大小的矩陣，而且采用獨(dú)特的二進(jìn)制移位機(jī)制來(lái)控制數(shù)據(jù)位寬。通過(guò)研究Jacobi算法和迭代超線性收斂算法的特性，發(fā)