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申请/专利权人：复旦大学
摘要：本发明公开了一种基于幂迭代算法的多特征向量波束赋形计算电路。本发明的波束赋形向量计算电路包括矩阵RAM、控制器和运算单元。其中RAM用于存储信道协方差矩阵信息，根据矩阵的共轭对称特性，使得其开销将近减半。控制器用于根据矩阵大小控制数据的流通，实现计算的可伸缩性。运算单元用于实现幂迭代算法，包括矩阵向量分块乘法、溢出检测和移位等操作。此外，运算单元还可以计算产生剩余矩阵，用于计算其他特征值对应的特征向量。本发明可适用于不同大小的信道协方差矩阵，可以应用于大规模毫米波MIMO通信系统。
主权项：1.一种基于幂迭代算法的多特征向量波束赋形计算电路，其特征在于，其包括矩阵随机存取存储器RAM、控制器和运算单元；其中：矩阵RAM，用于存储信道协方差矩阵信息；控制器，用于根据矩阵大小控制数据的流通，实现计算的可伸缩性；运算单元，用于实现包括矩阵向量分块乘法、溢出检测和移位操作在内的幂迭代算法，以及计算信道协方差矩阵的多个特征向量；其工作步骤具体如下：假设信道协方差矩阵为Σ，在幂迭代算法中，首先随机初始向量v0，第k次迭代中由矩阵向量分块乘法 和移位 两步操作构成，其中βk是为防止溢出而设置的移位位数，在进行若干次迭代后，迭代完成，迭代所得到的结果向量vk逼近矩阵RAM中信道协方差矩阵Σ的主特征向量；然后对结果向量vk进行归一化操作，得到归一化后的主特征向量v；再调取RAM中矩阵第0行的元素，与主特征向量做点积运算，将结果与主特征向量第0个元素相除，得到矩阵的最大特征值，如式9所示： 其中Σ0,:是矩阵Σ的第0行，v0是向量v的第0个元素；最后根据式10计算剩余矩阵，并更新RAM中存储的矩阵为剩余矩阵；Σ′＝Σ-λvvH10剩余矩阵Σ'的主特征向量即是信道协方差矩阵Σ的第二大特征值对应的特征向量，将Σ'代入前述的幂迭代过程中进行运算，得到Σ的第二大特征值对应的特征向量以及新的剩余矩阵Σ”；依次下去，重复上述的全部过程m次，得到信道协方差矩阵Σ的m个最大的特征值对应的m个特征向量。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 复旦大学 一种基于幂迭代算法的多特征向量波束赋形计算电路
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