專利名稱：使用cordic運算的波束形成的mimo接收器和方法
技術領域：

本發(fā)明的一些實施例涉及無線通信系統(tǒng)。一些實施例涉及在閉環(huán)多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中使用碼本的波束形成。一些實施例涉及正交頻分復用(OFDM)通信。一些實施例涉及使用加法和移位運算來計算三角函數(shù)的協(xié)調旋轉數(shù)字計算機(CORDIC)算法。

背景技術：

閉環(huán)MIMO系統(tǒng)通常通過反饋路徑將信道狀態(tài)信息從接收器發(fā)送給發(fā)射器。信道狀態(tài)信息可用于使用波束形成來補償當前信道條件，從而增加接收器上的信噪比(SNR)等級。在這些常規(guī)系統(tǒng)的一部分中，可在接收器上根據信道條件來生成波束形成矩陣?？上虬l(fā)射器提供碼本的碼字作為反饋。碼字可指明哪一個波束形成矩陣要由發(fā)射器使用。

在MIMO系統(tǒng)中，根據信道條件來確定波束形成矩陣、搜索適當?shù)拇a字以及量化碼字等的過程是處理密集的，按照常規(guī)需要許多復數(shù)乘法運算。隨著發(fā)射和接收天線的數(shù)量增加，這在MIMO裝置中尤其成問題。

因此，一般需要用于提供以減少的處理進行波束形成的反饋的MIMO接收器和方法。




圖1是根據本發(fā)明的一些實施例的MIMO接收器的原理框圖；以及
圖2是原理框圖，示出根據本發(fā)明的一些實施例的可重編程CORDIC運算。

具體實施例方式
以下描述和附圖充分說明本發(fā)明的具體實施例，使本領域的技術人員能夠實施本發(fā)明的實施例。其它實施例可結合結構、邏輯、電氣、過程及其它變更。示例只代表可能的變化。如無明確要求，各個組件和功能是可選的，并且操作的順序可改變。一些實施例的部分和特征可包含在其它實施例的部分或特征中，或者作為其替代。在權利要求中闡述的本發(fā)明的實施例包含那些權利要求的所有可用等效方面。如果實際上公開了一個以上，則本發(fā)明的實施例在本文中單獨或共同由術語“本發(fā)明”來表示，只是為了方便，而不是要將本申請的范圍限制于任何單一發(fā)明或發(fā)明概念。

圖1是根據本發(fā)明的一些實施例的MIMO接收器的原理框圖。MIMO接收器100包括通過兩個或更多天線101來接收信號的兩個或更多接收信號路徑以及從接收信號的訓練部分生成信道矩陣H 103的信道估計器102。MIMO接收器100還可包括從接收信號的數(shù)據部分生成輸出比特流113的信號處理電路112。輸出比特流113可包括發(fā)射站所發(fā)送的各數(shù)據流的獨立比特流，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面。MIMO接收器100還可包括生成量化碼字107的可重編程CORDIC電路106，又可將量化碼字107提供給發(fā)射站作為反饋，供波束形成使用。在一些實施例中，量化碼字107可包括碼字索引，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面。

在一些實施例中，可重編程CORDIC電路106可包括多個CORDIC元件108，它們可由控制器110重新配置和/或重新編程，以便執(zhí)行各種CORDIC運算以生成量化碼字107。在這些實施例中，可重編程CORDIC電路106可使用加法和移位運算而不是使用乘法運算來執(zhí)行CORDIC運算。在這些實施例中，可重編程CORDIC電路106可配置成使用CORDIC運算來對信道矩陣H 103執(zhí)行復奇異值分解(SVD)運算，以便生成波束形成矩陣V的向量元素?？芍鼐幊藽ORDIC電路106還可配置成使用CORDIC運算來計算向量元素的第一個與多個碼字Ck的每個的內積，以便提供量化的第一向量元素?？芍鼐幊藽ORDIC電路106還可配置成根據量化的第一向量元素、使用CORDIC運算對波束形成矩陣V執(zhí)行遞歸降維，以便將波束形成矩陣的其余向量元素量化為碼字。下面更詳細地論述這些實施例。

在一些實施例中，MIMO接收器100可包括以非向量形式來存儲碼字Ck的碼字存儲元件104。非向量形式的碼字可用于使用CORDIC運算來計算內積。非向量形式可包括一系列旋轉角，從而允許CORDIC運算在內積計算期間被執(zhí)行。在一些實施例中，可將碼字Ck以非向量形式作為一系列復相旋轉(complex phase rotations)和Given旋轉(Given’s rotations)來存儲。在一些實施例中，可在內積計算之前以非向量形式來存儲碼字。下面還更詳細地論述這些實施例。

雖然MIMO接收器100表示為具有若干獨立的功能元件，但是，功能元件的一個或多個可被組合，并且可通過諸如包括數(shù)字信號處理器(DSP)在內的處理元件之類的軟件配置元件和/或硬件元件的組合來實現(xiàn)。例如，某些元件可包括一個或多個微處理器、DSP、專用集成電路(ASIC)以及用于執(zhí)行至少本文所述功能的各種硬件和邏輯電路的組合。在一些實施例中，MIMO接收器100的功能元件可涉及在一個或多個處理元件上運行的一個或多個進程。

圖2是原理框圖，示出根據本發(fā)明的一些實施例的可重編程CORDIC運算。圖2所示的可重編程CORDIC運算可由可重編程CORDIC電路106(圖1)來執(zhí)行。在這些實施例中，控制器110(圖1)可對可重編程CORDIC電路106(圖1)進行重新配置和/或重新編程，以便執(zhí)行圖2所示的各種CORDIC運算。

共同參照圖1和圖2，在一些實施例中，可重編程CORDIC電路106可重新配置成使用CORDIC運算來執(zhí)行碼字分解204，以便以非向量形式作為一系列復相旋轉和Given旋轉來存儲碼字?？芍鼐幊藽ORDIC電路106可重新配置成使用CORDIC運算來對信道矩陣H 103執(zhí)行復SVD運算202，以便生成波束形成矩陣V的向量元素?？芍鼐幊藽ORDIC電路106可重新配置成使用CORDIC運算來執(zhí)行內積計算和碼字量化206。在這些實施例中，第一向量元素V1和所存儲碼字Ck的每個的內積可使用CORDIC運算來計算，以便提供量化的第一向量元素?？芍鼐幊藽ORDIC電路106還可重新配置成根據量化的第一向量元素、使用CORDIC運算對波束形成矩陣V執(zhí)行遞歸降維208。下面進一步論述這些實施例。

根據一些實施例，可重編程CORDIC電路106可用于生成在MIMO無線通信系統(tǒng)中進行波束形成的量化碼字。在這些實施例中，可使用CORDIC運算對信道矩陣H 103執(zhí)行復SVD運算，以便生成波束形成矩陣V的向量元素(即4×1列向量V1、V2、V3和V4)。第一向量元素V1和所存儲碼字Ck的每個的內積可使用CORDIC運算來計算，以便提供量化的第一向量元素(即V1＝Ck)?？筛鶕炕牡谝幌蛄吭豓1、使用CORDIC運算對波束形成矩陣V執(zhí)行遞歸降維，以便將波束形成矩陣的其余向量元素量化為碼字。在這些實施例中，用于計算內積的碼字Ck采取包括一系列旋轉角的非向量形式。這允許CORDIC運算在內積計算而不是復向量乘法運算期間被執(zhí)行。通過減少和/或消除大部分復數(shù)乘法運算，這可產生處理的顯著減少。在一些實施例中，波束形成矩陣V的向量元素(V1、V2、V3和V4)可包括列向量，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面。

在一些實施例中，復SVD運算由一個或多個CORDIC元件108來執(zhí)行，內積可由一個或多個CORDIC元件108來計算，以及遞歸降維可由一個或多個CORDIC元件108來執(zhí)行。在這些實施例中，CORDIC運算可包括復相旋轉和Given旋轉。下面更詳細地論述這些實施例。

在一些實施例中，可使用CORDIC元件108的一個或多個所執(zhí)行的CORDIC運算來將向量碼本的多個向量碼字的每個分解為一系列復相旋轉和Given旋轉。在一些實施例中，可使用CORDIC運算、通過碼字存儲元件104中存儲的參數(shù)來動態(tài)生成碼字，以便通過角而不是向量來表示各碼字。

在一些實施例中，可采用碼字來對第一向量元素V1進行量化，并且可對波束形成矩陣V來執(zhí)行遞歸降維，它可包括使用CORDIC運算和較低維的遞歸量化來采用量化向量元素V1執(zhí)行一元運算。

在一些實施例中，對于計算內積所執(zhí)行的CORDIC運算包括識別在發(fā)射站用于生成波束形成系數(shù)的碼字的一個或多個，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面。

對于對稱MIMO配置，在一些實施例中，復SVD運算可包括通過執(zhí)行CORDIC運算以迭代方式使信道矩陣H的非對角元素清零以便生成波束形成矩陣V。在這些實施例中，對于發(fā)射天線的數(shù)量與接收天線的數(shù)量相同的對稱MIMO配置，信道矩陣H是方陣。使非對角元素清零的步驟可包括以迭代方式使信道矩陣的2×2子矩陣的非對角元素清零。

對于不對稱MIMO配置，復SVD運算可包括通過使用CORDIC運算應用復相旋轉和Given旋轉以便使信道矩陣的預選元素清零，對信道矩陣H+執(zhí)行QR分解，從而生成R矩陣。然后對R矩陣執(zhí)行SVD運算，以便確定波束形成矩陣V。在這些實施例中，對于發(fā)射天線的數(shù)量與接收天線的數(shù)量不相同的不對稱MIMO配置，信道矩陣H是非方陣。在這些實施例中，矩陣的QR分解是將矩陣分解為正交矩陣Q和上三角矩陣R。QR分解可稱作正交矩陣三角化。下面更詳細地描述這些實施例。

根據實施例，可由CORDIC元件108的任一個或多個所執(zhí)行的CORDIC運算可通過下式描述為實空間的旋轉。


根據一些實施例，4×4波束形成矩陣可由V＝[V1，V2，V3，V4]來表示，其中各向量元素是4×1列向量。波束形成矩陣V滿足關系V+V＝I。為了量化第一列向量V1，可計算四維復內積，并且可根據下列表達式來選擇最大值

在這個等式中，碼字Ck(碼本條目)可以是單位范數(shù)向量(unit norm vector)。對于常規(guī)矩陣乘法實現(xiàn)，執(zhí)行四個復數(shù)乘法、另外兩個實數(shù)乘法以及平方根，以便計算內積。由于每個復數(shù)乘法可由三個實數(shù)乘法來實現(xiàn)，所以總復雜度是14個實數(shù)乘法和一個平方根。

根據本發(fā)明的一些實施例，可重編程CORDIC電路106可重新配置成計算內積并執(zhí)行SVD計算。可重編程CORDIC電路106中的現(xiàn)有電路(即CORDIC元件108)的再使用可減少所需的電路面積。

根據一些實施例，每個一元碼字Ck可表示為一系列Given旋轉，如下所示






根據上式，內積可表示為


內積的絕對值可寫作

對于復值的每個復相旋轉

是一個CORDIC。對復數(shù)對[x1+y1i，x2+y2i]的每個Given旋轉G(i，j，θ)包括兩個CORDIC運算，對于實部和虛部各一個。對于每個四維內積總共存在3×(2+1)＝9個CORDIC運算。絕對值(ABS)函數(shù)采取又一個CORDIC運算。對于三維和二維內積，分別存在七個和四個CORDIC運算。

下表比較使用乘法器運算和CORDIC運算的向量內積的計算復雜度，其中N對應于酉矩陣(unitary matrix)的大小。


分別將6位、5位和4位碼本用于四維、三維和二維向量碼本，四維碼本中的量化搜索消耗26*10＝640個CORDIC運算。在第一列向量的量化之后，可通過以下等式3所示的下列運算來變換V矩陣


在這個等式中，[V21 V31 V41]是3×3酉矩陣?？墒÷詫Φ谝涣邢蛄縑1的運算。這個變換可消耗3×9＝27個運算。根據實施例，采用5位三維向量碼本對3×3酉矩陣[V21 V31 V41]的量化以及采用4位二維向量碼本對所得2×2酉矩陣的量化?？倧碗s度可包括26*10+3*9+25*7+2*6+24*4＝967個CORDIC運算。

對于利用2×1波束形成的實施例，計算22＝4個內積，它包括16個CORDIC運算。對于利用4×2波束形成的實施例，對于第一奇異模式計算24＝16個內積，它包括160個CORDIC運算。在這些實施例中，可選擇八個碼字。八個碼字可用于旋轉波束形成矩陣的第二列，以便將它從四維矩陣減小到三維矩陣。矩陣簡化可包括8*9＝72個CORDIC運算。采用八個所選碼字來計算三維內積可包括8*8*7＝448個CORDIC運算。因此，執(zhí)行總共160+72+448＝680個CORDIC運算。

對于利用4×3波束形成的實施例，可執(zhí)行160個CORDIC運算以便從16個四維碼字中選擇十二個碼字。波束形成矩陣的降維可包括12*10*2＝240個CORDIC運算。采用八個碼字來計算三維內積可包括8*12*7＝672個CORDIC運算。選擇24個碼字并且將波束形成矩陣減少到二維可包括24*16＝144個CORDIC運算。二維內積可包括24*4*4＝384個CORDIC運算。4×2波束形成的總復雜度可包括160+240+672+144+384＝1600個CORDIC運算。

在一些實施例中，相似的過程可用于根據一個量化來執(zhí)行矩陣內積，它可以用于矩陣碼本。在這些實施例中，為了有效的存儲和/或壓縮反饋，Given的角還可從酉矩陣/正交矩陣中提取，下面進行描述。

根據一些實施例，可重編程CORDIC電路106可重新配置成使用CORDIC運算來執(zhí)行復SVD計算。對于2×2實矩陣A，雙邊Jacoby旋轉可表示為
B＝R(θ1)TAR(θ2)
這個運算可利用兩個CORDIC運算、10個加法運算和四個縮放1/2(scaling by 1/2)運算。對于2×2實矩陣A，可使矩陣A對角化，并且可通過兩個CORDIC運算、八個加法運算和四個縮放1/2運算來計算對應旋轉角θ1和θ2。

對于2×2復矩陣A，可執(zhí)行笛卡兒-極坐標變換，如下所示

這可利用四個CORDIC運算?？砂凑障率絹韴?zhí)行復旋轉以便使第二列為實數(shù)。


復旋轉可利用兩個加法運算。又轉換到笛卡兒坐標可按照下式來執(zhí)行，它可利用兩個CORDIC運算。


可通過Given旋轉來使項a12清零，如下所示

以及項μ和d22可采用一個CORDIC運算來獲得。以下計算可利用兩個附加CORDIC運算。由于第一列為復數(shù)，所以實部和虛部均可利用CORDIC運算，如下所示

從笛卡兒坐標到極坐標的轉換可利用另外兩個CORDIC運算來執(zhí)行，如下所示

通過數(shù)學變換，下式可產生

在一些實施例中，可執(zhí)行附加的加法運算，以便計算U矩陣，下面進行論述。在一些實施例中，實Jacoby可用于使下列表達式對角化

其中利用兩個CORDIC運算、六個加法運算和四個縮放1/2運算。由于非對角元素之一為零，所以可消除兩個加法運算。根據這個方面，可執(zhí)行總共13個CORDIC運算、八個加法運算和四個縮放1/2，以便使2×2復矩陣對角化。A＝U∑V+的SVD可從下式獲得


在一些實施例中，U和V矩陣可采取上述形式來存儲。V矩陣的元素的數(shù)值可利用兩個CORDIC運算來計算，而U矩陣可利用10個CORDIC運算。

根據一些實施例，可重編程CORDIC電路106可配置成利用上述2×2方法、通過使非對角元素逐個清零來計算任何n×n復矩陣的SVD。執(zhí)行迭代，使得解收斂。在這些實施例中，n×n復矩陣A可通過下式來描述

使非對角元素12和21清零的單一雙邊Jacoby

根據以上所述利用13個CORDIC運算。乘以(multiplyingout)全矩陣產生下列表達式

因此，U12B利用7(n-2)個CORDIC運算，而CV+12利用3(n-2)個CORDIC運算。一個Jacoby的總運算可包括13+10(n-2)個CORDIC運算。

為了順利通過所有非對角元素，可重編程CORDIC電路106可利用n(n-1)/2個雙邊Jacoby運算。如果為了良好的收斂而執(zhí)行三個迭代，則計算n×n復矩陣的奇異值的CORDIC運算的估計可表示如下

為了構造V矩陣，可應用的多個項3n(n-1)/2，其中各項對行i和列j進行運算，0＜i＜j＜n。運算的總數(shù)可包括
對于V和U矩陣分別為3n(n-1)/2*3n＝9n2(n-1)/2和3n(n-1)/2*7n＝21n2(n-1)/2。

在發(fā)射器比接收器具有更多天線的不對稱MIMO配置，如2×1、4×2和4×3中，本發(fā)明的一些實施例可通過實現(xiàn)QR分解以便減小復雜度，來執(zhí)行SVD。在4×3實施例中，不是計算3×4信道矩陣H的SVD，可重編程CORDIC電路106而是可利用采取形式H+的信道矩陣。在這些實施例中，可重編程CORDIC電路106可通過使用Given旋轉以便使矩陣的元素41清零，來開始QR分解，它采取一個CORDIC運算來提取相位，并采取兩個CORDIC運算來旋轉矩陣的元素42和43。Given旋轉采取一個CORDIC運算來計算角，采取四個CORDIC運算來旋轉元素42/32和43/33，總共八個CORDIC運算，如下所示。


類似地，使矩陣的元素13和12清零可利用16個CORDIC運算加上一個用于提取元素11的角的附加CORDIC運算。對于矩陣的第2和第3列重復進行這個步驟分別利用另外11個CORDIC運算和三個CORDIC運算。4×3矩陣的QR分解的總復雜度是25+11+3＝39個CORDIC運算，如下式所示

3×3矩陣的SVD計算可利用207個CORDIC運算。發(fā)射器的波束形成矩陣V可相當于它可利用54個CORDIC運算。從SVD提取U矩陣可利用189個CORDIC運算。4×3SVD的總復雜度可利用39+207+54+189＝489個CORDIC運算。通過654碼本對4×3V矩陣的量化可與4×4V矩陣量化相同。

根據一些實施例，對于m×n一般矩陣，對于m＞n，QR復雜度可表示為

以及在R矩陣的非平凡部分(non-trivial part)的SVD計算之后
R＝U∑V+
QR復雜度可由下式表示

因此，當可重編程CORDIC電路106配置成執(zhí)行作為SVD計算的一部分的QR分解時，可實現(xiàn)顯著的處理減少。

參照圖1，在一些實施例中，MIMO接收器100可通過多載波通信信道來傳遞正交頻分復用(OFDM)通信信號。多載波通信信道可處于預定頻譜之內，并且可包括多個正交副載波。在一些實施例中，可通過密集OFDM副載波來限定多載波信號。在一些實施例中，MIMO接收器100可按照多址技術、如正交頻分多址(OFDMA)進行通信，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面。

在一些實施例中，MIMO接收器100可以是例如全球微波存取互通(WiMax)通信站等寬帶無線接入(BWA)網絡通信站，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面，因為MIMO接收器100可以是幾乎任何無線通信裝置的一部分。在一些實施例中，MIMO接收器100可以是例如具有無線通信能力的個人數(shù)字助理(PDA)、膝上型或便攜計算機、web手寫板、無線電話、無線耳機、尋呼機、即時消息傳遞裝置、數(shù)字相機、接入點、電視機、醫(yī)療設備(例如心率監(jiān)測器、血壓監(jiān)測器等)或者可通過無線方式接收和/或發(fā)送信息的其它裝置等便攜無線通信裝置的一部分。

在一些實施例中，由MIMO接收器100所接收的通信信號的頻譜可包括5千兆赫茲(GHz)頻譜或者2.4GHz頻譜。在這些實施例中，5GHz頻譜可包括范圍從大約4.9GHz至5.9GHz的頻率，以及2.4GHz頻譜可包括范圍從大約2.3GHz至2.5GHz的頻率，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面，因為其它頻譜也同樣適用。在一些BWA網絡實施例中，通信信號的頻譜可包括2GHz與11GHz之間的頻率，但是本發(fā)明的范圍并不限局于這個方面。

在一些實施例中，MIMO接收器100可按照例如用于無線城域網(WMAN)的電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.16-2004以及IEEE802.16(e)標準、包括它們的變更和演進等特定通信標準來接收信號，但是本發(fā)明的范圍并不限于這個方面，因為它們還可適合于按照其它技術和標準來發(fā)送和/或接收通信。要獲得關于IEEE 802.16標準的更多信息，請參閱“IEEE信息技術標準-系統(tǒng)之間的遠程通信和信息交換”-城域網-具體要求-第16部分“固定寬帶無線接入系統(tǒng)的空中接口”(2005年5月)(“IEEE Standards for InformationTechnology-Telecommunications and Information Exchangebetween Systems”-Metropolitan Area Networks-SpecificRequirement-Part 16“Air Interface for Fixed BroadbandWireless Access Systems，”及相關修訂/版本。

天線101可包括一個或多個定向或全向天線，包括例如偶極天線、單極天線、接線天線、環(huán)形天線、微帶天線或者適合于發(fā)送RF信號的其它類型的天線。在一些多輸入多輸出(MIMO)實施例中，可使用兩個或更多天線。在一些實施例中，不是采用兩個或更多天線，而是可使用具有多個孔徑的單個天線。在這些實施例中，各孔徑可看作是獨立天線。在一些實施例中，可有效地分隔各天線，以便利用空間分集。

在一些實施例中，MIMO接收器100可按照例如稱作全球移動通信系統(tǒng)(GSM)的泛歐移動系統(tǒng)標準、包括根據2.5G和3G無線標準(參見3GPP技術規(guī)范，版本3.2.0，2000年3月)等標準進行通信。在一些實施例中，MIMO接收器100可按照其它標準或其它空中接口、包括與增強GSM數(shù)據傳輸率演進(EDGE)標準(參見3GPP技術規(guī)范，版本3.2.0，2000年3月)兼容的接口進行通信，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面。

若無明確說明，諸如“處理”、“計算”、“確定”、“顯示”等術語可表示一個或多個處理或計算系統(tǒng)或者類似裝置的動作和/或過程，其中所述一個或多個處理或計算系統(tǒng)或者類似裝置可處理處理系統(tǒng)的寄存器和存儲器中的表示為物理(如電子)量的數(shù)據并將其轉換為處理系統(tǒng)的寄存器或存儲器或者其它這種信息存儲、傳送或顯示裝置中的類似地表示為物理量的其它數(shù)據。此外，如本文所使用的，“計算裝置”包括與可以是易失性或非易失性存儲器或者它們的組合的計算機可讀存儲器耦合的一個或多個處理元件。

本發(fā)明的實施例可在硬件、固件和軟件其中之一或者它們的組合來實現(xiàn)。本發(fā)明的實施例還可實現(xiàn)為存儲于機器可讀介質中的指令，所述指令可由至少一個處理器讀取和運行以便執(zhí)行本文所述的操作。機器可讀介質可包括用于存儲或發(fā)送機器(如計算機)可讀形式的信息的任何裝置。例如，機器可讀介質可包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁盤存儲介質、光存儲介質、閃速存儲裝置等。

“摘要”是根據要求允許讀者確定技術公開的性質和要點的摘要的37C.F.R.第1.72(b)小節(jié)來提供的。應當理解，它的提供并不是用于限制或解釋權利要求書的范圍或含意。以下權利要求書結合到詳細描述中，其中各權利要求本身代表單獨的實施例。
權利要求
1.一種用于多輸入多輸出(MIMO)無線通信系統(tǒng)中的波束形成的方法，包括
使用CORDIC運算來對信道矩陣執(zhí)行復奇異值分解(SVD)運算，以便生成波束形成矩陣的向量元素；
使用CORDIC運算來計算所述向量元素的第一個與多個所存儲碼字的每個的內積，以便提供量化的第一向量元素；以及
根據所述量化的第一向量元素、使用CORDIC運算來對所述波束形成矩陣執(zhí)行遞歸降維，以便將所述波束形成矩陣的其余向量元素量化為碼字，
其中，用于計算所述內積的所述碼字采取包括一系列旋轉角的非向量形式，允許所述CORDIC運算在所述內積計算期間被執(zhí)行。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述復SVD運算由多個CORDIC元件的一個或多個來執(zhí)行，
其中，所述內積由所述一個或多個CORDIC元件來計算，
其中，所述遞歸降維由所述一個或多個CORDIC元件來執(zhí)行，以及
其中，所述CORDIC運算包括復相旋轉和Given旋轉。
3.如權利要求1所述的方法，其中，將所述碼字以所述非向量形式作為一系列復相旋轉和Given旋轉來存儲，以及
其中，所述方法還包括在所述內積計算之前將所述碼字以所述非向量形式作為所述一系列復相旋轉和Given旋轉來存儲。
4.如權利要求3所述的方法，還包括使用多個CORDIC元件的一個或多個所執(zhí)行的CORDIC運算將向量碼本的多個向量碼字的每個分解為所述一系列復相旋轉和Given旋轉。
5.如權利要求1所述的方法，還包括采用所述碼字之一來量化所述第一向量元素，以及
其中，對所述波束形成矩陣執(zhí)行的所述遞歸降維包括使用CORDIC運算和較低維的遞歸量化來執(zhí)行采用所述量化的第一向量元素的一元運算。
6.如權利要求1所述的方法，其中，對于計算所述內積所執(zhí)行的所述CORDIC運算包括識別在發(fā)射站用于生成波束形成系數(shù)的所述碼字的一個或多個。
7.如權利要求1所述的方法，其中，所述復SVD運算的執(zhí)行包括通過執(zhí)行CORDIC運算以迭代方式使所述信道矩陣的非對角元素清零以便生成所述波束形成矩陣。
8.如權利要求7所述的方法，其中，所述非對角元素的所述清零包括以迭代方式使所述信道矩陣的2×2子矩陣的非對角元素清零。
9.如權利要求1所述的方法，其中，當所述信道矩陣是非方陣時，以及
其中，所述復SVD運算包括通過使用CORDIC運算應用復相旋轉和Given旋轉以便使所述信道矩陣的預選元素清零，對所述信道矩陣執(zhí)行QR分解，從而生成R矩陣，并且對所述R矩陣執(zhí)行SVD運算，以便確定所述波束形成矩陣。
10.一種多輸入多輸出(MIMO)接收器，包括可重編程CORDIC電路，所述可重編程CORDIC電路包括多個CORDIC元件，所述多個CORDIC元件使用CORDIC運算來對信道矩陣執(zhí)行復奇異值分解(SVD)運算以便生成波束形成矩陣的向量元素，使用CORDIC運算來計算所述向量元素的第一個與多個所存儲碼字的每個的內積以便提供量化的第一向量元素，以及根據所述量化的第一向量元素、使用CORDIC運算來對所述波束形成矩陣執(zhí)行遞歸降維以便將所述波束形成矩陣的其余向量元素量化為碼字，
其中，用于計算所述內積的所述碼字采取包括一系列旋轉角的非向量形式，允許所述CORDIC運算在所述內積計算期間被執(zhí)行。
11.如權利要求10所述的MIMO接收器，其中，所述可重編程CORDIC電路所執(zhí)行的所述CORDIC運算包括復相旋轉和Given旋轉，以及
其中，所述MIMO接收器還包括執(zhí)行以下步驟的控制器
將所述CORDIC電路重新配置成最初生成表示為一系列復相旋轉和Given旋轉的所述碼字；以及
將所述CORDIC電路重新配置成執(zhí)行所述復SVD運算，計算所述內積以及執(zhí)行所述遞歸降維。
12.如權利要求11所述的MIMO接收器，其中，所述可重編程CORDIC電路重新配置成使用所述CORDIC元件的一個或多個所執(zhí)行的CORDIC運算將向量碼本的多個向量碼字的每個分解為所述一系列復相旋轉和Given旋轉。
13.如權利要求10所述的MIMO接收器，其中，所述可重編程CORDIC電路重新配置成采用所述碼字之一來量化所述第一向量元素，以及
其中，對所述波束形成矩陣執(zhí)行的所述遞歸降維包括將所述可重編程CORDIC電路配置成使用CORDIC運算和較低維的遞歸量化來執(zhí)行采用所述量化向量元素的一元運算。
14.如權利要求10所述的MIMO接收器，其中，所述可重編程CORDIC電路重新配置成使用CORDIC運算來計算所述內積，以便識別在發(fā)射站用于生成波束形成系數(shù)的所述碼字的一個或多個。
15.如權利要求10所述的MIMO接收器，其中，所述可重編程CORDIC電路重新配置成通過執(zhí)行CORDIC運算以迭代方式使所述信道矩陣的非對角元素清零以便生成所述波束形成矩陣。
16.如權利要求10所述的MIMO接收器，其中，當所述信道矩陣是非方陣時，以及
其中，所述可重編程CORDIC電路重新配置成執(zhí)行所述復SVD運算，其方式是使用CORDIC運算應用復相旋轉和Given旋轉以便使所述信道矩陣的預選元素清零，對所述信道矩陣執(zhí)行QR分解，從而生成R矩陣，并且對所述R矩陣執(zhí)行SVD運算，以便確定所述波束形成矩陣。
17.一種接收器系統(tǒng)，包括
兩個或更多接收信號路徑，通過兩個或更多天線來接收信號；
信道估計器，從所述接收信號生成信道矩陣；以及
可重編程CORDIC電路，包括多個CORDIC元件，所述多個CORDIC元件使用CORDIC運算來對所述信道矩陣執(zhí)行復奇異值分解(SVD)運算以便生成波束形成矩陣的向量元素，使用CORDIC運算來計算所述向量元素的第一個與多個所存儲碼字的每個的內積以便提供量化的第一向量元素，以及根據所述量化的第一向量元素、使用CORDIC運算來對所述波束形成矩陣執(zhí)行遞歸降維以便將所述波束形成矩陣的其余向量元素量化為碼字，
其中，用于計算所述內積的所述碼字采取包括一系列旋轉角的非向量形式，允許所述CORDIC運算在所述內積計算期間被執(zhí)行。
18.如權利要求17所述的接收器系統(tǒng)，其中，所述可重編程CORDIC電路所執(zhí)行的所述CORDIC運算包括復相旋轉和Given旋轉，以及
其中，所述接收器還包括執(zhí)行以下步驟的控制器
將所述CORDIC電路重新配置成最初生成表示為一系列復相旋轉和Given旋轉的所述碼字；以及
將所述CORDIC電路重新配置成執(zhí)行所述復SVD運算，計算所述內積以及執(zhí)行所述遞歸降維。
19.如權利要求18所述的接收器系統(tǒng)，其中，所述可重編程CORDIC電路重新配置成使用所述CORDIC元件的一個或多個所執(zhí)行的CORDIC運算將向量碼本的多個向量碼字的每個分解為所述一系列復相旋轉和Given旋轉。
全文摘要
本文一般描述了使用CORDIC運算進行波束形成的MIMO接收器和方法的實施例?？擅枋銎渌鼘嵤├⒁笃錂嘁?。在一些實施例中，使用CORDIC運算來對信道矩陣執(zhí)行復奇異值分解(SVD)運算，以便生成波束形成矩陣的向量元素。使用CORDIC運算來計算向量元素的第一個與多個所存儲碼字的每個的內積。根據量化的第一向量元素、使用CORDIC運算來對波束形成矩陣執(zhí)行遞歸降維。在一些實施例中，MIMO接收器包括可重編程CORDIC電路。
文檔編號H04B7/04GK101405955SQ200780009980
公開日2009年4月8日 申請日期2007年3月19日 優(yōu)先權日2006年3月24日
發(fā)明者X·林, Q·李, T·Y·于 申請人:英特爾公司