JP2008521294A - Eigenvalue decomposition and singular value decomposition of matrix using Jacobi rotation - Google Patents
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Abstract
Jacobi回転を用いてマトリクスを分解するための技術が記載される。第1のマトリクス内の非対角要素を消去するために、複素値の複数のJacobi回転マトリクスを用いて複素値の第1のマトリクスに対して複数のJacobi回転の反復が実行される。反復毎に第1のマトリクスに基づいてサブマトリクスが形成されてもよく、分解されてサブマトリクスのための固有ベクトルを得る。そして、固有ベクトルを用いてJacobi回転マトリクスを形成してもよく、第1のマトリクスを更新するために使用されてもよい。直交ベクトルを含む複素値の第2のマトリクスはJacobi回転マトリクスに基づいて導き出される。固有値分解の場合、固有値の第3のマトリクスがJacobi回転マトリクスに基づいて導き出されてもよい。特異値分解の場合、左特異ベクトルの第4のマトリクスおよび特異値のマトリクスはJacobi回転マトリクスに基づいて導き出されてもよい。Techniques for decomposing a matrix using Jacobi rotation are described. To eliminate off-diagonal elements in the first matrix, a plurality of Jacobi rotation iterations are performed on the first matrix of complex values using a plurality of complex-valued Jacobi rotation matrices. A sub-matrix may be formed based on the first matrix at each iteration and is decomposed to obtain eigenvectors for the sub-matrix. A Jacobi rotation matrix may then be formed using the eigenvectors and may be used to update the first matrix. A second matrix of complex values containing orthogonal vectors is derived based on the Jacobi rotation matrix. For eigenvalue decomposition, a third matrix of eigenvalues may be derived based on the Jacobi rotation matrix. For singular value decomposition, the fourth matrix of left singular vectors and the matrix of singular values may be derived based on the Jacobi rotation matrix.
Description
この発明は一般に通信に関し、特にマトリクスを分解するための技術に関する。 The present invention relates generally to communication, and more particularly to techniques for decomposing a matrix.
多重入力多重出力(MIMO)通信システムは、データ送信のために送信ステーションにおいて複数(T)の送信アンテナを採用し、受信ステーションにおいて複数(R)の受信ステーションを採用する。Tの送信アンテナとRの受信アンテナにより形成されるMIMOチャネルは、Sの空間チャネルに分解されてもよい。但しS≦min{T,R}である。Sの空間チャネルは、より高い総体的なスループットおよび/またはより大きな信頼性を得るような方法でデータを送信するために使用されてもよい。 A multiple-input multiple-output (MIMO) communication system employs multiple (T) transmit antennas at a transmitting station and multiple (R) receive stations at a receiving station for data transmission. A MIMO channel formed by T transmit antennas and R receive antennas may be decomposed into S spatial channels. However, S ≦ min {T, R}. The S spatial channels may be used to transmit data in such a way as to obtain higher overall throughput and / or greater reliability.
MIMOチャネル応答はR×Tのチャネル応答マトリクス
により特徴づけられてもよい。このマトリクスは異なるペアの送信および受信アンテナのすべてに対して複素チャネル利得を含む。 May be characterized. This matrix includes complex channel gains for all of the different pairs of transmit and receive antennas.
チャネル応答マトリクス
は対角行列にしてSの固有モードを得ても良い。Sの固有モードはMIMOチャネルの直交空間チャネルとして見てもよい。改善された性能は、MIMOチャネルの固有モードにデータを送信することにより達成されてもよい。 May be a diagonal matrix to obtain the eigenmode of S. The eigenmode of S may be viewed as an orthogonal spatial channel of the MIMO channel. Improved performance may be achieved by transmitting data in the eigenmode of the MIMO channel.
チャネル応答マトリクス
は、
の特異値分解を行うかまたは
の相関マトリクスの固有値分解を行うかにより対角行列にしてもよい。特異値分解は左および右の特異ベクトルを供給し、固有値分解は固有ベクトルを供給する。送信ステーションは右の特異値ベクトルまたは固有ベクトルを用いてデータをSの固有モードに送信する。受信ステーションは左特異ベクトルまたは固有ベクトルを用いてSの固有モードに送信されたデータを受信する。 Depending on whether eigenvalue decomposition of the correlation matrix is performed, a diagonal matrix may be used. Singular value decomposition supplies left and right singular vectors, and eigenvalue decomposition supplies eigenvectors. The transmitting station transmits data to the S eigenmode using the right singular value vector or eigenvector. The receiving station receives data transmitted in the eigenmode of S using the left singular vector or eigenvector.
固有値分解および特異値分解は非常に計算上集中的である。それゆえ、効率的にマトリクスを分解するための技術の必要性がある。 Eigenvalue decomposition and singular value decomposition are very computationally intensive. Therefore, there is a need for techniques to efficiently decompose the matrix.
この特許出願は、この特許出願の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる2004年11月15日に出願された「Jacobi回転を用いたマトリクスの固有値分解および特異値分解」(Eigenvalue Decomposition and Singular Value Decomposition of Matrices Using Jacobi Rotation)というタイトルの米国仮出願第60/628,324の優先権を主張する。 This patent application is assigned to the assignee of this patent application and is filed on November 15, 2004, “Eigenvalue Decomposition and Singular Value Decomposition Using Jacobi Rotation” (Eigenvalue Decomposition). Claims priority to US Provisional Application No. 60 / 628,324 entitled Decomposition and Singular Value Decomposition of Matrices Using Jacobi Rotation.
Jacobi回転を用いてマトリクスを効率的に分解するための技術がここに記載される。これらの技術は複素値のエルミートマトリクスの固有値分解のために使用されて、エルミートマトリクスのための固有ベクトルのマトリクスおよび固有値のマトリクスを得てもよい。また、この技術は、左特異ベクトルのマトリクス、右特異ベクトルのマトリクス、および任意のマトリクスの特異値のマトリクスを得るために、複素数値の任意のマトリクスの特異値分解のために使用されてもよい。 Techniques for efficiently decomposing a matrix using Jacobi rotation are described herein. These techniques may be used for eigenvalue decomposition of a complex-valued Hermitian matrix to obtain a matrix of eigenvectors and a matrix of eigenvalues for the Hermitian matrix. This technique may also be used for singular value decomposition of an arbitrary matrix of complex values to obtain a matrix of left singular vectors, a matrix of right singular vectors, and a matrix of singular values of any matrix. .
一実施形態において、第1マトリクス内の非対角線要素を消去するために複素値の複数のJacobi回転マトリクスを用いて複素値の第1のマトリクスに対してJacobi回転の複数の反復が実行される。第1のマトリクスはチャネル応答マトリクス
、
である
の相関マトリクス、またはその他のマトリクスであってよい。反復毎にサブマトリクスは第1のマトリクスに基づいて形成されてもよく、分解されてサブマトリクスのための固有ベクトルを得てもよい。Jacobi回転マトリクスは、固有ベクトルを用いて形成されてもよく、第1のマトリクスを更新するために使用されてもよい。複素値の第2のマトリクスはJacobi回転マトリクスに基づいて導き出される。第2のマトリクスは直交ベクトルを含み、
の特異ベクトルまたは
の固有ベクトル
のマトリクス
であってよい。 It may be.
固有値分解の場合、固有値の第3マトリクス
はJacobi回転マトリクスに基づいて導き出してもよい。第1の特異値分解(SVD)実施形態に基づいた特異値分解の場合、複素値の第3のマトリクス
はJacobi回転マトリクスに基づいて導き出してもよい。直交ベクトルを有した第4のマトリクス
は第3のマトリクス
に基づいて導き出してもよい。そして、特異値のマトリクス
も第3のマトリクス
に基づいて導き出してもよい。第2のSVD実施形態に基づいた特異値分解の場合、直交ベクトルと特異値のマトリクス
を有した第3のマトリクス
はJacobi回転マトリクスに基づいて導き出してもよい。 May be derived based on the Jacobi rotation matrix.
この発明の種々の観点および実施形態は以下にさらに詳細に記載される。 Various aspects and embodiments of the invention are described in further detail below.
「例示」という用語はここでは、例、インスタンス、または例証として機能することを意味するために使用される。「例示」としてここに記載されるいずれの実施形態も必ずしも他の実施形態に対して好適であるとかまたは利点があるとして解釈されるべきでない。 The term “exemplary” is used herein to mean serving as an example, instance, or illustration. Any embodiment described herein as "exemplary" is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other embodiments.
ここに記載されたマトリクス分解技術は、単一周波数サブバンドを有した単一キャリア通信システム、複数のサブバンドを有したマルチキャリア通信システム、マルチサブバンドを有した単一キャリア周波数分割多重アクセス(SC=FDMA)システムおよび他の通信システムのような種々の通信システムのために使用されてもよい。複数のサブバンドは、直交周波数分割多重化(OFDM)、その他の変調技術またはその他の構成を用いて得てもよい。OFDMは全体のシステム帯域幅を複数(K)の直交サブバンドに分割する。直交サブバンドは、またトーン、サブキャリア、ビン、等とも呼ばれる。OFDMの場合、各サブバンドはデータで変調されてもよいそれぞれのサブキャリアに関連する。SC−FDMAシステムは、システム帯域幅にわたって配信されるサブバンドに送信するためにインターリーブされたFDMA(IFDMA)を利用してもよい。または、隣接するサブバンドのブロックに送信するために局部的なFDMA(LFDMA)を利用してもよい。または、隣接するサブバンドの複数のブロックに送信するために機能強化されたFDMA(EFDMA)を利用してもよい。一般に、変調シンボルはOFDMを備えた周波数領域およびSC−FDMAを備えた時間領域において送信される。明確にするために、以下の記載の多くは単一サブバンドを有したMIMOシステムの場合である。 The matrix decomposition techniques described herein include single carrier communication systems with single frequency subbands, multicarrier communication systems with multiple subbands, single carrier frequency division multiple access with multiple subbands ( It may be used for various communication systems such as SC = FDMA) systems and other communication systems. Multiple subbands may be obtained using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), other modulation techniques, or other configurations. OFDM divides the overall system bandwidth into multiple (K) orthogonal subbands. Orthogonal subbands are also called tones, subcarriers, bins, etc. For OFDM, each subband is associated with a respective subcarrier that may be modulated with data. SC-FDMA systems may utilize interleaved FDMA (IFDMA) to transmit to subbands distributed over the system bandwidth. Alternatively, local FDMA (LFDMA) may be used to transmit to adjacent subband blocks. Alternatively, enhanced FDMA (EFDMA) may be utilized to transmit to multiple blocks of adjacent subbands. In general, modulation symbols are sent in the frequency domain with OFDM and in the time domain with SC-FDMA. For clarity, much of the description below is for a MIMO system with a single subband.
複数(T)の送信アンテナおよび複数(R)の受信アンテナにより形成されたMIMOチャネルはR×Tのチャネル応答マトリクス
により特徴づけられてもよい。これは以下のものとして与えられてもよい。
但し、i=1,...Rおよびj=1,...Tの場合のエントリーHi,jは送信アンテナjと受信アンテナiとの間のカップリングまたは複素チャネル利得を示す。 However, i = 1,. . . R and j = 1,. . . The entry Hi, j for T indicates the coupling or complex channel gain between transmit antenna j and receive antenna i.
チャネル応答マトリクス
は対角行列にされ、
の複数(S)チャネル応答を得てもよい。但し、S≦min{T,R}である。例えば、対角化は、
の特異値分解か、または
の相関マトリクスの固有値分解を実行することにより達成してもよい。 This may be achieved by performing eigenvalue decomposition of the correlation matrix.
固有値分解は以下のように表してもよい。
但し、
は、
のT×Tの相関マトリクスである。
は、
列が、
Column
の固有ベクトルであるT×Tのユニタリマトリクスである。
は、
の固有値のT×Tの対角マトリクスである。
は共役転置を示す。ユニタリマトリクス
は特性
により特徴づけられる。但し、
は単位マトリクスである。ユニタリマトリクスの列は互いに直交している。各列は単位電力を有する。対角マトリクス
は対角線に沿って可能なノンゼロ値を含み、他のどこかにゼロを含む。
の対角線要素は
の固有値である。これらの固有値は{λ1,λ2,...,λs}として表示され、
の固有モードのための電力利得を表す。
は、非対角要素が以下の特性
を有するエルミートマトリクスである。但し
は複素共役を表す。 Represents a complex conjugate.
特異値分解は以下のように表してもよい。
但し、
は
の左特異ベクトルのR×Rユニタリマトリクスである。
は、
の特異値のR×Tの対角マトリクスである。
は
の右特異値のT×Tユニタリマトリクスである。
は各々直交ベクトルを含む。式(2)および(3)は、
の右特異ベクトルはまた
の固有ベクトルでもあることを示している。
の対角要素は、
の特異値である。これらの特異値は{σ1,σ2,...σs}として表され、
の固有モードのチャネル利得を表す。
の特異値はまた
の固有値の平方根でもあり従って、
である。 It is.
送信ステーションは
における特異ベクトルを用いて
の固有モードにデータを送信してもよい。固有モードにデータを送信することは典型的に、任意の空間処理を伴わずにTの送信アンテナから単にデータを送信することよりもより良い性能を提供する。受信ステーションは、
の固有モードに送信されたデータ送信を受信するために
内の左特異ベクトルを使用してもよいし、または
における固有ベクトルを使用してもよい。表1は送信ステーションにより実行される空間処理、受信ステーションにおける受信されたシンボル、および受信ステーションにより実行される空間処理を示す。表1において、
は、送信されるべき
までのデータシンボルを有したT×1のベクトルである。
はTの送信アンテナから送信されるTの送信シンボルを有したT×1のベクトルである。
は
の受信アンテナから得られる
の受信されたシンボルを有するR×1のベクトルである。
はR×1の雑音ベクトルである。
は、
までの検出されたデータシンボルを有したT×1のベクトルであり、これは
におけるデータシンボルの推定値である。
複素マトリクスの固有値分解と特異値分解は、Jacobi回転を使用する反復プロセスを用いて実効されてもよい。Jacobi回転はまた、一般にJacobi方法およびJacobi変換とも呼ばれる。Jacobi回転はマトリクス上で平面回転を実行することにより複素マトリクスの非対角要素を消去する。2×2の複素エルミート行列の場合、Jacobi回転の1つの反復だけが、この2×2マトリクスのための2つの固有ベクトル及び2つの固有値を得るために必要である。2×2より大きな次元を有するより大きな複素マトリクスの場合、反復プロセスはJacobi回転の複数の反復を実行し、より大きな複素マトリクスのための所望の固有ベクトルと固有値を得るかまたは特異ベクトルおよび特異値を得る。以下に記載するように、より大きなマトリクスに対するJacobi回転の各反復は、2×2のサブマトリクスの固有ベクトルを使用する。 The eigenvalue decomposition and singular value decomposition of the complex matrix may be performed using an iterative process using Jacobi rotation. Jacobi rotation is also commonly referred to as Jacobi method and Jacobi transformation. Jacobi rotation eliminates off-diagonal elements of the complex matrix by performing a planar rotation on the matrix. In the case of a 2 × 2 complex Hermitian matrix, only one iteration of Jacobi rotation is necessary to obtain two eigenvectors and two eigenvalues for this 2 × 2 matrix. For larger complex matrices with dimensions greater than 2 × 2, the iterative process performs multiple iterations of Jacobi rotation to obtain the desired eigenvectors and eigenvalues for the larger complex matrix or to obtain singular vectors and singular values. obtain. As described below, each iteration of Jacobi rotation for a larger matrix uses eigenvectors of a 2 × 2 sub-matrix.
2×2のエルミートマトリクス
の固有値分解は以下のように実行してもよい。エルミートマトリクス
は次のように表してもよい。
但し、A、B、およびDは任意の実数値であり、θbは任意の位相である。
の固有値分解の第1のステップは以下のように両面のあるユニタリ変換を適用することである。
但し、
は、ロケーション(1,2)および(2,1)に対称非対角要素を有し、実数を含む対称実数マトリクスである。 Is a symmetric real matrix with symmetric off-diagonal elements at locations (1,2) and (2,1) and containing real numbers.
次に、対象実数マトリクス
は、以下のように両面のあるJacobi回転を用いて対角マトリクスにされる。
但し角度θは以下のように表してもよい。
の固有ベクトルの2×2のユニタリマトリクス
は以下のように導き出されてもよい。
2つの固有値λ1およびλ2は式(6)に基づいて、または以下のように式
に基づいて導き出されてもよい。
方程式セット(9)において、2つの固有値の順序付けは固定されない。λ1はλ2より大きくてもよくまたは小さくてもよい。しかしながら、角度φは|2φ|≦π/2であるように制約されるなら、D>Aの場合に限り、cos2φ≧0、およびsin2φ>0である。したがって、2つの固有値の順序付けはAおよびDの相対的な大きさにより決定されてもよい。A>Dならλ1はより大きな固有値であり、D>Aならλ2はより大きな固有値である。A=Dなら、sin2φ=1であり、λ2はより大きな固有値である。 In equation set (9), the ordering of the two eigenvalues is not fixed. λ1 may be larger or smaller than λ2. However, if the angle φ is constrained to be | 2φ | ≦ π / 2, then cos2φ ≧ 0 and sin2φ> 0 only if D> A. Thus, the ordering of the two eigenvalues may be determined by the relative magnitudes of A and D. If A> D, λ1 is a larger eigenvalue, and if D> A, λ2 is a larger eigenvalue. If A = D, sin2φ = 1 and λ2 is a larger eigenvalue.
λ2がより大きな固有値なら、
における2つの固有値は、最も大きな固有値から最も小さな固有値の所定の順序付けを維持するためにスワップされてもよく、
の第1および第2の列もまたそれに対応してスワップされてもよい。
において2つの固有ベクトルのためのこの所定の順序付けを維持することは、最も大きな固有値から最も小さな固有値に順序付けられる
を用いて分解されるより大きなサイズのマトリクスの固有ベクトルを生じる。これは望ましい。 Produces eigenvectors of larger sized matrices that are decomposed using. This is desirable.
また、2つの固有値λ1およびλ2は、以下のようにして
の要素から直接計算されてもよい。
方程式(10)は、
の特性方程式の解決法である。方程式(10)において、λ1は右手側の第2の量に対してプラスの符号を有して得られる。λ2は第2の量に対してマイナスの符号を有して得られる。この場合、λ1≧λ2である。 It is a solution of the characteristic equation. In equation (10), λ1 is obtained with a positive sign for the second quantity on the right hand side. λ2 is obtained with a minus sign for the second quantity. In this case, λ1 ≧ λ2.
方程式(8)は、
の要素を導き出すためにcosφおよびsinφの計算を必要とする。cosφとsinφの計算は複雑である。
の要素は以下のようにして
の要素から直接計算されてもよい。
但し、r1,1,r1,2およびr2,1は
の要素であり、rはr1,2の大きさである。g1は複素数値であるので、
は第2の行の複素数値を含む。 Contains the complex values in the second row.
方程式セット(11)は、
から
を導き出すために計算の量を低減するように設計される。例えば、方程式(11c)、(11d)、(11f)において、rにより割り算が必要である。その代わりrは反転されてr1を得る。そして方程式(11c)、(11d)、(11f)に対してr1による乗算が実行される。これは割り算演算の数を低減する。割り算演算は乗算よりも計算的により高価である。また、逆正接演算を必要とする複合要素r1,2の引数(位相)を計算し、つぎにc1とs1を得るためにこの位相値のcosineおよびsineを計算する代わりに、平方根演算のみを用いてr1,2の実数部と虚数部の関数としてc1とs1を解くために種々の三角恒等式が使用される。さらに、方程式(7)において逆正接を、および方程式(8)においてsineおよびcosine関数を計算する代わりに、
の要素の関数としてcおよびsを解くために他の三角恒等式が使用される。 Other trigonometric identities are used to solve for c and s as a function of
方程式セット(11)は、
を得るために
に対して複素Jacobi回転を実行する。方程式セット(11)における計算のセットは、
を導き出すために必要な乗算演算、平方根演算、および反転演算の数を低減するように設計される。これは、
を用いたより大きなサイズのマトリクスの分解に対して計算の複雑さを大幅に低減することができる。
の固有値は以下のように計算されてもよい。
1.固有値分解
方程式(2)に示すように2×2より大きいN×Nのエルミートマトリクスの固有値分解は反復プロセスを用いて実行されてもよい。この反復プロセスは、N×Nのエルミートマトリクス内の非対角要素を消去するためにJacobi回転を繰り返して使用する。反復プロセスの場合、N×Nのユニタリ変換マトリクスがN×Nのエルミートマトリクスの2×2のエルミートサブマトリクスに基づいて形成され、N×Nのエルミートマトリクスを対角行列にするために繰り返し適用される。各ユニタリ変換マトリクスは、対応する2×2エルミートサブマトリクスの要素から導き出される4つの非自明な要素(すなわち、0または1以外の要素)を含む。変換マトリクスはJacobi回転マトリクスとも呼ばれる。すべてのJacobi回転を完了した後で、結果として得られる対角マトリクスはN×Nエルミートマトリクスの実数の固有値を含み、すべてのユニタリ変換マトリクスの積は、N×Nのエルミートマトリクスのための固有値のN×Nのマトリクスである。
1. Eigenvalue Decomposition Eigenvalue decomposition of an N × N Hermitian matrix greater than 2 × 2 as shown in equation (2) may be performed using an iterative process. This iterative process uses Jacobi rotation repeatedly to eliminate off-diagonal elements in an N × N Hermitian matrix. For the iterative process, an N × N unitary transformation matrix is formed based on the 2 × 2 Hermitian submatrix of the N × N Hermitian matrix and applied repeatedly to make the N × N Hermitian matrix diagonal. The Each unitary transformation matrix includes four non-trivial elements (ie, elements other than 0 or 1) derived from the elements of the corresponding 2 × 2 Hermitian submatrix. The transformation matrix is also called a Jacobi rotation matrix. After completing all Jacobi rotations, the resulting diagonal matrix contains the real eigenvalues of the N × N Hermitian matrix, and all the product of the unitary transformation matrices are the eigenvalues for the N × N Hermitian matrix. It is an N × N matrix.
以下の記載において、インデックスiは反復数を示し、i=0としてイニシャライズされる。
は分解されるN×Nのエルミートマトリクスである。但しN>2である。N×Nマトリクス
は、
の固有値の対角マトリクス
の近似値であり、
としてイニシャライズされる。N×Nマトリクス
は
の固有ベクトルのマトリクス
の近似値であり、
としてイニシャライズされる。 As initialized.
マトリクス
を更新するためにJacobi回転の単一の反復は以下のように行われてもよい。第1に、以下のように現在の
に基づいて2×2のエルミートマトリクス
が形成される。
但し、dp,qは、
におけるロケーション(p,q)における要素であり、
である。
は、
の2×2のサブマトリクスであり、
の4つの要素は、
におけるロケーション(p,p)、(p,q)、(q,p)および)(q,q)における4つの要素である。 Are the four elements at location (p, p), (p, q), (q, p) and) (q, q).
例えば方程式セット(11)に示されるように、
の固有値分解が実行され、
の固有ベクトルの2×2ユニタリマトリクス
を得る。
の固有値分解の場合、方程式(4)の
は
と交換され、方程式(11)からの
は、
として供給される。 Supplied as
次に、マトリクス
を用いてN×Nの複素Jacobi回転マトリクス
が実行される。
は、それぞれ
の(1,1)、(1,2)、(2,1)、(2,2)と交換されたロケーション(p,p)、(p,q)、(q,p)、(q,q)における4つの要素を有した単位マトリクスである。
は以下のフォームを有する。
但し、v1,1、v1,2、v2,1およびv2,2は
の4つのエレメントである。
のすべての他の非対角要素はゼロである。方程式(111)は、
は、v2,1およびv2,2のための複素数値を含む複素マトリクスであることを示す。
はまたJacobi回転を実行する変換マトリクスとも呼ばれる。 Is also called a transformation matrix that performs Jacobi rotation.
次にマトリクス
は以下のように更新される。
方程式(15)は、
においてそれぞれロケーション(p,q)および(q,p)において2つの非対角要素dp,qおよびdq,pを消去する。計算は、
における他の非対角要素の値を変えてもよい。 The values of other off-diagonal elements in may be changed.
また、マトリクス
は以下のように更新される。
は、
に使用されるすべてのJacobi回転マトリクス
を含む累積的な変換マトリクスとして見てもよい。 May be viewed as a cumulative transformation matrix including
Jacobi回転の各反復は、
の2つの非対角要素を消去する。Jacobi回転の複数の反復は、
の全ての非対角要素を消去するために異なる値のインデックスpおよびqに対して実行されてもよい。インデックスpおよびqはすべての可能な値を一斉に捜索することにより所定の方法で選択されてもよい。 May be performed on different values of the indices p and q to eliminate all off-diagonal elements. The indices p and q may be selected in a predetermined way by searching all possible values together.
インデックスpおよびqのためのすべての可能な値にわたる単一のスイープ(sweep)は以下のように行われてもよい。インデックスpは1のインクリメントで1からN−1まで進めてもよい。pの値毎にに、インデックスqは、1のインクリメントでP+1からNまで進めてもよい。pとqの各異なる値の組み合わせに対して
を更新するためにJacobi回転の反復が実行されてもよい。 Jacobi rotation iterations may be performed to update.
反復毎に、
はpおよびqの値およびその反復のための現在の
に基づいて形成される。
は方程式セット(11)に示されるように
に対して計算される。
は方程式(14)に示されるように
を用いて計算される。
は方程式(15)に示されるように更新される。
は方程式(16)に示されるように更新される。 Is updated as shown in equation (16).
pとqのための値の所定の組み合わせの場合、
を更新するためのJacobi回転は、
におけるロケーション(p,q)および(q,p)における非対角要素の大きさが所定のしきい値を下回るなら、スキップされてもよい。 If the magnitude of the off-diagonal element at location (p, q) and (q, p) at <is below a predetermined threshold, it may be skipped.
スイープはpとqの全ての可能な値に対して
を更新するためにJacobi回転のN・(N−1)/2の反復から構成される。 Is composed of N · (N−1) / 2 iterations of Jacobi rotation.
Jacobi回転の各反復は、
の2つの非対角要素を消去するが、以前に消去されたかもしれない他の要素を変更してもよい。インデックスpおよびqを一斉に捜索する効果は、
の全ての非対角要素の大きさを低減することであり、それによって
は対角マトリクス
に近づく。
は、集合的に
を与えるすべてのJacobi回転マトリクスの蓄積を含む。従って
が
に近づくにつれ、
は
に近づく。
のますます正確な近似値を得るために任意の数のスイープが実行されてもよい。コンピューターシミュレーションは、
の非対角要素を無視できるレベルに低減するのに4つのスイープで十分であろうこと、およびほとんどのアプリケーションの場合3つのスイープで十分であろうことを示した。所定数のスイープ(例えば3つまたは4つのスイープ)が実行されてもよい。あるいは、
が十分に正確であるかどうかを決定するために各スイープの後で
の非対角要素がチェックされてもよい。例えばトータルエラー(例えば、
の全ての非対角要素における電力)は各スイープの後で計算してもよく、エラーしきい値と比較され、トータルエラーがエラーしきい値を下回るなら反復プロセスを終了してもよい。また、他の条件または基準を用いて反復プロセスを終了してもよい。 The power in all off-diagonal elements) may be calculated after each sweep, compared to the error threshold, and if the total error falls below the error threshold, the iterative process may end. Also, the iterative process may be terminated using other conditions or criteria.
また、インデックスpおよびqのための値は決定論的方法で選択されてもよい。一例として、反復i毎に、
の最大の非対角要素が識別され、dp,qとして示される。次に、この最大非対角要素dp,qと
におけるロケーション(p,p)、(q,p)、および(q,q)における3つの他の要素を含む
を用いてJacobi回転が実行されてもよい。反復プロセスは終了条件に遭遇するまで実行されてもよい。終了条件は、例えば、所定数の反復の完了、上述したエラー基準の満足、またはその他の条件または基準であってよい。 Jacobi rotation may be performed using. The iterative process may be performed until an end condition is encountered. The termination condition may be, for example, completion of a predetermined number of iterations, satisfaction of the error criteria described above, or other conditions or criteria.
反復プロセスが終了すると、最終の
は
の良好な近似値であり、最終の
は
の良好な近似値である。
の列は、
の固有ベクトルとして提供され、
の直交要素は、
の固有ベクトルとして提供されてもよい。 As eigenvectors.
最終の
における固有値は、最も大きなものから最も小さなものに順序付けられる。なぜなら、各反復のための
における固有ベクトルが順序付けられているからである。 This is because the eigenvectors in are ordered.
最終の
における固有ベクトルも
における関連する固有値に基づいて順序付けられる。 Are ordered based on their associated eigenvalues.
図1は、Jacobi回転を用いて、N>2の条件の下にN×Nのエルミートマトリクス
の固有値分解を実行するための反復プロセスを示す。 Fig. 5 shows an iterative process for performing eigenvalue decomposition of
マトリクス
は
としてイニシャライズされ、インデックスiはi=1としてイニシャライズされる(ブロック110)。 And index i is initialized as i = 1 (block 110).
反復iの場合、インデックスpおよびqのための値は所定の方法で(例えば、これらのインデックスのためのすべての可能な値を進めることにより)または決定論的方法(例えば、最大の非対角要素のためのインデックス値を選択することにより)で選択される。次に、インデックスpおよびqにより決定されるロケーションにおいてマトリクス
の4つの要素を用いて2×2のマトリクス
が形成される(ブロック114)。次に、例えば方程式セット(11)に示されるように、
の固有値分解が実行され、
の固有ベクトルの2×2マトリクス
を得る(ブロック116)。次に、方程式(14)に示されるように、N×Nの複素Jacobi回転マトリクス
がマトリクス
に基づいて形成される(ブロック118)。次に、マトリクス
は、方程式(15)に示されるように
に基づいて更新される(ブロック120)。また、マトリクス
も方程式(16)に示されるように
に基づいて更新される(ブロック122)。 (Block 122).
次に、
の固有値分解を終了すべきかどうかの決定が行われる(ブロック124)。終了基準はすでに実行された反復またはスイープの回数、エラー基準、等に基づいていてもよい。ブロック124に対して答えが「No」なら、インデックスiがインクリメントされ(ブロック126)、プロセスは次の反復のためにブロック112に戻る。そうでなければ、終了に至るなら、マトリクス
が対角マトリクス
の近似値として提供され、マトリクス
が
の固有ベクトルのマトリクス
の近似値として提供される(ブロック1218)。 (Block 1218).
複数のサブバンドを有するMIMOシステムの場合(例えば、OFDMを利用するMIMOシステム)、異なるサブバンドに対して複数のチャネル応答マトリクス
を得てもよい。反復プロセスは各チャネル応答マトリクス
に対して実行されてもよく、マトリクス
を得る。これらのマトリクスは、
のそれぞれ固有ベクトルの対角マトリクス
とマトリクス
の近似値である。
高度の相関がMIMOチャネル内の隣接するサブバンド間に典型的に存在する。この相関は、関心のあるサブバンドに対して
A high degree of correlation typically exists between adjacent subbands in a MIMO channel. This correlation is for the subband of interest
を導き出すために計算量を低減するための反復プロセスにより有効に利用されてもよい。例えば、反復プロセスは、システム帯域幅の一端から始まってシステム帯域幅の他端の方へ移動する、一度に1つのサブバンドに対して実行されてもよい。最初のサブバンドを除いた各サブバンドkに対して、以前のサブバンドk−1に対して得られる最終的な解
は、現在のサブバンドkのための初期解として使用されてもよい。各サブバンドkのための初期化は
として与えられてもよい。次に、反復プロセスは、終了条件に遭遇するまでサブバンドkのための
の初期解に対して動作する。 Works on the initial solution of.
また、上述した概念は時間に対して使用されてもよい。時間間隔t毎に、以前の時間間隔t−1に対して得られた最終解
は、現在の時間間隔tのための初期解として使用されてもよい。各時間間隔tのための初期化は、
として与えられてもよい。この場合、
は時間間隔tのためのチャネル応答マトリクスである。次に、反復プロセスは、終了条件に遭遇するまで時間間隔tのための
の初期解に対して動作する。また、この概念は周波数と時間の両方に対して使用されてもよい。各時間間隔における各サブバンドに対して、以前のサブバンドに対して得られた最終解および/または以前の時間間隔に対して得られた最終解は、現在のサブバンドおよび時間間隔のための初期解として使用されてもよい。 Works on the initial solution of. This concept may also be used for both frequency and time. For each subband in each time interval, the final solution obtained for the previous subband and / or the final solution obtained for the previous time interval is determined for the current subband and time interval. It may be used as an initial solution.
2.特異値分解
また、反復プロセスは、2×2より大きい任意の複素マトリクス
の特異値分解のために使用されてもよい。
の特異値分解は
として与えられる。
に関して以下の観察が行われてもよい。第1にマトリクス
とマトリクス
は両方ともエルミートマトリクスである。第2に、
の列である
の右特異ベクトルはまた
の固有ベクトルである。同様に、
の列である
の左特異ベクトルもまた
の特異ベクトルである。第3に
のノンゼロ固有値は
のノンゼロ固有値に等しく、
の対応する特異値の二乗である。 Is the square of the corresponding singular value.
複素数値の2×2のマトリクス
は以下のように表してもよい。
但し
は
の第1列における要素を有した2×1のベクトルである。
は
の第2列内の要素を有した2×1のベクトルである。
の右特異ベクトルは、
の固有ベクトルであり、方程式(11)において上述した固有値分解を用いて計算してもよい。2×2エルミートマトリクス
は
として定義され、
の要素は、以下のように
の要素に基づいて計算されてもよい。
エルミートマトリクス
の場合、
なので、r2,1は計算する必要がない。方程式セット(11)を
に適用してマトリクス
を得てもよい。
は
の固有ベクトルを含み、これはまた
の右特異ベクトルでもある。
の左の特異ベクトルは
の固有ベクトルであり、方程式セット(11)で上述した固有値分解を用いて計算されてもよい。2×2エルミートマトリクス
は
として定義され、
の要素は以下のように
の要素に基づいて計算されてもよい。
方程式セット(11)を
に適用してマトリクス
を得てもよい。
は、
の固有ベクトルを含む。これはまた、
の左特異ベクトルでもある。 It is also the left singular vector.
N×Nのエルミートマトリクス
の固有値分解に対して上述された反復プロセスは、2×2より大きい任意の複素マトリクス
の特異値分解に対して使用されてもよい。
はR×Tの次元を有する。但し、Rは行の数であり、Tは列の数である。
の特異値分解(SVD)のための反復プロセスはいくつかの方法で実行されてもよい。 The iterative process for singular value decomposition (SVD) may be performed in several ways.
第1のSVD実施形態において、反復プロセスは、
における右特異ベクトルと
におけるスケールされた(scaled)左特異値の近似値を導き出す。この実施形態の場合、T×Tマトリクス
は
の近似値であり、
としてイニシャライズされる。R×Tマトリクス
は
の近似値であり、
としてイニシャライズされる。 As initialized.
第1のSVD実施形態の場合、マトリクス
を更新するためにJacobi回転の単一の反復が以下のように実行されてもよい。最初に2×2エルミートマトリクス
が現在の
に基づいて形成される。
は
のサブマトリクスであり、
におけるロケーション(p,p)、(p,q)、(q,p)および(q,q)において4つの要素を含む。
の用度は以下のように計算されてもよい。
但し、
は
の列pであり、
は
の列qである。
は
におけるロケーション
における要素である。インデックスpおよびqは
のようである。インデックスpおよびqの値は以下に記載するように種々の方法で選択されてもよい。 It seems to be. The values of the indices p and q may be selected in various ways as described below.
次に、例えば方程式セット(11)に示されるように、固有値分解
が実行され、
の固有ベクトルの2×2のユニタリマトリクス
を得る。この固有値分解の場合、
は
と交換され、
は
として供給される。
次にマトリクス
Then matrix
を用いてT×T複素Jacobi回転マトリクス
が形成される。
は
のそれぞれ(1,1)、(1,2)、(2,1)、(2,2)と交換されるロケーション(p,p)、(p,q)、(q,p)、(q,q)における4つの要素を有した単位マトリクスである。
は方程式(14)に示されるフォームを有する。 Has the form shown in equation (14).
次にマトリクス
は以下のように更新される。
マトリクス
もまた以下のように更新される。
マトリクスも以下のように更新されます:
第1のSVD実施形態の場合、明示的に
For the first SVD embodiment, explicitly
を計算することなく、反復プロセスは、
の非対角要素
を繰り返し消去する。インデックスpおよびqはpを1からT−1に進めることにより、およびpの各値に対してqをP+1からTに進めることによりスイープされてもよい。あるいは、
が最大であるpおよびqの値は反復毎に選択されてもよい。反復プロセスは終了条件に遭遇するまで実行される。終了条件は、所定数のスイープ、所定数の反復、エラー基準の満足等であってよい。 The values of p and q for which is the maximum may be selected for each iteration. The iterative process is performed until an end condition is encountered. The termination condition may be a predetermined number of sweeps, a predetermined number of iterations, satisfaction of error criteria, etc.
反復プロセスが終了すると、最終
は、
の良好な近似値であり、最終
は
の良好な近似値である。収束すると
である。但し、"T"は転置を示す。平方対角マトリクスの場合、
の最終解は
として与えられてもよい。非平方対角マトリクスの場合、
のノンゼロ対角要素は、
の対角要素の平方根により与えられる。
の最終解は
として与えられる。 As given.
図2は、第2のSVD実施形態に従って、Jacobi回転を用いて、2×2より大きい任意の複素マトリクス
の特異値分解を実行する反復プロセス200を示す。マトリクス
は
としてイニシャライズされ、インデックスiはi=1としてイニシャライズされる(ブロック210)。 And index i is initialized as i = 1 (block 210).
反復iの場合、pおよびqの値は所定の方法または決定論的方法で選択される(ブロック212)。次に2×2のマトリクス
は方程式セット(20)に示されるインデックスpおよびqにより決定されるロケーションにおけるマトリクス
の4つの要素を用いて形成される。次に、例えば方程式セット(11)に示されるように
の固有値分解が実行され、
の固有ベクトルの2×2のマトリクス
を得る(ブロック216)。方程式(14)に示されるように、T×Tの複素Jacobi回転マトリクス
はマトリクス
に基づいて形成される(ブロック218)。次に、マトリクス
は方程式(21)に示されるように
に基づいて更新される(ブロック220)。また、方程式(22)に示されるように、マトリクス
は
に基づいて更新される(ブロック222)。 (Block 222).
次に、
の特異値分解を終了するかどうかについての決定が行われる(ブロック224)。終了基準は、すでに実行された反復またはスイープの数、エラー基準等に基づいていてもよい。ブロック224に対して答えが「No」であるなら、インデックスiがインクリメントされ(ブロック226)、プロセスは次の反復のためにブロック212に戻る。
A determination is made as to whether to terminate the singular value decomposition of (block 224). Termination criteria may be based on the number of iterations or sweeps that have already been performed, error criteria, etc. If the answer is “No” for
さもなければ、終了に到達するなら、
に対してポストプロセッシングが実行され、
を得る(ブロック228)。 Is obtained (block 228).
マトリクス
は
の右特異ベクトルのマトリクス
の近似値として供給され、マトリクス
は
の左特異ベクトルのマトリクス
の近似値として供給され、マトリクス
は
の特異値のマトリクス
の近似値として供給される(ブロック230)。
の左の特異値ベクトルは、第1のSVD実施形態を実行し、スケールされた左特異ベクトル
の解を求め、次に正規化することにより得てもよい。
の左特異ベクトルもまた
の固有値分解に対して反復プロセスを実行することにより得てもよい。 May be obtained by performing an iterative process on the eigenvalue decomposition of.
第2のSVD実施形態において、反復プロセスは、
における右特異ベクトルと
における左特異ベクトルの近似値を直接導き出す。このSVD実施形態は左および右の特異ベクトルの解を同時に得るために両面のある方式でJacobi回転を適用する。任意の複素2×2マトリクス
の場合、このマトリクスの共役転置は
であり、この場合、
は
の2つの列であり、また
の行の複素共役でもある。
の左特異ベクトルはまた
の右特異ベクトルでもある。
の右特異ベクトルは、方程式セット(18)に対して記載したようにJacobi回転を用いて計算されてもよい。
の左特異ベクトルは、方程式セット(19)に対して記載したように、Jacobi回転を用いて
の右特異ベクトルを計算することにより得てもよい。 May be obtained by calculating the right singular vector.
第2の実施形態の場合、T×Tマトリクス
は
の近似値であり、
としてイニシャライズされる。R×Rマトリクス
は
の近似値であり、
としてイニシャライズされる。R×Tマトリクス
は
の近似値であり
としてイニシャライズされる。 As initialized.
第2のSVD実施形態の場合、マトリクス
を更新するためのJacobi回転の単一の反復は以下のように実行されてもよい。第1に現在の
に基づいて2×2のエルミートマトリクス
が形成される。
は
の2×2のサブマトリクスであり、
におけるロケーション(p1,P1)、(P1,q1)、(q1,p1)、(q1,q1)
における4つの要素を含む。
Contains four elements.
の4つの要素は以下のように計算されてもよい。
ただし、
は
の列p1である。
は
の列q1である。
は
におけるロケーション
における要素である。インデックスp1とq1は
のようである。インデックスp1とq1は以下に記載するように種々の方法で選択されてもよい。 It seems to be. The indices p1 and q1 may be selected in various ways as described below.
例えば方程式セット(11)で示されるように、
の固有値分解が実行され、
の固有ベクトルの2×2マトリクス
を得る。この固有値分解の場合、
は
と交換され、
は
として供給される。次に、T×T複素Jacobi回転マトリクス
はマトリクス
を用いて形成され、ロケーション(p1,p1)、(p1,q1)、(q1,p1)
、(q1,q1)において
, (Q1, q1)
の4つの要素を含む。
は方程式(14)に示されるフォームを有する。 Has the form shown in equation (14).
また、他の2×2エルミートマトリクス
も現在の
に基づいて形成される。
は
の2×2サブマトリクスであり、
におけるロケーション(p2,p2)、(p2,q2)、(q2,p2)、(q2,q2)
における要素を含む。
Contains elements in.
の要素は以下のように計算されてもよい。
但し、
は
の行p2である。
は
の行q2である。
は
におけるロケーション
における要素である。 Element.
インデックスp2およびq2は
のようである。インデックスp2およびq2は以下に記載するように種々の方法で選択されてもよい。 It seems to be. The indices p2 and q2 may be selected in various ways as described below.
次に、例えば方程式セット(11)に示されるように、
の固有値分解が実行され、
の固有ベクトルの2×2マトリクス
を得る。この固有値分解の場合、
は
と交換され、
は
として供給される。次に、マトリクス
を用いて、R×Rの複素Jacobi回転マトリクス
が形成され、ロケーション(p2,p2)、(p2,q2)、(q2,p2)、(q2,q2)において
の4つの要素を含む。
は方程式(14)に示されるフォームを有する。 Has the form shown in equation (14).
次にマトリクス
は以下のように更新される。
マトリクス
は以下のように更新される。
マトリクス
は以下のように更新される。
第2の実施形態の場合、反復プロセスは(1)
におけるインデックスp1およびq1を用いて非対角要素を消去するJacobi回転および(2)
におけるp2およびq2を用いて非対角要素を消去するJacobi回転を交互に求める。インデックスp1およびq1はp1を1からT−1まで進めることにより、そしてp1の各値に対して、q1をp1+1からTまで進めることによりスイープされてもよい。また、インデックスp2およびq2は、1からR−1までp2を進めることにより、そしてp2の各値に対してq2をp2+1からRまで進めることによりスイープされてもよい。一例として平方マトリクス
の場合、インデックスは、p1=p2およびq1=q2として設定されてもよい。他の例として、平方または非平方マトリクス
の場合、p1とq1のセットが選択されてもよく、次にp2とq2のセットが選択されてもよく、次にp1とq1の新しいセットが選択されてもよく、p2とq2の新しいセットが選択されてもよく以下同様である。従って、インデックスp1とq1およびインデックスp2とq2に対して新しい値が交互に選択される。あるいは、各反復に対して
が最大であるp1とq1の値が選択されてもよく、
が最大であるp2とq2の値が選択されてもよい。反復プロセスは終了条件に遭遇するまで実行され、終了条件は、所定数のスイープ、所定数の反復、エラー基準の満足等であってよい。 The values of p2 and q2 that are the largest may be selected. The iterative process is performed until an exit condition is encountered, which may be a predetermined number of sweeps, a predetermined number of iterations, satisfaction of error criteria, etc.
反復プロセスが終了すると、最終の
は
の良好な近似値であり、最終の
は
の良好な近似値であり、最終の
は
の良好な近似値である。但し、
はそれぞれ
の回転されたバージョンであってもよい。上述した記載は左および右の特異ベクトル解を十分に制約しないので、最終
の対角要素は正の実価である。最終
の要素はその大きさが
の特異値に等しい複素値であってよい。
は以下のように回転されなくてよい。
但し、
は
の対応する対角要素の位相のマイナスである単位の大きさと位相を有する対角要素を有したT×Tの対角マトリクスである。
はそれぞれ
の最終近似値である。 Is the final approximate value.
図3は第2のSVD実施形態に従って、Jacobi回転を用いて2×2より大きい任意の複素マトリクス
の特異値分解を実行するための反復プロセス300を示す。
FIG. 3 shows an
マトリクス
は
としてイニシャライズされ、インデックスiはi=1としてイニシャライズされる(ブロック310)。 And index i is initialized as i = 1 (block 310).
反復iの場合、インデックスp1、q1、p2およびq2のための値は所定の方法または決定論的方法で選択される(ブロック312)。 For iteration i, the values for indices p1, q1, p2, and q2 are selected in a predetermined or deterministic manner (block 312).
2×2のマトリクス
は方程式セット(23)に示されるインデックスp1およびq1により決定されるロケーションにおいてマトリクス
の4つの要素を用いて形成される(ブロック314)。次に、
の固有値分解が、例えば方程式セット(11)に示されるように実行され、
の固有ベクトルの2×2マトリクス
を得る(ブロック316)。次に、T×Tの複素Jacobi回転マトリクス
はマトリクス
に基づいて形成される(ブロック318)。また、2×2マトリクス
は、方程式セット(24)に示されるように、インデックスp2およびq2により決定されるロケーションにおいてマトリクス
の4つの要素を用いて形成される(ブロック324)。次に、方程式セット(11)に示されるように、
の固有値分解が実行され、
の固有ベクトルの2×2マトリクス
を得る(ブロック326)。次に、R×R複素Jacobi回転マトリクス
はマトリクス
に基づいて形成される(ブロック328)。 (Block 328).
次に、マトリクス
は方程式(25)に示されるように、
に基づいて更新される(ブロック330)。 (Block 330).
マトリクス
は方程式(26)に示されるように、
に基づいて更新される(ブロック332)。 (Block 332).
マトリクス
は方程式(27)に示されるように
に基づいて更新される(ブロック334)。 (Block 334).
次に、
の特異値分解を終了するかどうかの決定が行われる(ブロック336)。終了基準は、すでに実行された反復またはスイープの数、エラー基準等に基づいていてもよい。ブロック336に対して答えが「No」であるなら、インデックスiはインクリメントされ(ブロック338)、プロセスは次の反復のためにブロック312に戻る。そうでなければ、終了に到達するなら、
に対してポストプロセッシングが実行され、
を得る(ブロック340)。マトリクス
は
の近似値として供給され、マトリクス
は、
の近似値として供給され、マトリクス
は
の近似値として供給される。 As an approximation of
第1および第2のSVD実施形態の場合、最終の
における右特異ベクトルと、最終の
における左特異ベクトルは最も大きな特異値から最も小さな特異値に順序づけられる。なぜなら、各反復に対して(第1のSVD実施形態の場合)
における特異ベクトルと(第2の実施形態の場合)
における特異ベクトルが順序づけられているからである。 This is because the singular vectors in are ordered.
複数のサブバンドを有するMIMOシステムの場合、反復プロセスは各チャネル応答マトリクス
に対して実行され、マトリクス
を得る。これらは、その
に対してそれぞれ右特異ベクトルのマトリクス
、左特異ベクトルのマトリクス
特異値の対角マトリクス
の近似値である。反復プロセスは、システム帯域幅の一端から開始し、システム帯域幅の他端に向けて移動する、一度に1つのサブバンドに対して実行されてもよい。第1のSVD実施形態の場合、第1のサブバンドを除く各サブバンドkに対して、以前のサブバンドk−1に対して得られた最終解
は現在のサブバンドkのための初期解として使用されてもよい。従って
である。第2のSVD実施形態の場合、第1のサブバンドを除く各サブバンドkに対して、以前のサブバンドk−1に対して得られる最終解
は現在のサブバンドkに対する初期解として使用されてもよい。従って
である。両方の実施形態の場合、反復プロセスは、サブバンドに対して終了条件に遭遇するまで、サブバンドkのための初期解に対して動作する。この概念は上述したように時間に対してまたは周波数と時間に対して使用されてもよい。 It is. For both embodiments, the iterative process operates on the initial solution for subband k until an end condition is encountered for the subband. This concept may be used for time or for frequency and time as described above.
図4はJacobi回転を用いてマトリクスを分解するプロセス400を示す。
FIG. 4 shows a
Jacobi回転の複数の反復は、複素値の複数のJacobi回転マトリクスを用いて複素値の第1のマトリクスに対して実行される(ブロック412)。第1のマトリクスはチャネル応答マトリクス
、
である
の相関マトリクス、またはその他のマトリクスであってよい。 Correlation matrix, or other matrix.
Jacobi回転マトリクスは、
および/またはその他のマトリクスであってよい。 And / or other matrices.
各反復に対して、サブマトリクスは第1のマトリクスに基づいて形成されてもよく、分解されてサブマトリクスのための固有ベクトルを得てもよい。Jacobi回転ベクトルは、固有ベクトルを用いて形成されてもよく、第1のマトリクスを更新するために使用されてもよい。複素値の第2のマトリクスは複数のJacobi回転マトリクスに基づいて導き出される(ブロック414)。第2のマトリクスは直交ベクトルを含み、
の右特異ベクトルまたは
の固有ベクトルのマトリクス
であってもよい。 It may be.
ブロック416において決定される固有値分解の場合、固有値の第3マトリクス
は、複数のJacobi回転マトリクスに基づいて導き出されてもよい(ブロック420)。 May be derived based on a plurality of Jacobi rotation matrices (block 420).
第1の実施形態またはスキームにもとづく特異値分解の場合、複素値の第3のマトリクス
は、複数のJacobi回転マトリクスに基づいて導き出されてもよい。直交ベクトルを有した第4のマトリクス
は、第3のマトリクス
に基づいて導き出されてもよい。特異値のマトリクス
は第3のマトリクス
に基づいて導き出されてもよい(ブロック422)。第2のSVD実施形態に基づく特異値分解の場合、直交ベクトルを有した第3のマトリクス
および特異値のマトリクス
は複数のJacobi回転マトリクスに基いて導き出されてもよい(ブロック424)。 May be derived based on a plurality of Jacobi rotation matrices (block 424).
図5はJacobi回転を用いたマトリクスを分解するための装置500を示す。装置500は、複素値の複数のJacobi回転マトリクスを用いて複素値の第1のマトリクスに対してJacobi回転の複数の反復を実行するための手段(ブロック512)と、複数のJacobi回転マトリクスに基いて複素値の第2のマトリクス
を導き出すための手段(ブロック514)を含む。 Includes means for deriving (block 514).
固有値分解の場合、装置500は、複数のJacobi回転マトリクスに基いて固有値の第3のマトリクス
を導き出すための手段をさらに含む(ブロック520)。第1のSVD実施形態に基いた特異値分解の場合、装置500は、複数のJacobi回転マトリクスに基いた複素値の第3のマトリクス
と、第3のマトリクスに基いた直交ベクトルを有した第4のマトリクス
と、第3のマトリクスに基いた特異値のマトリクス
を導き出す手段を更に含む(ブロック522)。第2のSVD実施形態に基いた特異値分解の場合、装置500は、直交ベクトルを有した第3のマトリクス
と、複数のJacobi回転マトリクスに基いた特異値のマトリクス
を導き出すための手段をさらに含む(ブロック524)。 Further includes means for deriving (block 524).
3.システム
図6はMIMOシステム600におけるアクセスポイント610とユーザー端末650の一実施形態のブロック図を示す。アクセスポイント610はデータ送信および受信のために使用されてもよい複数(Nap)のアンテナを備えている。ユーザー端末650はデータ送信および受信のために使用されてもよい複数(Nut)のアンテナを備えている。簡単にするために、以下の記載は、MIMOシステム600は時分割多重(TDD)を使用し、各サブバンドkのためのダウンリンクチャネル応答マトリクス
そのサブバンドのためのアップリンクチャネル応答マトリクス
の逆数、すなわち
であると仮定する。 Assume that
ダウンリンク上で、アクセスポイント610において、送信(TX)データプロセッサー614はデータソース612からトラヒックデータを受信し、コントローラー/プロセッサー630から他のデータを受信する。TXデータプロセッサー614は、受信したデータをフォーマットし、符号化し、インターリーブし、変調し、データシンボルを発生する。データシンボルはデータのための変調シンボルである。TX空間プロセッサー620はデータシンボルとパイロットシンボルを受信し、データシンボルとパイロットシンボルを乗算し、適用可能なら、固有ベクトルまたは右特異ベクトルを用いて空間処理を実行し、Napストリームの送信シンボルをNapの送信機(TMTR)622a乃至622apに供給する。各送信機622はその送信シンボルストリームを処理し、ダウンリンク変調された信号を発生する。送信機622a乃至622apからのNapのダウンリンク変調された信号は、それぞれアンテナ624a乃至624apから送信される。
On the downlink, at the
ユーザー端末650において、Nutのアンテナ652a乃至652utは送信されたダウンリンク変調された信号を受信し、各アンテナ652は受信した信号をそれぞれの受信機(RCVR)654に供給する。各受信機654は送信機622により実行される処理に相補的な処理を実行し、受信したシンボルを供給する。受信(RX)空間プロセッサー660はすべての受信機654a乃至654utからの受信されたシンボルに対して空間整合フィルタリングを実行し、検出されたデータシンボルを供給する。検出されたデータシンボルは、アクセスポイント610により送信されたデータシンボルの推定値である。
In the
RXデータプロセッサー670は検出されたデータシンボルをさらに処理し(例えば、シンボルデマップし、デインターリーブし、デコードする)、デコードされたデータをデータシンク672および/またはコントローラー/プロセッサー680に供給する。
[0096] チャネルプロセッサー678は受信したパイロットシンボルを処理し、関心のある各サブバンドに対してダウンリンクチャネル応答の推定値、
を供給する。プロセッサー678および/または680はここに記載された技術を用いて各マトリクス
を分解し、
を得てもよい。これは、ダウンリンクチャネル応答マトリクス
のための
の推定値である。プロセッサー678および/または680は、表1に示すように、
に基いて関心のある各サブバンドに対してダウンリンク空間フィルターマトリクス
を導き出してもよい。プロセッサー680は、
をダウンリンク整合フィルタリングのためにRX空間プロセッサー660に供給してもよいし、および/または
をアップリンク空間処理のためにTX空間プロセッサー690に供給してもよい。
May be provided to TX
アップリンクのための処理は、ダウンリンクのための処理と同じかまたは異なっていてもよい。データソース686からのトラヒックデータおよびコントローラー/プロセッサー680からの他のデータはTXデータプロセッサー688により処理され(例えば、符号化され、インターリーブされ、変調される)、パイロットシンボルと乗算され、さらに関心のある各サブバンドに対して
を用いてTX空間プロセッサー690により空間的に処理される。TX空間プロセッサー690からの送信シンボルは送信機654a乃至654utによりさらに処理され、Nutのアップリンク変調された信号を発生する。これらはアンテナ652a乃至652utを介して送信される。
Is processed spatially by the TX
アクセスポイント610において、アップリンク変調された信号はアンテナ624a乃至624apにより受信され、アップリンク送信のための受信されたシンボルを発生する。RX空間プロセッサー640は受信したデータシンボルに対して空間整合フィルタリングを実行し、検出されたデータシンボルを供給する。RXデータプロセッサー642は、さらに検出されたデータシンボルを処理し、デコードされたデータをデータシンク644および/またはコントローラー/プロセッサー630に供給する。
At
チャネルプロセッサー628は受信したパイロットシンボルを処理し、アップリンクパイロットが送信される方法に応じて関心のあるサブバンドに対して
の推定値を供給する。プロセッサー628および/または630はここに記載された技術を用いて各マトリクス
を分解し、
を得る。また、プロセッサー628および/または630は、
に基いて関心のある各サブバンドに対してアップリンク空間フィルターマトリクス
を導き出してもよい。プロセッサー680は、
をアップリンク空間整合フィルタリングのためにRX空間プロセッサー640に供給してもよくおよび/または
をダウンリンク空間処理のためにTXプロセッサー620に供給してもよい。
May be provided to
コントローラー/プロセッサー630および680は、それぞれアクセスポイント610およびユーザー端末650における動作を制御する。メモリ632および682はそれぞれアクセスポイント610とユーザー端末650のためのデータおよびプログラムコードを記憶する。プロセッサー628、630、678、680および/または他のプロセッサーはチャネル応答マトリクスの固有値分解および/または特異値分解を実行してもよい。
Controllers /
ここに記載されたマトリクス分解技術は、種々の方法により実施されてもよい。例えば、これらの技術はハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、またはそれらの組み合わせにおいて実施されてもよい。ハードウエア実施の場合、マトリクス分解に使用される処理ユニットは、1つ以上の特定用途向け集積回路(ASICs)、デジタルシグナルプロセッサー(DSPs)、デジタル信号処理装置(DSPDs)、プログラマブルロジックデバイス(PLDs)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGAs)、プロセッサー、コントローラー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサー、ここに記載された機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはそれらの組み合わせ内で実施されてもよい。 The matrix decomposition techniques described herein may be implemented by various methods. For example, these techniques may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof. For hardware implementation, the processing units used for matrix decomposition are one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processors (DSPDs), programmable logic devices (PLDs). , Field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, other electronic units designed to perform the functions described herein, or combinations thereof.
ファームウエアおよび/またはソフトウエア実施の場合、マトリクス分解技術は、ここに記載された機能を実行するモジュール(例えば、手続、機能等)を用いて実施されてもよい。ソフトウエアコードはメモリ(例えば、図6のメモリ632または682)に記憶されてもよく、プロセッサー(例えば、プロセッサー630または680)により実行される。メモリユニットはプロセッサー内で実施されてもよくまたはプロセッサー外部で実施されてもよい。
For firmware and / or software implementations, matrix decomposition techniques may be implemented using modules (eg, procedures, functions, etc.) that perform the functions described herein. The software code may be stored in a memory (eg,
見出しは、参照のためにおよびあるセクションの位置をつきとめるのを支援するためにここに含まれる。これらの見出しは、見出しの下に記載される概念の範囲を制限することを意図していない。これらの概念は、明細書全体にわたって他のセクションに適用性を有していてもよい。 Headings are included here for reference and to help locate certain sections. These headings are not intended to limit the scope of the concepts described under the headings. These concepts may have applicability to other sections throughout the specification.
開示された実施形態の上述の記載は、当業者がこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する種々の変更は当業者には容易に明白であり、ここに定義される包括的原理は、この発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用されてもよい。従って、この発明は、ここに示される実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が許容されるべきである。 The above description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the spirit or scope of the invention. . Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
Claims (45)
前記複数のJacobi回転マトリクスに基いて複素値の第2のマトリクスであって直交ベクトルを含む第2のマトリクスを導き出すように構成された少なくとも1つのプロセッサーと、
前記少なくとも1つのプロセッサーに接続されたメモリと、
を備えた装置。 Performing multiple iterations of Jacobi rotation on a first matrix of complex values using multiple Jacobi rotation matrices of complex values;
At least one processor configured to derive a second matrix of complex values based on the plurality of Jacobi rotation matrices and including orthogonal vectors;
Memory connected to the at least one processor;
With a device.
前記第1のマトリクスに基いてサブマトリクスを形成し、
前記サブマトリクスを分解して前記サブマトリクスのための固有ベクトルを得、
前記固有ベクトルを用いてJacobi回転マトリクスを形成し、
前記Jacobi回転マトリクスを用いて前記第1のマトリクスを更新するように構成された、請求項1の装置。 For each of the plurality of iterations, the at least one processor is:
Forming a sub-matrix based on the first matrix;
Decomposing the submatrix to obtain eigenvectors for the submatrix;
Forming a Jacobi rotation matrix using the eigenvectors;
The apparatus of claim 1, configured to update the first matrix using the Jacobi rotation matrix.
前記第3のマトリクスに基いて直交ベクトルを有した第4のマトリクスを導き出すように構成された、請求項1の装置。 The at least one processor derives a third matrix of complex values based on the plurality of Jacobi rotation matrices;
The apparatus of claim 1, configured to derive a fourth matrix having orthogonal vectors based on the third matrix.
前記複数のJacobi回転マトリクスに基いて複素値の第2のマトリクスであって直交ベクトルを含む第2のマトリクスを導き出すことと、
を備えた方法。 Performing multiple iterations of Jacobi rotation on a first matrix of complex values using multiple Jacobi rotation matrices of complex values;
Deriving a second matrix of complex values based on the plurality of Jacobi rotation matrices and including orthogonal vectors;
With a method.
前記第3のマトリクスに基いて直交ベクトルを有した第4のマトリクスを導き出すことと、
をさらに備えた、請求項14の方法。 Deriving a third matrix of complex values based on the plurality of Jacobi rotation matrices;
Deriving a fourth matrix having orthogonal vectors based on the third matrix;
15. The method of claim 14, further comprising:
前記複数のJacobi回転マトリクスに基いて複素値の第2のマトリクスであって直交ベクトルを含む第2のマトリクスを導き出す手段と、
を備えた装置。 Means for performing a plurality of iterations of Jacobi rotation on a first matrix of complex values using a plurality of Jacobi rotation matrices of complex values;
Means for deriving a second matrix of complex values based on the plurality of Jacobi rotation matrices and including orthogonal vectors;
With a device.
各反復に対して、前記第1のマトリクスに基いてサブマトリクスを形成する手段と、
前記サブマトリクスを分解して前記サブマトリクスのための固有ベクトルを得る手段と、
前記固有ベクトルを用いてJacobi回転マトリクスを形成する手段と、
前記Jacobi回転マトリクスを用いて前記第1のマトリクスを更新する手段と、
を備えた、請求項18の装置。 Means for performing a plurality of iterations of the Jacobi rotation on the first matrix;
For each iteration, means for forming a sub-matrix based on the first matrix;
Means for decomposing the submatrix to obtain eigenvectors for the submatrix;
Means for forming a Jacobi rotation matrix using the eigenvectors;
Means for updating the first matrix using the Jacobi rotation matrix;
The apparatus of claim 18 comprising:
前記第3のマトリクスに基いて直交ベクトルを有する第4のマトリクスを導き出す手段と、
をさらに備えた、請求項18の装置。 Means for deriving a third matrix of complex values based on the plurality of Jacobi rotation matrices;
Means for deriving a fourth matrix having orthogonal vectors based on the third matrix;
The apparatus of claim 18, further comprising:
第2のマトリクスを複素値のエルミートマトリクスにイニシャライズし、
前記第2のマトリクスに基いて各反復に対して複素値のJacobi回転マトリクスを形成し、前記反復のための前記Jacobi回転マトリクスに基いて各反復に対して前記第1および第2のマトリクスを更新することにより前記第2のマトリクスに対してJacobi回転の複数の反復を実行し、
固有ベクトルのマトリクスとして前記第1のマトリクスを供給し、
前記第2のマトリクスを固有値のマトリクスとして供給するように構成された少なくとも1つのプロセッサーと、
前記少なくとも1つのプロセッサーに接続されたメモリと、
を備えた装置。 Initialize the first matrix into a unit matrix,
Initialize the second matrix into a complex-valued Hermitian matrix,
Form a complex-valued Jacobi rotation matrix for each iteration based on the second matrix, and update the first and second matrices for each iteration based on the Jacobi rotation matrix for the iteration To perform a plurality of iterations of Jacobi rotation on the second matrix,
Supplying the first matrix as a matrix of eigenvectors;
At least one processor configured to provide the second matrix as a matrix of eigenvalues;
Memory connected to the at least one processor;
With a device.
前記第2のマトリクスに基いてサブマトリクスを形成し、
前記サブマトリクスを分解して前記サブマトリクスのための固有ベクトルを得、
前記サブマトリクスのための固有ベクトルを用いて前記Jacobi回転マトリクスを形成するように構成される、請求項22の装置。 The at least one processor for each of the plurality of iterations is
Forming a sub-matrix based on the second matrix;
Decomposing the submatrix to obtain eigenvectors for the submatrix;
23. The apparatus of claim 22, configured to form the Jacobi rotation matrix using eigenvectors for the sub-matrix.
第2のマトリクスを複素値のエルミートマトリクスにイニシャライズする手段と、
前記第2のマトリクスに基いて各反復に対して複素値のJacobi回転マトリクスを形成する手段と、前記反復のためのJacobi回転マトリクスに基いて各反復に対して前記第1および第2のマトリクスを更新する手段とを備えた、前記第2のマトリクスに対してJacobi回転の複数の反復を実行する手段と、
固有ベクトルのマトリクスとして前記第1のマトリクスを供給する手段と、
固有値のマトリクスとして前記第2のマトリクスを供給する手段と、
を備えた装置。 Means for initializing the first matrix into a unit matrix;
Means for initializing the second matrix into a complex-valued Hermitian matrix;
Means for forming a complex-valued Jacobi rotation matrix for each iteration based on the second matrix; and the first and second matrices for each iteration based on the Jacobi rotation matrix for the iteration. Means for performing a plurality of iterations of Jacobi rotation on said second matrix comprising means for updating;
Means for providing the first matrix as a matrix of eigenvectors;
Means for providing the second matrix as a matrix of eigenvalues;
With a device.
前記第2のマトリクスに基いてサブマトリクスを形成する手段と、
前記サブマトリクスを分解して前記サブマトリクスのための固有ベクトルを得る手段と、
前記サブマトリクスの固有ベクトルを用いて前記Jacobi回転マトリクスを形成する手段と、
を備えた、請求項24の装置。 Means for forming a complex-valued Jacobi rotation matrix for each iteration;
Means for forming a sub-matrix based on the second matrix;
Means for decomposing the submatrix to obtain eigenvectors for the submatrix;
Means for forming the Jacobi rotation matrix using eigenvectors of the sub-matrix;
25. The apparatus of claim 24, comprising:
第2のマトリクスを複素値のマトリクスにイニシャライズし、
前記第2のマトリクスに基いて各反復に対してJacobi回転マトリクスを形成し、
前記反復のためのJacobi回転マトリクスに基いて各反復に対して前記第1および第2のマトリクスを更新することにより前記第2のマトリクスに対してJacobi回転の複数の反復を実行し、
右特異ベクトルのマトリクスとして前記第1のマトリクスを供給するように構成された少なくとも1つのプロセッサーと、
前記少なくとも1つのプロセッサーに接続されたメモリと、
を備えた装置。 Initialize the first matrix into a unit matrix,
Initialize the second matrix to a matrix of complex values,
Forming a Jacobi rotation matrix for each iteration based on the second matrix;
Performing multiple iterations of Jacobi rotation on the second matrix by updating the first and second matrices for each iteration based on the Jacobi rotation matrix for the iterations;
At least one processor configured to provide the first matrix as a matrix of right singular vectors;
Memory connected to the at least one processor;
With a device.
前記第2のマトリクスに基いてサブマトリクスを形成し、
前記サブマトリクスを分解して前記サブマトリクスのための固有ベクトルを得、
前記固有ベクトルを用いて前記Jacobi回転マトリクスを形成するように構成される、請求項26の装置。 For each of the plurality of iterations, the at least one processor is:
Forming a sub-matrix based on the second matrix;
Decomposing the submatrix to obtain eigenvectors for the submatrix;
27. The apparatus of claim 26, configured to form the Jacobi rotation matrix using the eigenvectors.
第2のマトリクスを複素値のマトリクスにイニシャライズする手段と、
前記第2のマトリクスに基いて各反復に対してJacobi回転マトリクスを形成する手段と、前記反復のためのJacobi回転マトリクスに基いて各反復に対して前記第1および第2のマトリクスを更新する手段とを備えた、前記第2のマトリクスに対してJacobi回転の複数の反復を実行する手段と、
前記第1のマトリクスを右特異ベクトルとして供給する手段と、
を備えた装置。 Means for initializing the first matrix into a unit matrix;
Means for initializing the second matrix into a matrix of complex values;
Means for forming a Jacobi rotation matrix for each iteration based on the second matrix; and means for updating the first and second matrices for each iteration based on the Jacobi rotation matrix for the iteration. Means for performing a plurality of iterations of Jacobi rotation on the second matrix comprising:
Means for supplying the first matrix as a right singular vector;
With a device.
前記第2のマトリクスに基いてサブマトリクスを形成する手段と、
前記サブマトリクスを分解して前記サブマトリクスのための固有ベクトルを得る手段と、
前記固有ベクトルを用いて前記Jacobi回転マトリクスを形成する手段と、
を備えた、請求項30の装置。 Means for forming a Jacobi rotation matrix for each iteration;
Means for forming a sub-matrix based on the second matrix;
Means for decomposing the submatrix to obtain eigenvectors for the submatrix;
Means for forming the Jacobi rotation matrix using the eigenvectors;
32. The apparatus of claim 30, comprising:
第2のマトリクスを単位マトリクスにイニシャライズし、
第3のマトリクスを複素値のマトリクスにイニシャライズし、
各反復に対して第3のマトリクスに基いて第1のJacobi回転マトリクスを形成し、第3のマトリクスに基いて第2のJacobi回転マトリクスを形成し、前記第1のJacobi回転マトリクスに基いて前記第1のマトリクスを更新し、前記第2のJacobi回転マトリクスに基いて前記第2のマトリクスを更新し、前記第1および第2のJacobi回転マトリクスに基いて前記第3のマトリクスを更新することにより第3のマトリクスに対してJacobi回転の複数の反復を実行し、
前記第2のマトリクスを左特異ベクトルのマトリクスとして供給するように構成された少なくとも1つのプロセッサーと、
前記少なくとも1つのプロセッサーに接続されたメモリと、
を備えた装置。 Initialize the first matrix into a unit matrix,
Initialize the second matrix into a unit matrix,
Initialize the third matrix to a matrix of complex values,
For each iteration, a first Jacobi rotation matrix is formed based on a third matrix, a second Jacobi rotation matrix is formed based on a third matrix, and the first Jacobi rotation matrix is Updating the first matrix, updating the second matrix based on the second Jacobi rotation matrix, and updating the third matrix based on the first and second Jacobi rotation matrices Performing multiple iterations of Jacobi rotation on the third matrix;
At least one processor configured to provide the second matrix as a matrix of left singular vectors;
Memory connected to the at least one processor;
With a device.
前記第3のマトリクスに基いて第1のサブマトリクスを形成し、
前記第1のサブマトリクスを分解して前記第1のサブマトリクスのための固有ベクトルを得、
前記第1のサブマトリクスのための固有ベクトルを用いて前記第1のJacobi回転マトリクスを形成するように構成された、請求項32の装置。 For each of the plurality of iterations, the at least one processor is:
Forming a first sub-matrix based on the third matrix;
Decomposing the first submatrix to obtain an eigenvector for the first submatrix;
35. The apparatus of claim 32, configured to form the first Jacobi rotation matrix using eigenvectors for the first sub-matrix.
前記第3のマトリクスに基いて第2のサブマトリクスを形成し、
前記第2のサブマトリクスを分解して前記第2のサブマトリクスのための固有ベクトルを得、
前記第2のサブマトリクスのための固有ベクトルを用いて前記第2のJacobi回転マトリクスを形成するように構成された、請求項33の装置。 For each of the plurality of iterations, the at least one processor is:
Forming a second sub-matrix based on the third matrix;
Decomposing the second sub-matrix to obtain an eigenvector for the second sub-matrix;
34. The apparatus of claim 33, configured to form the second Jacobi rotation matrix using eigenvectors for the second sub-matrix.
第2のマトリクスを単位マトリクスにイニシャライズする手段と、
第3のマトリクスを複素値のマトリクスにイニシャライズする手段と、
各反復に対して、前記第3のマトリクスに基いて第1のJacobi回転マトリクスを形成する手段と、前記第3のマトリクスに基いて第2のJacobi回転マトリクスを形成する手段と、前記第1のJacobi回転マトリクスに基いて前記第1のマトリクスを更新する手段と、前記第2のJacobi回転マトリクスに基いて前記第2のマトリクスを更新する手段と、前記第2のJacobi回転マトリクスに基いて前記第3のマトリクスを更新する手段とを備えた、前記第3のマトリクスに対してJacobi回転の複数の反復を実行する手段と、
左特異ベクトルのマトリクスとして前記第2のマトリクスを供給する手段と、
を備えた装置。 Means for initializing the first matrix into a unit matrix;
Means for initializing the second matrix into a unit matrix;
Means for initializing the third matrix into a matrix of complex values;
For each iteration, means for forming a first Jacobi rotation matrix based on the third matrix, means for forming a second Jacobi rotation matrix based on the third matrix, and the first Means for updating the first matrix based on a Jacobi rotation matrix, means for updating the second matrix based on the second Jacobi rotation matrix, and the first based on the second Jacobi rotation matrix. Means for performing a plurality of iterations of Jacobi rotation on said third matrix comprising means for updating a matrix of three;
Means for providing the second matrix as a matrix of left singular vectors;
With a device.
前記第3のマトリクスに基いて第1のサブマトリクスを形成する手段と、
前記第1のサブマトリクスを分解して前記第1のサブマトリクスのための固有ベクトルを得る手段と、
前記第1のサブマトリクスのための固有ベクトルを用いて前記第1のJacobi回転マトリクスを形成する手段と、
を備えた、請求項37の装置。 The means for forming the first Jacobi rotation matrix is:
Means for forming a first sub-matrix based on the third matrix;
Means for decomposing the first sub-matrix to obtain eigenvectors for the first sub-matrix;
Means for forming the first Jacobi rotation matrix using eigenvectors for the first sub-matrix;
38. The apparatus of claim 37, comprising:
前記第3のマトリクスに基いて第2のサブマトリクスを形成する手段と、
前記第2のサブマトリクスを分解して前記第2のサブマトリクスのための固有ベクトルを得る手段と、
前記第2のサブマトリクスのための固有ベクトルを用いて前記第2のJacobi回転マトリクスを形成する手段と、
を備えた、請求項38の装置。 Means for forming the second Jacobi rotation matrix are:
Means for forming a second sub-matrix based on the third matrix;
Means for decomposing the second sub-matrix to obtain eigenvectors for the second sub-matrix;
Means for forming the second Jacobi rotation matrix using eigenvectors for the second sub-matrix;
40. The apparatus of claim 38, comprising:
前記少なくとも1つのプロセッサーに接続されたメモリと、
を備えた装置。 A first plurality of iterations of Jacobi rotation is performed on the first matrix of complex values to obtain a first unitary matrix having orthogonal vectors, and a second Jacobi rotation is performed on the second matrix of complex values. At least one processor configured to perform a plurality of iterations to obtain a second unitary matrix having orthogonal vectors, wherein the first unitary matrix is an initial for the second unitary matrix At least one processor used as a solution;
Memory connected to the at least one processor;
With a device.
複素値の第2のマトリクスに対してJacobi回転の第2の複数の反復を実行し、直交ベクトルを有した第2のユニタリマトリクスを得る手段と、
を備え、前記第1のユニタリマトリクスは前記第2のユニタリマトリクスのための初期解として使用される、装置。 Means for performing a first plurality of iterations of Jacobi rotation on a first matrix of complex values to obtain a first unitary matrix having orthogonal vectors;
Means for performing a second plurality of iterations of Jacobi rotation on a second matrix of complex values to obtain a second unitary matrix having orthogonal vectors;
And wherein the first unitary matrix is used as an initial solution for the second unitary matrix.
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