專利名稱：：處理數據信號的方法、數據處理單元及計算機程序產品的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及處理數據信號的方法、用于處理數據信號的數據處理單元以及計算機程序產品。
背景技術：
：空時塊編碼(STBC)是無線通信系統(tǒng)中用于發(fā)射數據的技術，在所述系統(tǒng)中相同數據流的多個拷貝用多個天線加以發(fā)送。在分組空時塊編碼(GSTBC)系統(tǒng)中設有多組天線，其中每組天線發(fā)射一個數據流且一組的天線發(fā)射相同的數據流。和多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)相比，通過使用更多發(fā)射天線可以實現誤包率(PER)方面的性能改進，在多輸入多輸出系統(tǒng)中也是并行地發(fā)射多個數據流，但是一個數據流僅使用單天線發(fā)射。例如，當SNR(信噪比)大于26dB時，設有二維(2D)交織器的GSTBC系統(tǒng)優(yōu)于根據正EE802.11a的OFDM系統(tǒng)，其數據速率甚至可以為三倍高。然而，即使使用了線性檢測器，GSTBC系統(tǒng)的接收機的復雜性仍顯著大于傳統(tǒng)的單天線系統(tǒng)。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的之一是提供一種用于檢測通過通信信道接收的數據信號的改進的方法。該目的是通過具備獨立權利要求所述特征的處理數據信號的方法、用于處理數據信號的數據處理單元以及計算機程序產品實現的。提供了一種用于處理經由通信信道接收的數據信號的方法，該方法包括，確定包含描述通信信道特征的成分的第一矩陣，，通過以下步驟對第一矩陣求逆。將第一矩陣分塊為至少四個子矩陣；。對四個子矩陣中第一子矩陣求逆；。通過將四個子矩陣中的第二子矩陣乘以已求逆第一矩陣以及四個子矩陣中的第三子矩陣以產生第二矩陣；。確定第二矩陣與四個子矩陣中的第四個子矩陣之間的差分矩陣；。對差分矩陣求逆；。基于已求逆差分矩陣計算己求逆矩陣，，用已求逆的第一矩陣處理數據信號。而且還提供了一種根據上述處理數據信號的方法用于處理數據信號的數據處理單元和計算機程序產品。直觀地講，為產生用于處理己接收數據信號的矩陣，例如是為了產生濾波矩陣，描述通信信道的特征的第一矩陣，例如是包括描述通信信道傳輸特性的成分的信道矩陣通過使用一種矩陣求逆方法而被求逆，該矩陣求逆方法和傳統(tǒng)方法相比降低了矩陣求逆和信號處理所需的乘法的次數。數據處理單元例如用在接收機中，所述的接收機例如是6X3(6個發(fā)射天線，3個接收天線)的MIMO(多輸入多輸出)WLAN(無線局域網)系統(tǒng)中的接收機。數據信號例如可經由根據WLANlla、WLANllg、WLANlln、Super3G、HIPERLAN2、WIMAX(微波存取全球互通)以及B3G(Beyond3G)的通信系統(tǒng)或其他通信系統(tǒng)發(fā)射和接收。本發(fā)明的實施例由從屬權利要求所限定。在用于處理數據信號的方法的上下文中描述的實施例對用于處理數據信號的數據處理單元和計算機程序產品也類似地有效。在根據本發(fā)明的一個實施例中，第一矩陣根據用于矩陣求逆的Strassen算f去求逆。所述的通信信道例如是無線通信信道。已接收的數據信號例如被處理用于估計作為已接收數據信號而被接收的已發(fā)送信號。在一個實施例中，己發(fā)送的數據信號使用多個發(fā)射天線發(fā)射。例如，已發(fā)送的數據信號依照分組空時塊碼發(fā)射。已發(fā)送的數據信號可使用OFDM調制發(fā)射。在一個實施例中，四個子矩陣中的至少一個子矩陣具有Alamouti結構。例如，第一矩陣包括具有Alamouti結構的子矩陣。具有Alamouti結構的子矩陣可容易地求逆，且與例如通過求解線性方程系統(tǒng)的直接矩陣求逆方法相比可以進一步降低復雜度。在一個實施例中，已求逆矩陣用于對已接收數據信號進行濾波操作。例如使用已求逆矩陣對已接收數據信號進行線性濾波?？筛鶕攘愀蓴_抑制器方法、線性最小均方誤差檢測方法或干擾對消法對已接收數據信號進行濾波。第一矩陣例如從對通信信道的傳輸特性建模的信道矩陣產生。第一矩陣可以例如是信道矩陣的子矩陣或者是信道矩陣本身。第一矩陣也可以是多個矩陣的乘積，其中一個因子是信道矩陣或信道矩陣的厄密特(hermitian)陣。以下參照附圖解釋本發(fā)明的說明性的實施例。圖l表示根據本發(fā)明的實施例的通信系統(tǒng)。圖2表示根據本發(fā)明的實施例的處理器單元。圖3表示根據本發(fā)明的實施例的流程圖。具體實施例方式圖1表示根據本發(fā)明的實施例的通信系統(tǒng)100。通信系統(tǒng)100包括發(fā)射機101和接收機102。發(fā)射機101是包括多個STBC發(fā)射機組103、104、105的GSTBC(分組空時塊編碼)發(fā)射機，在本例中是第一STBC發(fā)射機組103、第二STBC發(fā)射機組104、第三STBC發(fā)射機組105。STBC發(fā)射機組103、104、105的數目表示為、。在本例中，、=3。發(fā)射機101包括多個發(fā)射天線106。發(fā)射天線106的數目表示為丄,。在本實施例中，每個STBC發(fā)射機組使用Z,/^個發(fā)射天線106。沒有必要每個STBC發(fā)射機組使用相同數目的發(fā)射天線。在其它實施例中，STBC發(fā)射機組使用不同數目的發(fā)射天線。第一STBC發(fā)射機組103接收第一數據流107作為輸入，從第一數據流107產生STBC碼字，并使用OFDM(正交分頻復用)以及使用￡,/、個發(fā)射天線106發(fā)送該STBC碼字。由第一STBC發(fā)射機組103所用的每個天線發(fā)送相同的信號。第二STBC發(fā)射機組104接收第二數據流108作為輸入，從第二數據流108產生STBC碼字，并使用OFDM(正交分頻復用)以及使用丄,/^個發(fā)射天線106發(fā)送該STBC碼字。由第二STBC發(fā)射機組104所用的每個天線發(fā)送相同的信號。第三STBC發(fā)射機組105接收第三數據流109作為輸入，從第三數據流109產生STBC碼字，并使用OFDM(正交分頻復用)以及使用丄,/^個發(fā)射天線106發(fā)送該STBC碼字。由第三STBC發(fā)射機組105所用的每個天線發(fā)送相同的信號。這樣，第一數據流107、第二數據流108及第三數據流109被并行地發(fā)送?？偠灾琒TBC發(fā)射機組103、104、105發(fā)送被分解成數據流107、108、109的數據110。例如，每個數據流107、108、109對應于想要發(fā)射各自的數據流107、108、109的不同用戶。在一個實施例中，發(fā)射機101包括一個或多個用于對數據110進行編碼的編碼調制單元，從而例如對數據流107、108、109進行巻積編碼、比特交織并調制成MQAM(M階正交幅度調制)信號。數據流107、108、109可能是例如用BPSK(雙相移相鍵控)發(fā)射的比特流或例如用QPSK(正交相移鍵控)或QAM(正交幅度調制)發(fā)射的符號流。接收機102包括接收天線111。接收天線111的數目表示為^。在一個實施例中Z,2^。在接下來，假設^=^，從而在本例中使用的接收天線lll的最小數目為三個。這在例如當接收機102需要小體積時，比方說接收機102集成于諸如蜂窩電話的移動設備中時具有優(yōu)勢。由接收天線111接收的信號饋入濾波單元112中，濾波單元112產生分別饋入第一0FDM解碼器113、第二0FDM解碼器114和第三0FDM解碼器115的已濾波比特流。第一OFDM解碼器113產生第一已接收比特流116，第二OFDM解碼器114產生第二已接收比特流117，第三OFDM解碼器115產生第三已接收比特流118。在接下來描述的實施例中，使用了Alamouti碼。因此，Z,/、=2且實現了全速率傳輸?？墒褂酶嗟奶炀€以得到進一步的多樣性和更高的系統(tǒng)性能。以下描述的實施例可擴展至這樣的情況。STBC發(fā)射機組103、104、105從各個數據流107、108、109形成數據矢量。由一個STBC發(fā)射機組103、104、105從各個數據流107、108、109形成的數據矢量表示為x乂其中g^，;是各STBC發(fā)射機組103、104、105的數目。如以下將解釋的，當&已被發(fā)射(在一個發(fā)射步驟)，STBC發(fā)射機組103、104、105形成下一數據矢量。數據矢量x?？梢砸允噶縭的形式寫到一起，其對應于一個發(fā)射步驟內由STBC發(fā)射機組103、104、105發(fā)射的數據。由接收機102在一個發(fā)射步驟內、即當矢量^被發(fā)射時所接收的數據，廠，，其中。記作r=-、《已發(fā)送數據矢量^和已接收數據矢量^:之間的關系可建模為^:=亟+2(l)其中2是均值為零且方差為^的獨立平均高斯白噪聲(AWGN)的模型。矩陣^稱為信道矩陣且由下式定義互n仏一互A互",仏互l互^—互"互:(2)其中互；(t^，l表示每個STBC發(fā)射機組103、104、105的兩個天線)是第g個STBC發(fā)射機組103、104、105的第t個天線106與第r個接收天線111之間的(頻域)信道的傳輸特性的模型。矩陣g的子矩陣互w稱為信道子矩陣。其具有下式給出的特定結構/70A(3)其中/z。、/^是復數。具有這樣結構的矩陣以下稱為Alamouti矩陣。對于Alamouti矩陣互，矢量&可根據以下對應關系進行定義絲=/0e/2=V——w《(4)矢量S與矩陣互具有相同的信息并為了便于標記而被引入。其使得矩陣互的正交性可寫成,互^互"HtfZ(5)其中M表示矢量&的范數，而Z是恰當維數(本例中為2X2)的單位矩陣。相加或相乘Alamouti矩陣以及求Alamouti矩陣的逆矩陣的結果仍是Alamouti矩陣。這意味著所有Alamouti矩陣的集合對加法、乘法和求逆是閉合的。這一點從下面寫出的運算中可以清楚地看出來。若^和2為Alamouti矩陣，貝ij4+3=4x5=(36-6*AT*—6*a+爿=-6*a*6'a-at/+(6)這使檢測過程得以簡化。在一個實施例中，濾波單元112進行通常的迫零干擾抑制(ZFIS)算法。這是應用于已接收數據矢:的線性濾波算法，從而對于STBC發(fā)射機組103、104、105來說，己接收信號中的來自其它STBC發(fā)射機組103、104、105的干擾得到抑制。所用的線性濾波器由下面矩陣給出旦ii…旦i、<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(7)其中每個子矩陣仏必須基于傳輸特性而確定。根據<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(8)，使用矩陣G對已接收數據矢量c進行濾波得到已濾波的接收數據矢-、其中，5=^。選定矩陣2從而<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(9)從而在已濾波接收數據矢量E中，由不同STBC發(fā)射機組103、104、105發(fā)送的數據之間不存在干擾?？蓮氖?9)中看出，在根據式(8)經過濾波之后，因為來自其它STBC發(fā)射機組103、104、105的所有干擾已經去除，所以由STBC發(fā)射機組103、104、105發(fā)射的數據可獨立于由其它STBC發(fā)射機組103、104、105發(fā)射的數據而得到處理。第g個STBC發(fā)射機組103、104、105的信道模型因此可寫成<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(10)其中=Ig且噪聲分量5g是均值為零、相關矩陣為WEZ的二變量復數高斯分布。此公式的一般性導致實施中的一些靈活性。矩陣G的自由度為、X2X2，這些自由度在實現式(9)時并未全部用到。因此，在一個實施例中使用第一約束條件(表示為約束條件A)，而在另一個實施例中使用第二約束條件(表示為約束條件B)，從而矩陣G由等式(9)和各自的約束條件唯一地定義。在對編碼的和未編碼的系統(tǒng)給出相同結果的意義上，這兩個實施例是等效的。對矩陣^的約束條件的不同選擇使得可使用不同的硬件結構以更加適用于不同的場合。約束條件A由CZ給出，其中1=1,...,^。當仏=/時，可使用式(9)唯一地確定子矩陣仏，其中"y(i=l，...，Zg)。約束條件B由豆^Z給出，其中1=1，...，~。當￡=/時，可使用式(9)唯一地確定子矩陣g，其中"_/(i=l，...,Zg)。在此情況下，2=互一'。在未編碼系統(tǒng)中，基于式(IO)，對無偏估計，由第g個發(fā)射機組103、104、105發(fā)射的數據由下式估計!lg,ZF(11)使用限幅器(slicer)基于此估計值確定相應的已發(fā)射符號。如以下將解釋的，該估計值&,H也用于計算對前向差錯控制(FEC)碼進行軟解碼的度量。取代在線性濾波器112中使用兩個濾波步驟，即根據式(8)和(11)的濾波步驟，線性濾波器112也可在一個濾波步驟中根據式(12)產生ZF，該一個濾波步驟是上述兩個濾波步驟的合成<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(12)其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(13)在FEC編碼系統(tǒng)中，例如當比特流107、108、109被巻積編碼時，從每個STBC發(fā)射機組103、104、105接收到的數據可基于式(10)獨立處理。由于^的噪聲方差為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>，用于軟解碼的最佳度量由下式給出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(14)對已發(fā)射符號的固定星座圖(constellation)，由于可輕松地逐一計算l^,^-、lf的元素，因此度量計算的第二種形式，即式(14)的右邊是更加期望的。因此，在一個實施例中，此形式用于度量計算。在此情況下可以清楚地計算出&,以及信道標準化因子，該信道標準化因子定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(15)根據式(14)的其余所需的運算可由標準計算執(zhí)行且結果可作為軟輸入而傳遞給Viterbi解碼器。根據式(11)(表示為ZFIS選項1)和(12)(表示為ZFIS選項2)的檢測是基于約束條件A的。當檢測是基于約束條件B，且g被計算為互的逆矩陣時(表示為ZFIS選項3)，需要用到^的逆矩陣。在此情況下，如果有效地對互求逆能減小復雜度。在^=、=3的特定情況下，信道矩陣互是個6X6的矩陣，其包括九個Alamouti矩陣。加法執(zhí)行起來遠快于乘法，而且考慮到硬件實現，實現加法比實現乘法所需的硅片面積或芯片空間要小。因此，當考慮復雜度時，只考慮乘法與除法的數目。實數運算的數目與復數運算的數目是不同的。根據復雜度和必要的硬件，每個復數乘法都可表示為多個實數乘法，通常為三個或四個乘法。上面介紹的ZFIS運算法則需要矩陣加法、矩陣乘法和矩陣求逆運算。由于Alamouti矩陣在加法和乘法下是閉合的，當對兩個Alamouti矩陣執(zhí)行這些運算時，只需要計算結果矩陣的第一行。第二行可由符號變換和/或共軛運算得到。因此，對兩個2X2的Alamouti矩陣的乘法，只需要四個復數乘法。從(6)可看到，一個2X2的Alamouti矩陣的矩陣求逆可通過縮放和重新排列矩陣元素實現。如果2=，則g的范數由下式給出=a;++《+6/(16)其中下標R表示各復數的實部而I表示各復數的虛部。因此可用四個實數乘法計算yi2。對iy2取倒數需要一次實數除法。將^乘以矩陣klla*-66'a的第一行的實部與虛部以得到逆矩陣的第一行(如上所述，第二行可以不經進一步乘法而算出)另外需要四個實數乘法。因為^=^=4，故矩陣^和單位矩陣的乘法不需要運算。在信道訓練階段估計信道矩陣互。隨后，接收機101接收經過濾波的數據矢量C以重新構造發(fā)送數據矢量工。在一個實施例中，檢測方法分成兩個階段，預計算階段(在接收或處理c之前)和濾波階段(處理矢量^:時)。在預計算階段，根據式(15)計算出pg且執(zhí)行所有計算，使得一旦得到矢量d更可分別根據式(11)和(12)計算^,。具體地，在預計算階段(在信道已被估計且矩陣互已生成之后)，執(zhí)行以下步驟(a)計算矩陣2和2:|&||2;(b)計算矩陣^和;^以及(c)計算矩陣2'(這需要2和亙二且只當使用ZFIS選項2時才進行)；(d)根據式(15)計算&。ZFIS選項1需要的預計算少于ZFIS選項1，但其使用兩步濾波而不是'步濾波。在ZFIS選項1情況下的濾波階段，執(zhí)行下述步驟(al)計算三=&禾卩=。在ZFIS選項2情況下的濾波階段，執(zhí)行下述步驟(a2)計算&=&。在A=、=3的例子中，ZFIS濾波矩陣g具有下述形式2ll^122l3仏1仏2仏3仏1!32(17)其中2^=/(g=l，2,3)且根據式(9)計算其它2X2方子陣:^12=2,3=仏1=&3=仏2=払3互23-互12互22互32:^22—互33;^23払3互13'-互21払11互31互11'-払3互13仏i互ll一払2互12(18)仏的項(根據式(18)，包括兩個因子(置于方括號中)。它們根據其在式(18)中寫出的順序由左邊因子和右邊因子表示。由于2gg=Z(g=l，2,3)，故不必計算矩陣g欲?？上扔帽?中第二欄中給出的矩陣計算所有仏的右邊因子。隨后可用第二欄和第三欄中的矩陣計算左邊因子。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表l所需的復雜度(對九個仏互7項)是對見互^是9X4二36次復數乘法對fel2是9X4=36次實數乘法例如，子矩陣212根據下式計算:^22仏2_互23互33Ul阮i32X——;(19)其中￡=fe3|互22^HW互23《3(20)所需的復雜度(對6個"7的g項)是對寫在式(19)中的方括號中的實數標量乘法是6X4X4二96次實數乘法，對iyf是6X4二24次實數乘法，對iyf的倒數是6Xl次實數乘法，對矩陣乘法是6乂4=24次復數乘法，對實數標量矩陣標準化是6X4^24次實數乘法。對Z,^二3情況下的步驟(a)中的Zlg』2的計算，即對六個g^^(因為!gj卜l)的H項，需要6X4-24灰實數乘法。這些項可以根據下式合并<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(21)在階段(b)中計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(22)例如，當^=^=3時，互l=互11十^12互21十5l3互31互2=仏1互12+互22+仏3払互3=仏1払3+仏2払3+互這需要3X2X2二24次復數乘法(對所述的三個Ie項)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(23)而且，在步驟(b)中，需要計算矩陣豆:'和值這需要。對于4=、3X4二12次實數乘法用于三水項，3X1二3次實數除法用于I&I的倒數，3X4二12次實數乘法用于三個標量矩陣乘法運算。在步驟(c)中，計算出g'，在^=、=3的情況中，為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(24)這需要6X4二24次復數乘法。如上所述，在ZFIS選項1中不做這步運算。在步驟(d)中計算式(15)。如果^=^=3，則這需要三次實數乘法,在根據ZFIS選項1的濾波步驟中，如果^=、=3，對于^=^:和^,:豆n需要3X8+18二42次復數乘法。因為旦欲=丄，三=^:可得以簡化。在根據ZFIS選項2的濾波步驟中，如果^=^=3，對工w-Gr需要6X6二36次復數乘法。對丄,=、=3，表2和3總結了ZFIS選項1和2的復雜度。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表3在一個使用了ZFIS選項3的實施例中，矩陣H的求逆是根據快速矩陣乘法的方法進行的，此方法是1969年由Strassen發(fā)現的(見參考文獻[l])，其使用了分治法(divideandconquerapproach)。對于具有下述結構的矩陣H求逆<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>(25)其中^和、可是標量或有適當維數的子矩陣，需執(zhí)行以下運算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>(26)上述運算可用于具有式(25)所示結構的任何維數的矩陣。然而，上述運算必須順次執(zhí)行。例如，在丄,=^=3的情況下，信道矩陣g是包括九個子矩陣互,(i，j=l，2,3)的6X6的矩陣，從而其可根據下式分塊成結構(25):(27)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>對更高數目的Zf和^，s可按如下方式分塊，即使得//的右下子矩陣"22具有最大可能的維數(是2的冪)，從而STBC矩陣互n不被分塊，a22<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>在本例中為如果為更高數目的^和、所需，可以遞歸地進行分塊，從而存在最大可能維數(是2的冪)的一個子矩陣(即"22)，其確保STBC矩陣&,不被分塊。然后，該子矩陣自身可被分塊，并且根據上述求逆原理進行求逆。在A=、=3的例子中，例如通過在g的左上方形成2X2的子矩陣，可實現另外的分塊。可以看出，當等式(26)用于g的這種分塊時，由該等式產生并根據等式(26)相乘的矩陣具有正確的維數，從而就矩陣維數來說(例如4X4矩陣和2X2矩陣)，不必進行不可能的乘法運算。右下4X4的子矩陣C22仏2互23.払2互33.的求逆也可根據等式(26)進行。由于互,,(i,j=l,2,3)具有Alamouti結構(且它們對于乘法、加法和求逆運算是閉合的)，只有矩陣的第一行需要計算。而且，可以使用2X2矩陣的求逆運算和2X2矩陣的行列式運算的簡化形式。通過2=互"，已濾波的信道矩陣豆是單位矩陣。在此情況下，不必計算||&|。^二Zg:3時的ZFIS選項3的復雜度總結在表4中。其包含根據式(14)產生用于解碼器(例如Viterbi解碼器)的估計&&,(g=l,2,3)以及信道標準化因子所必需的所有計算。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表4ZFIS算法是迫零(ZF)檢測器的一般化算法。最小均方誤差(MMSE)檢測器也可用于濾波單元112。在此情況下，濾波矩陣由下式給出互"s+《/r互"(28)因為在G-互"的情況下，需要計算矩陣的逆矩陣。由于[互"^+CT^也包括Alamouti子矩陣，也可使用上面所述的用于低復雜度的矩陣求逆的方法。在接下來，給出了包括具有Alamouti結構的2X2矩陣的6X6矩陣求逆的例子。要求逆的矩陣由下式給出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>(29)目標是計算旦=<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>^A,M,用到以下規(guī)則假設兩個矩陣S,-丄和&=丄A:，a262(30)記作和&&三{"!"2-W，。A+"a;,&A:2}(31)S「'三^a〖，-A;A，la"2+|&|2}A三對6X6矩陣求逆的解是通過對下述4X4矩陣執(zhí)行第一次矩陣求逆得到的:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>(32)根據下述等式與(26)對應:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>d:(33)C22=-等式(26)被第二次迭代使用，從而根據下面的式子計算出最終解:2，=^32&￡:2,11S_2,llu￡>2,ll/>^，=^h2^2￡2,12三2,12a2:2,12ft6=&2^2353,Ua^13A=￡22一23￡:3,21"S:3,21ftg《1S_31^16^12,11呈32-^^2,12￡:7,1123,112315,1223,11m(34)玍12—12S7J2昱22玍22^7，22&3-一^6只當矩陣從標記形式^A,W恢復至其最終形式1a，&—《"*時才需要除法。上述所有運算都是基于2X2矩陣的運算?？梢岳门ｎD-拉斐遜(NewtonRaphson)方法進行倒數計算。這是基于求函數f的零點(使f(x^0的x的值)的方法。零點jc[y]的估計值即該函數的零點值的近似值由下式迭代增加小+1]=4小/(4歌(47])。5)其中/'(4/l)在4刀處估算得出。這可應用到在i/k處有零點的函數/("=1//-&中，該函數用于計算數值k的倒數。在此情況下，迭代公式由下式給出w[y+i]"W(2-及[刺(36)其中i是初始估計值，即初始近似值。迭代公式可重新寫成+=*W+*]屮W*[乂]。7)以用于類RISC結構的計算。其可實現二次收斂，初始估計值越好，收斂就越快。對數值k的不同范圍可以使用多個初始估計值。由于在步驟的結尾處只有一次除法是必需的，便于硬件實現。這也擴大了在步驟中出現的數值的范圍。數字仿真表明，一些中間結果的位寬可超過20位。因此，在一個實施例中，動態(tài)地對中間結果定標。在接下來，參照圖2描述用于執(zhí)行上述求逆過程的可能的硬件結構。圖2表示根據本發(fā)明的實施例的處理器單元200。處理器單元200包括用于存儲輸入和輸出的雙端口存儲器201;用于將兩個字相乘的兩個硬件乘法器202;用于加/減運算的兩個加/減單元203;包含第一定標單元204、第二定標單元205和定標函數單元206的動態(tài)定標單元；用于存放中間結果的流水線寄存器；用于指引數據流的多個多路器208;以及初始估計值選擇單元209。由于存儲器201是雙端口存儲器，可在兩個輸出端口處同時獲得存放在相同地址中的數據。因此，對兩個相同復數的運算(乘法、加法、減法)和對一個復數的運算(平方、取絕對值)同樣可行。該存儲器例如工作于80MHz，其中讀周期和寫周期交替進行(從而每個受40MHz鐘控)。在圖2中表示為RMUX0、IMUXO、RMUX1、IMUX1的多路器將存入于存儲器201中的復數的實部與虛部發(fā)送至乘法器202。它們可以加以控制從而每個組合(即第一復數的實部X第二復數的實部，第一復數的實部X第二復數的虛部，第一復數的虛部X第二復數的虛部，第一復數的虛部X第二復數的實部)可使用乘法器201相乘。因此，當兩個復數需要相乘時，執(zhí)行所需的四個乘法只需要兩個乘法器201及兩個時鐘周期。如上所述的基于牛頓一拉斐遜方法的求逆方法用于倒數計算。當第一次迭代將要開始時，在圖2中表示為INIT的信號置為1。在隨后的迭代中，由于先前迭代的結果用作下一次迭代的估計值，故信號INIT置為O。由于存在兩個獨立的乘法器201，兩個數的倒數可同時使用牛頓一拉斐遜迭代方法計算。這使硬件資源得到有效利用。處理單元200例如用于OFDM系統(tǒng)的每個子載波，例如，在如通常使用的48個子載波的情況下，并行使用48個處理單元200。處理單元具有類RISC的結構且為五個基本矩陣運算和倒數計算而加以優(yōu)化。可以以高速(即ASIC)實現低延遲或使同一個處理單元200處理不止一個子載波。定標降低了處理中的數字下溢或上溢的風險。在接下來，描述了根據本發(fā)明的一個實施例的用于檢測的流程圖。圖3表示根據本發(fā)明的實施例的流程圖300。在步驟301中，確定包括描述通信信道特征的成分的第一矩陣。這可以是信道矩陣H本身或另一矩陣，例如是用于MMSE濾波的矩陣^W^+cr2Z]—、第一矩陣按以下步驟求逆。在步驟302中，第一矩陣分塊為至少四個子矩陣。例如，矩陣根據等式(25)寫出。在步驟303中，對四個子矩陣的第一子矩陣求逆。在使用式(26)的例子中，第一子矩陣是&，對其求逆以得到R1。在步驟304中，通過將四個子矩陣的第二子矩陣(在使用式(26)的例子中為"12)乘以已求逆的第一矩陣和四個子矩陣的第三子矩陣(在使用式(26)的例子中為"21)而產生第二矩陣(在使用式(26)的例子中為R4)。在步驟305中，確定第二矩陣與四個子矩陣的第四子矩陣(在使用式(26)的例子中為"22)之間的差分矩陣(在使用式(26)的例子中為R5)。在步驟306中，對差分矩陣求逆(在使用式(26)的例子中結果為R6)。在步驟307中，基于已求逆差分矩陣計算已求逆矩陣且使用已求逆第一矩陣處理數據信號。已求逆第一矩陣例如用作濾波矩陣的一部分，或從該已求逆第一矩陣產生濾波矩陣以對已接收數據信號進行濾波。在此文中，引用了下述文獻V.Strassen,"GaussianEliminationisnotoptimal",7V謂e〃'sc/^MaAe廳織vol13,pp.354-356,1969權利要求1.一種處理經由通信信道接收的數據信號的方法，該方法包括確定包含描述該通信信道特征的成分的第一矩陣，通過以下步驟對所述的第一矩陣求逆將所述的第一矩陣分塊為至少四個子矩陣；對所述的四個子矩陣的第一子矩陣求逆；通過將所述的四個子矩陣中的第二子矩陣乘以所述的已求逆第一矩陣及該四個子矩陣中的第三子矩陣以生成第二矩陣；確定該第二矩陣與所述的四個子矩陣中的第四子矩陣之間的差分矩陣；對該差分矩陣求逆；基于該已求逆差分矩陣計算所述的已求逆矩陣，使用所述的已求逆第一矩陣處理所述的數據信號。2.根據權利要求1所述的方法，其中根據Strassen矩陣求逆方法對所述的第一矩陣求逆。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述的通信信道是無線通信信道。4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中所述的已接收數據信號被處理以用于估計被接收為己接收數據信號的已發(fā)送數據信號。5.根據權利要求4所述的方法，其中使用多個發(fā)射天線發(fā)射所述的已發(fā)送數據信號。6.根據權利要求5所述的方法，其中依照分組空時塊編碼發(fā)射所述的已發(fā)送數據信號。7.根據權利要求4至6的任一項所述的方法，其中使用OFDM調制發(fā)射所述的已發(fā)送數據信號。8.根據權利要求1至7的任一項所述的方法，其中所述的四個子矩陣中的至少一個子矩陣具有Alamouti結構。9.根據權利要求8所述的方法，其中所述的第一矩陣包括具有Alamouti結構的子矩陣。10.根據權利要求1至9的任一項所述的方法，其中所述的已求逆矩陣用于對所述的已接收數據信號進行濾波運算。11.根據權利要求10所述的方法，其中使用所述的已求逆矩陣對所述的己接收數據信號進行線性濾波。12.根據權利要求11所述的方法，其中根據迫零干擾抑制方法、線性均方誤差檢測方法或干擾對消法對所述的已接收數據信號進行濾波。13.根據權利要求1至12的任一項所述的方法，其中所述的第一矩陣從對所述的通信信道的傳輸特性進行建模的信道矩陣中產生。14.根據權利要求13所述的方法，其中所述的第一矩陣是所述的信道矩陣的子矩陣。15.根據權利要求13所述的方法，其中所述的第一矩陣是所述的信道矩陣。16.根據權利要求13所述的方法，其中所述的第一矩陣是多個矩陣的乘積，其中一個因子是所述的信道矩陣或該信道矩陣的厄密特陣。17.—種用于處理經由通信信道接收的數據信號的數據處理單元，其包括確定單元，其配置用于確定包含描述該通信信道的特征的成分的第一矩陣，求逆單元，其配置用于通過以下步驟對所述的第一矩陣求逆將所述的第一矩陣分塊為至少四個子矩陣；對所述的四個子矩陣的第一子矩述的第一矩陣分塊為至少四個子矩陣；對所述的四個子矩陣的第一子矩陣求逆；通過將所述的四個子矩陣中的第二子矩陣乘以所述的己求逆第一矩陣及該四個子矩陣中的第三子矩陣以生成第二矩陣；確定該第二矩陣與所述的四個子矩陣中的第四子矩陣之間的差分矩陣；對該差分矩陣求逆；基于該已求逆差分矩陣計算所述的已求逆矩陣，其中所述的數據處理單元配置為用所述的已求逆第一矩陣處理所述的數據信號。18.—種計算機程序產品，當其被計算機執(zhí)行時，可使該計算機執(zhí)行用于處理經由通信信道接收的數據信號的方法，該方法包括確定包含描述該通信信道特征的成分的第一矩陣，通過以下步驟對所述的第一矩陣求逆將所述的第一矩陣分塊為至少四個子矩陣；對所述的四個子矩陣的第一子矩陣求逆；通過將所述的四個子矩陣中的第二子矩陣乘以所述的已求逆第一矩陣及該四個子矩陣中的第三子矩陣以生成第二矩陣；確定該第二矩陣與所述的四個子矩陣中的第四子矩陣之間的差分矩陣；對該差分矩陣求逆；基于該已求逆差分矩陣計算所述的己求逆矩陣，使用所述的已求逆第一矩陣處理所述的數據信號。全文摘要本發(fā)明提供了一種用于處理經由通信信道所接收的數據信號的方法，該方法包括確定包含描述通信信道特征的成分的第一矩陣；并通過以下步驟對第一矩陣求逆將第一矩陣細分塊為至少四個子矩陣，對第一子矩陣求逆，將四個子矩陣的第二子矩陣乘以已求逆的第一矩陣以及四個子矩陣的第三子矩陣以產生第二矩陣，確定第二矩陣與四個子矩陣中的第四子矩陣之間的差分矩陣，對差分矩陣求逆并基于已求逆差分矩陣計算已求逆矩陣；使用已求逆第一矩陣處理數據信號。文檔編號H04L25/02GK101421960SQ200780013683公開日2009年4月29日申請日期2007年2月14日優(yōu)先權日2006年2月16日發(fā)明者何晉強,馮灝泓,馮經明,孫素梅,蔡朝暉申請人:新加坡科技研究局