面向 MU-MIMO 波束赋形的加速混合加权-无权 MMSE 方法
信号处理
2025-10-24 v1
摘要
基于加权求和速率（WSR）最大化的预编码设计是下行多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统中的一个基本问题。虽然加权最小均方误差（WMMSE）算法是标准解法，但其高计算复杂度——由于矩阵求逆，随基站天线数呈三次方——限制了其在延迟敏感场景中的应用。为解决此限制，我们提出一种基于块坐标下降框架的高度并行算法。我们的关键创新在于通过块坐标梯度下降更新预编码矩阵，这避免了矩阵求逆，仅依赖矩阵乘法，因而高度适合 GPU 加速。我们证明了所提算法收敛到 WSR 最大化问题的平稳点。此外，我们引入一种基于求和均方误差（MSE）最小化问题的两阶段热启动策略以加速收敛。我们将该方法称为加速混合加权-无权求和-MMSE 最小化（A-MMMSE）算法。仿真结果表明，A-MMMSE 在 diverse system configurations 下，能够匹配常规 WMMSE 及其增强变体 reduced-WMMSE 的 WSR 性能，同时实现计算时间的显著减少。
引用
@article{arxiv.2510.20507,
title = {An Accelerated Mixed Weighted-Unweighted MMSE Approach for MU-MIMO Beamforming},
author = {Xi Gao and Akang Wang and Junkai Zhang and Qihong Duan and Jiang Xue},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.20507},
year = {2025}
}