基于KKT条件的MIMO通信矩阵优化统一框架
信息论
2018-12-04 v8 math.IT
摘要
对于多输入多输出（MIMO）通信系统，许多收发机设计问题涉及发射信号协方差矩阵的优化。基于Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件推导最优解是最常用的方法，针对MIMO系统的不同场景已有许多结果报道。在本综述论文中，我们提出了一种用于一般MIMO系统KKT条件公式化的统一框架。基于该框架，严格推导了发射协方差矩阵的最优注水结构，其适用于广泛的MIMO系统。我们的结果表明，对于具有各种功率约束和目标函数的看似不同的MIMO系统，最优协方差矩阵解的推导和注水结构本质上是相同的。因此，我们的统一框架和解决方案揭示了协方差矩阵不同注水结构之间的内在联系。此外，我们的结果为具有多用户和不完美信道状态信息的许多复杂MIMO系统的协方差矩阵优化提供了新的解决方案，这是以往未知的。
引用
@article{arxiv.1711.04449,
title = {Unified Framework of KKT Conditions Based Matrix Optimizations for MIMO Communications},
author = {Chengwen Xing and Yindi Jing and Shuai Wang and Jiaheng Wang and Soon Xin Ng and Sheng Chen and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.04449},
year = {2018}
}
备注
Multi-input multi-output communications, covariance matrix optimization, matrix variate optimization, Karush-Kuhn-Tucker conditions, water-filling structure