We investigate the weighted sum-rate (WSR) maximization linear precoder design for massive MIMO downlink and propose a unified matrix manifold optimization framework applicable to total power constraint (TPC), per-user power constraint (PUPC) and per-antenna power constraint (PAPC). Particularly, we prove that the precoders under TPC, PUPC and PAPC are on different Riemannian submanifolds, and transform the constrained problems in Euclidean space to unconstrained ones on manifolds. In accordance with this, we derive Riemannian ingredients including orthogonal projection, Riemannian gradient, Riemannian Hessian, retraction and vector transport, which are needed for precoder design in matrix manifold framework. Then, Riemannian design methods using Riemannian steepest descent, Riemannian conjugate gradient and Riemannian trust region are provided to design the WSR-maximization precoders under TPC, PUPC or PAPC. Riemannian methods are free of the inverse of large dimensional matrix, which is of great significance for practice. Complexity analysis and performance simulations demonstrate the advantages of the proposed precoder design.


翻译:本文研究了用于大规模MIMO下行链路的加权和速率(WSR)最大化线性预编码器设计,并提出了一个统一的矩阵流形优化框架,适用于总功率约束(TPC)、每用户功率约束(PUPC)和每天线功率约束(PAPC)。特别地,我们证明了在TPC、PUPC和PAPC下的预编码器位于不同的黎曼子流形上,并将欧几里得空间中的约束问题转化为流形上的无约束问题。据此,我们推导了矩阵流形框架中预编码器设计所需的黎曼要素,包括正交投影、黎曼梯度、黎曼海森矩阵、收缩和向量传输。随后,提供了使用黎曼最速下降法、黎曼共轭梯度法和黎曼信赖域法的黎曼设计方法,以在TPC、PUPC或PAPC约束下设计WSR最大化预编码器。黎曼方法无需对大型矩阵求逆,这对实际应用具有重要意义。复杂度分析和性能仿真证明了所提出的预编码器设计的优势。

0
下载
关闭预览

相关内容

【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
89+阅读 · 2021年12月9日
【干货书】开放数据结构,Open Data Structures,337页pdf
专知会员服务
19+阅读 · 2021年9月17日
还在修改博士论文?这份《博士论文写作技巧》为你指南
八篇NeurIPS 2019【图神经网络(GNN)】相关论文
专知会员服务
44+阅读 · 2020年1月10日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
大神 一年100篇论文
CreateAMind
15+阅读 · 2018年12月31日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月23日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月21日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月19日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
11+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
10+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
14+阅读 · 10月13日
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
大神 一年100篇论文
CreateAMind
15+阅读 · 2018年12月31日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员