Minimax设计：常数模MIMO波形优化提升主动感应性能

本文档深入探讨了"用于主动感应的恒定模数MIMO波形的Minimax设计"这一关键主题。在现代无线通信系统中，多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）技术因其出色的性能提升和抗干扰能力而备受关注。信号处理中的波形优化是MIMO系统设计中的重要组成部分，它直接影响系统的效率和有效性。 Minimax设计策略是一种优化方法，特别关注于抑制自相关性和交叉相关性，这些是MIMO系统中噪声和干扰的主要来源。通过采用最小最大（或称为无穷范数，即ℓ∞-norm）设计准则，目标是在满足特定性能约束的同时，尽可能地减小信号之间的相互影响。这对于保证系统的稳定性和信道利用率至关重要。 然而，当涉及到实际应用时，问题变得尤为复杂。考虑到波形长度和系统规模，设计问题可能包含超过10万的单模复数变量以及100万以上的非线性约束，这使得传统的波形设计算法和现成的优化工具难以有效处理。面对如此庞大的问题规模和非凸、非光滑的特性，现有的解决方案显得力不从心。 为解决这一挑战，本文提出了一种高效的原-对偶型算法。这种算法具有较低的每次迭代复杂度，能够在处理大规模和非线性约束时保持高效性能。算法的优势在于其能够有效地搜索设计空间，找到全局最优解或者接近最优解的波形组合。 通过数值比较，文中展示了基于Minimax设计的波形在抑制干扰和提高系统性能方面优于现有方法的结果。这对于实际应用中的主动感应系统来说，具有显著的实际意义，因为它能提升系统的鲁棒性和整体性能，特别是在那些对信号质量有极高要求的场景，如雷达、无线通信和物联网等。 总结来说，这篇研究论文的核心贡献在于提出了一种创新的波形设计策略，它不仅克服了大规模优化问题的困难，而且在实践中展现出了优越的性能。这对于推动MIMO技术在主动感应领域的发展具有重要的理论价值和工程应用价值。