Research Note

CVX 优化问题排查清单

记录复数半正定优化、数值缩放和求解状态检查中的常用排查顺序。

Optimization Updated 2026-08-12
  • CVX
  • convex optimization
  • numerical stability

从模型而不是求解器开始

当 CVX 返回不可行或数值状态异常时,先检查数学模型是否自洽,再调整求解器参数。建议按照“维度、结构、尺度、可行性、状态”的顺序排查。

维度与复数结构

  • 所有二次型的矩阵维度是否匹配。
  • 应为 Hermitian 的矩阵是否显式保持 Hermitian 结构。
  • 半正定变量是否使用了正确的复数声明。
  • 标量不等式两侧是否都为实数。

例如复数半正定变量通常需要明确声明为

variable W(N, N) hermitian semidefinite

数值尺度

若目标函数、噪声功率和信道增益相差多个数量级,可以先统一单位或引入有物理意义的缩放。缩放后必须确保约束和最终恢复指标使用相同的尺度定义。

可行性定位

  1. 固定位置变量,只检查波束成形子问题。
  2. 固定波束成形变量,只检查位置子问题。
  3. 暂时使用一个已知可行点计算每条约束的残差。
  4. 区分原问题不可行和近似子问题不可行。
  5. 检查每轮迭代使用的是当前点还是上一次接受点。

结果记录

每次排查至少保存以下信息:

  • 求解器状态;
  • 当前目标值;
  • 各类约束的最大违反量;
  • 迭代点是否被接受;
  • 最终报告值是恢复后的物理指标还是代理目标。